Gepensioneerde IJsseldijk bij Kampen op de proef gesteld

Met de bouw van de nieuwe dijk bij het Reevediep is een deel van de IJsseldijk bij Kampen niet meer in gebruik als primaire kering en wordt afgegraven. De dijk biedt daarmee een unieke kans om grootschalige proeven op uit te voeren en onze praktijkkennis te vergroten. WDODelta, Deltares en het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP) pakten deze kans om de processen van opdrijven en opbarsten te kunnen meten op een bestaande dijk.

Bij het beoordelen en toetsen van dijken op waterveiligheid gebruiken we in de dijkenwereld modellen. De uitgangswaarden van deze modellen zijn conservatief, omdat het gaat om veiligheid van mensen. Deze modellen zijn veelal gebaseerd op theoretische fysische processen en labproeven, maar er zijn geen veldproeven in de praktijk gedaan als het gaat om opdrijven en opbarsten

Ulrich Förster, geotechnisch expert bij Deltares

Dijkbeheerders geven ook aan op basis van hun ervaring dat de dijk vaak meer kan hebben dan uit de modellen komt. De grootschalige proeven moeten meer inzicht geven over de sterkte van de dijk en specifiek over de faalmechanismen piping en macrostabiliteit.

Twee opbarstproeven aan de IJsseldijk

In de zomermaanden worden twee opbarstproeven aan de IJsseldijk uitgevoerd. De eerste proef is maandag 10 juli gestart. Via acht infiltratiebuizen in de ondergrond rondom een vak van 20 bij 30 meter wordt het grondwaterpeil kunstmatig verhoogd en een hoogwaterstand gesimuleerd. De grondwaterdruk op de kleiige deklaag achter de dijk neemt langzaam toe en laat deze opdrijven. De onderzoekers kijken of de deklaag achter de dijk gaat scheuren en hoe het proces van opbarsten in detail verloopt.

Vanaf maandag 14 augustus start de tweede proef waarbij de focus ligt op het opdrijven van de deklaag en het afschuiven van de dijk. Over een lengte van 100 meter belasten we de ondergrond van de dijk door water te infiltreren via acht infiltratiebuizen. Ook de dijkkern wordt met water verzadigd. Dit zorgt ervoor dat de deklaag van het gebied voor de dijk gaat opdrijven en de dijk zo instabiel wordt dat deze gaat afschuiven. Gekeken wordt hoe het opdrijven en uiteindelijke barsten van de deklaag de stabiliteit - en daarmee het proces van afschuiven - van de dijk gaat beïnvloeden.

Theorie en praktijk

We weten nog te weinig hoe het proces van opdrijven en opbarsten in de praktijk gaat bij de faalmechanismen piping en macrostabiliteit. Als je dan veiligheidshalve conservatief gaat rekenen, dan moeten we kilometers dijk afkeuren. Daarom doen we experimenteel onderzoek. Anders wordt die dijk mogelijk onterecht ‘kapot’ gerekend. Met deze onderzoeken proberen we dus dichter bij de werkelijkheid te komen.

Bert Koster, technisch manager bij WDODelta

De verzamelde kennis kunnen dijkprofessionals gebruiken bij het beoordelen van dijken en bij dijkversterkingen.

Testen op schaal in de GeoCentrifuge

Voorafgaand aan de twee grootschalige opbarstproeven is er literatuuronderzoek gedaan en is grondonderzoek verricht om de bodemopbouw van en rondom de dijk vast te stellen.

In een gecontroleerde omgeving werd de dijk op schaal getest in de GeoCentrifuge bij Deltares om te bepalen of het schaalmodel de werkelijkheid goed beschrijft bij verschillende variatie in de bodemopbouw en deklaag. Door het model aan 100 maal de zwaartekracht bloot te stellen in de GeoCentrifuge, kon in korte tijd de verschillende variaties succesvol worden getest.

Hoogwaterbeschermingsprogramma

Het praktijkonderzoek 'Opbarsten bij Dijken' is onderdeel van het landelijke Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP). Hierin werken waterschappen en Rijkswaterstaat samen aan de grootste dijkversterkingsoperatie ooit sinds de Deltawerken.

Minimaal 1.500 kilometer dijken en daarnaast 400 sluizen en gemalen, worden de komende dertig jaar versterkt. Verdeeld over 18 projecten pakt WDODelta 180 kilometer dijken aan. Zo wordt gewerkt aan een land waar het veilig wonen, werken en recreëren is.