· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Korte inleiding voor het gebruik van het programma Steentoets2008.

In opdracht van Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde heeft Royal Haskoning een onderzoek uitgevoerd dat een overzicht oplevert van de relevante kennisleemtes, gerelateerd aan de oppervlakken bekleding waarvoor de kennisleemtes van toepassing zijn. Het onderzoek beoogt antwoord te geven op de volgende vragen: • Wat kost het in tijd en geld om de kennisleemtes op te lossen; • Wat kost het als de kennisleemtes niet worden opgelost; • Wanneer komt de uitvoering in de verdrukking op basis van de huidige kennis; • Hoe is het landelijk beeld m.b.t. kennisleemtes versus uitvoering; • Wat zijn de consequenties op de lange termijn. Ten aanzien van de oppervlakken is het onderzoek gericht op Westerschelde, Oosterschelde en IJsselmeergebied. De toetsingsresultaten in de vorm van Steentoetsbestanden vormen hiervoor de basis. De overige watersystemen worden slechts kwalitatief beschouwd.Ten aanzien van de kennisleemtes wordt alleen gekeken naar de faalmechanismen van de bekleding zelf. In dit onderzoek wordt niet expliciet gekeken naar de reststerkte (in TAW -kader wordt een aparte inventarisatie uitgevoerd naar deze kennisleemte ) en ook niet naar de specifieke aspecten van overgangsconstructies van dijken naar duinen. De berekeningsmethoden van hydraulische randvoorwaarden vallen ook buiten het onderzoek, maar de verwerking van bijzondere randvoorwaarden (zoals extreem lange golfperioden) in de rekenregels voor steenzettingen valt er wel binnen. In de afweging of onderzoek naar kennisleemtes nodig is, kunnen ook niet-monetaire aspecten een rol spelen (landschap, duurzaamheid, etc.). Deze aspecten worden in dit onderzoek niet bekeken (maar moeten in de uiteindelijke afweging wel een rol spelen). De opbouw van het rapport is als volgt: • hoofdstuk 2: afweging en selectie van de kennisleemtes, leidend tot de set van 7 leemtes waarmee de kosten-batenanalyse wordt uitgevoerd; • hoofdstuk 3: berekening van het steenzettingenareaal waarin de geselecteerde leemtes een rol spelen. Het resultaat is een overzicht van de oppervlakte per kennisleemte; • hoofdstuk 4: beschrijving van de resultaten van de enquête en interviews, met als resultaat het benodigd onderzoek per kennisleemte (inclusief doorlooptijd en kosten) en de mogelijke aanscherping van de rekenregels ten gevolge van onderzoek; • hoofdstuk 5: berekening van de baten en vergelijking daarvan met de kosten; • hoofdstuk 6 en 7: conclusies en aanbevelingen.

In het Technisch Rapport Steenzettingen word! in het onderdeel Achtergronden ingegaan op het begrip bewezen sterkte. In sommige gevallen kan worden beredeneerd dat de maatgevende omstandigheden zich al hebben voorgedaan; als de bekleding In die omstandigheden geen schade heeft opgelopen dan kan bij de beoordeling (alsnog) een score "goed" worden toegekend. In de praktijk is het zeer moeilijk om voor een concreet bekledingsvak aan te tonen dat het veilig is op basis van bewezen sterkte: daarvoor moet worden aangetoond dat alle parameters op eenzelfde moment in het verleden dezelfde of een ongunstiger waarde hebben gehad dan de ontwerp- of toetswaarden. De kans op succes is groter voor een andere vorm van bewezen sterkte: voor specifieke bekledingstypen die op een bepaalde locatie een zware, maar niet maatgevende belasting hebben ondergaan, is aangetoond dat ze een zekere sterkte kunnen leveren. Op basis daarvan kan worden aangetoond dat het betreffende bekledingstype toepasbaar is op een andere locatie met minder zware randvoorwaarden. Specifiek kan dit bijvoorbeeld gelden voor ingezande en ingeslibde basaltzuilen. Ook bij daze werkwijze moet worden aangetoond dat alle relevante parameters in hat praktijkgeval niet gunstiger waren dan de rekenwaarden van het bekledingvak dat word! getoetst. Er is tot op heden nog geen bruikbare methodiek ontwikkeld om het principe van bewezen sterkte toe te passen. Het voorliggende document gaat in zekere zin in op het begrip bewezen sterkte maar vanuit een andere invalshoek. Vandaar ook de aanhalingstekens bij hat begrip bewezen sterkte in de titel van het document. Het richt zich in eerste instantie op een vergelijking tussen schades die onder bepaalde hydraulische condities zijn opgetreden (de praktijk) en schades zoals die in berekeningen (Steentoets) onder dezelfde hydraulische condities verwacht hadden mogen worden (de theorie). Hiermee zou dan in principe een uitspraak kunnen worden gedaan over de wijze van toetsing: "Is de wijze van toetsing of zijn de gehanteerde toetsregels duidelijk aan de strenge kant of juist niet" Dit kan leiden tot een gevoel dat er door het aanscherpen van toetsregels nog het een en ander mogelijk is (lees kostenbesparingen door het alsnog goedkeuren van dijkvakken die in eerste instantie zijn afgekeurd) maar meer ook niet. Het daadwerkelijk toepassen van het begrip bewezen sterkte kan een vervolgstap zijn maar is duidelijk anders. Hat richt zich op locaties waar geen schade is opgetreden en waar zich bepaalde (liefst zware) hydraulische condities hebben voorgedaan. Vervolgens kan dan worden gezocht naar andere locaties waar de maatgevende hydraulische condities geringer zijn. Vervolgens kan dan op basis van bewezen sterkte een uitspraak worden gedaan over de sterkte van de aanwezige bekleding.

Steenzet2008 is een gecompliceerd programma waarin veel detailprocessen die relevant zijn voor de stabiliteit van steenzettingen zijn gekwantificeerd in formules. In het kader van het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen is het aantal deelprocessen dat oorspronkelijk in het rekenmodel Steentoets 4.0 was opgenomen, fors uitgebreid. In dit onderzoek is Steentoets2008 eerst gecalibreerd op de resultaten van Deltagootonderzoek . Een uitgebreide vergelijking is gemaakt tussen de resultaten van het rekenmodel en de meetpunten uit het Deltagootonderzoek en uit het verleden. Verder zijn de trends gepresenteerd en vergeleken met die van Steentoets 4.0. Tenslotte zijn veiligheidscoefficienten bepaald

Het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen heeft tot nu toe veel nieuwe kennis opgeleverd. Een van de manieren om deze kennis beschikbaar te stellen aan gebruikers is door middel van een gebruiksvriendelijk computerprogramma waarmee steenzettingen getoetst en ontworpen kunnen worden. In het onderhavige verslag is gedetailleerd uitgewerkt welke formules in het programma zijn opgenomen en is een korte uitleg gegeven over de structuur van het programma. Bij aanvang van dit project werd nog de werknaam ANAMOS+ gehanteerd voor het programma.

Ingevolge de Wet op de Waterkering dienen steenzettingen op waterkeringen vijfjaarlijks getoetst te worden. In de praktijk kan aan veel steenzettingen geen definitief toetsoordeel toegekend worden wegens een gebrek aan wetenschappelijke kennis. In 2003 is daarom door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen opgestart. Doel van dit programma is het reduceren van deze kennisleemtes teneinde te komen tot scherpere toetsregels en daarmee sneller en vaker tot definitieve toetsresultaten. In het kader van dit onderzoeksprogramma heeft het voorliggende handleiding betrekking op het deelonderzoek A 1:1: "ontwikkeling van nieuwe rekenmethodiek". Het ontwikkelde computerprogramma STEENTOETS2008 werkt op basis van Excel. In het onderhavige verslag is uitgelegd hoe dit programma gebruikt kan worden. Opgemerkt moet worden dat dit slechts een hulpmiddel is bij het toetsen en ontwerpen van steenzettingen.

Er zijn een aantal wrijvingsproeven uitgevoerd voor verschillende soorten van blokken en belastingsgevallen. De resultaten zijn vergeleken met wrijvingsproeven die in 2005 zijn uitgevoerd met Hydroblocks. De proeven zijn uitgevoerd in juli 2009 (in de hal van de Deltagoot).

In het ontwerp en toetsing van steenzettingen wordt gerekend met een golfrandvoorwaarde die overeenkomt met de zwaarste die tijdens de maatgevende storm voorkomt. Het VTV en het TR steenzettingen noemen de tijdsduur van een storm nog niet als relevante parameter. Recent onderzoek naar de lange duursterkte heeft gegevens opgeleverd, op basis waarvan de tijdsduur een parameter zou kunnen gaan worden die in de toekomstige rekenmodellen in wel een rol gaat spelen. Bij het PBZ wordt, vooruitlopend op nieuwe rekenregels, voor de bekledingen aan de Oosterschelde in verband met de lange duurbelasting als gevolg van het stagnante peil achter de gesloten kering een 15% grotere toplaagdikte vereist. Als er in werkelijkheid een storm optreedt, dan ontwikkelt die storm zich gedurende enige tijd, waarna de storm weer af zal zwakken. Daarom lijkt het niet reëel om gedurende de volle stormduur te rekenen op de meest extreme golfomstandigheden.

Ingevolge de Wet op de Waterkering moeten steenzettingen op waterkeringen vijfjaarlijks getoetst worden. In de praktijk blijken sommige steenzettingen zo steil te zijn dat ze niet met de gebruikelijke rekenmodellen beoordeeld kunnen worden. Een steil talud is hier gedefinieerd als een talud met helling van 1:1 tot ca. 1:2,5. Het huidige onderzoek richt zich op het analyseren van oude modelonderzoeken met talud van 1:2, 1:3 en 1:4 en informatie uit de praktijk om daarmee conclusies te kunnen trekken over de te verwachten stabiliteit van steenzettingen op steile taluds. Voorlopig kan geconcludeerd worden dat de stabiliteit van de toplaag van steenzettingen op een steil talud getoetst kan worden met de normale rekenmodellen.

In het kader van het Onderzoeksprogramma kennisleemtes steenbekledingen, in 2003 opgestart door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, heeft voorliggende bureaustudie betrekking op het deelonderzoek 7.2.2 “Stabiliteit van basalt, Analyse meetresultaten Deltagootonderzoek”. Het betreft een analyse van de modelonderzoeken, die in 1983, 1984, 2002, 2003 en 2004 met basalt- en Basaltonbekledingen uitgevoerd zijn. In dit rapport is geanalyseerd waarom de stabiliteit van basalt mogelijk lager is dan die van Basalton. De aandacht werd daarbij gericht op - het afleiden van de leklengte (belangrijkste constructie beschrijvende parameter) uit stijghoogtemetingen, - het bepalen van de belasting op de constructies bij begin van schade uit drukmetingen (2%-stijghoogteverschillen) en - het bepalen van de sterkte van de bekleding bij begin van schade (klemming). Uit de analyse is gebleken dat de stabiliteit van basalt in de loop van de tijd toeneemt. De zetting van basalt is slechter geklemd dan Basalton, mogelijk door een combinatie van factoren, zoals de aanwezigheid van kleischelpen in het inwasmateriaal in basalt ’84, de soms ongelukkige vorm van basaltzuilen, de bewegingen van zuilen in het vlak van het talud en het relatief gladde en harde oppervlak van basalt. Na het herstellen van de lokale schade bereikt ook basalt een hoge stabiliteit. Bij Basalton wordt een zeer grote eindsterkte snel na aanleg bereikt, zonder dat eerst lokale schade ontstaat.

Uitgaande van een dijkvakbenadering is een probabilistische analyse voor het mechanisme toplaagstabiliteit uitgevoerd. Er is een faalfunctie gekozen en er zijn op grond van de beschrijvingen in het TR steenzettingen en de huidige ontwerppraktijk verwachtingswaarden en spreidingen voor de invoerparameters van het rekenmodel Steentoets2008 verzameld. Voor de veiligheid die impliciet in Steentoets2008 als gevolg van de afregeling op de resultaten van Deltagootproeven is opgenomen, is uitgegaan van waarden gevonden bij de validatie. De onzekerheden vertalen zich voor (geklemde) zuilenzettingen in vrijwel dezelfde waarde voor de veiligheid als voor (niet-geklemde) blokkenzettingen. De voorbeeldberekeningen voor een standaard zuilenzetting en voor de zetting van gekantelde blokken leverde een bezwijkkans van ca. 16%. Om het ontwerp van zuilenzettingen en blokkenbekledingen een voldoende en enigszins vergelijkbare veiligheid te geven, wordt geadviseerd een overall-veiligheids-coefficient toe te passen van 1,4 in combinatie met het rekenen met gemiddelde waarden voor alle parameters. Vanwege de grotere variatie in dikte van de toplaagelementen, moet voor een zetting van ongeklemde natuursteen elementen overwogen worden om een extra materiaalfactor voor de toplaagdikte toe te voegen. Aanpassen van het Technisch Rapport Steenzettingen aan de nieuwe rekenmethodiek is wenselijk, omdat toepassing van Steentoets2008 met de aanbevelingen uit het TR tot een onduidelijke mate van veiligheid van het ontwerp zal leiden.

De kennis betreffende de invloed van de belastingduur op de stabiliteit van steenzettingen komt voort uit modelonderzoek, dat is uitgevoerd met een vaste waterstand en gelijke golfcondities. In werkelijkheid zullen de waterstand en golfcondities varieren tijdens een storm. Er is behoefte een brug te slaan tussen de kennis uit dat modelonderzoek met constante omstandigheden, en de praktijk met varierende omstandigheden. De eerste aanzet, die daarvoor is opgezet voor STEENTOETS2008 (Klein Breteler, 2009), kent echter nog een aantal tekortkomingen. In de rapportage zijn de tekortkomingen in beeld gebracht en zijn mogelijke aanpassingen beschreven ter verbetering of optimalisatie daarvan. Per afzonderlijke aanpassing is in cases voor specifieke situaties geschat hoe groot de invloed van de aanpassing is op de belastingduur en de stabiliteit van de steenzettingen. Afhankelijk van de resultaten van de cases wordt al dan niet aanbevolen de mogelijk aanpassingen in Steentoets op te nemen. Voor de keuze is de invloed op de stabiliteit het belangrijkste. De meeste verbeteringen vergen echter een verandering van het wettelijk toetsinstrumentarium (WTI = VTV + HR), hetgeen veel tijd vergt. Voor de korte termijn blijven er daarom slechts twee over, namelijk c en h. Aanbevolen wordt die veranderingen door te voeren in Steentoets.

Steenzettingen boven de stilwaterlijn (bijvoorbeeld toetspeil) ondervinden een veel kleinere belasting dan steenzettingen onder de waterlijn. Hiervoor zijn globale invloedsfactoren opgenomen in Steentoets op basis van enkele Deltagootproeven, maar deze houden nog geen rekening met de invloed van een berm in het talud. Om een breder toepasbaar rekenmodel voor steenzettingen boven de waterlijn te verkrijgen, was het nodig een nieuw stabiliteitsmodel op te zetten. In dit rapport is een stabiliteitsmodel opgezet, dat gebaseerd is op de gemeten stijghoogte op de toplaag, en de berekening van stijghoogteverschillen op basis van de leklengtetheorie. De maatgevende stijghoogte op de toplaag is ontleend aan modelproeven uit 1992, die uitgevoerd zijn in de Scheldegoot (De Waal, 1992). Tijdens de proeven van 1992 waren er drukopnemers op het talud geplaatst, zowel boven als onder de stilwaterlijn. Zowel constructies met als zonder berm zijn geanalyseerd, om ook de invloed van een berm op de belasting te bepalen. Het is gebleken dat de invloed van de berm eenvoudig verdisconteerd kan worden als het niveau van de te toetsen locatie wordt beschouwd ten opzichte van de stilwaterlijn, en relatief ten opzichte van de golfoploop: zlZ2%' De belasting neemt boven de waterlijn relatief snel af, sneller dan volgens de huidige Steentoets2010 (versie 1.04). De ontwikkelde formules zijn vergeleken met enkele Deltagootproeven (Van Steeg & Klein Breteler, 2009). Uit de resultaten van de Deltagootproeven volgde dat de stabiliteit van steenzettingen boven de stilwaterlijn gevoelig is voor water dat tijdens de golfoploop met hoge snelheid over het talud, tegen uitstekende stenen stroomt. Bij het controleren van steenzettingen is het belangrijk om met dat aspect rekening te houden. Hiervoor kunnen dezelfde formules gebruikt worden als bij havendammen Uit de analyse voigt dat steenzettingen op het boventalud dus gecontroleerd moeten worden op 2 aspecten: 1) het stijghoogteverschil als gevolg van oplopende stijghoogtefronten, en 2) de stabiliteit van uitstekende stenen.

Het is gebleken dat onder sommige omstandigheden de belasting volgens Steentoets veel dieper onder water aangrijpt op een steenzetting, dan in werkelijkheid het geval is. Dit is het geval bij ondiepe voorlanden en relatief lange golven, zoals dat veel langs de Waddenzeekust voorkomt. Dat leidt ertoe dat de berekende maatgevende waterstand soms te hoog is, waardoor laaggelegen steenzettingen ten onrechte kunnen worden afgekeurd. In Steentoets wordt de locatie met de maximale belasting vooralsnog berekend met formules die in het verleden zijn ontwikkeld voor diep water, waarbij golven niet beperkt werden door de waterdiepte. In de onderhavige rapportage wordt een factor ontwikkeld, waarmee de formules uit Steentoets kunnen worden uitgebreid, zodat de locatie met de maximale belasting ook berekend kan worden bij ondiep water, waarin golven wel beperkt worden door de waterdiepte. Het onderzoek werd uitgevoerd voor zowel golfklappen als golffronten. Voor het onderzoek werd gebruik gemaakt van metingen die in 1992 door De Waal (1992) zijn uitgevoerd in de Scheldegoot van het Waterloopkundig Laboratorium (tegenwoordig Deltares). Hij deed onderzoek naar de belasting op steenzettingen met een ondiep, vrijwel horizontaal voorland.

Bij het toetsen of ontwerpen van steenzettingen loopt men in specifieke gebieden tegen het probleem aan dat de piekperiode Tp erg groot is ten opzichte van de spectrale periode Tm-1,0 (een normale verhouding is Tp/Tm-1,0 = 1,1). Het vermoeden bestaat dat het berekenen van de stabiliteit met de piekperiode Tp (de standaard gebruikte periodemaat bij de beoordeling van de stabiliteit) in zo'n geval niet tot de juiste resultaten leidt. Het verschil tussen de periodematen is vooral groot wanneer sprake is van een dubbeltoppig spectrum of een zeer breed spectrum. Waarschijnlijk is Tm-1,0 een betere periodemaat voor het kwantificeren van de golfperiode dan de Tp. Omdat nu echter geen overstap van de Tp naar Tm-1,0 voorzien is, wordt voorgesteld een tussenstap te maken. Daarbij is het doel om in de extreme situaties (dubbeltoppige spectra met orde Tp/Tm-1,0 > 1,3 of Tp/Tm-1,0 < 0,9) een correctie toe te passen op de Tp. Dat moet een rekenwaarde voor de Tp opleveren waarmee de stabiliteit op de gebruikelijke wijze bepaald kan worden. Het resultaat van dit onderzoek is een eenvoudige vuistregel waarmee op basis van de Tp en de Tm-1,0 een representatieve maatgevende golfperiode kan worden bepaald, voor het geval dat Tp sterk afwijkt van 1,1·Tm-1,0. De opzet is deze representatieve periodemaat te gebruiken in plaats van de Tp in formules voor de stabiliteit van steenzettingen. De vuistregel is erop gericht dat wanneer deze twee wei een normale verhouding hebben, er vanzelf op de gebruikelijke wijze wordt gerekend met Tp. Voor het bepalen van de vuistregel zijn in het onderhavige rapport enkele Deltagootproeven uit 1997 (zeer brede spectra) en Scheldegootproeven uit 2003 (dubbeltoppige spectra) opnieuw geanalyseerd met behulp van de enkele jaren geleden ontwikkelde golfanalysesoftware AnalyseWave. De vuistregel is bepaald door de meetdata van de opnieuw geanalyseerde proeven te vergelijken met meetdata van een groot aantal proeven (met smalle enkeltoppige spectra) die reeds geanalyseerd waren in Klein Breteler e.a. (2006). De vuistregel is gebaseerd op de Scheldegootproeven.

In het kader van het project "Advisering steenbekledingen Zeeland 2011" is onderzoek uitgevoerd naar een meetmethode om snel inzicht te krijgen in de mate van klemming in steenzettingen. De mate waarin de stenen in een steenzetting geklemd liggen, is belangrijk voor de stabiliteit van een steenzetting onder golfaanval. Het onderzoek richt zich op het ontwikkelen van een objectieve meetmethode voor het vaststellen van de mate van klemming. In het verleden is de mate van klemming vastgesteld door middel van trekproeven, waarbij de kracht gemeten wordt die nodig is om een steen een paar centimeter omhoog te trekken uit de steenzetting. Deze methode is echter erg bewerkelijk. Als alternatief op trekproeven is onderzocht of de klemming bepaald kan worden aan de hand van een valgewichtdeflectiemeting (VGD-meting). Dit is een standaard meettechniek die toegepast wordt in de wegenbouw voor het beoordelen van verhardingen. In 2010 is hiertoe een onderzoek uitgevoerd op vooral blokkenzettingen en een enkele zuilenzetting. Omdat deze meetdata in dit voorafgaande onderzoek nog geen compleet beeld opleverde wat tot een algemeen toepasbare aanbeveling leidde, is in 2011 aanvullend onderzoek uitgevoerd waarbij de nadruk lag op zuilenzettingen. Dit onderzoek heeft geleid tot een helderder beeld ten aanzien van de waarde van VGDmetingen voor het vaststellen van de mate van klemming. Aan de hand van VGD-metingen kan nu worden nagegaan of klemming aanwezig is, onvoldoende aanwezig is, of dat toch nader onderzoek in de vorm van trekproeven moet worden overwogen.

Het faalmechanisme “Afschuiving van een steenzetting evenwijdig langs een dijktalud” vormt onderdeel van het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen. Op grond van de onderzoeksresultaten heeft de ENW-klankbordgroep Steenbekledingen ingestemd met aanpassing van de huidige toetsmethodiek Afschuiving. De huidige (gedetailleerde) toetsmethodiek is oorspronkelijk ontworpen voor steenzettingen die op zand liggen. De toetsresultaten bij steenzettingen op een kleilaag kwamen daardoor onvoldoende overeen met de ervaring van de beheerders. De afschuiving bij een kleilaag is nader onderzocht met Deltagootproeven bij WL Delft Hydraulics en in een afstudeeronderzoek bij Geodelft (inmiddels beiden Deltares). Deze onderzoeken en de beheerservaring leidden tot het inzicht dat een eventuele afschuiving ingeleid wordt door het opdrijven van de bekleding door grote statische wateroverdrukken (hoge grondwaterstand) in de dijk. Zware golfaanval zou vervolgens schade toe kunnen brengen aan de bekleding. Het proces van falen en bezwijken verloopt daarbij erg traag. In de aangepaste toetsmethodiek wordt de waterkering (dijk of dam) kwalitatief beoordeeld op statische waterdrukken: 1. Indien er in het dagelijks beheer grote statische overdrukken zijn, wordt de bekleding afgekeurd wegens slecht gedrag; 2. Als het gedrag goed is, maar de geometrie van de waterkering zou kunnen leiden tot grote statische overdrukken hoger op het talud, wordt de bekleding geavanceerd getoetst; 3. In de overige gevallen zijn de statische overdrukken klein of treden alleen laag op het talud op, waar ze worden genivelleerd door welvorming. Deze situaties worden getoetst met een gedetailleerde rekenregel.

Naar aanleiding van de geconstateerde verschillen tussen de berekende toplaagdoorlatendheid van een steenzening en de gemeten waarden, zijn de formules nader bekeken en zijn een aantal verbeteringen doorgevoerd. Daarbij is als doel gesteld de berekende en gemeten waarden minder dan 30% van elkaar te laten verschillen. De volgende wijzigingen zijn in de formules gerealiseerd: · De wijze waarop wordt omgegaan met een verschillende spleetbreedte in de stootvoegen en langsvoegen, en de wijze waarop het aandeel van de doorlatendheid in de spleten en in de gaten wordt gesommeerd, is verbeterd. · De in- en uitstroomweerstand is aangepast (de formule voor de instroomweerstand concentreert zich op het verval bij de stroming uit het filter; het negatiefverval bij de uitstroming uit de spleet is toegevoegd; en er is gerekend met het feit dat het filter vlak onder de spleten een verhoogde porositeit heeft). · De strorningsweerstand in de spleet (of gat) is gewijzigd: · ruwheid van de spleelwand is verlaagd · Het Reynoldsgetal bij de overgang van laminaire naar turbulente stroming is verhoogd naar 5000 · De aanstroomweerstand is verkleind door een groter gebied te nemen bij de spleet waar er geen aanstroomweerstand optreedt · De doorlatendheidsrelatie voor het inwasmateriaal is aangepast · Er moet gewerkt worden met een rekenwaarde van de spleetbreedte die 0,3 mm groter is dan de gemeten spleetbreedte.

In het kader van het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen, in 2003 opgestart door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, heeft voorliggend rapport betrekking op het deelonderzoek Gezette steenbekledingen, deelplan 7.3.1, Invloed klemming: statistische analyse trekproeven. Na de constatering van de aanwezigheid van klemming in steenbekledingen is de DWW trekproeven gaan uitvoeren om te kunnen vaststellen of de goede interactie tussen de stenen bij alle stenen aanwezig is, en bij alle typen steenbekledingen. Inmiddels zijn duizenden trekproeven uitgevoerd en gerapporteerd. Het primaire doel van deze studie is het verkrijgen van kwantitatieve informatie over de klemfactor in relatie tot het type steenzetting en de plaats op het talud middels een statistische analyse van de trekproefresultaten. De analyse richt zich op de trekproeven waarvan de netto trekkracht een bepaalde grenswaarde onderschrijdt. Deze grenswaarde is vastgesteld op tweemaal het eigen gewicht. Gegeven de aanname dat die resultaten Rayleigh verdeeld zijn, is bij een bepaalde onderschrijdingsfrequentie met een bepaalde betrouwbaarheid de trekkracht vastgesteld. Deze trekkracht is vervolgens vertaald naar een klemfactor. Bij die trekproeven waarvoor geen resultaten onder de vastgestelde grenswaarde gevonden zijn, is ook met een bepaalde betrouwbaarheid de klemfactor bepaald. In de analyse van de trekproeven is de aandacht geheel geconcentreerd geweest op die blokken die een relatief zwakke klemming hebben ten opzichte van de andere blokken in de steenzetting. Dit komt tot uiting in de onderschrijdingsfrequentie die is gekozen: 0.1 %. Middels een beschouwing is aannemelijk gemaakt dat in dat geval het bezwijkmechanisme tijdens golfaanval goed vergelijkbaar is met dat tijdens de trekproef. Voor verschillende blokken op verschillende niveaus ten opzichte van NAP zijn de klemfactoren in een tabel gepresenteerd. Boven de tijdzone ligt een aanzienlijk deel van de rechthoekige blokken slecht geklemd, terwijl de Hydroblocks en Basaltonzuilen en ook de PIT-Polygoonzuilen daar goed geklemd liggen. Voorlopig kunnen de gevonden klemfactoren nog niet direct in ANAMOS toegepast worden. Hiertoe dient eerst het maatgevende bezwijkmechanisme vastgesteld te worden.

Het voorliggende rapport bevat de resultaten van een eerste toepassing van het numerieke golfmodel SKYLLA in combinatie met het rekenmodel ZSTEEN in het steenzettingenonderzoek. Gekeken is of de SKYLLA-resultaten het thans in gebruik zijnde databestand van gemeten golfdrukken kan vervangen. De studie is uitgevoerd binnen het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes van de DWW. Doel van dit Onderzoeksprogramma is het reduceren van deze kennisleemtes teneinde te komen tot scherpere toetsregels en daarmee sneller en vaker tot definitieve toetsresultaten. De meetresultaten van drie proeven met verschillende golfparameters zijn bestudeerd. Omdat SKYLLA op dit moment nog te rekenintensief is om een volledig golfveld met meer dan 1000 golven door te rekenen is er per proef een drietal tijdsintervallen van 10 à 20 golven gekozen voor een vergelijking. De door SKYLLA berekende golfdrukken vertonen grote overeenkomst met de berekende golfdrukken, zowel wat orde-grootte betreft als de vorm van het tijdsignaal. In het rapport is een aantal praktische aanbevelingen opgenomen voor verdere ontwikkeling van de gecombineerde toepassing van SKYLLA en ZSTEEN.