· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Meetverslag Er is ook nog een Band A met Tekst (inleiding, beschrijving etc.)

In dit rapport zijn de resultaten van een studie naar het gedrag van een homogene kleilaag onder invloed van golfbelastingen en golfklappen samengevat. Deze studie vond plaats in het kader van langlopend onderzoek naar de rest sterkte van een kleilaag onder gezette steen bij waterkeringen. Het rapport bevat allereerst een analytische uitwerking van de gangbare Biot theorie over het gedrag van een poreus medium onder golfbelasting. De eventueel aanwezige structuur in de klei is hierbij vertaald in gehomogeniseerde materiaalparameters. Uit de theorie is een "fluïdisatie-criterium" afgeleid: over een zekere diepte kan het verschil in opgelegde waterdruk aan het oppervlak en de waterdruk op enige diepte zodanig zijn, dat het effectieve gewicht van de tussenliggende grond plus de aanwezige treksterkte wordt overschreden. Naast deze Biot uitwerking bevat het rapport ook een nieuwe, volledig analytische oplossing om uitgaande van genoemd fluïdisatie criterium het verloop van het fluïdisatie front als funktie van de tijd te berekenen. Een parametrische studie op basis van de genoemde analytische benadering leverde onder meer als conclusie op, dat met name het luchtgehalte van het grondwater en de stijfheid van het korrelskelet van doorslaggevend belang zijn voor het optreden van sterke drukgradiënten en dus voor fluïdisatie. In de literatuur zijn aanwijzingen gevonden, dat de stijfheid van het korrelskelet groter is onder een golfklap dan onder normale golfbelasting. Kwantitatieve gegevens voor klei zijn echter niet beschikbaar. Een nadere beschrijving van de relatie tussen belastingsnelheid en stijfheid van het korrelskelet is in dit rapport opgenomen. Enkele verschillen in gedrag van de klei onder quasi-statische belasting en onder golfklappen zijn in dit rapport aangegeven. Naast een mogelijk verschil in stijfheid van het korrelskelet is ook sprake van grotere drukgradiënten onder golfklappen. Daarnaast kan de belastingamplitude bij golfklappen een orde hoger zijn dan bij quasi-statische golfbelasting. Bij golfklappen treden zeer lokale belastingen op, waardoor schuifspanningen in de kleilaag ontstaan. Fluïdisatie leidt tot een aanzet tot opdrukken van een dunne toplaag. Daarmee is nog niet gezegd, dat het omhoog gedrukte materiaal ook wegspoelt. Hiervoor is ten eerste nodig, dat de toplaag voldoende ver opgedrukt wordt om de samenhang in de toplaag te verbreken. Daarnaast moet het losgeslagen materiaal bijvoorbeeld door langsstroming langs het talud worden afgevoerd. Rekening dient gehouden te worden met de tijd die nodig is voor de toestroming van water. Wanneer de toplaag door de overdruk omhoog wordt gedrukt, zal er water vanuit de kleilaag toe moeten stromen om de groeiende holte onder de opgedrukte laag op te vullen. Indien het water niet snel genoeg kan toestromen, dan zal het drukverschil onmiddellijk sterk afnemen. Gebleken is, dat laatstgenoemd effect aanzienlijk is. Derhalve dient bij nader onderzoek prioriteit gegeven te worden aan een beschouwing van de faalmechanismen in de gefluïdiseerde toestand. Het effect van herhaalde belastingwisselingen en de daaruit volgende degradatie van de klei (vermoeiingseffeet) is daarbij één van de aandachtspunten. Andere aandachtspunten zijn het effect van onverzadigde zones in de klei en de voortplanting van drukken in een deels gescheurde klei.