10 juni 2015 – Geo-Klantendag Deltares, Delft

Numeriek modelleren van zettingsvloeiingen: Voorbeeld Oosterscheldekering Alexander Rohe, Unit Geo-engineering

dwarsdoorsnede

Afschuivingen en vloeiingen (onder water)

(bron: De Jager, 2008)

Hollandsch Diep Oosterscheldekering

2

dwarsdoorsnede

Afschuivingen en vloeiingen (onder water)

(bron: De Jager, 2008)

Hollandsch Diep Oosterscheldekering

kleine vervormingen

begin van bezwijken

3

Grond en water !

mengsel van grond, water en lucht (meer-fase materiaal)

interactie en koppeling tussen grond en water

faseovergang tussen grond en water

zeer grote vervormingen

4

grond

grond + grondwater oppervlakte

water

GROND

WATER

grond met poriënwater

lage porositeit grondwater stroming

korrels in contact korrelspanningen

water met grondkorrels

hoge porositeit vrij oppervlakte water

korrels niet (meer) in contact geen korrelspanningen

Grond of water ?

0 0

5

grond met poriënwater

lage porositeit grondwater stroming

korrels in contact korrelspanningen

water met grondkorrels

hoge porositeit vrij oppervlakte water

korrels niet (meer) in contact geen korrelspanningen

Grond of water ?

0 0

6

elementen verstoring ?

toestand parameters ?

Lagrange: elementen vervormen samen met het materiaal

Euler: materiaal stroomt door vaste elementen

7

Numerieke elementen modellen (EEM)

elementen verstoring ?

toestand parameters ?

Lagrange: elementen vervormen samen met het materiaal

Euler: materiaal stroomt door vaste elementen

8

Numerieke elementen modellen (EEM)

VLOEISTOF MECHANICA

GROND MECHANICA

de grond

water

Lagrange Euler

begin toestand vervorming terugzetten van elementen

ontkoppeling van elementen en materiaal

combinatie van grondmechanica en vloeistofmechanica

9

Gecombineerd model: Materiaal Punten Methode

afschuiven van een zandkolom

verplaatsingen in [m]

Voorbeeld van MPM berekening

total displacements [m]

10

Voorbeeld: Oosterscheldekering

11

Proef in water-grond-goot (Deltares)

natuurlijke helling, zeer los gepakt zand

waterdruk

12

Proefresultaten

begin- en eindsituatie

13

Numeriek model in MPM

gsat 18.7 kN/m3 E 5 000 kPa

gwat 9.8 kN/m3 n’ 0.2 –

g’ 8.9 kN/m3 c’ 0 kPa

n 0.45 – j 32 o

k 10-4 m/s y +1 / 0 / -1 o

Kwat 45 300 kPa

14

w

ater

dru

k

tijd

verplaatsingen [m]

verticale korrelspanningen

[kPa]

15

Resultaten numerieke analyse met MPM

Vergelijking proef en berekening

16

Vervolg: Maatregelen toetsen

volledig bestorten? gedeeltelijk bestorten?

verdere erosie? gedeeltelijke afschuiving?

17

crater on surface

MPM Software

Development, validation and application of advanced MPM Software

for modelling soil–water–structure interaction problems involving

• (very) large deformations,

• quasi-static/dynamic behaviour, cyclic loading, earthquakes,

• (very) soft soils, consolidation and creep,

• (internal) erosion, piping and scour,

• fluidisation and sedimentation,

• static/dynamic liquefaction and breaching,

• installation problems (piles, CPT)

• reinforcements, flood defences

Focus: applications beyond standard geotechnical or hydraulic software