Katholieke Universiteit LeuvenFaculteit IngenieurswetenschappenDepartement Burgerlijke Bouwkunde

Everaert JoranGrochowczak Joachim

Promotoren:Prof. J. MonbaliuProf. E. Toorman

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

VLIR i.s.m. AdeKUS

Kennisopbouw Kustmodel ter ondersteuning van het

kustzonebeleid

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Gekenmerkt door migrerende modderbanken Demping van golven bescherming van de kust

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Toestellen 2 ADV’s AWAC 2 OBS’en ASM

Frames Metingen

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Golven over een modderbodem dempen uit

Demping onder invloed van 3 factoren: Bodemwrijving Percolatie Beweging van de modderbodem onder invloed

van de dynamische druk (elastisch, plastisch of viskeus)

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Tweelaags systeem: Niet-viskeus water Vloeibare modder met hoge viscositeit

Veronderstellingen: Ondiep water Golven zijn klein t.o.v. de waterdiepte

verticale snelheden kunnen verwaarloosd wordenHet project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Tweelaags systeem: Bovenste laag bezit WEL viscositeit

Veronderstelling ondiep water valt weg! verticale versnellingen kunnen beschouwd worden

D&L meer algemeen toepasbaar Viscositeit bovenste laag weinig invloed

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Vloeibare modder vertoont belangrijke elastische eigenschappen visco-elastische modellen

Modderbodem = Kelvin-Voigt lichaam

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Jiang (1993): visco-elastisch model

Mei & Liu (1989): visco-plastisch model (Bingham model)

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Golfdemping = reeks gebeurtenissen: Elastische vervormingen in de modder Spanningen bouwen op tot de sterkte van de bodem

bereikt wordt Deel van de modderbodem faalt (= vervloeit)

Experimenten (Chou, 1993): Modders vertonen niet-lineair gedrag, d.w.z. de

eigenschappen zijn afhankelijk v/d vervormingstoestand !

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Foda (1993) = niet-lineair visco-elastisch model Modderbodem verdeeld in 2 lagen:▪ Visco-elastische laag▪ Elastische laag

Dikte van bovenste modderlaag?elastische vervorming = kritische vervorming

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Wat is thixotropie?

Afnemen van de viscositeit onder schuifspanning, toenemen van de viscositeit bij wegnemen schuifspanning.

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Thixotropie

Dynamische viscositeit

= structuurparameter e = structuurparameter bij evenwicht 0 = kritische schuifspanning intacte structuur = dynamische viscositeit gebroken structuur

0e

0e

dudz

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Structureel model

a, b en e =

ed

a bdt

f

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Enkel de modderlaag Oplossen van

met (z,t)

2

2

2

2

1

1

dU dp d dU

dt dx dz dz

dU dp d dU d U

dt dx dz dz dz

dU d dU d U

dt dz dz dz

0

d

z

U(z,t); μ(z,t)

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Randvoorwaarden Ruimte▪ U(0,t)=Usin(t)

▪ U(d,t) = 0 Tijd▪ (z,0) = 1

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Discretisatie

Bereken U(z,t) (z,t) λ(z,t) μ(z,t)

1 1 1 11 1

1 1 1 1 111 1

0

0

1 1

1

22

2

t t t tz z z z

t t t t t ttz z z z z zz

tt zz t t

e z z

t tz z

tz

tz

t tt z zz

U U U UU U U U z z

t z z z

s

a b at

a bt

U U

z

.

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Surinaamse fijne sedimenten: bodemwrijving verwaarlozen percolatie verwaarlozen

Visco-elastisch model (bv. Hsiao & Shemdin (1980)) zal wellicht beter presteren dan bv. model van Gade (1958).

Niet-lineaire modellen = betere benadering van de fysische realiteit

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Technische ondersteuning ter plaatse

Plaatsen frames vanop water

Aanbevelingen toekomstige campagnes

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Thixotropie in 2D golf-interactiemodel implementeren

Validatie a.h.v. meetgegevens

Het project De Surinaamse kust Opdracht Suriname Golfmodellen Thixotropie Besluiten Toekomstig onderzoek

Bedankt voor uw aandacht.