Index: trunk/doc/LaTex/DAM - Functional Design/DAM-stappen.tex =================================================================== diff -u -r61 -r142 --- trunk/doc/LaTex/DAM - Functional Design/DAM-stappen.tex (.../DAM-stappen.tex) (revision 61) +++ trunk/doc/LaTex/DAM - Functional Design/DAM-stappen.tex (.../DAM-stappen.tex) (revision 142) @@ -1,111 +1,208 @@ \chapter{Gebruik van \dam in stappen}\label{sec:DAMinStappen} De eerste stap is het verzamelen van basisgegevens. Onder basisgegevens wordt de ruwe data uit landmeetkundig-, geohydrologisch- en grondmechanisch onderzoek verstaan. In de tweede stap wordt de data geschematiseerd en klaargezet voor de berekeningen. De schematisatie is sterk afhankelijk van de vraag. Daarnaast geldt hoe meer informatie aanwezig is, hoe nauwkeuriger de schematisatie. In de derde stap worden de berekeningen uitgevoerd. In de laatste stap vindt een analyse van de rekenresultaten plaats, waarna deze kan worden gevisualiseerd en gecommuniceerd. -\section{Verzamelen basisgevens}label{sec:Datamanagement} -Eis X \dam kan uit geografische bestanden (shapes) de invoer voor rekenkernels genereren. +Het stroomschema in DAM ziet er als volgt uit: +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/FC-nrs.png} + \caption{Stroomschema DAM-processen} + \label{fig:FC-nrs} +\end{figure} -\textit{{Toelichting}} +In het stroomschema zijn met de letters de verschillende stappen aangegeven. +Deze verschillende onderdelen worden in dit hoofdstuk besproken. + +\section{A: Verzamelen basisgevens}\label{sec:datamanagement} + +De structuur van \dam is gebaseerd op locaties op de dijk. De basis voor elke \dam project is daarom de opsomming van de locaties, zowel als punt (in RD-co\"ordinaten) als lijn (in RD-co\"ordinaten of lokale co\"ordinaten). De lijn is de hoogtegeometrie van de locatie. Op deze hoogtegeometrie dienen karakteristieke punten aan gegeven te worden. +De opbouw van deze databestanden is opgenomen in \autoref{sec:locaties} + +De invoergegevens voor geotechnische berekeningen zijn onder te verdelen in: +\begin{itemize} + \item Algemene gegevens (locatie, soort berekening, etc.) + \item Geometrie (oppervlaktelijn, aanwezigheid van damwanden, drainage, etc.) + \item Ondergrond (grondopbouw in laagscheidingen en sterkteparameters) + \item Hydraulische gegevens (buitenwaterstand, verloop van stijghoogten, etc) + \item Rekeninstellingen (bijvoorbeeld minimale glijcirkel, zonering) +\end{itemize} + +Buiten \dam dient de gebruiker de nodige gegevens klaar te zetten. De wijze waarop dit dient te gebeuren, valt buiten de scope van dit document. De opsomming van de (mogelijke) data dient wel vastgelegd te worden. Daarom is in bijlage \autoref{sec:databehoefte} een opsomming gegeven. + +\section {B: Importeren gegevens}\label{sec:importgegevens} +Voor het importeren van de gegevens kan wederom de volgende indeling worden gehanteerd: + +\begin{itemize} + \item Algemene gegevens (locatie, soort berekening, etc.) + \item Geometrie (oppervlaktelijn met karakteristieke punten, aanwezigheid van damwanden, drainage, etc.) + \item Ondergrond (grondopbouw in laagscheidingen en sterkteparameters) + \item Hydraulische gegevens (buitenwaterstand, verloop van stijghoogten, etc) + \item Rekeninstellingen (bijvoorbeeld minimale glijcirkel, zonering) +\end{itemize} + +Met uitzondering van de ondergrondgegevens, kunnen de overige gegevens op twee wijzen ge\"importeerd worden: middels GIS-bestanden of middels tabellen. +Het importeren van de ondergrondgegevens wordt daarom in een aparte paragraaf behandeld. + +\subsection{Importeren parameters}\label{sec:importparameters} + +Eis X \dam kan uit GIS-bestanden (shapes) de benodigde parameters genereren. + +\textit{Toelichting} Voor het uitvoeren van geotechnische berekeningen is een aanzienlijke hoeveelheid data nodig. Zo heeft elk model zijn eigen databehoefte. Binnen \dam 1.0, maar ook het Wettelijk toetsinstrumentarium (WTI) 2017, wordt uitgegaan dat het bronhouderschap van de data bij de waterkeringbeheerder. Het beheren van de gegevens gebeurt en zal naar verwachting steeds meer gebeuren in een Geografisch Informatiesysteem (GIS). Door alle gegevens centraal op te slaan en duidelijke uitwisselingsformaten tussen de verschillende applicaties in de vorm van Application Programming Interfaces (API's) voor te schrijven kunnen dezelfde (up to date) kerngegevens gebruikt worden voor de verschillende sporen binnen \dam, maar ook voor ander applicaties en processen bij waterkeringbeheerders. Hiermee wordt eenduidigheid gecre�erd in de uitgangspunten. \textit{Ondersteuning van handelingen} \dam maakt snapshot van actuele gegevens bij het desbetreffende waterschap. Met andere woorden, er wordt een kopie gemaakt van de actuele data en opgeslagen in de projectdatabase van \dam (*.damx). +Hoe dit snapshot wordt gemaakt, is uitgelegd in \autoref{sec:DatauitGis} +Hiervoor dient de locatie als punt \textit{en} als lijn (hoogtegeometrie) bekend te zijn. +Eis X \dam kan middels tabellen de benodigde parameters importeren. + +\textit{Toelichting} +Indien er geen GIS-bestanden beschikbaar zijn, is het mogelijk om de parameters middels tabellen te importeren in \dam. + \textit{Ondersteuning van handelingen} +De tabellen worden aan elkaar gekoppeld middels de locatienaam. +Per locatienaam kunnen verschillende parameters worden opgegeven in verschillende tabellen, in csv-formaat. +De kolomnamen van deze tabellen zijn gelijk aan de codenamen uit \autoref{sec:Databehoefte}. -\section{Schematiseren} -Het schematiseren voor geotechnische berekeneningen met betrekking tot dijken, bestaat uit het schematiseren van: -\begin{itemize} - \item de ondergrond (sterkte); in 1D of 2D. - \item de (hoogte) geometrie (sterkte) - \item de hydraulische omstandigheden (belasting) - \item overige belastingen (bijv. verkeersbelasting) -\end{itemize} +\subsection{Importeren ondergrondgevens}\label{sec:importondergrond} -Eis X \dam kan de ondergrondschematisatie overnemen uit D-Geo Stability bestanden (2D) (versie..... en later). +Eis X \dam kan een stochastisch ondergrondmodel inlezen. \textit{Toelichting} -Uit het bestanden worden alleen de hoogtegeometrie, de ligging van de ondergrondlagen en de sterkteparameters van de materialen overgenomen. Hydraulische en andere belastingsgegevens worden niet meegenomen. +Voor de stochastische ondergrondschematisatie van dijken wordt het dijktraject opgedeeld in (ondergrond)segmenten. Voor elk \faalmechanisme apart. +Per segment wordt de ondergrond weergegeven door (ondergrond)scenario's. Een (ondergrond)scenario beschrijft de laagopbouw en heeft een kans van aantreffen. Elke laag wordt omschreven aan het hand van het aanwezige materiaal met bijbehorende sterkte parameters. +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/OpbouwSOS.PNG} + \caption{Onderdelen van stochastisch ondergrond schematisatie} + \label{fig:OpbouwSOS} +\end{figure} + \textit{Ondersteuning van handelingen} -De gebruiker kan aangeven in welke segmenten de betreffende 2D geometrie geldend is. +De ligging van de segmenten wordt ge\"importeerd door een GIS-bestand in RD-co�rdinaten in te lezen. +De opbouw van de segmenten wordt ge\"importeerd middels een tabel met (per segment) de profielnamen en de kans van aantreffen en het \faalmechanisme (mogelijk: macrostabiliteit, piping). +Voor de profielen wordt onderscheid gemaakt in 1D- en 2D-profielen: +De laagopbouw kan bestaan uit horizontale lagen (zogenoemde 1D-profiel) of schuine lagen (zogenoemde 2D-profiel). +Het 1D-profiel kent geen grenzen in het horizontale vlak (X-waarde) alleen in de hoogte (Z-waarde). Het 2D-profiel is begrensd; linkergrens is buitenwaarts, rechtergrens is binnenwaarts. Er kan sprake zijn van links en rechts omdat het 2D-profiel wordt weergegeven in lokale co�rdinaten. +Een 1D-ondergrond kan met een hoogtegeometrie gecombineerd worden tot een 2D-ondergrond. Hiervoor dient de hoogtegeometrie omgerekend te worden tot lokale co�rdinaten. -Eis X \dam kan 1D ondergrondschematisaties combineren met een hoogtegeometrie tot een 2D schematisatie. +Eis X \dam kan de (ondergrond)schematisatie overnemen uit D-Geo Stability bestanden (2D) (versie..... en later). -\textit{{Toelichting}} -Een 1D geometrie is een beschrijving van de diepte van de horizontale lagen, waarbij de lagen de materiaalnamen bevatten. Door deze te combineren met een hoogtegeometrie, waarbij de hoogtegeometrie de bovenkant vormt van de bovenste laag, wordt een 2D geometrie gecre\"erd. +\textit{Toelichting} +Uit het sti-bestand wordt de hoogtegeometrie, de ligging van de ondergrondlagen en de sterkteparameters van de materialen overgenomen. Hydraulische en andere belastingsgegevens worden niet meegenomen. +Opmerking: dit geldt voor versie 17.1. Het is nog een openstaande kwestie hoe om te gaan met bestaande geschematiseerde waterspanningen. \textit{Ondersteuning van handelingen} -De gebruiker moet aan kunnen geven welk materiaal de bovenste laag gaat bevatten indien de bovenkant van de 1D geometrie onder het hoogste punt van de hoogtegeometrie ligt. +De ge�mporteerde 2D-geometrie wordt als een ondergrondscenario beschouwd en kan of rechtstreeks gekoppeld aan een locatie. De kans van aantreffen is dan van 100\%. Of de 2D-geometrie wordt, gelijk aan de 1D-geometrie\"en opgenomen in het stochastisch ondergrondmodel. +\section {C Analyse kiezen}\label{analyse kiezen} +Na het importeren van de gegevens kan de gebruiker kiezen tussen de te volgen workflows, opties in het stroomschema. +Opmerking: in \dam 15.2.1 dient de gebruiker als eerste het type analyse te kiezen, dus voor de import. -Eis X \dam is in staat om de waterspanningen te schematiseren, conform het Technisch rapport waterspanningen bij dijken. De vertaling van dit TR naar concrete schematiseringsregels is opgenomen in \autoref {sec:schema_wsp}. +Eis X De gebruiker van \dam kan vari\"eren tussen de twee opties van het stroomschema. waarbij voor workflow 1 nu alleen 1a beschikbaar is; 'toetsing regionale keringen'. +Opmerking: Workflow 1 is in \dam 15.2.1. beschikbaar door voor 'ontwerp' te kiezen en de geometrieaanpassing uit te zetten'. Dit FO beschrijft de gewenste functionaliteit, aangezien de GUI niet wordt aangepast tijdens de herstructurering zal deze huidige werkwijze geldend blijven; doelzoeken met de optie 'geometrieaanpassing uit zetten'. -\textit{{Toelichting}} -\dam schematiseert de waterspanningen in twee stappen: + +\section {D1 Sterkte analyse}\label{sec:sterkteanalyse} +Workflow 1: Eis X Bij workflow 1 kan de gebruiker de berekeningen vari\"eren: +Deze variatie kan bestaan uit: + \begin{enumerate} - \item Bepalen waterspanningen: freatische lijn, stijghoogte in zandlagen en waterspanningenverloop over de diepte; - \item Bepalen opdrijfveiligheid en eventueel aanpassen stijghoogte. + \item verschillende hydraulische belastingen + \item verschillende geometri\"en + \item verschillende ondergronden + \item verschillende sterkteparameters \end{enumerate} -Indien opdrijven optreedt, wordt de stijghoogte in het zand aangepast totdat er juist geen opdrijven optreedt. +Workflow 1a wordt in hoofdstuk \autoref{sec:toetsregkering} behandeld. +\section {D2 Doelzoeken}\label{sec:doelzoeken} +Onderdeel E2 Eis X Bij workflow 2 kan de gebruiker de variabele voor het doelzoeken aanwijzen. De gegeven waarde voor het doelzoeken is de evenwichtsfactor. +De mogelijke variabelen zijn voor dijken-stabiliteit: +- +\begin{enumerate} + \item geometrie - dijkhoogte + \item geometrie - talud (verflauwing of bermontwikkeling) + \item geometrie - ontgraving + \item hydraulische gegevens - buitenwaterstand +\end{enumerate} -\textit{Ondersteuning van handelingen} +\section{E1: Rekenscenario kiezen}\label{rekenscenariokiezen} -De gebruiker moet visueel inzicht krijgen in de geschematiseerde waterspanningen. +\section{E2: Doelbepaling en kiezen variabele}\label{doelzoeken} -\section{Rekenen} -\begin{itemize} -\item Macrostabiliteit + +Het schematiseren voor geotechnische berekeneningen met betrekking tot dijken, bestaat uit het schematiseren van: \begin{itemize} -\item Bishop + \item de ondergrond; in 1D of 2D. + \item de (hoogte) geometrie + \item de hydraulische omstandigheden + \item overige belastingen (bijv. verkeersbelasting) +\end{itemize} +Eis X \dam kan 1D ondergrondschematisaties combineren met een hoogtegeometrie tot een 2D schematisatie. -\item Bishop met stochastisch ondergrondmodel +\textit{{Toelichting}} +Een 1D geometrie is een beschrijving van de diepte van de horizontale lagen, waarbij de lagen de materiaalnamen bevatten. Door deze te combineren met een hoogtegeometrie, waarbij de hoogtegeometrie de bovenkant vormt van de bovenste laag, wordt een 2D geometrie gecre\"erd. -\item Bishop probabilistisch +\textit{Ondersteuning van handelingen} +De gebruiker moet aan kunnen geven welk materiaal de bovenste laag gaat bevatten indien de bovenkant van de 1D geometrie onder het hoogste punt van de hoogtegeometrie ligt. -\item Bishop probabilistisch met stochastisch ondergrondmodel -\item LiftVan +\section{F: Genereren kernel invoer}\label{sec:kernelinvoer} +\dam 15.2 is aangesloten op de volgende rekenkernels: -\item LiftVan met stochastisch ondergrondmodel +\begin{table}[H] + \begin{tabular}{|l|l|l|l|l|} + \hline +\textbf{Faalmechanisme} & \textbf{Versie} & \textbf{Functioneel ontwerp -\newline invoeromschrijving} & \textbf{Model} & \textbf{Opmerking}\\ \hline +Macrostabiliteit & Delphis kernel & ? & Bishop & -\\ \hline +Macrostabiliteit & Delphis kernel & & UpLiftvan & -\\ \hline +Macrostabiliteit & Delphis kernel & & Horizontaal evenwicht & -\\ \hline +Macrostabiliteit & Delphis kernel & & Zoneringstype & ?\\ \hline +Macrostabiliteit & Delphis kernel & & Verboden zone & In dam of kernel?\\ \hline +Piping & ? & ? & Sellmeijer 4-krachten & -\\ \hline +Piping & ? & ? & Neuraal netwerk & -\\ \hline +Piping & ? & ?& Bligh & mag komen te vervallen\\ \hline +\hline + \end{tabular} + \caption{Overzicht rekenkernels \dam 15.2} + \label{fig:rekenkernelsdam15} +\end{table} -\item LiftVan probabilistisch +Naast de invoer voor de kernels, kent \dam ook zijn 'eigen' invoer; parameters om de aansturing van de kernels te regelen. Bijvoorbeeld bij workflow 2; hoe moet het doelzoeken plaatsvinden? -\item LiftVan probabilistisch met stochastisch ondergrondmodel -\item Horizontaal evenwicht -\end{itemize} +Eis X \dam is in staat om de waterspanningen te schematiseren, conform het Technisch rapport waterspanningen bij dijken. De vertaling van dit TR naar concrete schematiseringsregels is opgenomen in \autoref {sec:schema_wsp}. -Het gebruikte rekenmodel voor de bepaling van de binnenwaartse stabiliteit is afhankelijk van de opdrijffactor. Dit is de verhouding tussen de opwaartse waterdruk vanuit de watervoerende zandlaag en de neerwaartse druk door het gewicht van het slappe lagenpakket. Indien de opdrijffactor kleiner is dan 1,2 dient de stabiliteit volgens de methode LiftVan (drukstaaf) te worden bepaald. Bij een opdrijffactor hoger dan 1,2 kan worden volstaan met een Bishop analyse. +\textit{{Toelichting}} +\dam schematiseert de waterspanningen in twee stappen: +\begin{enumerate} + \item Bepalen waterspanningen: freatische lijn, stijghoogte in zandlagen en waterspanningenverloop over de diepte; + \item Bepalen opdrijfveiligheid en eventueel aanpassen stijghoogte. +\end{enumerate} +Indien opdrijven optreedt, wordt de stijghoogte in het zand aangepast totdat er juist geen opdrijven optreedt. +\textit{Ondersteuning van handelingen} -\item Piping +Eis X \dam is in staat om de waterspanningen te schematiseren, conform de waternet creator uit de WTI kernel Macrostabiliteit. -\begin{itemize} -\item Sellmeijer -\item Sellmeijer 2 lagenmodel +\section{G: Sterkteberekening}\label{sec:sterkteberekening} -\item Sellmeijer met stochastisch ondergrondmodel -\end{itemize} -\item Overslag +\section{J: Aanpassing van de invoer}\label{sec:aanpassinginvoer} -\begin{itemize} -\item Erosie grasmat volgens CIRIA grafieken -\end{itemize} -\end{itemize} +\section{H1:Analyse resultaat berekening}\label{sec:resultaatberekening} +Het resultaat van een geotechnische berekening kan bestaan uit een evenwichtsfactor (workflow 1) of een 'ontwerp' als resultaat van doelzoek-berekeningen. -\section{Analyse resultaten} - Communicatie van de analyseresultaten kan op verschillende wijze plaatsvinden. De resultaten kunnen, afhankelijk van het doel worden: \begin{enumerate} @@ -117,3 +214,6 @@ \item ander communicatieplatform in onderling overleg te bepalen \end{enumerate} + + +\section{H1:Analyse resultaat aangepaste berekening}\label{sec:resultaataangepasteberekening} \ No newline at end of file