WAKTU KONSOLIDASI Yulvi zaika , Dr.Eng

Teori Terzaghi Konsolidasi Satu Dimensi Anggapan-anggapan dalam teori ini adalah : Tanah homogen Tanah jenuh Butiran tanah dan air tidak dapat dimampatkan (incompressible) Kemampatan dan aliran hanya satu dimensi (vertikal) Regangan kecil Hukum Darcy berlaku untuk semua gradien hidrolis Koefisien permeabilitas dan koefisien perubahan volume konstan Ada hubungan unieque tidak tergantung waktu, antara angka pori dan tegangan efektif.   Teori konsolidasi satu dimensi ini akan berhubungan dengan tiga besaran : Ekses tekanan air pori. Kedalaman z di bawah permukaan atas lapisan lempung. Waktu t dari saat pemberian kenaikan tegangan total. Teori Terzaghi Konsolidasi Satu Dimensi

Waktu konsolidasi

WAKTU KONSOLIDASI t = waktu konsolidasi Tv = faktor waktu tergantung pd derajat konsolidasi (U) U = derajat konsolidasi dalam persen menyatakan suatu rasio dari penurunan rencana dan penurunan total Cv = coefficient of consolidation, get from consolidation test U = 0 – 60% U > 60%

CONSOLIDATION TIME Where : H = length of water path Hc Hc H = 0.5Hc Porous Layer Impermeable layer Hc Porous Layer CONSOLIDATION TIME H = 0.5Hc H = Hc

CONSOLIDATION TIME OF LAYERED SOIL Hc,1 Hc,2 Hc,3 Cv1 Cv2 Cv3 = 5.2 years = 3.4 years = 6.1 years Take the longest time t = 6.1 tahun

CONSOLIDATION TIME OF LAYERED SOIL Determine the equivalent of Hc of each layer Hc,1 Hc,2 Hc,3 Cv1 Cv2 Cv3 -Determine the sump of equivalent Hc -Determine the equivalent of Cv -Determine the consolidation time

Untuk elemen tanah pada kedalaman tertentu z dalam lapisan tanah lempung DERAJAT KONSOLIDASI

PERUBAHAN TEKANAN AIR PORI AKIBAT KONSOLIDASI (FUNGSI WAKTU) Perubahan volume menyebabkan perubahan angka pori karena tekanan air pori berkurang dan tekanan effektif naik. BC: z=0 , u=0 z= 2d, u=0, t =0 , u = u0 d= panjang lintasan terpanjang PERUBAHAN TEKANAN AIR PORI AKIBAT KONSOLIDASI (FUNGSI WAKTU)

Untuk ui konstan

Derajat Konsolidasi pada jarak z pada waktu tertentu Derajat konsolidasi rata-rata St = penurunan pada waktu tertentu S = penurunan akibat konsolidasi primer DERAJAT KONSOLIDASI

DRAJAT KONSOLIDASI RATA RATA RUMUS untuk U < 60% : untuk U > 60% : DRAJAT KONSOLIDASI RATA RATA

Jika ui tidak konstan, maka derajat konsolidasi dinyatakan sebagai berikut

u0 2d d d u0 u0 d Kurva (1) Kurva (3) Aliran 2 arah Aliran 1 arah Derajat konsolidasi U (%) Faktor waktu (Tv) Kurva (1) Kurva (2) Kurva (3) 10 0,008 0,047 0,003 20 0,031 0,100 0,009 30 0,071 0,158 0,024 40 0,126 0,221 0,048 50 0,197 0,294 0,092 60 0,287 0,383 0,160 70 0,403 0,500 0,271 80 0,567 0,665 0,440 90 0,848 0,940 0,720 100  Aliran 1 arah d u0 u0 Aliran 1 arah d Kurva (1) Kurva (3) Kurva (2)

Uji konsolidasi di lab terhadap contoh tanah setebal 25mm dimana air pori keluar dari atas dn bawah sampel menunjukan konsolidasi terjadi 50% dalam waktu 11 menit. (a) Berapa waktu yang dibutuhkan di lapangan bila lapisan lempung tsb setebal 4m dimana aliran hanya arah ke atas untuk mencapai 50% dan 70% Contoh soal

Pondasi empat persegi panjang 4 m x 5 m, memikul beban P = 2500 kN, terletak pada lapisan tanah seperti tergambar. Hitung penurunan pondasi akibat konsolidasi primer lapisan lempung. Hitung penurunan yang terjadi 3 tahun setelah pembebanan. Gambarkan diagram ekses tekanan air pori pada lapisan lempung 3 tahun setelah pembebanan, bila lapisan di bawah lempung : (1) lolos air ; (2) kedap air.

Menghitung penurunan konsolidasi primer. Lapis z (m) B’=B+z L’=L+z  (kPa) 0’ 1’=0’+ Sc (mm) 1 5 9 10 27,78 48 75,78 9,19 2 7 11 12 18,94 64 82,94 16,74 3 13 14 13,74 80 93,74 22,03 4 15 16 10,42 96 106,42 14,32 sc = 62,28 mm

Menghitung penurunan konsolidasi setelah 3 tahun Bila lapisan di bawah lempung adalah lolos air maka kondisi drainasi ganda ,d = ½ .8 = 4 m Derajat konsolidasi U (%) Faktor waktu (Tv) Kurva (1) Kurva (2) Kurva (3) 10 0,008 0,047 0,003 20 0,031 0,100 0,009 30 0,071 0,158 0,024 40 0,126 0,221 0,048 50 0,197 0,294 0,092 60 0,287 0,383 0,160 70 0,403 0,500 0,271 80 0,567 0,665 0,440 90 0,848 0,940 0,720 100  derajat konsoldasi U = 0,51 Penurunan konsolidasi setelah 3 tahun s = U x sc = 0,51 x 62,28 = 31,76 mm Bila lapisan di bawah lempung adalah kedap air maka kondisi drainasi tunggal (se arah) d = 8 m. U = 0,25 Penurunan konsolidasi setelah 3 tahun : s = U x sc = 0,25 x 62,28 = 15,57 mm.

. Menghitung ekses tegangan air pori. (1). Bila lapisan di bawah lempung lolos air Diambil 9 titik di bawah pusat pondasi, jarak antar titik 1 m. Dari persamaan derajat konsolidasi pada kedalaman z , Uz : Uz dari grafik ui =ekses tekanan air pori awal, besarnya sama dengan ’

Titik B’ (m) L’ ui (kPa) z z/d Uz u=ui(1-Uz) 1 8 9 34,72 2 10 27,78 0,25 0,71 8,06 3 11 22,73 0.50 0,47 12,05 4 12 18,94 0,75 0,30 13,26 5 13 16,03 0,24 12,18 6 14 13,74 1,25 9,62 7 15 11,90 1,50 6,31 16 10,42 1,75 3,02 17 9,19

Bila lapisan di bawah lempung kedap air, kondisi drainasi tunggal d = 8 m Titik B’ (m) L’ ui (kPa) z z/d Uz u=ui(1-Uz) 1 8 9 34,72 2 10 27,78 0,125 0,7 8,33 3 11 22,73 0,250 0,41 13,41 4 12 18,94 0,375 0,24 14,39 5 13 16,03 0,5 0,12 14,11 6 14 13,74 0,625 0,06 12,92 7 15 11,90 0,750 0,03 11,54 16 10,42 0,875 0,01 10,32 17 9,19 0,008 9,12