Workshop schematiseringsfactor Demonstratie voorbeeldcasus

Presentatie over: "Workshop schematiseringsfactor Demonstratie voorbeeldcasus"— Transcript van de presentatie:

1 Workshop schematiseringsfactor Demonstratie voorbeeldcasus
Werner Halter Lelystad, 29 april 2009

2 Workshop schematiseringsfactor
Inhoud Publieksexperiment Voorbeeldcase

3 GESTAPELDE ONZEKERHEID
ondergrondmodel en geometrie waterspanningen en stijghoogtes grondparameters modelkeuze stabiliteitssom data moet ‘goed’ (?) volgens de regels

4 SIMPELE CASE Representatief geval, gevraagd STBI …
Geen droogte, geen verkeer Normale set grondonderzoek Boringen, sonderingen Peilbuiswaarnemingen Gevraagd schematisering Laagopbouw (klei, veen, zand) Waterspanningen (freatische lijn, stijghoogte) Parameters (gewicht veen) U krijgt meerdere opties (stemmen)

5 kruinniveau: circa NAP niveau achterland: circa NAP -4,5 m
KADE IN HET GROENE HART veenkade kruinniveau: circa NAP niveau achterland: circa NAP -4,5 m Rijnsaterwoudsche Polder

6 ? 1. LAAGOPBOUW Waar zit de laagscheiding?
A. NAP -5,0 m (boring is waar) B. NAP -5,5 m (sondering is waar) -5,0 -5,5 In het begin weet men alleen: hoe de buitenkant van de dijk er uit ziet; en waar water staat.

7 ? 2. GEWICHT VEEN GEWICHT VEEN VEEN KLEI ZAND 3 veenmonsters
Wat is het volumiek gewicht van dit veen? A. 10,0 kN/m3 (ondergrens) B. 10,5 kN/m3 (gemiddelde) ? 10,0 kN/m3 10,3 kN/m3 11,2 kN/m3 3 veenmonsters VEEN KLEI Stel de laagopbouw is bekend ZAND

8 3. FREATISCHE LIJN Hoe hoog is de freatische lijn bij extreme neerslag? A. NAP -2,25 m (0,50 m boven maximum) B. NAP -2,50 m (0,50 m boven gemiddelde) ? In het talud is gedurende circa 6 weken handmatig de grondwaterstand gemonitord. De resultaten zijn weergegeven in de grafiek.

9 ? 4. STIJGHOOGTE Tot waar heeft de stijghoogte invloed?
A. NAP -5,5 m (onderkant veenlaag) B. NAP -8,0 m (halverwege kleipakket) -5,5 -8,0 Er staat ook een diepe peilbuis in het pleistocene zandpakket. Deze stijghoogte loopt hier vrijwel horizontaal.

10 SAMENVATTING VRAGEN 1. Laagscheiding? NAP -5,0 m B. NAP -5,5 m
2. Volumiek gewicht van dit veen? 10,0 kN/m3 B. 10,5 kN/m3 3. Freatische lijn bij extreme neerslag? NAP -2,25 m B. NAP -2,50 m 4. Invloed stijghoogte? A. NAP -5,5 m B. NAP -8,0 m De vragen en antwoorden nog eens samengevat. Zaal vragen welke van de twee het meest conservatief is, A of B. Antwoord: BAAB is meest conservatieve combinatie.

11 ANALYSE Alle 2x2x2x2=16 scenario’s zijn doorgerekend in MStab. Gepresenteerd is BBAB (of BBBA?) resulterend in F = 0,92. De echte dijk ziet er iets minder simpel uit.

12 RESULTATEN MAX: F = 1,00 GEM: F = 0,91 MIN: F = 0,81
Alle 16 resultaten zijn weergegeven. Er zit circa 20 % variatie in de resultaten. Dekt hele IPO-range 0,80 – 1,0. Adviesfactor 1,2. Laagscheiding en freatische lijn zijn hier van grote invloed, de stijghoogte is nauwelijks van invloed. Bij andere kades kan dit totaal anders zijn. Hoe veilig is het antwoord van de zaal? MAX: F = 1,00 GEM: F = 0,91 MIN: F = 0,81

13 Geometrie Diepte sloot
Onzekerheden Hydraulische kortsluiting Verkeersbelasting Geometrie Geometrie Dit waren 4 keuzes bij de toetsing, die verschil kunnen uitmaken. Er zijn echter nog veel meer onzekerheden. Bij andere kade is gevoeligheid ook anders. Bij opdrijfkades zullen verschillen nog groter worden. Dus adviesfactor groter dan 1,2. Wel/geen verkeer factor 2. Wel/geen droogte ook factor 2. Schematisering moet transparant, controleerbaar, onderscheid data en interpretatie. Diepte sloot Tussenzandlagen Opbarsten

14 Stappenplan schematiseringsfactor
Stap 1a Opstellen basisschematisatie Maatgevend / representatief dwarsprofiel Geometrie Grondopbouw Grondparameters Stap 1b Opstellen ontwerp Schematiseringsfactor = 1,3 Omgevingseisen / wensen

15 Stappenplan schematiseringsfactor
Stap 2 Nagaan of reductie van de schematiseringsfactor nuttig is Onderbouwen onzekerheden Reductie onzekerheden

16 Stappenplan schematiseringsfactor
Stap 3a Identificeren onzekerheden Bodemopbouw Geometrie Waterspanningen Uitvoerings- en beheersaspecten Overige Stap 3b Bepalen schematiseringsfactor Bereken Stabiliteitsfactor (F en ΔF) Schat kans op voorkomen (P) Bepaal schematiseringsfactor (γb) mbv tabel / rekensheet

17 Voorbeeldcase dijkversterking (stap 1)
Dijk voldoet niet aan stabiliteit binnenwaarts Versterking  berm aanbrengen bij schematiseringsfactor van 1,3 Basisschematisatie  goed verdichte klei (optimistisch geschematiseerd) Aanbrengen berm Stevige klei

18 Stappenplan schematiseringsfactor (stap 3)
Ongunstige scenario’s: Tussenzandlagen Geulen Slappe lagen Kans hierop > 50% Basisschematisatie te positief  Stap 1

19 Voorbeeldcase dijkversterking
Dijk voldoet niet aan stabiliteit binnenwaarts Versterking  berm aanbrengen Basisschematisatie  realistischere schematisatie Ontwerp van berm bij schematiseringsfactor = 1,3 Stabiliteitsfactor ≥ schematiseringsfactor x schadefactor x modelfactor 1,47 ≥ 1,3 x 1,13 x 1,0 Aanbrengen berm Klei Veen Zand

20 Stappenplan schematiseringsfactor (stap 3)

21 Ongunstige scenario’s
S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger S4: Respons watervoerende laag 1m hoger S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard Klei Veen Zand

22 Bepalen schematiseringsfactor
Toepassen tabel  Fd ΔFd P γb Basisschematisatie 1,31 S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16 S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02 S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger -0,15 S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 Benodigde schematiseringsfactor: γb

23 Bepalen schematiseringsfactor
ΔFd waarden -0,16 en -0,15  liggen tussen -0,1 en -0,2 P waarden ,1 en ,1 bij elkaar optellen  ΣP = 0,2 Schadefactor = 1,13 Fd ΔFd P γb Basisschematisatie 1,31 S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16 S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02 S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger -0,15 S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 Benodigde schematiseringsfactor: γb

24 Bepalen schematiseringsfactor
ΔFd waarden -0,16 en -0,15  liggen tussen -0,1 en -0,2 P waarden ,1 en ,1 bij elkaar optellen  ΣP = 0,2 Schadefactor = 1,13 Schematiseringsfactor = 1,16

25 Bepalen schematiseringsfactor
Toepassen van de rekensheet

26 Bepalen schematiseringsfactor
Schadefactor γn Betrouwbaarheidsindex βreq = 4 + (γn-1) / 13 Toelaatbare faalkans Ptoelaatbaar Schematiseringsfactor γb = γn · βreq Scenario’s Totale faalkans Ptptaal = (Σ Scenario’s) % van toelaatbare kans = Ptotaal / Ptoelaatbaar

27 Bepalen schematiseringsfactor
Aanscherpen met rekensheet  optimalisatieslag

28 Voorbeeldcase dijkversterking
Stap 4: Aanpassen ontwerp Aanpassen berm Verleggen sloot Klei Veen Zand

29 Stappenplan schematiseringsfactor (stap 4)
Aanpassen ontwerp berm of Verleggen van de sloot

30 Bepalen schematiseringsfactor
Ontwerp van berm bij schematiseringsfactor = 1,3 Stabiliteitsfactor ≥ schematiseringsfactor x schadefactor x modelfactor 1,47 ≥ 1,3 x 1,13 x 1,0 Uit tabel volgt: benodigde schematiseringsfactor = 1,16 Nieuwe stabiliteitsfactor ≥ schematiseringsfactor x schadefactor x modelfactor Nieuwe stabiliteitsfactor ≥ 1,16 x 1,13 x 1,0 Nieuwe stabiliteitsfactor ≥ 1,31 Fd ΔFd P γb Basisschematisatie 1,47 S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,31 -0.16 0,1 1,16 S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,43 -0,04 0,001 1,02 S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger -0,14 S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,39 -0,08 0,01 S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,46 -0,01 Benodigde schematiseringsfactor: γb

31 Bepalen schematiseringsfactor
Ontwerp van berm bij schematiseringsfactor = 1,16 Fd ΔFd P γb Basisschematisatie 1,31 S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16 S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02 S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger -0,15 S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 Benodigde schematiseringsfactor: γb

32 Voorbeeldcase dijkversterking
Stap 5: Uitvoeren onderzoek Hoogtemeting freatische lijn Stijghoogte meting Klei Veen ? Onderzoeken van dikte slappe laag Zand

33 Stappenplan schematiseringsfactor
Stap 5  Stap 1 Sonderingen  Ligging slappe lagen pakket beter in kaart Peilbuizen  Freatische waterstand of stijghoogte meten tijdens maatgevend hoogwater Gevolg:  Afname PScenario x Of  Uitsluiten scenario  Lagere schematiseringsfactor γb

34 Bepalen schematiseringsfactor
Uitvoeren grondonderzoek  Verlagen onzekerheden  Benodigde schematiseringsfactor wordt verlaagd Fd ΔFd P γb Basisschematisatie 1,31 S1: Slappe veenlaag 0,5m dikker 1,15 -0.16 0,1 1,16 S2: Taludhelling binnentalud 5% steiler 1,23 -0,03 0,001 1,02 S3: Freatische lijn in dijk is 1m hoger -0,15 S4: Respons watervoerende laag 1m hoger 1,24 -0,07 0,01 S5: Verkeersbelasting hoger dan standaard 1,29 -0,02 Benodigde schematiseringsfactor: γb

35 Samenvatting Noodzakelijke controleslagen: Is optimalisatie van schematiseringsfactor wel nodig? Is mijn basisschematisatie voldoende nauwkeurig? Geldt de schematiseringsfactor nog bij het aangepaste ontwerp? Methodes ter optimalisatie van de schematiseringsfactor: Schematiseringsfactor bepalen met spreadsheet i.p.v. tabel Betere onderbouwing basisschematisatie

36