Uitgangspunten, randvoorwaarden en aannamen
Het zettingsproces is in het algemeen een sterk niet-lineair proces. Met analytische formules kan daarom alleen voor sterk vereenvoudigde situaties een kwantitatieve gevoeligheidsanalyse worden gemaakt. Voor meer complexe gevallen komt praktisch gezien alleen de Monte Carlo-methode in aanmerking. De werkwijze daarvan is beschreven in paragraaf 7.4. Ter illustratie is voor een sterk vereenvoudigde situatie een analytische berekening uitgevoerd en zijn de resultaten hiervan vergeleken met de Monte Carlo-simulatie van dezelfde situatie.
Bodemopbouw en parameters
De grondopbouw is gebaseerd op de varianten die zijn gehanteerd in CROW-publicatie 155 [10], namelijk:
De grondopbouw is gebaseerd op de varianten die zijn gehanteerd in CROW-publicatie 155 [10], namelijk:
- grondprofiel 2B: zeekleigebied, dikte slappe lagen 11 m;
- grondprofiel 3C: rivierengebied, dikte slappe lagen15 m.
Voor de laagopbouw en de modelparameters zijn zo veel mogelijk de waarden uit CROW-publicatie 155 aangehouden, waarbij onder meer de volgende vereenvoudigingen zijn aangebracht:
- een eenvoudige schematisering van de grondwaterstand, met de freatische lijn gelijk aan het maaiveld of op een diepte van 0,5 meter onder het maaiveld en een hydrostatisch verloop over de diepte;
- een eenvoudig verloop van de grensspanning: voor alle lagen een vaste waarde POP boven de initiële verticale korrelspanning.
Volgens de toelichtende tekst is in CROW-publicatie 155 uitgegaan van representatieve waarden van de parameters, wat in dit geval betekent waarden die aan de veilige kant zijn gekozen met een kans van 95% dat de werkelijke waarde gunstiger is. Deze zijn mede bepaald op basis van tabel 1 van NEN6740. In combinatie met de daarin vermelde variatiecoëfficiënten kunnen hiermee voor elke parameter het gemiddelde en de standaardafwijking worden berekend. Hierbij is uitgegaan van:
- een log-normale verdeling voor de verticale consolidatiecoëfficiënt cvv;
- een normale verdeling voor alle overige parameters.
Variatiecoëfficiënt
Voor de laagdikte is uitgegaan van een variatiecoëfficiënt V = 0,05, hetgeen praktisch neerkomt op een onnauwkeurigheid van 5 centimeter per meter laagdikte. Eerder vergelijkend onderzoek naar, onder andere, de interpretatie van grondonderzoek, zowel binnen deze CROW-studie (zie hoofdstuk 5) als daarbuiten (bijvoorbeeld [38]), laat zien dat de werkelijke onzekerheidsmarge eerder groter is (V > 0,05).
Voor de laagdikte is uitgegaan van een variatiecoëfficiënt V = 0,05, hetgeen praktisch neerkomt op een onnauwkeurigheid van 5 centimeter per meter laagdikte. Eerder vergelijkend onderzoek naar, onder andere, de interpretatie van grondonderzoek, zowel binnen deze CROW-studie (zie hoofdstuk 5) als daarbuiten (bijvoorbeeld [38]), laat zien dat de werkelijke onzekerheidsmarge eerder groter is (V > 0,05).
Conform tabel 1 van NEN6740 is voor het volumiek gewicht een variatiecoëfficiënt van 0,05 gehanteerd en voor de samendrukkingsparameters een variatiecoëfficiënt van 0,25. De onzekerheid in de grensspanning wordt deels via de onzekerheid in het volumiek gewicht in rekening gebracht op de terreinspanning en deels via een variatiecoëfficiënt op POP. Hiervoor is eveneens een variatiecoëfficiënt van 0,25 gehanteerd; dit omdat voor POP een zelfde mate van spreiding is te verwachten als voor de overige samendrukkingsparameters.
Ophoging
In die gevallen waarin de onzekerheid in de ophoogdikte is meegenomen, is voor elk van de ophoogslagen (dikte 1,0 m) een standaardafwijking van 0,03 meter gehanteerd. De ophoogslagen zijn aangebracht met een interval van 28 dagen. Voor het volumiek gewicht van de ophoging is uitgegaan van een gemiddelde waarde vanom18 kN/m3 en een standaardafwijking van 0,5 kN/m3. Deze onzekerheid is ingegeven door de onzekerheid in de verdichtingsgraad en het vochtgehalte van de ophoging.
In die gevallen waarin de onzekerheid in de ophoogdikte is meegenomen, is voor elk van de ophoogslagen (dikte 1,0 m) een standaardafwijking van 0,03 meter gehanteerd. De ophoogslagen zijn aangebracht met een interval van 28 dagen. Voor het volumiek gewicht van de ophoging is uitgegaan van een gemiddelde waarde vanom18 kN/m3 en een standaardafwijking van 0,5 kN/m3. Deze onzekerheid is ingegeven door de onzekerheid in de verdichtingsgraad en het vochtgehalte van de ophoging.
Consolidatie
Bij het berekenen van het consolidatieverloop is uitgegaan van tweezijdige afstroming. Net als in CROW-publicatie 155 [10] is voor uitvoering bij de referentievariant uitgegaan van toepassing van verticale drainage in een driehoekstramien met een hart-op-hart afstand van 1,0 m. Het tijd-zettingsverloop is vervolgens berekend volgens de consolidatietheorie van Carillo, met gecombineerde verticale en horizontale afstroming. Ter vereenvoudiging van de analyse is in deze studie de kortere afstroomlengte ten gevolge van de verticale drainage op eenvoudige wijze in rekening gebracht door de consolidatiecoëfficiënt cvv te vermenigvuldigen met een factor:
Bij het berekenen van het consolidatieverloop is uitgegaan van tweezijdige afstroming. Net als in CROW-publicatie 155 [10] is voor uitvoering bij de referentievariant uitgegaan van toepassing van verticale drainage in een driehoekstramien met een hart-op-hart afstand van 1,0 m. Het tijd-zettingsverloop is vervolgens berekend volgens de consolidatietheorie van Carillo, met gecombineerde verticale en horizontale afstroming. Ter vereenvoudiging van de analyse is in deze studie de kortere afstroomlengte ten gevolge van de verticale drainage op eenvoudige wijze in rekening gebracht door de consolidatiecoëfficiënt cvv te vermenigvuldigen met een factor:
waarin
d = totale dikte van het slappelagenpakket
1,05 = factor ter correctie voor het driehoekstramien waarin de drains zijn geplaatst.
d = totale dikte van het slappelagenpakket
1,05 = factor ter correctie voor het driehoekstramien waarin de drains zijn geplaatst.
Verder is de horizontale doorlatendheid tweemaal zo groot genomen als de verticale doorlatendheid:
cvh = 2 cvv. Er is een limiet gesteld aan de verhouding tussen de gemiddelde en de minimale verticale consolidatiecoëfficiënt:
cvh = 2 cvv. Er is een limiet gesteld aan de verhouding tussen de gemiddelde en de minimale verticale consolidatiecoëfficiënt:
- humeuze, siltige klei cvvgem / cvvmin = 2
- kleiig veen cvvgem / cvvmin = 10
Opmerking: index vv staat voor verticale samendrukking en verticale waterstroming, index vh voor verticale samendrukking en horizontale waterstroming.