· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Het voorliggende rapport geeft een samenvatting en totaaloverzicht van de inhoudelijke resultaten tot dusver in het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen (OKS). Het betreft fase 2 van project Evaluatie en Bijsturing OKS. Tezamen met de evaluatie van het proces in fase 1, vormt deze vastlegging van de inhoud een basis voor het komen tot een voorstel voor bijsturing van het onderzoeksprogramma in fase 3. De hoofdmoot van de werkzaamheden heeft bestaan uit het bestuderen en samenvatten van de formele onderzoeksrapporten (in enkele gevallen is dat ook gedaan voor belangrijke conceptrapporten). Voor zover wenselijk, bijvoorbeeld ter verduidelijking van bepaalde details, is in aanvulling hierop bilateraal contact gezocht met de opdrachtbegeleiders. De samenvattingen voor de verschillende Deelonderzoeken zijn in dit rapport in afzonderlijke hoofdstukken gepresenteerd. In het afsluitende hoofdstuk 18 is vervolgens een overzicht gemaakt van de diverse onderzoeken, inclusief hun samenhang. Een goed overzicht kan worden verkregen wanneer de onderzoeken worden ingedeeld per faalmechanisme, met daarbinnen een onderscheid tussen enerzijds het vergroten van fysisch begrip (onderzoek invloedsaspecten) en anderzijds de verwerking in rekenregels In de navolgende figuur wordt dit zichtbaar gemaakt (overgenomen uit hoofdstuk 18). De samenhang tussen de onderzoeken blijkt soms zeer groot (bijvoorbeeld Reststerkte en Klemming), maar andere staan op zich zelf (Afschuiving, Ingegoten bekledingen en Noorse steen). In hoofdstuk 18 wordt ook een samenvattend overzicht gegeven van op de belangrijkste resultaten tot dusverre. Enkele deelonderzoeken zijn zover gevorderd dat er al een indruk ontstaat van de eindresultaten: · scheve golfinval: de ‘zorg’ vooraf over inval tussen 30° en 60° lijkt mee te vallen terwijl voor schuinere inval enige aanscherping mogelijk lijkt; · lange golfperiode: in lijn met de verwachting lijkt enige aanscherping mogelijk voor lange periodes, vooral bij open bekledingen; · basalt: de ‘zorg’ vooraf dat basalt ongunstiger is dan betonzuilen lijkt te worden bevestigd, maar het probleem zou mee kunnen vallen doordat het vooral speelt bij niet-‘ingegolfde’ bekledingen terwijl basalt in de praktijk meestal in vaak belaste zones ligt; · inslibbing: de gehoopte aanscherping lijkt niet te zullen worden gerealiseerd; · afschuiving: in lijn met de verwachting lijkt het mogelijk om aan te tonen dat het faalmechanisme voor veel bekledingen niet relevant is; · Noorse steen: een nieuwe, scherpere toetsregel lijkt op korte termijn haalbaar. Bewezen sterkte speelt hierin een belangrijke rol. Voor enkele andere aspecten is weliswaar al veel werk verricht, maar is binnen OKS nog meer onderzoek nodig om te kunnen inschatten in welke richting de eindresultaten zich bewegen. Het betreft de invloedsaspecten klemming (in relatie tot reststerkte), golfklappen en belastingduur, het rekenmodel ZSteen en het bekledingstype Ingegoten bekleding.

Binnen het onderzoeksprogramma Steenbekledingen heeft voorliggend rapport betrekking op de verdere uitwerking van onderdeel 5.1: 'Algemeen Onderzoek; Toepassing probabilistische rekenmethoden; Kapstok probabilisme'. Een eerste opzet van dit onderdeel is reeds eerder gerapporteerd [Fugro 2004]. Het totale onderzoeksprogramma is nader beschreven in [Fugro 2003]. Dit rapport is als volgt opgebouwd. In hoofdstuk 2 wordt het onderzoek gedefinieerd en afgebakend, en worden de probleem- en doelstelling beschreven. In hoofdstuk 3 wordt ingegaan op de toegeleverde lijst met geselecteerde cases, aan de hand waarvan de verdere inhoudelijke uitwerking van de probabilistische kapstok gestalte zou moeten krijgen. Uit deze lijst is vervolgens een case geselecteerd die in het kader van dit deelonderzoek daadwerkelijk concreet wordt uitgewerkt. Na een eerste deterministische beoordeling van deze case en een schets van de beschikbare mogelijkheden voor probabilistische beoordeling zijn een tweetal besprekingen gehouden met diverse deskundigen op het gebied van bekledingen. Naast een overzicht van de belangrijkste bevindingen uit deze besprekingen zijn tenslotte ook de resultaten van de verdere behandeling van de geselecteerde case beschreven. In hoofdstuk 4 worden interpretatie, conclusies en consequenties van de bevindingen uit de case beschouwd. Tenslotte wordt in hoofdstuk 5 nog eens expliciet teruggekoppeld naar het in het tweede hoofdstuk geformuleerde onderzoeksdoel. Een overzicht van het totale onderzoeksprogramma is gegeven in bijlage 1. De belangrijkste gegevens van de in het kader van deze studie geselecteerde eerste vier cases zijn verzameld in bijlage 2. De deterministische toets van de hieruit geselecteerde eerste daadwerkelijk uit te werken case met behulp van het excel-programma 'Steentoets' is weergegeven in bijlage 3. De verslagen van de genoemde besprekingen met de bekledingdeskundigen zijn opgenomen in bijlage 4. De mede naar aanleiding van die besprekingen verder uitgewerkte gebeurtenissenboom, die basis zou moeten vormen van de probabilistische uitwerking van de gekozen case, is gegeven in bijlage 5.

In deze rapportage wordt de toetsing van steenbekleding op een helling gedurende belasting door golven behandeld. De werking van het golffront en golfklap worden hierin constructief benaderd. Afgesloten wordt met de dynamische respons en de zwakte punten in de toplaag.

Dit rapport is een onderdeel van het Onderzoekzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen. Het betreft onderzoek op deelplan 7.3 naar de kennisleemte omtrent de bijdrage van klemming aan de stabiliteit van steenbekledingen onder golfaanval. Er is een mechanicamodel beschikbaar voor de bijdrage van klemming. Dit model gaat uit van de aanwezigheid van normaalkracht in de toplaag. De wrijving van de toplaag over de onderlaag beïnvloedt deze normaalkracht. De normaalkracht is bepalend voor de moment- en dwarskrachtcapaciteit van de toplaag, en daarmee voor de stabiliteit onder waterdrukken die groter zijn dan het effectieve gewicht van de bekleding. Deze fenomenen zijn onderzocht middels laboratoriumproeven. Dit rapport is het meeten analyseverslag van de proeven. Er is een wrijvingsproevenserie uitgevoerd met 37 proefnemingen met intotaal 368 meetwaarden. Het blijkt dat over de grootte en over de beïnvloedende fatoren relevante en statistisch betrouwbare uitspraken kunnen worden gedaan. De gemiddelde wrijving blijkt ca. 0.6. Deze bevinding is in overeenstemming met de literatuur. De lengte van de glijweg, de korrelgrootte, de elementgrootte en de verandering van richting van de beweging blijken van significante invloed. De validatie van het mechanicamodel is uitgevoerd middels trekproeven (49 stuks op een wrijvingsloze bedding en 12 stuks op een bedding van steenslag), waarbij een strook van 1.5 m breedte in breedterichting uniform belast is. In lengterichting is de belasting sinusvormig met variabele lengte. De belasting representeert de druk die onder de bekledingen optreedt bij golfbelasting. Het blijkt dat de trekproefresultaten trendmatig goed overeenkomen met de predicties volgens het model. De kwantitatieve resultaten laten zich verklaren met verfijningen in het model. Het onderzoek biedt een goede basis voor bureaustudie en mogelijk ook voor toekomstige toepassing van een stabiliteitsbijdrage van klemming in ontwerp en toetsing van steenbekledingen.