• SIFAT-SIFAT TANAH

• REMBESAN AIR

• TEGANGAN EFEKTIF DAN NETRAL SERTA REMBESAN

• KONSOLIDASI

• KEKUATAN GESER

• TEKANAN TANAH

• TEGANGAN TANAH

• DAYA DUKUNG DAN PONDASI

• ANALISA PENURUNAN

• KESTABILAN LERENG

Table of Content

Daftar Pustaka

1. Bowles, J.E, (1984) Physical and Geotechnical Properties of Soils, McGraw-Hill

2. Craig, R.F., (1976) Soil Mechanics,, Van Nostrans Reinhold Company

3. Das, B.M., (1983), Advanced SoilMechanics, McGraw-Hill4. Hardiyatmo, H.C., (1992), Mekanika Tanah I, Gramedia5. Holtz, R.D and Kovacs, W.D An Introduction to

Geotechnical Eng, Practice-Hall Inc6. Lambe, T.W., & Witman, R.V., (1969) Soil Mechanics, John

Wiley and son7. Yulinda Sari, ST., M.Eng (2010), Mekanika Tanah,

Universitas Sriwijaya

SIFAT-SIFAT TANAH

T A N A H

Mekanika Tanah merupakan salah satu disiplin ilmu Teknik Sipil termuda melibatkan studi tentang tanah, perilaku dan aplikasi sebagai material teknik.

Untuk seorang Engineer, Tanah adalah agregat-atau un-disemen deposito un mineral dan / atau partikel organik atau fragmen yang meliputi sebagian besar dari kerak bumi.

Untuk sebuah Geologi, Tanah merupakan bahan di permukaan zona tipis relatif di mana akar terjadi, dan semua sisa kerak dikelompokkan dalam jangka ROCK terlepas dari kekerasannya.

T A N A H

Menurut Terzaghi (1948) :

"Mekanika Tanah adalah penerapan hukum mekanika dan hidrolika untuk masalah teknik menghadapi akumulasi sedimen dan tidak dikonsolidasi partikel padat lainnya yang dihasilkan oleh disintegrasi mekanik dan kimia batuan terlepas dari apakah mereka mengandung campuran dari konstituen organik. "

TANAHdalam persepsi teknik sipil

adalah kumpulan

mineral

bahan organik

endapan lepas

yang terletak di atas batuan dasar

OksidaYang mengendap

Di antarapartikel

karbonatZat

organik

Ikatan antar

butiranrelatiflemah

Proses Pembentukan Tanah

Batuan Beku (Igneous Rock) Contoh: granite, andesite, basalt Batuan Endapan (Sedimentary Rock) Contoh: claystone, siltstone, sandstone, shales, limestone, coal Batuan Metamorf (Metamorphic Rock) Contoh: gneiss, quartzite, slate, marble

BATUAN: bagian dari kerak bumi yang mengandung satu macam atau lebih mineral yang terikat sangat kuat…Berdasarkan proses pembentukannya batuan dapat dikategorikan sebagai:

Tanah: hasil pelapukan batuan berupa kumpulan butiran-butiran partikel dengan ikatan antar butir yang lemah…

Pelapukan (weathering) adalah peristiwa penghancuran atau perubahan bentuk/komposisi batuan yang terjadi di atas atau di dekat permukaan bumi,sehingga batuan tersebut berubah dari bentuk sebelumnya

Proses Pelapukan :1. Batuan mengalami penghancuran,

menghasilkan bahan yang bersifat lepas (regolit).2. Pelapukan terus berlangsung sampai terbentuk tanah (soil).

3. Tahap akhir pelapukan adalah terbentuknya materialyang sangat halus ( lempung/clay )

BERDASARKAN PROSES,PELAPUKAN DIGOLONGKAN :

1. Pelapukan Fisika ( Disintegrasi )

2. Pelapukan Kimia ( Dekomposisi )

PELAPUKAN DIPENGARUHIOLEH :

• Jenis Batuan

• Topografi

• Iklim dan organisma

• Waktu.

• Batuan merupakan kumpulan dari satu atau lebih mineral.

• Setiap mineral memiliki sifat fisika dan kimia yang berlainan, oleh karena itu setiap jenis batuan juga memiliki perbedaan sifat fisik dan kimianya.

• Pembentukan mineral dari proses pembekuan cairan magma berlangsung secara berturutan sesuai dengan deret Bown.

Berdasarkan Deret Bownmineral digolongkan menjadi:

• Mafic minerals ( mafik ), berwarna gelap.

• Felsic minerals ( felsik ), berwarna terang.

Deret Bown

MAFIK

olivin

piroksen

amfibol

biotit

alkali feldspar

Na-plagioklas

Na-Ca-Plagioklas

Ca-Na-Plagioklas

Ca- plagioklas

muskovit

kwarsa

FELSIK>1000oC

<800oC

Ter

ang

gela

p

Asa

mB

asa

asam

Ultrabasa

basa

Mud

ah m

elap

uk

Jenis TanahBerdasarkan Kedudukan

Terhadap Lokasi PelapukanBatuan Dasarnya

TANAH(soil)

TANAH RESIDUAL

TANAH TERANGKUT

COLLUVIAL

ALLUVIAL

EOLIAN

GLACIAL

Tanah Residual Tanah Colluvial Tanah Endapan Air (Alluvial Soils) Tanah Endapan Angin (Eolian Soils) Tanah Endapan Sungai Es (Glacial

Soils)

Berdasarkan Kedudukan terhadap posisi batuan dasarnya:

Tanah Residual: hasil pelapukan batuan dasar dan masih berada di tempat asalnya.

Contoh: Tanah merah/tanah laterit hasil dekomposisi batuan di daerah tropis. Tanah merah lebih banyak mengandung lempung kaolinite, tidak begitu aktif, dan non-swelling.

Tanah Colluvial: terbentuk dari tanah yang berpindah dari tempat asalnya akibat gaya gravitasi pada saat kejadian keruntuhan lereng

Tanah Alluvial (endapan air): terbentuk dari tanah yang berpindah dari tempat asalnya akibat terbawa air yang mengalir

Fluvial: tanah deposit endapan sungai Lacustrine: tanah deposit endapan danau Coastal: tanah deposit endapan di tepi pantai Marine deposits: offshore depositsTanah Eolian (endapan angin): tanah deposit yang ditransportasikan oleh angin

Sand dunes Loess (silty) Volcanic dust

Tanah Glacial: tanah yang terbentuk karena terbawa oleh perpindahan/gerakan massa es dan oleh air dari lelehan massa es tersebut

TILL: tanah endapan yang terbawa langsung oleh massa es OUTWASH: tanah yang diendapkan oleh aliran air lelehan massa es

TERMINOLOGI KHUSUS

Tanah Expansive:

tanah yang berpotensi mengembang (peningkatan volume) akibat terjadi peningkatan kadar air dan menyusut bila kadar air berkurang. Clay shales dan tanah lempung montmorillonite

Tanah Collapsible:tanah yang berpotensi mengalami pengurangan volume yang besar bila terjadi peningkatan kadar air tanpa adanya perubahan beban luar.

,tidak terganggu

,terganggu

ut

u

qS

q

Quick Clay:

Tanah yang sangat peka terhadap gangguan. Apabila terganggu kekuatannya berkurang drastis. Kadar kepekaan adalah perbandingan antara kuat geser tanah asli dengan kuat geser tanah tergangguSensitifitas:

St Derajat Kepekaan

<4 Tidak sensitif

Kebanyakan lempung pada umumnya

4 < St < 8 Sensitif

> 8 Sangat sensitif

Tanah Organik:Tanah yang banyak mengandung komponen organik. Kuat geser rendah dan memiliki kompresibilitas yang besar

Mengandung massa kayu berserat, berwarna gelap hitam, berbau tumbuhan yang membusuk

Karakteristik TanahSistem Particulate:

Massa tanah terdiri dari partikel-partikel yang umumnya tidak terikat kuat satu dan lainnya. Pergeseran antar partikel menjadi tidak linear dan tidak dapat kembali ke bentuk asal

Sistem Multi Fase:• Zat padat• Zat cair atau gas di dalam pori antar partikel (biasanya air dan udara)

Bentuk, ukuran, tekstur, susunan, dan struktur partikel tanah:

Tanah Berbutir Kasar (ukuran > 0.06 mm):

Bentuk partikel Penyebab

Angular Pecahan batuan akibat pengaruh lingkungan atau pelapukan

Subangular Pecahan batuan dengan bagian permukaan yang halus akibat transportasi

Subrounded Permukaan umumnya halus karena sudah ditransportasikan cukup jauh

Rounded Permukaan halus dan bulat karena sudah bertahun-tahun ditransportasikan

Tanah Berbutir Halus (ukuran < 0.06 mm):

Kaolinite

illite

Na-Montmorillonite

Halloysite

5 micron

Di dalam mekanika tanahkeberadaan massa tanah dianggap terdiri atas

tiga komponen

udara

butiran air

Modeldiagram

tigafasa

butiran

air

udara

Persoalan Mekanika Tanah

Hal Keseimbangan atau Stabilitas

Hal Deformasi Elastis dan Plastis

Hal Drainase

STABILITAS

Beban/muatan yang bekerja pada tanah. Mutan yang bekerja pada tanah

tergantung dari tipe/macam struktur dan berat tanah.

Besar dan distribusi tekanan akibat muatan

terhadap tanah. Tanah dianggap material yang isotropis, tekanan dapat dihitung secara analisa matematik.

STABILITAS

Perlawanan dari tanah.Perlu adanya pengambilan contoh

tanah untuk penyeidikan di laboratorium untuk mengetahui karakteristik/sifat tanah.

DEFORMASI Dapat diketahui dalam keadaan Plastis atau Elastis Hal-hal yang perlu diketahui : - muatan yang bekerja (beban kerja).

- besar dan distribusi tekanan yang berpengaruh.- besar dan perbedaan penurunan.

DRAINASE Menyangkut hal deformasi dan stabiitas

Sifat-Sifat Penting Tanah

Permeabilitas (permeability)

Konsolidasi (consolidation)

Tegangan Geser (shear strength)

Permeabilitas (permeability)

Sifat ini untuk mengukur/menentukankemampuan tanah dilewati air melalui pori-porinya.

Sifat ini penting dalam konstruksi bendung tanah urugan (earth dam)dan persoalan drainase.

Konsolidasi (consolidation)

Pada konsolidas dihitung dari perubahan isi pori tanah akibat beban.

Sifat ini dipergunakan untuk menghitung penurunan (settlement) bangunan.

Tegangan Geser (shear strength)Untuk menentukan kemampuan tanah menahan tekanan-tekanan tanpa mengalami keruntuhan.

Sifat ini dibutuhkan dalam perhitungan stabilitas pondasi/dasar yang dibebani, stabilitas tanah isian/timbunan di belakang bangunan penahan tanah dan stabilitas timbunan tanah.

Sifat-Sifat Fisik Lainnya

Batas-Batas Atterberg (Atterberg Limit) Kadar Pori Kadar Air Kepadatan Relatif Pembagian Butiran Kepekaan dst.

Hubungan Berat – Volume

V = Volume Keseluruhan (total)

Va = Volume Udara (dalam bagian berongga)

Vw = Volume Air (dalam bagian berongga)

Vs = Volume Butir Tanah

Vv = Volume Rongga = Va + Vw

V = Va + VW + VS

Kadar pori (e) dari tanah menyatakan perbandingan antara volume rongga dengan volume /isi butir tanah (bagian padat)

e

Porositas (n) tanah menyatakan perbandingan antara volume rongga dengan volume keseluruhan.

Derajat Kejenuhan (S) dari tanah menyatakan perbandingan antara volume air dengan volume rongga.

Seandainya tanah dalam keadaan jenuh, maka Va = 0

dan berarti porositas :

Faktor ( ), menunjukkan kekurangan kejenuhan .......( 1.6)

Kadar Air ( w )dari tanah menyatakan perbandingan

antara berat air ( )dengan berat butir tanah.

.......( 1.7)

Berat isi tanah menunjukkan perbandingan

antara berat tanah dengan isi tanah.

Berat jenis tanah (G) dan berat isi air

Persamaan ini di masukkan kedalam persamaan

( 1.8 ), jadi :

Jika tanah dalam keadaan kering maka berat isi kering tanah:

Kita dapatkan :

Sekarang masukkan nilai kedalam

persamaan ( 1.11 ) maka didapat :

Untuk tanah yang dalam keadaan jenuh, S = 1 jadi :

e = W. GBerat isi jenuh

dari persamaan ( 1.9 ) :

jadi :

Berat isi celup tanah , menyatakan suatu harga dari berat isi jenuh dikurangi berat isi air ,

Jadi :

Hubungan antara berat isi kering dan berat isi tanah :