3 mekanika tanah - universitas brawijaya · 2015-12-21 · e 100% v w r v v s • angka pori ( void...

MEKANIKA TANAH

DINAMIKA MESIN DAN TANAH

Joko Prasetyo, M.Si

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

Vv = Vw + Va

MEKANIKA TANAH MEKANIKA TANAH KOMPOSISI TANAH

KOMPOSISI TANAH

Kondisi tanah di alam

Total weight

(= W)

Total volume(= V)

solid

Water

Air

WWw

Ws

VV

V

Vw

VA

Vs

Tiga fase elemen tanah

Gambar Sketsa butiran tanah (solid) dan

rongga (pori) dalam tanah


KOMPOSISI TANAH

%100VVn v

s

v

VVe

%100v

wR V

VS

• Angka pori ( void ratio) = e

• Porositas ( porosity) = n

• Derajat kejenuhan (degree of saturation) = SR

• Hubungan e dan n

nne

1 e

en

1

B. PARAMETER FISIK TANAH

1. Hubungan volume yang umum dipakai


KOMPOSISI TANAH

2. Hubungan berat dan volume

Bila : ds

VW d = DRY UNIT WEIGHT

Maka :

a. Kadar air (water content) = wc %100s

wc W

Ww

b. Densitas/Berat Volume (unit

weight) = VW

V

wWV

WWW

VWW

VW css

ws

ws

1

1

cdcd w

w

1

1


KOMPOSISI TANAH

Kombinasi dari tiga fase tanah


KOMPOSISI TANAH

solid

water

air

W

Ww= w.Gs.w

Ws = Gs.w

Vw= w.Gs

Vs= 1

Vv= e

V = 1 + e

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


KOMPOSISI TANAH

solid

water

V=

1 +

e

Vv

= V

w =

eV

s=

1

VolumeWeight

Ww

= e

.w

Ws

= G

s. w

Elemen tanah jenuh dengan volume solid/butiran tanah = 1


KOMPOSISI TANAH

a. SPESIFIC GRAVITY = GS

Untuk Vs = 1 s = Ws ,

w

ssG

s

ss

w

ww

w

ww

VW

WVVW

)1........(

3. Hubungan , e, wc, Gs


KOMPOSISI TANAH

Bila :

)2(....................scw

wscw GwVWGwW

1 dan 2 Vw = wcGs

BILA : Vs = 1 e = VV

V = Vs + Vv V = 1+e

Wscscws

wc

Wssw

ss

GwWwWWWw

GWWG

Jadi :


KOMPOSISI TANAH

b. DENSITAS/BERAT

VOLUME =

e

wGe

GGwV

WWVW

cws

wswsc

sw

11

1

c. BERAT V KERING = d

eG

VW wss

d

1

d. DERAJAT KEJENUHAN = SR

scRsc

v

wR GweS

eGw

VVS


KOMPOSISI TANAH

e. BERAT VOLUME TANAH JENUH = SAT

ATAU juga dapat ditulis sebagai berikut :

SR = 1 e = Wc Gs

w

swswSAT e

GeeGe

11

.

11

11

cdSAT

cwswswscSAT

we

wGe

GGwVW


KOMPOSISI TANAH

Contoh soal

• Suatu contoh tanahdiberikan e = 0.75, w = 22%, Gs=2.66. Hitunglahporositas, berat volume basah, berat volume kering dan derajatkejenuhan.

43.011

e

e

VVV

V

VVV

VVn

s

v

s

v

vs

vv

3/19.181

)1(1

)/(

mkNeGw

ewGG

VVVwV

VVwWV

VWW

VW

wswsws

vs

ssswws

vs

sssws

3/91.141

mkNe

GVV

VVW ws

vs

sssd

78.0/

/)/(

ewG

eVVw

eVwW

eVW

VVS

s

s

wss

s

ws

s

ww

v

wr

a. Kerapatan relative ( DR) 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

%100minmax

max

ee

eeD R

4. Kerapatan relative


KOMPOSISI TANAH

b. Hubungan antara DR 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)


KOMPOSISI TANAH

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 perubahankadar air ( wc)

BATAS CAIR (LL)

BATAS PLASTIS

(PL)

BATAS SUSUT (SL)

PADAT SEMI PADAT PLASTIS CAIR

5. Konsistensi tanah

wc


KOMPOSISI TANAH

Alat uji batas cair (a) Metode Casagrande, (b) Cone Penetrometer

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 wL if this requires 25 “blows”

A. Komposisi Tanah

B. Parameter Fisik Tanah1. Hubungan

Volume 2. Hubungan

Berat Dan Volume

3. Hubungan , E, Wc, Gs

4. Kerapatan Relatif

5. Konsistensi Tanah

6. Aktivitas (A)C. Struktur Tanah


KOMPOSISI TANAH

Skema uji batas cair metode Casagrande (a) susunan alat uji batascair, (b) grooving tool, (c) pasta tanah sebelum pengujan, (d) pasta tanah sesudah pengujian

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.


KOMPOSISI TANAH

Atterberg Limits (ASTM/American Standard Testing and Material D 4318)

Liquid Limit

LIQUID LIMIT PLASTIC LIMITTEST TEST

TEST NO. OF TEST WATER

NO. BLOWS 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 wP : 24.30 % PLASTICITY INDEX IP : 23.76 %

N O T E :

WATER CONTENT

MEANVALUE

Flow Graph

40

45

50

55

60

65

1 10 100

Number of Blows

Wat

er C

onte

nt (

%)

25

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

LLPLSLSOLID SEMI SOLID PLASTIS CAIR

0

LI 0 1

e. INDEKS KECAIRAN (LIQUIDITY INDEX= LI)

0 < LI < 1 Tanah berada dalam daerah plastisLI > 1 Tanah dalam keadaan cair/hampir cair

IPPLwLI C


KOMPOSISI TANAH

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)


KOMPOSISI TANAH


KOMPOSISI TANAH

Grafik Plastisitas Casagrande


KOMPOSISI TANAH

Grafik Plastisitas British Standard


KOMPOSISI TANAH

Analisa Saringan

Kurva Gradasi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,1110

% P

assi

ng

Diameter ( mm )

Gravel Sand Silt Clay

%100*%

%100*%

t

lolosi

tertahanitlolosi

t

tertahani

WW

Lolos

WWWW

WTertahan

Hidrometer

Diameter Tanah Berbutir HalustLKD

Grained Size Distribution for Several Soil

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

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)

4 010 21.620 49.540 102.660 89.1100 95.6200 60.4Lengser 31.2

POKOK BAHASAN

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 Tanah1. Hubungan

Volume 2. Hubungan

Berat Dan Volume

3. Hubungan , E, Wc, Gs

4. Kerapatan Relatif

5. Konsistensi Tanah

6. Aktivitas (A)C. Struktur Tanah


KOMPOSISI TANAH

Tugas 1

1. Suatu tanah mempunyai beratvolume 126.8 lb/ft3 denganGs=2.67 dan w=12.6%.Tentukan;

• Berat volume kering• Angka pori• Porositas• Berat air yang dibutuhkan

untuk membuat tanah jenuh(Sr=100%)

2. Suatu tanah jenuh beratvolume keringnya 15.29kN/m3dan kadar airnya 21%.Tentukan:

• Berat volume kondisi jenuh• Angka pori• Spesifik grafity• Berat volume kondisi jenuh

bila Sr=50%

3 mekanika tanah - universitas brawijaya · 2015-12-21 · e 100% v w r v v s • angka pori ( void...

Documents