CO-416550/4
rapport:
Klei-onderzoek DeltagooÉproeven
"PROVO"
postbus 69, 2600 AB delft
stleltjesweg 2, delft
telefoon 015-569223
telex: 3B234 soil nl
postglro; 234342
bank; mees an hope nv delft
rek.nr. 25.92.35.911
(giro: 6400)
k.v.k. S 145040 delft
laboratorium voor grondmechanica
stichting waterbouwkundig laboratorium
rijkswaterstaat
Rapport
Betreffende
dienst getijdewateren
bibliotheek
grenediersweg 31 4338 PG middeiburg
: Kleionderzoek Deltagootproeven "Provo"
In opdracht van
: Rijkswaterstaat Deltadienst
Van Alkemadelaan 400
2597 AT
DEN HAAG
T.a.v. dhr. Termaat C.O.W.
Opgesteld door
: Laboratorium voor Grondmechanica
Postbus 69
2600 AB
DELFT
Datum
Kenmerk
: 26 juni 1985
: CO 416550/4
Dict/Typ
: Pta/PB
- I CO-416550/1
rijkswaterstaat
dienst getijdewateren
bibliotheek
grenadiers weg 31 4338 PG mlddelburg
Inhoud»
Blz.
1
1. Inleiding
1.1. klelonderzoek
1
2. Omschrijving onderzoek
3
2.1 klei klassificatie proeven
3
2.2 penetrometerproeven
4
2.3 bepalingen dichtheid
4
2.4 kleinschalige erosieproeven
4
3. Resultaten onderzoek
3.1 Inleiding
5
5
3.2 Erosiegevoeligheid der kleisoorten
op grond van paratneteranalyse
6
3.3 Resultaten erosieproeven
8
3.3.1 Erosie tijdens Deltagootproef
8
3.3.2 Metingen tijdens Deltagootproef
9
3.3.3 Erosie tijdens kleinschalige proeven
4. Conclusie
11
13
4.1 Conclusie
13
4.2 Nader onderzoek
14
5. Literatuur
16
6. Appendices
17
Appendix I chemische symbolen
17
Appendix II visuele waarnemingen L.G.M,
18
tijdens Provo Proef
7. Speaificatie bijlagen
20
- 1CO-416550/4
1. Inleiding
In schriftelijke opdracht wt 47 van 22 januari 1985 zijn door het Laboratorium voor Grondmechanica twee kleisoorten onderzocht die zijn toegepast bij het PROVO onderzoek in de Deltagoot. Het PROVO onderzoek
maakte deel uit van het project G8212C0O van de Hoofdafdeling Waterloopkunde. Tijdens bovengenoemd project werd onder andere de mogelijkheid benut om ook metingen en waarnemingen te verrichten met een meer
algemene toepasbaarheid. Deze metingen hadden onder andere betrekking
op de schade ontwikkeling en klei erosie.
1.1 klsi_onderzoek
De kiel modellen die zijn ingebouwd in de Deltagoot waren opgebouwd uit
twee verschillende kleisoorten. De klei is aangewezen door de Werkgroep
Klei. Volgens de verwachting van de Werkgroep zou op grond van de beschikbare gegevens een klei erosiebestendig zijn, terwijl de andere
klei erosiegevoelig zou zijn.
De beproefde kleien waren: - Sloe klei uit het depot Sloe II
{goede klei)
- W.W.O.klei uit het depot D
(slechte klei)
De verschillen in erosiebestendigheid zijn onderzocht/ door aan het
eind van de proevenserie In de Deltagoot golfbelasting op de onbeschermde klei toe te staan. Voor de resultaten van deze proef wordt
verwezen naar [i] en appendix II.
In het kader van het onderzoek "kiel onder steenzettingen voor Oesterdam en Philipsdam" van de Werkgroep Klei zijn deze kleien tijdens de
Deltagootproeven in het laboratorium uitgebreid beproefd.
Voor het aanbrengen van de golfbelasting werden van de beide kleisoortan alle relevante gegevens m.b.v. laboratoriumproeven vastgesteld, de
resultaten hiervan zijn in bijlage 2 vermeld.
- 2 CO-416550/4
Het kleionderzoek omvatte per kleisoort de volgende werkzaamheden!
Na
(1e proef is golven op 1e vilvoortae steen)(Bijlage 1)
10 penetrometer proeven
2
monsterbussen steken waarop:
3 bepalingen dichtheid
3 bepalingen watergehalta
1 bepaling van lutum en zandgehalte
1 bepaling van het humusgehalte
1 bepaling van de Atterbergse grenzen
1 bepaling kalkgehalte
1 erosieproef in de centrifuge
1 bepaling NaCl gehalte
1 bepaling kation bezetting.
II
Direct_n<jMe raodel_groef
3
III
penetrometerproeven
Direct na^inbouwen 2e model groef
(2e proef ia golven op basalt)
15 penetrometer proeven
3
steekringmonsters nemen waarop:
3 bepalingen dichtheid
3 bepalingen watergehalte
IV
13 penetrometer proeven
3
steekringmonsters nemen waarop:
2 bepalingen dichtheid
2 bepalingen watergehalte
CO-416550/4
v
Na
10 penetrometer proeven
2
monsterbussen steken waarop:
2
bepalingen watergehalte
2 bepalingen dichtheid
2 bepalingen NaCl gehalte
2 bepalingen kalkgehalte
In het onderhavige rapport zullen de resuLtaten van deze werkzaamheden
worden gepresenteerd. In bijlage 1 zijn in een balkdiagram de
tijdstippen van uitvoering der werkzaamheden weergegeven.
2, Omschrijving van het onderzoek
2.1 kleiclassificatie^groeven
Ter vastlegging van de gegevens van beide gebruikte kleisoorten zijn
classificatie proeven uitgevoerd.
Deze classificatie proeven omvatten onder andere de bepaling van
korrelverdeling, soortelijk gewicht en de plasticiteitsindex. De
resultaten van de classificatie proeven zijn in bijlage 2 gegeven,
terwijl de zeefkrommen in bijlage 3 aijn weergegeven. Aangezien ook de
chemische bestanddelen van een kleisoort invloed kunnen hebben op de
erosiegevoeligheid, zijn eveneens het kalk-/ TSIaCl gehalte en het
gehalte aan kationen in meq per 100 gram droge stof bepaald. De
waarnemingen zijn eveneens in bijlage 2 vermeld.
Aangezien tijdens het beproeven van de kleisoorten het kalk-, NaCl en
kation gehalte kan veranderen, zijn na beëindiging van de proevenserie
de bovengenoemde gehaltes wederom bepaald. De resultaten zijn
weergegeven in bij lage 7.
- 4 CO-416550/4
2.2 genet£ometer_groeven
Om een indicatie te krijgen van het verloop van de schijnbare cohesie
van de beproefde kleien zijn met een pocket penetrometer (type
geotester, ST-207) gedurende het verloop van de Deltagootproef, tijdens
het inbouwen van nieuwe modellen voor wat betreft de steenzettingen, op
de klei penetrometer proeven uitgevoerd. Via een omrekeningsfactor kan
uit de waarnemingen een schijnbare cohesie-waarde worden afgeleid in
[kN/m2].
De verschillende waarnemingen zijn weergegeven in bijlage 6.
2.3 be£alingen_van_de_dichtheid
De dichtheid van de beproefde klelsoorten is gedurende het verloop van
de Deltagootproef gecontroleerd door van enkele steekringmonstera, die
tijdens het ombouwen van het model werden gestoken zowel het nat als
droog volumegewicht te bepalen.
Na afleiding van het vochtgehalte, kunnen de resulaten in een Proctorkrorame worden verwerkt. Hierin wordt een relatie gegeven tussen droog
volumegewicht en vochtgehalte.
De resultaten zijn in bijlage 4 weergegeven.
2.4 kleinschalige erosie proeven
Op twee monsters» die gestoken waren na het aanbrengen en verdichten
van de klei voor het begin van de Deltagootproef, zijn in het erosietoestel van LGM, kleinschalige erosieproeven uitgevoerd.
In principe bestaat het erosietoestel uit een met water gevulde draaiende trommel waarin het kleimonster door middel van een torsiemeetinrichting wordt belet onder invloed van het stromende water mee te
draaien. Het water in de trommel wordt meegenomen door de draaiende
trommel en oefent daardoor een sleepkracht uit op het stilstaande monster. De sleepkracht wordt met een torsiemeter bepaald, terwijl de mate
van erosie of afslijping van het monster wordt gemeten door regelmatig
het gewichtsverlies van het monster te bepalen. Voor een volledige
beschrijving van het ersoietoestel wordt verwezen naar [2].
- 5 CO-416550/4
De resultaten van de erosieproeven worden weergegeven door de sohuifspanning langs het monster en het gewichtsverlies in % als functie van
de tijd weer te geven. Voor de proefresultaten wordt verwezen naar de
bijlagen Sa tot en met
c
3. Resultaten onderzoek
3.1
De erosiegevoeligheid van een kleisoort wordt door meerdere parameters
bepaald [3J. In onderstaande tabel worden enkele kleiparameters met hun
relatieve invloed op de erosiegevoeligheid genoemd.
eigenschap
invloed op erosiegevoeligheid
volumieke massa
lutum gehalte
plasticiteitsindex
dichtheid
organisch stofgehalte
kalkgehalte
cohesie
zoutconcentratle
ESP waarde
SAR waarde
gering
zeer groot.
matig groot
gering
hoog
hoog
hoog
hoog
matig groot
matig groot
zeer groot
matig groot
groot
groot
hoog
hoog
hoog
weinig ersoiegevoelig indien:
laag
laag
laag
Tabel 1t Invloed op erosiegevoeligheid van een aantal kleiparameters
naar [3].
Naast de in de tabel genoemde parameters spelen ook de wijze van sedimentatie en fysisch-chemische eigenschappen van het eroderend water een
rol.
In het hierna volgende zal de erosiegevoeligheid van de twee kleisoorten worden beschouwd. Daarbij zal de als erosieongevoelige klei voortaan "goede" klei worden genoemd, terwijl de erosiegevoelige klei als
"slechte" klei wordt aangemerkt•
- 6 CO-416550/4
3.2.
Op grond van de in tabel 1 en bijlage 1 genoemde parameters kunnen de
"goede" en "slechte" klei met elkaar worden vergeleken.
Het blijkt dat de als "goed" gekarakteriseerde klei bij drie van de in
tabel 1 genoemde parameters slechter scoort ten aanzien van de erosiebestendigheid als de als "slecht" gekarakteriseerde klei.
Deze parameters zijn: - plasticiteitslndex
- humus gehalte
- cohesie
Ondanks het hoge zandgehalte heeft de "slechte" klei toch een hoge
plasticiteitsindex. Deze hoge plasticiteitsindex wordt onder andere
veroorzaakt door het hoge zoutgehalte in deze "slechte" klei. Aangezien
zout en humus een sterke neiging hebben water te binden, wordt door
deze factoren een hogere plasticiteitsindex gevonden.
Uit de literatuur blijkt dat echter de plasticiteitsindex van ondergeschikt belang is ten aanzien van de erosiegevoeligheid. Deze parameter
speelt pas een rol indien lp < 10.
• Humusgehalte^^organische^stof gehalte
De invloed van het organisch stofgehalte wordt matig groot verondersteld, hoewel het mechanisme van het organisch stofgehalte op de erosiegevoeligheid nog niet geheel verklaard is.
• Cohesie
De cohesie blijkt over het algemeen van grote invloed te zijn op de
erosiegevoeligheid van klei. Het feit dat de "goede" klei een circa 2 x
zo lage schijnbare cohesie heeft als de "slechte" klei, zou erop wijzen
dat de invloed van deze parameter teniet wordt gedaan door een of meerdere voor de erosiegevoeligheid belangrijke parameter(s).
- 7 CO-416550/4
Waarschijnlijk is dit het hoge zoutgehalte van de "slechte klei".
Daarnaast kan de schijnbare cohesie niet zonder meer vergeleken worden
met de cohesiewaarde die men bij een cel- of triaxiaalproef vindt.
2SS S £22 £
De volgende erosiebepalende parameters kunnen worden genoemd:
Ondanks de veronderstelde geringe invloed van de dichtheid ligt deze
voor "goede" klei circa 10% hoger als voor de "slechte" klei. Dit percentage is genomen ten opzichte van de maximum Proctor dichtheid.
Voor
beide kleisoorten geldt dat de verdichting heeft plaatsgevonden bij een
vochtgehalte iets hoger als het optimum vochtgehalte voor de betreffende kleisoort. Dit is over het algemeen gunstig ten aanzien van de erosiegevoeligheid.
goede k l e i slechte klei
vochtgehalte bij verdichting: u>
[% ]
droge dichtheid bij verdichting [kN/m3]
Proctor Dichtheid bij (*)
[kN/m3]
% van PD
[%]
Maximum P r o c t o r D i c h t h e i d
[kN/m 3 ]
% van M.P.B.
[%]
25,5%
15,32
15,4
99,4%
16,1
95,1%
25,2%
14,82
14,9
99,4%
14,95
95,1%
tabel 2 Verdichtingsgraden van de beide kleisoorten.
• zand e
Zonder dat verondersteld moet worden dat het zandgehalte of het lutumgehalte afzonderlijk een betrouwbare maat zou zijn voor de te verwachten erosie in het algemeen, stelt men evenwel toch een limiet aan de
beide gehaltes. [3]
Globaal worden de volgende grenzen genoemd: lutumgehalte > 20%
zandgehalte
< 25%
De "goede" klei voldoet aan belde grenzen, de "slechte" klei voldoet
aan geen van beide grenzen.
- 8 CO-416550/4
Fysisch en chemische eigenschappen
Zowel de zouteoncentratie als E.S.P. en S.A.R.-waarde zijn voor de
"goede" klei lager als voor de "slechte" klei.
Ook het kalkgehalte is voor de goede klei iets gunstiger ten aanzien
van de erosie als voor de slechte klei.
Op grond van bovenstaande vergelijking zou zonder verdere praktijkproef, kunnen worden aangenomen dat de "goede" klei erosiebestendiger
zal zijn als de "slechte" klei.
3.3 Resultaten erosieproeven
Naast een vergelijking van de erosiegevoeligheid bepalende parameters
is het eveneens mogelijk de erosiegevoeligheid van de twee kleisoorten
te beoordelen aan de hand van de erosieproefresultaten.
3.3*1 Erosie_ti^dens de Deltagootgroef
Voor een beschrijving van het verloop van de optredende erosie wordt
verwezen naar [i] + visuele waarnemingen L.G.M, in appendix II. Het
verloop van de erosie is nogmaals in bijlage 9 schetsmatig weergegeven.
Er is op te merken dat de erosie alleen optreedt in het gebied onder de
stilwaterlijn. De erosie is het grootst op de plaats waar de golf
breekt (dit is circa 0,7 m onder de stilwaterlijn). Daarnaast is af te
lezen dat gedurende de 1e 2 uur het verloop van de erosie voor zowel de
"slechte" als "goede" klei vrijwel hetzelfde is. Na 2 uur en 40 minuten treedt bij de "slechte" klei aanzienlijke uitschuring op tot een
diepte van circa 0.40 m. Bij de goede klei beperkt zich dat tot een
diepte van circa 8 cm. Na nog 2 uur golven heeft het gat zich zowel in
lengte- als in breedterichting uitgebreid. In bijlage 9 is het gat dat
na 2 uur en 40 min. ontstond niet waarneembaar aangezien deze zich
naast de raai bevond waarin het profiel werd gemeten.
- 9 _
CO-416550/4
3.3.2 Metingen^tiJdens^Deltagootgroef
Om de erosiegevoeligheid van de twee kleisoorten tijdens het verloop
van de Daltagootproef na te gaan zijn, zoals reeds vermeld, tijdens het
ombouwen van de proefopstelling voor wat betreft de steenzettingen
meerdere waarnemingen aan de klei uitgevoerd.
Deze waarnemingen omvatten! • penetrometerproeven, ter meting van de
schijnbare cohesie
• bepalingen van vochtgehalten en dichtheid
van enkele steekrlngmonsters
• indien schade ontstaat, bepalen van
zoutgehalte en kationbezetting
Aangezien tussentijds geen schade is opgetreden, is deze laatste bepaling alleen aan het eind van de proef uitgevoerd.
De met een pocket penetrometer bepaalde schijnbare cohesiewaarden zijn
in bijlage 6 weergegeven.
Duidelijk is te zien dat de gemeten cohesiewaarden voor de "slechte" en
"goede" klei een factor 2 in grootte verschillen. Daarnaast blijkt de
spreiding van de waarnemingen bijzonder groot te zijn, waardoor het
moeilijk is een tendens, zo die aanwezig is, waar te nemen.
Het verloop van het gemiddelde van de schijnbare cohesiewaarde C
per
raai is weergegeven in bijlage 10. Er lijkt een tendens aanwezig, waarbij de cohesiewaarde tijdens de proef boven de stilwaterlijn enigszins
hoger is dan onder de stilwaterlijn. Bij raai 198 en 199 neemt echter
voor belde kleisoorten de schijnbare cohesiewaarde weer af. Dit zou
kunnen worden veroorzaakt door een geringe verdichting aan de bovenkant van het talud. De oorzaak is echter moeilijk vast te stellen.
gemiddelde van alle schijnbare cohesiebepalingen voor de "goede" en
"slechte" klei per waarneming is weergegeven in bijlage 11.
Het
—
|U
-
CO-416550/4
Vanwege de grote spreiding blijkt uit de figuur geen conclusie te trekken ten aanzien van verschillen tussen de kleisoorten. Er raag evenwel
een omgekeerd evenredige relatie tussen de penetrometsrwaarde en het
vochtgehalte worden verwacht. Deze relatie is echter tijdens de experimenten niet onderzocht.
Be gali^Sf6. ÏLÏS£2ESfê-£i£22_eiï_YSiïïSS22ïi2-£22-Y22-i2£_£S-2ËSS-ïiSSC
monsters
In bijlage 4 zijn alle waarnemingen van vochtgehalten en dichtheden
tijdens het verloop van de Deltagootproef weergegeven. Daarnaast zijn
enkele afgeleide grootheden tijdens het verloop van de proef afgeleid.
Deze zijn in bijlage 12 gepresenteerd.
De volgende opmerkingen kunnen worden gemaakt:
• Het vochtgehalte neemt tijdens het verloop toe terwijl de dichtheid
afneemt. De waarnemingen volgen daarbij redelijk het verloop van de
Proctorcurve.
• Het watergehalte van de "slechte" klei neemt tijdens de proef op het
kale kleitalud sterker toe dan het watergehalte van de "goede" klei.
• De verzadigingsgraad van de "slechte" klei heeft reeds voor de proef
op bazalt een maximum van 100% bereikt. De twee latere waarnemingen
geven een geringere verzadigingsgraad, die echter tijdens de proef op
het kale kleitalud wel weer toeneemt. De goede klei heeft reeds voor
de proef op het kale kleitalud een verzadigingsgraad van circa 100%.
Dit verandert tijdens de proef niet.
• De consistente index Ie neemt uiteraard voor beide kleisoorten tijdens de proef af en daalt beneden de voor klei gestelde minimumwaarde
van 0,75 bij verwerking.
- 11 CO-416550/4
Zowel voor als na de proef zijn enige chemische* grootheden bepaald die
in bijlage 2, 7 en 11 nader zijn gespecificeerd.
Voor de goede orde moet worden vermeld dat de proefneming is uitgevoerd
met zoet-grondwater uit de Noord-Oostpolder, drinkwaterkwaliteit. De
volgende opmerkingen kunnen worden gemaakt:
• De S.A.R.-waarde voor de "goede" klei neemt tijdens de beproeving
aterker af als de S.A.R. waarde van de "slechte" klei.
• De C.E.C.-waarde neemt voor beide kleisoorten af, wederom voor de
"goede" klei enigszins meer als voor de "slechte" klei.
• De zoutconcentratie van de "goede" klei is tijdens de proef toegenomen. Van de "slechte" klei is de relatief hoge zoutconcentratie in
het porié'nwater afgenomen. Een verklaring voor de hoge zoutconcentratie in de "slechte kei" had kunnen zijn dat de "slechte" klei waarschijnlijk tijdens het in depotbrengen, is verspoten met zeewater.
Bij navraag bleek dit echter niet het geval, zodat de oorzaak van de
hoge zoutconcentratie niet duidelijk is. De zoutconcentratie van het
bij de deltagoot gebruikte water lag waarschijnlijk tussen de zoutconcentraties van de beide kleisoorten in.
• De E.S.P.-waarde neemt voor de "goede" klei af, terwijl deze voor
de "slechte" klei vrijwel gelijk blijft. De E.S.P. waarden zijn relatief gezien echter bijzonder laag.
• Voor uitleg van deze chemische grootheden wordt verwezen naar de
appendix en naar [4].
3.2.3 jsl§inschalige_erosiegroeven
Op twee monsters uit monsterbussen, die voor de start van de proevenserie uit het talud waren gehaald zijn bij het Laboratorium voor Grondmechanica kleinschalige eroaieproeven uitgevoerd.
- 12 CO-416550/4
Aangezien de monsters in een klimaatruimte zijn opgeslagen, is hat
vochtgehalte verondersteld hetzelfde te zijn ala bij het begin van de
Deltagootproef. Voorts is, om een indruk te krijgen van de sterkte van
het monster op het materiaal juist boven het te beproeven monster een
penetrometerproef en handtorvane proef uitgevoerd.
De grootheden van het materiaal zijn in bijlage 5D weergegeven.
Voor het uitvoeren van de erosieproef is het monster een week onder
water geplaatst zodat verondersteld kon worden dat het monster volledig
verzadigd is geweest tijdens de proefneming.
De gevolgde procedure was:
• gedurende 1 uur werd de snelheid geleidelijk opgevoerd van 0 tot
1 m/sec.
• gedurende 1 uur werd de snelheid constant gehouden op 1 m/sec.
• gedurende 1 uur werd de snelheid geleidelijk verhoogd tot 2 m/sec
etcetera.
Br werd met leidingwater gewerkt.
De resultaten van deze kleinschalige erosieproeven zijn grafisch weergegeven op de bijlage 5A en 5B. Uitgezet zijn het gewichtsverlies (in
%) van het materiaal gedurende de proef (een maat voor de erosie) tegen
de schuifkracht op de wand van het monster [N/HI2] respectievelijk tegen
de tijd.
In bijlage 5D is nog een relatie gegeven tussen de totale toegevoegde
erosie-energie Ë [NS] en het gewichtsverlies van het monster. Indien
het procentueel gewichtsverlies als functie van schuifspanning c.q.
energie, en of tijd wordt gehanteerd als maat voor de erosiegevoeligheid; dan kunnen de volgende opmerkingen worden gemaakt?
• In de eerste twee uur van de proef is de totale erosie van de
"goede"en "slechte" klei van dezelfde orde van grootte.
• Het verloop van het gewichtsverlies als functie van de toegevoerde
energie (E) is voor de goede klei zeer gelijkmatig gedurende de
proef.
CO-416550/4
• Na 2 uur beproeven treedt er bij de "slechte" klei plotseling bezwij
ken op. De toegevoerde erosie-energie bedraagt dan 114.1 Ns dit is
16.2 [kNS/m2].
De "goede" klei heeft echter geen "echt" bezwijkpunt.
4. Conclusie
• Met zowel de parameteranalyse, als met de Deltagootproef en de kleinschalige erosieproef blijkt dat de als "goed" gekarakteriseerde klei
erosiebestendlger is als de als "slecht" gekarakteriseerde klei.
Voor de bovengenoemde kleisoorten geldt derhalve dat op grond van een
parameter analyse een redelijk beeld is te krijgen van de relatieve
geschiktheid van de kleien.
• Het blijkt dat het verloop van de erosie tijdens de deltagootproef en
de kleinschalige erosieproef goede overeenkomst vertoont.
De rotating cilinder-test blijkt derhalve een relatief goede en goedkope proef om de erosiewerking van water op klei te beoordelen.
• De proefresultaten lijken vooralsnog geen aanleiding te geven vraagtekens te zetten bij de voorlopige materiaaleisen ten aanzien van
keuring van klei.
Het blijkt evenwel dat de erosiegevoeligheid van een sterk zandhoudende klei zou kunnen worden beperkt door een hoger humusgehalte toe
te laten, dan de 3%-waarde uit de voorlopige bestekseisen, die gehanteerd wordt om de natuurlijke krimp van klei te beperken.
• Op grond van de gemeten penetrometerwaarden lijkt het alsof de sterkte van de klei, uitgedrukt in schijnbare cohesiewaarde C , onder de
stilwaterlijn geringer is als boven de stil- waterlijn.
- 14 CO-416550/4
• De mate van da erosie neemt na een zekere tijd voor de "slechte"
klei plotseling sterk toe, zodat lokaal van "bezwijken" kan worden
gesproken. Bij de "goede" klei is geen "bezwijkpunt" waar te nemen en
is bij beide proeven eerder sprake van een voortschrijdende afschuring van de klel-oppervlakte laag.
• Het hoge zoutgehalte in het porienwater van de slechte kei is niet
eenvoudig verklaarbaar. De verwerking van de klei voor gebruik moet
voortaan in de beschouwing worden meegenomen.
In het kader van deze rapportage ia het helaas niet mogelijk dieper op
de achterliggende oorzaken van deze verschillen in te gaan. Mogelijke
oorzaken kunnen zijni
1.De "slechte" klei bezit een hoog zand en laag lutumgehalte.
De korrelverdeling is daardoor ongunstiger. Door relatief grotere
poriën kan de slechte klei reeds sneller over grotere diepten volledig worden verzadigd, waardoor de, ten opzichte van de "goede" klei,
toch al geringe capillaire krachten verminderen.
2.De in de "slechte" klei aanwezige bodemdeeltjes zijn beter erodeerbaar door het hoge zandgehalte.
4.2 Nader^onderzoek
Gedacht kan worden in een aanvullende onderzoek meer aandacht te besteden aan de relatie tussen de door golfoploop veroorzaakte schuifspannlng en de schuifspanning die tijdens de erosieproef gemeten wordt.
Daarnaast lijkt het zinnig de kleinschalige erosieproeven met zout
water te herhalen. Het verdient aanbeveling de zoutconcentratie van
het bij de proeven gebruikte water v6ó*r en na de proef te bepalen.
- 15 CO-416550/4
Eveneens blijkt het nuttig het bodemprofiel in de Deltagoot met een kam
te maten. Men krijgt daardoor een beter beeld van de totaal optredende
aroaie, als dat men slechts in lén profiel in langsrichting meet.
Opgesteld door:
LABORATORIUM VOOR GRONDMECHANICA
ir. T.R. Postma
Ing. J. Dekker
- 16 CO-416550/4
5, Literatuur
[i] Sterkte Oostersoheldedijken onder geconcentreerde golfaanval
onderzoek naar de stabiliteit van enkele veel voorkomende
taludverdedigingen onder langdurige golfaanval bij een vaste
waterstand.
Verslag grootschalig model onderzoek.
M 2036 Waterloopkundig Laboratorium januari 1985.
[2] Heynen, W^J.
Erosiegevoeligheid van klelbekledingen van dijken.
CO-235360/1, september 1978, LGM-rapport
[3] Lindenberg, J.
Literatuurstudie Erosie van kloi
CO-258901, april 1984, LGM-rapport
[4] Weststrate, F.A.
Experimenteel onderzoek ersosiegevoeligheid van
kleimaterialen.
CO 416449/16, mei 1984, L.G.M.-rapport.
- 17 CO-416550/4
6. Appendices
I. Symbolen 11 jat
S.A.R. = Sodium absorption ratio
Na
E.S.P. ° Exchangeable Sodium Percentage = _ •_ ' •
C.E.C. • (Cation Exchangeable Capacity) =»
(Na + K + Ca + Mg).[meq/100 gr.
I
P
» plaaticiteitsindex ** (Wl - W ) [% ]
P
Ic
»
wl — 10%
*—
I
P
rT
consistentie-index L%J
- ia CO-416550/4
Appendix II
Visuele waarnemingen Deltagootproef L.G.M.
In het onderstaande wordt een vrijwel letterlijk verslag gegeven van de
waarnemingen van de heer Dekker tijdens zijn bezoek aan WL de Voorst op
22 augustus 1984.
De volgende golfperiodes kunnen worden onderscheidens
• 21 augustus 's-middags
1 u gegolfd
• 22 augustus (ochtend)
1.40 u gegolfd
(1°)
gestopt na schade
(2°)
in schrale klei
met de werkgroep steenmaterialen is
afgesproken het gat niet te repareren.
Op een hoger niveau zijn vervolgens
inkassingen gemaakt.
• 22 augustus (middag)
2 u gegolfd
(3°)
De golfhoogte bedroeg 1.5 m en de maximum snelheid in de afloop bedroeg
circa 3.2 m/sec.
De onvlakheden in het talud veroorzaakten fonteintjes, maar geen ernstige schade. Over het algemeen kon worden gesteld dat in het gebied
van op en afloop, weinig verschil in erosie kon worden waargenomen. De
vette klei vertoonde misschien iets minder erosie?
Op het punt van breking {0/5 m onder stilwaterlijn) werd na ruim een
uur golven, schade in de schrale klei geconstateerd. Deze schade breidde zich snel uit zodat na 1 uur en 40 min werd gestopt en het water
werd afgepompt.
De afmetingen van het gat bedroegen toen circa 0,4 m diep, 1 m lang
en 0,5 ra breed.
Vervolgens zijn foto's gemaakt, peilingen uitgevoerd en inkassingen
(krui svormi g) aangebracht.
Visuele indruk: In de brekingszone gemiddeld meer oppervlakerosie
in de vette kleil
- 19 CO-416550/4
Visuele vaarneming_>ti^dens_de_3e_<3olfgeriode^
Het grote gat breidde zich wel uit, echter niet snel (circa 10 cm/u in
de richting van de bovenkant van het talud). De snelheid van aantasting
werd later beïnvloed door het effect van de rand {langs het doek kroop
de erosie sneller voort)• De diepte van het gat kon echter niet worden
vastgesteld. In de breedterichting van het gat bleek de zijkant van de
vette klei echter beter bestand tegen uitschuring.
De aangebrachte inkassingen ter hoogte van de stilwaterstand waren heel
duidelijk aangetast, de schrale klei veel meer (2 a 3 x) dan de vette
klei* Dit was een continubeeld vanaf het begin van golven. De
aangebrachte inkassingen op het hoge niveau hadden echter veel minder
schade, de schrale klei echter meer dan de vette.
Algemene visuele indruk: Het oppervlak van de vette klei is toch meer
geërodeerd dan de schrale klei.
De vette klei bevatte echter ook meer
kuiltjes op het oppervlak ten gevolge van het
eerder aanwezige puin/ waardoor fonteintjes
konden ontstaan.
Bij het inbrengen van de inkasaingen bleek dat de vette klei meer
plastisch was.
- 20 CO-41655Q/4
7. Specificatie bijlagen
bijlage 1
Fasering belangrijkste onderdelen "Provoproeven"
bijlage 2
Resultaten klei classificatieproeven voor start van de
proef
bijlage 3
Zeefkromme's klei
bijlage 4
Maximum proctordichtheid der kleimonsters en resultaten
steekringmonsters
bijlage 5
h t/m d
Resultaten kleinschalige erosieproeven
bijlage 6
Resultaten tussentijdse penetrometerproeven
bijlage 7
Resultaten klei onderzoek na beëindiging proef op klei
bijlage 8
Locatie monstername na proef op klei
bijlage 9
Watersnelheden en klei-erosle bij kale klei-erosie proef
bijlage 10
Gemiddelde penetrometerwaarde per raai tijdens beproeven
bijlage 11
Waarnemingen van schijnbare cohesie en zoutgehalte voor,
tijdens en na proef op klei
bijlage 12 Verloop w, Sr en Ie tijdens de Deltagootproef
11
il
• i
f
i»!
ft j;
Kt
m
*
•ï
B fe
tfl
8
I
8!
Bfl
x
1
Mg
fi
X s metingen t.b.v. klei onderzoek "provo"
(steekringmonsters )
• « metingen t.b.v. klei onderzoek "provo"
{penetrometerproeven)
Figuur overgenomen u i t
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon; (015)-569223
KLEI ONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN
telex: 38234 soilnl
PROVO
d.d.
april '85
9«e.
CO-416559
lorm.
FASERING BELANGRIJKSTE ONDERDELEN MODELOPZET BIJL. 1
omschrijving
senheid
volumegewicht
goede k l e i
slechte k l e i
1,78 x 10 3
: :g/ra
1,75/1,72 x 103
25,5
25,2
watergehalte
%
droog
kg/m
1,53.10^
l,48.10 J
< 2 urn
%
36 %
19,5
< 16 |im
%
63 %
47
> 63 pm %
10,5
33
vloeigrens
%
56,3
62,8
uitrolgrens
%
24,04
29,5
plasticiteitsindex
-
30,2
volumegewicht
gew. % droge stof
33,3
1,49.10 3
max. proctor dichtheid
kg/ra
optimum watergehalte
%
20,5
humus gehalte
%
1,9
4,41
kalk gehalte
%
23,16
20,65
NaCl gehalte
mg NaCl
100 gr
droge
stof
2,21
meq
100 gr
droge
stof
4,53
Mg
1,61.10
3
ii
Ga
24,7
23,7
6,03
20,45
18,92
Lds
Na
ir
K
M
0,86
1,40
C.E.C.
M
24,46
28,38
S.A.R.
•>
3,1
9,7-
E.S.P.
M
0,6
1,7
penetrometer
torvane
tijdens
"erosieproef,
penetrometer (gemiddelde waarde)
0,5
"71,2 %
2
47
84
kN/m2
47
40 (?)
kN/m2
42
120
54
• 584
kN/m
zout-concentratiè poriënwater
mg/L
zout-concentratie drinkwater
0,15
mq/L
99
Rfel laboratorium voor grondmechanica delft
» W « i
telefoon: (015) -589223
ds
"71,2 %
talex: 38234 sollnl
KLEI ONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
RESULTATEN KLEI KLASSIFICATIEPROEVEN
VOOR START PROEVENSERIE
••t
april '85
•
«
•
CO-416559
fann>
BIJL. 2
AA
s
\.
SOMMATIE
IH GtWICHTSMOCiNTEN
OEÏITJÏS ;
\
N - --> — •-'
'°*S
\
\%
*•
11
1F+— - r
ti
4---|^5;
-- --
,
s
.+\
±
\--\
_,
U
,.
—
, _
^
S- ' S L .. _ _
S
- • •
^^,„„__^
_,.^__
4» 2
^
>
. W
^,
__,
,
r-_
0 —>
0 1 (/)
L^.A_^__^
k _._,
s, T
II
II
SL
X \
• i
5
\
\
-^ V ,_.i
^
_ \_
^\
^"
s
5iEL
I
laboratorium voor grondmechanica delft
:{01S) - M 03 21
t«l*x 333»
KUEI0NDERZ0EK DELTAG00TPR0EVEN PROVO
ZEEFKROMMES KLEI
KORRELVERDELINGSDIAGRAM
lotab nl
0«t
aprit '65
g»e.
CO-416559
form.
BIJL.
3
AA
Il
monsters 10Q cc.
J03-05-84I na plaateen I
(voor ipfcoei üp '
.",
1
03I-05-B4 ' • « .ffUatBen-idei
1
1
<fi3-05~B41 na pilaafc
.ÏTOOE1 proef
('2«!-Ot-S4> wjor p i w f op & " • ! ' :
• ' (24-06-M) vóar ;
' ', ,!'20-<>8-7S4)
Q)
,
• Ujrooq o»». (gr>
vett£ fcl*i
• «
-
kl.1
-
,138,29,
'
L
24,S
150,96-
a'.t
141.»
si.es
181 ',20
183,5?
1
•;
• • !J0-08-84)
«•1 ' .
(y)
'
, &±rdle klei
192,96
II7-06-MI n . proef óp kol» ,
Hiel
-
'.
'
2Ï.2
157.6B '
M3,4*
153,66
. 35,7
1S9.22
IJS.IJ
27,7
'
(J7-0B-641 m proef op liale
klei
-84
WOQT aanbrenqen b a s a l t
Vette klei
18S.S0
112,41
32,3
-
187.70
144,39
29,9 •
•
1B7.66
143,06
3! ,1
165,67
139,4
33,3
1S9',29
M.B
30.6
185,74
140,$ '
3t,B
O
1
, .
-
aoasxers voot prorf cy icale i
iaÉ,2D
1
i
•
39,1
136.39
34,3
170,815
122,10
172,27
127.92'
-
1T1.63
!25,4£
40 ,0
'
seïnals klei
1?9,7
131,0
37^2
179,S
131,6
*,7
172,9
121,9
41.3
169.S
119,3
12,3
18
R = uitrolgrens
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015)-5692 23
telex: 36234
solab ril
P
"goede" klei
0
april '85
KLEIONDERZOEK DELTAGOGfT PROEVEN PROVO
C0-416559
MAXIMUM PROCTOR DICHTHEID VAN DE KLEI500RTEN
EN RESULTATEN STEEKRINGM0NSTER5
BUL.
20
Pi
P ,
56 50
26
100
80
in %
Pi
"slechte" klei
30
0
34,6
36,B
Steekru»^ xtüH3tjbr.s iMt p r o e f op kale Klei
Vette klei .
O
38.7
127,25 '
-
Schrale H e i
27-OS-tW
16
183,30
SM,16 ' '
20 29,5 40
Plasticiteits indices der kleisoórten
60 63
80
100
^ - w in %
%
Tijd
£
a
OJ
C\J
o
LD
CO
urn
\
|
\
1
De
n
\
ster No 9
\
\
\
uj
c
o
\
16559
\
s
sa
a
s
ft
«
r
a
r
a
w
s
u->
e»
I
o
CJ
K 3 3 laboratorium voor grondmechanica delft
m£S*«m
telefoon: (015) -56 92 23
KLEIONDERZOEK
n c c i 1 1 TATCKi
telex: 38234 solt nl
DELTAGOOTPROEVEN PROVO
CfO/^ctirr'-in/^c^f
RESULTATEN ER05IEPR0EF
<f^^r? n r "
ty i r*i
GOEDE
KLEI
d.(t.
april '85
CO-4T6559
farm.
BIJL. 5A
T>
in
O)
C\J
o
I
in
CD
ö
-—-—
—_
"II
O
L
dl
(0
c
o
\
\
\
LH
LH
CO
§
s
sa
'M©3
nD
I
J.
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015) - 569223
telex: 38234 soll nl
KLEI ONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
RESULTATEN EROSIEPROEF "SLECHTE" KLEI
o.
CJ
d.d.
9«t.
april '85
CO-416559
tarm.
BIJL. 5 B
AA
"SLECHTE" KLEI
'GOEDE" KLEt
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015) • 569223
KLEIONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN
RESULTATEN EROSIEPROEVEN,
MONSTERS NA BEPROEVING
telex: 38234 soll nl
PROVO
april '85
9»e.
CO-416559
farm.
BIJL. 5C
AA
Yn
monster nr.
goede klei
1,85
W %
Y <Jro
Sr
136
too *
36 %
peno
41
60 - 35
na 1 u
1
2 u
7
3 u
34
na J u
3
7
(9)
1,82
slechte klal
40
98,9 * 65 - JOQ
135,5
34 %
f
T
torva ,m
2 u
T
kN/ffl2
5
5
21
3
4
3u
ENERGIE TOEVOER = E => 0 m f* T =
E (Ha)
T (N/m2) gem
1 uur
2 uur
3 uur
4,8
12
26 ,43
148,2
152,7
4
8
12,69
114,1
2 u 10 min
monster 9
O(m2)
"goede"l<:lai
7 ,05.IQ"3
1
monster 7
7 ,05.10"3
0,8
"slechte 'klei
134,4
natte volumieke massa
'dr
droge volumieke massa
30
w
watergehalte
S
verzadigingsgraad
r
20
penetrometer afleaing
peno
gewichtsverlies in %
AG
na 1 - 3u
10
T
schuifspanning na 1 - 3u
O
oppervlakte monster in m
E
totaal uitgeoefende
2
ido
2óo
E in NS-
300
400
erosie-energie in NS
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015) - 569223
KLEIONDERZOEK
DELTAGOOTPROEVEN
telex: 38234 soil n!
PROVO
d.d.
april '85
CO-416559
RESULTAAT KLEINSCHALIGE EROSIEPROEVEN
farm.
BIJL. 5D
AA
I
M
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015) • 569223
KLEIONDERZOEK
telex: 38234 aoll nl
DELTAGOOT PROEVEN PROVO
RESULTATEN TUSSENTIJDSE PENETROMETERPROEVEN
d.d-
april '85
CO-416559
BIJL.
6
totm.
AA
omschrijving
volumegewicht
watergehalte
droog volumegewicht
eenheid
kg/m
%
kg/m
"goede klei"
1,79/1,79 .io
"slechte klei"
3
3
1,72/1,69. io
41,8/42 ,3
37,1/36 ,7
1,31/1,31 .io
3
3
1,21/1,19. io
NaCl gehalte
mg NaCl 100
gr droge
stof
5,58
19,99
M
meq 100 gr
droge stof
4,55
5,62
16,23
19,81
C
ti
11
Na
K
ds %
0,45 (72,3 %)
ds %
0,05 (69,5 % )
14
0,86
CEC
ii
penetrometerwaarde
2
kN/m gemiddeld;
1,1
E.S.P.
0,23
mg/L
104
8,9
59
S.A.R.
zoutconcentratie in
poriënwater mg
27,28
21,69
1,6
455
145
zoutconcentratie leidingwater
9
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015) - 569223
telex; 38234 sof! nl
KLEIONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
RESULTATEN KLEIONDERZOEK
NA BEËINDIGING PROEF OP KLEI
april '85
He.
CO-A16559
BIJL.
7
DWARSDOORSNEDE
193
190
196
stilwaterlijn 5.00m*
BOVENAANZICHT
schrale klei
O
O
12206
vette klei
12029
O
O
12307
12127
191
193
195
x = steekringmonster
O s monsterbus
06Smm
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon-. (015) • 569223
telex: 38234 solt nl
KLEIONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
LOKATIE MONSTERNAME NA PROEF OP KLEI
d-d.
april '85
CO-A16559
farm.
BIJL. 8
erosie maximaal
189
190
191
192
193
194
195
196
21cm bovan talud
5iem bovon talud
• — — • na 1 uur
x — — x na 2 uur 40 min
a na 4 uur 40 min
196
(Tabel ten dele overgenomen uit (1)).
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon; (015) - 569223
telex: 38234 aoll nl
KLEIONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
WATERSNELHEDEN EN KLEI-EROSIE
BIJ DE KALE KLEt-EROS!£PROEF
april '85
• • < •
CO-416559
form.
BIJL.
9
AA
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (Q15)- 569223
telex: 38234 soll ni
KLEIONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
GEMIDDELDE PENETROMETER WAARDE PER
RAAI TIJDENS BEPROEVEN
april '85
CO-416559
form
BIJL. 10
...
1
11
i
11
11
"slechte" klei
100
eo
(1
"goede" klei
60
s
1
•
20
0305
2e
3e
Ae
5e
2106
2506
2006
2309
WAARNEMING
GEMIDDELDE SCHIJNBARE COHESIE TIJDENS DE PROEF
(ALLE WAARNEMINGEN)
grootheid
na proef
voor proef
xlOO %
S.A.R.
goede klei
,x 100%
0,031
S.A.R.
slechte klei
0,097
C.E.C,
goede klei
24,46
21,69
C.E.C,
slechte klei
28,38
27,28
NaCl
goede klei
3,31
5,75
NaCl
slechte klei
20,54
28,44
Na
goede klei
0,15
0,05
Na
slechte klei
0,5
0,45
ESP
goede klei
0,006
0,0023
ESP
slechte klei
0,017
0,016
0,011
0,089
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015)- 589223
telex: 38234 soil nl
KLEI0NDER20EK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
WAARNEMINGEN VAN SCHIJNBARE COHESIE EN
ZOUTGEHALTE VOOR EN NA PROEF OP KLEI
d.d.
april '85
g«e.
CO-416559
BIJL. 11
AA
'03.05
20.06
29.06
100
's.
'
2708
verloop van de proef _
__
"sltcht*" klti
90
'03.05
29.06
20,06
2708
verloop van de proef
gemiddelde
datum
goede k l e i
Y d
03-05
25,2
1,48
25,2
1,33
29-06
31,1
1,43
31,9
1,41
.20-08
37,4
1,32
37,2
1,25
27-08
36,9
1,31
42,05
1,20
slechte klei
Yd
vochtgehaltes
aanname s.g = 26,50 kN/m
= 13,10 kN/m
droog volume gewicht
(goede klei)
3
= 12,00 kN/m
verzadigingsgraad
(slechte klei)
datum
goede k l e i
slechte k l e i
03-05
88,5 %
95,8 %
29-06
97,8 %
20-08
99,3 %
93,3 %
27-08
99 %
95,0 %
100 %
laboratorium voor grondmechanica delft
telefoon: (015) • 569223
telex: 38234 soll nl
KLEIONDERZOEK DELTAGOOTPROEVEN PROVO
VERLOOP VAN w, Sr en I c TIJDENS DE PROEF
april '85
CO-416559
BIJL. 12
t*c.
© Copyright 2024 ExpyDoc
