2. introduksi

SELAMAT DATANG di Mata Kuliah

FISIKA-MEKANIKA TANAHTEP 214 : 3(2-1)

SEMOGA KITA DAPAT BEKERJASAMADENGAN BAIK DAN MEMANFAATKAN WAKTU

SEBAIK-BAIKNYA. AMIIN!

© aemka 2015

IntroduksiIntroduksi

11

Kata PengantarKata PengantarMateri yang diibahas dalam mata kuliah Fisika-Mekanika tanah mencakup bidang ilmu pengetahuan Fisika Tanah, Mekanika Tanah, Alat-Mesin dan Daya Pertanian yang dikombinasikan menjadi konsep dasar ilmu dinamika tanah. Materi yang diberikan dirangkum dari berbagai literatur, terutama Terrain Vehicle System (Bekker, 1955), Soil Mechanics in Engineering Practices (Terzaghi and Peck, 1967), The Mechanics of Engineering Soils (Capper and Cassie, 1976), Principle of Geotechnical Engineering (Das, 1995), Agricultural Soil Mechanics (Koolen and Kuiper, 1983), Soil Dynamic in Tillage and Traction (Gill, 1985), Soil Cutting & Tillage ( MCKyes, 1985) ASAE Transaction (1985-2004), dan berbagai pengalaman lapangan dan tulisan penulis sejak 1974, yang berkaitan dengan penggunaan alat-mesin pertanian.Pengalaman berharga adalah saat penulis melaksanakan praktek kerja lapangan selama 6 bulan di Hauschildt’s Familiensbetrieb (Kuekels, Jerman, 1975/1976), 3 bulan di Deutsche Lehranstalt fur Agrartechnik (DEULA, Rendsburg, Jerman, 1976), dan 3 bulan sebagai peneliti di Landwirtschaftliche Forschungs- und Untersuchungsanstalt (LUFA, Kiel Germany, 1977), kemudian melaksanakan beberapa tahun penelitian di Lauerdale Research Station of University of New England (Armidale, Australia), Hal penting yang perlu difahami dalam aplikasi Fisika-Mekanika Tanah di lapangan adalah bagaimana kita memadukan pengertian tanah sebagai media tumbuh, sebagai bahan konstruksi dan sekaligus sebagai tempat / uang kerja bagi organisme (manusia, hewan) dan non-organisme (alat, mesin, bangunan dan fasilitas mekanis lainnya) sehingga dalam aktualisasi pemanfaatannya, tanah tetap memiliki prospek kelestariannya sebagai media tumbuh dan bahan konstruksi. © aeemka - © aeemka -

20052005

Dalam program transmigrasi, kasus pengupasan ‘top soil’ saat melakukan proses Dalam program transmigrasi, kasus pengupasan ‘top soil’ saat melakukan proses ‘land clearing’ hutan dalam rangka mempersiapkan lahan untuk pemukiman para ‘land clearing’ hutan dalam rangka mempersiapkan lahan untuk pemukiman para transmigran jelas melanggar visi dan misi yang ingin dicapai oleh mata kuliah ini. transmigran jelas melanggar visi dan misi yang ingin dicapai oleh mata kuliah ini.

Di sini terlihat betapa tidak terpadunya program yang dilaksanakan. Di satu pihak, Di sini terlihat betapa tidak terpadunya program yang dilaksanakan. Di satu pihak, pengupasan tanah untuk pekerjaan konstruksi memang diperlukan, namun di lain pengupasan tanah untuk pekerjaan konstruksi memang diperlukan, namun di lain pihak, pihak, top soiltop soil berhumus dan subur yang diperlukan sebagai lahan pertanian bagi berhumus dan subur yang diperlukan sebagai lahan pertanian bagi para transmigran justru dikupas. Jelas aspek pertanian kurang atau sama sekali para transmigran justru dikupas. Jelas aspek pertanian kurang atau sama sekali diabaikan dalam pekerjaan teknik sipil, sehingga dalam perencanaan sistem irigasi diabaikan dalam pekerjaan teknik sipil, sehingga dalam perencanaan sistem irigasi pun kaidah teknik pertanian, hampir sama sekali tidak berperan. Padahal, justru di pun kaidah teknik pertanian, hampir sama sekali tidak berperan. Padahal, justru di sinilah seharusnya terjadi integrasi antar kedua bidang ilmu tersebut. sinilah seharusnya terjadi integrasi antar kedua bidang ilmu tersebut.

Penulis berpendapat, hal tersebut terjadi karena kurikulum strata-1 pendidikkan Penulis berpendapat, hal tersebut terjadi karena kurikulum strata-1 pendidikkan teknik sipil dan teknik pertanian belum memadukan kedua aspek ini dalam mata teknik sipil dan teknik pertanian belum memadukan kedua aspek ini dalam mata kuliahnya masing-masing, terutama aspek ilmu fisika tanah yang termuat di dalam kuliahnya masing-masing, terutama aspek ilmu fisika tanah yang termuat di dalam kurikulum teknik pertanian dan ilmu mekanika tanah yang termuat di kurikulum teknik pertanian dan ilmu mekanika tanah yang termuat di dalamdalam kurikulum teknik sipil. Degan demikian integrasi kedua bidang ilmu tersebut menjadi kurikulum teknik sipil. Degan demikian integrasi kedua bidang ilmu tersebut menjadi penting, dimana terdapat bahasan yang menampilkan tanah sebagai media tumbuh penting, dimana terdapat bahasan yang menampilkan tanah sebagai media tumbuh dan tanah sebagai bahan konstruksi dalam satu pengertian terpadu. dan tanah sebagai bahan konstruksi dalam satu pengertian terpadu.

Penulis mengajukan bahasan tersebut sebagai mata kuliah Fisika-Mekanika Tanah Penulis mengajukan bahasan tersebut sebagai mata kuliah Fisika-Mekanika Tanah dalam kurikulum studi Teknik Pertanian (TEP) di Jurusan Teknologi Pertanian dalam kurikulum studi Teknik Pertanian (TEP) di Jurusan Teknologi Pertanian (TEKNOTAN) Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran yang secara efektif sudah (TEKNOTAN) Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran yang secara efektif sudah dilaksanakan sebagai mata kuliah wajib sejak Tahun Akademis 1993/1994. Di sini dilaksanakan sebagai mata kuliah wajib sejak Tahun Akademis 1993/1994. Di sini penulis berorientasi untuk mengarahkan bahasan sebagai pengantar untuk mata penulis berorientasi untuk mengarahkan bahasan sebagai pengantar untuk mata kuliah Dinamika Tanah (Soil Dynamic) yang diberikan dalam kurikulum strata-2 teknik kuliah Dinamika Tanah (Soil Dynamic) yang diberikan dalam kurikulum strata-2 teknik pertanian.pertanian.

Karena keterbatasan pengetahuan penulis, maka kritik dan saran membangun untuk Karena keterbatasan pengetahuan penulis, maka kritik dan saran membangun untuk perbaikan karya tulis ini sangat diharapkan.perbaikan karya tulis ini sangat diharapkan.

Medio September 2005Medio September 2005

PenulisPenulis

Kata PengantarKata Pengantar

FISIKA-MEKANIKA FISIKA-MEKANIKA TANAHTANAH

Prof. DR H. M. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl.-ing., M.Res.Eng.Sc., Ph.DProf. DR H. M. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl.-ing., M.Res.Eng.Sc., Ph.D

Lab. AlsintanLab. AlsintanTeknik & Managemen Industri PertanianTeknik & Managemen Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Industri Pertanian PertanianPertanian

UNIVERSITAS PADJADJARANUNIVERSITAS PADJADJARAN

20082008

© aemka 2005© aemka 2005

PendahuluanPendahuluanDefinisiDefinisi

ilmu yang mempelajari karakteristika fisik dan ilmu yang mempelajari karakteristika fisik dan mekanika tanah, sebagai satuan media mekanika tanah, sebagai satuan media tumbuh bagi tanaman, sebagai satuan bahan tumbuh bagi tanaman, sebagai satuan bahan konstruksikonstruksi

dan / atau sebagai ruang & tempat beroperasidan / atau sebagai ruang & tempat beroperasi

Ruang LingkupRuang Lingkup

mencakup pengetahuan tentang potensi lahan mencakup pengetahuan tentang potensi lahan dan produktivitas tanaman, stabilitas dan dan produktivitas tanaman, stabilitas dan konservasi lahan (kritis/non-kritis) dan konservasi lahan (kritis/non-kritis) dan dinamika hubungan soil-tool systems (daya dinamika hubungan soil-tool systems (daya dukung,traksi)dukung,traksi)

FISIKA-MEKANIKA TANAHFISIKA-MEKANIKA TANAH


Dinas Pekerjaan UmumDinas Pekerjaan UmumIrrigation & Drainage Engineer, Water Construction Structurer, Water Irrigation & Drainage Engineer, Water Construction Structurer, Water

Detention & Dam Analyst. Soil & Water Engineer, AgriculturistDetention & Dam Analyst. Soil & Water Engineer, Agriculturist Dinas Pertanian/Peternakan/Perikanan DaratDinas Pertanian/Peternakan/Perikanan Darat

SoilSoil--WaterWater-Vegetation & Conservation-Vegetation & Conservation Engineer, Irrigation-Drainage Engineer, Irrigation-Drainage Engineers Engineers

Dinas/Kesatuan Pemangkuan Hutan (KPH)Dinas/Kesatuan Pemangkuan Hutan (KPH)Hydrologist, forest ranger, Soil & Water Conservationist, DrainageHydrologist, forest ranger, Soil & Water Conservationist, Drainage EngineeEngineerr

Kualitas Lingkungan Hidup (KLH)Kualitas Lingkungan Hidup (KLH)Ecologist, Environmental Engineers, forest rangerEcologist, Environmental Engineers, forest ranger

Kantor Menteri Negara Riset & Teknologi (KMNRT)Kantor Menteri Negara Riset & Teknologi (KMNRT) Free-Lance ConsultantFree-Lance Consultant

OverseasOverseas

PendahuluanPendahuluan Peluang PekerjaanPeluang Pekerjaan



FISIKA-MEKANIKA TANAHTujuan Instruksional Umum (TIU)

mampu memahami, menganalisis, dan menalarkan karakteristika fisik dan mekanika tanah, baik sebagai satuan media tumbuh bagi tanaman maupun sebagai satuan bahan konstruksi, serta memanfaatkannya untuk mempertahankan dan/atau meningkatkan stabilitas lahan (kritis/non-kritis), juga potensi lahan dan produktivitas tanaman

© aemka 2005

FISIKA-MEKANIKA TANAH

Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

Mampu menganalisis tanah, baik sebagai media tumbuh

bagi tanaman maupun sebagai bahan konstruksi untuk bangunan /infra struktur pertanian

© aemka 2005



Mampu menentukan dan menganalisis Hubungan spesifik antara Berat Isi Kering Tanah maks (DD max) dan

Kelembaban tanah Optimal (MC opt)

© aemka 2005



Mampu menentukan dan menganalisis PL, LL, PI dan menggunakan Plasticity Chart untuk klasifikasi tanah

berdasarkan “unified soil classification system”

© aemka 2005



Mampu menganalisis Flownet, Equipotential, dan seepage pressure

© aemka 2005



Mampu menentukan dan menganalisis tanah dalam Unified Classification System dan mengkombinasikannya dengan USDA System

© aemka 2005

FISIKA-MEKANIKA TANAHTujuan Instruksional Khusus (TIK)

Mampu menentukan gradasi tanah dengan analisis saringan (Fine & Rough Analysis) berdasarkan tes uji Tanah dan menentukan shear strength & soil failure di lab melalui uji standar kompaksi dan uji triaxial strength berdasarkan Mohr Cycle dan pers. Coulomb

© aemka 2005

FISIKA-MEKANIKA TANAHTujuan Instruksional Khusus (TIK)

Mampu menganalisis Shearing Resistance, Soil Stress, Slope Stability, California Bearing Ratio (CBR )

© aemka 2005

Mata Mata KuliahKuliah

JurusanJurusan

DosenDosen

SemesterSemester

Fisika-Mekanika Tanah PIA: 214 - 3(2-1)Fisika-Mekanika Tanah PIA: 214 - 3(2-1)

Teknik & Managemen Industri Pertanian FTIP UNPADTeknik & Managemen Industri Pertanian FTIP UNPAD

Dr. H. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl.-ing. , M.Res.Eng.Sc., Dr. H. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl.-ing. , M.Res.Eng.Sc., PhDPhD

Genap 2004, 2005, 2006, 2007, 2008Genap 2004, 2005, 2006, 2007, 2008

NoNo TopikTopik BahasanBahasan TujuanTujuan ReferensiReferensi

11 PendahuluaPendahuluann

Definisi, lingkup, Definisi, lingkup, mslh,mslh,

Fhmi tnh sbg Fhmi tnh sbg mediamedia

solusisolusi ,bhn konstr, ,bhn konstr, operasioperasi

1-141-14

22 Klasif. Klasif. tanahtanah

Origin,genesa, klasf,Origin,genesa, klasf, Fhmi asal-usul Fhmi asal-usul tnhtnh

1-141-14

33 Distrib Distrib partklpartkl

Grad kurva,pori, Grad kurva,pori, tek.ef.tek.ef.

Fhmi matrix Fhmi matrix tanahtanah

1-141-14

Tek pori, neg. Tek pori, neg. pressurepressure

44 Aliran airAliran air Jejaring air tanahJejaring air tanah Fhmi aliran air Fhmi aliran air tnhtnh

1-141-14

55 Tahanan Tahanan gskgsk

Sifat fisik-mekanik Sifat fisik-mekanik tnh,tnh,

Fhmi kinerja Fhmi kinerja hukumhukum

1-141-14

Siklus Mohr, triaksialSiklus Mohr, triaksial Coulomb Coulomb 1-141-14

66 Beban Beban tanahtanah

Tegangan, reganganTegangan, regangan Fhmi kinerja Fhmi kinerja statikstatik

1-141-14

Boussineq, NewmarkBoussineq, Newmark Mekanik tanahMekanik tanah 1-141-14

77 Ujian Tengah SemesterUjian Tengah Semester 1-141-14

Mata Mata KuliahKuliah

JurusanJurusan

DosenDosen

SemesterSemester

Fisika-Mekanika Tanah PIA: 214 - 3(2-1)Fisika-Mekanika Tanah PIA: 214 - 3(2-1)

Teknik & Managemen Industri Pertanian FTIP UNPADTeknik & Managemen Industri Pertanian FTIP UNPAD

Dr. H. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl.-ing. , M.Res.Eng.Sc., Dr. H. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl.-ing. , M.Res.Eng.Sc., PhDPhD

Genap 2004, 2005, 2006, 2007, 2008Genap 2004, 2005, 2006, 2007, 2008

NoNo TopikTopik BahasanBahasan TujuanTujuan ReferensiReferensi

99 Aplikasi Aplikasi tekantekan

Tekanan aktif tanah Tekanan aktif tanah ko-ko-

Fhmi kinerja Fhmi kinerja statik&statik&

an pada tnhan pada tnh Hesif, non-kohesifHesif, non-kohesif Dinamik tanahDinamik tanah

1100

Stabilitas Stabilitas tnhtnh

Lahan kritis, Lahan kritis, stabilitasstabilitas

Fhmi problem & Fhmi problem &

Taylor, Taylor, Solusi tanahSolusi tanah

1111

Konsolidasi Konsolidasi &&

Kompresi & Kompresi & konsolidasikonsolidasi

Fhmi prses Fhmi prses komprekompre

sedimentasisedimentasi Tanah, Tanah, Si&konsolidasi Si&konsolidasi tnhtnh

1122

FondasiFondasi Runtuh, CBR, Runtuh, CBR, sempalansempalan

Fhmi metd Fhmi metd fondasifondasi

1133

Investgasi Investgasi lap lap

Sampling, profil, Sampling, profil, slopeslope

Fhmi met uji Fhmi met uji tanahtanah

1144

Ujian Akhir SemesterUjian Akhir Semester


DAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKA

1. Australian Standard 1277, Laboratory Soil Testing British Standard 1. Australian Standard 1277, Laboratory Soil Testing British Standard 1377,1377, Method of Testing Soils for Engineering Purposes Method of Testing Soils for Engineering Purposes2. Capper, P.L., W.F. Cassie. 1976. The Mechanics of Engineering Soils, 2. Capper, P.L., W.F. Cassie. 1976. The Mechanics of Engineering Soils, 3th3th Edition, E & F Spon, Ltd., London Edition, E & F Spon, Ltd., London3. Capper, P.L., W.F. Fisher, J.D. Geddes. 1976. Problems in Engineering 3. Capper, P.L., W.F. Fisher, J.D. Geddes. 1976. Problems in Engineering Soils,Soils, 3th Edition, E & F Spon, Ltd., London 3th Edition, E & F Spon, Ltd., London4. Das, B.M. 1995. Principle of Geotechnical Engineering (Terjemahan 4. Das, B.M. 1995. Principle of Geotechnical Engineering (Terjemahan oleh Noor-oleh Noor- Endah, Indra-Surya dan B. Muchtar, Penerbit Erlangga, Surabaya Endah, Indra-Surya dan B. Muchtar, Penerbit Erlangga, Surabaya5. Gill, W.E., G.E. VandenBerg. 1968. Soil Dynamic in Tillage and 5. Gill, W.E., G.E. VandenBerg. 1968. Soil Dynamic in Tillage and Traction, Traction, Agricultural Research Services, USDA. Agricultural Research Services, USDA.6. Koolen, A.J., H. Kuiper 1983. Agricultural Soil Mechanics, Springer 6. Koolen, A.J., H. Kuiper 1983. Agricultural Soil Mechanics, Springer Verlag BerlinVerlag Berlin7. Koorevar, P., G. Menelik, C. Dirksen. 1983. Element of Soil Physics, 7. Koorevar, P., G. Menelik, C. Dirksen. 1983. Element of Soil Physics, ElsevierElsevier Amsterdam Amsterdam8. Kramadibrata, A.M. 1997. Pengenalan Teknis Lapangan, Teknotan, 8. Kramadibrata, A.M. 1997. Pengenalan Teknis Lapangan, Teknotan, FapertaFaperta UNPAD UNPAD9. Kramadibrata, A.M. 2005. Fisika-Mekanika Tanah, Teknotan Faperta 9. Kramadibrata, A.M. 2005. Fisika-Mekanika Tanah, Teknotan Faperta UNPADUNPAD10. Kramadibrata, A.M. Kompilasi Capita Selecta Makalah Teknik 10. Kramadibrata, A.M. Kompilasi Capita Selecta Makalah Teknik Pertanian 1990-Pertanian 1990- 2004, Teknotan Faperta UNPAD 2004, Teknotan Faperta UNPAD11. Taylor, D.W. 1966. Fundamentals of Soil Mechanics, John Willey & 11. Taylor, D.W. 1966. Fundamentals of Soil Mechanics, John Willey & Sons, inc.,Sons, inc., N.Y. N.Y.12. Terzaghi, K., R.T. Peck. 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice, 12. Terzaghi, K., R.T. Peck. 1967. Soil Mechanics in Engineering Practice, JohnJohn Willey & Sons, London Willey & Sons, London13. Yong, R.N., E.A. Fattah, N. Skiadas. 1984. Vehicle Traction 13. Yong, R.N., E.A. Fattah, N. Skiadas. 1984. Vehicle Traction Mechanics, Elsevier Mechanics, Elsevier Science Publisher BV. Amsterdam. Science Publisher BV. Amsterdam.14. Transaction of the ASAE, St. Joseph, MI, Edition Year 1988- up to date14. Transaction of the ASAE, St. Joseph, MI, Edition Year 1988- up to date

PendahuluanPendahuluan

Problem di LapanganProblem di Lapangan

SlopeSlope StabilitasStabilitas

Infiltrasi Infiltrasi

PorositasPorositas Run-OffRun-Off ErosiErosi

PermeabilitasPermeabilitas

KonsistensiKonsistensiDeklinasiDeklinasi

SeepageSeepage

Kadar LiatKadar Liat



Slope Slope

TopografiTopografi AltitudeAltitude Peta konturPeta kontur Garis konturGaris kontur Makro-mikro slopeMakro-mikro slope Catchment areaCatchment area Sub DASSub DAS DASDAS

InfiltrasiInfiltrasi

PresipitasiPresipitasi IntersepsiIntersepsi PerkolasiPerkolasi Aliran bawah Aliran bawah

permukaanpermukaan Nutrient Nutrient

soakingsoaking Muka air Muka air

tanahtanah

PermeabilitasPermeabilitas

Komposisi Komposisi fraksi tanahfraksi tanah

Splash dropSplash drop Wetting frontWetting front EvaporasiEvaporasi TranspirasiTranspirasi Beda Beda

potensialpotensial

Air Pori Dalam Matriks TanahAir Pori Dalam Matriks Tanah

Fahami kinerja matriks tanahFahami kinerja matriks tanah

1. Tekanan Efektif (Effective1. Tekanan Efektif (Effective

Pressure)Pressure)

2. Tekanan Pori (Pore 2. Tekanan Pori (Pore Pressure)Pressure)

3. Tekanan negatif (Negative 3. Tekanan negatif (Negative Pressure)Pressure)

partikel pori


infiltrasiinfiltrasiRun-offRun-off

PerkolasiPerkolasi

Konsistensi tanahKonsistensi tanah

TexturTextur StrukturStruktur Tahanan Tahanan

tanahtanah KelembabanKelembaban Atterberg Atterberg

limitlimit Field capacityField capacity

Moisture contentMoisture content– Basis basahBasis basah– Basis keringBasis kering

Atterberg Atterberg – Shrinkage limitShrinkage limit– Plastic limitPlastic limit– Liquid limitLiquid limit

Field CapacityField Capacity

SeepageSeepage

Aliran air tanahAliran air tanah Jejaring aliran Jejaring aliran

air tanah (Flow air tanah (Flow net)net)

Flow lineFlow line Equipotential Equipotential

lineline VortexVortex rembesanrembesan

2. Jejaring Aliran Air Tanah2. Jejaring Aliran Air Tanah

Pada WT, semua parikel air Pada WT, semua parikel air memiliki pontensi max. Ketika memiliki pontensi max. Ketika ia mencapai AB, ia ia mencapai AB, ia kehilangan kehilangan potensipotensinya, seperti terlihat nya, seperti terlihat pada perbedaan tinggi antara pada perbedaan tinggi antara WT dan CDWT dan CD

Kehilangan h ini diubah menjadi Kehilangan h ini diubah menjadi tekanan thd matriks tanah tekanan thd matriks tanah dimana terjadi aliran airdimana terjadi aliran air

Tekanan di setiap titik di Tekanan di setiap titik di dalam tanah disebut tekanan dalam tanah disebut tekanan rembesan (rembesan (seepage pressureseepage pressure))

Bila tekanan pori diukur pada Bila tekanan pori diukur pada EF, potensinya lebih rendah EF, potensinya lebih rendah daripada di AB, maka h = daripada di AB, maka h = head loss:head loss:

Seepage pressure = h Seepage pressure = h w w


AA

EE

BB

FF

hh

Jejaring Aliran AirJejaring Aliran Air(flow net)(flow net)

CC DD

GG HH

Equi-potential Equi-potential lineline

Flow lineFlow line

Flow pathFlow path

Permukaan Permukaan air air tanahtanah (water table, (water table, WT) WT)

WTWT

Garis Aliran Air & EkipotensialGaris Aliran Air & Ekipotensial

Kadar liatKadar liat

Soil TextureSoil Texture Soil StructureSoil Structure Tanah mineralTanah mineral weatherweather Mobilisasi mineralMobilisasi mineral Soil salvatationSoil salvatation nutrientnutrient

Run OffRun Off

Surface run offSurface run off Sub surface run offSub surface run off Nutrient lostNutrient lost Soil lostSoil lost Land slideLand slide Impervious layerImpervious layer Shear strengthShear strength

StabilitaStabilitas s

SlopeSlope LengthLength labilitylability ererooddaabilitbilit

yy

ProduktivitProduktivitasas

PotensiPotensi QualitasQualitas

ErosiErosi DeklinaDeklinasi si splashsplash

rillrill furrowfurrow failurefailure SlideSlide eradikaseradikas

ii

2. introduksi

Documents