Step 1: Input data

All units of measurement in this tool are Imperial.

Nail distance: The nailing pattern foresees a shift of the nails in every second row/column instead of a regular grid. This nailing arrangement reduces the width of long downslope channels.

Layer thickness: This is the thickness of the unstable layer. If the layer thickness varies through the slope, separate calculations/proofs have to be carried out.

Upper width of anchor plate’s pressure cone: This value is set automatically based on the slope stabilization system chosen in Step 2.

Step 2: System properties

System: The list of available systems containing combinations of mesh and anchor plates by Trumer Schutzsbauten that successfully complete all tests prescribed by the European guideline EAD 230025-00-0106. The testing results for the characteristic system values Z_R, D_R, P_R, M_s,k and the spike plate diameter d are automatically set according to the selected system.

Nail type: This list contains a variety of soil nails available on the market. If a nail is needed that is not part of the list, a similar one can be chosen that has values for T_R and S_R that are slightly smaller than the desired ones.

Step 3: Special load cases

In principle, the slope investigated is in a certain way stable on its own. Otherwise, it would be impossible to install the facing. However, this stability has on the one hand a safety factor in the worst case of only 1.0 and on the other hand, other load cases that may happen in future are not covered. The latter can be defined in this step.

Load increase due to earthquake: The values to be entered regarding an addition horizontal and vertical load correspond to accelerations in these directions acting on the soil material. These accelerations multiplied with the soil mass define the additional loads. The recommended values 0.175 and 0.0825 are defined in Eurocode 8. If earthquakes are not to be considered set both values to 0.0.

Slope parallel flow: If the soil is submerged by water, this load case assumes that the water follows due to gravity and can be selected. Considering slope parallel flow imposes an additional slope parallel force in Steps 5 & 6 and reduces the self-weight of the soil due to buoyancy.

Step 4: Partial safety factors

Eurocode 7 (Geotechnics) foresees in Table 12 partial safety factors of 1.0 for all soil properties including the density and in Table 11 a factor of 1.35 on the loading side. Here, the soil material is the actual load acting on the slope stabilization system and the soil density receives a safety factor greater than 1.0:

• Safety factor friction angle = 1.0
• Safety factor cohesion = 1.0
• Safety factor density = 1.35

Resistance safety factors acc. Eurocode 7 (Geotechnics) – Table 13
• 1.40 for CC1 & CC2
• 1.6 for CC3
• with CC = Consequence Class

Model uncertainty
• safety factor 1.1

Remark: An alternative way – often observed in practice – is to switch the partial safety factors of friction angle and density to
• Safety factor friction angle = 1.35
• Safety factor density = 1.0

Step 5: Local instabilities between single nails

Proof 1: The force Z prevents the mesh from sliding down the slope. However, there is no knowledge on the magnitude of Z regarding the proposed dimensioning model. As such, this force is assumed to be a value that doesn’t exceed the corresponding maximum resistance of a spike plate Z_R reduced by the resistance safety factor gamma_R. This maximum value is proposed next to the input field.

Proof 2: This proof is more or less the ‘heart’ of the design approach. If soil material begins to detach, it presses on the mesh. All pressures within a certain slope area (maximum surrounded by 4 nails) concentrate at the lowest nail. The proof checks whether the expected loads P_d are smaller than the punching resistance P_R at the upper edge of a spike plate. The latter value is obtained from the assessment according to the European guideline EAD 230025-00-0106.

The algorithm determines the maximum value for P_d depending on the geometry of the sliding soil. For this purpose, calculations for different values t and beta are performed in the background and the combination delivering P_d,max is then used.

Alternative proof 1/2: The force Z (assumed for proof 1) reduces above punching load P_d. That is, the higher Z is assumed, the lower P_d becomes. On the contrary, this means If Z is assumed to zero, P_d becomes P_d = maximum. If this maximum Pd is still smaller than the corresponding resistance P_r, an assumption of Z is not necessary anymore. In this case, the calculated force Z is equal to zero. Only, if P_d needs the support of Z to be smaller than P_R, Z obtains a specified value. In this case the proof for P_d is on 100% and Z has to stay below Z_R.

Step 6: Slope-parallel, superficial instabilities

In this step, a pre-tensioning force V in the nail has to be assumed. This force is generated by screwing the spike plate tightly. However, there is no prescription on how strongly the nuts on the nails have to be tightened. Further, in many cases this pre-tension fades away over time in the field. The maximum bending resistance of the spike plate defines an upper limit for V. This is given next to the corresponding input field and is calculated based on a mechanical model given in the right-hand figure.

Proof 6: After this proof, an expected skin friction between nail and stable ground per running meter can be chosen to obtain a minimum bore hole length in the stable ground. This considers the superficial stabilization only. To proof the global slope stability further calculation, nail dimension and lengthening are necessary.

Schritt 1: Eingangsgrößen

Alle Maßeinheiten in diesem Tool sind Imperial..

Nagelabstand: Das Nagelraster sieht im Vergleich zu einem regelmässigen Raster einen horizontalen Versatz der Nägel in jeder zweiten Reihe bzw. Spalte vor. Dies limitiert die Größe von möglichen Rutschkörpern.

Schichtdicke: Mächtigkeit der instabilen Schicht. Sollte diese entlang der Böschung variieren, kann für jeden Abschnitt eine eigene Berechnung vorgenommen werden.

Oberer Durchmesser Druckkegel: Dieser Wert entspricht dem Durchmesser der Zahn-/Krallplatte und wird automatisch gesetzt, je nachdem, welches Böschungstabilisierungssystem in Schritt 2 ausgewählt ist.

Schritt 2: Systemeigenschaften

System: Die gelisteten Kombinationen aus Geflechten und Zahn-/Krallplatten von Trumer Schutzbauten haben alle in der europäischen Richtlinie EAD 230025-00-0106 vorgeschriebenen Prüfungen erfolgreich absolviert. Die Prüfergebnisse für die charakteristischen Systemwerte ZR, DR, PR, Ms,k und der Zahn-/Krallplattendurchmesser d werden automatisch entsprechend dem gewählten System gesetzt.

Nageltyp: Die Liste enthält eine Auswahl der auf dem Markt erhältlichen Boden-/Felsnägel. Wenn ein Nagel benötigt wird, der nicht in der Liste enthalten ist, kann ein ähnlicher Nagel ausgewählt werden, dessen Werte für TR und SR etwas kleiner sind als die erforderlichen Werte.

Schritt 3: Spezielle Lastfälle

Im Prinzip ist die untersuchte Böschung auch ohne Vernetzung stabil. Andernfalls wäre es unmöglich, eine Netzabdeckung zu installieren. Diese Stabilität hat aber zum einen einen Sicherheitsfaktor im ungünstigsten Fall von nur 1,0 und zum anderen sind andere Lastfälle, die jederzeit auftreten können, nicht abgedeckt. Letztere können in diesem Schritt definiert werden.

Lastzunahme durch Erdbeben: Die einzugebenden Werte für eine zusätzliche horizontale und vertikale Belastung entsprechen den Beschleunigungen in diesen Richtungen, die auf das Bodenmaterial wirken. Diese Beschleunigungen multipliziert mit der Bodenmasse definieren die Zusatzlasten. Die empfohlenen Werte 0,175 und 0,0825 sind im Eurocode 8 definiert. Wenn keine Erdbeben berücksichtigt werden sollen, setzen Sie beide Werte auf 0,0.

Hangparallele Strömung: Die Berücksichtigung der hangparallelen Strömung führt zu einer zusätzlichen hangparallelen Kraft in den Schritten 5 und 6.

Schritt 4: Teilsicherheitsbeiwerte

Der Eurocode 7 (Geotechnik) sieht in Tabelle 12 Teilsicherheitsbeiwerte von 1,00 für alle Bodeneigenschaften einschließlich der Dichte und in Tabelle 11 einen Faktor von 1,35 auf der Einwirkungsseite vor. Im vorliegenden Fall ist das Bodenmaterial die eigentliche Last, die auf das Hangsicherungssystem wirkt. Somit erhält die Bodendichte erhält einen Sicherheitsfaktor größer als 1,00:

– Sicherheitsfaktor Reibungswinkel = 1,00
– Sicherheitsfaktor Kohäsion = 1,00
– Sicherheitsbeiwert Dichte = 1,35

Sicherheitsfaktoren auf der Widerstandsseite nach Eurocode 7 – Tabelle 13
– 1,40 für CC1 & CC2
– 1,60 für CC3
– mit CC = Consequence Class

Modellunsicherheit
– Sicherheitsfaktor 1,10

Bemerkung: Eine in der Praxis häufig zu beobachtende Alternative ist die Umstellung der Teilsicherheitsbeiwerte von Reibungswinkel und Dichte auf
– Sicherheitsfaktor Reibungswinkel = 1,35
– Sicherheitsfaktor Dichte = 1,00

Schritt 5: Lokale Instabilitäten zwischen einzelnen Nägeln

Nachweis 1: Die Kraft Z verhindert, dass sich das Geflecht/Netz den Hang hinunterbewegt. Für das vorgeschlagene Bemessungsmodell ist die Größe von Z jedoch nicht bekannt. Daher wird für diese Kraft ein Wert angenommen. Dieser darf den maximalen Widerstand ZR, reduziert um den Widerstands-Sicherheitsfaktor gR, nicht überschreiten. Dieser Maximalwert wird neben dem Eingabefeld vorgeschlagen.

Nachweis 2: Dieser Nachweis ist mehr oder weniger das „Herzstück“ des Bemessungsansatzes. Wenn sich Bodenmaterial abzulösen beginnt, drückt es auf das Netz. Alle Drücke innerhalb eines bestimmten Böschungsbereiches (maximal von 4 Nägeln umgeben) konzentrieren sich beim unteren Nagel. Der Nachweis prüft, ob die zu erwartende Last Pd kleiner ist als der Durchstanzwiderstand PR an der Oberkante einer Nagelplatte. Letzterer Wert ergibt sich aus der ETA gemäss der europäischen Richtlinie EAD 230025-00-0106.

Der Algorithmus ermittelt den maximalen Wert für Pd in Abhängigkeit von der Geometrie des Gleitkeils. Dazu werden im Hintergrund Berechnungen für verschiedene Werte t und b durchgeführt und dann die Kombination verwendet, die Pd,max liefert.

Alternative Nachweise 1+2: Die Kraft Z (angenommen für Nachweis 1) reduziert die Durchstanzlast Pd. Das heißt, je höher Z angenommen wird, desto geringer wird Pd. Im Umkehrschluss heißt das: Wird Z mit Null angenommen, wird Pd maximal. Ist dieses Maximum Pd noch kleiner als der entsprechende Widerstand PR, ist eine Annahme von Z nicht mehr notwendig. In diesem Fall ist die berechnete Kraft Z gleich Null. Nur wenn Pd die Unterstützung von Z benötigt, um kleiner als PR zu werden, erhält Z einen bestimmten Wert. In diesem Fall ist der Nachweis für Pd auf 100% und Z muss unter ZR bleiben.

Schritt 6: Hangparallele, oberflächliche Instabilitäten

In diesem Schritt muss eine Vorspannkraft V im Nagel angenommen werden. Diese Kraft wird durch festes Anziehen der Nagelmuttern zur Befestigung der Krallplatte erzeugt. Allerdings gibt es keine Vorschrift, wie stark die Muttern auf den Nägeln angezogen werden müssen. Außerdem lässt diese Vorspannung in vielen Fällen im Laufe der Zeit in der Praxis nach.

Der maximale Biegewiderstand der Nagelkopfplatte definiert eine Obergrenze für V. Diese ist neben dem entsprechenden Eingabefeld angegeben und wird auf der Grundlage eines mechanischen Modells berechnet, das in der rechten Abbildung dargestellt ist.

Nachweis 6: Für diesem Nachweis kann eine zu erwartende Mantelreibung zwischen Nagel und festem Boden pro laufendem Meter gewählt werden. Es wird allerdings nur die oberflächliche Stabilisierung berücksichtigt. Für den Nachweis der globalen Hangstabilität sind weitere Berechnungen, Nagelabmessungen und Nagellängen notwendig.

Toutes les unités de mesure de cet outil sont impériales.

French Step 2

French Step 3

French Step 4

French Step 5

French Step 6

Paso 1: Datos de entrada

Todas las unidades de medida en esta herramienta son imperiales.

Separación de pernos: En comparación con una retícula regular, el patrón de pernos prevé un desplazamiento lateral de los pernos en cada segunda fila o columna. Esto limita el tamaño de los posibles cuerpos de deslizamiento

Espesor de la capa: Es el espesor de la capa inestable. Si el espesor de la capa varía a lo largo de la pendiente, deben realizarse cálculos/pruebas por separado.

Anchura superior del cono de presión de la placa de anclaje: Este valor se establece automáticamente en función del sistema de estabilización de taludes elegido en el Paso 2.

Paso 2: Propiedades del sistema

Sistema: La lista de sistemas disponibles que contienen combinaciones de malla y placas de anclaje de Trumer Schutzsbauten que completan con éxito todas las pruebas prescritas por la directriz europea EAD 230025-00-0106. Los resultados de los ensayos para los valores característicos del sistema ZR, DR, PR, Ms,k y el diámetro de la placa de perno d se establecen automáticamente según el sistema seleccionado.

Tipo de perno: Esta lista contiene una variedad de pernos de suelo disponibles en el mercado. Si se necesita un perno que no forma parte de la lista, se puede elegir uno similar que tenga valores para TR y SR ligeramente inferiores a los deseados.

Paso 3: Casos de carga especiales

En principio, el talud analizado es en cierto modo estable por sí mismo. De lo contrario, sería imposible instalar el revestimiento. Sin embargo, esta estabilidad tiene, por un lado, un factor de seguridad en el peor de los casos de sólo 1,0 y, por otro, no se cubren otros casos de carga que puedan darse en el futuro. Estos últimos pueden definirse en este paso.

Aumento de la carga debido a un seísmo: Los valores a introducir relativos a una carga horizontal y vertical adicional corresponden a las aceleraciones en estas direcciones que actúan sobre el material del suelo. Estas aceleraciones multiplicadas por la masa del suelo definen las cargas adicionales. Los valores recomendados 0,175 y 0,0825 se definen en el Eurocódigo 8. Si no se tienen en cuenta los terremotos, ajuste ambos valores a 0,0.

Flujo paralelo a la pendiente: Cuando el agua fluye por el suelo, sigue la fuerza de la gravedad. La consideración del flujo paralelo a la pendiente conduce a una fuerza adicional paralela a la pendiente en los pasos 5 y 6 y reduce el peso muerto del suelo debido a la flotabilidad.

Paso 4: Factores de seguridad parciales

El Eurocódigo 7 (Geotecnia) prevé en la Tabla 12 factores de seguridad parciales de 1,0 para todas las propiedades del suelo, incluida la densidad, y en la Tabla 11 un factor de 1,35 en el lado de la carga. Aquí, el material del suelo es la carga real que actúa sobre el sistema de estabilización de taludes y la densidad del suelo recibe un factor de seguridad mayor que 1,0:

– Factor de seguridad ángulo de fricción = 1,0
– Factor de seguridad cohesión = 1,0
– Factor de seguridad densidad = 1,35

Factores de seguridad de resistencia según el Eurocódigo 7 (Geotecnia) – Tabla 13:
– 1,40 para CC1 & CC2
– 1,6 para CC3
– con CC = Clase de Consecuencia

Incertidumbre del modelo:
– factor de seguridad 1,1

Observación: Una forma alternativa – a menudo observada en la práctica – es cambiar los factores de seguridad parciales de ángulo de fricción y densidad a:
– Factor de seguridad ángulo de fricción = 1,35
– Factor de seguridad densidad = 1,0.

Paso 5: Inestabilidades locales entre pernos simples

Prueba 1: La fuerza Z impide que la malla se deslice por la pendiente. Sin embargo, no se conoce la magnitud de Z en relación con el modelo de dimensionamiento propuesto. Como tal, se supone que esta fuerza es un valor que no supera la resistencia máxima correspondiente de una placa de perno ZR reducida por el factor de seguridad de resistencia gammaR. Este valor máximo se propone junto al campo de entrada.

Prueba 2: Esta prueba es más o menos el «corazón» del enfoque de diseño. Si el material del suelo comienza a desprenderse, presiona sobre la malla. Todas las presiones dentro de una determinada zona del talud (rodeada como máximo por 4 pernos) se concentran en el perno más bajo. La prueba comprueba si las cargas previstas Pd son inferiores a la resistencia al punzonamiento PR en el borde superior de una placa de perno. Este último valor se obtiene de la evaluación según la directriz europea EAD 230025-00-0106.

El algoritmo determina el valor máximo de Pd en función de la geometría del suelo deslizante. Para ello, se realizan en segundo plano cálculos para diferentes valores t y beta y, a continuación, se utiliza la combinación que proporciona Pd,max.

Prueba alternativa 1/2: La fuerza Z (asumida para la prueba 1) se reduce por encima de la carga de punzonamiento Pd. Es decir, cuanto mayor sea Z, menor será Pd. Por el contrario, esto significa que si se supone que Z es cero, Pd se convierte en Pd = máximo. Si esta Pd máxima sigue siendo menor que la resistencia correspondiente Pr, ya no es necesario suponer Z. En este caso, la fuerza calculada Z es igual a cero. Sólo si Pd necesita que el apoyo de Z sea menor que PR, Z obtiene un valor determinado. En este caso la prueba para Pd está en el 100% y Z tiene que permanecer por debajo de ZR.

Paso 6: Inestabilidades superficiales paralelas a la vertiente

En este paso hay que suponer una fuerza de pretensado V en el perno. Esta fuerza se genera atornillando fuertemente la placa de perno. Sin embargo, no existe ninguna prescripción sobre la fuerza con la que deben apretarse las tuercas de los pernos. Además, en muchos casos esta tensión previa desaparece con el tiempo en el campo. La resistencia máxima a la flexión de la placa de perno define un límite superior para V. Éste se da junto al campo de entrada correspondiente y se calcula basándose en un modelo mecánico dado en la figura de la derecha.

Prueba 6: Después de esta prueba, se puede elegir coeficiente de fricción esperado entre el perno y el suelo estable por metro lineal para obtener una longitud mínima de perforación en el suelo estable. Esto considera únicamente la estabilización superficial. Para probar la estabilidad global del talud son necesarios más cálculos, la dimensión del perno y el alargamiento.

Tutte le unità di misura in questo strumento sono imperiali.

Italian Step 2

Italian Step 3

Italian Step 4

Italian Step 5

Italian Step 6