Proefondervindelijk onderzoek naar het verschil in golfoverslag tussen dijken met en zonder een (Muralt) muurtje en de invloed van deze golfoverslag op het proces van dijkdoorbraak.

Proefondervindelijk onderzoek naar het v e r s c h i l in golfaverslag

tussen

dijken met

e n

zonder een

Muraltm muurtje en de invloed

van

deze

golfoverslag op het proces van' dijkdoorbraak.

DEEL 2 : K o p p e l i n g tussen r e s u l t a t e n uit d e p r o e f e n de nota lWKZ-8I.vOO7

5

Bi.jla,qen, E r a f i e k e n .

- . . . ,

. . .

-. ~.. .. , ... . ,... .. ... _,._ .. ... ... . . . _ _ _ . ~ , , .. . , ~ . . ~ . . .. ... . ... ..__. - ~ ~ ~ < . . . ...,.. ~ ... ...~. .. .

Proefondervindelijk onderzoek naar h e t v e r s c h i l i n g o l f o v e r s l a g t u s s e n dijken m e t en zonder een

( Muralt- m u u r t j e en de i n v l o e d van deze golfoverslag op h e t proces van dijkdoorbraak.

Proefondervindelijk onderzoek n a a r h e t verschil in golfoverslag tussen dijken met e n zonder e e n ( Muraït- muurtje e n de invloed van deze

golfoverslag o p h e t proces v a n dijkdoorbraak.

april

' 8 5

A , M . Doodeman

Inhoudsopgave Voorwoor d.

I

,

Inleiding

.

Deel

I

: P r o e f 2, Beschrijving proef.

5 .

Meetresultaten,

4,

Nauwkeurigheid,

5

,

Opmerkingen.

6.

Theoretische achtergrond.

7

,

Conclusie

,

Deel 2 : Koppeling tussen resultaten uit de

8.

P r o e f a l s vervolg o p nota.

9.

Conclusie

10. Grondme chanische a spekt en. 11. Rekenvoorbeeld.

12, Toepassing grondmechanische methode o p dijkvakken

proef e n de nota

W W K Z - ~ I , V O O ~

uit de nota,m.b.v, resultaten uit deel

I,

- .

1 3 .

Samenvatting e n conclusies. Literatuurslijst.

Lijst v a n bijlagen, graf ieken. Lijst v a n symbolen. Bijlagen, grafieken. i 2

4

6

8

12

16

18

22

2 3

24

27

28

3 3

34

35

38

39

41

I

Voorwoord

Dit rapport is gemaakt a l s afstudeerwerk b i j

Prof. à r . ir. E.W. Bijker,hoogleraar v a n de vakgroep

Kustwaterbouwkunde v a n de studierichting civiele techniek v a n de

T.H.

in

Delft.

De hoofdbegeleiding v a n het projekt w a s i n handen v a n

Ir.

A. Paape v a n het Waterloopkundig Laboratorium. Daarnaast w a s er geregeld kontakt m e t de mentor v a n de

vakgroep Kustwaterbouwkunde

Ir.

J.J. van Dijk.

Het rapport zelf k a n w o r d e n gezien a l s e e n vervolg o p de nota ~~WWKZ-81.V0û71t.Deee nota h a d ondermeer a l s conclusie dat onder bepaalde situaties dijken met muur e e n significant

kleinere bezawi jkkans hadden dan dijken zonder muur.

Het nader onderzoeken hiervan was de basis voor dit

2

I.

Inleiding

In

de

nota

~~wmz-81.vo07~~

van het ministerie van verkeer en waterstaat

is op statistische wijBe onderzoek verricht naar het verschil in

bezwijken van binnentaluds bij dijken zonder en

met

een kruinmuurtje

bij gelijk

dijkskminhoogl;e-tekort.

Het

dijkskruinhoogte-tekoz*t

is daar gedefinieerd als het verschil

tussen

de

oploophoogte en

de

waakhoogte, en is als karakteristieke

grootheid voor de belasting van de dijk beschouwd,

Het vergelijken van dijken met en zonder.

een kruinmuurtje leverde

op,

dat bij gelijk dijkskruinhoogte-tekort dijken met een muur een

significant kleinere bezwijkkans hadden dan dijken zonder muur,indien

het binnentalud

1 1 1 ~ 5

of steiler was.

Het afstudeerwerk gaat

op

deze weg verder,echter als karakteristieke

grootheid voor de belasting van

de

dijk wordt nu de golfoverslag

gekozen,On na te gaan of het verschil in bezwijken van binnentaluds

bij dijken zonder en met een kruinmuurtje verklaard kunnen worden

uit het verschil in golfoverslag

,

zijn golfoverslagproeven gedaan

in het laboratorium voor vloeistofmechanica van

de T.H.

Delft.Bij

de proeven is gebruik gemaakt

van

een model

van

een dijk,bestaande

uit een basisprofiel en

2

demonteerbare gelijke verhogingen,waarvan

bên een gewone kruin en

de

ander

het

kruinmuurt

je voorstelde.

Bij

de

opzet

van

de proeven en

bij de

uitwerking van de resultaten

is getracht een zo goed mogelijke aansluiting te krijgen bij

de

beschouwingen in

de

nota

1'WWKZ-81

.VO0711.

(In het vervolg wordt met

nota bedoeld nota 8114WKZ-81

.VOO7".

1

Dit betekent dat niet alleen is getracht experimentele gegevens

te

verkrijgen in een voor

de

beschouwde dijken relevant bereik van

omstandigheden,maar

dat ook

is getracht deze gegevens

t e

presenteren

in

de

vorm van parameters zoals deze in

de

nota zijn gehanteerd.l)it

betreft met name het leggen van een verband tussen een genormeerd

overslag

(q/H@)

en een genormeerd kruinhoogte-t

ekort

,

gedefinieerd

als oploophoogte minus waakhoogte gedeeld door golfhoogte

(R-W/H)

Om

dit

te

realiseren zijn naast golfoverslagmetingen ook golfoploop-

metingen verricht voor situaties met verhoogde kruin

om

zodoende het

dijkskruinhoogte-tekort te kunnen bepalen voor

de

niet-verhoogde kruin,

D i t werd gedaan v o o r 3 v e r s c h i l l e n d e waakhoogten.

B i j d i t a l l e s moet worden opgemerkt d a t de s i t u a t i e s met en zonder

muur i n p r i n c i p e n i e t door d e z e l f d e p a r a m e t e r s kunnen worden g e k a r a k t e r i s e e r d . Zo s p e e l t b i j de muur onderm-.-- e e n r o l de p o s i t i e van de w a t e r s t a n d t . o . v . de t e e n van de muur. H i e r a a n

i s i n d i t onderzoek v o o r b i j g e g a a n . Doch h e t b l i j k t d a t de g a l f - o v e r s l a g z i c h voor b e i d e s i t u a t i e s goed l a a t b e s c h r i j v e n door de gekozen p a r ame t e r s

.

D i t r a p p o r t is zo i n g e d e e l d d a t i n Deel I de p r o e f met a l

z i j n

f a c e t t e n w o r d t bekeken zonder e e n d i r e k t e k o p p e l i n g t e maken met de n o t a , t e r w i j l i n Deel I1 j u i s t de k o p p e l i n g t u s s e n de p r o e f en de n o t a t o t s t a n d wordt g e b r a c h t . Want n a d a t i n D e e l I een vol-

doende ruime v e r z a m e l i n g van r e s u l t a t e n i s gemaakt w o r d t i n d e e l I1

g e t r a c h t deze i n r e l a t i e t e brengen met de d i j k v a k k e n u i t de n o t a . I n de nota zelf werd e e n r e l a t i e g e l e g d t u s s e n h e t d i j k s k r u i n - h o o g t e - t e k o r t en de beschouwde d i j k v a k k e n o . I n d i t r a p p o r t wordt

dus i n p l a a t s van h e t d i j k s k r u i n h o o g t e - t e k o r t de meeromvattende g o l f o v e r s l a g i n r e l a t i e g e b r a c h t m e t de beschouwde dijkvakken. D a a r b i j doen z i c h

i n

p r i n c i p e 2 problemen v o o r , n a m e l i j k :

-

Het andbrzoek i s u i t g e v o e r d m e t r e g e l m a t i g e g o l v e n f . p . v . de ' i n de w e r k e l i j k h e i d voorkomende o n r e g e l m a t i g e g o l v e n . B i j h e t g e d e e l t e t h e a r e t i s c h e a c h t e r g r o n d ' wordt h i e r v e r d e r op ingegaan.

-

De g o l f h o w $ t e n , d i e z i j n o p g e t r e d e n i n

1943,

z i j n voor de v e r s c h i l - l e n d e d i j k v a k k e n n i e t met r e d e l i j k e nauwkeurigheid bekend,

W e l i s i n de n o t a de g o l f o p l o a p b e p a a l d d o o r e . x t r a p o l a t i e van h e t w i n d e f f e k t

na-

de maatgevende stormvloed.Waar h e t p r i m a i r g a a t om v e r s c h i l l e n t u s s e n s i t u a t i e s met e n zonder muur i s e e n v e r g e l i j k i n g gemaakt voor e n k e l e golfhoogten,weXke v i a een eenvoudige formule a f g e l e i d zijn van de r e e d s b e p a a l d e oploophoogte,

Door op bovenstaande w i j z e t e werk t e gaan kan voor d e v e r s c h i l l e n - de d i j k v a k k e n worden aangegeven welke mate van g o l f o v e r s l a g i s o p g e t r e d e n ( a f h a n k e l i j k van v e r o n d e r s t e l l i n g e n o m t r e n t de golf-

hoogte ) .Tevens i s g e t r a c h t een verband t u s s e n de g o l f o v e r s l a g

en h e t bezwijken van h e t b i n n e n t a l u d a a n t e geven,op b a s i s van de beschouwingen i n de nota.Er wordt gekeken i n h o e v e r r e de aan- name, dat g o l f o v e r s l a g de o o r z a a k is van dijkdoorbraak,ondersteund wordt door gegevens o v e r de d i j k v a k k e n uit de nota,waarop de

4

aanwezigheid van e e n muur o p h e t a l dan n i e t bezwijken van de

beschouwde d i jkvakkan komt a a n de orde .Hiervoor w o r d t ook

gekeken n a a r de v e r a n d e r i n g i n g o l f o v e r s l a g a l s een d i j k m e t

muur vervangen sou worden door e e n d i j k

zonder

muur,en .

a n d e r s o m .

A l s l a a t s t e . wordt een grondmechanische beschouwing o v e r de d i j k v a k k e n gehouden,Hi.erin s p e e l t de g o l f o v e r s l a g een belang- r i j k e rol.Na e e r s t ingegaan t e z i j n op de w i j z e waarop de d i j k e n

i n

1953

w a a r s c h i j n l i j k z i j n d'oorgebroken,is g e t r a c h t een r e l a t i e t e l e g g e n t u s s e n g o l f o v e r s l a g en de benodigde t i j d s d u u r voor het b e r e i k e n van e-en k r i t i s c h e s i t u a t i e t.a.v. a f s c h u ì v i n g s g e v a a r c H e t n i e t bekend z i j n van een g r o o t a a n t a l p a r a m e t e r s ( z o a l s de

d o o r l a t e n d h e i d van de g r o n d l a g e n ) vormt h i e r e e n probleem.

5

6

2 . B e s c h r i j v i n g p r o e f

De proef vond p l a a t s i n e e n g o o t Van h e t Laboratorium voor

vloeistofmechanika a de

T.H.

Het model van de d i j k bestond uit

e e n b a s i s p r o f i e l e n 2 d e m o n t e e r b a r e g e l i j k e v e r h o g i n g e n . E e n verhoging b e s t o n d u i t e e n ( M u r a l t - ) m u u r t j e .

D~ tweede v e r h o g i n g war e e n kruin, welke e e n Z e l f d e t a l u d h a d

h e t b a s i s p r o f i e l e n e v e n hoog Was a l s h e t m u u r t j e

zodoende w a s h e t m o g e l i j k o m 2 v e r s c h i l l e n d e s o o r t e n d i j k e n m e t g e l i j k e h o o g t e n t e v e r g e l i j k e n wat b e t r e f t de g o l f o v e r s l a g . D e g o l v e n werden opgewekt v l a e e n n i e t - v e r p l a a t s b a r e golfscho-t; e n stemden o v e r e e n m e t de g o l v e n welke Qua o r d e van g r o o t t e voorkwamen i n de ramp i n 1953. De g o l v e n i n h e t model waren

r e g e l m a t i g e g o l v e n . Door de g o l f h o o g t e n o p v e r s c h i l l e n d e p l a a t s e n t e meten kan zowel de inkomende a l s de terugkomende g o l f h o o g t e b e p a a 1 d wor den

.

De h o e v e e l h e i d a v e r s l a a n d w a t e r werd opgevangen i n de r u i m t e b i n n e n de g o o t a c h t e r h e t p r o f i e l . Na

I 5

à 2 0 m i n u t e n v a n a f het b e g i n van e e n p r o e f werd v i a p e i l g l a z e n d e w a t e r s t a n d zowel v o o r als a c h t e r h e t p r o f i e l g e l e z e n . U i t de waarneming a c h t e r h e t p r o f i e l kan de g o l f o v e r s l a g b e p a a l d worden. ûe r u i m t e a c h t e r h e t

( z i e f i g . I a ) .

Ib)*

I p r o f i e l y a s v a n t e v o r e n g e i j k t z o d a t e e n b e p a a l d e w a t e r s t a n d

k o r r e l e e r d e met e e n b e p a a l d e volume a a n w a t e r d a t de d i j k was ge p a s s e e r d

.

Voor h e t b e r e i k e n van e e n j u i s t e waarneming van de g o l f o v e r s l a g d i e n d e de w a t e r s t a n d v o o r de d i j k k o n s t a n t t e b l i j v e n . H i e r werd a a n v o l d a a n door t o e v o e g i n g van w a t e r v i a e e n s l a n g welke was

a a n g e s l o t e n o p e e n k r a a n . Werd e e n k l e i n e w i j z i g i n g i n deze w a t e r - s t a n d g e k o n s t a t e e r d dan d i e n d e d e p r o e £ opnieuw gedaan t e

worden.

Voor de b e p a l i n g van de g o l f o p l o o p werd g e b r u i k gemaakt van e e n h o u t e n h a r d b o a r d p l a a t , welke a a n h e t b a s i s p r o f i e l e n de demonteer- b a r e k r u i n b e v e s t i g d werd. ( f i g . I C ) . De g o l f o p l o o p werd v i s u e e l waargenomen, H i e r v o o r waren o p de p l a a t h o r i z o n t a l e s t r e p e n aange- b r a c h t . Van 3 opeenvolgende aankomende g o l v e n werd de h o o g s t e

waarde van de 3 d a a r b i jb e h o r e n d e g o l f o p l o p e n waargenomen e n g e n o t e e r d . D i t werd p e r g o l f i n s t e l l i n g I Q maal gedaan. De g o l f - Oploop b i j e e n b e p a a l d e g o l f h o o g t e e n p e r i o d e werd dan h e t

gemiddelde v a n deze

I 0

n o t e r i n g e n . Deze c y c l u s werd b i j 3

v e r s c h i l l e n d e waakhoogten u i t g e v o e r d . De l e n $ t e s c h a a l voor d i t model b e d r o e g

1 : ï o .

7 c F i g u u r l a : D i j k m e t muur F i g u u r I b : D i j k z o n d e r muur F i g u u r I C : I ) i L j I c m e t s c h o t t e r h e p a l i n s g o l f o p l o o p schagal 1:IO

8

3. M e e t r e s u l t a t s n

Voor de m e e t r e s u l t a t e n wordt verwezen n a a r b i j l a g e I t / m 9.

Zoals i n de i n l e - i d i n g s t a a t v e r m e l d i s b i j de opzect van de proe- ven e n b i j de u i t w e r k i n g van de m e t i n g e n g e p r o b e e r d e e n za goed m o g e l i j k e a a n s l u i t i n g t e k r i j g e n b i j de beschouwingen i n de n o t a .

D i t heeft t o t de v o l g e n d 2 w i j z e v a n u i t w e r k e n g e l e i d :

E

Voor v e r s c h i l l e n d e waakhoogten wordt m.b.v. de g o l f o p l o o p m e t i n g e n gekeken n a a r he% v o l g e n d e v e r b a n d

R H H 2 l T

Het is nu m o g e l i j k om v o o r e e n golf m e t e e n b e p a a l d e g o l f h o o g t e e n p e r i o d e de d a a r b i j b e h o r e n d e o p l o o p h o o g t e t e b e p a l e n . H i e r v a n wordt b i j de u i t w e r k i n g i n 2 g e b r u i k gemaakt,

2 Voor v e r s c h i l l e n d e waakhoogten wordt m . b . v . de g o l f o v e r s ï a g - m e t i n g e n gekeken n a a r h e t v o l g e n d e v e r b a n d

-

a ïn(q/Hw)m (R-W)/H - - 3 q = A . H ~ . e x p ( ~ . ( R I C d ) / H ) b ₉ ; h i e r i n z i j n A e n

3

k o n s t a n t e n

-

L A - . - A,Hm.exp(p. ( R - I q ) / H ) LOT " I

9

afnemende R/H v e r h o u d i n g r e s u l t e e r t . H i m s p e l e n 2 f a k t o r e n e e n roï.De e e r s t e f a k t o r i s de g o l f l e n g t e . D e g o l f l e n g t e k a n b e p a a l d worden door de f o r m u l e L=Lotanhkd

,

w a a r i n L a e v e n r e d i g i s met T

.

A l s golfsteiáheidsparame-ker i s

(H/T

.

(2Tl/g) ingevoerd.E'chter v o o r g e l i j k e T e n H z a l e e n toenemende w a t e r d i e p t e ook e e n toenemende g o l f l e n g t e b e t e k e n e n omdat i n de f o r m u l e L=L,tanhkd k d z a l t o e - 2 2

I _{G o l f o p l s o p}

I0 Golf o v e r s l a g De p r o e v e n hebben de v o l g e n d e r e s u l t a t e n o p g e l e v e r d v o o r de g o l f o v e r s l a g ( z i e g r a f i e k e n

6

t / m

19)

:

MM : q = 4 , 1 6 , H ~ . e x p ( 2 , 6 7 ( R - W ) / H ) . ( 2 , 1 4 - O T 9 0 k )

FT=*

*

I

'

m 4

ZM

:

_q=8,48

.

_{H E .}

_{exp (}

_{3 , 3}

_{3 ( R-W) /H ) ( I}

,

_37-0

,

_{34k )} MM : q

=

2 , 2

7

,

H f i . e xp (

4

,

I

3 ( R -W )

/H

)

.

( I ,

6

7 -O

,

6

4k )

w=19363

SM : q = 7 , 2 4 . H ~ . e x p ( 5 , 2 2 ( R 0 ~ ? ) / H ) . ( 2 , I I - 0 , 9 7 k ) q=4,4I.HtfH.exp(2,12(R-W)

/H)

..(I, IS10,22k) q=2,68,HbFI,exp(

5 ,

IOt R-W)

/H)

( I

,89-0,98k)

w=1,613

m. q = 4

,

_{1 3 .H6.}

e x p

t

2,70 (R-W)

/H)

q=4,20

.

H&Ï. e x p ( 4,38 ( RIV) /H ) M M :

ZM

:

MM

:

ZM

: A l l e W H i e r i n z i j n : W=waakhoogte i n m.

MM=dijk met muur ; h o o g t e muur i s 1,000 m.

ZM=di j k z o n d e r muur q = g o ï f o v e r s l a g i n ï / m s H = g o l f h o o g t e i n m., R = g o l f o loop i n m. k=(H/? P.(Zn/g).IOO i n I / s T = g o l f p e r i o d e i n s ,

Voor'waakhoogten van W = I , I I 3 m , e n W=I,363 m. i s e r meer o v e r s l a g b i j d i j k e n z o n d e r muur dan b i j d i j k e n met muur.

A l s de waakhoogte

1 , 6 1 3

m, i s , i s v o o r g e r i n g e R-W waarde de o v e r s l a g gering.We1 kan voor d i e s i t u a t i e

de o v e r s l a g b i j e e n d i j k met muur g r o t e r z i j n dan de o v e r s l a g b i j e e n d i j k z o n d e r muur.Een verhoogde v e r t i k a l e u i t w i j k i n g v a n h e t w a t e r t.g.v. de t e r u g k a a t s i n g van de muur d r a a g t h i e r t o e b i j . K w a n t i t a t i e f g e z i e n i s d i t n i e t v a n b e l a n g .

E c h t e r , v o o r de o v e r i g e s i t u a t i e s b l i j k t de g o l f o v e r s l a g b i j d i j k e n z o n d e r muur a a n z i e n l i j k e r dan b i j d i j k e n met muur,De

v e r k l a r i n g h i e r v o o r zal v o o r e e n g r o o t d e e l t e v i n d e n z i j n i n de mate v a n t e r u g k a a t s i n g . D e t a b e l o p de v o l g e n d e b l z . kan d i t

v e r d u i d e l i j k e n .

.

d i j k zonder muur

I

d i j k met muur

W=I,II3

m ,

r = 0 , 4 0

4

0,II

r=O,32

4

0,12

t a b e l 1 :mate van t e r u g k a a t s i n g b i j d i j k e n zowel met a l s zonder muur

Ten a a n z i e n van de g r a f i e k e n w a a r i n h e t v e r b a n d t u s s e n I n ( q / H K ) e n (R=W)/H wordt weergegeven kan h e t volgende worden opgemerkt:

B i j de d i j k e n zonder muur i s e r s p r a k e van e n i g e samenhang t u s s e n de r e s u l t a t e n voor de 3 v e r s c h i l l e n d e waakhoogten, D i t is e c h t e r b i j de d i j k e n met muur minder h e t geval.om deze samenhang t e aanschouwen d i e n t g r a f i e k 9 bekeken t e wosden.In g r a f i e k 9 z i j n voor zowel e e n d i j k met als zonder muur een a a n t a l l i j n e n aangegeven welke h e t verband weergegeven t u s s e n i n ( q/H%) en (R-W) /H voor 3 v e r s c h i l l e n d e waakhoogten. Voor e e n d i j k zonder m u u r l o o p t de l i j n ,behorend b i j de middel-

s t e waakhoogte, g r o t e d e e i s t u s s e n de l i j n e n , b e h o r e n d e b i j de a n d e r e 2 waakhoogten.Bij e e n d i j k met muur i s d i t minder h e t g e v a l

.

12

4,

Nauwkeurigheid

I n de p r o e f z i j n s i t u a t i e s m e t e n zonder muur door e e n b e p e r k t a a n t a l , g e l i j k e p a r a m e t e r s g e k a r a k t e r i s e e r d . I n p r i n c i p e kan d i t n i e t . 2 0 s p e e l t b i j een d i j k m e t muur ondermeer de p o s i t i e van

de w a t e r s t a n d t , o . v . de t e e n van de muur e e n r o 1 , H i e r a a n i s i n

d i t onderzoek v o o r b i j g e g a a n . 0 o k de i n v l o e d van de w i n d s n e l h e i d

i s i n deze p r o e f b u i t e n beschouwing gebleven.0pgemerkt kan worden

dat e e n hoge w i n d s n e l h e i d de g o l f o v e r s l a g b i j e e n d i j k met muur w a a r s c h i j n l i j k meer z a l doen toenemen dan b i j een d i j k zonder muur.

O v e r i g e n s b l i j k t d a t de g o l f o v e r s l a g z i c h voor b e i d e s i t u a t i e s goed l a a t b e s c h r i j v e n door de gekozen p a r a m e t e r s s B e l a n g r i j k h i e r -

v o o r i s ook de mate van n a u w k e u r i g h e i d welke,gegeven de h i e r b o v e n - genoemde a a n p a k , w o r d t b e r e i k t b i j h e t t o t s t a n d k o m e n van h e t u i t e i n d e l i j k e r e s u l t a a t , D e z e nauwkeurigheid kan i n 2 g r o e p e n worden g e s p l i t s t , n a m e l i j k : a n a u w k e u r i g h e i d i n meetgegevens

-

b n a u w k e u r i g h e i d i n v e r w e r k i n g meetgegevens d i e n d e de w a t e r s t a n d k o n s t a n t t e b l i j v e n , Z o a l s i n de b e s c h r i j v i n g van de p r o e f s t a a t vermeld werd h i e r a a n v o l d a a n door t o e v o e g i n g van w a t e r v i a e e n s l a n g , w e l k e was a a n g e s l o t e n o p e e n kraan,Werd een k l e i n e w i j z i g i n g i n deze w a t e r s t a n d g e k o n s t a t e e r d dan d i e n d e de p r o e f opnieuw gedaan t e worden.De norm h i e r v o o r was e e n a f w i j k i n g v a d 1 , S mm,hetgeen een p r o c e n t u e l e a f w i j k i n g i n de berekende g o l f - o v e r s l a g van

2 6 %

i n h i e l d , W a a r h e t g a a t om de v e r s c h i l l e n t u s s e n

s i t u a t i e s met e n zonder muur kan de a f w i j k i n g van h e t v e r s c h i l i n

g o l f o v e r s l a g v o o r b e i d e s i t u a t i e s oplopen t o t h e t dubbele,I2%.Om deze nauwkeurigheid t e b e r e i k e n t e b e r e i k e n was h e t vaak n o d i g om

d e z e l f d e p r o e v e n e e n a a n t a l malen u i t t e v o e r e n e

-

a-Voor h e t b e r e i k e n van e e n j u i s t e waarneming van de g o l f o v e r s l a g

-Ook i n h e t b e g i n n e n e n b e e i n d i g e n van e e n p r o e f kunnen onnauwkeurig- heden o p t r e d e n , H e t b e e i n d i g e n vond p l a a t s door na h e t s t i l z e t t e n van de golfmachine zowel de t i j d s t i l t e z e t t e n alsmede e e n s c h o t voor de d i j k a a n t e b r e n g e n waardoor h e t , w a t e r de d i j k n i e t meer kon

p a s s e r e n , V o o r s i t u a t i e s met v e e l o v e r s l a g kan h i e r e e n onnauwkeurig- h e i d van

I%

o p t r e d e n .

-Het werken met e e n n i e t - v e r p k i a t s b a a r g o l f s c h o t kan h e t o n t s t a a n van s t a a n d e g o l v e n

i n

de hand werken.Het g e b r u i k van m a t t e n i n

de goot o m zodoende de terugkomende g o l f op t e v a n g e n , h e t con-

t r w l e r e n . van a f l e z i n g e n van de g o l f h o o g t e n na h e t p a s s e r e n van de m a t t e n r i c h t i n g g o l f s c h o t e n h e t e v e n t u e l e b i j s t e l l e n

van de frekwentie was hier de oplossing VOOr.Overigens zou het ontstaan van staande golven de golfoverslag doen afnemen.

Deze onnauwkeurigheid wordt geschat op 5%.

-

Ter bepaling van het dijkskruinhoogte-tekort werd ook de

golfoploop waargenomen.Gezien het visuele karakter

van

deze

waarnemingen werd per meting de onnauwkeurigheid geschat op

max. 5 cm (dit staat gelijk aan

5

mm op de schaal van de proef),

Aangezien per golfinstelling 10 metingen werden verricht wordt de onnauwkeurigheid voor elke golfinstelling geschat op

S / m

=

I,.5 cm. b

Wordt de verwerking van de meetgegevens als een op zichzelf

staand iets beschouwd dan is het zinvol om met een redelijke -

exactheid de onnauwkeurigheid bij de verwerking van de meetgege-

vens te berekenen.Eckter, hier k a n dit niet losgezien worden van hetgene dat eerder in deze paragraaf ter sprake is gekomen.Door toch een redelijke exacte benadering te maken voor de onnauwkeu-

righeid bij de verwerking van de neetgegevens is het

nu

duidelijk

in welke context dit geplaatst moet worden.

I

= verband R / W m H / T 2 (zie grafieken

I

t/m 5 e n bijlagen 7 , 8 en

9 )

Het verband tussen deze variabelen kan benaderd' worden door een

3emachtspolynoom.Een maat voor de nauwkeurigheid van dit verband

is de correlatiecoefficient van de 3emachtspolynoorn.Voor de

golfsteilheid werd de variabele s opgevoerd: s=(H/T 2 ). (2n/g) .I00

De correlatiecoefficient is gedefinieerd als

d--EP---

waarin : -n=aantal meetpunten

-

E

--yi=R/H

-y

=gem.(R/H)

I -d.

=yi-y

1

Voor verschillende waterdiepten volgen

nu

de polynomen.

-

Waterdiepte=4,5OO m. correlatiecoefficient 0,915

-

Waterdiepte=4,250 m, correlatiecoefficient 0 , 9 5 8

-

Waterdiepte=4,000 m. correlatiecoefficient 0 , 9 6 9 g I ( s ) = 6 , 1 0 - 2 , 7 7 s + 0 , 6 0 s 2 - 0 , 0 4 s 3 g2 ( s

= 6 , 6 9 - 3 , 3 5 s + 0 , 7 6 s 2 - O ,

0 6 s 3

g3 ( s )

= 6 , 6 4 - ? , 5 o s + o ,

84s2 -0, 0 7 s 3

I 4

_ _

-

A l l e waakhoogten

.

MM : l n ( q / H ~ ) = I , 4 1 9 + 2 , 6 8 ( R = ~ ~ / H ) A l l e wat e r d i e p t e n ZM : In ( g / H E = I ,

4

3

5

+

4 , 3 8

( R-W/H ) T Door v a n e l k gemeten p u n t de a f w i j k i n g t . o . v . de f u n k t i e g ( s ) t e b e p a l e n kan de s t a n d a a r d a f w i j k i n g v a n deze f o r m u l e b e r e k e n d worden,De s t a n d a a r d a f w i j k i n g wordt g e d e f i n i e e r d a l s

cr=Vz(x

-x ) 2 / ( n - I ) ;*

-

xi-

-gemeten waarde R/H

i $ _{= x =waarde R / H v o l g e n s f u n k t i e g ( s )}

-

n g = a a n t a ï m e e t p u n t e n D i t l e v e r t h e t v o l g e n d e r e s u l t a a t op :

-

W a t e r d i e p t e = 4 , 5 0 0 m. : R / H = g I ( s )

2

O , I 2

-

W a t e r d i e p t e = 4 , 2 5 0 m. : R/H = g s ( s )

f:

0 , 0 8

-

W a t e r d i e p t e = 4 , 0 0 0 m. : R / H = g 3 ( s )

2

0 , 0 6

-

v e r b a n d i n ( q / H V H ) m ( R - W ) / H ( z i e g r a f i e k e n

6

t / m 1 9 ) R ( g o l f o p 1 o o p ) i s b e p a a l d door g e b r u i k t e maken v a n de

r e s u l t a t e n welke voortkwamen u i t de p r o e f van de g o l f o p l o o p , B i j deze p r o e f werd g e b r u i k gemaakt v a n een h a r d b o a r d p l a a t welke b i j de p r o e f v a n de g o l f o v e r s l a g werd v e r w i j d e r d . M o g e l i j k e v e r s c h i l l e n i n g o l f o p l o o p b l e k e n e c h t e r n i e t t e b e s t a a n . U i t de g r a f i e k e n kan h e t v o l g e n d e v e r b a n d g e h a a l d worden

.

-

W a a k h o o g t e = I , I I 3 m. , MM : in(q/H\FH)=I,426+2,67(R-W/H) W a t e r d i e p t e = 4 , 5 0 0 m. ZM : l n ( q / H t f H ) = 2 , 1 3 8 + 3 , 3 3 ( ~ - ~ / ~ )

-

Waakhoogte = 1 , 3 6 3 m.

.

MM : l n ( q / H t f H ) = O , 8 1 9 + 4 , 1 3 ( R - W / H ) W a t e r d i e p t e = 4 , 2 5 0 m. ZM : I n ( q / H t f H ) = I ,

1 7 6 +

5 , 2 2 ( R-W/H )

Door de i n v l o e d van zowel de p e r i o d e T a l s de g o l f s t e i l h e i d H / L op de g o l f o v e r s l a g na t e gaan i s e e n nieuwe v a r i a b e l e g e i n t r o - duce e r d,

t

.

w. : k= ( I

/T

.

( H / T 2 )

.

( 2 n / g

.

I00

Hiermee kan e e n g r o t e r e n a u w k e u r i g h e i d b i j de b e p a l i n g van de g o l f o v e r s l a g worden v e r k r e g e n . De5ze i n v l o e d o p de g o l f o v e r s l a g wordt i n eem f w k t i e f ( k ) wesrgegeven.Voor de g o l f o v e r s l a g

.

g , e l d t dan : q = e x p ( a ) .Hw,.exp(f3(R-\\T/H)) . f ( k ) De r e s u l t a t e n s t a a n v e r m e l d o p de v o l g e n d e b l z . .

I5

dijk met muur dijk zonder muur

Waakhoogte=I,II3 m. f(k)=2,14-0,90k

f(k)=1937-0,34k

Waakhoogte=I,

363

m.

f(k)=I,67-0,64k

f(k)=2,11-0,97k

Waakhoogte=I,613 m. f(k)=I,IS-O,22k

f(k)=I,89-0,98k

D o o r de standaardafwijking

van

de golfoverslag op dezelfde manier uit te rekenen als die van de golfoploop ,wordt het volgende resultaat verkregen.

W=I,IIS

m.: q=4,16Ht/H.exp(2,67(R-W/H)).(2,14-0,9Ok)~0,22q d i j k W = I , 3 6 3 m.: q = 2 , 2 7 ~ ~ . e x p ( 4 , 1 3 ( R - W / H ) ) . ( I , 6 7 - 0 , 6 4 k ) ~ 0 , 2 7 q

met muur

W = I , 6 I 3

m.: q=4,4IH~.exp(2,12(R-W/H)).(I,I5-0,22k)~O,15~

16

5 Opmerkingen

-

I n de b i j l a g e n staan v o o r n a m e l i j k g o l v e n met e e n p e r i o d e i n de b u u r t v a n

3

â

4

s e c . . G o l v e n met e e n g r o t e p e r i o d e ( f 6 s e c . ) kwamen n a m e l i j k n i e t voor i n de s t o r m v l o e d s r a m p i n

1953

t e r p l a a t s e van de d i j k v a k k e n u i t de nota.Door t o c h e e n a a n t a l waarnemingen v a n g o l v e n met e e n g r o t e p e r i o d e t e maken kan h e t v e r b a n d l n ( q / H a ) W

(R-W)/H o o k

v o o r g o l v e n m e t g e r i n g e s t e i l h e i d i n g r a f i e k worden g e b r a c h t ,Deze g o l v e n , g e k o p p e l d a a n e e n g r o o t dijkskruinhoogte-tekort,blijken o v e r i g e n s m o e i l i j k i n t e p a s s e n b i n n e n de f o r m u l e s d i e g e l d e n voor g o l v e n met k l e i n e r e p e r i o d e e n d i j k s k r u i n h o o g t e - t e k o r t

,

D i t komt ook t o t u i t i n g i n de g r a f i e k e n waar de v e r b a n d e n ln(q/Hm)VI (R-'(J)/H worden weergegeven.Dit v e r b a n d b l i j k t i n de meeste g e v a l l e n v o l g e n s o n d e r s t a a n d e g r a f i e k t e l o p e n . De a a n w e z i g h e i d van e e n l i m i e t w a a r d e v o o r zowel ln(q/Hm) a l s

(R-W)

/H s c h e p t geen v e r b a z i n g a B i j v e r m i n d e r d e d i jk s k r u i n - h o o g t e - t e k o r t z a l de g o l f o v e r s l a g u i t e i n d e l i j k n a a r n u l gaan w a a r b i j de f u n k t i e ln(q/Hm) n a a r -00 z a l g a a n . B i j e e n d i j k zon- d e r muur b l i j k t d i t p l a a t s t e v i n d e n b i j e e n (R-W)-waarde g e l i j k a a n n u 1 , B i j e e n d i j k met muur b l i j k t e r soms ook e n i g e g o l f - o v e r s l a g t e z i j n b i 3 e e n m u u r h o o g t e - t e k o r t g e r i n g e r dan nul. D i t i s k w a n t i t a t i e f e c h t e r n i e t v a n b e l a n g .

-

De n o t a g e e f t v o o r d e o v e r s l a g de v o l g e n d e f o r m u l e : q=A.HVH.exp( /3(R-W)/H)

,

w a a r i n

A = (I/SlTT)

.m.

1 0 -

B= ( c o t gcc 3’2. ( 1nI O )

/

5

( n m - I , 5 ) / 5

D i t kan worden t o e g e p a s t o p e n v e r g e l e k e n met de r e s u l t a t e n van de p r o e f . T h e o r i e : R=nHtgw t g & = I / 3

---

j n = 3 . 1 , 8 = 5 , 4 ---3 A = 2 3 , 9 l / m s R/H=I, 8 B = 2 , 3 9 P r o e f : d i j k z o n d e r muur W a a k h o o g t e = I , I I

H

Figuur 3

I I '

6 ,

T h e o r e t i s c h e a c h t e r g r o n d D e g o l f o v e r s l a g h a n g t van e e n a a n t a l f a k t o r e n a f z o a l s g o l f h o o g t e , waakhoogte, p e r i o de , w a t e r d i e p t e , h e l l i n g v a n t a l u d , g o l f s t e i l h e i d , dijkmateriaa1,buitenberm e n hoek v a n i n v a l . E e n a a n t a l v a n deze f a k t o r e n komen ook t o t u i t i n g i n de p r o e f .

De g o l f o p l o o p R ( f i k t i e f ) minus de waakhoogte W b e p a a l t h e t d i j k s k r u i n h o o g t e - t e k o r t z , w e l k e i n de n o t a wordt g e s t e l d a l s e e n maat v o o r de b e l a s t i n g van de d i j k . D i t wordt i n de n o t a

zelf ook als t e onnauwkeurig gezien.Een v e r w i j z i n g v i n d t dan ook p l a a t s n a a r de v o l g e n d e f o r m u l e v o o r de g o l f o v e r s l a g : q=A.HVH.exp(B (R-W/H) ,Voor h e t s t a t i s t i s c h o n d e r z o e k n a a r h e t b e z w i j k e n v a n d i j k v a k k e n i s h e t daarom b e t e r o m de g o l f o v e r s l a g i n p l a a t s v a n h e t d i j k s k r u i n h o o g t e - t e k o r t als maatgevende f a k t o r t e nemen.In de p r o e f wordt de g o l f o v e r s l a g b e p a a l d door waak- h o o g t e ,golfsteilheid,golfhoogte ,p e r i o d e e n de g o l f o p l o o p . E r z a l nu o p de p a r a m e t e r s g o l f o p l o o p e n g o l f o v e r s l a g a f z o n - d e r l i j k .worden i n g e g a a n . G o l f o p l o o p De f a k t o r j = t a n a o / m s p e e l t h i e r i n e e n g r o t e r o l

5;

b e p a a l t h e t t y p e b r e k e n d e g o l f o p e e n t a l u d met b e p a a l d e s t e i l h e i d : U s p i l l i n g (LO=gT 2 / 2 I ? z d i e p w a t e r g o l f l e n g t e )

.

:

$

6

O , 4 - p l u n g i n g : 0 , 4 $ { < 2 , O - c o ï l a p s i n g / s u r g i n g :

!>

2,0 E e n o n d e r s c h e i d wordt

nu

gemaakt t u s s e n r e g e l m a t i g e e n o n r e ge lma t i g e g o l v e n

,

R e gelmat i g e g o l v e n

5 4

2 , 5

3,

3 9 0 : g o l v e n b r e k e n n i e t op t a l u d . 2 , 5 < 5 < 3 , 0 : o v e r g a n g s g e b i e d : RHUNT/H=

5

, g o l v e n b r e k e n .

De maximale g o l f o p l o o p wordt b e r e i k t o p de overgang van brekende n a a r n i e t - b r e k e n d e golven.Voor k l e i n e waarden van

f bepgeeft z i c h w a t e r maar beneden op h e t moment d a t e e n nieuwe g o J f aarUko2mt . B i e r d o o r word& de g o l f gedempt h e t g e e n r e s u l t e e r t

... .~.~...~...I... . . .

i n e e n k l e i n e r e g o l f o p ï o o p . V o o r h o g e r e waarden van b r e e k t e e n p u n t a a n w a a r b i j h e t w a t e r d i e n e e r g a a n d e beweging j u i s t h e e f t gemaakt.Hierdoor o n t s t a a t e e n g o l f o p l o o p d i e g r o t e r i s

dan wanneer deze ' r e s o n a n t i e n i e t aanwezig i s . H e t o v e r g a n g s g e - b i e d i s daarom h e t meest g e v a a r l i j k a a n g e z i e n n a a s t de g o l f - o p l o o p ook de g o l f o v e r s l a g e n de druk maximaal i s .

Het Shore P r o t e c t i o n Planuel g e e f t de r e l a t i e weer i n g r a f i e k - vorm t u s s e n de golfoploop/goïfhoogte,helling v a n h e t t a l u d e n de s t e i l h e i d van de g o l v e n v o o r v e r s c h i l l e n d e w a t e r d i e p t e - g o l f h o o g t e v e r h o u d i n g e n . ... - I - - ,.-,:;-- ...

.

,*, C..' , >.:.,,.

1

F i g u u r

4

2 0

O n r e g e l m a t i g e g o l v e n

Voor o n r e g e l m a t i g e g o l v e n zou de p a r a m e t e r v a n I r i b a r r e n

kunnen worden omgebogen t o t

5

= t a n a /

7

2nHS/gT P ; T = T p p i e k A a n t a l f o r m u l e s z i j n b e s c h i k b a a r v o o r de g o l f o p l o o p , e o a l s :

-

' D e l f t s e f o r m u l e ' : Rs%=A.H s .tanol , m e t A = 8 (H/LO=0,05)

-

f o r m u l e Hunt * 2 % = n w . t a n @ , w a a r i n H=0,63 H S

-

B a t t j e s : R = C ( ~ ) . ' ? , w , t a n a ~ , w a a r i n -C n

( I )

n is e e n c o e f f i c i e n t met = 2TlHi/L0 n

s i n 5

h -T i s p e r i o d e v a n de s p e k t r a a l komponent

-

-

tl. e n

T2

z i j n

R a y l e i g h v e r d e e l d met maximum e n e r g i e d i c h t h e i d U i t de e x p e r i m e n t e n v o l g t : - I n de n a b i j h e i d van!

= 3

i s de g o l f o p l o o p h e t h o o g s t -De s i g n i f i c a n t e g o l f o p l o o p s t e m t r e d e l i j k o v e r e e n met de g o l f o p l o o p v o o r r e g e l m a t i g e g o l v e n D i s s i p a t i e e n t e r u g k a a t s i n q R e g e l m a t i g e g o l v e n : v i a k n o o p - e n b u i k p a t r o n e n kan worden v a s t g e s t e l d wat de inkomende e n t e r u g k a a t s e n d e g o l f i s : H ~ = ( H ~ , ~ + H min )/2 H t = ( H -H ) / 2 max min T e r u g k a a t s i n g h a n g t g r o t e d e e l s a f van de g o l f h o o g t e , g o l f l e n g t e , h e l l i n g t a l u d e n m a t e r i a a l van de d i j k b e k l e d i n g . B a t t j e s : terugkaatsíngscoefficient r = H t / H S O , I ? 2 v o o r f < 2 , 5 i 2 , 3 < { < 2,7 : r w i j k t af e n l o o p t n a a r l i m i e t w a a r d e voor i e d e r t a l u d a f z o n d e r l i j k O n r e g e l m a t i g e g o l v e n : t e r u g k a a t s i n g b e p a l e n v i a h e t g o l f s p e k t r u m ,

I n de p r o e f worden r e g e l m a t i g e golven opgewekt.Het gevonden

v e r s c h i l t u s s e n de o v e r s l a g b i j e e n d i j k met muur e n e e n d i j k z o n d e r muur kan h i e r d o o r g e w i j z i g d worden.Wordt i n p l a a t s van r e g e l m a t i g e g o l v e n o v e r g e g a a n o p o n r e g e l m a t i g e g o l v e n dan z a l

de oipwekking van r e g e l m a t i g e bewegingen v o o r de d i j k met muur varmdmderen waardoor mogeili j l e r w i j z e h e t v e r s c h i l i n g o l f o v e r -

21

e e n t e r u g g e k a a t s t e o n r e g e l m a t i g e g o l f gemiddeld genomen minder o p s t u w i n g v e r o o r z a k e n , m e e r dempend werken,waardoor h e t v e r s c h i l i n g o l f o v e r s l a g weer toeneemt.Het e f f e k t van de o v e r g a n g van r e g e l m a t i g e n a a r o n r e g e l m a t i g e g o l v e n o p

de g o l f o v e r s l a g v o o r e e n d i j k zonder e n met muur i s dus n i e t d u i d e l i j k . G o l f o v e r s l a & Een a a n t a l f o r m u l e s , g e b a s e e r d o p e m F i r i e , z i j n b e s c h i k b a a r v o o r de g o l f o v e r s l a g : B a t t j e s :

-

R e g e l m a t i g e g o l v e n : gegeven h e t t a l u d e n k r u i n - h o o g t e i s e r e e n r e l a t i e t u s s e n de h o e v e e l h e i d w a t e r d a t o v e r de d i j k komt p e r g o l f p e r i o d e e n de h o o g t e d i e de g o l i zou b e r e i k e n a l s de d i j k hoog genoeg zou a i j n . H i j i s dus a f h a n k e l i j k van de p a r a m e t e r q =W/R .De h o e v e e l h e i d w a t e r i s g e l i j k a a n b = A . ( I - q ) 2 ; A i s c o e f f i c i e n t van de o r d e I0-I. C C 3 1 2 2

-

O n r e g e l m a t i g e g o l v e n : b = O , I . c o t g &

.

(R13-W) Nota q=A.HVH.ex$(P ( R - W / H ) )

S a v i l l e : Q=(g.Q6Ho) 3 .exp(-(0,217/* . t a n h - ' ( h - d S / R ) ) ) ,Qo e n z i j n e m p i r i s c h b e p a a l d e c o e f f i c i e n t e n , w e l k e a f h a n g e n v a n de g o l f s t e i l h e i d H /gT2 e n de

r e l a t i e v e h o o g t e d /Ho

O

7 .

C o n c l u s i e

Door p r o e v e n i s a a n g e t o o n d d a t e e n d i j k met muur minder g o l f o v e r s l a g h e e f t dan e e n d i j k z o n d e r muur.Grafiek

6

l a a t

d i t op d u i d e l i j k e w i j z e z i e n . A l l e e n b i j z e e r g e r i n g e g o l f - o v e r s l a g g a a t d i t n i e t op.Er b e s t a a t e e n c o r r e l a t i e t u s s e n g o l f o v e r s l a g e n h e t b e z w i j k e n v a n e e n d i j k . A l s h i e r a a n de c o n c l u s i e v e r b o n d e n wordt d a t e e n d i j k met muur v e i l i g e r i s , d i e n t ook r e k e n i n g worden gehouden met h e t v o l g e n d e :

-

Soms kan e e n d i j k b i j g r o t e g o l f o v e r s l a g t o c h s t a n d h o u d e n ; d a a r n a a s t komt h e t ook v o o r d a t e e n d i j k b i j g e r i n g e g o l f - o v e r s l a g b e z w i j k t , G o l f o v e r s l a g s p e e l t w e l i s w a a r e e n z e e r b e l a n g r i j k e r o l i n h e t p r o c e s v a n b e z w i j k e n v a n d i j k e n ,

maar h e t d i e n t e c h t e r wel g e z i e n t e worden als een o n d e r d e e l i n de grondmechanische beschouwing v a n de m o g e l i j k e o o r z a a k v a n d i j k v e r n i e l i n g e n . o p d i t punt wordt i n de p a r a g r a a f

'

grondmechanische a s p e k t e n ' d i e p e r i n g e g a a n ,

t i n g t u s s e n de muur e n de r e s t van de d i j k vormen.0ok a l is de g o l f o v e r s l a g minder dan zou de d i j k met muur t o c h e e r d e r kunnen b e z w i j k e n door deze , m o g e l i j k minder goede, a a n s l u i t i n g ,

DEEL 2 : Koppeling t u s s e n r e s u l t a t e n u i t de proef en de nota

ww~s-81.v007

24 D i j k s k r u i n - h o o g t e - Zuid- t e k o r t (rn) Beveland O -0,25 2 9 (31)

8.

P r o e f a ï s v e r v o l g o p . n o t a I n de n o t a wordt v o o r e e n a a n t a l d i j k v a k k e n i n Z e e l a n d o p s t a t i s t i s c h e w i j z e bekeken o f e r e e n samenhang i s t u s s e n dijkdoorbraak,dijkskruinhoogte-tekort e n h e t a l dan n i e t aanwezig F i j n v a n e e n muur.Bij e e n b i n n e n t a l u d s t e i l e r dan I :

I,4

b l e e k e r e e n samenhang t e z i j n t u s s e n d i j k d o o r b r a a k e n h e t n i e t aanwezig z i j n v a n e e n muur.

H i e r o n d e r wordt verwezen n a a r d e d i j k v a k k e n welke i n de n o t a voorkomen e n v o o r deze k o r r e l a t i e v e r a n t w o o r d e l i j k z i j n S i n t - Schouwen T h o l e n P h i l i p s - D u i v e l a n d l a n d 21

70

-

I1 71

-

49

Noord- Beve l a n d

I

I

1

T o t a a l

1

41 4 9 8

-

2

8

I 1 O T a b e l l : V e r d e l i n g v a n de d i j k v a k k e n n a a r d i j k s k r u i n h o o g t e t e k o r t z o n d e r muur,rnet b i n n e n t a l u d s t e i l e r dan 1:1,5

-

o n d e r s t r e e p t e nummers z i j n doorgebroken d i j k v a k k e n

-

nummers t u s s e n h a a k j e s worden i n de n o t a n i e t m e e g e t e l d vanwege o n d u i d e l i j k e r e d e n e n

-

o n t b r e k e n d e d i j k v a k k e n worden aangegeven met e e n s t r e e p j e

-

d i j k v a k k e n , v o o r e e n g e d e e l t e met muur,worden i n de n o t a g e r e k e n d t o t e e n d i j k met muur

25

-

I I I

Dijkskruin-

Tabel 3 ; Verdeling van de dijkvakken naar dijkskruinhoogte-tekort

m e t muur,met binnentalud steiler dan 1:1,5

-

A l l e dijkvskken,met muur e n binnentalud steiler dan 1:1,5,

zijn nie-t doorgebroken

In

de nota is een indeling gemaakt naar dijkskruinhoogte-

tekort .Dit dient daar als maatstaf voor de golfoverslag.Door

echter gebruik te maken van de metingen u i t de proef kan een indeling worden verkregen naar golfoverslag.Voor het toepassen van de golfoverslagformules,verkregen uit de proef, op de dijk-

vakken in Zeeland dient op het gebied van nauwkeurigheid iets

ingeleverd te worden.Deae nauwkeurigheid wordt namelijk door de

volgende punten bepaald :

-

In de proef zijn metingen verricht voor 3 verschillende

waakhoogten.De formules worden als volgt OP de dijkvakken

in Zeeland toegepast :

Voor waakhoogten die zich bevinden tussen 2 waakhoogten

uit

de proef is gebruik gemzakt van interpolatie,Voor een

dijk zonder muur lijkt dit een minder foutieve handeling dan voor een dijk met muur waar het verband tussen de

waakhoogten niet duidelijk is (zie grafiek 9 ) .

3

-

Voor geringere waakhoogten dan in de proef is de formule

van de geringste waakhoogte genomen.voor grotere waakhoog- ten is de formule van de grootste waakhoogte genomen.ook

in deze overname schuilt een onnauwkeurigheid.

-

MaLeriaa1,waaruit de helling bestaat,is anders dan in de

proef .Dit kan een verschil veroorzaken met de werkelijk opgetreden golfoverslag

-

Helling van het talud

-

De waarden van de g,olfhoogten waren niet bekend.Daarnaast

zorgt de vertakling van regelmatige g o l v e n uit de proef naar onregelmatige golven i n de werkelijkheid voor .e.en

26

v e r g r o t i n g van de onnauwkeurigheid.De k o n s e k w e n t i e v o o r de g o l f o v e r s l a g o p deze v e r t a l i n g is z o a l s e e r d e r gemeld n i e t bekend ( z i e ' T h e o r e t i s c h e a c h t e r g r o n d ' ).Daarom i s gewerkt met e e n v i e r t a l g o l f h o o g t e n t w e l k e a f g e l e i d

z i j n

van de g o l f - - o p l o o p , d i e b e p a a l d i s door e x t r a p o l a t i e van h e t w i n d e f f e k t v a n de maatgevende s t o r m v l o e d . 2 o i s gewerkt met e e n minimale g o l f h o o g t e t e r waarde van ( 2 / 8 ) . R , e e n maximale v a n

(5/8).R,

met d a a r t u s s e n

BBn

van

(3/8).R

e n e e n a n d e r van R/8tgoc

,

w a a r i n 00 de h e l l i n g v a n h e t b u i t e n t a l u d w e e r g e e f t . B i j e l k e

g o l f h o o g t e h o o r t e e n g o l f o v e r s l a g . D e w e r k e l i j k o p g e t r e d e n g o l f o v e r s l a g z a l i n de m e e s t e g e v a l l e n l i g g e n t u s s e n de waarden v o o r de g o l f o v e r s l a g b i j minimale e n maximale g o l f - h o o g t e .

Door nu de f o r m u l e s toe t e p a s s e n op de d i j k v a k k e n i n Z e e l a n d kan e e n i n d e l i n g worden gemaakt n a a r g o l f o v e r s l a g v o o r e e n d i j k met e n z o n d e r muur.In b i j l a g e I0,II h e e f t d i t p l a a t s g e v o n d e n o p b a s i s van e e n g o l f h o o g t e welke z i c h b e v i n d t t u s s e n

( 2 / 8 ) . ~

e n

(5/8).R

. I n b i j l a g e I2,15 i s d i t z e l f d e gedaan v o o r e e n golf- h o o g t e van r e s p .

H=(3/8).R

e n H=R/8tgw . I n b i j l a g e 13,14 i s e e n i n d e l i n g n a a r de g o l f o v e r s l a g gemaakt w a a r b i j v o o r e e n d i j k met muur de g o l f o v e r s l a g ook i s b e p a a l d als z i j n d e h e t e e n d i j k z o n d e r muur e n andersom ( w a a r b i j dus de f o r m u l e s v o o r e e n d i j k met muur worden t o e g e p a s t op e e n d i j k z o n d e r

genoemdeBi j f i c t i e f

muur ).Deze g o l f o v e r s l ä g wordt h i e r q

a l l e i n d e l i n g e n i s geen r e k e n i n g gehouden met h e t a f b u i g e n van de waarde van q v o o r toenemende

_(R-W)/H

9 . Conclusie

~~~i~~ de gegevens ,gebaseerd OP de stormvloedsramp e n de

resultaten uit de proef,lijkt het twijfelachtig om OP basis

van deze gegevens de golfoverslag als maatgevende

fakt'r

voor

dijkdoorbraak aan t e wijzen.8p zich Zelf genomen wordt hier

niet

aan

gelwijfcld,echter uit bijlage 11 en 12 blijkt dat het

percentage aan dijkdoorbraken pas bij een golfoverslag S>5O0 lims

duidelijk toeneemt.Beneden deze waarde bestaat geen duidelijk verband tussen dijkdoorbraak en golfoversla$,waaruit evenwel

niet de conclusie mag worden getrokken dat pas voor q)500 l/ms

de golfoverslag wel van invloed is op dijkdoorbraak e n voor

q(500 l/ms niet van invloed is.

W e l is het

zo

dat een dijk met muur vaak minder golfoverslag

heeft dan een dijk zonder muur (grafiek

6 )

zodat een dijk met

muur minder sne 1 geconfronteerd wordt met "grot

e

golf overslagen"

,

Echter slechts voor 2 dijkvakken met muur zou bij toepassing

van de formules,geldend voor dijkvakken zoncter muur, de golf-

overslag een relatief grote waarde krijgen(bij1age

I0,16),

De andere

6

dijkvakken met muur zouden een golfoverslag,

geringer dan 100 l/ms,krijgen.Dit is des te opvallender als

in ogenschouw wordt genomen dat de conclusies uit de nota met

name gebaseerd zijn op deze

8

dijkvakken met muur.Op grond

hiervan k a n de nota niet dienen als een ware ondersteuning voor de stelling "dijken met muur zijn veiliger dan dijken zonder

muur omdat zij minder golfoverslag hebben" .De nota doet natuur-

lijk ook geen afbreuk aan deze ste1ling.Temeer daar geen van

de dijkvakken met muur Zijn doorgebroken terwijl 1 5 van de

2.8

10. Grondmechanische a s p e k t e n

U i t " V e r s l a g o v e r de s t o r m v l o e d

,

d o o r b r e k e n v a n d i j k e n p l a a t s h e e f t gevonden b i n n e n

6

u u r . Daarvoor was nog n i e t s a a n de hand. Van h e t p r o c e s z e l f waren geen nauiofkeurige

waarnemingen m o g e l i j k , s l e c h t s " f r a g m e n t a r i s c h e " waarnemingen. Deze waarnemingen hebben g e l e i d t o t de v o l g e n d e b e s c h r i j v s n g van e e n

d i j kdo 0.r b r a a k : 1 9 5 3 " b l i J k t d a t h e t p r o c e s van h e t -' Fase I:

-

Fase 2 :

-

Fase

3 :

-

Fase

4 :

-

Fase

5:

O n r e g e l m a t i g e o v e r s l a g van 8e u i t l o p e r s van de h o o g s t e g o l v e n o v e r d e d i jk k r u i n Toename g o l f o v e r s l a g , waardoor h e t b i n n e n b e l o o p d i k w i j l s v r i j w e l o n a f g e b r o k e n met w a t e r b e d e k t i s . Een d e e l van h e t overkomende w a t e r z a l door h e t b i n n e n t a l u d worden opgenomen

O n t s t a a n van l a n g s s c h e u r e n i n h e t b i n n e n t a l u d A f s c h u i v i n g e n v i n d e n p l a a t s op z e e r s n e l l e w i j z e Het overkomende w a t e r s p o e l t o p de p l a a t s van de a f s c h u i v i n g de blootgekomen d i j k s p e c i e weg e n kan zodoende e e n d o o r b r a a k t e w e e g b r e n g e n .

B i j h e t b e z w i j k e n v a n e e n b i n n e n b e l o o p b l e e k e r i n geen e n k e l g e v a l s p r a k e t e z i j n van e e n d i j k w a a r b i j geen w a t e r o v e r de d i j k s k r u i n

i s gekomen. Om i n z i c h t t e v e r k r i j g e n i n h e t p r o c e s van h e t b e z w i j k e n van e e n b i n n e n b e l o o p d i e n t e e r s t gekeken t e worden n a a r de s t a b i l i t e i t

van e e n b e l o o p o n d e r i n v l o e d ' van o v e r s t r o m e n d w a t e r . I n d i e n h e t b i n n e n b e l o o p w a t e r d i c h t i s a f g e d e k t z a l h e t overkomende w a t e r i n z e e r w e i n i g g e v a l l e n a f s c h u i v i n g kunnen v e r o o r z a k e n . A l l e e n b i j z e e r s t e i l e b i n n e n b e l o p e n , g e r i n g e c o h e s i e en e e n k l e i n e Max. hoek v a n inwendige w r i j v i n g zou d i t p l a a t s kunnen v i n d e n .

De a f d e k k i n g door e e n K l e i b e d e k k i n g met g r a s m a t b l i j k t e c h t e r n i e t w a t e r d i c h t t e z i j n . Een g r a s m a t h e e f t v 7 o r z i j n g r o e i w a t e r n o d i g , a f k o m s t i g van de r e g e n , I n h e t g r o e i s e i z o e n ( v o o r j a a r en zomer) i s

de w a t e r b e h o e f t e van h e t g r a s g r o t e r dan de r e g e n v a l z o d a t i n deze p e r i o d e a a n de g r o n d o n d e r de g r a s m a t , d u s a a n d e b e k l e d i n g s l a a g ,

a l h e t w a t e r wordt o n t t r o k k e n d a t e r nog a a n w e z i g mocht z i j n . H i e r v i n d t u i t e i n d e l i j k u i t d r o g i n g p l a a t s . I n de w i n t e r i s de s i t u a t i e andersom, de r e g e n v a l i s g r o t e r dan de w a t e r b e h o e f t e van de p l a n t . Het o v e r t o l l i g e w a t e r d r i n g t i n de b e k l e d i n g s l a a g door e n v e r z a d i g t deze t o t e e n b e p a a l d e d i e p t e . P e r j a a r z a l de b e k l e d i n g s l a a g dus eenmaal b l o o t s t a a n a a n v o l l e d i g e u i t d r o g i n g , alsmede a a n e e n g r o t e

2 9

mate v a n w a t e r v e r z a d i g i n g . Door d i t p r o c e s kan de o o r s p r o n k e l i j k e g e l i j k m a t i g e k o r r e l s t r u k t u u r i n deze l a a g o v e r g a a n i n e e n s t r u k t u u r , w a a r b i j o n r e g e l m a t i g e , min o f meer i r r e v e r s i b e l e i n g e d r o o g d e

k l u i t e n of z u i l e n , a l s e e n d i c h t i n e e n g e s l o t e n s t e e n p a k k i n g l i g g e n , g e s c h e i d e n door s p l e t e n e n s c h e u r e n .

Door d i t p r o c e s neemt de d o o r l a t e n d h e i d van de b o v e n s t e l a a g v a n h e t b i n n e n b e l o o p t o e , soms z e l f s i n z u l k e mate d a t de d o o r l a t e n d - h e i d g r o t e r wordt dan de l a a g h i e r o n d e r waardoor g e v a a r l i j k e

w a t e r s t r o m i n g e n kunnen p l a a t s v i n d e n , welke e e n g r o t e s t r o o m d r u k o p de grond u i t o e f e n t , d a t h e t b e l o o p g a a t a f s c h u i v e n .

Beschouwt men h e t g e v a l , d a t de s t r o o m l i j n e n van d e z e g r o n d w a t e r - s t r o m i n g r e c h t z i j n en e v e n w i j d i g a a n e l k a a r , e n d a t deze stroom- l i j n e n e e n hoek 8 maken met h e t b e l o o p , dan kan h e t v o l g e n d e a f g e l e i d worden ( z i e f i g u u r 5 ) ( z i e "Grasmat o p d i j k e n "

,

1958) C D wordt als v e r g e l i j k i n g s v x a k gekozen v o o r de p o t e n t i a l e n

I s de w a t e r d r u k i n A g e l i j k a a n SK z o d a t

A+ 9-

dID d m i i s p e r d e f i n i t i e .

TA=d+od.

" o f w e l

&=&(

&k

-

8)

b a

irw

Cu34 F i guur 5 H i e r i n i s TJ= w a t e r d r u k K = K o r r e l k r a c h t C = C o h e s i e k r a c h t = ' C . L L= A f s t a n d Beloop G= ( J W

i & D ) d

- S c h r i j f t men d i t e x p l i c i e t i n

t s y

U i t f i g u u r volgt d a t dan komt e r :

U i t deze f o r m u l e kan h e t v q l g e n d e worden a f g e l e i d :

- 1 s

d >

-

í Dan i s e r a l t i j d e e n d i e p t e D , waardoor De

9 4

&,

sincc

t g ? j u i s t a a n z i j n maximum t g

t o e l a a t b a r e V ) is gekomen. Over deze d i k t e D

i s t g Q dus t e g r o o t e n s c h u i f t h e t b e l o o p a f . Dan i s t g q o n a f h a n k e l i j k van D e n i n d i e n deze t g q , (

- 1 5

d =

-

)

&,.

sina

k l e i n e r is dan de t o e l a a t b a r e t g ? , s c h u i f t h e t b e l o o p n e r g e n s a f . #- L - I C

d < -

D a n i s e r geen g e v a a r v o o r a f a c h u i v i n g a l s D r w s i h L k l e i n e r i s dan de g r e n s w a a r d e

D

-&(

_{- d )}

$-#a

rwiinac

Wordt D e c h t e r g r o t e r dan deze grenswaarde dan z a l e r a l l e e n a f s c h u i v i n g p l a a t s v i n d k n a l s t g q g r o t e r i s dan t g T e

U i t h e t voorgaande b l i j k t dus d a t e r e e n grenswaarde b e s t a a t v o o r de d i k t e v a n de l a a g w a t e r , d a t o v e r e e n b e l o o p s t r o o m t : d 8 z w e (

De d i k t e van de l a a g met w a t e r . d a t o v e r de d i . i k komt wordt b e r e k e n d _{- ..,} w a a r i n q = g o l f o v e r s l a g 2 2 . 1/3

'

met de f o r m u l e d = ( q

/ c

1 ) C= ruwheid b i n n e n t a l u d v a n de d i j k i'= t a n g e n s v a n h e t b i n n e n - t a l u d De g o l f o v e r s l - a g h e e f t e e n o n r e g e l m a t i g e k a r a k t e r a a n g e z i e n de g o l v e n z e l f e e n o n r e g e l m a t i g k a r a k t e r hebben. E r z i j n dus moment- opnamen w a a r b i j de o v e r s l a g meer i s dan de gemiddelde q e n w a a r b i j de d i k t e d v a n de w a t e r l a a g ook meer i s dan de e v e n w i c h t s d i e p t e . Ook de n a u w k e u r i g h e i d van de Formule v o o r d i t g e v a l i s door de g e r i n g e 3 v e r s l a g ( i n v e r h o u d i n g t o k r i v i e r d e b i e t e n ) n i e t zo hoog.

V o o r de C-waarde z a l de d i k t e van de w a t e r l a a g en met name de

helling v a n de b i n n e n d i j k e e n b e l a n g r i j k e f a k t o r z i j n . E r z a l nu worden t o e g e w e r k t n a a r d e s i t u a t i e s van de d i j k v a k k e n i n Zeeland w a a r b i j gewerkt i s met e e n C-waarde van I O M

8

/S. D i t i s e c n ruwe s c h a t t i n g , w e l l i c h t i e t s t e l a a g .

A l s e e n d i j k v a k e e n d-waarde h e e f t , welke k l e i n e r is dan de grenswaarde

d,=

-

C

de g r o n d w a t e r s t r o m i n g e e n g e r i n g e r e d i e p t e b e r e i k t h e e f t dan de

,

dan z a l d i t d i j k v a k n i e t b e z w i j k e n a l s &li*

gresnsdiepte Dg, welke g e l i j k i s a a n i(w -(-

- d )

de v o l g e n d e waarde h e e f t : D=Dg/(I-tgT. ( I y t g = t g & ) ) ) a a n g e z i e n de &&

f,+ww

aiohesie dan nog n i e t maxima.al i s . H e e f t deze g r o n d w a t e r s t r o m i n g e e n g r o t e r e d i e p t e b e r e i k t dan z a l h e t b e z w i j k e n a l s deze d i e p t e D

91

z o a l s

waargenomen kan worden neemt n a a s t de hoek van inwendige'

m i j v i n g e n de hoek van h e t t a l u d ook de hoek t u s s e n de r i c h t i n g van de g r o n d w a t e r s t r o m i n g e n de r i c h t i n g van h e t b i n n e n b e l o o p ' e e n b e l a n g r i j k e p l a a t s i n . Deze hoek i s maximaal g e l i j k a a n 90"

e n minimaal ,O' n a m e l i j k e v e n w i j d i g a a n h e t b e l o o p . D e l a a t s t e i s

h e t meest o n g u n s t i g . Ook v a n i n v l o e d op h e t a l dan n i e t a f s c h u i v e n

i s de c o h e s i e .

Zand h e e f t e e n g e r i n g e c o h e s i e , z a v e l i e t s meer

Ia

2 KW/M e n g r a s z o d e h e e f t e e n c o h e s i e van 10 K N/ M

Daar e e n d i j k u i t v e r s c h i l l e n d e l a g e n b e s t a a t w a a r b i j e l k e l a a g v e r s c h i l l e n d e g r o n d e i g e n s c h a p p e n h e e f t z a l p e r l a a g bekeken moe t e n worden o f e r a f s c h u i v i n g s g e v a a r aanwezig i s . Aangezien deze

grondgegevens n i e t p r e c i e s bekend z i j n kan men b i j de u i t w e r k i n g v a n de d i j k v a k k e n i n Z e e l a n d n i e t p r e c i e s o p deze manier werken. D i t B e t e k e n t d a t deze v a r i a b e l e n n i e t meegenomen worden i n de b e r e k e n i n g

w; a r b i j v e r s c h i l l e n d e d i j k v a k k e n v e r g e l e k e n worden o p benodigde t i j d s d u u r voor h e t b e r e i k e n van e e n k r i t i e k e s i t u a t i e t . a . v . a f - s c h u i v i n g s g e v a a r

,

waarvoor l a t e r e e n r e k e n v o o r b e e l d i s gemaakt. E r i s nu e e n p u n t b e r e i k t w a a r b i j de d i e p t e bekend i s , w e l k e weer- g e e f t waar de g r o n d w a t e r s t r o m i n g g e a r r i v e e r d moet z i j n w i l h e t t o t e e n d o o r b r a a k komen.

Het v o l g e n d e p u n t d a t bekeken moet worden i s o f deze d i e p t e gegeven

de g o l f o v e r s l a g ook e c h t b e r e i k t w o r d t . D i t kan o n d e r v e r d e e l d worden i n 2 g e d e e l t e n : Het e e r s t e g e d e e l t e z a l weergeven hoe l a n g h e t

d u u r t o m deze d i e p t e t e b e r e i k e n i n h e t g e v a l van e e n o v e r v l o e d a a n w a t e r , dus w a a r i n de g o l f o v e r s l a g n i e t a l s remmende f a k t o r w e r k t o p h e t a l dan n i e t d o o r b r e k e n van e e n d i j k . 2 2 . U i t " g r a s m a t op d i j k e n " v o l g t de formule:t'=(B/K). (D-CIln( ( D / C I ) . + I ) )

,

w a a r i n t ' = t i j d B I b e r g i n g s c o e f f i c i e n t C I = C a p i l i a i r e i n z u i g i n g K = D o o r l a t e n d h e i d H e t g r o t e probleem h i e r b i j is de b e p a ï i n g v a n d e d o o r l a t e n d h e i d van de b e k l e d i n g s l a a g . Een g r o t e d o o r l a t e n d h e i d d o e t de d i j k i n k o r t e t i j d b e z w i j k e n . g r o n d moet daarom zo g e r i n g z i j n , g e d u r e n d e b e p a a l d e t i j d de v e r z a d i g i n g van de s p e c i e van de d i j k s l e c h t s o v e r e e n t o e l a a t b a r e , g e r i n g e marge v o o r t s c h r i j d t . Ondanks D e d o o r l a t e n d h e i d van de g r a s m a t met o n d e r l i g g e n d e d a t o o k b i j een h e v i g e s t o r m v l o e d

deze g e r i n g e r e door l a t endhe i d z a l de w a t e r v o o r z i e n i n g van de g r a s - mat n i e t i n g e v a a r mogen komen.