Vereenvoudiging van Steentoets tot enkele eenvoudige formules

Abstract

Het rekenmodel Steentoets wordt gebruikt in het kader van de wettelijk verplichte zesjaarlijkse toetsing van de waterkeringen en wordt daarnaast als hulpmiddel voor het ontwerpen van steenzettingen gebruikt. Vanwege het enorme scala aan soorten steenzettingen en dijkgeometrieen, in combinatie met de diverse aspecten van de golfbelasting, is Steentoets in de loop der jaren een steeds gecompliceerder rekenmodel geworden. Hoewel dit voor de gebruiker geen extra werk oplevert, wordt de complexiteit toch als een nadeel ervaren. Daarnaast wordt overwogen om de deterministische toetsing te verruilen voor een probabilistische toetsing, gericht op het berekenen van de overstromingskans. Het huidige model is te complex om in een probabilistische rekenomgeving te kunnen gebruiken. Daarom is in dit onderzoek een aantal eenvoudige formules afgeleid die ongeveer hetzelfde resultaat geven als Steentoets. In eerste instantie zijn formules afgeleid voor geklemde rechthoekige blokken en zuilen zonder gietasfalt op een talud dat zich (deels) onder het toetspeil bevindt (niet op een berm, boventalud, kruin of binnentalud). Het onderhavige rapport beschrijft de methode waarop deze vereenvoudigde formules zijn afgeleid, en geeft een waardeoordeel over de resulterende formules. Voor het gebruik van de formules moet wel eerst de maatgevende waterstand en belastingduur handmatig bepaald worden, waardoor het gebruik van de formules niet al te handig is. Helaas voldoet de nauwkeurigheid net niet aan de wensen. Vooraf werd gesteld dat in 99% van de doorgerekende steenzettingen de afwijking kleiner moet zijn dan 10%. Echter, de afwijking is kleiner dan 10% in 95% (geklemde rechthoekige blokken) en in 97% (zuilen) van de gevallen. Omgekeerd geldt dat in 99% van de gevallen de afwijking kleiner is dan 16% (geklemde rechthoekige blokken) en 15% (zuilen). Het onderhavige onderzoek is uitgevoerd in het kader van het meerjarige project 'Advisering steenbekledingen Zeeland' voor het Projectbureau Zeeweringen (PBZ). Dit projectbureau is opgericht ten behoeve van de renovatie van de steenzettingen in Zeeland en is een samenwerking van Rijkswaterstaat Zeeland en het Waterschap Scheldestromen. Contractueel is de Waterdienst van Rijkswaterstaat de opdrachtgever namens PBZ voor het onderhavige onderzoek. Het deel van het project dat gericht is op kennisontwikkeling sluit aan op het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen dat uitgevoerd is in de periode van 2003-2009 in opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat namens PBZ.