A298.04
o • o o o
o o o o
o o o o
Opdrachtgever:Rijkswaterstaat
Dienst Weg-en Waterbouwkunde
o o o o
Open Taludbekledingen
o o o o
Uitspoeling van spleetvulling
o . o o o
Meetverslag van modelonderzoek AS.98.59
O oktober 1998 o O O
GRONDMECHANICA
DELFT
o o • o o
Uitspoeling van spleetvulling
Meetverslag van modelonderzoek AS.98.59 oktober 1998
WL | delft hydraulics
OPDRACHTGEVER Dienst Weg- en Waterbouwkunde van RWS
TITEL:
Uitspoeling van zand uit (ingewassen) spleten
SAMENVATTING:
Het verslag geeft een beschrijving van de modelproeven en resultaten die zijn uitgevoerd met een geschematiseerde
modelopstelling van een spleet tussen twee betonblokken. Het onderzoek heeft zich gericht op het uitspoelen van
diverse soorten zand bij een vertikaal omhoog gerichte stroming en cyclische stroming.
REFERENTIES:
Projectleider DWW: J.C.P. Johanson
Project: A2inzanden
VerpLNr.: 3100/0074
REV.
AUTEUR ^DATUM OPMERKINGEN REVIEW GOEDKEURINGL.Tulp aug. '96 M. Klein Breteler W.M.K. Tilmans
L.Tulp okt. '98 M. Klein Breteler W.M.K. Tilmans
TREFWOORDEN INHOUD STATUS
Steenzettingen, inzanding, uitspoeling, stabiliteit,
taludbekledingen TEKST: TABELLEN: 11 3 | VOORLOPIG | CONCEPT
Inhoud
Lijst van tabellen Lijst van figurenpagina
1 Inleiding 1
2 Opzet van het modelonderzoek met geschematiseerde spleet 2
3 Resultaten van de eerste serie proeven 3
3.1 Ten aanzien van de modelopzet 3
3.2 Ten aanzien van de proeven 3 3.2.1 De spleetbreedte 3 3.2.2 Het mengsel 4 3.2.3 De pakking 4
4 Aanvullende proeven van voorjaar 1994 . . . . 5
4.1 Semi-cyclisch verhang 5
4.2 Tikken op de wand 6
4.3 Breedte van de spleet 6
4.4 Wandruwheid 6
4.5 Aanbrengen van mengsels met twee duidelijk verschillende
korrelgradaties 6
4.6 Vastere pakking 7
5 Verdere aanvulling van zomer 1996 8
5.1 Inleiding 8
5.2 Opzet van deze huidige proefserie 8
5.3 Proeven programma 9
5.4 Conclusies en Aanbevelingen 10
Tabellen Figuren
Uitspoeling van zand uit (ingewassen) spleten H 3037 oktober 1998
Lijst van tabellen
1 Proefprogramma eerste serie 2 Proefprogramma van voorjaar 1994 3 Resultaten juni 1996
Lijst van figuren
1 Modelopstelling 1993 la Modelopstelling 1994
2 Zeefkromme van het gebruikte materiaal 3 Modelopstelling
4 Debiet door het proefpakket; zand met dso = 0.21 mm; spleetbreedte = 0.15 cm 5 Debiet door het proefpakket; zand met d50 = 0.45 mm; spleetbreedte = 0.15 cm 6 Debiet door het proefpakket; zand met d50 = 0.88 mm; spleetbreedte = 0.15 cm 7 Debiet door het proefpakket; zand met d50 = 0.21 mm; spleetbreedte = 0.30 cm 8 Debiet door het proefpakket; zand met d^ = 0.45 mm; spleetbreedte = 0.30 cm 9 Debiet door het proefpakket; zand met d^ = 0.88 mm; spleetbreedte = 0.30 cm
10 Principe schema
Uitspoeling van zand uit (ingewassen) spleten H 3037 oktober 1998
1 Inleiding
In het onderzoeksplan van de werkgroep TAW-A2 voor 1993 en 1994 is vastgesteld dat het dichtslibben van een steenzetting een belangrijk aspect is in het verouderingsproces van steen-zettingen in het algemeen. Teneinde tot meer gefundeerde kennis over de maatgevende processen bij uitspoeling te komen heeft de TAW aan het Waterloopkundig Laboratorium de opdracht gegeven enige principeproeven met een kleine geschematiseerde opstelling uit te voeren. De eerste serie proeven zijn uitgevoerd in de periode 1 tot en met 20 september 1993 onder leiding van ir. M. Klein Breteler. De tweede serie is uitgevoerd in de periode maart/ april 1994.
Tenslotte zijn er enkele proeven uitgevoerd in juni 1996, vooral gericht op een cyclisch drukverloop.
Dit meetverslag is opgesteld door L. Tulp.
Voor een overzicht van het onderzoek naar het uitspoelen van spleetvuUing en de invloed van inzanding op de stabiliteit van bekledingen kan verwezen worden naar de "Eindnotitie Inzanden" van ir. T. Stoutjesdijk van GD (TAW notitie van aug. '98; AS.98.45).
2 Opzet van het modelonderzoek met
geschematiseerde spleet
De eerste serie proeven, die tot doel hebben om meer in detail te bestuderen wat er gebeurt met het materiaal in een spleet als er water doorheen stroomt, zijn weergegeven in Tabel 1.
De meetopstelling is geschetst in Figuur 1. Het is een kleine opstelling met een in breedte instelbare spleet. De spleet wordt gevormd door een starre spleetwand aan de ene kant en een met stelschroeven verplaatsbare wand daar tegenover. De wanden zijn met behulp van een staalborstel opgeruwd. De verplaatsbare wand is opgebouwd uit vier delen, waardoor de spleetvulling in delen afzonderlijk kan worden ingeklemd. De spleetvulling bestaat uit een zandmengsel met verschillende korrelgradaties. De zeefanalyse is weergegeven in Figuur 2.
Het zandmengsel is in de met water gevulde spleet aangebracht. Vervolgens zijn er afhanke-lijk van de gewenste verdichting de volgende mogeafhanke-lijkheden:
• Losse pakking: Geen verdere aktie.
• Normale pakking: Tegen de voorwand aantikken waardoor het zand ongeveer 10% inklinkt.
• Vaste pakking: De behandeling als bijde normale pakking gevolgd door het aandraai-en van de stelschroevaandraai-en over ongeveer 0,3 mm.
Tijdens de proef stroomt er water van onder naar boven door de met een zandmengsel gevulde spleet. Het verval wordt gemeten met behulp van stijgbuisjes, die 0,25 m boven elkaar zijn aangebracht. Het debiet is bepaald door gedurende een minuut de hoeveelheid water die door het mengsel komt op te vangen en vervolgens te wegen. Een geringe lek is onstaan doordat de vier delen van de achterwand niet naadloos op elkaar aansluiten. De afdichting is wel met behulp van rubber strips en siliconen vet zo goed mogelijk gemaakt. Deze lek had doorgaans een verwaarloosbare invloed op de meting.
Door telkens het verval te vergroten met stappen van 5 of 10 cm kan het kritieke verval bij begin van uitspoeling worden bepaald. Doordat het model in zijn geheel bestaat uit perspex en daardoor het zand goed zichtbaar is zijn er gedurende de hele proef video opnames gemaakt. Steeds is er wanneer er geen beweging valt waar te nemen een periode van ongeveer 25 sekonden opgenomen. Ontstaat er echter beweging dan is de opname doorgezet. De modelopstelling is gegeven in Figuur 3.
Uitspoeling van zand uit (ingewassen) spleten H 3037 oktober 1998
3 Resultaten van de eerste serie proeven
3.1 Ten aanzien van de modelopzet
Het gedrag van het mengsel is zodanig dat wanneer er beweging komt er ook meteen dermate veel uitspoeling optreedt dat de proef beëindigd is. Dit verschijnsel is goed op de video-opname te zien.
De instelling van de spleet van 1,5 mm is in de praktijk moeilijk nauwkeurig realiseerbaar gebleken. Doordat de instelbare wand uit 4 delen bestaat ontstaan er geringe verschillen. Deze zijn bij een spleet van 3,0 mm relatief minder.
Het is aan te bevelen bij verder onderzoek de druk(verschillen) te meten met behulp van drukopnemers. Dit omdat de stijgbuisjes bij druktoename water aan de spleet onttrekken en bij drukafname ook weer water vanuit de slangetjes in de spleet brengen. Met name bij druk-afname zou dit het pakket kunnen verstoren, wat tot versterking van het doorbraak proces kan leiden.
3.2 Ten aanzien van de proeven
De resultaten van de debietmetingen zijn weergegeven in de Figuren 4-9. Hierbij valt op dat er vooral bij het brede mengsel met d50 = 0,4 mm een periode is dat het debiet niet toeneemt bij toename van het verval. Ook is bij deze proeven een tendens tot afname van het debiet in de tijd bij een verval waargenomen.
De uitbreekverhangen zijn ook in Tabel 1 vermeld.
3.2.1 De spleetbreedte
De invloed van de spleetbreedte (s) blijkt als de volgende proeven vergeleken worden:
D5 0 (mm) 0,21 0,21 0.21 0,45 0,88 s = 1 proef proef proef proef proef ,5 3: 1: 2: 5: 4: [mi l"e, ic ie, ie, ia = 4.2 = 3,6 = 1,8 = >6,7 = 5,4 s = 3 proef proef proef proef proef ,0 mm 7: icr 6: ic, 8: icr 11: ic 9: ia = 2,5 = 3,4 = 1.8 , = 4,4 = 4.2
Het valt op dat bij de spleetbreedte van 1,5 mm het kritieke verhang (veel) groter is dan bij de spleetbreedte van 3,0 mm. De verschillen zijn (deels) te verklaren uit de brugvorming van de korrels die bij een bredere spleet makkelijker is te verbreken. De hoge waarde bij proef 5 kan bovendien veroorzaakt zijn door een geringe afwijking in de spleetbreedte. De losse pakking proef 2 en 8 geeft een minimumverhang weer.
3.2.2 Het mengsel
De invloed van de korrelgrootte en vorm van de zeefkromme van het zandmengsel blijkt uit de volgende proeven (met normale pakking):
s = 1 s = 3 ,5 .0 mm mm p1: p6: = 0 ie, 'er 21 = 3 = 3 mm ,6 ,4 Dso p5: pil
=
o,
ie, ''e, 45 m = >6 = 4, n 4 D5o p4: p9: = 0 ie, ''er ,88 = 5 = 4 mm .4 .2Uit deze vergelijking blijkt dat het breed gegradeerde mengsel met dso = 0,45 mm het meest stabiel is. Hierbij valt verder op dat bij het mengsel met d^ = 0,88 mm bij het opvoeren van het verval het debiet afnam, waardoor het mengsel stabieler werd dan in aanvang veron-dersteld.
Het lijkt dat met het grover worden van het materiaal meer weerstand ontstaat.
3.2.3 De pakking
De invloed van de pakking van de spleetvulling volgt uit de proeven in onderstaande tabel:
losse pakking Proef 2 8 'er 1.8 1.8 normale pakking Proef 1 6 'er 3.6 3.4 vaste pakking Proef 3 7
'V
4.2 2.5Bij de spleetbreedte van 1,5 mm is, zoals verwacht, er een toenemende weerstand bij een vastere pakking.
Echter bij de spleet van 3,0 mm is de weerstand bij het aandraaien van het pakket afgeno-men. De oorzaak kan liggen in het verstoren van de drukbogen en dan hier meer dan bij een smallere spleet. Het resultaat is bevestigd door de betreffende proef 8 te herhalen.
Uitspoeling van zand uit (ingewassen) spleten H 3037 oktober 1998
4 Aanvullende proeven van voorjaar 1994
Als vervolg op de proeven die in het voorgaande beschreven zijn is er in de periode maart en april 1994 een vervolg programma uitgevoerd. De volgende invloeden zijn onderzocht:
1. semi-cyclisch verhang, Proef 16 en 18 2. tikken op de wand, Proef 15 en 22 3. breedte van de spleet, Proef 20 en 21 4. wandruwheid, Proef 13 en 14
5. aanbrengen van twee mengsels met duidelijk verschillende korrelgradaties, Proef 12 en 17
6. vastere pakking, Proef 19
De achterwand van de meetopstelling is vóór aanvang van de proeven verbouwd tot één geheel om de lek tussen de achterwanddelen te voorkomen. De lek is ook daadwerkelijk terug gebracht tot een zeer acceptabel niveau. Zie Figuur la.
Tijdens het onderzoek is bij proef 13 een gladde wand gemonteerd.en bij proef 14 een zeer ruwe wand bestaande uit een aantal kuiltjes in de perspex wand. De grootte van de kuiltjes was 7.5 mm en de onderlinge afstand 3.0 cm. De wand was tenslotte helemaal met zand (dso = 0.21 mm) beplakt. Deze proeven zijn gedaan om te bepalen of de invloed van de wandruwheid overheersend zou zijn.
De proeven 15 tot en met 22 zijn met dezelfde wandruwheid als de proeven 1 tot en met 11 uitgevoerd.
Ten behoeve van de proeven met het semi-cyclische verhang zijn de stijgbuisjes met onderlinge afstand van 25 cm vervangen door drukopnemers. De onderlinge afstand van de drukopnemers is 15 cm. In Figuur 1 zijn de wijzigingen aangegeven.
Er zijn van de vervolgproeven geen video opnames gemaakt en ook de resultaten van de doorlatendheid metingen zijn niet in dit meet verslag opgenomen.
4.1 Semi-cyclisch verhang
De proeven zijn uitgevoerd door het verval lineair tot een bepaalde waarde te laten toenemen. Vervolgens werd het verval teruggebracht tot ongeveer nul. Deze procedure werd bij een bepaald maximum verval zesmaal achtereen herhaald. Er ontstond zo een driehoekig drukverloop.
Er zijn twee proeven uit de eerste serie overgedaan met deze procedure en uit de resultaten blijkt dat er nu eerder doorbraak optreedt dan bij een stationaire druk. Het kritieke verhang gaat bij het zand met d^ = 0.21 mm terug van 3.4 naar 3.1 en bij het zand met djo = 0.88 mm van 4.2 naar 3.5. Vergelijk proef 16 met proef 3 en proef 18 met proef 9 in Tabel 1 en 2. Een verklaring zou kunnen zijn dat de boogvorming door het steeds weer wegvallen van de druk wordt verstoord.
4.2 Tikken op de wand
Zoals te verwachten is er een duidelijke verlaging van het kritieke verhang, van 3.4 naar 1.2, gemeten wanneer er op de wand wordt getikt. De structuur wordt duidelijk verstoord. Het resultaat is te zien door vergelijking van proef 15 met proef 6. Proef 22 is in de eerste serie niet opgenomen, zodat vergelijk hier niet mogelijk is.
4.3 Breedte van de spleet
Omdat er grote invloed van de boogwerking is verondersteld zijn er proeven uitgevoerd waarbij de spleetbreedte is gevarieerd. Bij een bredere spleet zal de boogwerking verdwijnen. De resultaten zijn eenduidig en het veronderstelde is ook daadwerkelijk opgetreden, het kritieke verhang is van 3.6 via 3.4 en 2.1 naar 1.5 gedaald bij een spleetbreedte van respectievelijk 1.5, 3.0, 6.0 en 12.0 mm. Zie ook Tabel 1 en 2.
4.4 Wandruwheid
De wandruwheid is bij het onderzoeken van de verschijnselen die in een spleet tussen blokken een rol spelen van belang. De wrijving is daar in grote mate van afhankelijk. Het blijkt dat wanneer de wand glad is en de wrijving dus laag het kritieke verhang terug gaat naar 2.0 Bij de proef met de kuiltjes is de waarde opgelopen naar 2.5. In de eerste serie leverde de proef met een totale opgeruwde, meer onregelmatige, wand een kritieke verhang van 3.4. De invloed van de wandruwheid is wanneer het zand los gestort is aanmerkelijk geringer. Zie ook Tabel 1 en 2.
4.5 Aanbrengen van mengsels met twee duidelijk
verschillende korrelgradaties
Dit onderdeel van het onderzoek valt uiteen in twee verschillende aspecten te weten proef 12 met twee soorten losgestort zand op elkaar en proef 17 waarbij zand tussen een grover materiaal zal doorvallen.
Proef 12: De onderste helft van de spleet is hier gevuld met zand d^ = 0.21 mm. Hier bovenop is zand met d^ = 0.88 mm los aangebracht. Beide helften zijn 12.5 cm hoog.
Bij het steeds opvoeren van het verval is gebleken dat het onderste zand tegen de bovenlaag wordt aangeperst. Er ontstaat een brede open band onder in het model. De rest van het zand verdicht dermate dat bij het afbreken van de proef de totale ruimte wordt ingenomen. Het debiet door het fijne zand is echter niet genoeg om het grovere zand in beweging te brengen. Het gewicht van het grovere zand is kennelijk in staat om het niet geringe verval te weerstaan. Proef 17: Bij deze proef moet er fijn zand (djn = 0.21 mm) tijdens een klein verval tussen
grof materiaal (d^ = 2.00 mm) getrild worden. De korrelgradatie van beide materiaalsoorten is gegeven in Figuur 2.
Toen met deze proef is gestart bleek het niet mogelijk te zijn op deze manier zand in te laten dalen.
Uitspoeling van zand uit Ongewassen) spleten H 3037 oktober 1998
4.6 Vastere pakking
Tijdens de bespreking van de eerste resultaten is de gedachte ontstaan om de pakking zo mogelijk nog vaster te maken. Dit zou mogelijk kunnen door de stelschroeven een paar keer aan te draaien en weer los te draaien met steeds tussentijds tikken op de opstelling. Het mechanisme blijkt echter enigszins anders te werken. Bij het aandraaien van de stelschroeven en vervolgens weer losdraaien ontstaat afhankelijk van kleine verschillen tussen het aan-respectievelijk losdraaien een volume vergroting of verkleining op. Wellicht is dit een gevolg van vering in de modelopstelling. De verdichting kon dus niet verder worden opgevoerd.
Het resultaat dat er doorbraak is bij een lager kritiek verhang dan bij de eerdere proeven is te verklaren uit de omstandigheid dat de proef tenslotte is uit gevoerd zonder horizontale inklemming.terwijl de interne structuur wel is verstoord.
5 Verdere aanvulling van zomer 1996
5.1 Inleiding
Opnieuw zijn er in het kader van het onderzoeksplan van de werkgroep TAW-A2 enkele proeven, nu voornamelijk met cyclisch verhang, uitgevoerd. Dit zijn de proeven P24 tot en met P34. Ook zijn er ter controle proeven herhaald uit de vorige serie ( P14 en P23).
5.2 Opzet van deze huidige proefserie
Aan zowel de opzet van de proeven als de wandruwheid is ten opzichte van de eerste serie proeven niets veranderd. De modelopstelling is zoals op Figuur la. Wel is de uitvoerings-locatie veranderd. De eerste en de tweede serie werden uitgevoerd in het z.g. zeeflabora-torium. De huidige serie is wegens de noodzaak om ook negatieve verhangen te realiseren uitgevoerd met de kleine geschematiseerde modelspleet voor een deel op de golftunnel (P23 t/m P28) en voor een ander deel op de rand van de drukgoot nabij de meetcabine van de Scheldegoot (P29 t/m P34). Op deze manier is het mogelijk maximaal tot ca. 2.5 m overdruk en ca. 2.0 m. onderdruk te bewerkstelligen.
Telkens is er een overdruk situatie gedurende 2.5 sec. gecreerd, gevolgd door een in principe evenlange en in absolute zin gelijke onderdruk situatie. De geschematiseerde golfperiode is derhalve 5.0 sec.
In sommige proeven is deze tijd verdubbeld tot een periode van 10 sec.
De drukken zijn gemeten met behulp van dezelfde drukopnemers die ook geplaatst zijn in het onderzoek van maart/april 1994.
De onderlinge afstand van de opnemers is 0.25 m. De resultaten zijn op een papierschrijver geregistreerd.
Bij de opzet van de proeven is er een systeem gebouwd bestaande uit plastic waterslang. Dit bleek bij aanvang van de cyclische proeven te elastisch te zijn. Daarom zijn de slangen die vanaf de drukvaten daar de model opstelling lopen vervangen door steviger dikwandige waterslangen. Deze zijn geschikt voor een waterdruk tot 10 atm. Schematisch is dit weerge-geven op Figuur 10. Tijdens het onderzoek bleek dat het beter was een klep omgedraaid in het systeem op te nemen. Hierdoor werd de aanwezige "waterslag" verminderd, die ontstaat door het plotseling dichtgaan van kleppen. De drukstoot is in de tabel ook meegenomen en is als aparte waarde vermeld.
Omdat het beschikbare zand bij de eerste en tweede serie was opgeraakt is er opnieuw zand aangemaakt. De korrelverdelingen van het nu gebruikte materiaal zijn gegeven op Figuur 11.
Uitspoeling van zand uit (ingewassen) spleten H 3037 oktober 1998
5.3 Proeven programma
De in dit kader uitgevoerde proeven zijn vermeld op Tabel 3. Aan de orde zijn geweest:
P23 Herhalingsproef van P06
spleetbreedte van 3 mm, gewoon zand met d^ ca. 0.2 mm, stationair verhang. De schade trad veel sneller op dan in de eerste situatie. De resultaten van proef 6 zijn ook erg hoog. Zie ook proef 13 en 14. De proef is herhaald bij P33.
P24 spleetbreedte van 3 mm, gewoon zand met d50 ca 0.2 mm.cyclisch verhang met periode T = 5 . 0 sec.
De schade ontstond op ongeveer hetzelfde verhang als bij de stationaire proef. De maxima zijn echter hoger omdat er een herstel van het zandpakket optreedt tijdens de onderdruk fase van de periode. Nemen we de drukfluctuaties mee dan ontstaat er een duidelijk stabielere situatie. P34 is een herhaling van deze proef.
P25 spleetbreedte 3.0 mm zand met d50 ca. 0.8 mm, cyclisch verhang met periode T = 5 . 0 sec.
Doordat bij deze proef, met betrekkelijk grof materiaal, er een situatie is geweest waarbij het water relatief makkelijk kon stromen en er derhalve een betrekkelijk groot debiet nodig was is hier de stand van de kraan belangrijk. Dit aspect verhoogd de marge van onzekerheid. De resultaten zijn zowel op het gemiddelde als op het maximum bekeken lager dan in de eerder uitgevoerde proeven.
P26 spleetbreedte 3.0 mm, hoekig zand met d50 ca.0.2 mm, cyclisch verhang met periode T = 5 . 0 sec.
P27 spleetbreedte 6.0 mm, hoekig zand met dso ca. 0.2 mm, cyclisch verhang met periode T = 5 . 0 sec.
Het begin van beweging is bij deze spleetbreedte eerder dan bij de vorige proef. Het maximum ligt echter hoger.
P28 spleetbreedte van 3.0 mm, gewoon zand met d^ ca. 0.45 mm en flauwe zeef-kromme, cyclisch verhang met periode T = 5 . 0 sec.
Het resultaat van deze proef is voor wat het gemiddelde betreft laag. De uitwerking op de korte drukstootjes geeft een resultaat dat weliswaar hoger is maar nog steeds lager dan in vorige proeven. Het dynamische van de drukstoten kan hier van invloed zijn.
P29 Herhaling van proef 11.
spleetbreedte van 3.0 mm, gewoon zand met d^ ca. 0.45 mm en flauwe zeef-kromme, stationair verhang.
De uitkomst is enigszins lager dan het resultaat van P i l .
P30 spleetbreedte van 3.0 mm, gewoon zand met d50 ca. 0.45 mm en flauwe zeef-kromme, cyclisch verhang met periode T = 1 0 sec.
P31 spleetbreedte van 1.5 mm, gewoon zand met d^ ca. 0.45 mm en flauwe zeef-kromme, cyclisch verhang met periode T = 5 sec.
In het verleden was deze opstelling zeer stabiel, zelfs niet stuk te krijgen. Dit komt waarschijnlijk door de relatief smalle spleet. In de huidige situatie is er een betrekkelijk hoog verhang nodig voor bezwijken. De drukwisselingen verlagen in deze omstandigheden de stabiliteit.
P32 spleetbreedte van 1.5 mm, gewoon zand met dso ca. 0.45 mm en flauwe zeef-kromme, cyclisch verhang met periode T = 1 0 sec.
Zie de opmerkingen bij de vorige proef.
P33 Herhaling van proef 23.
spleetbreedte van 3.0 mm, gewoon zand met d^ ca. 0.2 mm, stationair verhang. De herhaling van P23 geeft iets hogere resultaten, maar dit is afhankelijk van de opbouw van het pakket.
P34 Herhaling van proef 24.
spleetbreedte van 3.0 mm, gewoon zand met dso ca 0.2 mm, cyclisch verhang met periode T = 5 sec.
Herhaling proef P24. Ook hier is de uitkomst hoger. Dit wordt wellicht veroorzaakt door de andere verhoudingen van debiet, drukstoten e.d.
5.4 Conclusies en Aanbevelingen
Als algemene conclusie geldt dat het proces wat hier onderzocht is behoorlijk afhankelijk lijkt van toevallige omstandigheden zoals:
• de zandstructuur in de spleet,
• de verhouding debiet versus doorlatendheid van het mengsel, • het doordringen van de drukfluctuaties,
• de duur van de proef.
Verder onderzoek naar deze aspecten lijkt dan ook aan te bevelen.
De voornaamste aanbevelingen zijn:
• Golfperiode is belangrijk.
Wanneer er maar lang genoeg een overdruk situatie aanwezig is dan breekt de spleet door. De onderdruk zuigt als het ware het pakket weer vast.
• Stromingsweerstand in toevoer.
Wanneer de kraan te veel gesloten was treedt er minder waterslag of drukfluctuaties op, maar de drukverschillen worden ook begrensd. Wel ontstond er een gedempte drukstoot. Dit kan tot gevolg hebben dat er eerder doorbraak ontstond. Verder onderzoek naar dit punt is zinvol. Opgemerkt moet worden dat de stroming in werkelijkheid ook met sterke wisselingen gepaard kan gaan.
I
Uitspoeling van zand uit Ongewassen) spleten H 3037 oktober 1998
• Wanneer er druktfluctuaties optreden in de meetopstelling dan beweegt de voorkant enigszins mee. Hierdoor ontstaat er "ruimte" in de^spleet waardoor de zandkorrels kunnen gaan bewegen.
Wellicht moet de perspex opstelling aangepast worden, zodat het ademen niet meer plaatsvindt.
• Er kan overwogen worden om proeven uit te voeren met een filterlaag onder de spleet.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 .21 .21 .88 .45 .21 .21 .21 .88 .88 .45
Ij
X.B
1.5 1.5 1.5 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 los vast normaal normaal normaal vast los normaal vast normaal 1.8 4.2 5.4 >6.7 3.4 2.5 1.8 4.2 5.0 4.4I
Tabel 1 Proefprogramma eerste serie
PROEF P12 P13 * P14 * P15 # P16 $ P17 P18 $ P19 P20 P21 P22 D50 (mm) .21/.88 .21 .21 .21 .21 1.97 .88 .21 .21 .21 2.00 SPLEET (mm) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 6.0 12.0 6.0 PAKKING los normaal los normaal normaal normaal normaal normaal zeer vast vast normaal normaal normaal KRITIEK VERHANG >10 2.0 1.6 2.5 1.2 3.1 n.t.b. 3.5 n.t.b. 1.9 2.1 1.5 1.1
I
* P13 en P14 zijn uitgevoerd om de invloed van de wandruwheid te onderzoeken. Hierbij is bij P13 een zeer gladde wand en bij P14 een extra ruwe wand ingebouwd.
# Hier is op de wand getikt.
$ P16 en P18 zijn semi-cyclische verhangproeven.
Tabel 2 Proefprogramma en resultaten van voorjaar 1994
24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 3 3 3 6 3 3 3 1,5 1,5 3 3 mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm djo = 0,21 normaal dM = 0,86 d» = 0,23 hoekig djo = 0,23 hoekig d» = 0,45 breed djQ = 0,45 breed djo = 0,45 breed d» = 0,45 breed mm mm mm mm mm mm mm mm djo =0,45 mm breed dx =0,21 mm normaal dM = 0,21 normaal mm T = 5s T = 5s T = 5s T = 5s T = 5s stat. T =10s T = 5s T =10s stat. T = 5s 1,8/2, 1,9/2, 2,2/2, 1,9/2, 2,0/2, 2,3 3,5 2,9 3,3 2,1 2,7 2 5 4 2 6 2,4/2, 2,4/2, 2,2/2, 2,8/3, 2,0/2, 2,7 3,5 4,3 4,7 2,4 4,1 9 8 4 5 6 T14:2,5 T15:l,2 T16:3,l T9 :4,2 T18:3,5 Til:4,4 Til:4,4 T28:2,0 T5:>7 T23:l,8 T24:2.9
i beweeg = verhang waarbij het zand begint te bewegen.
i max = verhang waarbij zand instabiel wordt en massaal uitspoelt, of het maximale verhang van de proef.
De eerste waarde in de kolom i beweegt en i max geeft het maximum per periode zonder de korte drukfluctuaties en de tweede waarde met de korte drukfluctuaties.
I
f
linker spleetwond (ruw perspex)
Z
T stijgbuis- spleet-o m *stijgbuis-/
opvang rechter spleetwand / achterwand (doorzichtig) geleiding stelschroef stelschroef • " " " " " " " # >mmam
/ / 7 / 7 / / / / / / / / / / / 1—filter 77/77777///7 7/77 aanvoer spleet linker spleetwand VERTIKALE LANGSDOORSNEDE glaswandrechter spleetwand geleiding stelschroef stelschroef aanvoer E o m
HORIZONTALE LANGSDOORSNEDE
MODELOPSTELUNG 1993
I
SCHAAL 1:
5
linker spleetwond (ruw perspex) E o m CN stijgbuis- spleet-E u m DRO-^ stijgbuis DRO / geleiding stelschroef stelschroef -—filter
mmzzzm
wmv/A 7/ aanvoer VERTIKALE LANGSDOORSNEDE spleet linker spleetwand \ afvoerT glaswand rechter spleetwand / geleiding stelschroef stelschroefHORIZONTALE LANGSDOORSNEDE
aanvoer MODELOPSTELLING 1994 SCHAAL 1:5o
o
percentag
e
da
t d
e
zee
f passeer
t
oooooo o co r •o c o "5 3 en g> !o W o C L <D en c o o c 0 ) e n ^ > (/ ) c O ) (U zandt
f-L
-c c c fc
— —"—
»
•-« .*
S
^~ -— — gewenst A gewenst B steenslag biggelzand fijn grind ].3
-K
X
— -• "—'» « • • ~— -• — ~ i — -. —~ ---«• . • • m — ^ *^ , •=5 5 -^ • ——
E
=
^
^
^
\
—
.
—
-1
»
J 0 \\
i
i1
E (L ) E oÏP
a> O Oo
E E E E ^ < ~ en O 0 0 • * -^J C N -^ O Ö ^ ^ co « — ,— Cö
o
ö
II I I Io
o
o
T 1 D " O " Opercentag
e
da
t o
p
d
e
zee
f blijf
t ligge
n
ZEEFKROMM
E
VA
N
HE
T
GEBRUIKT
E
MATERIAA
L
WATERLOOPKUNDI
G
LABORATORIU
M
H
177
0
JFIG
. 2
MODELOPSTELLING
wmm
i n 73 r~ O O " 0 <Z O
o
f— OD O > —1 Oc
17
7
o
-nIG
.
WNÖ TI> m
rzco
rn ^ rnS
nO
- H Om x
m II II -H O O "0cn ^ O
m
8 5 "3
>
m
—i 3 . 0 A C A 0 3 . 5 in E 4 J 0) £3 ^ o n o <J.0 • 1.5 1.0 0 . 5 o o normaal ; proef 1A, A ios gestort ; proef2
• «vast : proef3 • i > -* 0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 1.20 1.35 1.50 Verval (m)
in < ^ O ) o c Q . \ o . i n in C O o (V J in o
I
l
a is
m o in o o o o a> oai
o u i o in O e i o ru o o o (UI/SAUI3 )T
DOO
R
HE
T
PROEFPAKKE
T
D
ME
T
D
5 0=
0.4
5
M
M
E
=0.1
5
C
M
G
LABORATORIU
M
H
177
0
|FIG
. 5
o
>m
73 r— 1 O O Tl 7\ C Z Oo
f— > 00o
73 > —1 O 73 C CO T) LEE ' —•t 00 73m
m
M > Z O ^.m
—i I—i —IOm
IIo
en
O IIo
bo
oo
e-o
m
00m
—io
O O 73 m 1 • 1 —i T l 73 Om
~n
*»^ j> 7<m
30.0 27.0 24.0 2 1 . 0 •g 1 8 . 0 -H 15.0 S l 2 . 0 9 . 0 6 . 0 3 . 0 0 . 0 inormaal ; proeMio G O r » r » <* - »• - «• - •• -v t i 1 1 u o o o o c c c c _ o . a a Q o — > i n a a i a a i E * J * » c i n i n i n o o a i o C » i > >
!["Studia Warmińskie" T. X, 1973 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)