MEKANIKA TANAH REMBESAN DAN TEORI JARINGAN MODUL 4. UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA Jl. Boulevard Bintaro Sektor 7, Bintaro Jaya Tangerang Selatan 15224

Transkripsi

1 MEKANIKA TANAH MODUL 4 REMBESAN DAN TEORI JARINGAN UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA Jl. Boulevard Bintaro Setor 7, Bintaro Jaya Tangerang Selatan 154

2 PENDAHULUAN Konsep pemaaian oefisien permeabilitas untu menjelasan eadaan aliran fluida yang melalui medium berpori telah dibahas sebelumnya. Searang pembahasan lebih lanjut adalah menentuan seberapa besar jumlah rembesan yang melalui suatu massa tanah..

3 PENDAHULUAN Dua tipe ondisi aliran, confined dan unconfined Lapisan A adalah lapisan confined lapisan B adalah lapisan unconfined Dibatasi oleh lapisan dengan permeabilitas rendah

4 PENDAHULUAN Periraan jumlah rembesan sangat penting apabila aan digunaan dinding penghalang untu membatasi masunya air e dalam suatu galian. Bahan-bahan yang dipaai dapat berupa dinding beton praceta, turap baja atau ombinasi dari material-material lainnya.

5 PENDAHULUAN Suatu bendungan dengan pizometer pada gambar di atas. Total ehilangan energi/teanan adalah 19 m ( h L ). a) Hitung tinggi teanan hp dan total head h untu pizometer A sampai E b) Tentuan teanan e atas pada dasar bendungan di titi C

6

7 Teanan e atas (uplift pressure) p p C C W gh p W g h z gh h z C g/ m 9.81m / s 0 196Pa C W L LC C

8 SEEPAGE (REMBESAN) DEFINISI PROSES MENGALIRNYA AIR MELALUI TANAH DIMENTIONAL SEEPAGE KEADAAN STEADY (tida tergantung watu) SYARAT ALIRAN STEADY Tercapai bila tanah jenuh Perbedaan tegangan Massa tanah Kecepatan aliran TETAP

9 Penyelesaian masalah seepage dapat dilauan dengan beberapa metode, al : Grafis ( penggambaran flow net) Analitis (finite element method) model

10 PERSAMAAN KONTINUITAS ALIRAN AIR TANAH Dalam eadaan yang sebenarnya, air mengalir dalam tanah tida hanya dalam satu arah saja dan tida juga seragam untu seluruh luasan yang tega lurus arah aliran. jaringan aliran (flow net) Huum ontinuitas Persamaan Laplace (eadaan aliran tuna di suatu titi pada massa tanah. ) apabila tanah jenuh penuh, gradien hidroli tida berubah, massa tanah yang ditinjau onstan dan tingat aliran itu sendiri juga onstan

11 Pers. Laplace : Garis aliran : garis sepanjang aliran air yang mengalir dari hulu e hilir melaluitanah tembus air ( F G H) Garis eipotensial : garis yang memilii tinggi teanan (pressure head ) sama (JK atau LM)

12 (a) Satu turap yang dipasang e dalam lapisan tembus air (b) aliran pada elemen massa tanah A RATE OF IN FLOW = RATE OF OUT FLOW v + v d d z. d y + v z + v z z d d. d y v. d z. d y + v z. d. d y = 0 v d d z. d y + v z z d d. d y = 0 v + v z z = 0

13 HUKUM DARCY h i v z h i v z z z z DAN v + v z z = 0 MAKA : 0 z h h z Bila medium tanah isotropi, maa = z Persamaan ontinuitas menjadi : 0 z h h

14 Persamaan di atas tersebut menghasilan seelompo urva yang memotong bidang XY Salah satu urva merupaan jalur aliran dari sebuah partiel air dari A menuju B, dan urva lainnya merupaan garis tinggi tean h yang onstan disebut garis eipotensial Pada titi C, emiringan urva AB adalah α yang dihitung sebagai beriut :

15 v h dan v y y h y dari gambar tan v v y y h y h Dengan etentuan bahwa di setiap garis teanan onstan, misal dari titi C e D, h = onstan dan arena turunan dh = 0, tetapi turunan dh adalah : h d y h dy y dh 0 Membaginya dengan d aan diperoleh: dy d y h h y Kebalian dari tan α: maa elompo urva yang didefinisian oleh persamaan Laplace selalu saling berpotongan tega lurus Garis dimana vetor ecepatan ( dari hulu e hilir) ditinjau sebagai garis aliran (flow line). Garis dimana energi atau tinggi tean total = onstan disebut garis eipotensial Kombinasinya FLOW NET

16 JARINGAN ALIRAN (FLOW NET) Garis aliran merupaan garis sepanjang mana butir butir air aan bergera dari bagian hulu e bagian hilir sungai melalui media tanah yang tembus air (permeable) Flow net digunaan untu perhitungan aliran air di dalam tanah dan elevasi dari tinggi tean di dalam medium tanah (A) (B)

17

18 PERSYARATAN DALAM PEMBUATAN JARINGAN ALIRAN Perpotongan garis eipotensial dengan garis alir membentu sudut siu-siu Elemen flow net mendeati bujur sangar Penggambaran dilauan dengan cara coba-coba dengan mengingat syarat batas SYARAT BATAS Permuaan di hulu dan hilir dari lapisan permeabel (AB dan EF) terdapat garis eipotensial Karena AB dan EF garis eipotensial, maa semua garis alir yang memotongnya harus membentu sudut siu-siu Kondisi batas pada lapisan edap air, GH adalah garis alir dan juga permuaan sheet pile yang edap air BCDE adalah garis alir Garis garis eipotensial yang memotong BCDE dan GH membentu sudut siu-siu

19 PERHITUNGAN SEEPAGE Debit air yang melalui saluran alir (flow chanel) per satuan panjang ( bidang tega lurus arah alir), masing-masing ada sebagai beriut : q 1 = q =...= q Dari huum Darcy : q = h 1 h l 1 l 1 = h h 3 l l = Karena elemen flow net berbentu bujur sangar, maa penurunan tinggi tean dari garis eipotensial yang berdampingan adalah sama dan disebut potential drop Jadi h 1 h = h h 3 = = H n d

20 PERHITUNGAN SEEPAGE q = H n d Dimana : H = beda tinggi tean di hulu dan di hilir Nd = number of drop Jia jumlah saluran air (number of flow chanel) pada suatu flow net adalah nf, maa : q = q q = H n d n f

21 TEKANAN KE ATAS (UPLIFT PRESSURE) Air dalam eadaan statis di dalam tanah aan mengaibatan teanan hidrostatis yang arahnya e atas (uplift ) Beda tinggi tean hulu dan hilir = 7 m Nd = 7 Jadi ehilangan tinggi tean tiap drop = H/nd = 7/7 = 1 m

22 PRESSURE HEAD Titi A : h A = [ (7 +) (7/7)] = 8 m Titi B : h B Titi C : h C Titi D : h D Titi E : h E Titi F : h F = [ (7 +) (7/7)] = 7 m = [ (7 +) 3 (7/7)] = 6 m = [ (7 +) 4 (7/7)] = 5 m = [ (7 +) 5 (7/7)] = 4 m = [ (7 +) 6 (7/7)] = 3 m UPLIFT PRESSURE Titi A : h A. w = 8 1 t/m 3 = 8 t/m 3 Titi B : h B. w = 7 1 t/m 3 = 7 t/m 3 dst

23 DIAGRAM UPLIFT PRESSURE

24 Contoh soal Pertanyaan : 1) Kehilangan energi total ) Vol total aliran 3) Tinggi energi total P

25 Contoh soal Gambar aliran flow net