Dynamica van waterbouwkundige constructies (fase 2)

Samenvatting project

Achtergrond:
Veel waterbouwkundige constructies beschikken over een afdeklaag die bestaat uit stortsteen (taludbeschermingen, vooroeverbestortingen, etc). Er zijn op dit vlak kennishiaten die met bestaande inzichten en ontwerpregels niet of onvoldoende ingevuld kunnen worden. Het huidige project richt zich op een tweetal kennishiaten binnen het werkterrein van afdeklagen van waterbouwkundige constructies:
1) Golfoverslag (numerieke modellering)
2) Stabiliteit (flauwe taluds)

Acties:
Op basis van een open-source numeriek model (state-of-the-art OpenFOAM model) kunnen voorspellingen gemaakt worden van de hoeveelheid overslag over waterbouwkundige constructies. Echter, de nauwkeurigheid is onbekend. Met behulp van beschikbare data wordt het model gevalideerd en kunnen aanbevelingen gegeven worden met betrekking tot het geldigheidsgebied van het numerieke model en worden verbeteringen voorgesteld. De meeste stortstenen taluds zijn steil. Echter, voor diverse toepassingen (bijv. taluds beneden bermen, vooroeverbestortingen) zijn flauwe taluds meer geschikt. Echter, bestaande ontwerpregels zijn ontwikkeld voor steile taluds. Voor flauwe taluds (bijv. orde 1:10) zijn geen geschikte ontwerpregels beschikbaar. Met een serie onderzoeken op basis van fysiek modelonderzoek in een golffaciliteit worden relevante fysische processen bestudeerd en de daaruit volgende stabiliteit van afdeklagen bij flauwe taluds onderzocht.

Resultaten:
Een gevalideerd numeriek model voor de bepaling van golfoverslag en een ontwerpregel voor de stabiliteit van afdeklagen bij flauwe taluds.

Doel van het project

Het doel van het onderzoek is om meer inzicht te verkrijgen in de dominante fysische processen die een rol spelen bij het dynamische gedrag van waterbouwkundige constructies. Hiertoe wordt fysiek modelonderzoek via metingen in fysieke laboratoriumfaciliteiten uitgevoerd en worden numerieke technieken toegepast. Op basis van laboratoriumonderzoek en inzet van het numerieke model OpenFoam wordt de analyse uitgevoerd die zal leiden tot het benodigde inzicht. Deze zal vervolgens binnen de planperiode toegankelijk worden gemaakt via publicatie van de resultaten.

Motivatie

Veel waterbouwkundige constructies (o.a. dijken) dragen bij aan de veiligheid tegen overstromingen. Om gesteld te staan voor adaptieve maateregelen waarbij waterkeringen aangepast moeten worden aan nieuwe eisen en versterkingen als gevolg van klimaatverandering moet een bredere range van geometrie├źn van waterkeringen ontworpen kunnen worden. Voor het ontwerp van Waterbouwkundige Constructies bestaan veelal (eenvoudige) ontwerpregels gebaseerd om (fundamenteel) onderzoek in fysieke faciliteiten. Echter voor de voorspelling van het dynamische gedrag van waterbouwkundige constructies ontbreekt vaak het fysisch inzicht om (eenvoudige) regels buiten de daarbij behorende geldigheidsgebieden toe te passen. Het dynamisch gedrag van waterbouwkundige constructies moet voorspeld kunnen worden ook voor constructies buiten de range van nu gangbare geometrie├źn.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

2019: Data inwinning golfoverslag (door private partners en Deltares geleid) Tideway brengt een data-set mbt golfoverslag in een fysiek model in voor de validatie van het numerieke model. Deze data-set is de in-kind bijdrage van Tideway in 2019 in het project. De waarde van de data is vastgesteld op het bedrag dat door Deltares is ontvangen voor de inwinning van deze data (in Q1-2019 door Deltares ingewonnen).
2019: Uitvoering fysiek modelonderzoek 1 (stabiliteit flauwe taluds) (door De Vries & van de Wiel en Deltares geleid). Dit betreft modelonderzoek waarbinnen wordt samengewerkt met TU Delft door middel van het gezamenlijk (De Vries & van de Wiel Deltares en TU Delft) begeleiden van het onderzoek.

2020: Validatie numerieke modellering en aanbevelingen (door Deltares geleid). Dit betreft een validatie waarin ondermeer gebruik wordt gemaakt van de data-set die door Tideway wordt ingebracht.
2020: Uitvoering fysiek modelonderzoek 2 (stabiliteit flauwe taluds) (door Deltares en De Vries & van de Wiel geleid). Bij dit onderzoek wordt na verwachting ook de TU Delft betrokken zodat het een samenwerking kan worden tussen Deltares De Vries en van de Wiel en de TU Delft waarbij de bijdrage van de TU Delft geen onderdeel is van dit project.

2021: Publiceren van het onderzoek en opstellen van ontwerprichtlijnen flauwe taluds (door Deltares geleid)

Verwachtte resultaten

1. Golfoverslag: Rapportage numerieke modellering (2020)
2. Stabiliteit: Verslag modelonderzoek 1 (2019)
3. Stabiliteit: Verslag modelonderzoek 2 (2020)
4. Publicatie Onderzoek en ontwerprichtlijnen (2021)

Innovativiteit

Kennis op het gebied van Waterbouwkundige Constructies is veelal gebaseerd op onderzoek in fysieke laboratoriumopstellingen. Deltares beschikt over de modernste high-tech fysieke faciliteiten ter wereld terwijl de partners ervaring hebben met het ontwerpen van niet-standaard constructies en derhalve de actuele ervaring hebben in de technische problemen die meer fysisch inzicht behoeven alvorens innovatieve constructietype en onderdelen een voldoende kennisbasis hebben om t.z.t. daadwerkelijk toegepast te worden. Op de genoemde onderwerpen wordt ingeschat dat meer inzicht in de fysieke processen tot innovatieve waterbouwkundige constructies gaat leiden.

Valorisatie

Niet ingevuld

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

Alle partijen krijgen alle resultaten van het Project ter beschikking. De resultaten van de samenwerking kunnen breed verspreid worden. Partijen kunnen over deze resultaten vrijelijk publiceren. De resultaten zullen volledig openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van ter beschikking gestelde achtergrondkennis.

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

De informatie over dit project wordt kenbaar gemaakt via de website van de TKI Deltatechnologie (projectbeschrijving) en de projectwiki van Deltares (projectvoortgang en resultaten).

Projectvoorwaarden

Na de datum waarop deze Overeenkomst in werking is getreden, maar uiterlijk tot een jaar voor de beoogde datum waarop het Project zal zijn voltooid, kunnen ondernemers en/of onderzoeksinstellingen, die op het terrein van het relevante subsidieprogramma van het TKI werkzaam zijn alsnog als Partij toetreden. Een later toetredende Partij zal een nader overeen te komen bijdrage in kind en/of in cash moeten leveren die in redelijke verhouding staat tot zijn relatief aandeel in het Project na toetreding. De overige Partijen ontvangen vervolgens naar rato een terugbetaling en/ of gedeeltelijke vrijstellingen van hun nog te leveren bijdrage in kind, voor zover niet besloten wordt de bijdrage van de later toetredende Partij aan het projectbudget toe te voegen.

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Hans Groot
Er is geen projectleider aan dit project toegekend.

Partners

  • De Vries & van de Wiel
  • Stichting Deltares (Delft)
  • Tideway
  • TKI Deltatechnologie

Resultaten

Dynamica van waterbouwkundige constructies (fase 2)-2021-4

Resultaat type
Product-/Proces Deliverables
Wetenschappelijke publicatie?