Page 31

In MSeep en PlaxFlow zijn de grondlagen ingevoerd zoals opgenomen in het basismodel in figuur 1, inclusief de betreffende diktes en eigenschappen van de zand – en grindlaag. In de analytische formule van Sellmeijer is voor de doorlatendheid een gewogen gemiddelde genomen en voor de korrelgrootte parameters de eigenschappen van de hoogst gelegen watervoerende grondlaag. Voor Bligh zijn de eigenschappen genomen van de hoogst gelegen watervoerende grondlaag.

Figuur 2 - Het basismodel met variatie in achterland en grondopbouw Tabel 3: variatie in situaties Variatie in achterland

Variatie in grondopbouw

1. Zonder deklaag

10 m zand

2. Smal opbarstkanaal (met deklaag)

3 m zand en 7 m grind

3. Breed opbarstkanaal (met deklaag)

1 m zand en 9 m grind

In deze benadering weegt de doorlatendheid van de grindlaag zwaarder mee dan de doorlatendheid van de zandlaag, hierdoor ontstaat er een hoge stroomsnelheid in het watervoerend pakket maar wordt er toch een kleine korreldiameter toegepast. In het afstudeeronderzoek hanteren wij de bovenstaande benadering omdat het hierdoor een conservatieve aanpak is. Bij de methode Bligh wordt geen doorlatendheid van de watervoerende laag meegenomen. In de praktijk worden de eigenschappen van het eerste watervoerende pakket (in dit geval zand) toegepast, ongeacht of het grind voor een grote watertoevoer zorgt of niet (dit wordt gedaan in de Ccreep-factor).

PlaxFlow en MSeep. Methode In het afstudeeronderzoek zijn de analytische regels Bligh en Sellmeijer en de eindige elementen computermodellen PlaxFlow en MSeep naast elkaar gelegd om de verschillen van de methodes in beeld te krijgen. Vervolgens zijn meerdere situaties beoordeeld waarin gevarieerd is in: • aanwezigheid deklaag • aanwezigheid van grindlaag • dikte zand- en grindlaag

Naast de analytische methode heeft Deltares het computerprogramma MSeep waarin de methode Sellmeijer in een eindige-elementen model verwerkt is, maar deze wordt in de praktijk nauwelijks toegepast. Voor onderzoeksdoeleinden wordt MSeep wel toegepast.

Er is één representatief basismodel aangenomen voor het gebied rondom de Maas, deze is weergeven in figuur 1. Om een vast uittreepunt te verkrijgen is er een kwelsloot gemodelleerd in het achterland. Uit berekeningen volgt dat de deklaag hier zal opbarsten. Naar analyse van boorgegevens is de dikte van de watervoerende laag op tien meter vastgesteld.

Het stromingsbeeld van een tweelagenmodel (zand en grind onder de deklaag) komt in de analytische formules van Bligh en Sellmeijer niet expliciet naar voren, maar kan wel heel veel invloed op het faalmechanisme hebben. Daarom is dit in het afstudeeronderzoek nader onderzocht met de eindige elementen modellen

De genoemde variatie in het basismodel resulteert in totaal 9 situaties welke zijn weergegeven in figuur 2. Bij alle situaties zijn de stromingsbeelden en kritieke waterhoogtes geanalyseerd, om zo het risico op piping in kaart te brengen.

30

Geotechniek - Januari 2014

In MSeep is de methode Sellmeijer verwerkt. Daarmee kan het risico op piping direct worden geanalyseerd, waarbij in het stromingsbeeld dus ook al rekening is gehouden met de 2 watervoerende grondlagen. Het programma PlaxFlow kan niet het risico op piping bepalen maar is louter gebruikt om het stromingsbeeld gedetailleerder in beeld te brengen en het stromingsbeeld uit MSeep te toetsen.

Resultaten Kritiek verval bij wisselende bodemopbouw Aan de hand van de vigerende rekenregels zijn, zo goed als het met de betreffende rekenregels mogelijk is, de kritieke vervallen bepaald. Deze zijn in onderstaande tabel weergegeven (tabel 4). De kritieke vervallen zijn hierin bepaald door de grindlaag: met de methode Bligh niet mee te nemen, met de methode Sellmeijer conservatief mee te nemen (gewogen gemiddelde van de doorlatendheid) en in MSeep als aparte watervoerende laag mee te nemen. Allereerst zijn de kritieke vervallen met elkaar vergeleken. Hieruit volgt dat de kritieke vervallen voor zowel MSeep als de analytische methode van Sellmeijer afnemen naar mate er meer grind in de ondergrond aanwezig is. Dit wil zeggen dat er minder water tegen de waterkering aan mag staan en het risico op het optreden van piping toeneemt. In de formule van Bligh wordt alleen de pipinggevoelige laag (hier alleen de zandlaag) in beschouwing genomen, waardoor de kritieke vervallen gelijk blijven ongeacht het wel of niet aanwezig zijn van een grindlaag. In tabel 4 zijn de resultaten weergeven. Ook is te zien dat bij gebruik van de analytische methode van Sellmeijer er een duidelijke overschatting van het te keren kritiek verval in vergelijking met MSeep optreedt indien het watervoerend grondpakket uit één homogene zandlaag bestaat (zie tabel 4, grondopbouw bestaat uit 10 meter zand). Hierbij wordt ervanuit gegaan dat in MSeep het kritieke verval nauwkeuriger bepaald wordt dan in de formule Sellmeijer.

Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek januari 2014  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Geotechniek januari 2014  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Advertisement