Eigenschappen van gabionboxen onder golfaanval

Abstract

Dit afstudeerverslag handelt met name over de golftransmissiecoefficient van gabionboxen belast door golven. Het onderzoek is uitgevoerd in het kader van een afstudeerproject aan de Technische Universiteit Delft, in samenwerking met baggermaatschappij Boskalis. Gabions worden op dit moment vooral toegepast als bodembescherming tegen de eroderende werking van stromend water. Gabions kunnen wellicht ook worden toegepast in kleinschalige kust- en oeverwerken. Door gabionboxen toe te passen in kleinschalige kust-en oeverwerken is het mogelijk om constructies met een steiler talud aan te leggen. Een steiler talud leidt tot een materiaal besparing en misschien ook tot een kosten reductie. Over de stabiliteit, golfoploop, golfoverslag en golftransmissie van gabionboxen toegepast als alleenstaande constructies belast door golven is echter nog niet veel bekend. Om gabionbox-constructies in de toekomst toe te kunnen passen in kleinschalige kust- en oeverwerken is het noodzakelijk om de eigenschappen van dergelijke constructies te kennen. Naar de toepassingsmogelijkheden van gabions en naar de stabiliteit van gabions onder golfaanval is een literatuurstudie verricht. Vervolgens zijn in het Laboratorium voor Vloeistofmechanica, TU Delft proeven met regelmatige golven uitgevoerd. Deze proeven hadden als doel de golftransmissiecoefficient van gabionbox-constructies te bepalen. Aan de hand van de proefresultaten zijn de invloeden van de constructie- en golfparameters bepaald. Aan de hand van deze invloeden zijn dimensieloze parameters (kentallen) opgesteld. Door te zoeken naar verbanden tussen de verschillende kentallen en de golftransmissiecoefficient, is een formule voor de golftransmissiecoefficient van gabionboxconstructies opgesteld. Gebleken is dat de kruinbreedte en het vrijboord van de constructie en de golfhoogte veel invloed op de golftransmissiecoefficient hebben, indien golfoverslag optreedt. Indien geen golfoverslag optreedt, zijn de steendiameter van de constructie, de breedte van de constructie ter hoogte van de waterspiegel en de golfsteilheid van de inkomende golven bepalend voor de golftransmissiecoefficient. Met behulp van de opgestelde formule is vervolgens een vergelijking gemaakt tussen de golftransmissie bij stortstenen constructies en bij gabionbox-constructies. De golftransmissiecoefficient bij gabionbox-constructies is hoger dan bij stortstenen constructies met gelijke kruinhoogte en kruinbreedte. Door het steile talud (1.5 : 1 in plaats van 2 cl 3 : 1) wordt echter zeer veel materiaal bespaard (50% minder m3 steen per ml dam). Door de constructiehoogte van de gabionbox-constructie iets te vergroten, wordt de golftransmissiecoefficient gelijk aan die van de stortstenen constructie en wordt er nog steeds materiaal bespaard.