DREMPELONTWERP.. 2e INTERIMRAPPORT:~'

I . I ~

1...

STORMVLOEDKERING

OOSTERSCH ELDE

2e

INTERIMRAPPORT:~'

;!

D

RE

MPELONTWERP

..

-

\ .'

NOTA

NR.2 .

.

.

DREMBU-M-78.012

OND€,l2..Zoe.L( "'AAC2.

C\

(2

e.

ti

s

-n::;,

ë A.'t1rveN

lo

~

cJ.

~~{

i

i~

-

L

ve-rlj __>

-t.

.

p.v

.

ct.v-~

p

e.fo.~

'0-,-, __ ti

®

5

-!.

o.Wld

e.(is

v

e4

l

i

v-=I

dÀ~er

~·~ct

v

i

Lt

{C;W--kU,~'_· 'J.o:

.

'

~~/

i

-tut:s

'-J

u

li

'\,1.J

\..._-Ce..(""" e,

e.ro

·

(_

'

i

t

~

..,:4~

l

i

-

l

~

)

b

~

\...:)

SLt

e..-.

Vc-. ~

{.op-\~ ~

b

'

~

L..:I

'~

e..

~

'--

04

~u

,

-t

®

Cb

t

/

c-

®

v

~

0'-

STORMVLOEDKERING OOSTERSCHELDE 2e INTERIMRAPPORT DREMPELONTWERP NOTA Nr.2 DREMBU- M- 78.012 29 maart 1978

-2-Inhoud 1. lnterimrapport Drempelontwerp blz. 5. 1.1 Inleiding 1.2 Organisatie 1.3 Randvoorwaarden en uitgangspunten 1.4 Relatie met andere disciplines 1.5 Voortzetting der aktiviteiten

5. 6. 6. 7. 10. 2. Hydraulisch onderzoek 11. 2.1 Inleiding 2.2 Stroomsnelheidsverdeling bouwfasen

2.3 Stabiliteit drempelmaterialen in bouwfasen(M 1524) 2.3.1 Opbouwfase a en b

2.3.2 Opbouwfase c en d

2.3.3. Stabiliteit fundatiebed niet geblokkeerd deel in bouwfasen 2.4 Zanddichtheid en filterwerking ( M 1488)

2.4.1 Stabiliteit fundatiebed/uitvullaag 2.4.2 Zandlenzen

2.4.3 Dynamisch filteronderzoek

2.4.3.1 Dynamisch filteronderzoek voor stroming loodrecht op grensvlak zand-fundatiebed

2.4.3.2 Dynamisch filteronderzoek voor stroming evenwijdig aan grens-vlak zand-fundatiebed

2.4.4 Fluïdisatieproeven 2.4.5 Vervolgonderzoek

2.5 Afdichtingseigenschappen van grindworsten langs de randen van de pijlervoet(LV 1018)

2.6 Stabiliteit drempeltoplaag bij een weigerende schuif 2.7 Aanzanding

2.7.1 Inleiding

2.7.2 Driedimensionale effecten op het aanzandingspatroon 2.7.2.1 Algemeen 2.7.2.2 Resultaten literatuurstudie 2.7.2.2.1 Scheve aanstroming 11. 11. 13. 20. 26. 26. 28. 28. 30. 35. 35. 36. 37. 38. 38. 39. 56. 56. 56. 56. 56. 56. I

-3-blz 57. 60. 60. 6!. 61. 6!. 64. 68. 68. 2.7.2.2.2 Bochtstraming 2.7.2.3 Resultaten stroombeeldonderzoek M 1000 en M 1001 2.7.2.4 Conclusies 2.7.3 Proefcunetten 2.7.3.1 Algemeen 2.7.3.2 Proefcunet Roompot

2.7.3.3 Proefcunet Schaar van Roggenplaat

2.7.3.4 Conclusies 2.7.4 Prognose 3. 3':1.:.. 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 4. 4.1 4.2 4.3

Het geotechnisch .onderzoek

69.

Inleiding

Veiligheidsfilisofie in verband met belastingen

Stabiliteit open drempel

Stabiliteit toplaag

Berekening cyclische waterspanningen onder de pijler

Cyclische waterspanning in Katsproef M2

Cyclische filterproeven

Materiaalkonstanten

Proef deformatie drempel

Piping -Conclusies 69. 76. 79. 89. 99. 118. 124. 126. 127. 128. 129. Onderzoek vervalspreider 130 Inleiding Eisen

Verricht onderzoek en resultaten

130. 130. 130. 5. Fundatiebed 132. 5.1 Wrijvingsaspekten 132. 5.2 _{Migratie van zand onder de pijlervoet}

132. 5.3 Materiaalkeuze fundatiebed _133. 5.4 Poten Hefschip 134. 5.5 Uitvoering 134.

6. 7. 7.1 7.2 7.3 8. 9. 10. 10.1 10.2 10.3 11. -4-Sluitgatprofielen en dwarsdoorsneden blz 135. Ontwerpschetsen _138. Inleiding Cunet 138. 138. 141. -Fundatiebed Uitvoering _ _148. Planningsaspekten _148. Kosten _149. Algemeen

Aangehouden methode van uitvoering

Resultaten kostenvergelijking alternatieven

149. 149. 152. Samenvatting en conclusies _159. Referenties _160. 161. Appendix : keuzecriteria drempel

1. Interimrapport Drempelontwerp 1.1. Inleiding

Na het verschijnen van interimnota 1 m.b.t. het drempelontwerp (DREMBU-M-78.006) zijn de verschillende werkzaamheden van het drempelburo voortgezet.

In de eerste plaats heeft het hydraulisch~en geotechnisch onder-zoek voortgang gevonden. De resultaten van de voortgezette aktivi~.·

teiten zijn .opgenomen in de hoofdstukken 2 en 3. Het essentiële onderwerp van deze studies wordt gevormd door de zgn. dynamische waterspanningen en de daaruit voortvloeiende verhangen.

De resultaten van de Kats M2-proef vertonen belangrijke en nog niet verklaarde verschillen met de resultaten uit berekeningen met het rekenprogramma SPONS. Het valt te betreuren dat diverse onderzoeken naar de gevolgen van deze cyclische verhangen door verschillende oorzaken nog niet konden worden afgerènd.

Ook het onderzoek naar de mechanische sterkte van de vervalsprei-der kon mede door de vorstperiode nog niet worden afgesloten met konkrete resultaten.

Ten aanzien van de stabiliteit van de toplaag van de open drempel-variant kan thans worden geconcludeerd dat deze oplossing tot de reële mogelijkheden behoort.

Ook de kostenramingen van de diverse alternatieve ontwerpen werden voltooid. Hoewel de resultaten op dit moment voornamelijk een rela-tieve betekenis hebben, kunnen toch op basis hiervan belangrijke conclusies worden getrokken.

Voor het gemak van de lezer is gepoogd de hoofdstukindeling in dit rapport zoveel mogelijk~te laten aansluiten op die van nota nr. 1.

-6-Daarnaast werd nauw kontakt onderhouden met de afdeling O.N.W. van de Deltadienst, met de Directies Sluizen en Stuwen en Brug-gen, met DOSBOUW en Bitumarin en met het Waterloopkundig Labo-ratorium en het LaboLabo-ratorium voor Grondmechanica.

1.2. Organisatie

In organisatorisch opzicht is in de achterliggende periode een aanzet gegeven voor het uitdiepen van de structuur met project-buro's. In deze projectburo's worden zowel de onderzoek- als de ontwerpaspecten en de werkvoorbereiding (uitvoerings problema-tiek) gebundeld.

Thans verschijnen :tweeafzonderlijke nota's, één m.b.t. ont-werp en één m.b.t. de uitvoering van de drempel, doch in een volgende periode zullen geïntegreerde nota's worden aangeboden. In verband hiermee is beslotèn het hoofdstuk "samenvatting en conclusies" van de thans nog afzonderlijke nota's <,....~:::..

-later uit te brengen, wel als geïntegreerde ontwerp/ uitvoerings aktiviteit.

Daar studieaktiviteiten ook in het projectburo zijn ondergebracht bevat deze nota - in tegenstelling tot de vorige - een paragraaf over de aanzandingsproblematiek.

1.3. Randvoorwaarden en uitgangspunten

Het blijft moeilijk om het ontwerp van de drempel op een soortge-lijke wijze te benaderen als dat van de betonnen en stalen onder-delen van de kering, nl. m.b.v. een consistent geheel van veilig-heidsfactoren~wegens belastingoverschrijding, schematisatie- en materiaaleigenschappen. Voor de stabiliteit van de drempeltoplaag zou dit wellicht nog tot de mogelijkheden behoren, doch voor de interne (filter) stabiliteit ligt een oplossing nog niet in het verschiet.

Ten aanzien van de randvoorwaarden moet worden geconcludeerd dat er nog geen zicht is op de (on)waarschijnlijkheid van het falen van één of meer schuiven.

Wel is er inmiddels informatie beschikbaar gekomen inzake de kans dat bepaalde vervallen optreden in combinatie met be-paalde golfrandvoorwaarden. (zie tabel 1.3.2.)

Deze informatie is overigens nog gebaseerd op de sluitingsstrate-gie die de grootste vrijheid voor de beheerder inhoudt, nl. sluiting op L.W. kentering voorafgaand aan een verwachte over-schreiding van het B-peil te Burghsluis. Deze informatie is samengevat in tabel 1.3..1. In deze tabel zijn de voer het model-onderzoek maatgevende combinaties gearceerd.

In het vervolgonderzoek zal aandacht worden besteed aan het be-zwijkgedrag van de drempel.

1.4. Relatie met andere disciplines

Door de hergroepering van aktiviteiten binnen de projectburo's ontstaat een wat meer direkte binding met de overige disci-plines.

Reeds eerder werd melding gemaakt van een thans nog afzonder-lijk verschijnend rapport over de uitvoeringsaspecten. (Ref. 1) Inmiddels is door de werkgroep OBVULL in samenwerking met het drempelburo een voorstel uitgebracht voor proeven op de af-dichting om de voetplaat (OBVULL-M 78028) (Ref. 2).

Dit voorstel is STODSO en de PGO gepasseerd.

De in deze nota opgenomen hoofdstukken over planning en kosten zijn opgesteld in nauw overleg met de betrokken stafgroepen, waar ook de informatie aanwezig is die ten grondslag ligt aan de hier gepresenteerde .:samenvatting.

Voor het nader analyseren van de ontwerpprocedures van de bitu-mineuze constructie en het beoordelen van de

duurzaamheidsaspec-ten is kontakt gelegd met een groep deskundigen. Deze groep is zo recent samengesteld dat in deze nota nog geen bijdrage van hen kan worden opgenomen. Zodra de betreffende projectburo's functioneren zal de aansluiting van de drempel op stortebed en landhoofdkonstruktie ter hand moeten worden genomen.

'\

_\

,

\

,

\

\

~.

\

I I I ,

"

.

...

-

--" r r I

,

"''ijI'' ' '!l,'l:.,_. s~"I 4~"':'\

,

"~

~

~

-

-, __;__.

,

--.-

",...~~,

-~--t-'-It\ -o

,

I:"- \.0 ' I:"-0

,

,

_{I r+} -' ~ 0 _{0 0}

•

»< ~ ~ r r ~ >C )< >C _{>C >C.} 0\

.

C\J 0\ I:"- _{\.0 0\} \.0

..

..

-

..

rt'\ rt'\ r rt'\ "",'" ~ IS'\_ I₀ \.0 IS'\ \.0 I I _I ~ ~ _{0 0} ~ _~

§

->C )IC >C >oe IS'\ \0 _~ rt'\ _{~ 0 r} CO _r -• N C\J

_c4

CO ..:r IS'\ 4" I I

,

_{I .,.,B} 0 0 0

"

~

~ ~ ~ C>J

-

>C )IC _->C, ,-- --- -:>( \.0 _{rt'\ ~ ..:r} ~

:r.

-

'

~ _0\ rt'\ _{I:"- ~ ~} • 0 -0 _..:r ~ ;.----....___ + rt'\ IS'\ 4" 4"

'\

I I I I

=

0_~ 0 0 0 ~ ~ ~

Ä

N _{>C >C >C >oe} >C CO rt'\ _{0 0\} 0\

-N IS'\ CO ~

•

0

..

..

..

rt'\ _{\.0 \.0} N IS'\

I:"-•

I _C\J

-

~ N_{I 4" rt'\ rt'\} >C _{0 I I- I} Q) _~ 0 0 0 11 _>C ~ ~ ~ ~

-

>oe >C >oe >C 0

=

~ rt'\ 4" -tlI C\J

A

4"

..

..

..

_~ =1 ~• rt'\ ~ rt'\ 4" ~ ~

-'Ilot _C\J

,

rt'\ rt'\ C\J C\J rt'\ _rt'\ r 0 I

,

I I

,

,

;

l~

~ 0 0 0 0 0 ₀ ~ r r r ~ ~

_-g

_~

'0 >C _{>C >C} >C >oe >C >oe

~

ft

s::_cri C\J _\.\

IS'\ co 4" I:"- rt'\ I:"- 4"'

+> _\.0

..

..

..

..

..

s..~ I.Q _{0 ~} e- r C\J r r Q) s.. l:"-+> Q) cri +> _{r~ 31} -cri I-, _{rt'\ C\J} C\J r C\J rt'\

re

31 _ei

,

_{I I} I

,

I _{s:: '~} s:: r. 0 0 0 0 0 0 Q) , Q) r r r r r r I""i':il< +> _>oe 0 ..-4 _{>oe >C} >C )IC _{>C >oe >} =' Q)-:! ,g CO

..

0

..

..:r

..

C\J

..

..:r

..

_CO

..

_,g -s:: - ..:;;:-0\ ..:r 0\ ~ cri _ I

-

<

0 _•

IS'\ 0 IS'\ IS'\ Ilot IS'\

C\J • l:"- N • C\J • ~

_•

_•

.(

.

+ ~ + 0 + 0 0 tlO I + + + :z; I s:: cri '0 .r4 31 s:: I""i s:: cri _{rt'\ rt'\ rt'\} rt'\ rt'\ rt'\ rt'\ Q) Q)+>

,

I I I I I I '0 +> I.Q

-0 0 ,0 _{0 0 0 0} s.. "f'f s.. MI _{~ ~} r ~ 0:- r r Q) :3 Q) ~ > ,g+> _{)IC >C )IC}

>oe >oe >oe >oe

x

I.Q

\ft

s:: •

_V

_{e- 0 0 IS'\ 0 0} I:"-cri ~

..

..

..

..

..

..

..

\

*

~ I.Q MI rt'\ I:"- \.0 0\ \.0 I:"- rt'\ Q) _'-' C\J 0\ C\J 0\ C\J 0\ C\J Q) s.. ~ C\J C\J C\J

\

s:: cri I

_{s'tn'}:s-q.Ing a+}

ç"J:q

+> s::

_{Ptrev~JV.IOOA}

_{Su':.Ia+ ua'{-t'i\'I}

_do

_SU"J:+,:nts

I""i Q) Ó9 G

ce

JA.H

uvv

=' s::

s

s:: 'r4 "f'f ('I)d

uaptre+s.Ia+9Auauu,:g

Ol ,Q

-_

...."'-~ T'_-":-abe_~-,-~I'_-::.fi'~ •

o

o

~ ~ '0

-\I) W 0; 0\ ;: co; &ti ~ 11 • 11

:l ...

1 ~ Cl '0

...

-I( 1\

,,

-~ -9-• 11 •

'"

I ~

..

<ft C't In o al td ..f tD t:i

•

•

•

:I

,,!

p.. Ie I

e

..

Q ft) )( .n

en

S

~ ol)

4

• It • 11 11 '1

..

'0

-

..

Q

...

~

.

.

..

:i'1-'~

'0

-•

~ &

00 ..:jlti~ • • ft

"

I o

..

-.t ~ ~

"

~ Iri ~ 11 11 "

~,..I

f

~

o

..

_..

C'I4 ~ Ol ..:r ~ 0

..; ~ -i

• • 11

:l ..,.'~,.,

I1 • 11

:r

t-! pt 9ÇOO'0 ho. '0 0-)( ~ ~ ~ ~ ~ lIS It • •

~tlrt

11 • "

:l

.,_E ~ til '0

...

'" #ft I( ",CII~

..=

Wf ~ 11 " 11 11 .. ot OS?

o

o

.:t

# '0

_...

111 CIt ti) 0 Cf) lil ... ftilri~ It 11 11

~.. ,.J ~

o

1&'\ .:j. ~ '0

..

"

(

~,,~

ctlQ~ 11 • •

:lt1~

~ I

o

...

_lil

~ ~ g

l'tÎ Iti lI'i

.

..

"

:l ...

'

er

...

_I o

-

lil

~~:

c() (1) 0( • • 11

;l-rJ~

Cf I ()

-~

en

•

CiI IC' In ~ IC! ~

"

. .

::l'

.,J ~

• .. 11

'f

0 -C'" loC ~ In 0 ~ ~~

·

.

..

:l.,lrt:

tfl I

e

...

~ ~ ~ • lIS ~ • fI •

-:l

t-

J ~

..

,

o

...

₁₍ ~ (ft ID o ot ~ ..; W ~

•

u

"

:t,J~

I ~ ~ ~ ~ Ö <ti lt1 "" 11 • •

:l.,lcr

I ~ lil

...

~ IQ ~ .c; ",. !Ij .. • 11 ~~ 1-'

Il!

Ol '0

...

IC ~ ~ C'f td ~ ~

.

.

"

;/tJ~

...

'0

...

~ ~.co.

....

~ ~ ~ In ~ 11 • . -~

,_'

~,.,

." '0

...

af) ei» l( Cl !ti ~

t4 ~ .-(

I • • ;l' ...10: ", ~ 1t ~ ~ ~ ft) ~ f1l 11 • "

:t ...

1 ~ 11 • • .. 11. • 11 11

ol ~ ~

-1

t! ~

.

~

_,

o

-

lf

~~:.;

«) (1) ..:t

•

•

•

:(.,J

p!'

"

'

...

0 lil ~ ei) ID ~ It)

en

co; Iri ~

•

•

•

:r ...

' ~

..

'0 ~ 10 •

;: ~ 2

,ti ...~ ~ • ft •

:l ...

' ~

~9'>O'O

~LL,,'o

eoç

0b

_

o"ç,,'o

zg~ob

os'.,

..

'0 c-111

= ~

111 tt4 ~ ~

• • •

:l

t-1

Q.l.

~.o'O

OSiG ·'0

..

'0

...

~

"

..

"

e

"e'C

:j 111 ..: • • 11

:l.,ltt

•_o

...

o

I( ; It IA ,ft aIS ~ • • ij

:l

t-!

rr

11 11 • <ft I p.a. J: I-j:l, :3: o

==

11 ":3:

== ==1~--~---~---~---+---~---+---~---4

~ço'o

05'S ~

L'ç

0 '0 gÇOO

'0

~ ~ oo'ç, lU > ..!I:I CD CD s:: 'C CD s.. S lU o lU ..!I:I ;JI s.. s.. o 0 o 0

>

>

9sro'0

_L'1Oo'o

eLL~'o

GtSl.Ci '0

oL'L~

'

o

.Lzro·o

6 EOOO'O

1.5. Voortzetting der aktiviteiten

In de eerder gegeven planning van het drempelontwerp zou thans een voorlopige keuze moeten worden gemaakt uit de verschillende drempelontwerpen opdat begin mei ook het ontwerpgebonden onder-zoek zou kunnen worden afgerond. Door de verschillende opge-treden vertragingen, met name in het geotechnisch onderzoek, is het nog niet mogelijk thans reeds tot een definitieve uitspraak te komen. Teneinde de voortgang van het onderzoek niet te be-lemmeren moeten thans -echter wel beslissingen worden genomen m.b.t. het verdere onderzoek en de drempeltoplaag.

Gezien de thans beschikbare gegevens omtrent technische

haalbaar-heid en kosten wordt door het drempelburo geadviseerd het

stabi-liteitsonderzoek van de toplaag voorlopig verder te richten op

de open toplaag met natuursteen 6-10 ton bij

r

=

2.800 à 3.000 kg/m3..~

Een keuze t.a.v. met name het fundatiebed is op dit moment nog niet goed mogelijk. Voor verder onderzoek in de werkvoorberei-dingssfeer wordt voorlopig uitgegaan van het realiseren van een zeefkromme als gegeven in nota nr. 1, met minimale ontmenging. Teneinde het nemen van beslissingen inzake het drempelontwerp in de naaste toekomst te vergemakkelijken is ree9s thans een voor-lopige lijst van keuze- criteria opgesteld. Deze lijst is aan de nota toegevoegd als appendix.

Het blijft in de bedoeling liggen om in de loop van de maand mei tot een afsluiting te komen van de intensieve onderzoek- en ontwerp aktiviteiten. De oorspronkelijk geplande datum van 1 mei voor het verschijnen van de afsluitende nota zal daarbij gezien de op-tredende vertragingen niet geheel haalbaar zijn.

2. 2.1. 2.2. -11-Hydraulisch onderzoek Inleiding

Na het verschijnen van het eerste interimrapport van het drempelburo op 1 februari 1978 zijn de diverse hydraulische onderzoeken verder uitgewerkt. Tevens is een nieuw

onderzoek gestart. Het in de afgelopen periode verricht~ on-derzoek had betrekking op de volgende aspecten:

- stroomsnelheidsverdeling bouwfasen;

stabiliteit drempelmaterialen in bouwfasen; zanddichtheid en filterwerking;

afdichtingseigenschappen van grindworsten langs de randen van de voetplaten;

stabiliteit toplaag; aanzandingsproblematiek.

Wat betreft de stroming door de drempel kan ~orden opgemerkt dat het interimverslag van het toetsingsonderzoek te Lith

(toetsing programma SEEP) begin april is te verwachten.

Stroomsnelheidsverdeling bouwfasen

-~

Voor de gekozen plaatsingsvolgorde (zie PGO-nota nr. 6) zijn

in

het overzichtsgetijmodel MI000 een drietal bouwfasen gestroomd

(springtij-omstandigheden). Parallel aan dit onderzoek zijn de stroomsnelheidsverdelingen voor een groot aantal plaatsings-factoren doorgerekend met de door WL/WT ontwikkelde methode

(voor de maximale vloedstroom onder gemiddeld getij-omstandig-heden). De berekende stroomsnelheden (u) gelden ter plaatse van het ongestoorde bed bovenstrooms van de kering (raai I - I) en kunnen derhalve beschouwd worden als aanstroomsnelheden voor

zowel het geblokkeerde als het niet-geblokkeerde deel van het sluitgat. De snelheden in het cunet kunnen bepaald worden door de aanstroomsnelheden te reduceren volgens de

- h

verhouding van de waterdieptes ( u cunet

=

ua x

h+a )

De grens tussen beide zOnes ligt ongeveer ter hoogte van de laatst geplaatste pijler.

., i

I

~I

1:

f

\lQn d~ g.zul Doorsnede A - A Doorsnede B - B

Uit eerder verricht onderzoek is gebleken,'dat de

stroomsnel-heidsverdeling in de Roompot niet beInvloed wordt door

ver-nauwingen in Schaar en Hammen t.g.v. de pijlerplaatsingen,

terwijl de snelheden in de Schaar met maximaal 5% toenemen,

-13-Bij de berekeningen is hiermee rekening gehouden.

De resultaten zijn weergegeven in de figuren 2.2.1. t/m 2.2.3., terwijl de vergelijking tussen de gemeten en de berekende stroomsnelheidsverdeling voor een drietal bouw-fasen (I, II en lIl) is weergegeven in de figuren 2.2.4. t/m 2.2.6. Het modelonderzoek vond plaats bij .springtij-omstandig-heden (getij van 7 oktober 1971, getijcoëfficient vloed 1,17, getijcoëfficient eb 1,07). Hierbij is de getijcoëfficient ge-definieerd als de verhouding tussen het getij verschil van het beschouwde getij en dat van het gemiddeld getij.

De vergelijking tussen de gemeten en de berekende stroomsnel-heidsverdeling toont aan, dat voor de bouwfase, waarin vrijwel alle pijlers geplaatst zijn, de overeenkomst goed is, terwijl de overeenkomst een stuk slechter wordt voor de bouwfase, waarin een klein aantal pijlers is geplaatst. Hoewel de ver-schillen verklaard kunnen worden, is hiermee de beperking van de berekeningsmethode aangetoond. Teneinde de stroomsnelheids-verdeling exact te leren kennen, lijkt een systematisch onder-zoek in MI000 (of MlOOl) onontbeerlijk.

Voor de vertaling van de berekende stroomsnelheidsverdelingen (gemiddeld getij) naar extreme omstandigheden, dienen de be-rekende snelheden te word~n vermenigvuldigd met de faktor

't

=ü

/ü

~ max max gemiddeld getij

(zie par. 2.2;, drempelnota 1). Voor een overschrijdingsfre-quentie van lx per jaar heeft ~ een waarde van ca. 1,39.

2.3. Stabiliteit drempelmaterialen in bouwfasen (M1524)

Het onderzoek in de Tussenpadgoot op een solitaire pijler (rechte aanstroming, geen golven) is voltooid. Daarentegen heeft het onderzoek in de Golfbak enige vertraging ondervonden i.v.m. aanpassing van de in te stellen golfhoogte. Aanvankelijk werd gekozen voor de max. significante golfhoogte behorende bij de gekozen buitenwaterstand.

I

!

I . : "

i

-1

!

!

'+--, -+---+-1 --+--:J~~

t ,

I

,+-' --+----+-H~~.

_____t-; .. ~ ·.. ·

1

~~" ~

,

®!

; ! \

.!I

...

:

I

'lVI

®

i /~II 1 _ 1 .. , 1/: _~

J/h

\1D

I

.

"

i

,

-I./!

rJ

ii

1

@.,

~~--~/~~-+--+-~

;

.,: I _ S I . ,

J

~-+--~~r--+--~~~ I: • .0 .. r

V .

~

..

.

i

1

i

~-+--4-~~-+--~~:

"

'\

~

~\

I

~

I

I

I

_l?~

\' ..~/

!

I

~

-o

..

0.

_...

I

I

_I

-I

,

~

,\

J

,\

-,

~.

\

r'l

I

-" !" ij "

'",

_~i

_V

-!.

I

i

'y

I

-!

. \

I

V~\~

It

I

,

-i

l

:t

i

~/

n

_I

~ ./...

....

t

!

-,,'

h. i ~

i'.

" i

I

I

l

ii

l

-I

I

I

'

~

I

i

i

I

l'

~ I 't ,

I

j

.

_{~ I}

-,

_~J

_J

I

/:~/

,

.

~~~'/

•

~. /

_//

u-

_I

_.'

'2 . • I

-

I

I

! !

r

. . I 0

_I

_I

_I

r

~

....

_{" ... ~2}

.-

:2 _~

-e

..

<

.._

•

I

•

-~ s

I

I

....

I

~

-,

I

J

•

~

•

•

t~11

SNELHEIDSVERÓÉLINGEN BOUWFASEN (gemiddeld getij)

-

_{._}

s

_.

Vl:.OE'"D Roompot .

M

1000

_FtG

.

2.:2.1.

-..

_c

c

-

•

._

•

WATERLOOPKUNDIG LABORA'TORIUM

1

---

-

-

----~---

_-15:"

--

,

---"

I:

!

!

i

I

I ;

I

- N""..r~

"

..

•

I~

I

I

f

.

i

-

-I ~\~ ~

~\

---Q

.

.

_..

,J

-e-I

ij

I

_I

~.

-I

I

_Q

\

'.

"

\

-o-

" , ~

.

~

&.

-

'

-l:

..n 0 ~ ~ ~

'

-Ol &.\

t-'"

-:2

cr

<

,

'

.

I

! ~

I 1 I

" p-CIt cr"

"

."

•

~

i

!

i

I

-I

e

-"

~

.J

-,

.

, -~

J

~

""

~

-~ ,

.

I

,~

_~

-

e-..'

~

_I

-t

I.

_~.~

Q

-0

-Cl! _~

t

-'"

~

<

-e

i~11

jl

_....

,

,

_ft

_...

-

I ~

""

....

"

,

I

,

_,

..J

_.,

-ct.

•

1

!

.

~

"

.-"

'

--

...:

o

VLOED SNELHEIDSVERDELINGEN BOUWFASEN (gemiddeld getij) Schaar

--

"

t-I.

,

{

"

,.

"

~

_"

~ I •

₊

..

I .

J I _'"'

..

-

...

I

I

.

!

~ .. .M " • J

..

,.

~

. . I

- J U .~ ~ .$

\ 1

I

I

t:t :'I ....

r:-l~ .~

...

U

t- ._ ~

,,_...f"!

11

~II

"

.

t

~II

"

•

.

....

&

~

....

-lil

-

1

1

i

f

i

I

'

.

.

1

i

I

1

+-1 --+----+----+----4 _ ... ft

"'

.

I

I

1./'

:;J

I

-@"

I1 {I'

~~;J

I

-I l:..

I

(ff

I

~

~ I .

,

..

---

•

i

~~ ~

I~

~ ~ ~ ~ ~

_\

~~ .~ ~ ~~ ~ ~~~ ~ I\'~

"

"

_r-

~_~

_l~~

't:'--

.

1"._{~ ~~} ~Î' ~~ ~ ~ I-"

-

...

~

..

ç

l'

~+-~-+~--+-~i!

_....

',-'~ \\

-

I

-SNELHEIDSVERDELINGEN BOU:WF~EN VLOED . (gemiddeld getij)

WATERLOOPKUNDIG LABORAlORlUM

Hammen

M

1000.

FfG.

.

~

.

.

2.3.

~-.-

..

~ - --- --~-=_ .. _{. :"'~"-·:'-S·..~~: ~-;~} -17~- -~

--

-:··l:~

-

~--:.': -- .=:_,- 'Ó:•• -.-"--_.~ • __-;- --

.

-

-

_•:-i+:

-

.

---. --__" - -'-~~'""'.:...;_~ ..---.--..I"~: .__~_:_ •..:;...?_ -- -""-~ -

-

-

-- --'~.--,.,.' --

-

_

s: --.---'" --- _r, ;_-._. _{-----. -} ---- .-':._"'~--' . _{- -}

-

- -

.

- --- -- c-- '---.

_--

--?" - -, -- ROOM POT

-

- ~

~

--

-t

+++~+---

----

--- ---

--++.-i-

H-+ -

+

3,0

I

,MAX. EB

I

.

2.0 I ~ •

,

-/

....~ ~""""_~---;""-~ 1,0 i ~

I

tl;,l~

-

"""~-I- _ afst ~Ult nulpunt , -

~:

...

~'t

I

--1

s-

I

I

-

Is-

-

_{_1} 0 ;;:- ) 12.

,-

'ZoO

2"

_{19 U}

,

.-ï

,

, - m_tCIWIt&Q.

-1,0

....

-

""-,,

»:

-!'"

--

~..._

»-:

"""""

-

f--_::-"""'-: "",'

\ /

"--

-

;;;0-2,0

\

V

--- _--- -- I MAX.VLOED 3,0 .--. - .-.-. - - --- - - -_" -SCHAAR ~- -HAMMEN -- _{-- '}-,

_-

- -- .- --

-.

ft---4

+

_---

-

_---f

'1'

_H-+-I++-I

_{++- - ---}

Ol..

t

3,0 j

I

MAX. EB 3,0 ; MAX. EB ~.

!

.

,

-

I

2,0

~

I

:2.0 : _../'"' i

-; I r

_

--..

.-*-~

,

_,

-...;-\-- ~--"'I'==:..., _,;,...

-_

...

1,0

~~

~

-~~

1

----

~ _j1,O 1

~,V

~ I :-~

I

--I _i

ft

!

~

'

~'f

_ afstand in m vanUit nulpuirt

I

_,

_I

I; .

.

I

500

I

- 1000

_.1

I

500

I

1000

,

0

I'

-4 e 1,2' 16 20 , 2-4'; 0 ~-4 .8 12 16 _2,0 2-4

,

~ meetpunt.., I

;;:-

I- _....;__. m.. tount.n I --t,0

~I

-~

r-

1,0

-r-

-_-

~-.,._~

- -L_~~EIIP:"""';""

!

--

,

!

-

, _{~ ~}

-~

!

I _i

W

I

I I - i

1

----; i I 2.0 ~ onget.tOOl'd} --

d

---

:

-

-t

-

-

2,0

_/"

.-__ ~ul\el: ge", en ,

MAX. VLOED MAX. VLOED

-- ongct.kOO1'dJ I

3,0 __ c.uncl: be..eKend

i

3,0 I

_I

--

-

--

.- ~ -_.--- .-. -- -- - - - ---. __ ---...-.-"-~".----~

-

-._"

-

- . _-::-~.--:-

--

-

_

-

--- ."--- -

---

- ~.--- -- _----- --

-T 228 07.10.71

SNELHElDS

VE R DELIN GEN

Bouw1as~ t

WATERLOOPKUNDIG

LABORATORIUM

M 1000

I

FIG. 2.2.4.

-2P~--~----~----~----r---~----~----4---~--~---+----~

-18-ROOMPOT MAX, EB _HAMMEN L --- - -- - _.

+-++++

r--'

+-1

[=:I:.

--+~

...

'E++~-f·B""~~:'-.t~-

..~-~-~- ~-

~~t

f

~r

-

~

MAX. EB \

,

IMAX.EB 21)

1----t---+---=-;;-:;;;;::-t---t---t-

:

2,O

1---4--_----\:~:---+---+---4---+---I

./

--~-

""""""""""" -..::--

:~

SCHAAR

,~~

__ afstanct in m 'lQnuit nulpunt -4----P~-+_---I

'1

I

500

I

1000 ~ ...

-2P .;,__ 0"9Hl:ool"cL -L ---l.an... /

__ c..unat..._~__~_-~~~-_ --+__

-+-__

+-

1---+---/~jt_--____.--~---4---+---I

:

_ _ofl43es,.toct"d.

L.._ ....

...J-, MAX. Vl.OED MAX. Vl.OED

3,0 __ - cunel

r

na..._-+---+---~3,O

1----~--.:...-+---_t_---~-~----+---1

L-.- :_

_.__---I__

-'-_

SNELHEI

DS V~RDELI N GEN

T 229 0710.71

Bouw fa se It

--- _ -19-\ -·

-.

·

·

·

·

-· ·

-·

-;

·

MAX. EB ROOMPOT 1000 20

\ _V

~._

_

_

~

I

/

>

/ /

2.0

1----+---\\

:-!

V-7"--+---+--+--~I~~~~JiI'~\~~~

/

-

.f-r-

--t--~-J--t---;

MAX. VLOED ._/

I

3,0

I----+----i---+---+--+---+-

j

-r---+--

--t

--

-+

I

-

---t

SCHAAR

~~~~It:[

'f '11"".'

c=

!

~~~~

~

.

__

.

~~

1 ~O ... ..:~I~-:

+~

+-+~-+-

.

n·~·r--t~ . I 3,0;

.

,~=,

~~F_F_

..

=r_+:~~"i~~:~:~:__'.,. •.:1_~~ -MAX. EB 2!J1----+---+---+_-I',...,.~::::;I.--+_--t_2.0

-«:

<,

a~---_,~

',I--1,01--- ....::::;~~,...--,~V~+--I--+---.p.-=_,...--+---+-1.0

'

;'j

0lJ-i,stand inr~tntpunt ~ 1 ... IS 12 1e

..

_{- ","tpunten--+----+---+---~} ~ 1.01---.JIIIOi::fv.:,...__~,~~I---+---IVf-,,---+---+-1.0 -...-.~ t:~

I

, 0

r

2" ,

~L\

~

'

/

1

2p

1---+----+_::~~V~;t1:=---~--+-2

.

0

- onge",loo~J. 1. l MAX. VLOED

3.0 _ - Cunet )geme con -+---~--+-3,0 1--...__-+---+---+---J...._-__+---+---1

-- 0n<:]e5o~oo~dl.berek.ncl..

_ _ cunQl

f

--'- __

..L-_-'_ HAMMEN

"-

MAX. EB

-\

·

, ~

,

_!

7.

<;

"

--

'-..

_-..::---...

__:_ OfSÄ in m vanuit nulpunt'\

~ ...

.

'

,

i

l

1

!500

I

...

~

_t

."

IS 12 16 21

°

A

I

2

__..._.mer

t•n I

.~

lil

' \ ~

,v~

·

;

\

~,..,

/

I

MAX.VLOED

·

T 230" 07 10.71

SN E LHE I DS VER DELI N GEN

WATERLOOPKUNDIG

LABORATORIUM

Bouwfascz

m

Na de recente verschi.jning van de frequentielljn van de Jignificante qolfhooqte kon een reeëlere waarde voor de

"nmaal per jaar optredende gOlfhooqte worden bepaald.

Voor de opbouwfasen a en b is de interpretatie van de proef-resultaten vrijwel voltooid, terwijl dit voor de opbouwfasen

eend, noq enige' tijd op zich zal laten wachten.

Bij het onderzoek naar de stabiliteit van opbouwfaseCL

(.funàa.tiebed) is uitqegaan van materiaal, dat ~ is

afge-dekt door een blokkenmat. Met de resultaten van het. onderzoek

kan de benodigde diameter van een eventuele als afdeklaag

voor het fimdatiebed fungerende bestorting bepaald worden.

2.3.1.

Opbouwfasea en b

De

stabiliteit van drempelmateriaal wordt beInvloed door een

aantal factoren, te weten:

~.._

-kt --geometrische verwijding

bij inbaqgering

(kl -- hl/hZ)

k2 - korrektiefactor op k1

(loslaten stroom,

turbu-lenties)

k3 -- geanetrische vernauwing

t.p.v.

2

t.g.v. pijler

en drempelopbouw

k4 -- invloed vormvan de pijler

(mate van stroomlijning)

kS -- invloed bouwfront

(basis-snelheid voor berekeningen

is

ü

voor opbouwfasen a a en b) __ QP

b

04.lW

fQ.S&

t

P

-I· ~

.

,

pDDDD

-21-k6 scheve aan stroming versus rechte aan stroming

(150 _ 00)

=

golfinvloed CH

s

=

2 m, T

=

5,63)

Al deze factoren (behalve k1) dragen bij tot een reduktie van de kritieke aanstroomsnelheid

~r

t.o.v. die voor de on-gestoorde situatie ~r. De volgende uitdrukking kan worden gevonden:

De waarde van Q is bepaald m.b.v. bekende

rela-Jtrongestoord

ties uit de literatuur. (zie fig. 2.3.1. - 2.3.4.).

Gebruik makend van de onderzoekresultaten zijn bov.engenoemde factoren gekwantificeerd voor een viertal lokaties in het sluitgat, te weten:

situatie I (Roompot 19) zie figuur 2.3.1. 0

situatie 11 (Hammen 9 zie figuur 2.3.2. situatie 111. (Schaar 6 zie figuur 2.3.3.

~

situatie IV (Hammen 15:) zie figuur 2.3.4.

Deze lokaties stemmen overeen met de situaties, welke in de Pentagoot (stabiliteit toplaag) worden onderzocht.

In de nabije toekomst zal de berekening uitgevoerd moeten worden voor alle pijlers.

Bij de toepassing van de gevonden relaties dient rekening ge-houden te worden met een aantal beperkingen:

- er zijn slechts enkele situaties onderzocht, zodat er bij de bepaling van de k-waarden is geïnterpoleerd.

in de Golfbak is voor de opbouwfasen a en b en in de Tussen-padgoot is voor de opbouwfasen b slechts één bestortingstype onderzocht, zodat het verband tussen ~r en GSO niet

Zz.

-te-SITUATIE

_%.

# PLA«ïS Itfg (~& -".~toMi,,~)

~ .:a

(kl

k.

KJ

~

k~

k,

k?)

X

_~

..

u...

:::a-

_{~Bs ~}

(6t!

1

(D,,)~.

,

D.

:: (S";{65b)'4

opbouw~a;

,

tu;

':IJ ( ~D

~o

_~1'

q"

_'39

{D

_{!D )}

X

-

_"-r=

_'

~i4

ap""""

fo.s&

b:

1,0 1,0 r::t 'I ~ P

'""

---

~ ~

_____J--

~ _{~ ~} ~ ~ ~ ~

3

i--

-

-

--I---

--

.-

_~ ~ ~ ~ I--I- I-ncpu-ioor _~ ~ , ,

--~ 10-"" 1

.... ldd&lcl

~ " t 10 30 110

sa

6tJ

'/11

8lJ

91'

10

gso (~)

STROO MBESTENDIGHEIO DREMPEL. OPBOUWrASE

a

lil

b

SITUATIE

_Z.

_PI.."ATS

" 19

,

,

:-

~

'

_

;

=2.6S0

kS/

m

3

-23-z.z,

-u,o

SITUATlE D .. PLAaTS

H.9

(Hdth. _ft,boo,,""~)

Ü6-

-

(kl

k.

~

"

.

les

~

~)

x

_~-'r

a....

=-

,!9S t.o,

(~t!

1

(D,.)~~

,.

D.

:a

(Cj"fo650)~3

opOoUW~Q.;

i1J.r

=

(I",

~.~ tg$

4~

q9

(D

~o)

x

ü.oI.

=

0,50

rz..,.

.

.~~b:

ii.

=

_(41'

qqó

q1

3

~f3

.

(0

(D

(0)

"I.

-

w..,.,.

-

-

qS9

it....

.

-I~

J

_~

-~ i--10-'I

-

~ , ~ ~ L0.-l-' ~ ~

_L---

~ ~ ~ ~ ~

L---3

---

~

.s->

~ I- ~ I-"

I--

~ ~ ~

-

L---,~pct-joar 1 __ :J.,J",I.I .,

~!J

f

30

iIO

so

(»

iD

ID

9fI

Ier;

9,° ('")

3

5TROO MeESTEN D.cJHEID DREMPEL

ct.,.

b

.

OP8OU W FASE.

SITU ATl E

1t

pu"~TS

Hg

_~ :=&

2.650

k9/m~

z.:z.

SITUATIE

₁₁₄

, PLAIn"S-

Sb

(/5·~_ .. "~Mi,,~1

iZjr

-

(k,

_ka

k,!

ft,

_{~ ~}

_{kiJ )}

_X

~

...

ü...

=-

~. ~ ((,t! )

(D-)~

,

D..

=

(S..A650)~3

opOouw~~

~9 )

i4r

= (

(lef _~~

_tffAI

D~

_~9

~o

X

LL__

=

_o,lfbtZ..

ap~~b:

i4r

=

(,

.

18

q,~

0,;1-

(J;~

~o

_~]

0,9 )

x

u..,..

-

₌

_~38

"-oIc,.

-I::l 'I'- -,

..__

_~

...

3

...

~

.

I'"""" ---~

.:»>:

-

-

--

-b

-IXPV" 1~ JQar I""'"' -.J..J·'d ol ~ 1

30

'Ia sa

&, 'jIJ

8D 9D

It:()

g,o ('")

3

STROO M 8ESTENDIGHEJD

OREl"1PEL.

OP80UWFASL

a ...

b

SITUATlE

m ..

_PL"~S

Sh_

~ =

2.650

kS/

m

3

-25-I~

SlTUIWT'l~ ::DI: , Pl.A~5 H f5. (1S·»cM _".bo",il't~)

Ü~

-

o-

At

.

k,

"

~

Iq,

~)

X

~

..

~.

:ia

~~~

.

('tJ! )

(o.)~.

,.

D.

=(S..

A650)~

opbouw~Q.;

-

_{=- (}

_~54J

o-,~

o,1~

1,0

0,9 )

x

"-w=

q

57

lZ.4...

IL"

,

~ro

0,9

opb.u.a"

fo.!A.

b:

iL~=

( 4$'

tJ88

~1'

~TS

ID

~r

q9 )

'1(

u....r ~

~"jl

LL.a.

I:::t

.,

,

-

--

-~ ~ ~ ~

L.---;

3

-

---

I--~

--

~

h

----2.

- l-wpCt-j-,.. .IJ

,ug

I JO 90

sa

6tI

19

aD

<Jt1 10

g,o (",)

3

5TAOO MeESTEN DIGHEIO DREMPEL.

a.

lIt

b

.

OP80UWFASt.

SITUATIE

Ir

PLA,:n'S

H

IS

~

,

:a2.650

k9/m3

2.3.2.

'-:2.3.3.

" de viscositijçlsinvloed is bepaald door deze bij alle

proef-resultaten van de Golfbak gelijk te stellen. (Temperatuur

",-:.variatiesuitgemiddeld) •

apbouwfase c en d

Zoals in de inleiding reeds is gesteld, kan voor de opbouwfase

c en d nog niet een uitgekristalliseerde relatie tussen ~r en

GSO worden bepaald. Met name de factoren k6 en k7 dienen nog nader onderzocht te worden. Teneinde deze factoren te kunnen bepalen vinden nog proeven plaats met rechte en scheve

aanstro-ming (150), met en zonder golven (H2

=

2 m, T

=

5" 6)-._Naar

verwachting kan het onderzoek beëindigd worden omstreeks eind maart.

In de figuren 2.3.1. t/m 2.3.4. is voor de vier beschouwde

sluitgatlokaties aangegeven, welke steengewichten benodigd zijn bij snelheden, die met een bepaalde overschrijdingskans optreden.

Stabiliteit fundatiebed niet geblokkeerde deel in bouwfasen

Voor het beoordelen van de stabiliteit van het

fundatiebed-materiaal is gebruik gemaakt van het WL-rapport 90S-V.

Hierin wordt onderzoek beschreven op fijn en grof zeegrind, waarin de zeefkromme redelijk overeenkomt met het grofste deel van het fundatiebed.

grof zeegrind fijn zeegrind fundatiebed

M90S M90S

d10 7,5 x 10-3m 6 x 10-3m 1,2 x 10-3m

dSO 16,5 x 10-3m 12 x 10-3m 10 x 1O-3m

d90 32 x 10-3m 21 x 10-3m 28 x 10-3m

De kritieke snelheid ~r in de proeven is gedefiniëërd als de

over de vertikaal gemiddelde snelheid, waarbij nog juist geen transport optreedt.

--- - ----_ .._-

-

-27-~r (m/s)

waterdiepte grof zeegrind fijn zeegrind fundatiebed

aanname 10 m 1,79 1,54 1,60 15 m 1,87 1,60 1,65 20 m 1,90 1,66 1,70 25 m 1,94 1,71 1,75 30 m 1,98 1,74 1,80

Tengevolge van de aanwezigheid van het cunet kan voor de

kritieke ongestoorde aanstroomsnelheid bovenstrooms van het

cunet geschreven worden:

-'icr ,

0 a

'1tr

k2 (zie 2.3.2.)

Voor de in 2.3.2. beschouwde lokaties kunnen dan de volgende

waarden voor

i

berekend worden:

Kr,O lokatie

'1tr

in cunet (mis)

_'1tr,

ongestoord (mis) I (R19) 1,80 1,80 0 II (H9 ) 1,77 1,91 IIIi (S6 ) . 1,75 1,90 IV (Hl5) 1,72 2,35

Uit figuur 2.2.2. volgt, dat de maximale aanstroomsnelheid in

de Schaar ca. 1,4 mis bedraagt (komt overeen met ca. 1,95 mis

voor een overschrijdingsfrequentie van 1 x per jaar).

Dienten-gevolge kan overwogen 'worden af te stappen van de eis, dat het

fundatiebed in de Schaar volledig afgedekt moet zijn, ten tijde

van het plaatsen van de eerste pijlers in de Hammen. Gezien het

marginale verschil tussen de berekende en de kritieke aan~'

stroomsnelheid is het echter toch aan te bevelen_het

2.4.

2.4.1.

Zanddichtheid en filterwerking (M1488)

Ter aanvulling van de bestaande kennis omtrent de filter-werking van granulaire materialen/zijn in de periode na 1 februari de volgende onderzoeken uitgevoerd:

- stabiliteit grensvlak fundatiebed-uitvullaagi

- kritiek verhang van zandlenzeni

dynamisch filteronderzoek (loodrecht op en evenwijdig aan

het grensvlak zand-fundatiebed);

fluidisatieproef bij hoge bovenbelasting.

Stabiliteit fundatiebed/uitvullaag.

De stabiliteit van het fundatiebed onder de uitvullaag bij

horizontale en vertikale (statische) verhangen werd in de

Groene Bak onderzocht.

De zeefkromme van het materiaal voor het fundatiebed is in

fig. 2.4.1. weergegeven. Het materiaal voor de uitvullaag

be-stond uit stortsteen 5 - 20 cm (D10 resp. D90).

Opgemerkt dient te worden dat tot heden nog geen proeven werden

verricht met een $-t~_rk--ge<Jrél_deerdbasismateriaal ~:Onder een min _

of meer unïform filtermateriaal zoals dit bij deze proef het

geval was. Bij gegradeerd basismateriaal zijn 2 nieuwe aspecten

te noemen:

- Er is geen eenduidig kritiek verhang aan te geven. Het

kritieke verhang is afhankelijk van de beschouwde fractie

in het basismateriaal.

- Het z.g. "pantser-effect" zou een verhoging van de kritieke

verhangen tot gevolg kunnen hebben.

Het bovenstaande houdt_~n_dat bij alle ingestelde verhangen

monsters van het uitgespoelde basismateriaal moesten worden

ge-nomen en geanalyseerd. Deze analyse is nog gaande, waardoor

nog geen definitieve resultaten kunnen worden gegeven.

-,

-29-..

•

o

•

l

_ft

_•

_o

2.4.2.

Door het uitspoelen van de fijne fractie aan de bovenkant van het fundatiebed zal de gemiddelde korreldiameter toe-nemen. Het is aannemelijk te veronderstellen, dat dit _ proces beperkt blijft over een bepaalde hoogte van het pakket.

Als gevolg van het beperkte debiet, dat in de Groene Bak ingesteld kan worden, was het niet mogelijk na te gaan, tot hoever het ~pantser-effect" zich in het fundatiebed kon voortzetten.

Zandlenzen

Tijdens het storten van de filterlagen van de drempel in het prototype bestaat de mogelijkheid dat enige aanzanding op-treedt. Dit heeft tot gevolg dat zandlenzen in het filter-materiaal kunnen ontstaan.

Twee proeven werden uitgevoerd in de Groene Bak om enig in-zicht te krijgen in het transportmechanisme van het zand door het omliggende filtermateriaal.

De eerste proef werd uitgevoerd met een horizontale zandlens en de tweede met een schuine zandlens (zie fig. 2.4.2.). In beide proeven bestond het zand uit wadzand met D50 = 150~ en het filtermateriaal uit zeegrind met D50 = 3,8

mm

en

p = ~~~ = 10. Dit materiaal heeft een beduidend lagere waarde van het kritieke verhang dan het ontworpen fundatiebedmateriaal.

Bij de normale filterwerking (wadzand onder zeegrind) was het horizontale kritieke verhang voor deze combinatie gelijk aan ca. 60 %.

In beide proeven werd geen transport aan de benedenstroomse zijde van de Bak waargenomen. Wel trad lokaal inzanding van het filtermateriaal op. Deze inzanding trad bij de horizontale zandlens aan de bovenstroomse zijde van de Bak op, en bij de schuine zandlens aan de benedenstroomse zijde in de luwte van de lens.

i

...

. 'F!l:EI:JIl ~~~ :1. JS•

Ii

_...,

;;; ~;::;

-f. =:! ;o.;1=1;';~~; :;:-;;= ~ t:: ~

'

~

"

;:

~"'":~

~.~~ := ~ :"-, ;;.; t=

:

1

..-...

~ ;;;;: ~

:

r~

.

.;..~~ ,..;~ (;:1.

~JJl:l

LENS

IN

4+¬ TT

fl L.

TEkHATéR.AAL

(i~~

T..9/TIO

~a.eJ

-4:

-I

c

.

_

-=;;.;:=

,,",

LABORATORIUM-In fig. 2.4.2. zijn de equipotentiaallijnen en enkele stroom-lijnen gegeven.

In fig. 2.4.3. en 2.4.4. is het verloop van het "relatieve lokale verhang" (d.i. lokaal verhang/gemiddeld verhang over de gehele opstelling) op enkele punten weergegeven voor resp. de horizontale en de schuine zandlens. Op de plaatsen waar inzanding optreedt neemt het relatieve verhang toe t.g.v. toename van de weerstand (zie 11 in fig. 2.4.3. en 13 in fig. 2.4.4.). Een dergelijk.verhangconcentratie heeft echter tot gevolg dat verhangen elders in het pakket kleiner moeten

zijn, wil een bepaald gemiddeld verhang gehandhaafd blijven,

(zie 12,13, 14 in fig. 2.4.3. en 11, 12 in fig. 2.4.4.).

In beide gevallen blijkt bij een lokaal verhang van 20 à 40% reeds enige zandbeweging in het filtermateriaal aanwezig te zijn (zie sterke toename van 11 in fig. 2.4.3. en van 13 in fig. 2.4.4.).

Ter conclusie kan worden gesteld dat bij de gebruikte mate~~

rialen (zand: D50 = 150pm, filter: D50 = 3,8 mm en p = 10) bij verhangen, die duidelijk lager zijn dan het kritieke ver-hang bij normale filterwerking (60%), enige zandbeweging in het filtermateriaal te constateren is.

De mogelijkheid van zettingen in de drempel t.g.v. het migreren van zand uit zandlenzen is bij deze materialen dus aanwezig. Het optreden van zandbeweging in het filtermateriaal hangt echter af van de eigenschappen van de beide materialen.

Bij het ontworpen ideale filtermateriaal (fundatiebedX is het zand niet in staat in het filter in te dringen. Daardoor kunnen in dat geval alleen zettingen ontstaan, als het zand niet door, maar bovenlangs het fundatiebed getransporteerd wordt. Hiermee wordt nogmaals het belang van een goede afdichting rondom de voetplaat aangetoond (bijv. grindworst).

-33-,

-

"'

,

.

I·' - " .' • ,.•-...J~'A~' ' ~ • 1,.. - ' ... - ."..u.o.._ ...,.'0 . 4 •

I

.

.

.

...

,

"

.

,.

.

:

.

.' ...1-"' ..:;;::;=

=

...

.

...

,..

_.

.

_.

T,9

<,~~

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

_.

= ::::~:

_. r-.~...

=.

...

.

~ I~

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

rD...LI

e

..~

T,.o

M

IlfBB

1

FIG.

.

L

~

J

2.4.3. 2.4.3.1.

-35-Dvnamisch filteronderzoek

Dynamisch filteronderzoek voor stroming loodrecht op qrens-vlak zand-fundatiebed.

Uit eerder verrichte proeven bleek het materiaal voor het fundatiebed onder statische omstandigheden zanddicht te zijn tot grote vertikale verhangen

(>

500\) in het basismateriaal.

(zie paragraaf 2.4., interimnota 1).

Met dezelfde materialen werden tevens 2.proeven uitgevoerd

met dynamische vertikale verhangen. De meetopstelling is in

onderstaande schets weergegeven •

.sc..UtQ.~~k

.

:

,rceF'cp!...

~ni'1

-ca.FvO«.,.

~/c~r;Wc.

-s:::::=~===="::===::::J

-

-

_

"

ca.isl(J;

foo. A{sllJi~

Met behulp van een electrische afsluiter werd de waterstand in

2.4.3.2.

Door manipulatie van de aan- en afvoerdebieten .kon zowel het gemiddelde verhang als de amplitude worden gevarieerd.

I

belastingschema

t

Om de waterslag enigszins tegen te gaan werd een windketel geïnstalleerd.

De gemeten verhangen in het basismateriaal waren redelijk .siilusvorniing,maarde waterslag kon niet geheel onderdrukt worden.

Alle proeven zijn uitgevoerd met een periode T =' lOs.

Bij de eerste proef bedroeg het gemiddeld verhang I ca. 200%. Bij de tweede proef bedroeg Ï ca. 100%.

De mate van indringing van het wadzand in het filtermateriaal werd bepaald aan de hand van de zakking van het bovenste rooster na 1 uur stromen.

Het kritieke verhang voor het begin van indringen kan echter pas bepaald worden, nadat een onderscheid is gemaakt tussen zakking t.g.v. verdichten (zie ook par. 2.4.3.2.) en zakking t.g.v. indringing van zand in het filtermateriaal. Hiertoe zal nader onderzoek verricht worden. Tevens zal een proef worden uitgevoerd, waarbij Ï

=

O.

Dynamisch filteronderzoek voor stroming evenwijdig aan g~ensvlak zand-fundatiebed.

Begin maart werden de eerste inregelproeven (basismateriaal dsO = 150

pm,

filtermateriaal dsO = 3,8 mm, p = 10) uitgevoerd in de Golftunnel van het WL De Voorst. Tijdens deze inregel-proeven bleek, dat tengevolge van de wisselende belasting het

-37-Het is bekend, dat verdicht filtermateriaal een hoger kritiek verhang heeft dan hetzelfde onverdichte materiaal: (kleiner porieëngehalte). Bij dit onderzoek moet dan ook onderscheid gemaakt worden tussen een "mechanische" invloed (verdichten) van dynamische verhangen en een "hydraulische" invloed

zoals bij stroming loodrecht op het grensvlak (zie 2.9.3.1.). Het eerste heeft verdichting en daardoor een verhoging van

I tot gevolg, terwijl het tweede waarschijnlijk een ver-cr

laging van I tot gevolg zal hebben. De uit te voeren proeven cr

zullen zodanig worden ingericht, dat beide invloeden gekwanti-ficeerd kunnen worden. Daartoe worden de volgende proeven verricht.

1. Een statische proef met een onverdicht filter.

2. Een dynamische proef, waardoor het filter wordt verdicht. 3. Een statische proef met het verdichte filter.

meetopstelling 2.4.4. Fluidisatieproeven

Het in de vorige interimnota beschreven fluidisatieonderzoek bij verschillende bovenbelastingen is sinds het verschijnen van de interimnota van 1 februari uitgebreid met 1 proef, waar-bij de bovenbelasting opgevoerd werd tot 145 kg (lood). De gevonden waarde van het kritieke verhang in het zand (I2), zoals gede~nieerd volgens figuur 2.4.4. van de vorige interim-nota, blijkt eveneens bij de vorige proeven goed overeen te stemmen met het theoretische verband tussen de korrelspanning T en I • Gezien deze overeenkomst wordt dit gedeelte van het

z z

2.4.5.

2.5.

Vervolgonderzoek

a. Fundatiebed

In de loop van maart zal in de Groene Bak een proef worden verricht met een zandlens in het fundatiebed onder de uit-vullaag. Hierbij wordt verwacht dat het wadzand zal uit-treden via de uitvullaag hetgeen beduidend sneller zou kunnen. geschieden dan in de tot nu toe verrichte proeven met zandlenzen in het fundatiebed. Vervolgens zal één~van de afwijkende mengsels voor het fundatiebed op zanddichtheid bij horizontaal verhang worden beproefd. De keuze van het

afwijkende mengsel zal worden bepaald door de uit te voeren

proeven met vertikaal verhang (in het Tonnetje).

b , Dynamische verhangen Zie paragraaf 2.4.3.1.

De proeven met horizontale dynamische verhangen zullen worden:_

uitgevoerd met een eerder onder statische omstandigheden on-derzocht filtermateriaal (uniform en met relatief laag kritiek verhang), en met het mengsel voor het fundatiebed (fig. 2.4.1.). Deze proeven zijn medio maart gestart. Helaas moet geconsta-teerd worden, dat tengevolge van de niet op een dergelijk fil-teronderzoek ingesteld zijnde faciliteit een vertraging van ca. 2 maanden is ontstaan. Teneinde enig inzicht te verkrijgen in de filtereigenschappen van het fundatiebed onder dynamische verhangen evenwijdig aan het grensvlak is het van het grootste belang, dat het onderzoek geen nieuwe vertragingen ondervindt.

Afdichtingseigenschappen van grindworsten langs de randen van de pijlervoet (LV1018)

Als afsluitconstructie langs de randen van de pijlervoet kan een grindworst worden gekozen.

-39-De belangrijkste functies van deze grindworst zijn:

1. Zanddichte aansluiting tussen de betonconstructie van de pijler en de zanddichte blokkenmat onder de pijler.

2. Cementdichte bekisting bij het ondergrouten van de pijler.

In de Stroomgoot te Lith zal na een aantal oriënterende

proeven in een kleine bak nagegaan worden in hoeverre de grind-worst in staat zal zijn het migratieproces van zand onder de pijler tegen te gaan onder verschillende randvoorwaarden. Afhankelijk van de resultaten van de oriënterende proeven zal het proevenprogramma voor de Stroomgoot worden vastgesteld. De oriënterende proeven zijn medio maart gestart.

2.6. Stabiliteit drempeltoplaag bij een weigerende schuif

Het onderzoek naar de mogelijkheid om de toplaag van de drempel als open steenfilter uit te voeren werd voortgezet. Begonnen werd met een systematisch onderzoek voor een viertal sluitgat-lokaties en met vijf soorten "armour-units":

3 kubussen 10 __ton _}s

=

2800 kg/m 3 akmons 10 ton _fs

₌

2670 kg/m 3

-

_.tetrapods 8,5 ton _fs

-

2500 kg/m 10,5 _fs 3 stortsteen 7 - ton

₌

2780 kg/m 10 _fs 3 (basalt 6 - ton 3010 kg/m )

Vanwege het niet tijdig beschikbaar zijn van het basalt, zijn hiervan alleen resultaten beschikbaar voor lokatie II. De onder-zochte sluitgatlokaties volgen uit de volgende tabel.

lokatie bodem (m drempelkruin dorpelhoogte figuren t.o.v. (m t.o.v. (m t.o.v.

N.A.P.) N.A.P. ) N.A.P. )

IV -13,4 -13,8 -'::~;5 2.6.1y2.6.2~2.6.5. III. -15,8 --:7;5 2.6.1,2.6.6~2.6.9 a II -18,3 -=~~5 2.6.1,2.6.10-2.6.12 I -31,0 -20,0 ';""10,5 0

Per sluitgatlokatie werden~erschillende vervallen onderzocht,

3 bij een benedenwaterstand van N.A.Pc;:î~70~~verval = 6, "7 en

8 of 5 m) e~bij een benedenwaterstand van N.A.P~m

(verval = 7 m). Bij elk verval werden bovendien regelmatige

golven ("H:

=

4,5 m, T

=

10

S>

ingesteld.

Een overzicht van de schade aan de toplaag van de drempel voor de situatie met een weigerende schuif is weergegeven op

figuur 2.6.1. Deze figuur geeft het totale aantal verplaatste elementen uit de vakken 1, 2 en 3.

Zie voor de vakindeling de figuren 2.6.2. tlm 2.6.13. Laatst genoemde figuren geven per steensoort en sluitgatlokatie meer gedetailleerde informatie omtrent de plaats van de aantasting,

schadeconcentratie, aantasting door golfoverslag enz.

Uit figuur 2.6.1. blijkt, dat voor de tot nu toe onderzochte situaties de stabiliteit van de toplaag afneemt bij toenemende waterdiepte, met name voor sluitgatlokatie II t.o.v. de sluit-gatlokaties III.en IV. De kubussen (en basalt) blijken als meest

a

stabiele toplaagelementen naar voren te komen (zie o.a. fig.

2.6.1.). Voor situaties met een ondiepe bodemligging (IIIi en

IV) werd zelfs bij een verval van 8 m in combinatie met golven

(Hi= 4,5 m) een zeer geringe schade aan de kubussen gevonden.

Het aantal verplaatste kubussen was voor sluitgatlokatie II echter duidelijk groter (zie fig. 2.6.1. en 2.6.11.). Schade-concentraties van 1,0 traden plaatselijk op bij een verval van 8 m in combinatie met golven.

·

;'

"':<

'1 /" \.....

,"

'\ ~ 11''-' <,

'"

\0

0

...~

..

\l> (..,'J _---i

"

1

-

-.

t

--

_)/

I-~l

,e

1 ... 5tDrts~en c: 17.o-1~1IOr

.!

12~ l6": , 7AnItI" .3 ~

,_

"1tv"

..

~ Arau~_"__"_~_"_--_"_~_"__"_--~/

I

~ Lf)j'''~_''__,,__,,_+-

+-

-#-~/--i

> -

I

I

4~~~_"__"__"_+-_"_----r-~/--~

.

-~

t~

~5---

__-_-_-~.6~v-~----(m-)~7~-

.

----~8

.

.

I

~---;"

a.-"-.s

~ea

~~---4_,,_---44-_..__.._~

i

=FO__

_.._---+i

-+

-

-

I

> -

I

ii -

_i-

~~~a_---+_---~----~

_"

"t~ ~-~~

JlIIIIIII.

.---O&~--~~6~----~7~---.I'

J

verval(m)

.

-

_

-_--_bodem

NAP-13,4m ,._ _ - - - .. bodem NAP- 2Q5m

...- --..l.

beeeen NAP. 23,Qm

... - - • bod~m NAP- 3\om

T23~-T249

~ERZJCHT

SCHADE AAN

DE TOPLAAG VAN

DÉ DREMPEL BIJ EEN

WEIGERENDE SCHUIF

-42-v /////////////////////// ////// /////////////// /

.1 I .1

t

I

··

~·~

r---

-

-

-

----

-

--5Chad ...~ 10bfjA~

7.orn

~~~(~~~--~~t~~

-

----

-

~,--

-

-

-

--~-r__

~

---~

-

,~

~

..._

~ ~ - I-~ I---

I-.

_{. 3} 7- 6 1

.

.

J---

rt----9 - I-- I--- I-- I..._ I [ ~.- --1---.t:":1l_lU-:-::1. t t [LLL/./././ LL/..L LL.//..///////Y///// //VVV //V/V////V/

twaters~ open schulf gesloten sctuif

itmt

N.AJ? scn~e schad~ schade schade sch.ad~sch~ schad~ sch.ad~scnaee

H ~h

zee

meer

1 2 3 .04 ~ 6 7 8 9 (m) (m)~jjde%ijcfe--:treM-'::::!a-=""=- ...

~~=~=-tnW-=:

5/! ~

+43 -

\7 3 (),2 0 0 11"Q.2 0 0 0 0 0 ~ 6jJ +~ -\7 12

iq4

12 0,.4 1 0 13 Q.2 0 0 0 3 0

0

~ 7,0 .. ~ -1,7 ~

'\0

ca

.

(),5 0

({

Ç))

Q2 0 0 0 @ 0,2 0 4,!5

7.0

+~

-ea

1.04

l

ap

1~ Q6 4 ~ 0 0 0 0 12

ca

0

~~ q,2: venpeide schIde,her en dur" een steen

~: pt~jk

ft.n

laag v~dW~.

\0:

p~jk

twe. ~

veordWenen

tetraecds

S500kg

T23~

CNERZICHT

SCHADE

TENGEVOLGE

VAN EEN

WEGERENOE

SCHUIF EN

.

GOL.FO.'ERSLAG

SCHAAL 1:1~OO

FIG.

2.6.2.

~

-13..

+

.~~~

,- -1~

l~-~

-13,8

-~-%

1: 7"

r

:3

, ·1

~///////

_/7777/7///

~ 3At.$ 1~ ~

21,a

36P

49.7

gp

6p~ ~RSlXX)RSNED~ v///////LL/////////////// _{/LL/// /////////////// /} 1. 1 I

1

1

r--[

G

-_

a

--- ._ --I

,

;

.. ~I ₀

8!

_§

§

-

-

....

_~ I"' ...,ttratie C ~ bij4h.8,Om

...

----

-

-

-

-

-

-

_.~

{

_-

-

-

_..

-

_-,'"

-

_...

-

--

t---

It-

·

_• I t t--

-weiger'~nd~

-7- ₆ ~ ~ 1

72

·

3 _ftflif

.

_,

•

_·

-

-

,

.... r I

r--

-·

-

....

-~

-

---

- -·t

( I

-

-

-

--

-

-

-

-

•

-

r--

I

I

-

t-.'

I--

t---

_n.

₉ ~

-

,

l-r--

t---

t- _I

.__

1-I

c_

J

-

---I I _{r+t I 11r--t} /////.////// ///////////Y/.///7 /7/// / ./ ./ ./ .: / / ;/7/7 BOVENAANZICHT

~.erst~

open schuit gesloten sct"Ui1

~N.Af? 5Ch~de sch.acle sch~~ 5Ch~e schade sch.acle sch~e

senace

schade

H ~,h Zf!'e'

~er

1 2 3 4 5 6 7 8'

s

(m)

(m)jlijde zijde

._

c

~.

tanc-

'

1--==

la-

=:

--r::

-

,-

_I--

f- CCIIC..

Itrai- tra;. t,..ie

...,.

.-.

ft,..i_~ \t'ati.

r-~ 5.0

_6IJ

.43

_+~ -\7_{-\7 11 0,2 1 0} 0 14

l<;2

0 0 0 0 0 4,0 7,0

.5t3

-1~7 10

1

0,2

2 0 0 7 0,2 0

O

l

0 14 0,2 0

14P

a.o

"'6.3

-11

13 q5 10 Q,5 0 11 Q,2 0 0, ₀ 2~ 0,2 0 4,5

_7.0

.&3

_-07

9 ,(\2 _~ 0,2 0 0

I

0 0 0 12

ca

0 ~

-\5

+21) I "

scttadtcor _{lCentratieo q2:} vE't"Speid~ 5Chad~Ih~,. 'en da~

ee-n

_steen

q5: pfMtsetijk

ft.n ~

,

v~"d'Nenen

1,0: pC~jk twe-e ~~ vt!'f"d'Nenen

T23~

akmons

OVERZICHT

SCHADE

TENGEVOLGE

VAN

EEN

10000 kg

'NEGERENDE

SCHUIF

EN

GOLFCNERSLAG

SCHAAL 1:1500

,