De beschrijving van de stabiliteit van een stortsteen talud onder regelmatige golfaanval met een numeriek model

Abstract

Een numerieke beschrijving van de waterbeweging op een talud, met daaraan gekoppeld een stabiliteitsberekening voor stortsteen, is ontwikkeld door Kobayashi (1987). De waterbeweging wordt beschreven met de i-dimensionale langegolf vergelijking. De golfkrachten langs het talud worden beschreven met de vergelijkingen van Morison. Resultaten met dit model zijn door Kobayashi gepubliceerd. Het numerieke model is echter voor derden niet beschikbaar. Hoofdstuk 1 geeft een omschrijving van het probleem. De golfkrachten op een stortsteen talud worden behandeld in hoofdstuk 2. Hoofdstuk 3 behandelt de uitgangspunten van het numerieke waterbewegingsmodel. In deze studie is een numeriek model ontwikkeld voor de berekening van de stabiliteit van een stortsteen talud onder regelmatige golfaanval. De uitgangspunten van Kobayashi zijn hiervoor exact gevolgd. Instabiliteit is verondersteld, als het punt 'begin van beweging' van een individuele steen wordt overschreden. Het numerieke model voor de stabiliteit van een stortsteen golfbreker met een recht talud is beschreven in hoofdstuk 4. Het waterbewegingsmodel zoals dat door Kobayashi is beschreven en op de TU Delft opnieuw is opgezet door Broekens (1988), is in deze studie gebruikt en hieraan is het stabiliteitsmodel gekoppeld. De berekeningen met het stabiliteitsmodel zijn gericht op het vinden van een kritieke taludkonfiguratie voor een stabiliteitstoestand van een bepaalde golfkonditie. Hieruit volgt een ontwerpkriterium voor de dimensionering van een stortsteen golfbreker. De resultaten van het in deze studie ontwikkelde stabiliteitsmodel zijn vergeleken met het grootschalig fysisch model onderzoek van Ahrens (1972). Dit onderzoek is verricht naar de stabiliteit van een stortsteen golfbreker onder regelmatige golfaanval met een recht talud. Daarnaast zijn de resultaten vergeleken met die van het numerieke model van Kobayashi. Deze zullen in principe gelijk zijn, doordat dezelfde uitgangspunten zijn gekozen. In hoofdstuk 5 komt dit aan de orde. In deze studie is nader onderzoek verricht naar de invloed van verschillende parameters op de stabiliteitsberekeningen voor een recht talud. Dit wordt behandeld in hoofs tuk 6. Het blijkt, dat verschillende parameters een grote invloed hebben op de berekening van de minimale stabiliteit van een stortsteen talud. In hoofdstuk 7 zijn de konklusies en aanbevelingen beschreven. Het ontwikkelde programma en het parameteronderzoek bieden een basis om de numerieke modellering van stortsteen taluds verder te ontwikkelen. Eveneens kunnen berekeningen met onregelmatige golven worden ingevoerd.