DEL006 1210806 Lange Termijn Metingen (GeoImpuls)

Aanleiding van het project

Onbekendheid van het gedrag van slappe ondergrond zorgt voor hoge kosten voor beheerders en bouwers van infrastructuur en waterkeringen. Te grote restzettingen in woongebieden leiden bijvoorbeeld tot schade aan infrastructuur en hebben effect op de waterhuishouding. Ophoogterpen kunnen tot tientallen meters afstand impact hebben op infrastructuur en woningen tijdens de bouw.
Dit voorstel richt zich specifiek op (1) verticale en (2) horizontale vervormingen van ophogingen. Hiertoe is een tweetal proef/meetterpen ingericht. Een bij Weesp en een bij Schiedam. Beide proefterpen zijn verschillend qua ophoging en qua opbouw van de ondergrond. In Weesp is vooral het kruipgedrag na het voorbelasten interessant. Bij Schiedam hebben horizontale vervormingen na ophoging de interesse.

Figuur: Proefterp bij Weesp
Het kruipgedrag van grond na voorbelasting is een bekend zwak punt van de huidige zettingsmodellen. Waar de modellen uitgaan van een gelijke kruipsnelheid voor en na voorbelasting, blijkt dit in de praktijk niet het geval te zijn. De techniek van voorbelasten is van groot belang in Nederland, maar het bestaande rekeninstrumentarium is er niet op toegespitst . Met een verbeterd model op basis van de metingen in Weesp en aanvullend laboratorium onderzoek kan het ontlast-herbelast gedrag van slappe grond met behulp van numerieke modellen zoals PLAXIS beter worden berekend.
Het voorspellen van horizontale gronddeformaties is een terugkerend ontwerpprobleem in de geotechniek. Over het optreden van deze vervormingen op de lange termijn (in de kruipfase) is vrijwel niets bekend. Op basis van de metingen bij Schiedam kunnen constitutieve modellen (zoals ontwikkeld in het Europese CREEP-project) worden gevalideerd en gepubliceerd.

Doel van het project

De doelen van dit project zijn:
• Uitvoeren van lange termijn metingen aan de terp bij Schiedam (2015-2020)
• Verbetering van de numerieke modellering van kruipgedrag na ontlasten in het Soft Soil Creep model (SSC). Publicatie hierover in Nederlands vaktijdschrift (2016). Levering van een constitutief model dat kan worden gebruikt in PLAXIS (2015).
• Validatie van modellen die het horizontale kruipgedrag beschrijven. Publicatie hierover in Nederlands vaktijdschrift (2019).
Het project sluit aan bij het innovatiethema beheer en onderhoud en draagt bij aan de volgende onderwerpen die in het innovatiecontract worden genoemd:
x Bouwen op en in slappe bodems
x Bodemdaling
x Life cycle benadering (van o.a. kunstwerken en infrastructuur)
x x Technieken om bodemdaling te voorkomen en tegen te gaan
x Meerwaarde uit data en monitoring voor ontwerp, beheer en onderhoud halen

Uitgevoerde activiteiten

2015
– Verwerken en afronding metingen bij Weesp
– Monstername en uitvoeren laboratorium onderzoek Weesp (Ko-CRS proeven en triaxiaalproeven)
– Analyse en aanpassen SSC model
– Starten metingen bij Schiedam (zakbaken, inclinometers, waterspanningsmeters, beperkt labonderzoek)
2016
– Doormeten bij Schiedam
– Publicatie in vaktijdschrift Weesp/verbeterd SSC model
2017
– Doormeten bij Schiedam
2018
– Doormeten bij Schiedam
2019
– Verwerken en afronding metingen bij Schiedam
– Analyse en validatie constitutief model en publicatie in Nederlands vaktijdschrift

Gerealiseerde resultaten

Een valide set met meetgegevens van het langetermijnvervormingsgedrag van slappe bodems (klei en veen). Dit langetermijngedrag is tot nu toe nog maar in geringe mate vastgelegd, daarom kan deze set aan meetgegevens om de huidige inzichten te verbeteren.
Door de validatie van het Soft Soil Creep model zijn betrouwbaardere voorspelling te maken van de langetermijnvervorming van slappe bodems. Betrouwbaardere voorspellingen kunnen bijdragen aan een betere afschatting van de bouwtijd, de bouwkosten en de onderhoudskosten van zowel infrastructuur (wegen en spoorwegen) als waterkeringen. Het leidt tot kwalitatief betere infrastructuur en meer zekerheid over planning.
Door inzicht in horizontale vervormingen kunnen de risico’s van ophogingen op hun omgeving (woningen, leidingen, civiele kunstwerken) nauwkeuriger worden voorspeld. Hiermee wordt het inzicht in de noodzaak van beschermingsconstructies verbeterd. Het leidt tot vermindering van de faalkosten of het terugdringen van de bouwkosten.
Een verbeterd soft soil creep model kan direct worden opgenomen in een eindig elementen pakket zoals PLAXIS. Het is daarmee direct beschikbaar voor de beroepspraktijk in Nederland en in het buitenland.
Modellen die het horizontale kruipgedrag beschrijven worden momenteel ontwikkeld in het Europese Marie Curie Project CREEP. De metingen bij Schiedam worden benut om deze modellen te valideren en hierover te publiceren.
Voordeel voor NL bedrijfsleven in het buitenland
Op het onderwerp soft soil engineering lopen Nederland en Deltares wereldwijd voorop. Dit wordt ook door internationale wetenschappers onderkend. De resultaten van dit project geven Nederlandse bedrijven nieuwe gelegenheid om deze voorsprong internationaal te benutten. Bijvoorbeeld in discussies met internationale overheden over bodemdaling of in tenders voor landaanwinningen of de aanleg van infrastructuur.
Voortzetting van de PPS
Op genoemde onderwerpen zijn ook na afronding van deze vraagstukken nog voldoende kennisvragen te benoemen. Bijvoorbeeld ten aanzien van het in het veld optredende consolidatiegedrag. Dit is maatgevend voor de snelheid waarmee terreinen bouwrijp kunnen worden gemaakt.
Het GeoImpuls project loopt in 2015 formeel af. Een mogelijk vervolg met een vergelijkbaar consortium is onderwerp van gesprek. Met het GeoImpuls project is een eenmalige impuls gegeven aan het terugdringen van geotechnisch falen. De focus van een mogelijk vervolg van GeoImpuls zal dan ook op een ander onderwerp liggen.

Innovativiteit

Op Soft Soil Engineering loopt Nederland wereldwijd voorop. Dit project resulteert in nieuwe en gevalideerde modellen die het gedrag van slappe grond beschrijven. Het is daarmee een stap verder dan de state-of-the-art.

Valorisatie

De doelstelling van Geo-Impuls is om het geotechnisch falen te reduceren. In het kader van dit programma zullen de resultaten voor iedereen toegankelijk zijn o.a. via www.geoimpuls.org.
Resultaten van GeoImpuls worden gepresenteerd op de internationale ISGSR conferentie, september 2015 in Rotterdam. Onderdelen van dit project (Met name de metingen in Weesp) die op dat moment klaar zijn, worden hier gepresenteerd.
De modellen die het resultaat zijn van dit project, kunnen vrij eenvoeudig worden opgenomen in een gangbaar eindige elementen pakket zoals PLAXIS. PLAXIS is de wereldwijde standaard voor geotechnische eindige elementen software. De daadwerkelijke implementatie van modellen is de verantwoordelijkheid van PLAXIS en geen onderdeel van dit project.

Link naar projectresultaten…