MEKANIKA TANAH KEMAMPUMAMPATAN TANAH. UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA Jl. Boulevard Bintaro Sektor 7, Bintaro Jaya Tangerang Selatan 15224

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "MEKANIKA TANAH KEMAMPUMAMPATAN TANAH. UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA Jl. Boulevard Bintaro Sektor 7, Bintaro Jaya Tangerang Selatan 15224"

Indra Gunardi
7 tahun lalu
Tontonan:

1 MEKANIKA TANAH KEMAMPUMAMPATAN TANAH UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA Jl. Boulevard Bintaro Sektor 7, Bintaro Jaya Tangerang Selatan 5224

2 KOMPONEN PENURUNAN (SETTLEMENT) Penambahan beban di atas suatu permukaan tanah dapat menyebabkan lapisan tanah di bawahnya mengalami pemampatan yang dapat disebabkan oleh adanya : deformasi partikel tanah relokasi partikel keluarnya air atau udara dari dalam pori dan sebab lainnya. perlu diketahui seberapa besar penurunan

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

Kondisi tanah TANAH BERPASIR Sangat tembus air Air mengalir dengan cepat air pori akibat kenaikan tekanan air pori dapat selesai dengan cepat disertai berkurangnya volume tanah Penurunan segera dan

4 Kondisi tanah TANAH BERPASIR Sangat tembus air Air mengalir dengan cepat air pori akibat kenaikan tekanan air pori dapat selesai dengan cepat disertai berkurangnya volume tanah Penurunan segera dan penurunan konsolidasi terjadi bersamaan TANAH LEMPUNG Koefisien rembesan lempung << dari tanah berpasir Penambahan tekanan air pori oleh pembebanan akan berkurang lambat dan waktu yang lama penurunan konsolidasi jauh lebih besar dan lama dibandingkan penurunan segera Penurunan konsolidasi terjadi setelah penurunan segera Lempung memberikan pemampatan >> dari pasir

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

6 KONSOLIDASI VS PEMADATAN

7 KONSOLIDASI Konsolidasi : proses pengecilan isi tanah jenuh secara perlahan-lahan dengan permeabilitas rendah akibat keluarnya air pori Berlangsung menerus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar hilang, sehingga terjadi suatu pemampatan Pememapatan disebabkan penambahan beban di suatu permukaan tanah Umumnya terjadi pada satu arah vertikal saja Pengaliran air juga pada satu arah (vertikal) One dimentional consolidation

8 PROSES KONSOLIDASI Terzaghi dan Flohlich (936) menjelaskan model mekanikal proses konsolidasi Pegas tersebut mewakili ikatan mineral pada massa tanah dan air di bawah piston merupakan air pori pada kondisi jenuh Ketika beban p diberikan pada piston, maka tegangan yang terjadi ditransfer sepenuhnya ke air (diasumsikan air adalah incompressible) dan tekanan air meningkat. Tekanan air adalah : u = p

9 PROSES KONSOLIDASI Terzaghi dan Frahlich memodelkan silinder/piston dengan pegas PEGAS : TANAH YG MUDAH MAMPAT AIR : AIR PORI LUBANG : PERMEABILITAS

10 Teori Konsolidasi Terzaghi Apabila penekanan suatu lapisan tanah tergantung pada waktu, pengaruhnya disebut penurunan konsolidasi atau dikenal dengan istilah konsolidasi saja. Teori umum yang mencakup konsep tekanan air pori dan tegangan efektif adalah salah satu yang dikembangkan oleh Terzaghi. Teori Konsolidasi Terzaghi a) Tanah adalah dan akan tetap jenuh ( S=00 %) b) Air dan butiran tanah tidak dapat ditekan. c) Terdapat hubungan linear antara tekanan yang bekerja dengan perubahan volume ( av = e/p) d) Koefisien permeabilitas (k) merupakan suatu konstanta e) Hukum darcy berlaku (v = k.i) f) Terdapat temperatur yang konstan. g) Konsolidasi merupakan konsolidasi satu dimensi h) Contoh yang digunakan merupakan contoh yang tidak terganggu.

11 Teori Konsolidasi Terzaghi Karakteristik karakteristik konsolidasi suatu tanah adalah : Koefisien pemampatan (compression index Cc) berhubungan dengan berapa besar konsolidasi atau penurunan yang akan terjadi koefisien konsolidasi (Cv) berhubungan dengan berapa lama suatu konsolidasi akan terjadi uji konsolidasi di laboratorium. Besarnya penurunan konsolidasi yang akan terjadi, ditentukan oleh : Kompresibilitas tanah Tebal tanah kompresibel Besarnya tambahan tekanan air pori Laju konsolidasi dipengaruhi oleh : Permeabilitas tanah Tebal tanah kompresibel Kondisi drainase di atas dan di bawah tanah kompresibel.

12 Teori Reologi Konsolidasi Deformasi sebagai fungsi waktu (time dependent deformation) u = P A P = P s + P w P s = beban yang dipikul pegas P w = beban yang dipikul air apabila katup ditutup : P w = P dan P s = 0 Apabila katup di buka P s > 0 & P w < P sehingga ( u < P A )

13 Teori Reologi Konsolidasi Rheology is the science of deformation and flow. Perilaku tegangan efektif pegas tekanan air pori sama hidrostatik. Dari prinsip tegangan efektif, akan berlaku hubungan : σ = σ + u

15 UJI KONSOLIDASI SATU DIMENSI DI LABORATORIUM Konsolidasi : proses dimana tanah butir halus mengalami kompresi akibat beban dalam suatu periode waktu tertentu, akibat disipasi air pori (pengaliran air keluar dari pori tanah) h Vv h h2 h3 h4 Vs Pemampatan awal Primary consolidation (u = 00%) secondary consolidation Air bersifat incompressible tidak mudah dimampatkan sedangkan sebaliknya tanah bersifat compressible, jadi beban dipikul oleh air

16 UJI KONSOLIDASI SATU DIMENSI DI LABORATORIUM Tahap I : Pemampatan awal (initial compression), yang pada umumnya adalah disebabkan oleh pembebanan awal (preloading) Tahap II : Konsolidasi primer (primary consolidation), yaitu periode selama tekanan air pori secara lambat laun dipindahkan ke dalam tegangan efektif, sebagai akibat dari keluarnya air dari pori-pori tanah Tahap III : konsolidasi sekunder (secondary consolidation), yang terjadi setelah tekanan air pori hilang seluruhnya. Pemampatan yang terjadi di sini adalah disebabkan oleh penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah.

17 UJI KONSOLIDASI SATU DIMENSI DI LABORATORIUM

19 UJI KONSOLIDASI SATU DIMENSI DI LABORATORIUM Tahap I : pemampatan awal Tahap II : Konsolidasi primer Pemampatan Tahap III : konsolidasi sekunder Waktu (skala log)

20 UJI KONSOLIDASI SATU DIMENSI DI LABORATORIUM ALAT uji konsolidasi adalah oedometer yang terdiri dari : Sel konsolidasi Alat pembebanan SEL KONSOLIDASI terdiri dari dua tipe : A. FIXED RING (ring disatukan dengan alas) B. FLOATING RING (ring tidak jadi satu dengan alas)

21 UJI KONSOLIDASI SATU DIMENSI DI LABORATORIUM e C c e C r e 2 P ' P 2 ' P'(skala log) Grafik hubungan angka pori dan tegangan efektif

22 INTERPRETASI HASIL UJI KONSOLIDASI Pada konsolidasi satu dimensi, perubahan tinggi (H) per satuan dari tinggi awal (H) adalah sama dengan perubahan volume (V) per satuan volume awal (V) atau H H = V V Bila volume padat Vs = dan angka pori awal adalah eo H = H e + e o e o Rongga pori e H Rongga pori H Vs = Butiran padat Butiran padat HASIL YG DIPEROLEH : Sifat kemampatan tanah (besaran pemampatan) yaitu koefisien kemampatan volume dan Cc (indeks kompresi tanah) Karakteristik konsolidasi yang dinyatakan oleh : Cv (koefisien konsolidasi)

Koefisien pemampatan (Coefficient of Compression) adalah koefisien yang menyatakan perubahan angka pori per satuan perubahan tegangan atau yang menyatakan kemiringan kurva angka pori (e) dan tegangan

23 Koefisien pemampatan (Coefficient of Compression) adalah koefisien yang menyatakan perubahan angka pori per satuan perubahan tegangan atau yang menyatakan kemiringan kurva angka pori (e) dan tegangan efektif (p ). Effective consolidation stress V V V 2 e e2 e e2 e e e = angka pori pada tegangan p e 2 = angka pori pada tegangan p 2 V = volume pada tegangan p V 2 = angka pori pada tegangan p 2 Void ratio (e) a v Kemiringan kurva e p didefinisikan sebagai : a v e e 2 p2 ' p'

24 Koefisien perubahan volume (mv) koefisien yang menyatakan perubahan volume per satuan pada setiap perubahan tegangan atau sebagai rasio perubahan volume per satuan penambahan teganagn efektif. Satuan nya adalah kebalikan dari tekanan (cm 2 /kg, m 2 /kn). Karena luas contoh tanah tetap, perubahan volume dapat dinyatakan dalam perubahan V V2 H H 2 H e e ketebalan atau angka pori. V H H e 2 Rasio perubahan volume : a v p e Karena m v adalah rasio perubahan volume per satuan penambahan tegangan, yaitu : m v h H p m v avp av e e p

25 Contoh Soal Diketahui data uji kurva konsolidasi. Tentukan av dan mv

26 Indeks Pemampatan (Cc) (Compression Index) Yaitu kemiringan dari bagian lurus grafik e log p. C C e log p' log e p 2 e 2 ' log p ' e e2 log p2 ' p ' 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 lempung yang dibentuk kembali (remolded) adalah C c LL 0

27 Indeks Pemampatan kembali (Cr) kemiringan dari kurva pelepasan beban dan pembebanan kembali pada grafik e log p. C r e log p' log e p 2 e 2 ' log p ' e e2 log p2 ' p ' Derajat konsolidasi (u) % Ratio antara tekanan air pori yang menurun setelah berdisipasi selama proses berlangsung terhadap tekanan air pori ekses awal U e e 0 0 e e atau U p p p ' p o o ' '

28 Faktor waktu (Tv) Parameter tak berdimensi yang merupakan interaksi waktu, koefisien konsolidasi dan jarak pengaliran (drainage path) digunakan untuk menentukan kecepatan teoritis pada kurva konsolidasi

29 Tegangan prakonsolidasi. Berdasarkan cara visual, tentukan titik dimana jari-jari minimum (pada puncak kurva e log p ) misal titik A 2. Gambarkan garis horisontal melalui titik A (sejajar absis) 3. Gambarkan garis singgung pada kurva melalui titik A 4. Bagi menjadi dua sudut yang dibuat oleh butir (2) dan (3) Void ratio (e) C r Recompression Titik A C s C c Log p 5. Perpanjang bagian lurus dari kurva pemampatan asli sampai memotong garis bagi sudut pada butir (4). Titik potong dari dua garis ini adalah tekanan prakonsolidasi (pc ), yaitu titik B B swelling a/2 a/2 a Virgin compression

30 Jumlah relatif dari prakonsolidasi biasanya dinyatakan dalam rasio konsolidasi berlebih (overconsolidation ratio = OCR) yang didefinisikan sebagai : OCR p p c o Dimana pc = tekanan prakonsolidasi yang terlihat dan po = tekanan efektif di lapangan. Nilai OCR = artinya normally consolidation Nilai OCR > yaitu overconsolidation

dokumen-dokumen yang mirip

MEKANIKA TANAH (CIV -205)

MEKANIKA TANAH (CIV -205) OUTLINE Dasar-dasar konsolidasi tanah Proses konsolidasi Teori Terzaghi Uji konsolidasi dilaboratorium Intreetasi data hasil uji lab KOMPONEN PENURUNAN TANAH Penambahan beban