metoda coulomb -...
Post on 06-Nov-2019
10 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Mekanisme keruntuhan
Dalam metoda Coulomb mekanisme keruntuhan harusdiasumsi
Asumsi bid.keruntuhan
gerakandinding
Gerakan
tanah
Jika ini mekanisme keruntuhan maka kriteria keruntuhanMohr-Coulomb harus memenuhi pada asumsi bidangkeruntuhan
Asumsi bid.keruntuhan
Penerapan kriteria keruntuhan untuk mengasumsimekanisme keruntuhan banyak dipakai dalam geotechnicalengineering. Ini umumnya dikenal sebagai metodakeseimbangan batas (limit equilibrium method).
Ini bukan metoda teoritis yang tepat/teliti tetapi dapatmemberikan perkiraan keruntuhan yang sederhana danberalasan.
Metoda ini mempunyai kelebihan dibanding metodaRankine– dapat diterapkan pada sebarang bentuk/geometri– dapat diterapkan bila ada beban yang bekerja– gesekan antara tanah dan dinding penahan (dan elemen
struktur yang lain) dapat diperhitungkan
Metoda keseimbangan batas (limit equilibrium method)
Penerapan kriteria keruntuhan untuk mengasumsimekanisme keruntuhan banyak dipakai dalam geotechnicalengineering. Ini umumnya dikenal sebagai metodakeseimbangan batas (limit equilibrium method).
Ini bukan metoda teoritis yang tepat/teliti tetapi dapatmemberikan perkiraan keruntuhan yang sederhana danberalasan.
Metoda ini mempunyai kelebihan dibanding metodaRankine– dapat diterapkan pada sebarang bentuk/geometri– dapat diterapkan bila ada beban yang bekerja– gesekan antara tanah dan dinding penahan (dan elemen
struktur yang lain) dapat diperhitungkan
Kriteria keruntuhan
Untuk sebarang titik pada bidang runtuh berlaku = c + tan
Jika analisis adalah stabilitas undrained maka kriteriakeruntuhan harus dinyatakan dalam term tegangan totalmenggunakan undrained parameters cu dan u
= c +u utan = c +u utan
Jika tekanan pori diketahui atau tanah kering analisistegangan efektif dapat dilakukan dan kriteria keruntuhanharus dinyatakan dalam term tegangan efektif dan effectivestrength parameters c’, ’
= c + tan
Arahgerakantanah
Asumsibidangkeruntuhan
Kriteria keruntuhan
Gaya-gaya pada bidang keruntuhan
Gaya geser T =
Gaya normal N =
Gaya kohesif C =
dsdscds
Kriteria keruntuhan
T = C + N tan Jika sifat tanah konstan
T
Gaya-gaya yang bekerja pada bidang keruntuhan adalah
C
N
R
Dan lebih mudah dinyatakan sbb
Kriteria keruntuhan
Untuk baji tanah yang runtuh seperti gambar harus ada gerakanrelatif antara dinding dan tanah, dan tanah harus runtuh padabidang ini.
Asumsi bid.keruntuhan
gerakandinding
Gerakantanah
Asumsi bid.keruntuhan
Kriteria keruntuhan antara dinding dan tanah dapat ditulis = c +w wtan
atau dinyatakan dalam gayaT = C + Nw w w wtan
Total stress analysis hanya berlaku jika tanah jenuh dantidak terdrainasi
Dalam praktek umumnya ini berarti bahwa total stressanalysis terbatas untuk analisis stabilitas jangka pendektanah berlempung (clayey soils)
Harus menggunakan total stresses dan undrainedparameters cu, u
Total Stress Analysis
Total stress analysis hanya berlaku jika tanah jenuh dantidak terdrainasi
Dalam praktek umumnya ini berarti bahwa total stressanalysis terbatas untuk analisis stabilitas jangka pendektanah berlempung (clayey soils)
Harus menggunakan total stresses dan undrainedparameters cu, u
Total Stress Analysis
HH sec
H tan
arah gerakantanah
H sec
Sifat tanah cu, u
Sifat tanah-dinding cw, w
Total Stress Analysis - gaya yang berkait mekanisme
w
u
C1
C2
R2
W
u
R1
R2
C1 = c u H secC2 = c w HW = ½ H 2 tan
u
Total Stress Analysis - poligon gaya
w
R1
R2
Dalam poligon gayaarah panah harussama arahnya dengangerak sekitar poligon.Harus dicheck bahwatanda arah haruskonsisten denganmekanismekeruntuhan
u
C1
C 2W
Dalam poligon gayaarah panah harussama arahnya dengangerak sekitar poligon.Harus dicheck bahwatanda arah haruskonsisten denganmekanismekeruntuhan
Total Stress Analysis - poligon gaya
w
u
C2
R1
R2
Arah R2 tidakkonsisten denganasumsi mekanisme.Oleh karenanyamekanisme tidakvalid.
C1
W
Arah R2 tidakkonsisten denganasumsi mekanisme.Oleh karenanyamekanisme tidakvalid.
Total Stress Analysis – gaya pada dindingPoligon menghasilkan gaya yang bekerja pada baji tanah. Samadan berlawanan arah gaya yang bekerja pada dinding. Gaya yangbekerja pada dinding adalah
w
R2
H
C2V
FtotalFtotal
Untuk dinding penahan komponen gaya horisontal biasanyalebih konsen. Untuk kondisi keruntuhan aktif harga yangberbeda perlu dicoba untuk menentukan harga H yangmaksimum.
Total Stress Analysis – retak tarik
Sama dengan metoda Rankine tentang retak tarik (tensioncracks), dan jika ada air retakan akan terisi air.
Kedalaman z,pada daerah yang dipengaruhi oleh tension cracksdapat ditentukan dari metoda Rankine. Untuk keruntuhan aktif:
h
uz c N
N
20
z =2 c Nu
h
uz c N
N
20
Total Stress Analysis - tension cracks
Jika tension cracks terisi air, ini tidak mempunyai pengaruhpada poligon gaya.
Air akan menambah gaya horisontal pada dinding
UR2*
C2* Ftotal
UR2*
C2* Ftotal
Total Stress Analysis - Contoh 1
Arah gerakantanah
10o
Sifat tanah
cu = 10 kPa= 10o
V
W
5 m
30o
u
u = 10o
cw = 2 kPaw = 20o
= 20 kN/m3
6.4 m
U
Effective Stress Analysis
Effective stress analysis dapat diterapkan bila tekanan air poridiketahui.
Dalam praktek umumnya bahwa effective stress analysis dapatdigunakan jika hanya untuk analisis stabilitas jangka panjang.
Kriteria keruntuhan harus ditulis dalam term tegangan efektif,yaitu
Effective stress analysis dapat diterapkan bila tekanan air poridiketahui.
Dalam praktek umumnya bahwa effective stress analysis dapatdigunakan jika hanya untuk analisis stabilitas jangka panjang.
Kriteria keruntuhan harus ditulis dalam term tegangan efektif,yaitu
= c + tan
Dalam term gaya , menjadiT = C + N tan
dimana N’ = N - U
U = gaya karena tekanan air pada bidang runtuh
Bila melakukan perhitungan stabilitas tegangan efektif,harus dipakai critical state parameters c’ = 0, ’ = ’ult
Bila tanah kering tekanan air pori dimana saja = 0, dantegangan efektif sama dengan tegangan total. Namun,hanya effective stress analysis yang tepat.
Jika sliding terjadi antara tanah dan dinding harusmenggunakan effective stress failure parameters yangtepat. Effective parameters antara dinding dan tanah harusdidasarkan pada kondisi batas (ultimate conditions)sehingga c´w = 0, ´w= ´wult
Effective Stress Analysis
Bila melakukan perhitungan stabilitas tegangan efektif,harus dipakai critical state parameters c’ = 0, ’ = ’ult
Bila tanah kering tekanan air pori dimana saja = 0, dantegangan efektif sama dengan tegangan total. Namun,hanya effective stress analysis yang tepat.
Jika sliding terjadi antara tanah dan dinding harusmenggunakan effective stress failure parameters yangtepat. Effective parameters antara dinding dan tanah harusdidasarkan pada kondisi batas (ultimate conditions)sehingga c´w = 0, ´w= ´wult
Dalam menggunakan metoda Coulomb harus diasumsimekanisme keruntuhan. Namun, ini bukan mekanismeyang paling kritis. Oleh karenanya, diperlukan untukmencoba sejumlah mekanisme (harga ) untukmenentukan mana yang paling kritis.
Untuk keruntuhan Aktif gaya maksimum diperlukan(Maksimum dari Minimum)
Untuk keruntuhan Pasif gaya minimum diperlukan(Minimum dari Maksimum)
Mekanisme paling kritis tidak memberikan estimasi bebanruntuh yang tepat, karena observasi pada tanah riil menun-jukkan bahwa jarang terjadi keruntuhan bidang datar.
Effective Stress Analysis Dalam menggunakan metoda Coulomb harus diasumsi
mekanisme keruntuhan. Namun, ini bukan mekanismeyang paling kritis. Oleh karenanya, diperlukan untukmencoba sejumlah mekanisme (harga ) untukmenentukan mana yang paling kritis.
Untuk keruntuhan Aktif gaya maksimum diperlukan(Maksimum dari Minimum)
Untuk keruntuhan Pasif gaya minimum diperlukan(Minimum dari Maksimum)
Mekanisme paling kritis tidak memberikan estimasi bebanruntuh yang tepat, karena observasi pada tanah riil menun-jukkan bahwa jarang terjadi keruntuhan bidang datar.
Untuk memilih harga asumsi bidang runtuh dalam tanahharus diingat bahwa kemiringan bidang runtuh membentuksudut ( /4 - /2) terhadap arah tegangan utamaminimum(minor principal stress) 3.
Effective Stress Analysis
23
F
23
F
Effective Stress Analysis
3Aktif Pasif
Jika ada rembesan perlu menggambar flow net untukmenentukan gaya air pori U yang bekerja pada baji tanah(soil wedge).
3
6.4 m
V
WX
Soil
5 m
Effective stress analysis - Contoh
Sifat tanah
c´ = 5 kPa´ = 10 o
c´ w = 2 kPa
30o
U
C´ uv = 5 6.4 = 32 kN/mC´ uw = 2 5 = 10 kN/m
W = 0.5 5 2.89 22 + (8 - 0.5 5 2.89) 20 = 174.5 kN/m
c´ w = 2 kPa´ w = 20 o
dry = 20 kN/m3
sat = 22 kN/m 3
Contoh – Tekanan air pada baji tanah (soil wedge)
V
WX
U
U kN m
U kN m
uv
uw
05 5 981 577 1415
05 5 981 5 1225
. . . . /
. . . /
u 5 981.
Contoh - Poligon gaya
30o
60o
20o
60o
W
C´ uv
C´ uw
Uuv
Uuw
R´uv
R´uw
Uuw
Uuv
C uvC uw
W
30o
60o
20o
60o
W
C´ uv
C´ uw
Uuv
Uuw
Komponen vertikal dan horisontal gaya pada dinding adalah
Vertikal
Horisontal
Note: Nuw terutama karena tekanan air. Namun, karena air di sisilain dinding untuk stabilitas diperlukan kekuatan netto 15.97 kN/m
Contoh – Gaya pada dinding
Uuw
R uw
C uw
Komponen vertikal dan horisontal gaya pada dinding adalah
Vertikal
Horisontal
Note: Nuw terutama karena tekanan air. Namun, karena air di sisilain dinding untuk stabilitas diperlukan kekuatan netto 15.97 kN/m
T uw = R´uw sin ´ w + C uw = 5.8 + 10 = 15.8 kN/m
N uw = R´uw cos ´ w + U uw = 15.97 + 122.5 = 138.5 kN/m
Contoh 3
Tekanan air pori di beberapa titik sepanjang bidang runtuh perluditentukan untuk menghitung gaya karena tekanan air.
Gaya pada asumsi baji tanah (soil wedge) yang runtuh adalah
Uw = 0.5 w H w2
R´ w
´ w
W
R´
´ cs
Udariflow net
top related