De validatie van een rekenmodel voor het ontwerpen van afsluitwerken

De validatie van een rekenmodel voor het ontwerpen van afsluitwerken

Den Heijer, F.

d' Angremond, K. (mentor)
Akkerman, G.J. (mentor)
Van Roode, F.C. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

1992-12-01

Van half februari tot half december is aan het Waterloopkundig Laboratorium meegewerkt aan de fysische validatie van CLODES (Q1380), een rekenmodel voor het ontwerpen van afsluitingswerken. De validatie omvatte schaalmodelonderzoek naar de stabiliteit van steen op damkop, drempel en bodemverdediging bij gecombineerde sluitingsfasen (horizontale uitbouwen verticale opbouw van een afsluitdam). Het schaalmodel was gesitueerd in de Oosterscheldehal in de Noord-oostpolder. In de periode van half februari tot half mei is door literatuurstudie en berekeningen met CLODES meegewerkt aan de opzet van een proevenprogramma voor Q1380. Daarna is tot half augustus meegewerkt aan de uitvoering van de schaalproeven. In het kader van het afstudeerwerk is vervolgens gecontroleerd of het superpositiebeginsel met betrekking tot de stabiliteit van de damkop geldt bij gecombineerde sluitingsfasen. Het superpositiebeginsel veronderstelt dat de stabiliteit van de damkop en de drempel onafhankelijk van elkaar kunnen worden bekeken. Op grond van waarnemingen tijdens de uitvoering van de modelproeven is aanleiding gevonden een stabiliteitsrelatie die door het WL is ontwikkeld en in CLODES is geïmplementeerd, aan te passen. Het aangepaste rekenmodel is gekoppeld aan bewerkte proefresultaten. De beide rekenmodellen zijn vervolgens met elkaar vergeleken. De aanpassing van de stabiliteitsrelatie van het WL had betrekking op enkele 2e orde effecten die bij kleine sluitgaten een rol kunnen gaan spelen. Er is een verband gezocht tussen de positie waar de schade optreedt en de geometrie van de afsluitdam (figuur 11-3). Getracht is de gemiddelde stroomsnelheid die optreedt ter plaatse van de schadelocatie te beschrijven door een benadering van het doorstroomoppervlak daar. Verder is een analytisch model voor de reductie van steenstabiliteit op een helling uitgewerkt waardoor een geometrieafhankelij'ke reductiefactor is geïntroduceerd. Bij het bewerken van de meetgegevens is gezocht naar een schadecriterium waarbij een consistente koppeling mogelijk was met de schadeparameter van Shields in het rekenmodel. De meetgegevens zijn uiteindelijk gepresenteerd als een gemiddeld transport over de aangevallen taludlengte van de damkop. Zonder te willen pretenderen dat het rekenmodel de stabiliteit van een steen op een damkop vastlegt is gezocht naar een mogelijkheid met het rekenmodel als gereedschap de geldigheid van het superpositiebeginsel met betrekking tot de damkop te controleren. Er zijn enkele proeven uitgevoerd waarbij geen drempel in het sluitgat was gebouwd. Deze zijn gebruikt om door ijking de waarde van de schadeparameter van Shields vast te stellen. Daarna zijn hiermee alle proeven doorgerekend. Het superpositiebeginsel blijkt bij niet al te hoog opgebouwde drempels aan de veilige kant te zijn (figuur V-l). Als voorbeeld is nog onderzocht welke invloed de snelheidsverdeling op het resultaat van de berekeningen heeft. In figuur VI-5 is te zien dat ook dan het superpositiebeginsel aan de veilige kant is bij niet al te hoge drempels. Bij de directe vergelijking van beide modellen blijkt dat er vooral in situaties met kleine sluitgaten verschillen optreden (figuur VII-5). De verklaring hiervan is gelegen in het feit dat juist in kleine sluitgaten de al eerder genoemde 2e orde effecten een duidelijke rol gaan spelen.

afsluitwerken
stabiliteit
damkop
bodemverdediging

http://resolver.tudelft.nl/uuid:a218a99d-096e-4e4d-a477-3be315c870d0

Student theses

master thesis

(c) 1992 Den Heijer, F.