environment

Ingeokring Newsletter
Het begaanbare instortingsgebied werd aan de
noordoostkant onder de Luikerweg begrensd door een
aantal breuken met een verticaal verzet tot 100 cm (Fig.
6). Dit zijn natuurlijke joints of breuken, die als
afschuivingsvlak tijdens de grootschalige instorting
hebben gefungeerd. De breuken hadden openingen van
meerdere centimeters. Door deze breuken is water en
modder naar binnen gestroomd, maar niet recent want
de modder was compleet droog.
De grootschalige instorting van rond 1800 heeft zich
dus “getrapt” voorgedaan. Hierbij is het mergel- en
grondpakket in het begaanbare deel minder naar
beneden gekomen, met minder pilaarverkorting en
minder intensieve instorting van het groevedak boven
de gangen, dan in het onbegaanbare instortingsgebied
ten zuidwesten daarvan.
Stabiliteit van het dak
Behalve dat de bovengrond als geheel langs breuken
naar beneden was gekomen, waren ook de onderste
mergellagen van het groevedak op vele plaatsen
ingestort. Hierbij waren koepels ontstaan die zich naar
boven uitstrekten tot 6 m boven het oorspronkelijke
dakniveau (Fig. 7). De dikte van het mergeldak was hier
dus aanzienlijk gereduceerd. Verder bleek het groevedak
veelvuldig door joints doorsneden te zijn. Door deze
joints waren op een aantal plaatsen plantewortels
gegroeid (Fig. 8), hetgeen een extra aanwijzing was voor
een mergeldak van slechts enkele meters dikte.
Vervolgens zijn op een halve meter nauwkeurig de
hoogtes van de koepels boven het oorspronkelijke
dakniveau geschat. Vanwege de gevaarlijke situatie
ondergronds - in het dak hingen op vele plaatsen losse,
tot een ton zware, gesteentefragmenten - was een meer
nauwkeurige waterpassing niet verantwoord. De
geschatte diktes van het mergeldak boven deze koepels
zijn weergegeven in Fig.9. Met name in de directe
omgeving van de Luikerweg, rond de pilaren 6 t/m 14,
bleek de dikte van het mergeldak (plaatselijk minder dan
4 meter) uiterst gering te zijn. Tijdens het onderzoek
waren binnen enkele dagen scheuren, die losse
dakfragmenten begrenzen, breder geworden.
Op basis van deze waarnemingen bleek duidelijk dat er
gevaar bestond voor nóg een lokale instorting over de
gehele dikte van het mergeldak, met als mogelijk gevolg
de vorming van een nieuwe instortingskrater aan het
maaiveld, met een oppervlakte in de orde van 10 bij 10
meter.
Stabiliteit van de pilaren
Met behulp van de in [4] t/m [6] ontwikkelde
berekeningsmethode is voor de pilaren een
veiligheidsfactor SF berekend:
waarbij Sp gelijk is aan de pilaarsterkte en S de
gemiddelde verticale spanning S, die door het
bovenliggende gesteente/grond pakket op de pilaar
wordt uitgeoefend. Praktijkervaring wijst uit dat een
veilige waarde boven 1.5 tot 2 ligt. Hierbij is ook de
mogelijke lange-termijn verzwakking van de pilaren ten
gevolge van kruip verdisconteerd. De pilaarspanning S
wordt berekend met de tributary area-methode. Hierbij
wordt het gewicht beschouwd van de gesteente- en
grondlagen boven de pilaar en een deel van de gangen
die de pilaar begrenzen (zie bijvoorbeeld Fig. 2). Bij de
berekening zijn de huidige pilaarafmetingen, dus die van
na de grootschalige instorting van rond 1800 gebruikt.
De veiligheidsfactoren zijn gepresenteerd in Fig. 10. In
het instortingsgebied hadden 4 pilaren een voldoende
stabiliteit (SF van meer dan 2), 3 pilaren een twijfelachtige
stabiliteit (SF van 1.5 tot 2) en 6 pilaren een onvoldoende
stabiliteit (SF van minder dan 1.5). De pilaren 14 en 15
onder Chalet Bergrust hadden een veiligheidsfactor van
meer dan 3 (ruim voldoende). De meeste pilaren buiten
het instortingsgebied, richting "Gotthard", hadden een
onvoldoende veiligheidsfactor van minder dan 1. Wat
betreft de veiligheidsfactor van reeds ingestorte pilaren
dient nog te worden opgemerkt dat deze, ondanks de
instorting en de ernstige pilaarschade, toch nog
voldoende kan zijn. Dit komt doordat de betreffende
pilaar voor een groot deel van zijn oorspronkelijke
pilaarhoogte zijwaarts wordt gesteund door mergelpuin.
Mede hierdoor is de grootschalige instorting toentertijd
tot stilstand gekomen.
Om te kunnen bepalen of onvoldoende pilaarstabiliteit
ook daadwerkelijk tot een nieuwe pilaarinstorting kan
leiden, dient de boogwerking van het mergeldak te
worden beschouwd. Het gaat er hierbij om of het te veel
aan verticale druk op de te zwakke pilaren via het
mergeldak voldoende naar de massieve mergel naast
het gangenstelsel kan worden afgebogen. De kans
hierop neemt toe bij een toenemende totale dikte van
het mergeldak en bij een afnemende totale overspanning
van het gangenstelsel (zie Fig. 11). Alle datapunten uit
dit figuur komen overeen met gangenstelsels, of delen
daarvan, waarvan de meeste pilaren zijn bezweken. Het
linker bovengedeelte van het diagram bevat gevallen
waar geen grootschalige instorting heeft plaats
gevonden, terwijl rechtsonder alleen ingestorte groeves
zijn aan te treffen. Bij benadering kan een scheidslijn
tussen deze twee gebieden worden getrokken, die
overeenkomt met de maximale spanningsboog voor een
bepaalde dikte van het mergeldak. Fig. 11 laat zien dat,
zonder de vele breuken en storingen in beschouwing te
nemen, een grootschalige instorting van het nog
begaanbare gangenstelsel niet mogelijk bleek te zijn.
Hiervoor is de totale overspanning van het
gangenstelsel te klein, en dus de boogwerking te sterk.
Deze conclusie gaat op voor het gebied ten zuidoosten
van Chalet Bergrust. Een verdere pilaarinstorting was
32