OBJEKTIF AM : Mempertimbangkan faktor retak

(1)

KESAN RETAK TEGANGAN,

KESAN TENGGELAM DAN

KESAN TANAH BERLAPIS KE

ATAS KESTABILAN CERUN.

OBJEKTIF :

OBJEKTIF AM

: Mempertimbangkan faktor retak

tegangan,kesan tenggelam dan kesan

tanah berlapis untuk mendapatkan

faktor keselamatan cerun.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini, anda sepatutnya dapat :-

1. mengira faktor keselamatan untuk kestabilan cerun yang

dipengaruhi oleh faktor :-

- Retak Tegangan

- Kesan Tenggelam

- Kesan Tanah Berlapis

Anda telahpun mengetahui cara untuk mendapatkan Faktor

Keselamatan melalaui Kaedah Hirisan Fellenius serta

kaedah-kaedah lain yang dipelajari sebelum ini. Bagaimana pula jika

sekiranya cerun tersebut mempunyai kesan-kesan retak

tegangan, kesan tenggelam akibat wujudnya paras air bumi

ataupun cerun terdiri daripada tanah berlapis, adakah ia

mempengaruhi faktor keselamatan sedia ada , jika ada

bagaimanakah caranya untuk mendapatkan faktor

keselamatan tersebut ? Semua ini akan anda temui dalam

Unit 16 ini.

UNIT 17

(2)

INPUT

16.0 Kesan retak tegangan keatas kestabilan cerun.

Apabila gelangsar atau gelinciran berlaku dalam tanah jelekit, retak tegangan selalunya terbentuk dibahagian atas cerun seperti dalam Rajah 16.0 di bawah. Untuk tanah jelekit, kedalaman retak tegangan , Zc ini diberi oleh

persamaan. Zc =



C

2

Oleh kerana disepanjang retak tegangan ini tiada rintangan ricih yang boleh digerakkan maka panjang arka/satah gagal

kurang daripada L iaitu ke L’. Dengan ini faktor keselamatan menjadi

W

R

d

Yc

“



Zc

Pw

O

(3)

Jika retak tegangan dipenuhi air, faktor keselamatan menjadi seperti berikut :

F =

PwYc Wd

CR



'

2

di mana Pw = 1/2 w Zw2

Yc = jarak tegak tindakan daya Pw dari 0

CONTOH 16.0

Rajah Contoh 16-0 menunjukkan benteng empangan yang dibina daripada tanah liat tepu yang mempunyai sifat-sfat tanah  = 0 ,  = 20 kN/m3 dan C = 30 kN/m2 . Tentukan faktor keselamatan terhadap kegagalan jangka pendek benteng ini dengan :

a. Mengabaikan kesan retak tegangan b. Mengambilkira kesan retak tegangan.

i. retak tegangan kering ii. retak tegangan dipenuhi air

Anggap d = 3.6m dan selepas retak tegangan d’ = 3.1m.

O

R = 7.9m

W

h = 6 m

‘

(4)

PENYELESAIAN

Mula-mula lakarkan rajah yang diberikan ke dalam kertas graf berskala. Hasil dari lakaran graf tersebut, data-data berikut diperolehi :

Luas cerun , A = 29 m2 Sudut  = 810

Diberi,  = 0 ,  = 20 kN/m3 , C = 30 kN/m2 , d = 3.6m a. Mengabaikan kesan retak tegangan

(5)

Faktor keselamatan, F = CR

Cerun adalah selamat.

b. Mengambilkira kesan retak tegangan. i. retak tegangan kering

Kedalaman retak tegangan , Zc = 2C 

= 2 30

 

20

= 3 m

Keluasan cerun selepas retak tegangan ialah 26.5 m2 iaitu dengan membuang keluasan bahagian hujung akibat retak tegangan tadi.

(6)

(7)

AKTIVITI 16A

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya .... Sila semak jawapan anda pada maklumbalas dihalaman

berikutnya.

AKTIVITI 16A-1

Rajah Aktiviti 16A-1 di bawah menunjukkan sebab benteng tanahliat yang mempunyai nisbah cerun 1 : 1.5 dan ketinggian 10m. Di beri

Berat unit tanah,  = 18.5 kN/m3 Kejelekitan tanah, C = 40.0 kN/m2 Sudut geseran,  = 00

Dapatkan faktor keselamatan terhadap kegagalan disepanjang satah gagal bagi keadaan-keadaan berikut :-

a. Mengabaikan kesan retak tegangan

b. Mengambilkira kesan retak tegangan tanpa dipenuhi air. c. Mengambilkira kesan retak tegangan dengan dipenuhi air.

Diberi d sebelum retak tegangan ialah 6.5m dan selepasnya 5.86m

RajahAktiviti 16A-1

10m 6.7m

5m

R 

(8)

MAKLUM BALAS

Maklum balas Aktiviti 16A-1

Rujuk lakaran graf di mukasurat 9, hasil dari lakaran berskala didapati

 = 840 A = 105 m2 diberi d = 6.5m

R =

   

52  6 7. 2 = 17.43m

a. mengabaikan kesan retak tegangan.

F = CR

b. Mengamblkira kesan retak tegangan (tanpa air)

(9)

c. mengambilkira retak tegangan (dipenuh air)

Pw = 1/2 x w x Zc2

= 1/2 x 9.81 x 4.322 = 91.54 kN/m Yc = 6.7 + 2/3 x 4.32

= 9.58m

F = CxR

Wd PwYc

2

' '

=

40 17 43 68 180 99 18 5 586 9154 9 58

2

x x x

.

. . . .





= 14422 5

11604 12 . .

(10)

(11)

INPUT

16.1 Kesan Tenggelam (Cerun berair)

Faktor Keselamatan = CR

W d W d

2

1 1 2 2

 

di mana W1 = A1 x 

W2 = A2 x ‘

Bagi kes-kes seperti ini, perubahan yang ketara adalah cerun

akan terbahagi kepada 2 iaitu lapisan yang tiada kesan air dan

lapisan yang dipengaruhi oleh air dengan kata lain, nilai berat unit

tanah yang digunakan adalah berat unit tenggelam

( ‘ = sat - w )

W1

W2

R

R O

d1

(12)

CONTOH 16.1

Rujuk kepada Rajah Contoh 16 .1 yang ditunjukkan di bawah, berdasarkan kepada data-data yang diberikan, dapatkan faktor keselamatan bagi cerun tersebut.

Di beri

Kejelekitan tanah, Cu = 12 kN/m2 Luas kawasan 1 (A1 ) = 34 m2

Luas kawasan 2 (A2) = 12 m2

Berat unit tepu tanah, sat = 20 kN/m3

Berat unit tanah,  = 18 kN/m3 10m

15m

15m 720

O

W

1

W

2

5.2m

(13)

PENYELESAIAN

Oleh kerana semua data-data telah diberikan maka rajah berskala tidak perlu dilakarkan pada kertas graf.

Dengan itu,

F = CxR x

W xd W xd

2

1 2 2

 

dimana , W1 = ( 20 - 9.81 ) x 12 = 122.28 kN/m

W2 =  x A = 18 x 34 = 612 kN//m

d1 = 0 (di pusat) d2 = 5.2m

F =

12 15 72 180 122 28 0 612 5 2

2

x x x

x x



(14)

AKTIVITI 16B

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ... Sila semak jawapan anda pada maklumbalas dihalaman

berikutnya.

AKTIVITI 16B - 1

Di beri

Kejelekitan tanah, C = 12 kN/m2 Berat unit tepu tanah = 19 kN/m3 Berat unit tanah = 18 kN/m3

4m

o

W

1

W

2

4

3 18m

18m

6.5m Tanah 2

Tanah 1

(15)

MAKLUM BALAS

MAKLUM BALAS AKTIVITI 16B-1

Hasil dari lakaran graf , didapati Sudut  = 640

(16)

(17)

16.2 Kesan Tanah Berlapis

Faktor Keselamatan = C R C R C R

Wd

A A B B C C

2  2  2

Jika sekiranya setiap lapisan mempunyai nilai berat unit tanah yang berlainan, maka

W d W d W d

A A B B C C

2  2  2

 

Di mana

CA, CB , CC = kejelekitan tanah A, B dan C

A , B , C = sudut kegagalan bagi tanah A, B, C

Tanah B

Tanah C

Tanah A

O

R

(18)

CONTOH 16.2

Rajah Contoh 16.2

Rajah Contoh 16 .2 menunjukkan satu cerun yang terdiri dari 3 lapisan tanah. Berdasarkan kepada data-data yang diberikan, sila dapatkan faktor keselamatan bagi kes di atas jika di beri nillai  = 0o bagi ketiga-tiga lapisan tanah tersebut.

Penyelesaian

(19)

(20)

(21)

AKTIVITI 16C

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ... Sila semak jawapan anda pada maklumbalas dihalaman

berikutnya.

AKTIVITI 16C-1

Satu cerun setinggi 6m membuat sudut 45o daripada ufuk dan melibatkan 2 lapisan tanah seperti yang ditunjukkan pada Rajah Aktiviti 16C-1 . Parameter kekuatan tanah ialah Cu = 21 kN/m2,

U = 00 dan CU = 35 kN/m2 , U = 00 untuk tanah A dan tanah

B. Jika berat unit kedua-dua jenis tanah ialah 21 kN/m3 , tentukan faktor keselamatan terhadap kegagalan bagi cerun tersebut.

Rajah Aktiviti 16C-1

3.0m 5.0m 1.6m

230

530 12.0 m

12.0 m

450

W

1.0 m 2.0 m

O

Luas = 45 m2 bagi A dan B

Tanah A

(22)

MAKLUM BALAS

Maklum balas aktiviti 16C-1

Berdasarkan kepada data-data yang diberikan,

Kos ( 53 +  ) = 1 6

12 .

W = Luas x  53 +  = 82.340 = 45 x 21

__{= 29.34}0 _{= 945 kN/m}

F.K = C R C R

W d

A A B B

2  2

=

21 12 29 3

180 35 12 23 53 180 945 3

2 2

x x x x x x

x

.   (  ) 

= 8231 3

2838 4 . .

(23)

PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan.

Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini bagi mengetahui objektif unit ini telah tercapai.

Jika ada masalah yang timbul, ... Sila berbincang dengan pensyarah anda. SELAMAT MENCUBA ! ! !

SEMOGA BERJAYA !!!!!!

SOALAN 1

Berdasarkan kepada Rajah S1 di atas, dapatkan faktor keselamatan bagi cerun di atas jika di beri :-

1 = 18 kN/m3  sat = 21 kN/m3

Cu = 15 kN/m2

Rajah S1

o

W

1

W

2

3

4 15m

15m

4.0m 8.0m

(24)

SOALAN 2

Satu cerun setinggi 7m dan bersudut 450 daripada ufuk terdiri daripada 2 lapisan tanah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah S2 di atas. Parameter kekuatan tanah adalah Cu = 20 kN/m2 , u = 0o

dan Cu = 35 kN/m2, u = 0o untuk tanah 1 dan

tanah 2. Jika berat unit bagi kedua-dua tanah tersebut adalah 20 kN/m3, tentukan faktor keselamatan

terhadap kegagalan cerun dengan :-

a. mengabaikan kesan retak tegangan b. mengambilkira kesan retak tegangan

(Anggap luas keratan sama bagi kedua-dua kes di 3.0m

4.0m 1.4m

210

530 9.0 m

9.0 m

450

W

2.0 m 2.0 m

O

Luas = 42 m2 bagi A dan B

Tanah A

Tanah B

(25)

MAKLUM BALAS KENDIRI

Adakah anda telah mencuba dahulu ?

Jika YA, Sila semak jawapan anda

.

SOALAN 1

(26)

(27)

SOALAN 2

a. Abaikan kesan retak tegangan

Kos ( 53 +  ) = 14 b. Mengambilkira kesan retak tegangan.

(28)

F.K = C R C R

W d

A A B B

2 2

'  '

=

20 9 14 8

180 35 9 21 53 180 840 4

2 2

x x x x x x

x

.   (  ) 

= 418 46 36615

3360 .  .