MEKANIKA TANAH PERTEMUAN 01: TEGANGAN EFEKTIF OLEH ABDUL ROCHIM FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL UNIVERSITAS ISLAM SULTAN AGUNG MEKANIKA TANAH PERTEMUAN 01: TEGANGAN EFEKTIF OLEH ABDUL ROCHIM

BACAAN: CRAIG, R.F., 1989, MEKANIKA TANAH EDISI KEEMPAT, PENERBIT ERLANGGA, JAKARTA (BAB III – TEGANGAN EFEKTIF, HAL 72 – 79) HARDIYATMO, HARY C., 2002, MEKANIKA TANAH I EDISI -3, GADJAH MADA UNIVERSITY PRESS, YOGYAKARTA (BAB IV – TEGANGAN EFEKTIF, HAL 259 – 282)

JENUH SEBAGIAN / TIDAK JENUH PENDAHULUAN Solid Skeleton Tidak kompresibel TANAH Air Udara kompresibel TANAH JENUH SEMPURNA Pengurangan volume : air keluar JENUH SEBAGIAN / TIDAK JENUH Pengurangan volume: udara keluar

 = u + ’ PRINSIP TEGANGAN EFEKTIF TEGANGAN NORMAL TOTAL ( ) TEGANGAN AIR PORI (U) TEGANGAN NORMAL EFEKTIF (’)  = u + ’ Perlu diketahui bahwa tegangan efektif tidak dapat ditentukan secara langsung, tetapi harus diketahui informasi mengenai besarnya tegangan total dan tekanan air pori.

’ = N’ / A  = P / A P = N’ + uA P/A = N’/A + u  = ’ + u

’v = v – u = (sat - w ). Z = ’.z TEGANGAN VERTIKAL EFEKTIF AKIBAT BERAT SENDIRI TANAH v = sat . z u = w . z ’v = v – u = (sat - w ). Z = ’.z

REAKSI TEGANGAN EFEKTIF AKIBAT PERUBAHAN TEGANGAN TOTAL Kondisi mula-mula tekanan air pori kondisi tunak (steady state pore water pressure) permukaan tanah

Kondisi setelah pembebanan tekanan air pori kondisi tunak P e r m u k a a n t a n a h beban / tegangan vertikal total Tekanan air pori berlebihan (excess pore water pressure) disipasi permukaan tanah mula-mula

tekanan air pori kondisi tunak (steady state pore water pressure) permukaan tanah tekanan air pori kondisi tunak P e r m u k a a n t a n a h beban / tegangan vertikal total Tekanan air pori berlebihan (excess pore water pressure) disipasi permukaan tanah mula-mula

TERDRAINASE (DRAINED) TAK-TERDRAINASE (UNDRAINED) Penurunan air pori berlebihan ke air pori kondisi tunak disebut DISIPASI. Jika disipasi sampai ke air pori kondisi tunak (excess air pori = 0) TERDRAINASE (DRAINED) Jika disipasi belum sampai ke air pori kondisi tunak (excess air pori  0) TAK-TERDRAINASE (UNDRAINED)

Kondisi DRAINED akan cepat terjadi pada tanah dengan permeabilitas tinggi seperti pasir jenuh. Sebaliknya, kondisi UNDRAINED biasanya terjadi pada tanah lempung karena permeabilitasnya yang rendah. Sehingga, seringkali dikatakan: DRAINED TANAH PASIR UNDRAINED TANAH LEMPUNG

Kenaikan Tegangan Efektif Pengurangan Tegangan Efektif KONSOLIDASI vs PEMUAIAN (SWELLING) KONSOLIDASI AIR PORI POSITIF Kenaikan Tegangan Efektif PEMUAIAN (SWELLING) AIR PORI NEGATIF Pengurangan Tegangan Efektif

ANALOGI KONSOLIDASI silinder pegas piston katup

Contoh perhitungan tegangan vertikal efektif :

Cara menghitung ’v pada kedalaman 5m & 9m: Berat isi apung pasir = 20 – 9,8 = 10,2 kN/m3 Berat isi apung lempung = 19 – 9,8 = 9,2 kN/m3 Pada kedalaman 5m: ’v = (3 x 17) + (2 x 10,2) = 71,4 kN/m2 Pada kedalaman 9m: ’v = (3 x 17) + (2 x 10,2) + (4 x 9,2) = 108,2 kN/m2 Kedalaman sv   u s'v = sv - u (m) (kN/m2) 3 3 x 17 = 51 5 (3 x 17) + (2 x 20) 91 2 x 9,8 19,6 71,4 9 (3 x 17) + (2 x 20) + (4 x 19) 167 6 x 9,8 58,8 108,2

PENGARUH KENAIKAN KAPILER

Cara menghitung ’v pada kedalaman 5m & 9m: (dengan adanya pengaruh kapiler) Berat isi apung pasir = 20 – 9,8 = 10,2 kN/m3 Berat isi apung lempung = 19 – 9,8 = 9,2 kN/m3 Pada kedalaman 2m: ’v = 2 x 17 = 34 kN/m2 Pada kedalaman 3m: ’v = (2 x 17) + (1 x 20) = 54 kN/m2 Pada kedalaman 5m: ’v = (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 10,2) = 74,4 kN/m2 Pada kedalaman 9m: ’v = (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 10,2) + (4 x 9,2) = 111,2 kN/m2

Kedalaman sv   u s'v = sv - u (m) (kN/m2) 2 2 x 17 = 34 3 (2 x 17) + (1 x 20) 54 5 (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 20) 94 2 x 9,8 19,6 74,4 9 (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 20) + (4 x 19) 170 6 x 9,8 58,8 111,2

PENGARUH TIMBUNAN Pertanyaan: Tegangan vertikal efektif pada titik pusat lapisan lempung, Segera setelah penimbunan (penimbunan berlangsung cepat) Beberapa tahun setelah penimbunan

Jawaban: ’v = (5 x 9,2) + (3 x 10,2) = 76,5 kN/m2 b) ’v = (4 x 20) + (5 x 9,2) + (3 x 10,2) = 156,6 kN/m2 Kondisi UNDRAINED Kondisi DRAINED

sat = 19.3 kN/m3 , qc = 12 kg/cm2 , eo = 0.623 Contoh perhitungan tegangan vertikal efektif (kasus PENURUNAN TANAH) impervious layer 1 m 2 m 5 m H = 3m  = 16 kN/m3  = 16 kN/m3 , qc = 17 kg/cm2 , eo = 0.655 sat = 19.3 kN/m3 , qc = 12 kg/cm2 , eo = 0.623 sat = 19.8 kN/m3 , qc = 23 kg/cm2 , eo = 0.77