Onderzoek ter bepaling van de waterspanningen onder de
asfaltbekleding van de dam in het Veersche Gat
met behulp van een plaatvormige elektrische geleider
Voor het bekleden van dijkbelopen wordt op grote schaal gebruik gemaakt van asfalt.
Dit materiaal is belangrijk minder waterdoorlatend dan het onderliggende zand.
Daardoor kunnen onder een dergelijke bekleding waterspanningen ontstaan die zowel
de stabiliteit van het zand als van de bekleding in gevaar brengen.
Ter beoordeling van de stabiliteit dient de ontwerper daarom voldoende inzicht te
hebben in de waterspanningen die in zijn constructie, ook onder extreme omstandig
heden, verwacht kunnen worden.
Deze waterspanningen zijn op verschillende wijzen te berekenen, maar de berekenin
gen zijn in het algemeen tijdrovend en weinig nauwkeurig.
Daarom wordt vaak een schaalmodel of een analogiemodel te hulp geroepen om een
beter inzicht in de grondwaterstroming te verkrijgen. Bij het analogiemodel kan men
gebruik maken van de overeenkomst die bestaat tussen de stroming van water door
zand en de stroming van een vloeistof tussen twee evenwijdige platen die zich op een
zeer korte afstand, van b.v. 1 mm, van elkaar bevinden.
Een dergelijk model noemt men wel 'spleetmodel'. Dit model heeft evenals het
schaalmodel, dat uit de betreffende grondsoort zelf is opgebouwd, het bezwaar dat de
fabricage duur is en veel tijd vergt. Is het model eenmaal gereed dan zijn wijzigingen
moeilijk aan te brengen. Bovendien is het verrichten van metingen in dergelijke mo
dellen geen eenvoudige zaak. Zij lenen zich dus minder goed voor het onderzoek van
een groot aantal variaties van een constructie.
Daarom wordt voor het berekenen van grondwaterstromen in het Elektrotechnisch
Laboratorium van de Deltadienst een andere methode toegepast. Deze berust op de
analogie tussen de wetten van Darcy en Ohm, die resp. de stroming van een vloeistof
door poreuze media en de elektrische stroming door een geleider beschrijven. Met
behulp van deze analogie is het mogelijk het stroombeeld in een dijk op eenvoudige
wijze in een model na te bootsen en door te meten.
Het model wordt dan gevormd uit een plaatvormige geleider, zodat alleen tweedimen
sionale stromingsproblemen bestudeerd kunnen worden. De plaat wordt gelijkvormig
gemaakt aan het doorstroomde grondpakket en langs de grenzen van de plaat worden
de juiste randvoorwaarden ingevoerd. Deze grenzen zullen bij voorkeur zo worden
gekozen dat zij samenvallen met lijnen van gelijke potentiaal of met stroomlijnen.
Een voordeel van deze methode is dat slechts weinig apparatuur nodig is en dat het
model zeer eenvoudig is te maken. Bovendien zijn wijzigingen in vorm of hoedanig
heid van het doorstroomde grondpakket snel aan te brengen. Het meten van de
potentiaalverdeling in het model is weinig tijdrovend, zodat in korte tijd talloze
variabelen kunnen worden onderzocht. Anisotropic (het verschijnsel dat de grond in
verschillende richtingen verschillende eigenschappen heeft, b.v. gelaagdheid) en
onregelmatigheden in de doorlatendheid van het te onderzoeken grondpakket kunnen
in het model ingevoerd worden.
Bij de bestudering van een permanente stroming kan men altijd met een eenvoudige
Schematische voor
stelling van een dijk en
van het analogiemodel
Overzicht van het
analogiemodel met
condensatoren en
oscilloscoop
22
CONDENSATOREN
ASFALTBEKLEDING
PHREATISCH VLAK
CONSTANT
H,
6ETUBEWEGIMG
