MEKANIKA TANAH (CIV -205)

Transkripsi

1 MEKANIKA TANAH (CIV -205)

2 OUTLINE Dasar-dasar konsolidasi tanah Proses konsolidasi Teori Terzaghi Uji konsolidasi dilaboratorium Intreetasi data hasil uji lab

3 KOMPONEN PENURUNAN TANAH Penambahan beban di atas suatu ermukaan tanah daat menyebabkan laisan tanah di bawahnya mengalami emamatan yang daat disebabkan oleh adanya : deformasi artikel tanah relokasi artikel keluarnya air atau udara dari dalam ori dan sebab lainnya. erlu diketahui seberaa besar enurunan

4 Saat konsolidasi berlangsung konstruksi di atas laisan tanah akan menurun PENURUNAN / SETTLEMENT TERBAGI DUA KELOMPOK : SETTLEMENT PENURUNAN KONSOLIDASI /CONSOLIDATION SETTLEMENT Hasil dari erubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat dari keluarnya air dalam ori ori tanah PENURUNAN SEGERA /IMMEDIATE SETTLEMENT Akibat dari deformasi elastis tanah kering, basah dan jenuh air tana adanya erubahan kadar air --- teori elastis

5 Kondisi tanah TANAH BERPASIR Sangat tembus air Air mengalir dengan ceat air ori akibat kenaikan tekanan air ori daat selesai dengan ceat disertai berkurangnya volume tanah TANAH LEMPUNG Koefisien rembesan lemung << dari tanah berasir Penambahan tekanan air ori oleh embebanan akan berkurang lambat dan waktu yang lama Penurunan konsolidasi terjadi setelah enurunan segera Lemung memberikan emamatan >> dari asir Penurunan segera dan enurunan konsolidasi terjadi bersamaan enurunan konsolidasi jauh lebih besar dan lama dibandingkan enurunan segera

6 DASAR-DASAR KONSOLIDASI TANAH KARAKTERISTIK TANAH YANG PENTING NON CONCERVATIVE MEMILIKI MEMORI Bila tanah yang jenuh air diberi enambahan beban, tekanan air ori akan naik keluarnya air dari ori tanah volume berkurang terjadi enurunan KHUSUS TANAH LEMPUNG, enurunan akan berlangsung lama sehingga konsolidasi terjadi setelah enurunan segera, dimana besarnya konsolidasi > enurunan segera BEDAKAN ANTARA KONSOLIDASI DENGAN PEMADATAN (KOMPAKSI)

7 KONSOLIDASI VS PEMADATAN

8 KONSOLIDASI TANAH Konsolidasi : roses engecilan isi tanah jenuh secara erlahanlahan dengan ermeabilitas rendah akibat keluarnya air ori Berlangsung menerus samai kelebihan tekanan air ori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar hilang, sehingga terjadi suatu emamatan Pememaatan disebabkan enambahan beban di suatu ermukaan tanah Umumnya terjadi ada satu arah vertikal saja Pengaliran air juga ada satu arah (vertikal) One dimentional consolidation

9 PROSES KONSOLIDASI TANAH Terzaghi dan Flohlich (936) menjelaskan model mekanikal roses konsolidasi Pegas tersebut mewakili ikatan mineral ada massa tanah dan air di bawah iston meruakan air ori ada kondisi jenuh Ketika beban diberikan ada iston, maka tegangan yang terjadi ditransfer seenuhnya ke air (diasumsikan air adalah incomressible) dan tekanan air meningkat. Tekanan air adalah : u =

10 Terzaghi dan Frahlich memodelkan silinder/iston dengan egas PEGAS : TANAH YG MUDAH MAMPAT AIR : AIR PORI LUBANG : PERMEABILITAS

11 TEORI TERZAGHI Aabila enekanan suatu laisan tanah tergantung ada waktu, engaruhnya disebut enurunan konsolidasi atau dikenal dengan istilah konsolidasi saja. Teori umum yang mencaku konse tekanan air ori dan tegangan efektif adalah salah satu yang dikembangkan oleh Terzaghi. Teori Konsolidasi Terzaghi a) Tanah adalah dan akan teta jenuh ( S=00 %) b) Air dan butiran tanah tidak daat ditekan. c) Terdaat hubungan linear antara tekanan yang bekerja dengan erubahan volume ( av = e/) d) Koefisien ermeabilitas (k) meruakan suatu konstanta e) Hukum darcy berlaku (v = k.i) f) Terdaat temeratur yang konstan. g) Konsolidasi meruakan konsolidasi satu dimensi h) Contoh yang digunakan meruakan contoh yang tidak terganggu.

12 TEORI TERZAGHI Karakteristik karakteristik konsolidasi suatu tanah adalah : Koefisien emamatan (comression index Cc) berhubungan dengan beraa besar konsolidasi atau enurunan yang akan terjadi koefisien konsolidasi (Cv) berhubungan dengan beraa lama suatu konsolidasi akan terjadi uji konsolidasi di laboratorium. Besarnya enurunan konsolidasi yang akan terjadi, ditentukan oleh : Komresibilitas tanah Tebal tanah komresibel Besarnya tambahan tekanan air ori Laju konsolidasi diengaruhi oleh : Permeabilitas tanah Tebal tanah komresibel Kondisi drainase di atas dan di bawah tanah komresibel.

13 Uji konsolidasi dimensi Konsolidasi : roses dimana tanah butir halus mengalami komresi akibat beban dalam suatu eriode waktu tertentu, akibat disiasi air ori (engaliran air keluar dari ori tanah) Vv h h h2 h3 h4 Vs Pemamatan awal Primary consolidation (u = 00%) secondary consolidation Air bersifat incomressible tidak mudah dimamatkan sedangkan sebaliknya tanah bersifat comressible, jadi beban diikul oleh air

14 Taha I : Pemamatan awal (initial comression), yang ada umumnya adalah disebabkan oleh embebanan awal (reloading) Taha II : Konsolidasi rimer (rimary consolidation), yaitu eriode selama tekanan air ori secara lambat laun diindahkan ke dalam tegangan efektif, sebagai akibat dari keluarnya air dari ori-ori tanah Taha III: konsolidasi sekunder (secondary consolidation), yang terjadi setelah tekanan air ori hilang seluruhnya. Pemamatan yang terjadi di sini adalah disebabkan oleh enyesuaian yang bersifat lastis dari butir-butir tanah.

15

16 Taha I : emamatan awal Taha II : Konsolidasi rimer Pemamatan Taha III : konsolidasi sekunder Waktu (skala log)

17 e C c e C r e 2 P ' P 2 ' P'(skala log) Grafik hubungan angka ori dan tegangan efektif

18 Interretasi data uji konsolidasi Pada konsolidasi satu dimensi, erubahan tinggi (H) er satuan dari tinggi awal (H) adalah sama dengan erubahan volume (V) er satuan volume awal (V) atau Bila volume adat Vs = dan angka ori awal adalah eo H H = V V H = H e + e o e o Rongga ori e H HASIL YG DIPEROLEH : Rongga ori Vs = Butiran adat H Butiran adat Sifat kemamatan tanah (besaran emamatan) yaitu koefisien kemamatan volume dan Cc (indeks komresi tanah) Karakteristik konsolidasi yang dinyatakan oleh : Cv (koefisien konsolidasi)

19 Koefisien emamatan (Coefficient of Comression) koefisien yang menyatakan erubahan angka ori er satuan erubahan tegangan atau yang menyatakan kemiringan kurva angka ori (e) dan tegangan efektif ( ). Effective consolidation stress V V V 2 e e2 e e2 e e e = angka ori ada tegangan e 2 = angka ori ada tegangan 2 V = volume ada tegangan V 2 = angka ori ada tegangan 2 Void ratio (e) a v Kemiringan kurva e didefinisikan sebagai : a v e e2 2 ' '

20 Koefisien erubahan volume (mv) koefisien yang menyatakan erubahan volume er satuan ada setia erubahan tegangan atau sebagai rasio erubahan volume er satuan enambahan teganagn efektif. Satuan nya adalah kebalikan dari tekanan (cm 2 /kg, m 2 /kn). Karena luas contoh tanah teta, erubahan volume daat dinyatakan dalam erubahan ketebalan atau angka ori. V V V 2 H H H 2 H H e e e 2 Rasio erubahan volume : a v e Karena m v adalah rasio erubahan volume er satuan enambahan tegangan, yaitu : m v h H m v av av e e

21 Indeks Pemamatan (Cc) (Comression Index) Yaitu kemiringan dari bagian lurus grafik e log. C C e log ' log e e2 ' log 2 e e2 ' log 2 ' ' Effective consolidation stress untuk tanah normally consolidated. Terzaghi dan Peck (967) mengusulkan nilai Cc sebesar : C c LL 0 Void ratio (e) c c untuk tanah lemung yang dibentuk kembali (remolded) adalah C c LL 0

22 Indeks Pemamatan kembali (Cr) kemiringan dari kurva eleasan beban dan embebanan kembali ada grafik e log. ' ' log ' log ' log ' log e e e e e C r Derajat konsolidasi (u) % Ratio antara tekanan air ori yang menurun setelah berdisiasi selama roses berlangsung terhada tekanan air ori ekses awal 0 0 e e e e U ' ' ' o o U atau

23 Menentukan tegangan rakonsolidasi (c). Berdasarkan cara visual, tentukan titik dimana jari-jari minimum (ada uncak kurva e log ) misal titik A 2. Gambarkan garis horisontal melalui titik A (sejajar absis) 3. Gambarkan garis singgung ada kurva melalui titik A 4. Bagi menjadi dua sudut yang dibuat oleh butir (2) dan (3) Void ratio (e) C r Recomression Titik A B a/2 a 5. Peranjang bagian lurus dari kurva emamatan asli samai memotong garis bagi sudut ada butir (4). Titik otong dari dua garis ini adalah tekanan rakonsolidasi (c ), yaitu titik B C s C c a/2 Virgin comression swelling Log

24 Jumlah relatif dari rakonsolidasi biasanya dinyatakan dalam rasio konsolidasi berlebih (overconsolidation ratio = OCR) yang didefinisikan sebagai : OCR c o Dimana c = tekanan rakonsolidasi yang terlihat dan o = tekanan efektif di laangan. Nilai OCR = artinya normally consolidation Nilai OCR > yaitu overconsolidation

25 Contoh soal