Samenvattingen en beoordeling van literatuur aanwezig bij ONW in relatie met de constructies zinkstuk met zool en zandworsten mat

ministerie van verkeer en waterstaat nj

kswaterstaat

I

I

I

I

I

I

.1

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

deltadienst

onw

ontwikkeling

•

nieuwe

werkmethoden

project

I

proef IONW-M-82120

Samenvattingen en beoordeling van literatuur aanwezig bij ONW in relatie met de constructies zinkstuk met zool en zandworsten mat

augustus 1982

postbus 5002 4328ZV Burgh-Haamstede tel. 01115-5000

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Inhoud I Inleiding blz. 1

II Samenvattingen per artikel _{2 t/m 47}

III Samenvattingen per onderwerp _{48 t/m 61}

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-1-Samenvattingen en beoordeling van literatuur aanwezig bij ONW in relatie met de constructies zinkstuk met zool en zandworstenmat.

In 1980 is gestart met het project "Evaluatie ONW archief".

De doelstelling hierbij was de in de archieven van ONW opgeslagen kennis en ervaring opgedaan tijdens 25 jaar praktijkonderzoek en ontwikkeling beter toegankelijk te maken door het vervaardigen van een aantal afgeronde publicaties.

In 1981 is een quantitieve analyse gemaakt van het archief materiaal van ONW en is het archief-systeem doorgelicht en opnieuw opgezet.

Op basis van de resultaten van de quantitatieve analyse is in 1981 besloten om als eerste aanzet van de onderwerpen zinkstuk met zool en zandworstenmat een kwalitatieve beoordeling te maken van het aanwezige materiaal vervolgens afhankelijk van deze beoordeling te beslissen of er zoja in welke vorm publicaties over deze onderwerpen

zullen worden geschreven.

De resultaten van de kwalitatieve analyse van het beschikbare mate.l"ia-a-l_' werden in deze notitie gegeven.

Het werk is verricht door ir.H. Crans daarbij begeleid door de heren ir. L. Boom, ir. A. van Mazijk en ing. :rCA.G. Mouw.

-2-II Samenvattingen van beschouwde en beoordeelde literatuur per artikel

=========================================================================

1. _{Waterdoorlatendheid/waterloopkundige karakteristieken van} kunststof-filters.

1.1. Waterloopkundig Laboratorium "Onderzoek naar de waterloopkundige karakteristieken van kunststoffilters". R 678, 1974.

---

-Het rapport geeft een vrij gedegen overzicht van laboratoriumonder-zoek van kunststoffilters ten aanzien van waterdoorlatendheid en vooral de zanddichtheid bij een statische- en een dynamische door-stroming. Het zogenaamde zanddichtheidsgetal wordt ingevoerd. Het dichtslaan is met een statische doorstroming bestudeerd. Het dichtslibben is wel genoemd, maar verder niet onderzocht.

De stap van de praktijksituatie naar de ontwikkelde beproevings-methodiek is niet uiteengezet, waardoor het hanteren van de resul-taten waarschijnlijk met omzichtigheid dient te geschieden. Mogelijk is wellicht, dat deze onderbouwing wel te vinden is in de (aangehaalde) literatuur.

Voorts wordt vermeld dat:

---Een uitgebreid overzicht van kunststoffilters, die in de waterbouw worden toegepast, wordt gegeven door Zitscher: "Kunststoffe für den Wasserbau" •

Meer fundamenteel en "up to date" is het proefschrift van

dr.ing. Georg Heerten: "Geotextilien im Wasserbau".- Prüfung, An ... wendung, Bewährung, Universität Hannover (1981) - ISSN 0340-0077.

1.2. WaterlÇ>opkundig Laboratorium "Waterloopkundige karakteristieken van kunststoffilters. Deel II. Onderzoek naar dichtslibben bij permanente stroming". Verslag modelonderzoek. R 678 - Sept. 1976.

---Het àicht gaan zitten van kunststoffilters met slib. ---Het gaat om

,stoffen, die in "natuurlijk" water voorkomen zoals: - onopgeloste discrete deeltjes

- kaliaidaal opgeloste stoffen - moleculair opgeloste stoffen - levende organismen

}

slib volgens N 209.

Het percentage deeltjes < 16~m in één monster. 2

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

1

1

I

1-I

I

I

I

I

I

1

I

_-3

-I

I

AI~en kunnen als autotrofe organismen ook een probleem vormen door het opbouwen van organische stof uit mineralen en energie. Wisselende grondwaterstand kan door de aanwezigheid van ijzerionen aanleiding geven tot dichtslibben. IJzerionen en zuurstof geven een volumineuze

neerslag (bruin). Dit komt voor in de zogenaamde glijzone. Dit kan zich voordoen bij oeverbeschermingsconstructies. Met behulp van een spectroscopische methode is in één analysegang de dikte van de n eer-slagen op het filter van alle elementen met een atoomnummer hoger dan 12 bepaald. Totaal zijn er 12 verschillende typen kunststoffilters onderzocht. Er werden een aantal conclusies getrokken en wel o.a.:

De gevoeligheid van kunststoffilters voor dichtslibben is een funktie van 090 (090 klein dan geschiedt dichtslibben sneller).

I

I

I

I

I

- De reproduceerbaarheid van het dichtslibproces in de toegepaste proefopstelling is matig gebleken.

I

- Bij de toepassing van zowel granulaire- als kunststoffilters moet in de praktijk steeds rekening worden gehouden met de mogelijkheid van dichtslibben van het filter, indien het filter wordt onder-worpen aan een statische waterstroom loodrecht op het filter.

De dichtslibsnelheid van een filter wordt gekarakteriseerd door de halveringstijd (tSO)'en de kwarteringstijd (t25). Deze geven de tijdsduur aan waarin de filtersnelheid, misschien beter filter-debiet, is afgenomen tot 50 resp. 25% van de beginwaarde.

I

I

I

I

Een aansluitend onderzoek is nodig om vast te stellen of en in hoe-verre bij wisselende stroomrichting het dichtslibproces wordt ver-traagd of geheel teniet wordt gedaan.

I

I

Dit rapport levert.een bijdrage in de kennis van het dichtslibproces. Er dient evenwel nagegaan te worden of er al verdere onderzoeken ge-daan zijn en of er al verdergaande literatuur voorhanden is.

I

,

I

1.3. Conceptvan ir. Tvan congrespaper voor K & 0 - boek. V.d. Meulen, 1979. (1) betreffende filters

I

I

In dit artikel wordt gepoogd een overzicht (stand van de techniek?)

te geven van de zanddichtheid en de waterdoorlatendheid van granu-laire-, kunststof- en samengestelde filters. Voor zinkstukken zijn vooral de kunststoffilters en de samengestelde filters van belang

I

(1) Vereniging van Kust- en Oeverwerken

--4-

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

(ENKAMAT en ZINKCONMAT).

Er worden een aantal condities aangedragen voor zanddichtheid, welke uit de literatuur zijn gehaald.

Bij de zanddichtheid is aandacht geschonken aan stromingen loodrecht op het filter en evenwijdig aan het filter. Er worden evenwel

beper-kingen aangevoerd door het ontbreken van verder systematisch o nder-zoek (blz. 11). Duidelijke uitspraak is, dat er bij het ontwerpen van filters steeds eerst de stromingscondities (sterk, dynamisch, milder etc.) in de werkelijkheid dienen te worden geanalyseerd. Bij stromingen, voornamelijk evenwijdig aan het scheidingsvlak filter-bodem, kunnen bij

kleine verhangen zelfs zeer open filters voldoende zanddicht zijn. Er wordt aandacht besteed aan het onderzoek naar de werking van filters. De waterdoorlatendheid wordt ook onder de loupe genomen. Bij dit soort

onderzoek dient bij voorkeur de werking van het filter t-eworden nage-gaan in afhankelijkheid van de optredende belastingen en de constructie, waarvan het filter deel uit maakt.

Een duidelijke beperking voor dit onderzoek, dat kan worden aangeduid als totaal onderzoek, wordt gevormd door de afhankelijkheid van de re-sultaten van de stromingstoestanden, de kenmerkende afmetingen van de elementen waaruit grond,_filter en de verdere constructie is opgebouwd. Onderzoek waarbij de elementen op schaal worden nagebouwd is hierdoor niet mogelijk (?), zodat onderzoek op ware grootte overblijft. Het g e-volg hiervan is, dat totaal onderzoek alleen in de werkelijkheid kan

plaatsvinden of in golf- en stroomgoten met zeer grote afmetingen. Het artikel geeft beknopt een redelijk beeld van de werking van filters.

1.4. Kunststofsymposium te Parijs: Congrespaper Hoogendoorn/V.d. Meulen.

"Prelimary investigations on clogging of fabrics". 1977.

---Het artikel beschrijft het afnemen van de waterdoorlatendheid als g

e-volg van dichtslaan (blocking) en dichtslibben (clogging). Het verhaal is uiteraard de tekst van een voordracht en geeft als zodanig een glo -baal overzicht van de waterdoorlatendheid van filters. Zo zijn ook t a-bellarisch getalwaarden voor verschillende filters bij gebruik van tap

-water en slootwater bijgevoegd. Wellicht kan tabel 4 voor ontwerpdoel -einden gebruikt worden.

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-5-1.5. "Empfehlungen für die Anwendung von Kunststoffen in Erd- und Wasserbau". (1981 concept)

---Het betreft hier Duitse richtlijnen voor verschillende toepassingsge-bieden zoals verkeerswaterbouw, kunstwaterbouw, stuwdammen, kultuur-waterbouw e.d. Tot in detail worden ook constructieve oplossingen aan-gereikt voor het toepassen van kunststoffen. Het zou wellicht erg nut-tig zijn de oplossingen eens kritisch te bekijken.

1.6. Gebruik van geotextiel in de wegenbouw. 1981.

---Het gaat hier om een Belgische norm. Betreffende allerlei ontwerpcriteria en beproevingswijzen voor.de ontwerper. Genormaliseerde methoden worden gegeven ten aanzien van waterdoorlatendheid, treksterkte, rek bij breuk, weerstand tegen zuren, basen en chloriden.

Het betreft hier vooral" een duidelijke richtlijn voor het nemen van proeven met kunststoffiltermaterialen.

1.7. "Fysische- en mechanische eigenschappen van filterweefsels", door prof. ir. K. van Harten en ir. A.H.J. Nijhof. 1979.

---

-

---In dit artikel wordt op wetenschappelijke wijze een verband afgeleid tussen de geometrie van de vezelconstructie en de drie belangrijke eigenschappen van filters, te weten: de sterkte, waterdoorlatendheid en de zanddichtheid.

In dit artikel wordt fWldamentele kennis aangedragen van weefsels in relatie tot waterdoorlatendheid,. zanddichtheid en sterkte.

Aan het slot van dit artikel wordt ook gesteld, dat er nog vele aspec-ten van het fysisch- en mechanisch gedrag van weefsels in constructies voor kust- en oeverbescherming zowel theoretisch als experimenteel on-derzocht moeten worden.

1.8. Proefschrift van dr.ing. Georg Heerten "Geotextilien im Wasserbau. Prüfung, Anwendung, Bewährung". 1981.

---Het betreft hier een zeer bruikbaar geschrift, zoals reeds onder punt

1.1. is vermeld. De chemische-, mechanische- en hydraulische eigen-schappen van kunststoffilters worden uitgebreid besproken. Ook is een stroomdiagram opgenomen om het kunststoffilter hydraulisch te ontwer-pen.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

6

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-7-2. Zanddichtheid.

2.1. Waterloopkundig Laboratorium "Onderzoek naar de waterloopkundige karakteristieken van kunststoffilters". R 678, 1974.

---Zie 1.1.

2.2. Waterloopkundig Laboratorium "Waterloopkundige karakteristieken van kunststoffilters. Deel II. Onderzoek naar dichtslibben bij pennanente stroming". Verslag modelonderzoek. R 678 - Sept. 1976.

---Zie 1.2.

2.3. Waterloopkundig Laboratorium "Zanddichtheid zinkstukken op sluit-gatdrempel". M 961 - Aug. 1968.

---Het betreft hier proeven in de stroomgoot van het laboratorium "de Voorst" .

De mate van zanddichtheid is bepaald voor zes verschillende zink-stukken, t.w.:

- Het klassieke zinkstuk.

- Het Brouwershavense Gat zinkstuk. - Het Haringvlietzinkstuk.

- Het "Smit"-zinkstuk.

- Het variant IJsselmeer zinkstuk. - Het variant Haringvliet zinkstuk.

Uit het onderzoek in de goot naar de mate van zanddichtheid van kunststofweefsels en enkele natuurlijke materialen onder een caisson kan het volgende worden geconcludeerd:

- Ten aanzien van de zanddichtheid is het veel gunstiger de weefsels ~~~~~~ op het zandbed te plaatsen dan op een bepaalde afstand daar-boven.

- De weefsels van polypropeenband, band met steenwol en band met schuimplastic zijn zeer weinig zanddoorlatend, maar hun waterdoor-latendheid is eveneens gering (vooral het polypropeen bandweefsel en het bandweefsel met steenwol), zodat het gevaar van overdrukken

onder het weefsel niet denkbeeldig moet worden geacht.

- De polypropeen- en polyetheen monofilweefsels zijn weinig

zand-doorlatend indien ze direkt op het zandbed worden geplaatst,

an-ders zijn ze reeds bij een klein verhang niet zanddicht. De

water-doorlatendheid is evenwel groter.

- De kunststof "kokos"-mat en het polypropeen platweefsel geven,

di-rekt geplaastst op het zandbed, bij zeer grote verhangen (± 80%)

een zeer geringe zanddoorlatendheid. De waterdoorlatendheid van de kokosmat en het platweefsel is, hoewel minder dan die der mono-filweefsels, toch tamelijk goed te noemen.

Het kritieke verval, waarbij een klassiek zinkstuk zijn zanddicht-heid begint te verliezen, ligt erg laag.

- De waterdoorlatendheid en de zanddichtheid van de rietmat en de azobé-mat zijn tamelijk goed.

Een laag kif direkt op de zandlaag aangebracht blijkt al bij geringe dikte bijzonder zanddicht te zijn.

- Zinkstukken met een vlakke zanddichte onderkant bieden de meeste weerstand tegen uitspoeling van onderliggend zand.

De resultaten van het "Smit"-zinkstuk en het variant Haringvliet-zinkstuk zijn ten_aanzien van de zanddichtheid uitstekend.

- Bij gebruik van het zeer zanddichte bandweefsel moet er rekening mee worden gehouden, dat dit bandweefsel mogelijk kan dichtslibben, zo-dat eventueel overdrukken aan de onderzijde ontstaan.

2.4. Waterloopkundig Laboratorium. M 961. Aanvulling hoofdstuk 4 "Zand-dichtheid zinkstukken op sluitgatdrempel". Febr. 1969.

---Het betreft hier een geringe hoeveelheid aanvullende gegevens voor een aantal proeven. Er wordt evenwel gewaarschuwd, dat de afzonder-lijke absolute proefresultaten met de nodige reserve gehanteerd dienen te worden. Het betrof een zuiver kwalitatief twee-dimensionaal onder-zoek.

2.5. Ontwerp NEN. Kunststoffilters in de waterbouw. Bepaling van de zand-dichtheid in droge toestand. Eisen- en beproevingsmethode. Nov. 1981.

---In de conceptnorm is een methode aangegeven om de karakteristieke

af-- 8

-•

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-9-I

I

meting van de porie van een filter te bepalen. Te weten de

° .

n In de'praktijk wordt meestal gewerkt met 090 en 098' die aangeven dat de karakteristieke porie-afmeting van het filter overeenkomt met gemiddelde korreldiameter van een zandfractie, waarvan resp.

90-en 98% op en in het filter achterblijft.

I

I

I

2.6. Proefschrift van dr.ing. Georg Heerten "Geotextilien im Wasserbau. Prüfung, Anwendung, Bewährung". 1981.

---~---

---I

Zie 1.8.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-10-3. Wrijvingscoëfficiënt.

3.1. Fundering op pijlers - "Wrijving dragers op diverse ondergronden". ONW (dec. 1979).

---De schuifweerstand in het "begin van bewegen" gebied is weergegeven in een tabel. Het betreft een Nicolondrager en een Jumbodrager op ondergronden zoals beton (droog/nat) wrijvingscoëfficiënt ca. 0,75 resp. 0,64.

Staal (droog/nat) wrijvingscoëff. ca. 0,38 resp. 0,38. Hout (droog/nat) wrijvingscoëff. ca. 0,54 resp. 0,54.

Voorts is gebleken dat bij de verschillende dragers vooral de jumbo-mat grote slijtage vertoonde, zodat de ingeweven stalen strengen los kwamen van het weefsel. Daar slepen over de loswal bij het oprollen van de mat eenzelfde effect kan hebben was meer inzicht in het slij-tagegedrag van de verschillende dragers noodzakelijk. In het rapport is de slijtage nagegaan van de jumbomat op de ondergronden beton en staal. De slijtage op een stalen ondergrond bleek minder te zijn. Ook de wrijving op de loswal is gemeten.

3.2. Wrijvingscoëfficiënt mat - mat. (24-9-1980).

---In het laatste stadium van het oprollen van de filtermat rijst de vraag of de zinkbalk tijdens het borgen van deze balk op de rol vast-gehouden moet worden. Of dit noodzakelijk is hangt af van de wrijvings-coëff. mat - mat (Jumbodrager-nylonbovendoek). Als de wrijvingscoëff. te laag is moet de zinkbalk tijdens het borgen worden vastgehouden, omdat anders de mat van de rol glijdt. De statische wrijvingscoëff. is diverse malen gemeten met natte weefsels. Er trad een vrij grote spreiding op in de proefresultaten. Er wordt aanbevolen om bij bere-keningen uit te gaan van een wrijvingscoëff. van 0,4 (begin beweging).

Voor de glijdende wrijvingscoëff. lijkt 0,33 een veilige waarde te zijn om mee te werken.

3.3. Onderzoek naar de wrijvingscoëff. tussen zinkstuk en ondergrond. (driemaandelijks bericht 1970).

10

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-1-1-Onderzocht is de weerstand die zool- en zinkstukken hebben tegen

afglijden van een talud. De wrijvingscoëfficiënten zijn voor een

klassiek zinkstuk. en:een zoolstuk. ongeveer gelijk en wijken voor de

verschillende ondergronden (zand of slib) sterk van elkaar af.

Voor zand ondergrond f = 0,75.

Voor slib ondergrond f

=

0,2 .

-4. _ Hydraulische stabiliteit.

4.1.1. Onderzoek naar de stroombestendigheid van een met zandslangen geballaste nylon bodemmat. ONW (6 - 1961).

---Met behulp van een onder de waterspiegel gehouden platform is de (rand)stabiliteit het zgn. omklappen van deze mat onderzocht. Het rapport geeft stapsgewijs de bevindingen weer en kan gezien worden als een eerste aanzet. Het verhaal dient ook in verband gebracht te worden met_de proeven te Lith.

4.1.2. Nylon bodembescherming - lIl. WL M 598 - VII (8 - 1960).

---Met een nylon bodembescherming werden van 24-6 t/m 25-8-1960 in de stroomgoot van het lab. "De Voorst" proeven gedaan als onder-deel van het criteria onderzoek M 598.

Conclusies:

De resultaten van dit onderzoek laten zich in het kort als volgt samenvatten:

1. Met behulp van met zandslangen verzwaard nylondoek is een con-structie te maken die bij een gemiddelde snelheid van ongeveer 1,2 m/sec en een diepte van circa 1 m stabiel is.

2. Het is daarbij niet noodzakelijk de vulling zwaarder te maken dan 1:6 (1 gevulde worst op 6 lege worsten?).

3. Indien bezwijken optreedt, wordt het doek opgerold en over grote afstanden getransporteerd.

4.1.3. Gedrag ACZ-mat onder invloed van stroom. Verslag modelonderzoek. R 460 deel X. WL (8-1973).

---In opdracht van ONW is door het WL de ACZ-mat in de stroomgoot te Lith doorgemeten. De ontworpen bodembescherming bestaat uLt een ondermat van p.p.doek (825 gr/m2) waarop betonblokken zijn bevestigd ter verzwaring van.het doek.

12

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Conclusies:

I

1. Bij een gelijkmatige verdeling van de op het p.p. doek aan-gebrachte'verzwaring met behulp van betonblokken is de con -structie stabiel en zanddicht tot gem. stroomsnelheden van

4 à 5 mis bij een verhang van de waterspiegel tot ca. 10%. 2. Bij een (zeer) ongelijkmatige verdeling van de aangebrachte

verzwaring op de filtermat ondergaat de bodembescherming qua ligging een sterke wijziging en er treedt zandverlies door de mat op. Na het bereiken van een evenwichtstoestand staat het

doek onder sterke spanning.

Randstabiliteit o.i.v. stroming

I

I

I

I

4•.2.

,

.

I

4.2.1. W.L. "stabiliteit van de rand van bodembescherming".

R460 deel IV (12-1971).

---I

Het omklappen van een asfaltmastiekmat werd reeds bij eerdere proe-ven geconstateerd. In dit rapport is deze instabiliteit onderzocht.

Het stroombeeld aan de rand is van grote invloed en daarmee de drukverdeling.

De drukverdeling wordt bepaald door: vorm van de rand

I

- -aazd+van de bescherming

waterdiepte stroomsnelheid

I

I

ontgrondingskuil (hellingen, diepte}.

I

Conclusies:

1. Bij aanstroming van een bodembescherming vanaf het onverdedigde gebied kan de bescherming instabiel worden.

2. De instabiliteit wordt verklaard door de drukverdeling in de om-geving van de rand. De resulterende krachten zijn omhooggericht. 3. Er bestaat een lineaire relatie tussen de krachten op het

zink-stuk en het kwadraat van de gem. stroomsnelheid.

4. De vorm van de rand is van grote invloed op de resulterende krachten.

5. Een plaatselijke initiële instabiliteit veroorzaakt een druk-verdeling die er toe kan leiden dat ook naastliggende gebieden bij het proces van instabiliteit worden betrokken.

4.2.2" W.L. "zanddichtheid zinkstukken en gedrag zinkstukken aan de rand

van een zinkveld. R 460 - II (10-1969)"

I

I

I

I

I

I

---

Het rapport bevat de verslaglegging van proeven, die betrekking

hebben op:

-de zanddichtheid van een klassiek zinkstuk.

I

I

het gedrag van zinkstukken aan de rand van een zinkveld.

In beide gevallen is er sprake geweest van stroomaanval met of zonder

I

wervelstraten. In de zinkstukken zijn de volgende materialen verwerkt:

rijshout, riet en p.p. Z-filterdoek.

De proeven zijn op ware grootte uitgevoerd.

Voor afdekking van de zinkstukken is stortsteen 10-300 kg

toege-2

past met een aanbrenggewicht van 1000 kg/m . Voor het ontgrondings-materiaal is steeds gebruikt wadzand met dSO = 140

f

I

I

I

Conclusies:

1. De zanddichtheid van het klassieke zinkst~~ is beperkt en hangt af

11

van stroomsnelheid, verhang en turbulentie graad ..

2. Het zoolstuk is bij de proeven zanddicht gebleken.

3. Aan de.rand,'van een zinkveld lijkt het gewenst een meer "open" constructie toe te··passen.

4. Bij een helling van de rand tot ca. 1 steen op het stuk blijven liggen.

5. Voor een zoolstuk is bestorting (10-300 kg) voldoende; voor een 1 moet er nog voldoende

klassiek zinkstuk is de bestorting meer afhankelijk van de ver-eiste zanddichtheid.

I

I

I

I

4.2.3. W.L. Stormvloedkering Oosterschelde. Vormgeving en constructie

sluit-gaten. Invloed van een geleidelijk in hoeveelheid afnemende bestorting

11

benedenStrooms van een bodemverdediging op de vorming van een

ontgron-dingskuil. R 460 WL 8-45 (apr-1976)

---De proeven zijn uitgevoerd in de stroomgoot te Lith.

Minder steile aanzethèllingen van ontgrondingskuilen kunnen bereikt

I

11

worden door te zorgen voor een geleidelijke overgang in

zanddicht-heid van de bodemverdediging naar het niet verdedigde zandbed m.b.v.

I

een geleidelijk in hoeveelheid afnemende steenbestorting.

Conclusies:

1. Met een geleidelijke afnemende hoeveelheid bestorting blijkt het mogelijk om een flauwe aanzethelling te verkrijgen.

2. Er zal ruim aandacht moeten worden geschonken aan het goed aan-brengen van het gewichtsverloop van een bestorting benedenstrooms van een blokkenmat om te vermijden dat er plaatselijk hellingen van circa 1:4 kunnen voorkomen.

14

-I

I

I

I

I

I

I

I

3. Met een geleidelijk toenemende bestorting bovenstrooms van een bodemverdediging lijkt het mogelijk om bij aanstroming vanuit een reeds gevormde aanzethelling deze minder sterk te doen toe-nemen dan in een situatie zonder bestorting.

4. Aanbevolen wordt het onderzoek naar de kuilvorming een meer ge-detaileerde vorm voort te zetten.

4.2.4. W.L. Stormvloedkering Oosterschelde. Aanzethelling. Interimverslag-onderzoek. Ml001-12 (4-1976)

I

I

I

---

In het verleden zijn al onderzoeken naar aanzethellingen verricht. In het onderhavige verslag worden de in het verleden uitgevoerde proeven aan een nadere analyse onderworpen om de voor de aanzethel-lingen van belang zijnde parameters op te sporen.

I

Conclusies:

1. De verhouding u'/W (turbulentie intensiteit gedeeld door val-snelheid) blijkt niet in relatié·te staan met aanzethelling.

2. Aan de hand van de beschikbare gegevens kon een verband gelegd worden tussen de aanzethelling bij zanden met verschillende korreldiameters en W/D (valsnelheid gedeelt door korreldiameter van het bodemmateriaal) .

cotgr :: ~

3. Een hyperbolische relatie bleek te bestaan tussen de aanzethelling en de dimensieloze ontgrondingsfactor~:

I

I

I

I

I

cotgr .. A + B O(.-C

I

4. De relatieve dichtheid (A) van het bodemmateriaal bleek niet voldoende door W/D vertegenwoordigd te zijn bij een vergelijking tussen zand en polystyreen en bakeliet:

cotg~ :: W

6.

2/3.D

I

I

I

5. Na optimalisatie met behulp van de methode van de kleinste kwadraten kon de relatie tussen de aanzethelling en de eigenschappen van de bodemmateriaal en stroomcondities worden bepaald (de afzonderlijke

invloed van ..;)is niet in proeven getoetst}:

W V 0,75 cotgr = 5,5 D <g2p) 1/3 (2.5 + 0(.- 1.32)

I

I

I

Waarbij een relatieve standaardafwijking van 19% bleek te gelden, indien lontgrondingsproef wordt uitgevoerd en van 1.1% indien 3 proeven worden uitgevoerd.

-.LU-6. De uit conclusie 5 voortvloeiende schaal VOC11r de aanzethelling wordt: ncotg ~

=

n n....2/3 D

-I

I

I

7. Een toetsing van de model resultaten aan de hand van het prototype

is verricht voor het Brouwershavense Gat en toont aan dat de aanzet-

11

hellingen verkregen door middel van modelproeven bij benadering een

veilige schatting van de te verwachten aanzethelling in het proto-type geeft.

8. Het blijkt dat in het geval van de Oosterschelde overwegend 2-dimen-sionale situaties kenmerkend zijn voor de aanzethellingen.

9. Uit de onder conclusie 6 genoemde schaalregel volgt dat huidige modelonderzoek met betrekking tot de Oosterschelde een circa 8% te steile aanzethelling voor het prototype voorspeld.

10. Tenslotte dient in het oog te worden gehouden dat de volgende factoren nog een rol kunnen spelen in de gevonden spreiding in de resultaten:

- verschillende definities van de aanzethellingen

- ontgrondingsproeven bij zeer uiteenlopende geometriën (van 2-dimen-sionaal zonder drempel tot 3-dimen2-dimen-sionaal met hoge drempel)

nauwkeurigheid van het bepalen van de aanzethellingen in verband met mogelijke onregelmatige kuilprofielen.

4.2.5. De Graauw, A.F.F. and K.W. Pilarczyk, "Modelprototype conformity of local Scour in Non- Cohesive sediments beneath overflow dam",

Proceedings XIXe IAHR Congress, New Delhi, India (2-1981). Subject D, Volume V, p.7-15

Het aansluiten van de plaatselijke uitschuring van model naar proto-type bij niet cohesieve bodemmaterialen is in dit verslag uiteenge-zet voor het geval van een drempel. Aan de hand van eerder uitge-voerde systematisch model onderzoek wordt het verband tussen de tijd en de uitschuringsdiepte gegeven. Recent was deze relatie in het prototype nagetrokken. Het verloop van de uitschuring in de tijd is zowel voor het model als het prototype weergegeven. Ook worden aan-wijzingen gegeven voor de practische toepassing van de resultaten. Het betreft hier evenwel een voordracht, zodat de resultaten van het onderzoek zijn gegeven en niet zozeer de achtergronden.

- 16

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

4.2.6. Rapport vinyldoek zinkstukken van prof. J.Th. Thijsse. WL.(5-9-1956)

I

---I

In de op 15 juni te Veere gehouden bespreking is door de Rijkswat er-staat mondeling aan het Waterloopkundig Laboratorium opdracht ge-geven in een model de stabiliteit van zinkstukken van vinyldoek en

het aan de bodem brengen er van te onderzoeken.

In briefvorm wordt door prof. Thijsse verslag uitgebracht. Het gaat vooral om de zwaarte van de randen om verschuiven en omklappen te

voorkomen.

I

I

I

4.2.7. W.L. M501. Zinkstukken van vinyldoek. Versnaar de stabiliteit (dec. 1954) lag van de onderzoekingen

---

-

-

-

---

-

---

-

-

-

----

--

---

-

---

-

---

-

---

-

--I

In.opdracht van Draka is op 6-9-1954 door het W.L. de stabiliteit van de bodembescherming met vinyldoek onderzocht.

I

Conclusies:

I

1. Een bestorting van breuksteen bestaande uit stenen van 80 tot 160 kg blijft bij snelheden tot 2,5 mis uitstekend op zijn plaats.

I

De einden/overlappen en vrije randen moeten goed zijn bestort.

2 2

(130 kglm ). Bij een bestorting van 1 steen per 10 m kunnen bul-ten ontstaan die bij een snelheid van 2,3

mis

beginnen te golven. 2. Een onbestort zinkstuk met eindverzwaring van 22 kglm1 klapt om

I

bij een snelheid t.p.v. dit einde van 1 mis. Met een ei

ndver-1

zwaring van 62,5 kglm treedt opschuiven, geen omklappen, op bij een snelhe.idvan 1,2.

mis.

I

I

4.2.8. W.L. Stormvloedkering Oostersahelde. Stroombestendigheid van asfalt-mastiekslabben. Verslag modelonderzoek. R1522 (4-1981)

I

---

-

---

-

--I

In de"stroomgoot Lith" werd in opdracht van de Deltadienst van de Rijkswaterstaat een onderzoek ingesteld naar de stroombestendigheid van asfaltmastiekslabben. De 8 cm dikke asfaltslabben vormen een onder-deel van het 32 cm dikke asfaltstortebed, dat bij een situatie met een weigerende schuif bestand moet zijn tegen stroomsnelheden van ca. 6

mis.

Dit onderzoek was een aanvulling op de in het verleden verrichte onderzoek naar de stabiliteit van de randen van bodembeschermingen onder invloed van loodrechte aanstroming (R460). Onder invloed van scheve aanstroming (M1724) is gebleken dat de 8 cm dikke mastieklaag qua gewicht niet voldoende is om de randstabiliteit te waarborgen. Vervolgens is de invloed nagegaan van een al dan niet volledige onder-linge hechting tussen de slabben en de sterkte-eigenschappen van de asfaltmastiek op de stabiliteit van de asfaltlab.

I

I

I

I

I

1. Een 8_cm dikke as faltmastieklaag , die los op een onderlaag ligt,

wordt aan de rand instabiel bij een loodrechte aanstroming van

1,85

mis.

2. Indien tussen de asfaltmastieklaag en de onderliggende laag een

~~~~~_~~~~~!~~

bestaat, dan is er bij de max. haalbare snelheid in de goot nog geen instabiliteit bij 5,3 mis.

3. Een O,S mm dik laagje zand is reeds in staat om een goede

hechting ~ogelijk te maken. Bij de gietpunten, waar het

aan-wezige zand werd verdreven, ontstond wel een goede hechting. 4. De hechting hoeft niet over het gehele oppervlak aanwezig te

zijn om de kritieke stroomsnelheid waarbij de asfaltmastiekslag

loskomt van de ondergrond aanzienlijk te verhogen tot ca. 5

mis

bij loodrechte aanstroming. Wel is het belangrijk dat de hechting gelijkmatig verdeeld over het oppervlak aanwezig is.

5. Bij.een asfaltmastiekslab met een los op de ondergrond liggende

sinusvormige rand komen de niet gehechte golfvormige slabben

bij stroomsnelheden.van, ca. 3 mis langzaam ophoog.

6. Indien de rand van de asfaltmastiekmat gedeeltelijk loskomt, ont-

11

staat er een aanzienlijk grotere kracht op de rand dan in de rust-Naast de modelonderzoek in de goot werd aandacht besteed aan het opstellen van een rekenmodel, dat werd getoetst aan de proefresul-taten. Bij dit verslag hoort een door ONW gemaakt fotoboek.

Conclusies:

toestand.

7. Een rekenmodel waarbij de asfaltmastiekslab wordt beschouwd als een éénz±jdig ingeklemde ligger, waarop een gelijkmatig verdeelde

be-lasting werkt welke evenredig is met het.kwadraat van de

stroom-snelheid blijkt goed in overeenstemming te kunnen worden gebracht met de proefresultaten.

4.3. Golven

4.3.1. Enka-mat als taludverdediging tegen golfaanval. Verslag

modelonder-zoek. W.L. 1553 (1-1974).

In dit verslag worden de resultaten vermeld van een aantal oriën-terende modelproeven die tot doel hadden de moeilijkheden te on-derzoeken bij toepassing van de z.g. Enka-mat voor het vastleggen van taluds bestaande uit los grofkorrelig materiaal~ die aan golf-aanval zijn blootgesteld.

- 18

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

4.3.2.

I

I

I

I

I

I

I

I

-i~-Conclusies:

1. Wanneer een talud bestaande uit grofkorrelig materiaal

(dm~ 3,1 mm) met een "uitgangs "-helling van 1: 8 en afgedekt met een 6 à 7 cm dikke Enka-mat wordt blootgesteld aan golf-aanval (H = 0,35 m'à 0,40 m en T = 3,36 s) dan blijkt de stabi-liserende werking van de Enka~mat nihil als gevolg van:

- het ontbreken van inwendige sterkte - het te geringe gewicht

2. De Enka-mat met relatief dichte structuur blijkt in staat een talud met een uitgangshelling van 1:4 en 1:8 en bestaande uit grofkorrelig materiaal met d ~ 3,1 mm vrijwel volledig vast te

m

leggen, indien het talud is blootgesteld aan golfaanval met

H = 0,35 m à 0,40 m en T = 3,36 s, en mits is voldaan aan de vol-gende voorwaarden:

de mat dient aan de onderzijde voldoende dicht te zijn om te voorkomen dat het taludmateriaal door de mat wordt gespoeld. - de mat dient geheel gevuld te zijn met een, voor de

betref-feridemat geschikte vulling van zand of grofkorrelig materiaal. - de wijze waarop het juiste vulmateriaal in de mat gebracht dient

te worden moet nog nader worden onderzocht.

Van dit onderzoek bestaan waarschijnlijk vier rapporten.

W.L. Enka-mat als bekleding van een zanddam van wadzand onder golf-aanval. R 460. Voorlopige resultaten van het onderzoek in de goot te Lith (1975)

---De van een kifvulling voorzien Erika-mat werd in een aantal vormen onderzocht als bescherming van een zanddam van wadzand onder golf-belastingsomstandigheden.

Conclusies:

1. Een licht geïnpregneerde Enka-matgevuld met kif blijkt, onder de ingestelde belastingsomstandigheden juist zanddicht te zijn voor wadzand met een dSO van ca. 135

p .

Een fijnere kif-soort zal t.a.v. de zanddichtheid een grotere zeker-heid scheppen.

2. Met een gering gewicht aan kif in de mat kunnen relatief zware golfbelastingsomstandigheden worden getrotseerd.

3. Lijmlagen die direct aan de oppervlakte van de mat gelegen zijn gaan plaatselijk na relatief korte tijd kapot, waardoor kif uit de mat gaat verdwijnen.

-20-

I

I

4. Door holten onder de mat, kan de bescherming onder invloed van de golfwerking in beweging worden gebracht, hetgeen een zeer ongunstig effect heeft op de zanddichtheid.

5. OVer de duurzaamheid van de mat als bodembescherming geven de proeven geen uitsluitsel.

6. Bij het ontwikkelen van de methode om de mat met kif te vullen dient in ieder geval ervoor te worden gezorgd, dat de hoeveel-heid fijne fractie in de kif bewaard blijft, daar deze essen-tieel is voor de zanddichtheid van de kiflaag.

I

I

I

I

4.3.3. Lopend onderzoek in de Deltagoot naar stabiliteit van taludbe-kledingen van gezette steen o.i.v. windgolven

I

,

---I

In opdracht van de Deltadienst te Bergen op Zoom (afd. WWO) wordt

door het Waterloopkundig Laboratorium (De Voorst) een

golfbelas-tingsonderzoek uitgevoerd.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-20-I

-21-I

5.

Sterkte

I

5.1.1. Trekproeven op verschillende soorten sjorringtouw en verbindingen ONW (9-2-1972, ONW-0004-ZSA; 72-04)

I

---I

Dit verslag geeft alleen beknopt de meetresultaten weer zonder con-clusies. Een gedeelte van het rapport is door het afdrukken in spie-gelbeeld niet goed leesbaar.

a) Het bepalen van de treksterkte van verschillende soorten sjorring-touw geeft het volgende (vage) beeld. Het resultaat wordt over-genomen zoals het in het rapport is gepresenteerd:

I

I

I

constructie versterkt sjorringtouw resultaat proef

I

2 x polyprop 1

x

sis.al (loom geslagen) 1e keer: 432,9 kg 2e keer: 577,2 kg 3e keer: 678,2 kg

I

3 x 2 polyprop 3

x

1 sisal

649 - 771 kg: touw stuk bij knoop

I

I

3

x

3 polyprop 3 x 1 sisal

937 kg: touw stuk

touw van dhr. Van Beek (?) 606 kg: touw stuk bij knoop 894 kg: touw stuk

I

I

63

x

x

1 polyprop1 sisal 937 kg: touw stuk

I

sjorringtouw zoals toegepast in de Oosterschelde

I

b) Het bepalen van de treksterkte van een sjorringtouw matverbinding (gebruikte mat 820 gram/m2).

I

Het sjorringtouw is op verschillende wijzen aan het doek (mat 20?) bevestigd. Het complete overzicht is niet leesbaar omdat een ge-deelte in spiegelbeeld is afgedrukt. Uit het stuk dat wel leesbaar is blijkt, dat de sterkte afhankelijk is van de wijze van beves-tigen van touw aan het doek.

De bevestiging van het touw aan het doek volgens de met versterkte draad ingeweven methode geeft de hoogste sterkte

(.2:.

500 kg), welke sterkte systematisch kleiner is dan de sterkte van het touw zelf.

I

I

I

---

---

---I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

De momenteel toegepaste bevestigingsmethode is wellicht ook beproefd.

5.1.2. Proeven met sjorringtouw. Dossier van ing. Mouw (1972

tlm

1974.

Sjorringtouw en de bevestiging ervan aan de p.p.mat. Bij duiker-onderzoek is gebleken, dat bij z.g. zoolstukken, die op hellingen lagen, de steenlaag met de wiepen en rijshoutvulling plaatselijk geheel zijn verdwenen. De wiepen en het doek waren van elkaar ge-scheiden.ne~ touw was duidelijk of gebroken of uit het doek ge-scheurd.

Als voorlopige conclusie komt uit het dossier naar voren dat er gerekend mag worden op een breeksterkte (waarschijnlijk is dit bedoeld)

van 750 kg per touwtje en dit kan dan eveneens de sterkte zijn van de verbinding touwtje-doek.

In het dossier wordt ook melding gemaakt van nylonwiepen gevuld met zand. Deze wiepen zijn bedoeld als vervanging van de klassieke rijshouten wiepen, welke door de paalworm in sterke mate worden aangevreten. Resultaten van dit onderzoek zijn niet in het dossier te vinden.

Het touw is steeds afkomstig van Lankhorst Touwfabrieken te Sneek en de p.p.-kokosmat van de fa. Robusta te Genemuiden.

5.1.3. Rapport naar aanleiding van machinaal gevormde wiepen TNO (19-9-1967)

---

-

---

-

---

-

---

-

----

--

---

-

-

-

---

-

--

-

----

--

---Door ONW werd aan TNO opdracht gegeven 10 machinaal gevormde wiepen, gebonden met kunststofdraad, op treksterkte te onderzoeken en de daar-bij optredende verlenging te meten.

De wiepen zijn voor de proef eerst een etmaal onder water opgeslagen.

Van de 10 wiepen waren er een 5 tal enkel gebonden en leverden een treksterkte op van 775 tot 1125 kg.

De overige 5 wiepen waren dubbel gebonden en leverden een trek-sterkte op van 1500 tot 1950 kg.

De dubbele binding levert aldus een relatief hogere treksterkte op.

~~~~~~E~~~~~2~~

5.2.

5.2.1. Trekken van las p.p.-zool ten behoeve van zinkstukken met kopver-zwaring. ONW (2-1970)

---

-

---Het gat hier om het afzinken van een zinkstuk met staart- en kop-ballast. Er zijn vrij duidelijke schetstekeningen bijgevoegd hoe de met betonblokken verzwaarde kop is uitgevoerd.

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-23-Ook zijn constructietekeningen van de zinkbalk van het Bureau voor scheepsbouw van ir. De Groot N.V. uit Bloemendaal bijgevoegd. Het betreft hier tekeningen van april 1970. Of er na die tijd nog geëvalueerd is, is niet duidelijk.

Ook is een grafostaticatietekening betreffende het krachtenspel in het zinkstuk en drijfbuis en de uitwendige krachten op het stelsel betonblok-tangbuis (1970) in het rapport opgenomen.

Op de eerste tekening is ook een diagram aangegeven voor het be-palen van de bestortingshoekO{ van een zinkstuk.

De kop van het zinkstuk bevindt zich 2,40 m onder water waarop een horizontale kracht staat van 500 kg/m breedte; de waterdiepte en het opdrijvend vermogen variëren.

Voorts is er een beschrijving van de beproeving van het zoolstuk met zware rand opgenomen. De beschrijving geeft een aantal voor een ontwerp van belang zijnde detailgegevens:

Citaat:

"Op grond van praktijkervaring, gesteund door de uitkomsten van

meerdere proeven in het Waterloopkundig Laboratorium met prototypen en schaalmodellen is de noodzaak vastgesteld de uiterste randen van een bezinkveld welke loodrecht worden aangestroomd zodanig te construeren, dat een voldoende zware belasting van deze randen ge-waarborgd is.

Uit proeven (zijn deze nog te achterhalen?) is gebleken, dat bij een aanstroomsnelheid van 2,5 m/s een belasting van 500 à 600 kg/m

(onder water) omslaan of oplichten van de rand met voldoende zeker-heid voorkomt".

De betonblokken voor het verzwaren van de rand worden van zwaar beton gemaakt. (Cement met staalslak van de Hoogovens). Gegevens hierover zijn

-24-I

Voorts is het:-rapport voorzien van een viertal fotoreportages,

die de details duidelijk laten zien.

Dit rapport levert duidelijk een hoeveelheid praktische kennis.

I

I

P.p. is niet chemisch te lijmen, maar wel mechanisch met bijv.

bisonkit (vormt mechanische haken).

Het lijmen gaat meestal fout daar K t

f

E

De on p.p.

5.2.2. "Bodembescherming van zinkstukksn"door J.M. van Westen 1970

I

I

---I

Het betreft hier een geschrift ter verkrijging van ing.-titel~

Het rapport bevat de volgende onderdelen: - onderwerpcriteria

- zanddichtheid. Keuze van bezinking, steenbestorting, sterkte van zinkstukken

- bepaling van de stand van en de optredende krachten op een zink-stuk bij het zinken op stroom

- bepaling van de stand van en de optredende krachten op een zi~-stuk bij gestrekt zinken

- Eveneens zijn er cijfervoorbeelden gegeven. uitvoering zinkwerk in het Brouwershavense Gat kosten van een bodembescherming van zinkstukken

Voorts zijn een reeks bijlagen toegevoegd van relaties tussen grootheden en verschillende schema's.

Het rapport behandelt hoofdzakelijk de krachtswerking in het zink-stuk bij stroomzinken.

I

I

I

I

I

I

I

5.2.3. W.L. M685 (9-1959) "Het zinken van een zinkstuk op stroom. Rapport

modelonderzoek

I

---Door de Nederlandse Vereniging van Kust- en Oeverwerken werd op 14 augustus 1959 aan het Waterloopkundig Laboratorium opgedragen enige oriënterende proeven-uit te voeren met een zinkstuk, teneinde een indruk te verkrijgen van de juiste-belasting en belastingver~_

deling bij het zinken op stroom bij grote waterdiepten.

I

I

I

Conclusies:

1. De proef toonde, dat de doorbuiging van het model-zinkstuk en de wijze van zinken goed overeenkwamen met de werkelijkheid.

I

I

24

I

-25-I

2. Bij een belasting van 100 kg/m2 over de voorste 10 m ~n·-'Yan:1Sà 20 kg/m2 over het resterende gedeelte, gaat het stuk bij een stroomsnelheid

van 1,5 mis goed naar de bodem. Het licht belaste deel zweeft onder een helling van ca. 1:10.

3. In het model bleek noodzakelijk te zijn de doorzakking aan de kop te verminderen door 2 extra zinklijnen.

4. Wanneer de kop van het stuk, voor de proppen, niet voldoende wordt belast, blijft dit te veel achter bij het daarachter liggende zwaarder belaste gedeelte.

5. Bij de proeven werd de kop van het stuk, voor de proppen, door de stroom steeds tegen de ankerkabels gedrukt. Er werd niet de minste neiging tot omklappen geconstateerd.

I

I

I

I

I

_{6. De kracht,}

die op de voorankers wordt uitgeoefend, hangt af van de

I

doorzakking van het stuk, van de ruwheid van de onderkant en van de

stroomsnelheid.

7. De doorlatendheid van het zinkstuk in het model was gering, waar-schijnlijk minder dan in de werkelijkheid.

I

I

5.2.4. W.L. M685-c (9-1961) "Het zinken van een zinkstuk op stroom" Methoden voor zinkmanoeuvres

I

---I

Dit rapport is een voortzetting van het onderzoek M685 (5.2.3.)

Naar aanleiding van zinkingen in het Haringvliet in september 1960 werd het gewenst geoordeeld het onderzoek in het model voort te zetten.

I

Samenvatting:

Uit de proefnemingen is gebleken dat zinken op stroom mogelijk is, mits deze nauwkeurig wordt uitgevoerd.

1. Wanneer de richting van de stroom evenwijdig aan de lengte van het te zinken stuk is (afwijking met asrichting kleiner dan 8 graden), zijn er twee mogelijkheden:

- de kop van het stuk alleen belast, terwijl het overige deel onbelast is. De stabiliteit wordt verkregen door de S-vorm die het stuk

I

I

I

_aanneemt.

I

- een kopbelasting van het stuk en het midden deel van het stuk be-last met 15-40 kg/m2. De stabiliteit van het stuk wordt verkregen door de gootvorm in langsrichting.

2. Wanneer de richting van de stroom onder een hoek met de lengteas van het te zinken stuk is (uiterste afwijking 30 graden), is uit de proef-nemingen gebleken dat het best kan worden gezonken met alleen een

kopbelasting. Het overige deel van het stuk is onbelast. De stabiliteit wordt verkregen door de S-vorm, die het stuk aanneemt

I

I

I

-26-3. De kopbelasting is afjankelijk van de stroomsnelheid.

Uit de proefnemingen is gebleken dat naarmate de stroomsnelheid groter is, een zwaardere belasting gewenst is.

Indien de aanstroming onder een hoek plaatsvindt, is een zwaar-dere belasting nodig, dan bij rechte aanstroming.

Bij de in het model toegepaste belasting van 100 kg/m2 verloopt

I

I

I

I

I

1,5 mis, nog bevredigend. Bij aanstroming onder een hoek is verzwaring tot 140 kg/m2 nodig.

het zinken bij rechte aanstroming, met een stroomsnelheid van

Van alle proefnem1ilgen:.zijn filmopnamen gemaakt:

5.2.5. Het zinken op stroom. De praktische resultaten van het lab. onderzoek

K & 0 W.L. (10-1961).

---Het onderhavige rapport beschrijft zeer in het kort een stuk

vervolg-onderzoek op M685

I

I

I

I

Samenvatting van de conclusies:

Alvorens kan worden besloten of in een bepaald geval zinken op stroom

11

kan worden toegepast, dient de zinkplaats aan een kritische

beschou-wing te worden onderworpen (diepte en stroombeeld) .

De lengte van het zinkstuk kan worden vastgesteld. Voor de wijze

van belasten is een grafiekje opgenomen. De uitvoering wordt

vervolgens summier beschreven.

5.2.6. Rapport betreffende bepaling van de sterkte van kop- en staartlassen van zinkstukken met strippen en een lijmlas, en met strippen zonder

lijmlas ONW (1-5-1970).

-

---Het betreft hier een zeer korte beschrijving van de proefopstelling

vergezeld van een fotoreportage. Voor de verschillende lijmsoorten

zoals Simnastlijm 121, Wapexlijm, Eurolalijm S.K. 2 hard,

Eurolan-lijm S.K. 3 elastisch, Bisonkit zijn de bezwijkkrachten per 50 cm

doek weergegeven (circa 3.000 kg).

5.3. Kunststof zelf, mechanische eigenschappen

I

I

I

I

I

I

I

5.3.3. Rapport B4, Poreuze blokkendam ONW 1974

---

-

---

11

Daar het systeem van afsluiten van de Oosterschelde drastisch werd

gewijzigd, heeft dit consequenties voor de bodembescherming.

Bij een poreuze dam zal de bodembescherming aanzienlijk langer dienst

moeten doen, dan bij de oorspronkelijke dichte dam.

26

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-27-De werkgroep Bodembescherming van de Combinatie Dijksbouw Ooster-schelde heeft daarom opdracht gegeven een onderzoek in te stellen naar de aanwezige kennis wat betreft de waterloopkundige eigenschap-pen en de weerstand tegen chemische aantasting en mechanische bescha-diging van de kunststoffilters voor de bodembescherming van de Ooster-sehelde.

De volgende randvoorWaarden worden gesteld: 1. levensduur 15 tot 20 jaar

2. bestand tegen de stroomsnelheden over de

bodembeschermingscon-structie van 6 a 7 mis

3. bestand tegen een statisch verval van 2 a 3

m

4. bestand tegen een zeer zware be storting

Conclusies:

1. Ten aanzien van de omstandigheden waarin de kunststoffen zouden kunnen worden toegepast in de Oosterschelde, kan het

volgende worden vermeld:

- van chemische invloeden van buiten op de kunststof valt geen aantasting te verwachten, mits verwerkt op 0,5 m of meer beneden laagwater.

- van mechanische invloeden op de kunststof is alleen de spanningsvloei op dit moment een enigszins onzekere factor. Voor de kunststofmatten worden geen problemen in de eerste 50

jaar verwacht.

2. Ten aanzien van de mechanische eigenschappen bij verwerking zijn bij deze inventarisatie geen nieuwe ontwikkelingen naar voren gekomen.

3. Bij de waterloopkundige eigenschappen van kunststoffilters moet terdege rekening worden gehouden met de mogelijkheid van biolo-gische aangroei~ Dit kan samen met het dichtslaan en het dicht-slibben een vermindering van de waterdoorlatendheid tot gevolg hebben.

Samenvattend kan gesteld worden dat polypropeen de meest geschikte kunststof is voor een filterweefsel in vergelijking tot polyetheen, polyamiden, polyester en hostoform, daar

-poLypzopeen het minst gevoelig voor chemische aantasting is -polypropeen het minst onderhavig aan spanningsvloei is

Een nadeel van polypropeen is echter de grotere biologische aangroei.

-5.3.2. Prof. ir. K. van Harten en ir. A.H.J. Nijhof. "Fysische en mechanische eigenschappen van filterweefsels". 1979

Zie 1.7.

5.3.3. R.C. Reintjes, "Eigenschappen van kunststoffilters welke toepassing vinden in de waterbouw".

Dit artikel geeft vrij beknopt een overzicht van kunststoffen en haar toepassing in de waterbouw. Aan de orde komen:

- kunststoffen als materialen - producten van kunststoffen

- functiesplitsing d.m.v. samengestelde producten

- methodieken ter bepaling van eigenschappen van kunststoffen gericht op toepassing in de civiele techniek.

5.3.4. Rapport werkgroep "Kunststoffen in de waterbouw". (in voorbereiding)

---p.m.

5.3.5. Kema certificaten commissie (in voorbereiding)

---p.m_

5.3.6. M.J. Schaleven "Sterkte en vormverandering van p.p.-kunststoffilters". Rapport ONW 2-77076

---Opmerkinqen over p.P.:

Het komt in grote hoeveelheden vrij als bijproduct van olieraffinade-rijen. De prijs is zeer laag in vergelijking tot andere synthetische textielweefsels. Soortelijk gewicht 0,9-0,92. Om de weerstand tegen u.v. straling bij daglicht te vergroten worden inhibitors ingebouwd

(Carbon black) •

De vezel wordt het meest gebruikt voor technische toepassingen door zijn grote sterkte en hoge slijtweerstand.

Het doel van de trekproeven: (hiervan zijn duidelijke grafieken, teke-ningen en foto's in het rapport te vinden)

is de treksterkte en de vormveranderingen van het weefsel te meten. De vormveranderingen zijn te splitsen in rek van het weefsel in lengte-richting en in dwarslengte-richting (dwarscontractie).

Wanneer een kracht in de richting der kettingdraden op het weefsel wordt uitgeoefend, strekken zich de kettingdraden, die golvend in het weefsel zijn aangebracht en rekken zich tevens uit. _{- 28}

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-29-I

De van oorsprong rechte inslagdraden worden door het strekken der kettingdraden golvend en dientengevolge schijnbaar korter, waardoor de kettingdraden naar het midden van het weefsel worden getrokken.

I

Voor de trekproeven zijn vier verschillende soorten doek genomen:

I

Soorten doek Gemiddelde treksterkte

I

a) blokkenmatdoek

2

1140 grim

b) doek van de fa. Gouderak BV 900 gr/m2

c) Jan Heijmans doek (steen-asfaltmatten)

750 gr/m2

d) doek gebruikt bij bouw Philipsdam 500 gr/m2 173 kN/m

I

153 kN/m

I

106 kN/m

I

I

31~ kN/m

I

De positieve ervaringen met de kleminrichting konden leiden naar de toepassing ervan bij de destijds gebruikelijke staart- en kopbalk in gebruik bij het afzinken van blokkenmatten.

I

5.3.7. Proefschrift van Dr.-ing. Georg Heerten "Geotextilien in Wasserbau. Prüfung, Anwendung, Bewährung". 1981

I

---Zie 1.8.

I

I

5.4. ~~~~~L_~~~~~~

5.4.1. Theorie en practisch onderhoud naar de sterkte van naainaden.

I

ONW

---

(22-5-1973)

I

onderzocht. In het algemeen is gebleken, dat de naad circa 60% van deIn dit onderzoek zijn diverse naden bij verschillende doeken op sterkte oorspronkelijke doeksterkte heeft.

Ook blijkt, dat het boven- en ondergaren van verschillende dikte dient te zijn om een optimaal resultaat te krijgen.

I

I

De conclusies uit het rapport waren:

1. De"slingenfestigkeit"van het p.p.-baild 800 m is ongeveer 60%.

Dit houdt in, dat de doeksterkte ter plaatse van de naad gelijk is aan 60% van de oorspronkelijke sterkte

=

3.900 kg/m.

Perforatie met de naald geeft nog een vermindering van 10%, zodat de uiteindelijke sterkte van het doek ter plaatse van de naad ongeveer

I

I

langsnaden. ₃₀

-•

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-30-2. De sterkte van de naad wordt gunstig be invloed door gebruik van boven- en ondergaren van verschillende dikte. Het dikke boven garen geeft een grotere sterkte terwijl het dunnere ondergaren de ver-werkbaarheid door de naaimachine ten goede komt. De krachtsover-dracht geschiedt voor ongeveer tweederde gedeelte door het boven-garen en voor eenderde gedeelte door het ondergaren.

Het bovengaren moet dUs tweemaal zo sterk zijn als het ondergaren om een juiste verhouding van krachten te hebben. Deze verhouding is on-geveer aanwezig bij het nylongaren 210/12 met een sterkte van 16,87 kg en het Enkalon garen nr 6 x 3 met een sterkte van 28 kg.

3. Het rendement van het nylongaren 210/12 en het Enkalon nr. 6

x

3

.steekt gunstig af in.vergelijking tot de andere garensoorten.

4. De naainaad met de garencombinatie 210/12 en Enkalon nr. 6 x 3 geeft de grootste sterkte namelijk 3~170 kg/me Tevens wordt deze combinatie goed verwerkt door de naaimachine in tegenstelling tot de combinatie Enkalon nr. 8 x 3 als boven garen en Enkalon nr. 6 x 3 als ondergaren.

5. De naainaad met als boven garen Enkalon nr. 6

x

3 en als ondergaren nylon 210/12 met een steeklengte van ongeveer 5 mm is geschikt

voor het maken van de langsverbinding in het doek 4806-1808 F 1210 gr.

5.4.2. Onderzoek naar de sterkte van verschillende nietnaden ONW (11-5-1973)

.

_---Gesteld wordt, dat er met nieten minder gunstige resultaten worden bereikt. De gebruikte ~achine (Bostitch draadhechtmachine, Code 5-13-E) geeft evenwel een meer klemmende constructie. Bij het trek-ken bezweek eerst de verbinding en bij het doortrektrek-ken bezweek het doek op de plaats waar de verbinding had gezeten. Hieruit werd ge-concludeerd, dat het doek verzwakt werd door de nieten.

5.4.3. Onderzoek naar de sterkte van verschillende naainaden. ONW (26-4-1973)

---Naaimachine Draad Doek Union Special 358 000 DN Nylongaren 210/6

744 gram p.p. (Robusta) circa 1 jaar oud.

De conclusies van het rapport zijn:

I

-31-I

- Het maken van een dwarsnaad heeft verzwakking van het doek tot gevolg.

- Voor het bepalen van de kracht in de langsnaad tengevolge van de dwars-constructie zullen nadere proeven nodig zijn.

I

I

5.4.4. Onderzoek naar de sterkte van naainaden met verschillende soorten garenONW (14-5-1973)

---I

In dit rapport zijn zeer beknopt de resultaten van een aantal proeven

weergegeven. Er ontbreken conclusies.

I

5.4.5. Sterkte naainaden. ONW (13-12-1973)

I

---I

Het doel van de proef is, een aantal naainaden op sterkte te beproeven, waarbij de naden zowel evenwijdig aan de inslag als aan de ketting-richting van het doek zijn aangebracht.

I

Conclusies:

I

- Bij het trekken op de kettingdraden van het 744 grams doek lagen de naden circa 2 cm uit elkaar. Hierdoor kwam de trekkracht op een

enkele naad terecht, die eerst lossprong direct gevolgd door de tweede. - Wanneer de draden vlak naast elkaar lagen (circa ~ cm) liep de

ver-eiste breekkracht vrij hoog op.

De kleine stukjes naad aan de zijkanten hadden weinig effect. Bij ge-ringe belasting sprongen ze direct los.

I

I

I

5.4.6. Het trekken van een aantal naden in een p.p (Robusta)-doek. ONW (8-3-1973)

---I

kan opnemen bij het innaaien van een holle stalen buis of een massieveHet doel van de proef is te bepalen, hoeveel kracht een naadverbinding

ijzeren stang.

I

I

veC'ankerine

u

~ I

~

_{I '}

•

j

na

'

ed

'

.

'

dOèk

,,1."

_,

',I 'ol I 'I;

-rt-~~~-~

~_. c=J: ,0

i::1

.,

~-rr~~~

'

~

'

~H--~

\ Iler

I

I

.

2-scl,t;f:'blck

I

Onregelmatig over de naad verdeelde krachten veroorzaken een sneller

bezwijken van de naadconstructie.

Doel van het onderzoek. Het beproeven van verschillende verbindingen van twee stukken p.p.-doek door middel van nieten, zodanig dat de ver-binding eenzelfde kracht kan opnemen als het doek.

I

Doek 744 gram p.p. "Deltadoek"

G 5562-16 Roestvrijstaal met beitelpunt

I

Nieten

Samenvatting van de resultaten en de conclusies:

De gebruikte niet geeft een bezwijksterkte van 29 kg. Hiermee kan een

kracht van 3 ton per strekkende meter worden overgebracht (100 nieten

per meter) .

Echter, uit de verkregen meetwaarden bli~kt:

- meerdere nieten naast elkaar beinvloeden elkaar ongunstig.

Hoe kleiner de onderlinge afstand des te groter de ongunstige invloed. - tengevolge van deze niet wordt het doek verzwakt.

- dit betekent, dat dit soort nieten ongeschikt is voor deze verbinding.

I

I

I

I

I

5.4.8. Het trekken van naainaden in p.p.-matten. ONW (15-3-1974)

---

'

---

-

---

I

Het_'_doelvan.deze_proef, is een aantal op sterkte te onderzoeken naai-_

naden. Dit naar aanleiding van een schadegeval bij het oprollen van de blokkenmat vanaf de loswal van de fabriek bij de werkhaven te Sophia. Hierbij is de enkele naainaad bij de randverzwaring aan de binnenzijde van de zinkbalk bezweken.

I

I

I

I

Conclusies:

I

- Bij een naainaad bezwijkt de naad zelf vanaf de zelfkant tot de eerste inSnijding voor de stroppen. Hier bezwijken de kettingdraden over circa ~ meter, daarna de naainaad weer tot de volgende insnij-ding enzovoort.

Bij 2 en 3 naainaden is de naad sterker dan de mat bij gelijkmatige belasting. Bij proefmat 13 bezweken de kettingdraden op 2,60 meter van af de verankeringsbalk bij een belasting van 47 ton.

De mat scheurt meestal af achter de naainaad volgens bovenstaande schets. Vooral de insnijding voor de stroppen is een zwak punt.

Als het insnijden nonchalant gebeurt en vrij veel kettingdraden worden doorgesneden, ontstaat de schade bij de insnijdingen.

I

I

I

I

I

32

-I

-33-I

- Gelijkmatige belasting geeft een grotere sterkte van het geheel te

zien dan ongelijkmatige belasting.

,

- Een éérimalig voorgerekte mat bezwijkt sneller bij opnieuw belasten dan een mat welke niet is voorgerekt.

I

I

5.4.9. Verslag naainaadproeven A. Hoppenbrouwer. ONW-Dosbouw (20-8-1980)

---I

Het doel van de proeven was om vast te stellen wat de maximale sterkte

was van de naainaad bij verschillende soorten garen, met variabele steekgrootte.

Er zijn 20 stukken Jumbomat van 0,5

x

0,5 m2in dwarsrichting door

midden gesneden en daarna met de zijkanten weer aan elkaar genaaid.

Dit gebeurde met 2 soorten garens nl. Arenka en Kevlar. Elke proef

werd dubbel uitgevoerd. Verschillende steekgrootten werden gekozen, sommige werden met een dUbbele naad gemaakt en andere werden gemaakt met een bovendraad van Arenka en een onderdraad van Kevlar. Dit naaien

I

I

I

I

gebeurde met een naaimachine Uinion Special 80600, naaldtype 98486

250/100 te Sophiahaven.

I

Opmerkingen:

1. Het maak.t erg veel verschil uit of er langzaam of snel wordt

getrok-ken. Omdat er geen snelheid was opgegeven, en omdat de .snelheid niet

te regelen was, zal daar bij de resultaten rekening mee moeten worden gehouden.

2. Omdat het naaien van zulke zware weefsels met de hand erg onprac-tisch is, wordt verwacht dat de resultaten bij de fabriek beter zullen zijn.

I

I

I

I

_Conclusies:

I

1. Het garen bleek met de zware machine goed te verwerken.

2. Het combineren van een dik en een dun garen is onnodig.

3. Toepassen van een dubbele naad is af te raden, daar dit juist de naad zwakker maakt door de grotere beschadiging van het doek.

I

I

De grootste sterkte werd verkregen bij het toepassen van Arenka met

een steekgrootte van 7 mm (ca. 6 ton/m'). Bij die spanning bezweek

zowel het doek als het garen.

I

5.4.10 Verslag naaiproeven Jumbomat J. den Engelsman. ONW-Dosbouw (29-10-1980)

I

---I

Bij eerder uitgevoerde naainaadproeven was gebleken, dat de naainaad niet

aan de vereiste sterkte van 8000 kg/m voldeed (vorige sterkte was

-34-

I

Bovendien bleek dat de Jumbomat bij belasting in dwarsrichting be-zweek bij 8500 kg/me

Aan de hand van de resultaten van dit onderzoek werd besloten tot: - verzwaren inslag Jumbomat

- toepassen van Arenka garen

I

I

I

Nadat van de fabricant een verbeterde Jumbomat ontvangen was, moest deze worden getest op:

- sterkte naainaad (eis 8000 kg/m)

- sterkte in dwarsrichting zonder naainaad

I

I

Conclusies:

1. Het gebruikte Arenka.garen is niet sterk genoeg. De hiermee max. te

halen sterkte is ca. 6300 kg/m. Het garen is opgebouwd uit 3 strengen. Verwacht mag worden dat een garen dat uit 4 strengen of uit 3 dikkere strengen bestaat sterk genoeg is.

I

I

2. Tijdens het naaien sloeg de machine af en toe enkele steken over

waardoor de sterkte van de naainaad aanzienlijk te~rg liep. Dit

sterkteverlies werd veroorzaakt door overbelasting van het garen aan

weerszijden van de niet genaaide.steken, waardoor het garen bezweek.

I

I

I

3. De Jumbomat was niet sterk genoeg in dwarsrichting.

I

Dus de Jumbomat was nog niet sterk genoeg en de naainaad nog te zwak.

I

5.4.11. Verslag naainaadonderzoek Jumbomat. J. den Engelsman. ONW-Dosbouw

(21-1-1981)

I

---De eis gesteld aan de naainaad van de Jumbomat is 8000 kg/m. ---Deze eis

I

Ls.,beschikbaar als:

- sterker naaigaren wordt gebruikt Enka garen 4 strengen.

bij de Jumbomat gebruik gemaakt wordt van een grotere sterkte in

inslagrichting (De garensterkte

-=

Dernier getal. Het aantal

inslag-draden per lengte eenhef.d

=

schot).

Als steeklengte is 8 mm gekozen.

B.V. een weefsel 12.500 dernier

I

22 schot.

I

I

I

Conclusies:

I

1. Voorgesteld wordt te kiezen voor het Jumbo-weefsel met als inslag 12.500 dernier met 24,5 schot.

I