Grenstoestanden
In Eurocode EN-1990 worden Grenstoestanden gedefinieerd. Een grenstoestand is een toestand, waarbij de constructie net niet faalt en zich dus bevindt op de grens van falen en niet-falen.
De veiligheid van het ontwerp van een grondlichaam wordt getoetst door middel van het verifiëren van de betrouwbaarheid ten aanzien van het overschrijden van een grenstoestand.
In Eurocode EN1990 wordt onderscheid gemaakt tussen:
- Uiterste GrensToestand, UGT (Ultimate Limit State, ULS), waarbij sprake is van net niet bezwijken
- BruikbaarheidsGrensToestand, BGT (Serviceability Limit State, SLS), waarbij sprake is van zodanige vervormingen dat deze leiden tot verlies aan bruikbaarheid, (cosmetische) schade of hoge onderhoudskosten.
De uiterste grenstoestand is dus een grenstoestand, waarbij een bezwijkmechanisme in de grond net niet optreedt, zoals het bezwijken van een talud. Bij deze uiterste grenstoestand is dus de aandrijvende kracht gelijk dan de grondweerstand. Hier is sprake van een stabiliteitseis.
Voor grondlichamen is de uiterste grenstoestand, bezwijken, geformuleerd in termen van een stabiliteitsfactor. Deze stabiliteitsfactor kan worden bepaald met bijvoorbeeld grensevenwichtsmethodes, ook wel limit equilibrium methods, LEM, zoals Bishop, Spencer of LiftVan, of met numerieke technieken zoals de Eindige Elementen Methode, EEM.
Bij de Bruikbaarheidsgrenstoestand zijn meestal verplaatsingen van een grondconstructie in het geding, waarbij het belangrijk is, dat een bepaalde restzetting of een langsvlakheidseis of een horizontale verplaatsing niet wordt overschreden. Deze analyse wordt uitgevoerd met behulp van zettingsmodellen, zie hoofdstuk 5 of numerieke methoden, zoals Eindige Elementen Methode, EEM, of met modellen voor het berekenen van horizontale grondverplaatsingen (zie ).
De UGT en de BGT moeten beide zowel in de bouwfase als in de gebruiksfase worden getoetst.
De UGT is in het algemeen tijdens de bouwfase voor grondconstructies maatgevend. Tijdens het ophogen ontstaan veelal wateroverspanningen in de ondergrond, waardoor gefaseerd moet worden opgehoogd om afschuiven van het talud te voorkomen. Hier wordt dus steeds de stabiliteit van de grondconstructie gecontroleerd. De vervormingen spelen hier minder een rol, behalve wanneer ongewenste vervormingen van de omgeving, zoals gebouw, spoorlijn, weg of ondergrondse infrastructuur, kunnen ontstaan als gevolg van de ophoging.
In de eindsituatie is voor het ontwerp van grondconstructies de BGT meer maatgevend dan de UGT in verband met het realiseren van de langsvlakheids-, of restzettingseis. Daarentegen kan de UGT ook dominant zijn in de eindsituatie door de strenge betrouwbaarheidseisen tijdens het gebruik en het veelal hogere risico m.b.t. verlies van mensenlevens.