Download - VOTB

78
Grondspanningen
De verschillende onderdelen van grond (korrels, water en lucht) oefenen krachten
op elkaar uit. Daardoor ontstaan spanningen, die iets zeggen over de stabiliteit van
de grond. Zo kan de luchtdruk in de grond lager of hoger zijn dan de luchdruk
bovengronds, omdat de grondwaterspiegel juist is gezakt of gestegen. Hetzelfde
geldt voor de waterspanning. En ook de korrels oefenen krachten op elkaar uit,
zoals wrijvingskracht en drukkracht als bijvoorbeeld een terrein is opgehoogd.
De grondspanning op een bepaalde diepte is de som van het gewicht van de korrels
in de hoger gelegen lagen, plus het gewicht van het water dat deze lagen bevat.
Iets nauwkeuriger geformuleerd: de grondspanning is de verticale druk die de
grond (het totaal van korrels, water, organisch materiaal en lucht) op een bepaalde
diepte onder het oppervlak uitoefent (kN/m 2 ). Ze wordt berekend door het volumieke
gewicht van de afzonderlijke lagen te vermenigvuldigen met de laagdikte en
de gewichten bij elkaar te tellen (zie figuur 8.2).
• Korrelspanning
Als de grond alleen uit korrels zou bestaan, worden in de contactvlakken tussen de
korrels krachten overgebracht. Als de korrels in rust zijn, dan moet voor elke
korrel gelden dat de erop werkende krachten in evenwicht zijn.
In figuur 8.1 zijn de krachten aangegeven zoals deze op de korrels werken. De
contactvlakken tussen de korrels zijn klein, maar wisselend van grootte. Ook de
richting waarin de krachtjes werken is niet bekend. Daardoor is het niet mogelijk
om de spanningen in de afzonderlijke vlakjes te berekenen. Er moet daarom een
schematisering plaatsvinden om berekeningen te kunnen maken.
Dit wordt gedaan door een gemiddelde spanning op een horizontaal vlak te
berekenen. In de figuur is dat weergegeven als het vergelijkingsvlak V. Vlak V is
zeer groot in vergelijking met het totale oppervlak van de raakvlakjes.
Ervan uitgaande dat de beschouwde moot grond in evenwicht is (niet verplaatst),
kunnen de contactkrachtjes worden ontbonden in horizontale en verticale
krachten. Schuifkrachten () werken in horizontale richting en normaalkrachten
(N) in verticale richting. In figuur 8.1 zijn de krachten die de korrels op
elkaar uitoefenen schematisch aangegeven.
Wanneer nu gerekend wordt met de gemiddelde spanningen, zoals die op een
zeker vlak V werken, dan kunnen de krachten die in allerlei richtingen werken,
worden ontbonden in normaalkrachten (loodrecht op dit vlak) en schuifkrachten
(evenwijdig aan dit vlak). Vlak V is groot in verhouding tot de contactvlakjes en
de korreldiameter. De formules om de grondspanning te kunnen berekenen, staan
in het kader.
ONDERGROND