Micro instabiliteit bij dijken

Verlies van micro stabiliteit is het verschijnsel waarbij uittredend grondwater, meestal aan de teen van het binnentalud, grond uit het dijklichaam spoelt en plaatselijke instabiliteiten in de dijk veroorzaakt. Er is evenwel geen sprake van een grootschalige glijcirkel, maar de stabiliteit van een dijk is desalniettemin niet meer gegarandeerd. Er kan zelfs bezwijken van de gehele waterkering optreden. Het verschijnsel treedt vooral op bij dijken in het bovenrivierengebied tijdens bij hoge waterstanden. De grondwaterstand in de dijk komt bij die hoge waterstanden hoger te liggen dan doorsnee het geval is. Er kan dan water uit het binnentalud stromen.

Bij de beoordeling op micro stabiliteit wordt onderscheid gemaakt tussen twee dijktypes. Een zanddijk met een zandige toplaag en een zanddijk met een toplaag van klei. In het eerste geval is het materiaal van de toplaag non-cohesief en bij een hoge grondwaterstand in de dijk kan grond gemakkelijk uitspoelen. In het tweede geval kunnen er als gevolg van een hoge grondwaterstand in de dijk twee bezwijkmechanismen optreden. Bij het eerste kan door de hoge waterdruk de kleilaag van het binnentalud worden afgedrukt. Bij het tweede zorgt de hoge waterdruk voor een afname in effectieve korrelspanning (korrelspanning = gronddruk - waterdruk) en dus een afname in schuifweerstand en kan de kleilaag afschuiven. In beide gevallen kan vervolgens net als bij de zanddijk met zandige toplaag weer zand uit de kern van dijk wegspoelen.

In het begin van het jaar was er opschudding in Stein (L), omdat er water aan de teen van het binnentalud uittrad en een deel van het talud wegspoelde. Enkele honderden mensen moesten vanwege gevaar voor een dijkdoorbraak hun huis verlaten. Door Stein getriggerd bleek dat het simpele rekenmodel om micro instabiliteit te kunnen beschrijven, niet gevalideerd was. Met de centifugeproef, waarnaar u op deze pagina kunt kijken, worden metingen verricht om rekenmodellen voor micro instabiliteit te kunnen valideren.

Bij de centrifuge proeven is het uitgangspunt een dijk, opgebouwd uit zand. In die dijk kan de waterstand worden verhoogd. Om te zien hoe hoog de waterstand is, zijn in de dijk waterspanningsmeters gemonteerd, W1 t/m W10. Ook zijn er twee gronddrukdozen (GDD) ingebracht, met daarbij een waterspanningsmeter, zodat de korrelspanning kan worden bepaald. Op de geolive pagina kunt u kijken naar videobeelden van de dijk, zoals deze in de centrifuge draait. Rechtsboven kunt u een aantal plaatjes zichtbaar maken. Hierbij zijn plaatjes waarin kunt zien hoe bijvoorbeeld de waterspanning zich in de tijd ontwikkelt. Daarnaast zijn er plaatjes waarbij u in een verticale raai een momentopname van de aflezingen van de opnemers kunt zien.

Voor commentaar e-mail: geocentrifuge@geodelft.nl