m
w
I
1
ONDERZOEK VAN KLEIBEKLEDING VAN DIJKEN LANGS IJSSEL EN PANNERDENS
KANAAL VOOR HET ONTWIKKELEN VAN KEURINGSEISEN VOOR KLEI
Stieltjesweg 2 Postbus 69,2600 AB Delft Telefax 015-610821 Telex 38234 soil nl Telefoon 015-569223 Postgiro 234342 Bank Mees en Hope NV Reknr. 25.92.35.911
K.V.K.S 145040 Delft
GRONDMECHANICA
DELFT
ONDERZOEK VAN KLEIBEKLEDING VAN DIJKEN LANGS IJSSEL EN PANNERDENS KANAAL VOOR HET ONTWIKKELEN VAN KEURINGSEISEN VOOR KLEI
co- 275921/47 maart 1986 kru25/kru/kru
Opgesteld in opdracht van:
Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde Alkemadelaan 400, Den Haag
AFDELING GROND EN GR0NDKERENDE CONSTRUCTIES projectleider: Drs. G.A.M. Kruse projectbegeleider: Ing. J. Dekker
afdelingshoofd: Ir. J.W. Sip
Vestigingen in België, Engeland, Canada en Singapore.
Op alle aanbiedingen en op alle te sluiten overeenkomsten, alsmede de daaruit voortvloeiende leveringen van diensten en produkten en de daaruit voortvloeiende uitvoeringen van werkzaamheden, zijn van toepassing de Algemene Voor-waarden voor opdrachten aan deStichting Waterbouwkun-dig Laboratorium, welke zijn gedeponeerd ter Griffie van de Arrondissementsrechtbank te 's-Gravenhage en bij de Kamers van Koophandel en Fabrieken.
pagina: -2- ¥ & GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987 INHOUD: Samenvatting 5 1. INLEIDING 11 2. METHODEN 15 2.1 Infiltratieproef 15 2.2 LGM erosieproef 18 2.3 Bepaling van de structuur van de 20
kleibekleding
2.4 Bestuderen van dunne secties van de grond 21 2.5 Opname van de opbouw van de onderzochte 22
stukken dijk
2.6 Laboratorium vinproeven 23 2.7 Bepaling specifiek oppervlak en 23
thermogravimetrische bepalingen
2.8 Kationenbezetting van de grond 24 2.9 Bepaling van pF- curves 25 2.10 Organische stofsoorten 26 2.11 Vegetatieopnames en weergegevens 26 3. RESULTATEN 28 3.1 De opbouw van de dijken 28 3.2 Watergehalte van de dijkprofielen aan de hand 28
van de nea- sonde en geo- electrische opnames
3•3 Weergegevens 30 3.4 Vegetatiebeschrijving 30 3.5 Samenstelling van de kleibekledingen 30 3»5«1 Standaardbepalingen 32 3.5-2 Chemische karakteristieken 36 3-5-3 Thermogravimetrisch onderzoek en specifiek 37
oppervlak
3.6 Laboratorium vinproeven en vinkruipproeven 40 3.7 Infiltratieproeven in situ en 42 doorlatendheidsmetingen 3.8 Erosieproeven 43 3-9 De structuur in de dijkbekleding 45 4. VOLUMEVERANDERINGEN,WATERGEHALTE EN 52 STRUCTUURVORMING
4.1 Droge dichtheid van de grond en watergehalte 52 4.2 Opmerkingen over het voorkomen van spleten 56
en schuifvlakken
4.3 Watergehalte, zuigspanning en het weer 60 5. ATTERBERGSE GRENZEN, WATERGEHALTE EN 63
pagina: -
3- ® ** GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/..
datum: april 1987
6. OPMERKINGEN OVER HET EROSIEGEDRAG VAN DE MONSTERS 65
7. OPMERKINGEN OVER DOORLATENDHEID VAN 67
KLEIBEKLEDINGEN
8. CONCLUSIES 69
Literatuur 72
pagina: -4- M *w GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/..datum: april 19&7
BIJLAGEN:
1 Constructietekening van de infiltratiekoker (niet bij alle rapporten bijgevoegd)
2 Legenda bij de boorstaten
3A, 3B, 3C Dwarsprofielen van de dijklocaties bij
respectievelijk Westervoort, Kandia en Giesbeek 4 Laboratorium vinproeftoestel
5 Resultaten van de vinproef kruiptests
6 Weergegevens perioden maart- april, juli- augustus, en oktober- november
7 Resutaten van de metingen met de NEA
8 Resultaten van het geo- electrisch onderzoek 9 Vegetatieopname gegevens
10 Zaaigoed en kunstmest gift bij aanleg van de dijk bij Kandia
11 Resultaten thermogravimetrisch onderzoek
12 Meetwaarden van de specifiek oppervlak bepalingen 13 Erosieproefresultaten
_ _ GRONDMECHANICA
pagina: -5- I ^ H DELFT
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
Samenvatting: De doorlatendheid voor water en de erosiegevoeligheid zijn belangrijke eigenschappen van de kleibekleding van dijken. In 1985 is daarom een onderzoek uitgevoerd naar deze aspekten van
kleibekleding zoals die werd aangetroffen op een drietal dijken langs het Pannerdens Kanaal en de IJssel. De lutumgehaltes van de drie bekledingen bedroegen respectievelijk circa 6%, 22# en 3&%- De
leeftijd van de dijken, het organische stofgehalte en het kalkgehalte van de bekleding komen overeen. De resultaten van het onderzoek geven aan dat de infiltratiesnelheid van water in de dijk varieerde tussen 2
x 10-s en 8 x 10-s. De infiltratiesnelheid vertoonde geen eenduidige
samenhang met het lutumgehalte. De kleibekleding met het laagste lutumgehalte bleek de geringste infiltratiesnelheid te hebben. Ook de erosieproeven gaven geen resultaten waaruit invloed van het
lutumgehalte op de erosiegevoeligheid bleek.
Het onderzoek besteedt ruim aandacht aan de bepaling van de structuur zoals die in kleibekleding aanwezig is en aan het water dat in de grond voorkomt. Daarnaast is er een systematisch fysisch- chemisch laboratoriumonderzoek en een microscopie- onderzoek uitgevoerd gericht op het bepalen van de oorzaken van de waargenomen eigenschappen van kleigrond op dijken. Hierbij werden met name de invloeden op de vorming van structuur en de invloeden van fysisch-chemische factoren op eigenschappen van de kleigrond bestudeerd.
De in situ infiltratieproeven zijn uitgevoerd met een tot 0.6 m in de grond ingebrachte koker met een grondoppervlak van 0.5^ m*• Aangezien de dikte van kleibekleding van dijken in Nederland veelal in de orde van 1 m of minder bedraagt wordt het probleem van het zijdelings wegstromen hiermee effectief ondervangen. Uit een proef met
infiltratie met een kleurstof is gebleken dat de koker slechts een zeer geringe verstoring van minder dan 0.01 m dikte veroorzaakt langs de wanden en dat daar geen infiltratiewater doorheen komt.
Op de dijken met lutumgehaltes van circa 21 en 38 % was de
infiltratiesnelheid zomers tweemaal zo hoog als in voor- en najaar. Infiltratieproeven met een kleurstof, zowel in situ als in het laboratorium, gaven aan dat het water bijna exclusief door spleten, wormgangen en dergelijke stroomt. De inhomogeniteiten van de
kleibekleding, de wormgangen en de spleten, bepalen kennelijk de doorlatendheid van kleibekleding. Dit wordt bevestigd door een beschouwing van verzadigde stroming door spleten en buizen.
De erosieproeven die met het het LGM-erosie-apparaat zijn uitgevoerd geven de mogelijkheid erosiekenmerken van de verschillende geteste gronden te vergelijken. Uit het vergelijkende erosie- onderzoek komt naar voren dat:
- Verschillen tussen de locaties in de mate van erosie zijn geringer dan verschillen tussen de teen en de kruin van elk van de dijken; - De erosie van monsters genomen bij de kruin is sterker dan van
pagina: -6- M M* GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. H U DELFT
datum: a p r i l 1987
- De dijkbekledingen met lutumgehaltes van circa 6 en 21 % reageren vergelijkbaar tijdens de proef;
- De monsters van de bekleding met 37 % lutum waren enigszins minder erosiegevoelig dan de monsters van de bekleding met 6 en 21 % lutum. Inspectie van de geerodeerde monsters met een microscoop gaf aan dat de erosie hoofdzakelijk door verlies van kleine brokjes en stukjes grond plaatsvond. Dit kan ook worden geconcludeerd uit het
sprongsgewijze karakter van de gewichtsafnames van de monsters tijdens
de proeven. De brokjes die vaak kleiner dart 1 mm3 zijn, bestaan
doordat er in de grond een fijnmazige structuur aanwezig is van kleine en grotere spleten en graafgangen van insekten en dergelijke. De
monsters met een lutumgehalte van ongeveer 37 % vertoonden naast het eroderen bij brokjes eveneens afronding van hoeken en glooiende holtes veroorzaakt door meer geleidelijke slijtage van de oppervlakken van de grond. Deze geleidelijke slijtage komt ook naar voren uit geleidelijk gewichtsverlies in de periodes tussen episodes van brok- erosie. Deze slijtage droeg echter in slechts zeer geringe mate toe tot het totale gewichtsverlies van de monsters.
Uit de inspectie bleek dat bij de bekleding met 6 en 21 %
lutum,zandkorrels reeds bij een relatief geringe blootstelling aan eroderend water uit het oppervlak van de grond werden getrokken. Effecten van deze zandkorrel- erosie zijn niet in de
gewichtsverliescurves van de proeven waarneembaar, deze geven slechts brok- erosie aan. De monsters van de bekleding met 37 % lutum hadden een gladder oppervlak waarin zandkorrels werden vastgehouden tot ze tenminste ongeveer l/3de tot l/2de uit het oppervlak staken.
De variatie in erosiegevoeligheid tussen de monsters lijkt significant te zijn. Geen van de bepaalde kleikarakteristieken of eenvoudige
combinaties daarvan vertoont echter overtuigende correlatie met de erosie-eigenschappen. Bestaand onderzoek geeft evenmin duidelijke aanwijzingen daartoe.
De structuur van de dijkbekledingen werd waargenomen in kuilen in de bekleding, aan de monsters van de voornoemde erosieproeven en aan zogenaamde slijpplaten van de grond. Deze slijpplaten zijn zeer dunne, 30 u, secties van met kunsthars geimpregneerde monsters van de
kleibekleding.
In overeenstemming met de literatuurgegevens en met algemene
overwegingen blijken de oriëntaties van spleten en schuifvlakken in de bekleding te tenderen naar verticale richtingen en naar richtingen met een hoek van circa 35 tot 45° met de verticaal. Daarnaast komen soms ook richtingen parallel aan de taludhelling voor met name in de
bovenste decimeters van de bekleding. Genoemde oriëntaties van spleten en schuifvlakken geven de dijkbekledingen een macroscopisch zichtbare meestal verticale prismatische structuur met binnen de prismatische elementen een meer blokkige structuur. De prismatische elementen
GRONDMECHANICA
pagina: -7- • • DELFT
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
worden in sommige gevallen begrensd door grote tot 2 cm openstaande scheuren die kennelijk reeds lang bestaan en een permanent karakter vertonen. Deze scheuren zijn waarschijnlijk een gevolg van hoge watergehaltes tijdens het aanbrengen van _,de klei zoals hierna zal worden besproken.
De waarnemingen in de profielkuilen en aan microscoopmonsters melden naast spleten het veelvuldig voorkomen van bioporien als graafgangen van wormen (0.5 tot meer dan 1 per dm* grondoppervlak) muizen of
mollen (veelal minder dan een per profielkuil van ongeveer 0.6 m2) en
insecten.
De bodemkundige, groffe, structuur in de kleigrond is van belang
gebleken voor de doorlatendheid van de bekleding. De fijnere structuur op schaal van millimeters, bleek daarvoor niet van direct belang. De slijpplaten van met kleurstof doorspoelde blokmönsters lieten zien dat het water slechts door enkele kleine insectengangen was gestroomd. De fijne structuur bleek voor de erosie in het erosie-proef-apparaat wel van belang.
De belangrijkste structuurvorming in kleigrond lijkt te worden bepaald door volumeveranderingen in de grond die samenhangen met veranderingen in watergehalte en waterspanning.
De waterspanning in onverzadigde gronden is negatief onder normale omstandigheden en hangt samen met het watergehalte van de grond. De negatieve waterspanning, zuigspanning, in de onderzochte locaties
varieerde rond de 100 kN/m2. Uit voornoemd literatuuronderzoek kwam
naar voren dat bij een zuigspanning hoger dan ongeveer 50 kN/m2 het
oppervlak van de vaste stofdelen belangrijker wordt dan de
poriegeometrie voor de hoeveelheid water in de grond. De bepaalde zuigspanningen voor de bekledingen lagen in dit bereik.
De watergehaltes varieerden tussen 19 en 36 % . De waargenomen watergehaltes van monsters van de dijkbekleding, die 5 tot 10 jaar geleden zijn aangebracht, zijn niet afhankelijk van algemene
seizoensomstandigheden, echter lijken af te hangen van
weersomstandigheden ten tijde van monstername. Wel is het watergehalte aan de teen van de dijken in het algemeen enigszins hoger dan aan de kruin. Dieper in de dijklichameri bestaat een jaarlijkse gang van verzadigingsgraad en van de diepte van de bovenkant van de verzadigde zonesg.
Door zwellen neemt de massa grond per volumeenheid af en daalt dus de droge dichtheid; bij krimpen is uiteraard het omgekeerde het geval. Het onderzoek geeft aan dat de droge dichtheid van de monsters die uit de dijkbekleding zijn genomen omgekeerd evenredig is met het
vochtgehalte ervan. De gegevens lijken erop te wijzen dat de droge dichtheid daalt als de grond vochtiger wordt en omgekeerd.
_ _ GRONDMECHANICA
pagina: -8- • • • DELFT
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
Aangezien de correlatie tussen droge dichtheid en watergehalte redelijk goed is, is het mogelijk een indicatie te geven van de
volumeverandering die op zal treden bij een bepaaalde verandering van watergehalte van de onderzochte gronden. Onderzoek dat in ander
verband werd uitgevoerd bevestigd deze mogelijkheid om uitspraken te doen over volumeveranderingen tengevolge van veranderingen in
watergehalte. De relatie tussen droge dichtheid en watergehalte kan eenduidiger worden dan uit het huidige onderzoek naar voren komt indien fysisch- chemische en chemische factoren in beschouwing worden genomen. De veranderingen in watergehalte die optreden in bekledingen, direct na het aanbrengen en daarna, tengevolge van weer- en
klimaatsinvloeden, hangen af van de negatieve waterspanningen die in de grond optreden.
Indien het watergehalte in een begintoestand, bij het aanbrengen bijvoorbeeld, en de te verwachten eindtoestand, watergehalte na
verloop van enige tijd, bekend zijn is het daarmee mogelijk uitspraken over te verwachten volumeveranderingen te doen. Een hoog watergehalte bij het aanbrengen van een kleibekleding zal resulteren in een grote volumeafname van de kleigrond. Grote scheuren, enige centimeters wijd, zoals die in de onderste 0.4 m van een 0.8 m dikke kleibekleding van een zandkern zijn aangetroffen, kunnen daardoor ontstaan.
Het watergehalte van de monsters van de onderzochte dijkbekledingen is zelden hoger dan dat behorend bij een consistentie- index van de grond van O.75^ Slechts een van de 33 monsters had een watergehalte hoger dan dat behorend bij een consistentie- index van 0.5- De Atterbergse grenzen waarop consistentie- index is gebaseerd, lijken derhalve een eerste indicatie te kunnen geven over de watergehaltes die de
bekleding onder de gegeven omstandigheden aanneemt, met name de vloeigrens is daarbij van betekenis. Opvallend is echter dat de
Atterbergse grenzen voor 2 van de 3 locaties een groot verschil tussen kruin en teen van de dijken vertonen dat zelfs groter is dan de
verschillen tussen de locaties. Aangezien het uitgangsmateriaal aan de teen en aan de kruin van de dijk voorzover bekend hetzelfde is
geweest, zal genoemd verschil in de loop van circa 5 tot 10 jaar zijn ontstaan.
De Atterbergse grenzen van kleigrond vertonen zoals bekend correlaties met karakteristieken van meer fysisch-chemische aard zoals specifiek oppervlak (oppervlak van de vaste stof per massa-eenheid),
kationenbezetting en samenstelling van het poriewater. De
eigenschappen van het oppervlak van de vaste stof zijn eveneens een dominante factor voor het watergehalte van Nederlandse kleigronden bij
de zuigspanningen rond de 100 kN/m2 die in de bekledingen zijn
bepaald. In het onderzoek is daarom nader ingegaan op deze fysisch-chemische eigenschappen.
Het specifiek oppervlak van de monsters neemt globaal exponentieel toe met het lutumgehalte. De Atterbergse grenzen blijken echter geen
_ GRONDMECHANICA
pagina: - 9 - • • § DELFT
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
eenduidige relatie met deze beide grootheden te vertonen. De
hoeveelheid hecht geadsorbeerd water, dat pas bij temperaturen boven de 100°C van de vaste stof loslaat is naast de grootte van het vaste stofoppervlak afhankelijk van de eigenschappen van het vaste stof-oppervlak. De hoeveelheid geadsorbeerd water vertoonde geen eenduidige samenhang met lutumgehalte en met het specifiek oppervlak. Kennelijk zijn behalve de grootte ook de eigenschappen van het vaste stof oppervlak van belang. De hoeveelheid hecht geadsorbeerd water
(waterverlies tussen 100 en l80°C) vertoonde dan ook wel een zeer duidelijke correlatie met Atterbergse grenzen. Deze hoeveelheid water bleek rechtevenredig met de plasticiteitsindex en met de vloeigrens. De aard van de eigenschappen van het vaste stofoppervlak die de
geconstateerde relatie kunnen veroorzaken zijn wellicht veranderingen in de samenstelling van de vaste stof, echter zeker van belang lijkt voorshands de kationenbezetting van de vaste stof. De
kationenbezetting van kleigrond kan relatief snel veranderen. De toename van het aandeel van magnesium-ionen in de bezetting zou mogelijk een belangrijk deel van de verandering van het vaste
stofoppervlak veroorzaken. De aanpassingen van de kationen-bezetting na het aanbrengen van bekleding zijn daarom waarschijnlijk van groot belang voor het evalueren van de watergehaltes die de bekleding zal krijgen en het gedrag van de grond na verloop van tijd. De gegevens lijken voorshands te wijzen op toename van zwellingspotentiaal van de kleigrond op de dijk in de tijd.
Voor de kortere termijn eigenschappen is het waarschijnlijk dat de Atterbergse grenzen in keuringen nuttig zijn om uitspraken over
gewenste of geoorloofde watergehaltes bij het aanbrengen te doen. Deze uitspraken zijn wat betreft bekleding van dijken van belang om
volumeveranderingen, zwellen en krimpen, te kunnen evalueren. Deze informatie is van belang voor de doorlatendheid en de
erosie-eigenschappen van de bekleding middels de vorming van structuur. De grote, tot 2 cm wijde scheuren in de bekleding van dijken met een zandkern wijzen erop dat in het verleden het watergehalte van de aangebrachte grond soms veel te hoog is geweest.
De gevonden aanpassingen van Atterbergse grenzen en fysisch-chemische eigenschappen van de grond geven de mogelijkheid indicaties te doen over de richting van de aanpassingen op de langere termijn, meer dan 5 tot 10 jaar.
De verschillen in erosiegevoeligheid en in doorlatendheid van de geteste locaties zijn niet uitgesproken groot. De positie van de kleigrond op de dijk blijkt van grote invloed op de eigenschappen van de kleigrond. Enige fysisch- chemische karakteristieken blijken
dergelijke verschillen te reflecteren. De waterhuishouding in de onverzadigde kleibekleding lijkt de belangrijkste factor voor de ontwikkeling van de eigenschappen die de grond na verloop van tijd krijgt. Zeker voor krimpen en zwellen is deze factor van groot belang.
GRONDMECHANICA
pagina: -10- • • • DELFT
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
De waterhuishouding is echter voor een groot deel afhankelijk van externe omstandigheden zoals klimaat, weer, vegetatie, taludhelling, grondwaterstand en dijksopbouw. Het is daarom van groot belang om de omstandigheden waarin de kleigrond wordt gebracht te beschouwen bij het ontwikkelen van keuringseisen. De dikte van de bekledingslaag is daarbij waarschijnlijk van belang.
De correlatie van Atterbergse grenzen met eigenschappen als
doorlatendheid en erosiegevoeligheid van bekledingen van 5 tot 10 jaar oud is slechts zeer globaal aan te geven. De Atterbergse grenzen geven voorshands echter een betere correlatie met de gemeten doorlatendheden en erosiegevoeligheid dan het lutumgehalte.
Korrelgrootteverdelingsparameters zijn echter op de lange termijn meer constant dan de bekende fysisch- chemische en chemische eigenschappen van grond. Het verdient daarom aanbeveling te trachten verbanden met dergelijke parameters te blijven zoeken. Bovendien is de bestaande keuringspraktijk sterk geënt op korrelgrootteverdelings- aspecten.
_ _ GRONDMECHANICA
pagina: -11- H H DELFT
ons kenmerk: CO- 2 7 5 9 2 1 / . .
datum: a p r i l 1987
1. INLEIDING
Het hier gerapporteerde onderzoek is uitgevoerd in het kader van de evaluatie en ontwikkeling van keuringseisen voor kleigrond voor bekleding van dijken door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van de Rijkswaterstaat. Het onderzoek is gericht op het bepalen van
doorlatendheid- en erosie- eigenschappen van kleibekleding van dijken en de mogelijke relatie hiervan met eigenschappen die voor het keuren van kleigrond van belang zijn. In dat verband is er tevens kleigrond in het onderzoek betrokken die juist op een dijk was aangebracht en grond in een kleidepot.
De werkgroep 3 van de Technische Adviesgroep Waterkeringen heeft in 1984 de aanzet gegeven voor een onderzoek ten behoeve van het
ontwikkelen en evalueren van keuringseisen voor klei. In dat verband is er na een aanloopfase in 1984 (COW 1984) een literatuurstudie (LGM 1985) uitgevoerd naar achtergronden van het gedrag van kleigrond. Deze studie was gericht op aspecten betreffende krimpen en zwellen en
scheurvorming. De resultaten van deze studie zijn de basis geweest van het empirisch gerichte onderzoek waarover hier wordt gerapporteerd. In de aanloopfase en in de literatuurstudie is naar voren gekomen dat enige kleiparameters dominerende invloeden uitoefenen op het gedrag van kleigrond, maar dat de invloed van individuele parameters niet onafhankelijk van andere eigenschappen kan worden beoordeeld. Voor onverzadigde kleigrond worden watergehalte, dichtheden, hoeveelheid
fijne deeltjes en hoeveelheid en aard van opgeloste stoffen van belang geacht. De studie vestigde de aandacht op de te verwachten grote
invloed van de structuur van de grond. Tevens kwam uit de
literatuurstudie naar voren dat er weinig pertinente gegevens zijn over de effectiviteit van thans algemeen gebruikte keuringsparameters zoals lutumgehalte en dergelijke voor het voorspellen van
doorlatendheid van kleibekleding van dijken. Uit andere onderzoeken (onder andere DD- werkgroep klei 1985) is gebleken dat dit eveneens het geval is voor erosie- eigenschappen. Derhalve is besloten een empirisch onderzoek uit te voeren naar de doorlatendheid van
kleibekleding op dijken en de invloeden daarop Dit onderzoek is in een later stadium aangevuld met onderzoek naar erosiegedrag.
Teneinde de invloeden op de doorlatendheid en het erosiegedrag te kunnen evalueren is een groot aantal relevant geachte parameters van de beproefde kleibekledingen en de situatie waarin deze zich bevindt bepaald.
pagina:
-12-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
Figuur 1: Locatie van de onderzochte dijken (zie bijlagen 3 voor dwarsprofielen).
_ _ _ GRONDMECHANICA
pagina: -13- 3 Ü ^ DELFT
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
De eigenschappen van kleigrond voor dijkbekleding zijn vooral van belang voor dijken met een grasmat. Er is daarom besloten om de proeven uit te voeren op dijken in het bovenrivierengebied waar de grasbegroeiing van rivierdijken regelmatig geinundeerd wordt. Het onderzoek aan de kleibekledingen is aangevuld met een parallel
onderzoek aan kleigrond die zeer recent op een dijk was aangebracht en kleigrond in een depot. Het doel hiervan was inzicht te verkrijgen in de aard van eventuele veranderingen in de klei door bewerken en door tijdsafhankelijke factoren.
De locaties zijn bepaald in samenwerking met vertegenwoordigers van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde en met vertegenwoordigers van het Polder District Rijn en IJssel. De locaties zij alle gezocht op dijken waarvan de bekleding ongeveer 4 tot 6 jaar geleden was bewerkt of aangebracht teneinde effecten van langere termijn processen zoals ontkalking te vermijden.
Het krimpen en zwellen, erosiegedrag en de structuur in de grond werden bestudeerd met het doel de invloeden van kleigrond parameters als lutumgehalte, watergehalte, dichtheid en enige fysisch- chemische karakteristieken na te gaan. Het lutumgehalte wordt veelal beschouwd als een belangrijke parameter voor kleigrond. De beproefde locaties zijn daarom uitgezocht op grond van geschatte lutumgehaltes van
kleidekken. Het onderzoek is daarbij in eerste aanzet uitgegaan van de invloeden van het lutumgehalte op de doorlatendheid en op krimp- en zweieigenschappen van enige kleibekledingen.
Op grond van literatuurgegevens werd verwacht dat er seizoensvariaties in de doorlatendheden van kleidekken zouden optreden. De
doorlatendheidsproeven op de uitgekozen locaties en de bepaling van daarmee in het onderzoek gerelateerde parameters zijn daarom herhaald in april, augustus en september. Het onderzoek vond plaats in 1985 en de veldwaarnemingen werden uitgevoerd in de perioden 1- 3 april, 13-16 augustus en 12- 14 november op het buitentalud van rivierdijken bij Giesbeek, Westervoort en Kandia ('t Loo) gelegen langs de IJssel en het Pannerdens Kanaal. In augustus werden eveneens kleigronden beschreven en bemonsterd die juist op een dijk, nabij Hattum,
Gelderland, was aangebracht en de bovenste laag van een kleidepot bij Loo, Gelderland, zie figuur 1 voor locaties.
onfkenmëik: CO- 275921/.. M MT G R O N D M E C H A N I C A
datum: april 1987 • • • DELFT
Het veldonderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met de Dienst Weg-en Waterbouwkunde. GegevWeg-ens over de vegetatie op de onderzochte locaties werden verstrekt door de Vakgroep Vegetatiekunde, Plantenoecologie en Onkruidkunde van de Landbouw Hogeschool te Wageningen. Gegevens over het aanleggen van de dijken op de onderzochte locaties en over het beheer daarvan werden door het Polderdistrict Rijn en IJssel verstrekt en door de Dienst Milieu en Water, Afdeling Waterkeringen van de Provincie Gelderland. Gegevens over het weer ten tijde van de veldonderzoeken werden betrokken van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut.
De bepalingen in het onderzoek omvatten: - in situ infiltratiemetingen,
- erosieproeven in het laboratorium,
- globale bepaling van doorlatendheid in het laboratorium,
- beschrijving in het veld van de structuur van de kleibekleding, - beschrijving van dunne secties van de grond met een micrsocoop, - in situ bepalingen van vochtgehaltes en dichtheden met
boorgatsondes,
- laboratoriumbepalingen aan monsters van de kleigronden,
- beschrijving van de opbouw van de dijk met behulp van geodetische opnames, boringen en geo- electrische opnames.
pagina:
-15-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
2. METHODEN
In het volgende zal kort worden ingegaan op enige proeven die in het algemeen niet gebruikelijk zijn in geotechnische onderzoeken. Voor de overige laboratoriumbepalingen wordt slechts de gebruikte methode vermeld. De monsters voor de meeste bepalingen zijn genomen uit blokmonsters gestoken in kuilen in de kleibekleding. In Tabel 1 zijn de uitgevoerde standaardproeven samengevat.
Tabel 1: Bepalingswijze standaardproeven.
Parameter: Methode: Korrelgrootteverdeling Atterbergse grenzen Kalkgehalte Organisch materiaal Saliniteit (NaCl-gehalte) Zuurgraad Watergehalte Droge dichtheid Geleidbaarheid
zeven en bezinken (verloop van
dichtheid voor röntgenstraling in tijd) uitrollen en Casagrande- apparaat
HC1- methode H2 02- methode
AgNO3 titratie van filtraat van
suspensie
pH- electrode in grond- watersuspensie gravimetrisch
gravimetrisch met behulp van steekring. weerstandsmeting van filtraat van
suspensie
2.1 Infiltratieproef
De infiltratiesnelheid van water in het kleidek werd bepaald met een speciaal voor het doel ontwikkelde koker (zie figuur 2 en bijlage 1 ) . Gezien de grote variatie in de porieverdeling in onverzadigde
kleigrond dienen doorlatendheidsmetingen grote volumina grond te beschouwen, zo groot dat gekozen is voor in situ proeven. Bestaande
pagina:
-16-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
Figuur 2: Schets van de infiltratiekoker die voor de
infiltratiemetingen is gebruikt. De koker bestaat uit
lamellen die tot een diepte van 0.6 m loodrecht op het talud van de dijk in de grond gebracht worden.
infiltratieproeven zijn slecht toepasbaar op hellend terrein zoals een dijktalud in verband met het zijdelings afstromen van water. Deze methoden zijn bovendien problematisch indien er sterke verticale variaties in doorlatendheid bestaan. Een bestaande methode als de boorgatmethode heeft daarnaast als nadeel dat er door het maken van het gat aanzienlijke verstoring van de structuur van de grond kan optreden met gevolgen voor de doorlatendheid.
De ontwikkelde infiltratiekoker beslaat een oppervlak van circa 0.6 x
0.9 i!. De koker is opgebouwd uit plaatstalen lamellen (4 mm dikte)
pagina: -1
7- & * GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. WÊ^M D E L F T
datum: a p r i l 1987
waterkerende koppelingen bijeengehouden worden. De uiteindelijk toegepaste versie van de koker is 1.15 m hoog. De bovenkant van de lamellen van de koker is versterkt met 0.01 m dikke randen van
plaatstaal om vervorming door het inheien van de lamellen te beperken. Aan de onderzijde zijn de lamellen aangescherpt en aan de buitenzijde voorzien van een kleefbreker in de vorm van een lasrups.
De koker word loodrecht op het talud van de dijk ingebracht tot ongeveer 0.5 tot 0.6 m diepte door 3 personen met behulp van een handhei (circa 30 kg). Het inbrengen van de koker duurde ongeveer 0.5 uur. De koker werd na afloop van een proef uit de grond getrokken met behulp van kelderlieren. Nadat hiermee enige ervaring was opgedaan bleef beschadiging aan de grasmat en de kleibekleding minimaal. De koker werd opgesteld als aangegeven in figuur 2. De koker werd gevuld met water tot het niveau in het midden van de koker 0.25 m boven maaiveld was gelegen. Het waterniveau werd met geregelde tussenpozen vam ongeveer 15 minuten gemeten met een duimstok. Deze meetnauwkeurigheid was voldoende met het oog op te verwachten locale variatie in doorlatendheid en voor de vereiste nauwkeurigheid van de proef. Als het waterniveu meer dan ongeveer 0.02 m gezakt was, werd water bijgevuld. Het water werd betrokken uit nabijgelegen sloten. Het is eenmaal voorgekomen dat het water in het begin van een proef
sneller zakte dan dat uit een voorraad aangevoerd kon worden.
De duur van een infiltratieproef was ongeveer 3 uren, gebaseerd op het verloop van waterspanningsmeters rond een eerdere zeer grootschalige infiltratieproef (COW 198O) en op het verloop van de infiltratie tijdens de proef zelf. De infiltratiesnelheid was in het algemeen reeds constant na zeer korte tijd en vertoonde geen waarneembare
afnemende of toenemende trend. Op elk van de drie locaties is de proef herhaald in april, augustus en september in de onmiddelijke nabijheid van elkaar. In totaal zijn er 9 infiltratieproeven uitgevoerd op de 3 locaties.
Er is een infiltratieproef uitgevoerd met een toevoeging van methyleenblauw (1 : 100) oplossing aan het infiltrerende water teneinde de weg van het water in de grond te kunnen volgen. De
kleurstof was in de bovenste circa 0.4 m goed herkenbaar op de wanden van macroporien. In de dieper gelegen lagen waren wel met. water
verzadigde macroporien aanwezig, maar de blauwkleuring was niet meer goed waarneembaar.
-
18. « ~ GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. • ^ H DELFT
datum: april 1987
2.2 LGM- erosieproef
Voor een LGM- erosieproef wordt een cilindrisch monster met een
diameter van O.O67 m en een hoogte van circa 0.05 m in een vloeistof, water, geplaatst. Het water wordt vervolgens in beweging gebracht door een met schoepen bezette cilinder die rond het monster draait (zie figuur 3)• De gewichtsveranderingen van het monster en de kracht die het water op het totale monster uitoefent worden regelmatig gemeten met een tijdsinterval van ongeveer 5 tot 15 minuten. Het toerental wordt tijdens het eerste uur van de proef van 0 naar 600 t/min gebracht, vervolgens blijft het toerental 1 uur op 600 t/min. Het toerental wordt in het derde uur geleidelijk verhoogd naar 1200 t/min, en blijft vervolgens constant tot de proef wordt beëindigd.
De monsters voor de proeven zijn in november met stalen bussen
verticaal gestoken in kuilen op een diepte van circa 0.4 tot 0.5 m in het talud van de dijken. Deze kuilen bevonden zich ongeveer 0.75 "i boven de teen respectievelijk 0.75 n> beneden de kruin van de dijk. De wanden van de monsters worden van versmeerd materiaal ontdaan nadat ze in het laboratorium uit de bussen zijn gedrukt. Het monster wordt voor de eigenlijke erosieproef enige dagen in een celapparaat geplaatst met
een steundruk van 5 N/m 2 (zie ook LGM 1985a). Deze voorbehandeling
werd nodig geacht om zoveel mogelijk de invloeden van verstoringen te elimineren die door monstername en transport optreden op de
uitgangsomstandigheden voor de erosieproef.
De monsters werden geerodeerd met leidingwater waarvan de saliniteit circa 100 mg NaCl per Kg water bedraagt. De saliniteit van water van de Lek nabij Wijk bij Duurstede bedraagt circa 270 mg per Kg (zeewater heeft saliniteiten van enige grammen tot 35 gram per Kg). De
saliniteit van de monsters is in Tabel 2 gegeven.
De resultaten van de LGM- erosieproeven omvatten het verloop in de tijd van het gewicht van het monster en het verloop van de kracht op het monster uitgedrukt in een daarvan afgeleide schuifspanningsmaat. Deze grootheden worden in grafieken gepresenteerd. Daarnaast is er een visuele inspectie van de geerodeerde monsters uitgevoerd. Deze
inspectie richtte zich op oppervlakte verschijnselen op macroscopisch en microscopisch niveau. Er zijn 8 erosieproeven uitgevoerd.
pagina:
-19-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
VER30NOEN MCT CENTRIFUGE WANO-TACHOM ETER L S G S N O A 1 : MONSTER ESEL3ARE AANDRIJVING F£H v.a.MONSTERHOUOER 7 KLOSSEN T A A T S E N S : INBUSaOUTJE METALEN «OTOB PERSPEX OEKSELARM O M MOMENT OVER TE 9HENGEN OP TORSIEMCTCRCita
I6« mm
SCMOEPEN
Figuur 3: Het erosie- apparaat waarmee de erosieproeven zijn
uitgevoerd. Door het draaien vand e rotor wordt het water langs het monster bewogen. De kracht die daardoor op het monster wordt uitgeoefend wordt gemeten, evenals het opgetreden gewichtsverlies in intervallen van 10 minuten. Het toerental van de rotor wordt geleidelijk opgevoerd tijdens de proef.
pagina- -20- ^ — r GRONDMECHANICA
p a g i n a . <ÉU i^teB
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
2.3 Bepaling van de structuur van de kleibekledingen
De interne opbouw van de kleibekledingen, de mate en de wijze van variatie in aard van het materiaal en de structuur van de grond, zijn bestudeerd in voor dat doel in de bekleding gegraven zogenaamde
profielkuilen. De profielkuilen maten ongeveer 0.5 x 1.0 m2 en waren
ongeveer 0.8 tot 0.9 m diep afhankelijk van de opbouw van de
bekleding. De kuilen zijn gegraven ongeveer 0.75 m beneden de kruin van de dijk en circa 0.75 m boven de teen van de dijk. In het
onderzoek zijn in totaal 18 kuilen gegraven op de drie locaties. De aangetroffen verschijnselen in de kleibekleding werden beschreven en er werden schattingen gemaakt van de mate van voorkomen van de verschillende verschijnselen. Aantekening werd gemaakt van:
- bewortelingsdiepte
- voorkomen van wormgangen
- voorkomen van andere kleine bioporien
- voorkomen van grote bioporien zoals graafgangen van mollen - structuur van de grond in algemene termen
- gedetailleerde opname van richting van plaatvormige discontinuiteiten (spleten en schuifvlakjes)
- de variatie van de samenstelling en de kleur van de grond
Een profielkuil is gegraven op de locatie van een infiltratieproef waarbij methyleenblauw aan het water was toegevoegd. Hierin kon de door het water gevolgde weg in de grond getraceerd worden.
De ingemeten discontinuiteiten zijn herkenbaar aan verschijnselen als verkleuring van het vlak (gekleurde huidjes), accumulatie van klei
(glimmende huidjes), preferente groei van fijne graswortels, zichtbare open spleten, en meestal een combinatie van deze verschijnselen. In augustus waren de structuren het meest geprononceerd en zijn de meeste bepalingen gedaan. Schattingen zijn gemaakt van de dikte van spleten en van de diameter van buisvormige bioporien.
pagina:
-21-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
De richting van de plaatvormige discontinuiteiten werd met een geologisch kompas met een hèllingmeter gemeten op goed herkenbare vlakken. Deze metingen zijn uitgezet op een zogenaamd Schmidt- net. Hierbij wordt de richting van de normalen op de vlakken gepresenteerd als eindpunten van eenheidsvectoren met de richting van de helling als richting van de vector en de mate van helling wordt gerepresenteerd door de lengte van de vector, zie figuur 4. De lengte van de vector wordt bepaald met de formule
r = R x sin(p"/2) x ƒ2
waarin: fj = helling ten opzichte van de verticaal R = lengte van de eenheidsvectoren
Met deze transformatie wordt een oppervlakte getrouwe projectie van een halve bol op een plat vlak verkregen.
Figuur 4: De helling en de richting van een helling kan op een vlak worden weergegeven door middel van een projectie van het"* snijpunt van een normaal op het vlak met een bol die
gecentreerd is op het snijpunt van de normaal met het vlak. De helling ten opzichte van de verticaal wordt met $
weergegeven en de richting ten opzichte van een referentierichting met 9.
2.k Bestuderen van dunne secties van de grond
Van blokmonsters zijn dunne secties van circa 0.05 xO.08 m* gemaakt met een dikte van 30 u. Deze dunne secties, zogenaamde slijpplaten, worden gemaakt van met een optisch niet aktieve kunsthars
geimpregneerde grond. Het water uit de monsters wordt verwijderd. De slijpplaten kunnen met een polarisatie- microscoop met
doorvallendlicht- faciliteit worden bestudeerd. Hiermee kan de opbouw van de grond en de verdeling van zand, de fijne delen en poriën die groter dan circa 20 u zijn goed beschreven worden.
Voordat de slijpplaten werden gemaakt zijn de natuurlijke
structuurelementen, aggregaten, waaruit ze zijn gemaakt gedurende circa 12 uur doorstroomd met een methyleenblauw- kleurstofoplossing.
GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
Het aggregaat werd in een mengsel van paraffine en bijenwas in een kunststof cylinder ingegoten. Boven het monster werd ongeveer 0.15 m kleurstofoplossing in de cylinder gegoten welke door het aggregaat wegstroomde. De weg van de oplossing door het aggregaat kan gevolgd worden doordat de kleurstof neerslaat op doorstroomde poriën. Aan de hand van de afmetingen van de doorstroomde aggregaten en de
hoeveelheid vloeistof die door het monster is gestroomd zijn schattingen van de doorlatendheid van de aggregaten gemaakt. De dunne secties worden beschreven in enige aan de zogenaamde
micromorfologie ontleende begrippen. Hier wordt gebruik gemaakt van de begrippen:
- Matrix; een massa van niet individueel te onderscheiden deeltjes; - Skelet; de grotere individueel aan te geven deeltjes, vooral
zandkorrels,
- Poriën; met de microscoop alszodanig te onderscheiden porieruimte.
2.5 Opname van de opbouw van de onderzochte stukken dijk Voor het beschrijven van de voor het onderzoek relevant geachte elementen van de opbouw van de dijken ter plekke van de in situ bepalingen is gebruik gemaakt van handboringen, geo- electrisch onderzoek en gegevens die door het Polder District Rijn en IJssel en de Dienst Milieu en Water van de Provincie Gelderland zijn verschaft. Gedetailleerde informatie over de aanleg en opbouw van de dijk bij de locatie Kandia is door de Dienst Milieu en Water van de Provincie Gelderland verstrekt. Over het aanbrengen van de kleibekleding bij de locatie Westervoort werd door het Polderdistrict Rijn en Ijssel
informatie verstrekt evenals over de opbouw en verwerking van grond op de locatie bij Giesbeek.
De boringen reiken in het algemeen tot 4 m beneden maaiveld en zijn gemaakt in het aan de teen van de dijk gelegen land, in het
buitentalud op circa 1 m boven de teen en op circa 1 m beneden de kruin en in het binnentalud van de dijk (zie bijlage 3)- De boringen hadden een diameter van 0.04 m en zijn beschreven volgens de
terminologie vermeld in bijlage 3 waarbij bijzondere aandacht aan verticale variatie is besteed.
In de boorgaten in de teen en aan de kruin van de dijk zijn
nauwpassende kunststofbuizen geplaatst ten behoeve van boorgatmetingen met een gecombineerde neutronen- en gamma- gammastralingssonde, de NEA- sonde.
De geo- electrische metingen zijn uitgevoerd met een standaard apparaat met een Wenner opstelling. De electrode-opstelling is parallel aan de strekking van de dijk genomen. Het effect van het dijklichaam op de geometrie van het gemeten volume
pagina: -23- " ^ » GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. ^ • • 1 DELFT
datum: a p r i l 1987
grond is niet geïncorporeerd in de gegevensverwerking. Dit effect zal een rol spelen voor electrode afstanden van meer dan circa 3 tot 4 m voor de onderzochte dijken. In dat geval is de afwijking van aannames voor de berekeningen van normale gelaagdheid in de grond echter
zodanig dat de afwijking door het niet vlak zijn van het oppervlak weinig invloed heeft.
2.6 Laboratorium vinproeven
Standaard laboratorium vinproeven zijn uitgevoerd op ringmonsters die zijn gestoken uit blokmonsters. Van deze monsters zijn tevens
watergehaltes en droge dichtheden bepaald. Bij de laboratorium vinproef wordt de maximale kracht gemeten die een kleine vin
ondervindt wanneer deze in de grond wordt getordeerd (zie bijlage 4 ) . Met de monsters waarop de standaard laboratorium vinproeven zijn uitgevoerd zijn eveneens kruipproeven uitgevoerd. De vin werd opnieuw op een andere plaats in het monster gestoken en belast met de helft van de bezwijkspanning die met de stahdaardproef voor het monster was bepaald. De mate van verdraaiing van de vin bij constante belasting werd daarbij geregistreerd gedurende tenminste enige dagen. Indien de spanning op de vin door de verdraaiing afleesbaar afnam dan werd de vin tijdens de proef wederom op spanning gebracht. De mate van
hoekverdraaiing van de vin is uitgezet tegen de logaritme van de tijd, zie bijlage
5-De proeven zijn uitgevoerd om na te gaan of er systematische verbanden gevonden konden worden tussen eigenschappen die in aanmerking komen voor keuring van kleigrond en eigenschappen die voor het gedrag op langere termijn van belang zijn. In landbouwkundige kringen wordt wel van een pocketpenetrometer gebruik gemaakt om eigenschappen voor het het bewerken van het land te schatten. Resultaten van
pocketpenetrometer en van laboratoriumvinproeven vertonen
vergelijkbare relaties met de ongedraineerde schuifsterkte van de beproefde grond. In dit onderzoek is gekozen voor de laboratorium vinproef. Bij deze proef zijn de testcondities beter omschreven en bovendien is bij deze proef een bepaling van kruipgedrag mogelijk.
2.7 Bepaling Specifiek Oppervlak en Thermogravimetrische bepalingen
Van 5 monsters is het specifieke oppervlak van de fractie kleiner dan 150 u bepaald. Het specifieke oppervlak is de grootte van het
oppervlak van de gezamenlijke gronddeeltjes in 1 g grond. Dit oppervlak is van belang in verband met de reactie van de grond met water en met de daarin voorkomende moleculen en ionen. In het algemeen zal een grond met een groter specifiek oppervlak sterker reageren op veranderingen in watergehalte. Het specifieke oppervlak van de
pagina: -24- " L , — GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. 9 B E DELFT
datum: april 1987
monsters is bepaald door middel van het meten van de hoeveelheid
Ethyleen-glycol-monoethylether (EGME) die de monsters adsorberen onder
vacuüm in aanwezigheid van CaCl2. EGME vormt na verloop van enige
weken onder de gespecificeerde omstandigheden een dunne laag van bekende dikte op het oppervlak van de gronddeeltjes.
De Thermogravimetrische bepalingen geven inzicht in de samenstelling van grond door het meten van de gewichtsverandering van het monster bij bepaalde temperaturen. Veelal wordt deze methode toegepast in een uitgebreider thermisch onderzoek van de grond waarbij ook de
hoeveelheid opgenomen of afgestane warmte wordt bepaald, de zogenaamde Differentiële Thermische Analyse of DTA. Voor het huidige onderzoek wordt slechts gebruik gemaakt van het gewichtsverlies van monsters van
1000 mg bij verwarming met 11 °C per minuut tot circa 600 °C. In dit traject treedt op: Drogen van de grond tot 100 °C, kookpunt van vrij water onder atmosferische druk; dehydratatie van het oppervlak van de gronddeeltjes tot circa 180 °C; decompositie en oxidatie van organisch materiaal tussen ongeveer 250 en 500 °C; dehydroxillatie van stoffen als ijzerhydroxides tussen ongeveer 250 tot 600 °C. Overige reacties in het gebruikte temperatuursinterval hebben voor de onderzochte kleigronden geen significante betekenis. In het interval van 100 tot
180 ° C verliest de grond watermoleculen die aan de grond geadsorbeerd zijn. In het temperatuursbereik boven ongeveer 145 °C omvat dit
verlies ook de watermoleculen die hecht tussen parallel gepakte elementaire kleiplaatjes zijn gebonden.
De thermogravimetrische bepaling is in de eerste plaats uitgevoerd vanwege de verwachte relatie van de hoeveelheid hydratatiewater met
fysisch- chemische eigenschappen van de grond en met mogelijk daarmee verbonden eigenschappen als Atterbergse grenzen en
kationenuitwisselingscoefficient.
2.8 Kationenbezetting van de grond
De hoeveelheid en de samenstelling van aan de gronddeeltjes
geadsorbeerde positieve ionen, de kationenbezetting, is bepaald voor 8 monsters. Het is bekend dat de kationenbezetting een belangrijke
invloed uitoefent op grondeigenschappen als erosiegevoeligheid, mechanische sterkte en adsorbtie van water. Met name het verschil tussen de veel voorkomende relatief kleine tweewaardig positieve Calcium- ionen en de relatief grote eenwaardige Natrium- ionen die in zeewater domineren is algemeen bekend. Ook het stabiliserende effect van de relatief zeer grote eenwaardige Kalium- ionen op zwellende kleimineralen is bekend.
De totale hoeveelheid geadsorbeerde kationen in
equivalentladingseenheden (milligramequivalent, meq.) per 100 gram vaste stof van de grond is bepaald door de aanwezige kationen te
pagina- -25- - ^ x GRONDMECHANICA
pagina, o • ^ • ons kenmerk: CO- 275921/..
datum: april 1987
vervangen door ammonium- ionen, NH^ , en vervolgens de hoeveelheid Na te bepalen die de grond vasthoudt na spoeling met een
Na-acetaatoplossing. De hoeveelheid Ca- , Mg- , Na- en K- ionen in meq. van deze ionen is bepaald door met de atomaire adsorptie methode de hoeveelheden van deze ionen te bepalen die door een
ammoniumacetaatoplossing van de gronddeeltjes worden verdreven. De acetaatoplossing zal ook calciumcarbonaat, kalk, in de grond enigszins oplossen, waardoor de calcium- ionen- bezetting vaak enigszins te hoog lijkt.
De zogenaamde ESP- waarde wordt wel gebruikt voor vergelijkende onderzoeken van de invloed van Natrium- ionen en wordt berekend uit vergelijking van de hoeveelheid Na - ionen met de
kationenuitwisselingscoefficient:
ESP = (Na+) / CEC
waarin (Na ) de Natriumionenbezetting is in meq per 100 g grond en .CEC de kationenuitwisselingscoeficient is, eveneens in meq per lOOg grond.
2.9 Bepaling pF- curven
In onverzadigde grond heerst veelal een negatieve waterspanning. Deze waterspanning bepaalt onder evenwichtsomstandigheden de hoeveelheid water die de grond vasthoudt. De waterspanning bepaalt ook de kracht die door het water op de deeltjes en aggregaten van deeltjes kan worden uitgeoefend en de waterdruk (of partiële waterdampdruk) die ~. nodig is om water uit de grond te verwijderen. Een bepaalde grond heeft een specifieke relatie tussen de hoeveelheid water in de grond onder evenwichtsomstandigheden en de negatieve waterspanning in die grond. Deze relatie wordt in zogenaamde pF-curven uitgezet en
geëvalueerd. Deze pF- waarde van de grond is de t „ log van de negatieve
waterspanning in een grond in centimeters waterkolom. Er treedt vaak een verschil op tussen pF- curven die door uitdrogen van de grond zijn bepaald en pF- curven die bij bevochtigen zijn bepaald. De
eerstgenoemde is de meest algemeen gebruikte in de landbouwkundige praktijk en is ook hier bepaald. In figuur 5 zijn de pF- curven van monsters van de onderzochte locaties gegeven.
De pF- curve is bepaald door het meten van het watergehalte van
ringmonsters, diameter circa 0.06 m, bij bepaalde pF- waarden te weten 1.0, 2.0, 2.7 en 3.^, corresponderend met negatieve waterspanningen
van respectievelijk circa lkN/m* , 10 kN/m2 , 50 kN/m2 en 250 kN/tn2 . De
laatste, hoogste zuigspanning wordt teweeggebracht door het
monstermateriaal in evenwicht te brengen met de waterdampdruk boven een zoutoplossing van bepaalde sterkte. De lagere zuigspanningen worden aangelegd met behulp van pneumatische onderdruk.
fl
.
2, ^ ^ GRONDMECHANICA
pagina: -26- É ^ ons kenmerk: CO- 275921/..
datum: april 1987
2.10 Soorten organische stof
Organische stof in grond kan bestaan uit zowel levende als dode organische weefsels van velerlei samenstelling en opbouw en uit moleculair verdeelde stof. Het effect van de weefsels op het gedrag van grond wordt behalve door de hoeveelheid ook bepaald door de mechanische eigenschappen ervan en door de reactie van het oppervlak ervan met de omgevende vloeistoffen en minerale gronddeeltjes. De moleculair verdeelde organische stof is effectief in de grond doordat zij invloed heeft op de bodemvloeistoffen en op de oppervlakken van de gronddeeltjes waaraan de moleculen geadsorbeerd of chemisch gebonden kunnen zijn. Teneinde de samenstelling van de organische stof in de kleibekledingen na te kunnen gaan om mogelijke invloeden op het gedrag ervan te kunnen karakteriseren, is een eerste analyse van de
organische stof in de grond uitgevoerd. De analyse betreft het vaak gebruikte verschil tussen:
- organische stoffen die niet oplossen;
- organische stoffen die in basisch milieu oplosbaar zijn;
- organische stoffen die in zowel basisch als in zuur milieu oplosbaar zijn.
De laatste beide organische stoffen zijn bekend als respectievelijk huminezuren en fulvozuren.
Het is bekend dat de samenstelling van de organische stof van invloed is op bijvoorbeeld erosiebestendigheid van kluiten grond. Ook is voor het maken van cementmortel bijvoorbeeld niet het organisch stofgehalte maar de hoeveel fulvozuur in het zand van belang omdat deze het
stabiliseren van het mengsel, het harden en de sterkte- eigenschappen van het beton sterk beinvloeden.
Van 8 monsters is de hoeveelheid huminezuur en fulvozuur bepaald door het koolstofgehalte te bepalen in het filtraat van een verdunde
natronloog- suspensie van de grond. Aan dit filtraat wordt vevolgens HC1 toegevoegd, waarna opnieuw wordt gefiltreerd. Het koolstofgehalte van het laatste filtraat geeft een maat voor de hoeveelheid fulvozuur in de grond en het koolstofgehalte van het eerste filtraat verminderd met dat van het laatste filtraat geeft de hoeveelheid huminezuur aan.
2.11 Vegetatieopnamen en weergegevens
Teneinde de omgevingsomstandigheden van de kleidekken met name wat betreft het onttrekken en het infiltreren van water, nader te kunnen bepalen is de begroeiing van de onderzochte locaties bepaald en zijn gegevens over het weer verzameld.
De begroeiing van de onderzochte locaties is beschreven door het maken van schattingen van de bedekkingspercentages van veel voorkomende gras- en andere plantesoorten en het noteren van het voorkomen van individuen van plantesoorten met een geringe dichtheid. Tijdens het
pagina: -2
7- — » GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/.. I f l H I D E L F T
datum: a p r i l 19&7"
verrichten van de veldwerkzaamheden zijn waarnemingen betreffende het beheer van de begroeiing van de dijk gedaan. Medewerkers van het
Polderdistrict Rijn en IJssel hebben een algemeen beeld van het beheer van de dijken geschetst. Van de locatie bij Kandia zijn gegevens
beschikbaar over het zaadmengsel dat na constructie van de dijk is ingezaaid en over het aanbevolen' kunstmestmengsel.
Van het KNMI zijn temperatuur- en zonnestralinggegevens betrokken van de stations bij Deelen en in Nijmegen voor de periode 2.5 weken voor de veldwaarnemingen in voorjaar, zomer en najaar. Neerslaggegevens van het station te Duiven zijn gebruikt. De gegevens over relatieve
vochtigheid en verdamping volgens de Penman- formule (waarin
temperatuur, relatieve vochtigheid, zonnestraling, windsnelheid) zijn gemiddelden van bepalingen voor de stations in Winterswijk en Andel
(KNMI districten 9 en 10). De meerjarige gemiddelden voor temperatuur, neerslag en zonneschijn zijn eveneens weergegeven (zie bijlage 6 ) .
GRONDMECHANICA
pagina: -2o- HÉHBiH | \ E I E T
ons kenmerk: CO- 275921/.. ^ ^ ^ B l / E L r l
datum: april 1987
3. RESULTATEN.
3-1 De opbouw van de dijken
In de bijlage 3 zijn dwarsprofielen van de onderzochte dijken gegeven met daarin de boorkolommen en de locaties van geo-electrisch onderzoek en de plaats van de NEA- sonde waarnemingen van watergehalte en
dichtheid. De locaties van de onderzochte dijken en de onderzochte klei in een depot zijn in figuur 1 aangegeven.
In de dijken bij Kandia en Westervoort is een bekledingslaag te
onderscheiden in de boorgegevens. Deze laag is minder dan 1 meter dik. De dijk bij Kandia ter plekke van de monsterlocaties wordt gekenmerkt door een middel- tot grofzandige kern. Bij de onderzoekspunten aan de teen van de dijk bij Kandia was op circa 0.8 m diepte soms een dunne uitloper van deze zandlaag aanwezig. De dijk bij Kandia ligt op een ongeveer 1 m dikke kleilaag welke een afscheiding vormt met een onderliggend siltig zandpakket met kleilensjes.
De grond in de dijk bij Westervoort is een zwak tot matig zandige grijsbruine klei en bevat schelpmateriaal. De bekledingslaag is enigszins kleiiger dan het merendeel van het dijklichaam.
Uit de beschrijving van medewerkers van het Polderdistrict Rijn en IJssel over de consistentie bij het aanbrengen van de grond die voor de kleibekleding in Westervoort en Kandia werd gebruikt is op te maken dat de grond toen zeer nat is geweest. De grond bij de locatie
Westervoort werd in dunne lagen aangebracht die enige tijd aan de lucht konden indrogen alvorens verder gewerkt kon worden.
In de dijk bij Giesbeek is geen bekledingslaag te herkennen. Uit de informatie van het Polderdistrict Rijn en IJssel en van de Provinciale Waterstaat blijkt dat de dijk in Giesbeek de rest is van een
gronddepot dat later in het gewenste dijkprofiel is gebracht. Deze grond is een zwak tot matig zandige en kleiige silt met schelpresten met een inhomogene opbouw waarin regelmatig zandlaagjes voorkomen.
3.2 Watergehalte van de dijkprofielen aan de hand van NEA- sond en geo- electrische waarnemingen
De gegevens van de NEA- sonde laten grote verticale variaties in volumiek watergehalte en droge dichtheid zien (zie bijlagen 7 ) • In deze variatie zijn verschillen in opbouw en de reactie van
watergehalte daarop te herkennen. Aan de hand van de gegevens van dichtheid en watergehalte is de verzadigingsgraad van de profielen bepaald voor de drie seizoenen. In de volgende alineas zal hier nader op worden ingegaan.
pagina: -29- — r GRONDMECHANICA
ons kenmerk: CO- 275921/..datum: april 1987
De diepere ondergrond van de locatie Westervoort is in het voorjaar verzadigd; aan de teen beneden 1.8 m en aan de kruin beneden 3 m- De verzadigingsgraad van 100 % neemt tot het najaar geleidelijk af tot iets boven de 90 % aan de kruin en 97 % op 2.7 m aan de teen. De
verzadigingsgraad in de bovenste decimeters van de kleibekleding op de kruinlocatie ondervindt sterke seizoensfluctuatie. Beneden ongeveer 0.5 m is deze variatie veel minder. In de bekleding aan de teen is het effect van een zandiger laagje op ongeveer 0.9 m te herkennen. Tot ongeveer 1.6 m is de grond aan de kruin en aan de teen zomers enige procenten minder verzadigd. De meting op I.36 m aan de kruin bij Westervoort is wellicht niet betrouwbaar gezien de extreem lage droge dichtheid.
In de NEA- sonde waarnemingen aan de verzadigingsgraad van de locatie Kandia zijn het zandpakket onder de dijk en de zandkern van de dijk uitegsproken. De waarnemingen in de zandlaag onder de dijk laten zien dat de sonde de verzadigde zone beneden de dijk niet heeft bereikt. De verzadigingsgraad van het gemeten deel van de zandlaag neemt af van 86
% in het voorjaar tot 66 % in november. De kleibekledingslaag op de'
zandkern heeft een verzadigingsgraad van 80 tot 90 %. De kleibekleding vertoont belangrijke seizoensschommelingen in de de bovenste
decimeters. De onderkant van de kleibekleding heeft echter voortdurend een hoge (=90 %) verzadigingsgraad door hogere watergehaltes. De basis van de zandkern van de Kandiadijk is in het voorjaar geheel verzadigd. In zomer en najaar daalt de verzadigingsgraad naar 96 %. Het water in het zandlichaam stagneert op de kleiige laag onder de dijk. De
verzadigingsgraad van de rest van het zandlichaam is zomers enigszins lager dan in voor- en najaar.
De verzadigingsgraad aan de teen van de locatie Giesbeek bereikt bijna 100 % op ongeveer 2.5 m in het voorjaar en neemt af tot 95 % in het najaar. Tot ongeveer 1 m beneden maaiveld blijft de verzadigingsgraad aan de teen ruim boven 90 % het gehele jaar door. Tussen 1.2 m en 2.6 m diepte is de grond echter onverzadigd. Het watergehalte onder het dijklichaam ter plaatse van de kruin neemt af van voor- naar najaar van 91 % naar 88 %. Onregelmatige verticale variatie in de bovenlaag van de dijk gedurende de drie seizoenen houdt verband met het effect van zandige laagjes die in de boringen zijn aangetroffen.
De resultaten van het geo-electrische onderzoek zijn gegeven in de bijlagen 8. In de zomer periode is de weerstand van de bovenlaag tot ongeveer 0.4 m, hoger dan in voor- en najaar. Deze variatie domineert de overige verschijnselen in de weerstandscurven. De overige variaties in de weerstandscurven zijn in grote lijnen in overeenstemming met de resultaten van de NEA- sonde bepalingen en met de opbouw van de dijk en de ondergrond zoals die uit de boringen naar voren is gekomen. De geo- electrische gegevens lijken voorshands weinig informatie toe te voegen aan de overige gegevens in het huidige stadium van het
onderzoek. Nadere analyse van de geo- electrische gegevens is derhalve niet effectief in dit stadium.
GRONDMECHANICA
pagina: -30- ÉBSlM D E L F T
ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
3.3 Weergegevens
De gegevens over het weer in de decaden (10- daagse perioden)
voorafgaand aan het veldonderzoek zijn in de bijlagen 6 gegeven. Het blijkt dat de gemiddelde dagtemperatuur in het algemeen vergelijkbaar is met het meerjaren gemiddelde behalve dat november enigszind koeler was. De neerslag in de novemberperiode was vergelijkbaar met het meerjarig gemiddelde voor die periode. De week voorafgaand aan het onderzoek in april was relatief erg nat , terwijl de week voor het onderzoek in augustus gemiddeld relatief droog was. De variaties in neerslag zijn echter nogal sterk, van 0 tot meer dan 10 mm per dag, en de verdeling van de neerslag in de tijd is eveneens onregelmatig zoals de grafieken (bijlage 6) laten zien.
3-4 Vegetatiebeschrijving
In de bijlage 9 is de beschrijving van de grasbedekking van de drie locaties gegeven in bedekkingsgraad of relatieve hoeveelheid van voorkomen van de plantensoorten. De grassoorten Poa trivialis (Ruw beemdgras) en Lolium perenne (Engels raaigras) zijn dominant op de dijken bij Kandia en Giesbeek. Op de dijk bij Westervoort hebben
Dactylis glomerata (Kropaar) en Arrhenatherum elatius (Frans raaigras) hoge bedekkingspercentages en heeft Urtica dioica (Grote brandnetel) een belangrijk aandeel in de vegetatie. In de bijlage 10 is het zaaigoed voor de locatie Kandia gegeven dat in 1964 is ingezaaid.
3.5 De samenstelling van de kleibekleding
In tabel 2 zijn de resultaten van de laboratoriumproeven betreffende de samenstelling van de kleibekledingen gegeven. De waarnemingen in de profielkuilen in de kleibekledingen geven aan dat er een aanzienlijke laterale en verticale variatie in samenstelling van de grond bestaat. De gegevens in tabel 2 zijn dan ook niet meer dan indicaties van de samenstellingsaspecten die van belang geacht worden.
De locaties zijn uitgezocht aan de hand van de geschatte lutumgehalten en deze variatie is ook duidelijk te herkennen in de diverse andere grootheden. Van de dijk bij Giesbeek zijn in november nog twee korrelgroottebepalingen uitgevoerd om de grote variatie in lutumgehalte op vooral die locatie te kwantificeren. De beide
monsters geven aan dat er op de plaats van de profielkuil in november lagen met een een aanzienlijk hoger lutumgehaltes voorkomen dan op de plaats van de kuil in april.
pagina:
-31-ons kenmerk: CO- 275921/..
datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
TABEL 2 : R e s u l t a t e n van de l a b o r a t o r t u m b e p a l l n g e n , s t a n d a a r d * c h e o i s c h e en a f k o r t i n g e n : V - l o c a t i e H e s t e r v o o r t ; K- locatie K a n d i a ; G- l o c a t l e G l e s b e e k ; H- locatie H a t t e a ; L- locatie L o o 2- teen van de d i j k : 3- kruin van de dijkv o o r b e e l d e n : U 2a locatie U e s t e r v o o r t teen G3o- .. G l e a b e e k kruin LOCATIE W2 lutuiagehalte ( g e v . 1 ) g e h a l t e a f s l l b b a a r ( g e v . t ) zandgehalte ( g e v . ï ) «3 37.6 8 0 . 0 8 . 2 K2 K3 21 36 36 02 . 7 . 7 . 7 03 5 . 3 19.9 21.2 9 . 3 «2.7 «0.2 6 9 . 3 36.» 39.2 H 35. 5 6 . 2 6 . 2 0 0 L 2«. « 0 . « 2 . 8 0 3 v l o e l g r e n s 66.2 6 5 . 8 5«.1 • 39.6 5 9 . 8 3 6 . 0 « 0 . 7 3 2 - 8 { g e v . t ) u i t r o l g r e n s 2 3 . « 22.1 2 0 . 3 1 5 . 2 2 2 . 2 1 5 . 7 1 8 . 9 1 6 . 6 (gev.t) p l a s t l c l t e l t s l n d e i «2.8 «3.T 33.8 2«.« 3 7 . 6 2 0 . 3 2 1 . 9 1 6 . 2 (gev.1) k a l k g e h a l t e 13.7 16.6 19.1 19.2 1 7 . 8 16.« 1 9 . 2 1 0 . 3 (ge».f) o r g a n i s c h a a t e r l a a l 2.2 2.8 3.0 1.7 2.» 1.8 1.7 2.2 gehalte ( g e v . t ) h u a l n e z u u r g e h a l t e 1 5 3 5 1 1 8 0 5 1 0 6 0 0 1 1 9 5 1 2 5 0 36» 11«1 (ag/IOOg) f u l v o z u u r g e h a l t e 325 «90 515 350 515 350 592 5»9 (•g/100g) CEC ( a e q / l O O g ) C a l c l u a g e a d s . ( a e q / l O O g ) H a g n e s l u a geads ( a e q / l O O g ) Kallua g e a d s . ( a e q / l O O g ) N a t r l u a g e a d s . (neq/!00g) N a C l - g e h a l t e 30.37 5 » . 8 9 5 6 . 2 «9.72 5 0 . » 5 «6.89 2«.2» 23.27 2 3 . « 32.7 « 5 . 2 32.2 3 5 . 9 36..« 2 5 . 7 2 0 . 7 2 « . 8 21.» 12.« 9.0 1 1 . 3 6.73 0.83 0.66 1.8! 0.93 1.91 0.99 1.22 0.53 0 . 2 3 0 . 2 2 2.50 1.8» 0.82 0 . 7 8 0 . 9 3 0.67 0 . 1 6 0 . t « 123.9 153.5 107.3 119.8 1 6 2 . 3 1 6 9 . 3 66.7 97.7 Eo ( g e l e i d b a a r h e i d ) 3'5 «20 2 2 0 315 «60 «30 275 2 2 5 (aS/a) s p e c i f i e k o p p e r v l a k • 1 7 6 . 9 9 « . 1 79 1 3 0 . » 1 » 2 . » ( a ' / g ) 1 0 0 - l « 5 ' C j e v . 2» 2 « . 5 1 6 . 5 1 1 . 0 1 8 . 5 8 . 5 1 0 . 0 9 . 0 v e r l i e s (ppa) 1 0 0 - l 8 0 * C g e v . 3 » . 5 3 5 . 5 2 2 . 0 1 « . 5 2 « . 0 1 0 . 5 1 1 . 5 1 2 . 5 v e r l i e s ( p p a ) pH ( z u u r g r a a d ) H,0 7 . 9 7 . 9 8 . 1 8 . 2 8 . 0 8.1 8 . 0 8.1 8.1 8 . 0 3 . 0 7 . 8 8 . 2 8 . 2 7 . 8 9 . 1 9 . 0 8 . 1 7 . 8 8 . 2 8 . 2 7 . 9 7 . 9 8 . 0 7 . 9 7 . 9 8 . 0 8 . 2 8 . 0 8.1 8 . 2 8 . 2
„ _ _ GRONDMECHANICA
-32- W^Ê^ n C I E T
ons kenmerk: CO- 275921/.. H i M H W E L P I
datum: april 1987
3-5-1 Standaardbepalingen
De droge dichtheid van de monsters en het watergehalte zijn samen met de daaruit berekende verzadigingsgraad en de aan de hand van figuur 5 bepaalde zuigspanning weergegeven in tabel 3» De droge dichtheid van
de monsters varieert tussen 1.27 en I.65 g/cm3 en het watergehalte
varieert tussen 20 en 36 ge\n.%. Uit de grafiek figuur 6 blijkt dat er een correlatie bestaat tussen het watergehalte en de droge dichtheid van de onverzadigde monsters.
In de figuur 6 zijn tevens de Atterbergse grenzen aangegeven voor de verschillende groepen monsters. Het merendeel van de 32 monsters heeft een watergehalte dat lager is dan dat van een consistentie- index, I , c van 0-5- Slechts 7 monsters hebben een consistentie- index lager dan 0.75 waarvan slechts 2 monsters met een consistentie- index lager dan 0.5. Er zijn dus: 26 monsters met Ic>0-5; 5 monsters met O-75> Ie >0-5; 2 monsters met
Ic<0-5-Het materiaal van de monsters met een lage consistentie- index heeft een lage plasticiteitsindex. Zo is het opvallend dat al de monsters van de kruin van de dijk van de locatie bij Giesbeek een consistentie-index tussen 0.5 en 0.75 hebben.
De Atterbergse grenzen op de locaties Giesbeek en Kandia zijn afhankelijk van de positie op de dijk. Bij de kruin zijn de
plasticiteitsindex en de vloeigrens aanzienlijk lager, circa 36 en 40
%, dan aan de teen, circa 60 en 5^ %• Deze verschillen zijn vele malen
sterker dan de verschillen tussen de beide locaties. De Atterbergse grenzen van de locatie bij Westervoort liggen hoger,
plasticiteitsindex ongeveer 43 % en vloeigrens ongeveer 66 %. De Atterbergse grenzen van de bekleding bij Hattum en de klei in het depot bij Loo zijn laag en vergelijkbaar met die van de kruinmonsters bij Giesbeek en Kandia.
De kalkgehalten van de kleibekledingen van de dijklocaties zijn hoog, circa 13 tot 20 %, veroorzaakt door met name het schelpmateriaal dat in de grond is aangetroffen. Het kalkgehalte van de klei in het bemonsterde depot bij Loo is ongeveer 10 %. De zuurgraad, pH, van de kleigronden is ongeveer 8 en vertoont weinig variatie, maximaal 8.2 en minimaal 7-8.
Het organische stofgehalte van de bekledingslagen en de grond in het depot is laag, 1-7 tot 3 %- Het gehalte vertoont nauwelijks relatie met het lutumgehalte en is voor de Kandia en Giesbeek locaties hoger aan de teen dan aan de kruin, respectievelijk 2.8 en 3% en 1.7- en 1.8
pagina: ~33~
ons kenmerk: CO- 275921/..
datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
TABEL 3. Resultaten van de laboratorlumbepalIngen van watergehalte, droge dichtheid en de daarvan afgeleide verzadlglngsgraad en
zuigspannlng (pF- waarde) volgens figuur 5.
LOCATIE: W2t W2t W2o W2o W2o H 3 t W3t W3o W3o W3o K 2 t K2t K2o K2o K2o K 3 t K 3 t K3o K3o K3o Q2t G2t G2o G2o G2o G3t G3t G3o G3o G3o H t L t DATUM: 8 5 0 8 851 1 8 5 0 1 8 5 0 8 8511 8 5 0 8 8511 8 5 0 1 8 5 0 8 851 1 8 5 0 8 851 1 8 5 0 1 8 5 0 8 8511 8 5 0 8 8511 8 5 0 1 8 5 0 8 8511 8 5 0 8 .8511 8 5 0 1 8 5 0 8 8511 8 5 0 8 8511 8 5 0 1 8 5 0 8 851 1 8 5 0 8 8 5 0 8 a f k o r t i n g e n : WATER GEHALTE ( ï ) 3 2 . 5 3 0 . 8 3 1 . 1 3 0 . 8 3 5 . 1 2 9 . 6 3 1 . 9 2 8 . 6 2 8 . 1 32.3 2 6 . 2 3 5 . 6 2 1 . 7 2 9 . 5 2 7 . 5 3 5 . 0 2 1 . 0 2 7 . 2 2 5 . 5 2 6 . 5 2 7 . 3 2 6 . 3 2 9 . 8 2 9 . 3 2 1 . 7 2 6 . 5 21 . 1 2 1 . 0 2 8 . 1 2 0 . 8 3 0 . 0 1 9 . 5 DROGE DICHTHEID ( t / m ' ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 W- l o c a t i e . 3 8 1 . 3 7 6 . 3 1 1 . 1 2 1 . 2 7 2 . 3 2 1 . 3 1 9 . 3 3 5 .101 .116 .199 .108 .189 .166 .517 . 311 .150 .156 .550 .501 .177 .193 . 3 6 0 . 380 . 6 0 2 . 1 6 1 . 5 5 7 . 181 . 5 0 9 . 6 1 7 . 1 8 1 . 6 1 3 VERZADIGINGS pF-WAARDE; GRAAD ( * ) 67.6 6 3 . 8 6 7 . 8 6 6 . 0 6 7 . 2 5 9 . 3 6 1 . 8 5 7 . 5 5 9 . 1 6 9 . 3 61.1 7 6 . 9 5 7 . 0 66/7 65.1 71 . 2 5 3 . 2 6 0 . 8 6 1 . 7 6 1 . 3 63.1 61.7 6 2 . 1 62.5 32.9 60.2 5 3 . 0 55.6 5 1 . 1 5 6 . 5 6 7 . 7 5 0 . 2 W e a t e r v o o r t ; K-(volgens f l g . 5) 2.82 2.86 2.86 2.97 2 . 8 1 3.00 2.95 3.02 3 . 0 3 2.98 3.07 2.86 3.06 2.91 2.96 2.73 3.03 2 . 9 1 2 . 9 9 2.96 2 . 7 1 2 . 7 8 2.85 2.87 3.07 2.63 2 . 8 8 2.91 2.76 3.02 l o c a t i e Kandia; voorbeelden:
G- locatleGle3beek-, H- locatie Hattem; L- locatie Loo 2- teen van de dijk; 3- kruin van de dijk
t- top, bovenin profiel ( 0.3 n diepte) o- onderin profiel ( 0.8 m diepte)
W2t- locatie Westervoort teen bovenin profiel G3o- ,, Gtesbeek kruin onderin profiel
pagina:
-34-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
.gemeten vochtgeroites 10 20 30 40 — watergehalte in • / . -50 1.0 20 X 40 watergerialte in •;•Figuur 5: pF- curven van teen en kruin monsters van boven- en
ondergrond van de drie locaties. Watergehalte is in gew. %
en zuigspanning is met de pF- waarde aangegeven (pF= l0log
(negatieve waterspanning in centimeters waterkolom) ) . Bij de curven is de gemeten variatie in watergehalte voor de locaties aangegeven.
pagina:
-35-ons kenmerk: CO- 275921/.. datum: april 1987
GRONDMECHANICA
DELFT
17.0 \ Y d r o o g = 1.967 - Q 0 1 8 W n \ H= HATTUM G = GIESBEEK Kr KANDIA S= WESTERVOOR Wp = uitrotgrens Wl = vloeigrens Ic = consistentie index 12 5 2 = monster nr. Wl G2(598) Wl K2 (54.1) Wl S2J662) Wl S3(65.6) 12.0 10 20 watergehalte (*'•)Figuur 6: Watergehalten en de daarbij gemeten droge dichtheid van de onderzochte dijksbekledingen. Tevens zijn in de grafiek de Atterbergse grenzen en het watergehalte behorend bij een consistentie- index van 0.75 (Ic= 0.75) aangegeven voor de locaties. De nummering van de punten in de grafiek komt overeen met die in figuur 15.
Wp= uitrolgrens; Wl= vloeigrens; watergehalte; (..)= watergehalte bij Ic= 0.75.
