Centrifuge- en
wrijvingsproeven voor de
Oosterschelde-kering
)e fundering van de Oosterschelde-kering is
aeds sinds de studieperiode, tussen 1974 en
976, een belangrijk onderwerp van onderzoek
geweest. De voorspelling van het gedrag van
ie constructie onder invloed van zware
itormbelastingen vormde daarbij het grootste
'raagstuk. Zowel de standzekerheid van de
onstructie als de maximale deformaties
ipelen een grote rol in het ontwerp van de
ering.
Gelet op het gecompliceerde karakter van de
nteractie van de constructie met de ondergrond
is gekozen voor een voorspellingsmethode die
gebaseerd is op verschillende technieken.
Daarbij werden zonodig ook buitenlandse
deskundigen en laboratoria ingeschakeld. Eén
van de gebruikte technieken is die van de
centrifuge.
De centrifuge is in de geotechniek een zeer
bijzondere faciliteit. Een op schaal 1:100
verkleind model van de constructie en de
;undering kan erin worden onderworpen aan
zeer hoge centrifugale versnellingen. Daarmee
wordt bereikt dat de grondspanningen in het
nodel op het zelfde hoge niveau komen als
verwacht wordt in de werkelijkheid.
Voor het eerst ontwikkeld in de Sovjet-Unie in
de jaren '30, werd deze onderzoekstechniek in
de zestiger jaren in Engeland geïntroduceerd.
De centrifuge die voor het onderzoek van de
Oosterschelde-kering is gebruikt, dateert van
:971 en valt onder beheer van de Simon
Engineering Laboratories, Universiteit van
Vlanchester.
hans zijn er voor grondmechanisch onderzoek
ook al centrifuges in gebruik in Zweden,
Denemarken, Frankrijk, de Verenigde Staten en
Japan. Sinds geruime tijd bestaan er plannen
>m in een samenwerkingsverband van de
Rijkswaterstaat, de Technische Hogeschool te
Delft en het Laboratorium voor Grondmechanica
ok in Nederland een centrifuge te bouwen en
e exploiteren.
et principe van de centrifuge kan worden
eïllustreerd aan de hand van figuur 1. Het
schaalmodel wordt ingebouwd in de modelcon-
iner. Deze container is bevestigd aan een arm
e verbonden is aan een as. Om grote belas-
t ogen op de as te voorkomen is tegenover de
modelcontainer een ballastcontainer met gelijk
gewicht als de modelcontainer bevestigd. De
as wordt aangedreven en het model in een
verticaal vlak rondgedraaid.
Tijdens het opvoeren van de hoeksnelheid
roteren de container en het model in het
verticale vlak éénmalig over een hoek van 90°
zodat het model in een horizontaal vlak komt.
Naast de grondeigenschappen zijn het span
ningsniveau en de spanningsveranderingen de
meest wezenlijke factoren die het grondgedrag
bepalen. In normale fysische schaalmodellen
zijn de grondspanningen een constante factor
VN kleiner dan in de werkelijkheid; N is de
geometrische schaal van het model. Dit
betekent dat modelresulaten niet rechtstreeks
te gebruiken zijn, maar steeds vertaald moeten
worden naar de hogere spanningsniveaus in
de werkelijkheid. Vaak vormt dit tevens de
grootste bron van onzekerheid bij de interpre
tatie van modelresultaten. In de centrifuge
daarentegen is het mogelijk overal in het
model een verloop van de spanningen te
simuleren dat identiek is aan dat in de werke
lijkheid. Dit is dan ook het unieke voordeel van
de centrifuge.
Om niet alleen de eigen gewichtsspanningen
maar ook alle spanningsveranderingen identiek
te laten verlopen met de werkelijkheid moet
voldaan worden aan een aantal schaalregels
(tabel 1).
Uitgangspunt daarbij is dat de grond in het
model dezelfde samenstelling en dezelfde
eigenschappen bezit als de grond in de natuur
lijke situatie.
In deze tabel komt ook de tijdschaal van
consolidatie voor. Die is van belang als de
waterspanningen zich aanpassen onder
369
