15-5-2012
Bresgevoeligheid van dijken
Sterkte-onderzoek bekleding overloopdijken Patrik Peeters
www.watlab.be
1
15-5-2012
Modelleren
WERKELIJKHEID NUMERIEKE MODELLEN
SCHAAL MODELLEN
IN-SITU METINGEN
Overstromingen in 1906, 1953 & 1976
2
15-5-2012
Sigmaplan anno 1977 (Plan “O”) - Dijkversterking en -verhoging - 13 GOG’s
GOG Tielrodebroek
Durme Schelde
Beneden-nete
Sigmaplan anno 1977
Overloopdijk (zomerdijk)
GOG Bovenzanden
Ringdijk (winterdijk) Rupel
3
15-5-2012
GOG-werking GOG
Ringdijk
Schelde
Overloopdijk
2 3 1 4
Sigmaplan anno 1977 - Stormvloedkering - Veiligheidsnorm: T10000 90 m
90 m
123 m 120 m
54 m
54 m
54 m
4
15-5-2012
Geactualiseerde Sigmaplan (2005) • Wijzigende randvoorwaarden • Nieuwe inzichten in waterbeheer • Ontwerpcriterium van één terugkeerperiode verlaten • Veiligheid + Natuurlijkheid • Reductie van overstromingsrisico (aanvaardbaar veiligheidsniveau) • MWeA: Combinatie van dijkwerken en inrichting overstromingsgebieden via optimalisatieprocedure in MKBA • Schade alleen door overloop: te optimistisch • Bresvorming bij overschrijding waakpeil: te conservatief
Geactualiseerd Sigmaplan Veiligheid + Natuurlijkheid
5
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Faalmechanismen
Afdeling Geotechniek
Ontwerp, toetsing & beheer • Ontwerpregels
• Toetsregels
• Op het terrein
• Maatgevende condities: toekomst
• Maatgevende condities: vandaag
• Levensduur
• Veiligheidsfactoren • Werkelijke sterkte
• Bewezen sterkte
• Geen schade toegelaten
• Via inspecties (ad hoc)
• Toetsingscyclus
6
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Inschatten bresgevoeligheid • Dijktoetsing • GIS-tool ‘Dijktoets’ (snelle identificatie potentieel zwakke plekken) • Inschatten van faalkansen (probabilistische methode)
• Beeldvorming dijkopbouw • Standaardstrategie • Specifieke strategieën per faalmechanisme
• Dijkmonitoring • Remote sensing • Mobile mapping • Sensortechnologieën
• Prototypeproeven • Golfoverslagproeven (december 2010) • Bresproeven (mei 2012) • Overloopproeven
Afdeling Geotechniek
Dijkmonitoring
Hansje Brinker BV Afdeling Algemene Technische Ondersteuning Cel Fotogrammetrie – Topografie
7
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Bestaande overloopdijken
Afdeling Geotechniek
Bestaande overloopdijken
8
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Vereisten (OSA-)bekleding • Elasticiteit • Naadloosheid • Effenheid • Doorlatend • Sterkte tegen erosie • Duurzaam • Begroening
Afdeling Geotechniek
Aannames bij ontwerp toen • Overloopdebiet: q = Cd h3/2 met Cd = 1,54 – 1,58 • Talud: 12:4 (1:3), of beter 16:4 (1:4) en 20:4 (1:5) • Stroomsnelheden en waterhoogtes obv. modelproeven met waterhoogtes opwaarts tot 0,5m (extrapolatie tot 1m) • Geen langsgracht (ofwel langsgracht vóór aanvang onder water zetten) • Waterdoorlatend • Gronddicht via geotextiel • Laagdikte: 12 – 15 cm (steenmaat 20/40 mm) Bron: Taverniers (1988)
9
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Nieuwe overloopdijken
Typeprofiel
10
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Schade aan overloopdijken
Afdeling Geotechniek
Vragen beheerders • Actuele sterkte van circa 25 km (G)OSA) na 25 jaar? • Toelaatbare snelheden • Effect langsgracht • Doorlatendheid • Stabilisatie watersprong
11
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Detectie schade OSA-bekleding • 3D GPR
Afdeling Geotechniek
Detectie schade OSA-bekleding • Valgewicht-deflectiemetingen
• Asfaltrek onderaan bekleding afleiden • Maat voor de sterkte van de bekleding
12
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Sterkteonderzoek OSAbekleding • Boren van kernen open steenasfalt bestaande overloopdijken • • • • •
Bepalen van de laagdikte Bepalen van de stijfheid Bepalen van de breuksterkte Bepalen van de dichtheid van het proefstuk en van het mengsel Bepalen van de samenstelling (bitumengehalte & percentage holle ruimte) • Bepalen van de waterdoorlatendheid
Afdeling Geotechniek
Belasting bij overloop vandaag • Opwaartse waterhoogte: 1-2m • Afwaartse waterhoogte: variabel • Verwachte stroomsnelheden: • Tot 7 m/s bij 20:4 • Tot 11 m/s bij 12:4
• Toelaatbare stroomsnelheid OSA: 6-7 m/s (TAW, 1984) • GOSA®? •…
13
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Overloopproeven OSAbekleding
Afdeling Geotechniek
In situ • Via krachtige pompen • Mbv. overslagsimulator •…
14
15-5-2012
Afdeling Geotechniek
Stroomgoot van CSU
Stabiliteitsanalyse bekleding bij overloop … • Cfr. ASTM D7276 (2008) & ASTM D7277 (2008) • State-of-the-practice for hydraulic analysis and system stability analysis of articulating concrete block systems • State-of-the-practice for full-scale hydraulic performance testing of articulating concrete block systems
15
15-5-2012
Schade & geulvorming …
Afdeling Geotechniek
Resultaten … • Toelaatbare stroomsnelheden/schuifspanningen • Evenwichtsvergelijking/veiligheidsfactoren • Sterkte ifv. • Talud • Laagdikte • Doorlatendheid • Ondergrond • Samenstelling • Ouderdom •… • Effect watersprong •…
16
15-5-2012
Vragen?
• www.watlab.be • www.waterstanden.be • www.sigmaplan.be
hic@vlaanderen.be Berchemlei 115 2140 Borgerhout
17