Inklemeffecten bij steenzettingen op dijken: Eindige-elementenstudie naar geometrisch- en fysisch niet-lineair gedrag van blokkenmodellen

In dit rapport is via numerieke technieken die deels zijn geverifieerd aan experimentele resultaten van een houten blokkenmodel, een fundament gelegd waarop het fenomeen inklemming bij steenzettingen bestaande uit losse elementen, wordt ontleed. Een belangrijke conclusie uit dit rapport is dat inklemming bij toplagen op dijken afhankelijk kan zijn van drie effecten; het eigen gewicht (P-orde effect), de wrijving langs de dijkhelling (2e-orde effect) en de opsluiting door top- en teenschot (2e-orde effect). De aanname die men in het verleden dan ook deed was dat een le-orde evenwichtsbeschouwing (onvervormde toestand) werd gedaan, waarbij men de 2°-orde effecten (vervormde toestand), ook wel bekend als geometrisch niet-lineaire effecten, niet in beschouwing nam. Deze 2e-orde effecten kunnen bij kleine verplaatsingen (orde mm's) reeds aanzienlijke inklemkrachten mobiliseren, en er zodoende voor zorgen dat de 2e-orde bezwijkbelasting een veelvoud hoger kan liggen in vergelijking tot de le-orde bezwijkbelasting. Hier dient echter onderkend te worden dat dit niet noodzakelijk het geval hoeft te zijn. Als gevolg van inhomogeniteiten in een toplaagconstructie zoals ongelijke steendikten, variabele wrijving langs dijkhelling, ongelijke voegdikten etc. treedt inklemming niet overal in gelijke mate op. Daar komt nog bij dat het eigen gewicht en de wrijving bovenaan de zetting minder groot zijn dan beneden aan de zetting. Het bovenste blok zal dan ook alleen inklemming kunnen ontlenen aan het topschot. Wanneer dit blok enigszins los ligt, zal het op afschuiving uit de zetting worden gedrukt, hetgeen een lagere bezwijkbelasting oplevert dan bij inklemming het geval is. Deze eventuele zwakke schakels kunnen daarmee maatgevend worden voor de gehele toplaagconstructie, waardoor dimensionering op inklemming ook niet los kan staan van 'de kans op een los blok'.Steenzettingen - TAW/EN