De Deltares GeoCentrifuge, een unieke geotechnische testfaciliteit

In een looping van een achtbaan kan kortstondig wel 5g ontstaan, waarbij 5g vijfmaal de aardse zwaartekracht is. Je eigen lichaam wordt daarmee vijfmaal zwaarder, en dat voel je. De GeoCentrifuge van Deltares, een unieke geotechnische testfaciliteit, kan maar liefst 150 g opwekken. Gecombineerd met de afmetingen van het platform van de centrifuge behoort deze daarmee tot de top drie van Europa.

Door de gravitatiekrachten op te voeren in de centrifuge kunnen geotechnische praktijkprocessen worden verschaald en op schaal worden nagebootst. Daarnaast wordt als het ware de tijd versneld. Processen in de grond die in werkelijkheid jaren duren worden teruggebracht naar uren. Een constructie in de grond die je nog niet eerder bouwde, bijvoorbeeld een tunnel of dijk, kan op deze wijze op geschiktheid worden getest.

Bij de GeoCentrifuge, waar modellen tot 1,2 m bij 1,2 m bij 1,8 m kunnen worden beproefd, hoort  een ontwikkelomgeving, die maakt dat we kunnen beschikken over meetgegevens, die  kunnen worden vertaald en gevalideerd met numerieke geotechnische softwaremodellen.

Met de GeoCentrifuge voeren we wetenschappelijk onderzoek uit, maar kunnen ook toegepaste modellen en constructies worden gevalideerd.

Voorbeelden van toepassingen in de GeoCentrifuge:

  1. Windturbines groeien steeds verder in afmetingen. Op de Noordzee zullen deze binnen enkele jaren zo’n 300 m hoog zijn. Deze afmetingen zijn nog nooit gebouwd, en dit heeft effect op het ontwerp en de uitvoering. In de centrifuge test Deltares de funderingen van de turbines;
  2. Dijken moeten veilig zijn. In de GeoCentrifuge kan deze worden getest aan extreme condities die in het echt vrijwel nooit optreden, zoals hoge waterstanden of droogte. Door het veranderende klimaat willen we hier meer over weten;
  3. Onze infrastructuur in de water-, energie-, stads- en transportsector staat voor grote uitdagingen, variërend van effecten van extreem weer tot veroudering en toegenomen gebruik. In de GeoCentrifuge kunnen deze effecten worden getest op zowel de bestaande als de nieuwe infrastructuren.

Door de opzet en beschikbare instrumentatie is een breed scala aan testen mogelijk.

De feiten en specificaties staan hieronder samengevat:

  •  Type centrifuge: beam centrifuge (Actidyn C72-3);
  • Operationeel sinds 2021;
  • Platform radius: 5 m;
  • Maximale model afmeting: 1,2 m bij 1,2 m bij 1,8 m (lxbxh);
  • Capaciteit: 260 g-ton;
  • Maximum g-niveau: 150 g;
  • Maximale snelheid: 340 km/u;
  • Maximum rotaties: 3 /sec;
  • Aandrijving: 2 elektromotoren van ieder 135 kW;
  • High Definition and high-speed video registratie;
  • High-speed data-acquisitie;
  • Testen in een geklimatiseerde ruimte;
  • Een diverse sensor set voor monitoring;
  • Een 4D-robot voor laadstappen tijdens de vlucht;
  • De beschikking over een werkplaats voor het ontwerpen, maken en beproeven van testbenodigdheden (denk hierbij aan metaalbewerking en 3D-printing);
  • Grondmodel preparatie apparaten voor zand en klei;
  • Deltares brengt kennis van veel disciplines bij elkaar. Daarmee kunnen ook veelzijdige proeven worden uitgevoerd.