Inklemeffecten bij steenzettingen: Een steenzetting als buigligger

De laatste jaren zijn er verscheidene rapporten verschenen met als onderwerp de sterkte van dijkbekledingen. Vaak was de conclusie dat de steenzettingen op de Nederlandse dijken een grotere sterkte hebben dan waarop zij ontworpen zijn. In dit rapport is een dijkbekleding gemodelleerd als een buigligger met als doel te verifieren of de eerder genoemde extra sterkte ook in dit model tot uiting komt. De belasting op de dijkbekleding bestaat uit het opwaarts gerichte drukverschil wat onstaat over de dijkbekleding bij maximale golfterugloop, vlak voor het breken van de golf, wanneer in de dijk nog water aanwezig is. Dit drukverschil zorgt samen met het eigen gewicht voor de krachten op de ligger. De normaalkracht in de ligger ontstaat doordat de blokken langs de taludhelling afschuiven en omdat de onderkant van de ligger wordt geacht niet te verplaatsen vanwege de teenconstructie. Deze normaalkracht moet ervoor zorgen dat de ligger stabiel blijft. Zowel de moment- als dwarskrachtcapaciteit zijn direct afhankelijk van de gegenereerde normaalkracht. De dwarskracht in de ligger moet door wrijving tussen de blokken onderling worden overgedragen en de grote van deze wrijving is afhankelijk van de normaalkracht. De maximaal toelaatbare buigende momenten hangen af van de normaalkracht en de toelaatbare excentriciteit hiervan. Als we een steenzetting modelleren als buigligger blijken de dwarskrachten in de ligger de maatgevende factor. De sterkte die uit dit model naar voren komt is klein vergeleken met de sterkte bij eenvoudige modellen en de sterkte tijdens modelproeven in de deltagoot. Verder blijkt dat de sterkte in het buigliggermodel sterk afhangt van de verhouding tussen de stijfheid van de ligger en de stijfheid van de ondergrond. Wanneer we het buigliggermodel gaan vergelijken met de eenvoudige modellen blijkt dat in de eenvoudige modellen geen rekening wordt gehouden met de invloed van de ondergrond. Ook bij vergelijking met modelproeven in de deltagoot treden een aantal verschillen op. Het eerste verschil treedt op door afschuiving van stenen langs de taludhelling. Dit veroorzaakt grote voegbreedtes waardoor water kan weglekken. Hierdoor kan een belastingreductie ontstaan. Verder kunnen de randen van de modelproef een invloed hebben op het resultaat. In het buigliggermodel is geen rekening gehouden met horizontale invloeden. Als we met het buigliggermodel een trekproef simuleren die aan bekledingen is uitgevoerd resulteert dit in krachten, die bij redelijke beperkte normaalkrachten kunnen worden weerstaan.Civil Engineering and Geoscience