Stappenplan Schematiseringsfactor

Presentatie over: "Stappenplan Schematiseringsfactor"— Transcript van de presentatie:

1 Stappenplan Schematiseringsfactor
RWS-WD cursus Stappenplan Schematiseringsfactor Hans Niemeijer ARCADIS RWS - Waterdienst Cursus schematiseringsfactor 11 juni 2010 Stappenplan om te komen tot de schematiseringsfactor

2 Inhoud Doel van het stappenplan Doelgroepen Stappenplan Introductie
RWS-WD cursus Inhoud Doel van het stappenplan Doelgroepen Stappenplan Introductie Welke stappen zijn er Hoe te gebruiken RWS-WD Cursus

3 RWS-WD cursus Doel Stappenplan Een uniforme methode voor het bepalen van de schematiseringsfactor Door iedereen (*) toepasbaar, zonder gebruik van uitgebreide probabilistische berekeningen Zelfstandig te gebruiken Handvatten voor gebruik bij toetsing Snel nodig, daarom niet wachten op TR Schematiseren RWS-WD Cursus

4 Doelgroepen Stappenplan
RWS-WD cursus Doelgroepen Stappenplan Specialisten geotechniek die het geotechnisch ontwerp opstellen Met uitsluitend de normale geotechnische kennis en inzicht Opdrachtgevers: handvatten bij beoordelen geotechnisch ontwerp Specialisten geotechniek die een ontwerp controleren RWS-WD Cursus

5 Stappenplan: Introductie
RWS-WD cursus Stappenplan: Introductie Enkele ingedrienten van een geotechnisch ontwerp Grond- en laboratoriumonderzoek: wat, waar, hoeveel Schematiseren: beschikbare kennis vertalen in een rekenmodel Schematiseringsfactor: Mate van betrouwbaarheid van het rekenmodel (*) Stappenplan: Methode om de schematiseringsfactor te bepalen Schematiseringsfactor is geen extra veiligheid Eis tav macrostabiliteit ligt vast Schematiseringsfactor is alleen een hulpmiddel om aan te tonen dat die eis wordt gehaald Heeft daarom betrekking op (bijna) alle onderdelen van het geotechnisch ontwerpproces RWS-WD Cursus

6 Stappenplan: Introductie
RWS-WD cursus Stappenplan: Introductie Een dijkversterkingsproces kent vele aspecten, zoals: Verschillende fasen: schets, VO, DO, bestek, uitvoering Diverse belangen, nevendoelen, etc. Afwegingen, keuzes Het stappenplan geeft geen aanwijzingen hoe hier mee om te gaan. De gebruiker moet dat zelf inpassen Er zijn wel enkele logische keuzes te maken RWS-WD Cursus

7 Stappenplan 6 stappen: Opstellen basisschematisatie en ontwerp;
RWS-WD cursus Stappenplan 6 stappen: Opstellen basisschematisatie en ontwerp; Nagaan of reductie van de schematiseringsfactor nuttig is; Identificeren onzekerheden en aan de hand daarvan bepalen van de schematiseringsfactor; Controle schematiseringsfactor; Optimalisatie en nader onderzoek; Rapportage. RWS-WD Cursus

8 RWS-WD cursus Stappen plan RWS-WD Cursus

9 Stap 1 Opstellen basisschematisatie en ontwerp
RWS-WD cursus Stap 1 Opstellen basisschematisatie en ontwerp  ‘’normale’’ veilige schematisatie, zoals altijd al gedaan  b = 1,3 Er moet gelden: Fd  b  d  n Geen verdere aanknopingspunten bij het opstellen van de schematisatie, die komen in het TR Schematiseren, maar stap 3 geeft een reflectie Wat is normale schematisering dan? Gamma-b : schematiseringsfactor RWS-WD Cursus

10 Stap 2 Nagaan of reductie van de schematiseringsfactor nuttig is
RWS-WD cursus Stap 2 Nagaan of reductie van de schematiseringsfactor nuttig is Lagere schematiseringsfactor kan een uitgekiender ontwerp betekenen Veelal meer onderzoek nodig Niet altijd nodig, bv als: Dijk zonder berm al voldoet (flauwe taluds, zeedijk bv) Verwachte onderzoeksinspanning te hoog is Bestaande dijk voldoet (bij toetsen) b = 1,3 niet altijd veilig, onderbouwing kan (toch) wenselijk zijn Het blijkt echter toch wel nuttig om althans enige gevoeligheidsberekeningen te doen RWS-WD Cursus

11 Stap 3a Identificeren onzekerheden
RWS-WD cursus Stap 3a Identificeren onzekerheden Variaties en onzekerheden in: Laagopbouw Waterspanningen Geometrie Overige belastingen Etc: alles wat invloed heeft op de stabiliteit – met een paar uitzonderingen Bij stap 1 zijn al keuzes gemaakt, in stap 3a worden die expliciet benoemd Zelf nadenken welke aspecten niet voor 100% vastliggen. In het stappenplan worden alleen enkele tips gegevens Praktijk is erg gevarieerd, omvang onderzoek ook RWS-WD Cursus

12 Stap 3a Identificeren onzekerheden
RWS-WD cursus Stap 3a Identificeren onzekerheden Voorbeeld RWS-WD Cursus

13 Stap 3a Voorbeeld Parameter: totale dikte samendrukbaar pakket: Dikte?
RWS-WD cursus Parameter: totale dikte samendrukbaar pakket: Dikte? Gewicht/opbarstfactor? Dikte veenlaag? deze variëren allemaal; welke is gekozen bij stap 1; welke is maatgevend? Stap 3a Voorbeeld RWS-WD Cursus

14 Stap 3a voorbeeld Optie om subtrajecten te definieren:
RWS-WD cursus Stap 3a voorbeeld Optie om subtrajecten te definieren: Minder variatie per profiel maar Meer profielen Waar komen de trajectgrenzen? Waarschijnlijk toch niet zoveel variatie in uiteindelijk ontwerp, vanwege andere overwegingen RWS-WD Cursus

15 Stap 3a Voorbeeld Onzekerheid in dikte veenlaag
RWS-WD cursus Stap 3a Voorbeeld Onzekerheid in dikte veenlaag Hoe zit het tussen de sonderingen? Waar ligt de laagscheiding tussen veen en humeuze klei? sondering sondering boring boring Meer onderzoekspunten  minder onzekerheid Boringen geloven we eerder, vooral omdat daar ook laboratoriumresultaten bij beschikbaar zijn Er zijn veel minder boringen dan sonderingen RWS-WD Cursus

16 Stap 3a Voorbeeld Zandlaag of kleilaag?
RWS-WD cursus Stap 3a Voorbeeld Zandlaag of kleilaag? Geclassificeerd als kleiig zand of zandige klei Korrelverdeling: veel silt/lutum Peilbuis (1 locatie): zeer duidelijke respons RWS-WD Cursus

17 Voorbeelden schematiseringskeuzen/ schematiseringsonzekerheden
RWS-WD cursus Voorbeelden schematiseringskeuzen/ schematiseringsonzekerheden discreet continu Ondergrond-opbouw Een grondlaag wel/ niet aanwezig? Classificatie grondlaag? Doorgaande grondlaag, of onderbroken? Laagdikten groter/kleiner ? Verloop laagscheidingen Pakkingsdichtheid Water-spanningen Wel/niet gedraineerd? wel/niet opdrijven? Waterspanningen/freatische lijn hoger/lager ? Geometrie Sloot wel of niet aanwezig? Maaiveld/kruin hoger of lager RWS-WD Cursus

18 Stap 3a scenario’s bepalen
RWS-WD cursus Stap 3a scenario’s bepalen Resultaat inventarisatie in tabel verzamelen Scenario parameter Minimaal / maximaal volgens onderzoek In basis Mogelijk optredend 1 dikte veenlaag 3,5 / 4,5 4,5 5,0 of 5,5 2 maaiveldniveau +1 / +1,5 +1 +0,8 3 zandlaag watervoerend Ja / nee ja nee 4 Enz. Veenlaag met dikte 4,5 m komt zeker voor, aangetoond is dat dikke veenlaag maatgevend is, RWS-WD Cursus

19 Stap 3a scenario’s bepalen
RWS-WD cursus Stap 3a scenario’s bepalen Diverse aanwijzingen en aandachtspunten, zoals: Niet beschouwen: Sterkte van de grond Onzekerheden die worden afgedekt met beheermaatregelen Wel erbij betrekken: Gebiedskennis, ervaring Beschikbare kennis uit onderzoek Sterkte grond middels proevenverzamelingen en materiaalfactoren Gebiedskennis en ervaring natuurlijk altijd gebruiken bij interpretatie grondonderzoek: hiermee ook nagaan of scenario’s kunnen optreden die helemaal niet blijken uit het onderzoek, hoe minder onderzoek hoe belangrijker dit is RWS-WD Cursus

20 Stap 3a scenario’s bepalen
RWS-WD cursus Stap 3a scenario’s bepalen Aandachtspunten: Onderscheid discrete en continue variabelen Hoe om te gaan met continue variabelen Onzekerheden moeten onafhankelijk zijn Mogelijkheid van optreden van combinaties van afwijkingen: onafhankelijk dus kleine kans, maar mogelijk wel groot gevolg Onafhankelijk diverse variaties binnen een afdekkend pakket vaak niet (helemaal) onafhankelijk maaiveldniveau – dikte veenlaag kan goed afhankelijk zijn 2 scenario’s mbt veenlaagdikte zijn afhankelijk Eindeloos aan het rekenen, maar op gegeven moment krijg je inzicht in wat wel en niet van belang of maatgevend is; bovendien in principe maar één afwijking per scenario Dit is niet een kwestie van zekerheid op zekerheid stapelen RWS-WD Cursus

21 Stap 3b kans en stabiliteitsfactor per scenario
RWS-WD cursus Stap 3b kans en stabiliteitsfactor per scenario  Kans van optreden per scenario inschatten Beargumenteerd, maar expert judgement  Invloed op stabiliteitsfactor per scenario bepalen dmv stabiliteitsberekening; incl. effecten van de betreffende afwijking Scenario parameter kans Fd 1a dikte veenlaag 5,0 10% -0,1 1b 5,5 1% -0,3 2 maaiveldniveau +0,8 5% -0,05 3 zandlaag watervoerend nee 15% -0,15 4 ……… ….. … …. Kans evt. Schatten mbv beschikbare metingen Niet de bedoeling hier een probabilistisch model van te maken Laatste 2 kolommen RWS-WD Cursus

22 Stap 3b Schematiserings-factor aflezen
RWS-WD cursus Stap 3b Schematiserings-factor aflezen Tabel RWS-WD Cursus

23 Stab 3b Schematiserings-factor aflezen
RWS-WD cursus Stab 3b Schematiserings-factor aflezen Met scenario 1a (veenlaag 5 m, 10% kans) Scen. kans Fd 1a 10% -0,1 1b 1% -0,3 2 5% -0,05 3 15% -0,15 Categorien delta F! Alleen laagste delta F is van belang! RWS-WD Cursus

24 Stab 3b Schematiserings-factor aflezen
RWS-WD cursus Stab 3b Schematiserings-factor aflezen Scenario 1b (veenlaag 5,5 m, 1% kans) Scen. kans Fd 1a 10% -0,1 1b 1% -0,3 2 5% -0,05 3 15% -0,15 ‘’kleine kansen, grote gevolgen” RWS-WD Cursus

25 Stap 3b Schematiserings-factor aflezen
RWS-WD cursus Stap 3b Schematiserings-factor aflezen Scenario 1b (veenlaag 5,5 m, 1% kans) Scenario 2 en 3 treden tegelijk op Scen kans Fd 1b 1% -0,25 2 5% -0,05 3 15% -0,15 … …. Scen kans Fd 1b 1% -0,25 2*3 0,75% -0,4 … …. Nog kleinere kans, nog groter gevolg Het gaat erop de zwakste plek te vinden, de dijk hoeft maar op één plaats door te breken RWS-WD Cursus

26 Stap 3b Schematiserings-factor aflezen
RWS-WD cursus Stap 3b Schematiserings-factor aflezen Restricties bij de tabel: 1,1  b  1,3 Als b < 1,1: b = 1,1 Als b > 1,3: nieuwe basisschematisatie Als som van de kansen te groot: nieuwe basisschematisatie Terug naar stap 1 of Verder met stap 4 Ondergrens 1,1: betekend zelfde ontwerp als voor Addendum, wordt vooralsnog aan vast gehouden Gamma b te groot of kansen te groot: basisschematisatie niet veilig genoeg! RWS-WD Cursus

27 Stap 4 Aanpassen ontwerp en controle
RWS-WD cursus Stap 4 Aanpassen ontwerp en controle Ontwerp aanpassen aan de gevonden schematiseringsfactor Nogmaals scenario’s doorrekenen en schematiseringsfactor uit tabel aflezen Als de schematiseringsfactor hetzelfde blijft, door naar stap 4 Anders wederom ontwerp aanpassen Gaat relatief snel, scenario’s blijven hetzelfde Vooral van belang als een ander faalmechanisme/glijvlak op gaat treden, bij andere maat berm, maar zeker ook bij andere oplossingsrichting RWS-WD Cursus

28 Stap 5 Optimalisatie en nader onderzoek
RWS-WD cursus Stap 5 Optimalisatie en nader onderzoek Verkleinen van de onzekerheden kan een uitgekiender ontwerp geven  Nader (grond)onderzoek Afweging onderzoek versus mogelijke besparing Na aanvullend onderzoek terug naar stap 1 ‘’Meten is weten’’ Goede onderbouwing voor nader onderzoek, belang en nut van nader onderzoek snel duidelijk RWS-WD Cursus

29 RWS-WD cursus Stap 6 Rapportage Schematisering is geen exacte wetenschap, onderbouwing en communicatie is daarom een extra aandachtspunt Waterschappen/opdrachtgevers tbv 2nd opinion Concrete basis voor eventuele inhoudelijke discussies Veel betere onderbouwing van het ontwerp dan tot nu toe gebruikelijk 2nd opinion hoeft niet meer stuk te lopen op één enkele al dan niet terecht onveilig uitgangspunt Gevaar: eindeloze discussies, maar nu wel een goed vertrekpunt RWS-WD Cursus

30 RWS-WD cursus Toetsing Schematiseren bij toetsing is niet anders dan schematiseren bij ontwerp Stappenplan kan (dus) ook bij toetsing worden gebruikt Er zijn enkele vereenvoudigingen mogelijk Vereenvoudigingen: in ieder geval niet ontwerp aanpassen Score in feite direct af te lezen uit tabel RWS-WD Cursus

31 } Overweging Pluspunten Bepaling scenario’s
RWS-WD cursus } Bepaling scenario’s inschatting kans van optreden per scenario Overweging Blijft in meer of mindere mate subjectief Echter: De overwegingen om tot een bepaalde schematisering te komen worden nu expliciet gemaakt Beter onderbouwd ontwerp Betere handvaten om nader onderzoek te beargumenteren Pluspunten RWS-WD Cursus

32 RWS-WD cursus Vragen? RWS-WD Cursus

33 RWS-WD cursus Imagine the result RWS-WD Cursus