Grondonderzoek en geotechnisch Schematiseren bij dijken (TRGS) Technisch Rapport: Grondonderzoek en geotechnisch Schematiseren bij dijken (TRGS) Ed Calle Project: SBW Faalmechanismen TR Grondonderzoek deelprojectleider RWS WD: Bianca Hardeman Projectuitvoering: Deltares, Fugro, HKV presentatie bij ENW-SBW 19 nov 2009 RIMAX Workshop “Probabilistische Bemessung von Dämmen und Deichen für den Hochwasserschutz” 08/04/2017

uit ENW onderzoeksagenda Eerder onderzoek Voorbeelden problemen bij grondmechanische schematisering Doel SBW onderzoek: opstellen TRGS Globale opzet TRGS Schematiseringfactor (optioneel) Tot slot: stand van zaken + planning RIMAX Workshop “Probabilistische Bemessung von Dämmen und Deichen für den Hochwasserschutz” 08/04/2017

ENW agenda Uit de ENW-onderzoeksagenda: Probleemstelling: (“Groslijst” RWS-DWW 2006) Probleemstelling: Opbouw van de ondergrond is onzekere factor bij het beschouwen van faalmechanismen. Er is geen rationele benadering voor schematisatie van ondergrond voor toetsing, waarbij aandacht aan de betrouwbaarheid wordt geschonken Doelstelling: Opstellen van een systeem voor het karakteriseren van de opbouw, waaruit naar voren komt in welke mate van detail en met welke zekerheid de ondergrond bekend is. Vaststellen van de benodigde intensiteit van grondonderzoek voor een vereist veiligheidsniveau 3 3

Eerdere studies … over onzekerheden bij grondmechanisch schematiseren, o.a.: 1994-1996 Probabilistische methoden i.d. geotechniek (GD-Fugro) 2002 Heterogeniteit ondergrond bij dijken (Delft Cluster)  Effecten onzekerheid over ondergrondopbouw groter dan effecten onzekerheid grondeigenschappen binnen grondlagen! In normen, leidraden, handreikingen geen richtlijnen hoe hier mee om te gaan (i.t.t. grondeigenschappen!)  Ondergrondopbouw is niet eenduidig af te leiden uit grondonderzoek Opstellen schematisering is altijd keuzeprobleem met onzekerheden 4 4

Voorbeeld niet eenduidigheid Grondonderzoek levert punt- of lijninformatie Tussen meetpunten of meetlijnen interpoleren Risico: “structuren” van beperkte afmeting worden niet opgemerkt WENN ZEIT Ich will doch noch gern ein kurzes Beispiel fuer die Moeglichkeit geben, wie Entscheidungen auf erwartungswerte fuer Performance basiert werden koennen. Wir haben ein aehnliches Problem wie in einem zu Beginn praesentierten Beispiel. Auf Basis einiger Sondierungen muessen wir ein Bodenprofil anfertigen. Ein moegliche Interpretation ist die folgende. Nun wissen wir allerdings aus Erfahrung, dass in diesem Gebiet auch Ablagerungen von alten Flusslaeufen vorkommen koennen. Und es besteht die Moeglichkeit, dass wir so eine Formation einfach nicht entdeckt haben. RIMAX Workshop “Probabilistische Bemessung von Dämmen und Deichen für den Hochwasserschutz” 08/04/2017 5 5

Praktijkproef Bergambacht Voorbeeld 2: “Ringonderzoek” adviseurs bij praktijkproef Bergambacht Vijf adviseurs gevraagd dijkstabiliteit te onderzoeken/berekenen Op basis van dezelfde grondonderzoeksgegevens (drie fasen): 1e fase: infopakket 1, summier grondonderzoek 2e fase: infopakket 2, “normaal” grondonderzoek 3e fase: infopakket 3, uitgebreid grondonderzoek Alléén schematisering ondergrondopbouw en waterspanningen; rekenwaarden grondeigenschappen gegeven 6 6

7 7

Berekende Stabiliteitsfactoren F  Roep om “adviseursfactor” !

Geotechnical Schematization Steps and choices in geotechnical schematizations optimistic choices (unsafe!) uncertainties to be covered by additional step in analysis uncertainties covered by partial safety factors for soil properties range of possible outcomes of the geotechnical analysis Grundsaetzlich unterscheiden wir drei grobe Schritte in der Modellierung von geotechnischen Problemen: Die Schematisierung der Untergrunds Die Schematisierung der Porenwasserdruecke Und die Wahl der Bemessungsparameter. ANIMATION: Natuerlich waehlt ein gewissenhafter Experte eine konservative Schematisierung der Wirklichkeit, allerdings tut er das sozusagen im verborgenen und praesentiert uns nur das Ergebnis seiner weisen Entscheidung. Wir sehen, das im Prinzip nur letztere durch Teilsicherheitsbeiwerte abgedeckt werden. Wir muessten allerdings auch etwas mit den ersten zwei Kategorien tun. Um mehr Transparenz und Systematik in diesen Prozess einzufuehren, ist fuer die neuen Richtlinien fuer Fluss deiche ein Konzept erarbeitet worden, das auf einer probabilistischen Grundlage beruht. Dieses Konzept wird im Folgenden erkleart. subsoil schematization pessimistic choices (safe!) pore pressure schematization choice of computation model and soil parameter assessment 9 9

Verkeerde keuzen bij schematiseren tbv toetsing “Verkeerde” keuzen bij schematiseren kunnen leiden tot: onterecht goedkeuren (bij “optimistische” keuze)  onveilig! onterecht afkeuren (bij te conservatieve keuze)  veilig maar duur! “verkeerde keuzen” vermijden door (extra) grondonderzoek! 10 10

Doel “SBW grondonderzoek”: Er moeten richtlijnen/handreikingen komen voor: opzet grondonderzoek t.b.v. grondmechanisch toetsen omgaan met onzekerheden bij opstellen schematiseringen relatie tussen keuzen bij schematiseren en beschikbare info (grondonderzoek) onderbouwen behoefte aan (extra) grondonderzoek inzichtelijk maken van gemaakte keuzes in schematiseringproces (ook voor second opinion doeleinden!) documenteren en (toegankelijk) opslaan van informatie In Technisch Rapport Grondonderzoek en Schematiseren (TRGS) voorlopig beperken tot mechanismen afschuiven en piping! 11 11

Opzet TRGS (globale inhoud): 1. Inleiding Doelen en afbakening 2. Grondonderzoek Overzicht grondonderzoeksmethoden. Eisen aan basis grondonderzoeksopzet (i.r.t. mechanismen) Voorbeelden van basis onderzoeksopzetten, “best practice” Handreikingen om keuze te ondersteunen Afwegingskader additioneel onderzoek 3. Schematisering en parameterbepaling macro-instabiliteit   Beschrijving schematiseringproces Interpretatie grondonderzoeksgegevens in relatie met (geologische) gebiedskennis Keuze basisschematisering bodemopbouw en waterspanningen Mogelijke kritische afwijkingen m.b.t. bodemopbouw Bepalen schematiseringfactor; voorbeelden   4.  Schematisering en parameterbepaling piping Ongeveer als hoofdstuk 3, maar dan voor piping 5.  Data Management en GIS Overzicht bestaande praktijk en lopende ontwikkelingen (geen applicaties ontwikkelen) 12 12

Schematiseringfactor Ge-introduceerd bij Leidraad Rivieren (Addendum TRWG) Is (veiligheids)factor voor afdekken schematiseringsonzekerheden  Toetseis vroeger: Fd = F (τkar / γm) ≥ γd γn  Toetseis wordt nu: Fd = F (τkar / γm) ≥ γd γn γb γm = materiaalfactor, γn = schadefactor  afdekken onzekerheid schuifsterke γd = rekenmodelonzekerheidsfactor γb = schematiseringfactor  In addendum TRWG: γb = 1.30, maar mag gereduceerd worden tot 1.10 afhankelijk van veiligheid gekozen schematisering waarmee Fd berekend wordt 13 13

Voorbeelden schematiseringonzekerheden Schematiseringfactor Voorbeelden schematiseringonzekerheden discreet continu Ondergrond-opbouw Een grondlaag wel/ niet aanwezig? Typering grondlaag correct? Doorgaande grondlaag, of onderbroken? Bij zand: los of vastgepakt? Laagdikten groter/kleiner ? Verloop laagdikten Verloop pakkingsdichtheid Waterspanningen Wel/niet gedraineerd? wel/niet opdrijven? wel/geen isotrope doorlatendheid Waterspanningen hoger/lager ?

Schematiseringfactor Inventariseer mogelijke afwijkingen van gekozen basisschematisering en schat de kans daarop en het effect op de stabiliteitsfactor kans Stab factor F omschrijving Basis schema- tisering So 1,18 = voorzichtige maar niet ultra- conservatieve schematisering Afwijking S1 0.10 1,10 Hogere freatische lijn Afwijking S2 1,09 Lens slappe klei mogelijk aanwezig Afwijking S3 0.01 0.98 Zandlaag in conctact met rivier Afwijking S4 0.001 0.92 Enz. - ΔF kans 0.05 - 0.1 0.2 0.1 – 0.2 0.01 0.2 – 0.3 0.001 Alleen “ongunstige” afwijkingen van belang  vormen immers de risico’s! 15 15

Schematiseringfactor Vereiste schematiseringfactor γb opzoeken in tabel: - ΔF kans 0.05 - 0.1 0.2 0.1 – 0.2 0.01 0.2 – 0.3 0.001 1.10 1.15  Aan te houden schematiseringfactor: 1.15 16 16

Tot slot: Huidige stand van zaken: stukjes onderzoek voor hoofdstukken 2, 3 en 4 TRGS gereed, voor hoofdstuk 5 onderweg Concept TRGS gepland gereed voorjaar 2010 Traject accordering, o.a. ENW Oplevering TRGS najaar 2010 Inbedding in VTV 2011: Aanbrengen verwijzingen in de betreffende katernen (stabiliteit en piping) 17 17

Dank voor uw aandacht, Vragen, discussie? 18 18