Page 41

Figuur 4 - IJkdijk proef met hoge waterstand aan de bovenstroomse kant, maar nauwelijks piping benedenstrooms. Bij het ondoorlatende scherm met pipe is er een forse sprong in de potentiaal en zal er over het ondoorlatende scherm een relatief groot drukverschil zijn. Wanneer het zand aan de benedenstroomse zijde onvoldoende korrelspanning heeft door het boven beschreven mechanisme piping door heave, zal het scherm niet meer ondersteund worden en kan het omklappen. Uit vergelijking van de eerste en tweede berekening is al één conclusie mogelijk. Een ondoorlatend scherm en een geotextiel van 0.5 m leiden, in de situatie zonder pipe, beide tot dezelfde horizontale verhangen aan de uitstroomzijde, want voor x < 20 m lopen de lijnen

van de eerste en tweede berekening bijna over elkaar heen. Het begin van een erosiepipe volgens het eerste mechanisme zal dus in beide situaties even snel optreden. Dit zal het geval zijn bij hetzelfde verval over de dijk als in de situatie zonder geotextiel, omdat het doorlatende geotextiel nauwelijks invloed heeft op de stroming. Figuur 6 toont het verloop van de potentiaal en verticale verhang juist benedenstrooms van het geotextiel of scherm in het zandpakket op verschillende dieptes voor x = 22 m voor de 4 berekende situaties. Het verhang is van belang voor het tweede piping mechanisme: fluïdisatie

Figuur 5 - Verloop potentiaal in het zand juist onder de kleilaag van de dijk over een dwarsdoorsnede door de dijk. Het geotextiel is op x= 22 m aangebracht.

40

Geokunst - januari 2014

door verticaal verhang. Een pipe blijkt in beide situaties (berekening (2) en (4)) een behoorlijk naar boven gericht verticaal verhang op te leveren; nog iets meer voor een ondoorlatend scherm dan voor een doorlatend geotextiel, maar de verschillen zijn klein. Voor de constructies zonder pipe is dit verticale verhang een stuk kleiner en in het geval van de situatie met een doorlatend geotextiel (berekening (1)) zelfs verwaarloosbaar klein. Als het verhang over de gehele hoogte van het geotextiel groter dan 1 wordt, zal het zand fluïdiseren en het geotextiel wegklappen. De pipe kan dan het geotextiel passeren met als gevolg dat de constructie alsnog bezwijkt. Nu zijn de afmetingen en stijghoogtes in de berekeningen op dezelfde manier gekozen als bij de IJkdijkproef met het geotextiel als pipingremmend scherm en dan blijkt uit de berekeningen dat het verticaal verhang in alle gevallen kleiner dan 1 is. De dijk zou dus in geen enkel geval bezweken volgens het mechanisme piping door heave. Wel is duidelijk dat in de situatie met ondoorlatend scherm en pipe (berekening (4)), het verticale verhang in de buurt van de 1 komt. Met de vrij grote kracht op het scherm door het potentiaalverschil zou al een gevaarlijke situatie kunnen ontstaan. Deze situatie is echter niet getest in de IJkdijkproeven. Bij het doorlatende geotextiel is ook met pipe het verhang kleiner dan 1. Het geotextiel zal dus nog niet omklappen en de constructie is ook bij dit verval over de dijk (het grootste verval dat in

Profile for Uitgeverij Educom

Geotechniek januari 2014  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Geotechniek januari 2014  

Onafhankelijk vakblad voor het geotechnische werkveld

Advertisement