Stabiliteit van Verkalit® mgv steenzetting bij golfaanval

Abstract

Het “Vergelijkend onderzoek zetstenen voor dijken” is aan Deltares opgedragen door Rijkswaterstaat WVL, namens het Projectbureau Zeeweringen, het Project Afsluitdijk, het Corporate innovatieprogramma van RWS, de drie noordelijke waterschappen (Wetterskip Fryslân, Waterschap Noorderzijlvest en Waterschap Hunze en Aa’s, in het kader van de projectoverstijgende verkenning POV-Waddenzeedijken van HWBP) en meerdere marktpartijen. Het doel van het onderzoek is het vaststellen van de stabiliteit bij golfaanval van een aantal moderne typen steenzettingen voor toepassing op primaire waterkeringen in Nederland. Daarnaast wordt van enkele type steenzettingen ook de golfoploopremmende werking gemeten. Het deel van het onderzoek dat in dit rapport wordt beschreven, betreft de stabiliteit van zetstenen van het type Verkalit® mgv, waarvoor LBN Betonwaren B.V./ BERDING BETON GmbH als marktpartij in het onderzoek participeert. Dit rapport beschrijft de proeven met Verkalit® mgv, die zijn gericht op het bepalen van de stabiliteit bij golfaanval. Tegelijkertijd zijn golfoploopmetingen uitgevoerd, die als vergelijking kunnen dienen bij het bepalen van de golfoploopreducerende werking van andere typen steenzettingen. Om de stabiliteit bij golfaanval van Verkalit® mgv te bepalen is er grootschalig onderzoek uitgevoerd in de Deltagoot van Deltares. De schaal van dit onderzoek was 1:2. Alle maten die in dit rapport zijn gerapporteerd, betreffen de waarden op modelschaal, dus zoals ze aanwezig waren in de Deltagoot, tenzij nadrukkelijk anders is vermeld. De beproefde steenzetting had een toplaagdikte van circa 15,2 cm. Onder de stenen was een filterlaag aangebracht van steenslag met daaronder een geotextiel. De steenzetting is beproefd met vier proevenseries: • De eerste twee series en de laatste bestonden uit korteduurproeven. Per serie met korteduurproeven werd de golfsteilheid gelijk gehouden. De eerste en laatste serie werd uitgevoerd met een kleine golfsteilheid (lange golven), de tweede serie met een grote golfsteilheid (korte golven). De golfhoogte is na elke korteduurproef (circa 1000 golven) verhoogd totdat de steenzetting bezweek, of totdat de maximaal op te wekken golfhoogte was bereikt. • Tijdens de derde serie is een langeduurproef uitgevoerd. Deze proef, met gelijkblijvende golfcondities, is voortgezet totdat de steenzetting bezweek. Bij de laatste proevenserie was er na de korteduurproef met grootst mogelijke golfcondities nog geen schade ontstaan en daarom is deze voortgezet als langeduurproef. Bij de eerste serie was een grof filter gebruikt. Vanaf de tweede serie is een fijner filter gebruikt omdat de kleine openingen in de stenen dit toelaten. Uit het onderzoek is gebleken dat alle meetpunten waarbij bezwijken is opgetreden boven de lijnen liggen die met Steentoets2014 zijn berekend. Steentoets2014 is echter niet goed toepasbaar op open steenzettingen op een fijn filter, zoals Verkalit®. Daarom is speciaal voor Verkalit® Steentoets aangepast. Er is een empirische relatie opgenomen, die gebaseerd is op de proefresultaten met Verkalit® en Deltagoot-onderzoek met Basalton op zandasfalt. Deze aangepaste versie wordt voorlopig Steentoets-V genoemd en is gebruikt voor het bepalen van de stabiliteitsfactor bij Verkalit®. Inmiddels zijn Steentoets2014 en Steentoets-V samengevoegd in Steentoets2015. Conform de door Rijkswaterstaat vastgestelde procedure resulteren de Deltagootproeven in de volgende stabiliteitsfactor voor Verkalit® mgv: fstab = 0,89. Deze stabiliteitsfactor geldt in combinatie met Steentoets-V (die inmiddels is opgenomen in de gewone Steentoets versie), waarbij gerekend wordt zonder klemming, en als Verkalit® mgv wordt toegepast op een laagje steenslag met daaronder een geotextiel. De wrijving tussen de steenslag en het geotextiel moet tenminste voldoen aan fw > 0,7 (wrijvingscoëfficiënt van natte breuksteen op nat geotextiel). Dit is eenvoudig te realiseren met een non-woven geotextiel.