MEKANIKA TANAHPERTEMUAN 04: REMBESAN #1

OLEHABDUL ROCHIMFAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPILUNIVERSITAS ISLAM SULTAN AGUNG

KONSEP ALIRAN MELALUI POROUS MEDIALatar Belakang:Tanah merupakan material yang permeable karena adanya pori dalam tanah yang memungkinkan air mengalir dalam tanah. Air akan mengalir dalam tanah dari titik yang memiliki energi lebih tinggi ke titik yang memiliki energi lebih rendah. Jumlah air yang mengalir dalam tanah akibat rembesan ini perlu diketahui untuk berbagai kondisi hidrolis.Aplikasi konsep aliran melalui porous media:Masalah pemompaan air tanah dari konstruksi bawah tanah Analisis stabilitas earth dam Struktur penahan tanah yang mengalami gaya rembesan

Aliran Air Melalui Porous MediaGambar memperlihatkan aliran air dari titik A menuju titik B.

Air tersebut tidak mengalir mengikuti suatu garis lurus dengan kecepatan yang konstan, akan tetapi air tersebut akan mengalir berliku-liku seperti terlihat pada gambar.

Pada persoalan geoteknik air tersebut dapat diasumsikan mengalir dari A ke B mengikuti suatu garis lurus dan dengan kecepatan tertentu.

PERSAMAAN BERNOULLIh = hp + he + hv = konstandengan:h = total headhp = u/w = pressure head,he = z = elevation head,hv = v2/2g,u = tekanan air pori,z = elevasi dari suatu titik terhadap suatu datum,v = kecepatan pengaliran, dang = percepatan gravitasi

PERSAMAAN TOTAL HEADPersamaan total head:h = + Z

pressure head elevation head

Kehilangan head (head loss) antara titik A dan B dihitung dengan rumus:h = hA - hB

Gradien hidrolik:i = i = gradien hidrolik L = panjang aliran yang mengalami kehilangan tinggi tekan

HUKUM DARCYPersamaan Darcy:dengan:v = kecepatan pengalirani = hydraulic gradientk = koefisien permeabilitas (cm/detik)

HYDRAULIC GRADIENT

ALIRAN AIR SATU DIMENSIAliran air terjadi akibat perbedaan total headElevasi dari datum untuk menentukan elevation head dapat diambil sembarang

ALIRAN AIR SATU DIMENSI (LANJUTAN)

DOWNWARD FLOW / Aliran kebawah

UPWARD FLOW / Aliran Keatas

PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS

PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS (lanjutan)

PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS (lanjutan)

PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS (lanjutan)

PENURUNAN PERSAMAAN LAPLACE

PENURUNAN PERSAMAAN LAPLACE

PERHITUNGAN REMBESAN MENGGUNAKAN FLOWNETAliran air terjadi akibat perbedaan total headAliran air (rembesan) akan terjadi dari titik dengan tinggi tekan lebih tinggi ke titik dengan tinggi tekan yang lebih rendahFlownet menggambarkan pola aliran air dalam tanah

Solusi Masalah SeepageClose-form solutionModel solutionApproximate SolutionGraphical method Numerical method Flow net

PERHITUNGAN REMBESAN MENGGUNAKAN FLOWNET

ANALISIS REMBESAN PADA KONSTRUKSI SHEETPILE DENGAN FLOWNET

ANALISIS REMBESAN PADA KONSTRUKSI BENDUNG DENGAN FLOWNET

KONSEP ANGKA KEAMANANKonsep Angka Keamanan dalam Analisis Stabilitas LerengAngka keamanan = perbandingan antara gaya-gaya yang meruntuhkan dengan gaya-gaya yang menahan

Konsep Angka Keamanan Kondisi quick dalam Analisis RembesanAngka keamanan = perbandingan antara gradien hidrolik yang terjadi dengan gradien hidrolik kritis untuk tanah tersebut.

Perhitungan Jumlah Rembesan dengan Flow NetSekumpulan flow lines & equipotential line, menurut Darcy:

dimana:Nd = equipotential drops

Total flow-nya menjadi:

atau:

untuk a =b persamaan menjadi:DH = h1 h2 = head loss from upstream to downstream

i available = 0.2i critic = 0.5SF = 2.5

Tahap 4a3a: Perhitungan tegangan tanah initial dan tekanan air pori initialTegangan tanah initial

Tahap 4b: Perhitungan tegangan tanah initial dan tekanan air pori initialTekanan air pori initial

Tahap 4d: Perhitungan konstruksi bertahap (steady state seepage)Rembesan di bawah bendung

Tahap 4d: Perhitungan konstruksi bertahap (steady state seepage)Equipotential line

Tahap 4d: Perhitungan konstruksi bertahap (steady state seepage)Tekanan air akibat rembesan

Hasil AnalisisEquipotential line

Hasil AnalisisEquipotential line

Hasil AnalisisRembesan di bawah bendung