DINAMIKA MESIN DAN TANAH MEKANIKA TANAH

(1)

MEKANIKA TANAH

DINAMIKA MESIN DAN TANAH

(2)

A. Komposisi tanah

Tanah terdiri dari :

• Butiran tanah yang padat (solid) • Air (water)

• Udara (air)



Vv =

Volume Pori

MENGHITUNG VOLUME TANAH BILA VOLUME TANAH = V

 Vs = Volume Solid

 Vw = Volume air

 Va = Volume udara

V = Vs + Vw + Va

(3)

Kondisi tanah di alam Total weight (= W) Total volume (= V) solid Water Air W W_w W_s V_V V V_w V_A V_s

Tiga fase elemen tanah

Gambar

Sketsa butiran tanah (solid) dan rongga (pori) dalam tanah

MEKANIKA TANAH

MEKANIKA TANAH KOMPOSISI

TANAH KOMPOSISI

(4)

%

100 



V

n

v s v

V

e



%

100 



v w R

V

S

• Angka pori ( void ratio) =

e

• Porositas ( porosity) =

n

• Derajat kejenuhan (degree of saturation) =

S

R • Hubungan

e

dan

n

e





1 e

e

n





1

(5)

2. Hubungan berat dan volume

Bila : s _d

V

W









_d = DRY UNIT WEIGHT

Maka :

a. Kadar air (water content) = w_c





100 %

s w c

W

w

b. Densitas/Berat Volume (unit weight) =



V

W









V w W V W W W V W W V W s _s _c w s w s              1 1









_c



d c d

w











1

1 



MEKANIKA TANAH

(6)

(7)

solid water air W W_w= w.G_s._w W_s = G_s._w V_w= w.G_s V_s= 1 V_v= e V = 1 + e

Tiga fase tanah yang terpisah dari elemen tanah , dimana volume solid/ butiran tanah = 1

MEKANIKA TANAH

(8)

solid water V = 1 + e Vv = V w = e Vs = 1 Volume Weight W w = e . w W s = G s . w

Elemen tanah jenuh dengan volume solid/butiran tanah = 1

(9)

a. SPESIFIC GRAVITY = G_S Untuk V_s = 1  _s = W_{s ,} w s s

G





s s s w w w w w w

V

W

V

W









...(

1 )

3. Hubungan



, e, w

_c

, G

_s MEKANIKA TANAH

(10)

Bila : ) 2 ( ... ... s c w w s c w wG V W G w W 



  1 dan 2  V_w = w_c

G

_s

BILA : V

_s

= 1



e = V

_V

V = V

_s

+ V

_v



V = 1+e

W s c s c w s w c W s s w s s G w W w W W W w G W W G               Jadi :

(11)

b. DENSITAS/BERAT VOLUME =







e w G e G G w V W W V W c w s w s w s c s w          1 1 1       c. BERAT V KERING =



_d

e

G

V

W

_s _s _w d





1 



d. DERAJAT KEJENUHAN = S_R s c R s c v w R

S

e

w

G

e

G

w

V

S











MEKANIKA TANAH

(12)

e. BERAT VOLUME TANAH JENUH =



_SAT

ATAU juga dapat ditulis sebagai berikut :

 S_R = 1  e = W_c G_s





w s w s w SAT

e

G

e

G

e











1

1 .







1 

1

1 











c d SAT c w s w s w s c SAT

w

e

w

G

e

G

w

V

W



(13)

Contoh soal

• Suatu contoh tanah

diberikan e = 0.75, w =

22%, Gs=2.66. Hitunglah

porositas, berat volume

basah, berat volume

kering dan derajat

kejenuhan.

43 . 0 1 1               e e V V V V V V V V V n s v s v v s v v 3 / 19 . 18 1 ) 1 ( 1 ) / ( m kN e G w e wG G V V V w V V V wW V V W W V W w s w s w s v s s s s w w s v s s s s w s                           3 / 91 . 14 1 e kN m G V V V V W _s _w v s s s s d      



78 . 0 / / ) / (       e wG eV V w eV wW eV W V V S s s w s s s w s s w w v w r    

(14)

a. Kerapatan relative ( D_R) digunakan untuk menentukan kerapatan tanah berbutir kasar di

lapangan.

e = Angka pori tanah di lapangan

e _max = Angka pori tanah kondisi paling lepas e _min = Angka pori tanah kondisi paling padat e = Angka pori tanah di lapangan

e _max = Angka pori tanah kondisi paling lepas e _min = Angka pori tanah kondisi paling padat

i---i---i e _max e e _min

%

100

min max max

_





e

D

_R

(15)

b. Hubungan antara D_R dengan kondisi tanah di lapangan

D

_R

(%)

Keadaan Tanah Di Lapangan

0 - 15 Sangat Lepas ( Very Loose) 15 - 50 Lepas ( Loose)

50 - 70 Tengah ( Medium) 70 - 85 Padat (dense)

85 - 100 Sangat padat ( very dense)

MEKANIKA TANAH

(16)

a. Sifat kohesive tanah dibagi dalam 4 keadaan pokok :

- Padat (solid)

- Semi padat (semi solid) - Plastis (plastic)

- Cair (liquid)

Keadaan-keadaan tersebut terjadi karena adanya perubahan kadar air

( w

_c

)

BATAS CAIR (LL) BATAS PLASTIS (PL) BATAS SUSUT (SL)

PADAT SEMI PADAT PLASTIS CAIR

(17)

(18)

(19)

POKOK BAHASAN

POKOK BAHASAN b

.

BATAS CAIR ( LIQUID LIMIT = LL)

LL = kadar air tanah dimana apabila dibuat goresan pada

tanah tersebut dengan spatula standard akan menutup pada 25 kali pukulan.

Apparatus and grooving tool

Groove cut in sample prior to the test

Groove closed over 12.5 mm – soil at w_Lif this requires 25 “blows” A. Komposisi Tanah B. Parameter Fisik Tanah 1. Hubungan Volume 2. Hubungan Berat Dan Volume 3. Hubungan , E, Wc, Gs 4. Kerapatan Relatif 5. Konsistensi Tanah 6. Aktivitas (A) C. Struktur Tanah MEKANIKA TANAH

(20)

(21)

c. BATAS PLASTIS ( PLASTIC LIMIT = PL)

PL = Kadar air tanah dimana apabila tanah

tersebut digulung sampai dengan diameter 3.2 mm mulai terjadi retak-retak.

MEKANIKA TANAH

(22)

Liquid Limit

NO. BLOW S NO. CONTENT

1 6 61.13 % 5 23.75 % 2 15 53.73 % 6 24.85 % 3 27 47.24 % % 4 39 43.53 % 24.30 % LQUID LIMIT wL : 48.06 _% PLASTC LIMIT w_{P :} 24.30 _% PLASTICITY INDEX IP : 23.76 _% N O T E : CONTENT MEAN VALUE 40 45 50 55 60 65 1 10 100 Number of Blows W a te r C o n te n t ( % ) 25

(23)

d. INDEKS PLASTIS (PLASTICITY INDEX = IP) PI = IP = LL - PL

LL PL

SL

SOLID SEMI SOLID PLASTIS CAIR

0





LI

₀ ₁

e. INDEKS KECAIRAN (LIQUIDITY INDEX= LI)

0 < LI < 1  Tanah berada dalam daerah plastis

LI > 1  Tanah dalam keadaan cair/hampir cair

IP

PL

w

LI



C



MEKANIKA TANAH

(24)

NAMA MINERAL LEMPUNG AKTIVITAS (A) MONTMORILLONITE ( BENTONITE) 1 – 7 ILLITE 0.5 – 1 KAOLINITE 0.5 HALLOYSTE 0.5 ATTAPULGITE 0.5 – 1.2 ALLPHANE 0.5 – 1.2

A =

% BUTIRAN YANG LEBIH KECIL 2 

IP

6. Aktivitas (A) 6. Aktivitas (A)

(25)

MEKANIKA TANAH

(26)

(27)

Grafik Plastisitas British Standard

MEKANIKA TANAH

(28)

(29)

Kurva Gradasi

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 % P a s s in g Diameter ( mm )

Gravel Sand Silt Clay

%

100 *

%

100 *

%

t lolos i tertahan i t lolos i t tertahan i

W

Lolos

W

Tertahan







(30)

(31)

Diameter Tanah Berbutir Halus

t

L

K

(32)

(33)

Koefisien Keseragaman dan Kelengkungan

• Cu : koefisien keseragaman

• Cc : koefisien kelengkungan

• D10 : diameter pada 10 %

lolos

• D60 : diameter pada 60% lolos

• D30 : diameter pada 30% lolos

(34)

(35)

Contoh perhitungan:

• Hasil Analisa Saringan

adalah sbb:

• Tentukan prosentase

lolos tiap ayakan dan

gambar kurva gradasinya

• Tentukan D10,D30 dan

D60

• Tentukan koefisien

keseragaman Cu dan

koefisien gradasi Cc

• Apakah tanah bergrdasi

baik. Beri alasan

No. Ayakan Masa tanah (gram) 4 0 10 21.6 20 49.5 40 102.6 60 89.1 100 95.6 200 60.4 Lengser 31.2

(36)

(37)

POKOK BAHASAN

1. STRUKTUR TANAH :

- Susunan geometrik partikel tanah - Gaya antar partikel

2. TANAH BERBUTIR KASAR ( GRANULAR SOIL)

 Gaya antar partikel sangat kecil  diabaikan , jadi :

struktur tanah = susunan geometrik partikel

3. TANAH BERBUTIR HALUS YANG KOHESIVE (COHESIVE SOIL; MIS. LEMPUNG)

 Gaya antar partikel  sangat dominan

Jadi : struktur tanah kohesive = susunan geometrik partikel tanah + gaya antar partikel

C. STRUKTUR TANAH A. Komposisi Tanah B. Parameter Fisik Tanah 1. Hubungan Volume 2. Hubungan Berat Dan Volume 3. Hubungan , E, Wc, Gs 4. Kerapatan Relatif 5. Konsistensi Tanah 6. Aktivitas (A) C. Struktur Tanah MEKANIKA TANAH