makalah kekuatan geser tanah
MAKALAH Kekuatan geser tanah
DISUSUN OLEH : YUSUF RAMLI FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN UNIVERSITAS VETERAN REPUBLIK INDONESIA MAKASSAR 2014 BAB I PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang Kekuatan Tanah (Soil Strength) Di bawah ini adalah kekuatan pikul tanah berdasarkan jenis tanahnya •
Pasir yang disiram air sampai padat = 0,50 s/d 0,80 Kg/cm2
•
Tanah lumpur berpasir 30 s/d 70% = 0,80 s/d 1,60 Kg/cm2
•
Tanah kapur bercampur tanah liat = 1,00 s/d 1,50 Kg /cm2
•
Tanah liat dengan dasar pasir/krikil = 1,00 s/d 2,00 Kg/cm2
•
Pasir di tepi laut/sungai = 2,00 s/d 3,50 Kg/cm2
•
Pasir berlapis tanah liat keras = 2,50 s/d 5,00 Kg/cm2
•
Tanah liat berwarna kelabu dan berlapis tebal = 3,00 s/d 5,50 Kg/cm2
•
Tanah dengan banyak krikil = 3,00 s/d 7,00 Kg/cm2
•
Tanah liat padat campur pasir = 4,00 s/d 5,00 Kg/cm2
•
Tanah liat berwarna kuning berlapis tebal = 4,50 s/d 6,50 Kg/cm2
•
Tanah liat keras berwarna merah kekuningan = 5,50 s/d 8,00 Kg/cm2
•
Pasir padat dengan ketebalan sampai ± 6m
•
dan di bawahnya terdapat batu kerikil = 6,00 s/d 7,50 Kg/cm2
•
Tanah padat biasa bercampur banyak kerikil = 7,00 s/d 10,0 Kg/cm2
•
Tanah bercampur batu = 8,00 s/d 20,0 Kg/cm2 BAB II PEMBAHASAN
1. Perubahan Bentuk Tanah Kekuatan tanah dapat diberi pengertian sebagai besarnya tekanan pada saat awal terjadinya keruntuhan (initial failure). Besarnya tekanan pada saat terjadinya keruntuhan disebut kekuatan tanah (soil strength), yaitu Sfa, Sfb dan Sfc. Newmark (1960) memberi batasan keruntuhan tanah sebagai keadaan pada tanah pada saat tanah kehilangan ketahanan geser. 2. Kekuatan Geser Keruntuhan geser ditandai dengan terjadinya bidang keruntuhan geser yang mempunyai arah searah dengan pok major dengan sudut ± 45º. Teori geser maksimum (coulomb, 1976) menyatakan bahwa keruntuhan terjadi jika tekanan geser yang diberikan mencapai harga kritis dari ketahanan geser tanah. Dan berhubungan dengan tekanan normal dengan tekanan geser pada bidang keruntuhan, dengan persamaan : τf = f (σN) , dimana
f = tekanan geser (searah bidang) pada saat keruntuhan. N = tekanan normal. Ø = sudut gesekan ( internal friction angel), c = kohesi
Pada tanah berpasira (ikatan kohesi) : τf = σ N tan Ø Untuk tanah yang mengandung liat : τf = c +σ N tan Ø
Ketahanan gesek (komponen fisik kekuatan geser) ditimbulkan adanya (1) gaya saling menahan diantara dua benda yang digeser dan (2) dari rintangan karena adanya saling-kunci mengunci antara partikel-partikel yang bergerak tersebut. Faktor yang mempengaruhi kuat geser tanah (pengaruh lapangan ) • Keadaan tanah : angka pori, ukuran dan bentuk butiran • Jenis tanah : pasir, berpasir, lempung dsb • Kadar air (terutama lempung) • Jenis beban dan tingkatnya • Kondisi Anisotropis Keruntuhan geser (Shear failure )tanah terjadi bukan disebabkan karena hancurnya butir – butir tanah tersebut tetapi karena andanya gerak relative antara butir – butir tanah tersebut. Pada peristiwa kelongsoran suatu lereng berarti telah terjadi pergeseran dalam butir – butir tanah tersebut. Kekuatan geser yang dimiliki suatu tanah disebabkan oleh : • Pada tanah berbutir halus ( kohesif ) misalnya lempung kekuatan geser yang dimiliki tanah disebabkan karena adanya kohesi atau lekatan antara butir – butir tanah ( c soil ). • Pada tanah berbutir kasar (non kohesif ), kekuatan geser disebabkan karena adanya gesekan antara butir – butir tanah sehingga sering disebut sudut gesek dalam (φsoil ) • Pada tanah yang merupakan campuran antara tanah halus dan tanah kasar ( c dan φsoil ), kekuatan geser disebabkan karena adanya lekatan ( karena kohesi ) dan gesekan antara butir – butir tanah ( karena φ) 3. Kekuatan Tarik (Tensile Strenght) Kekuatan tarik dapat diberi batasan sebagai nilai tekanan tarik pada saat mulai terjadinya pemisahan. (σT) :
Kekuatan
tarik
biasanya
dianggap
pengukur
kohesi.
Kekuatan
tarik
dimana FT = gaya tarik, A = luas bidang keruntuhan Menurut Mitchel 1976, kohesi sebenarnya berasal dari : sementasi, gaya tarik menarik
elektrostatik dan elektromagnetik, ikatan valensi dan adesi. Kohesi semu berasal dari gaya kapiler dan gaya mekanis. Kekuatan tarik tanah dipengaruhi oleh kandungan dan jenis mineral liat, macam kation, kandungan bahan organik,dan kandungan air tanah. Selain itu, kekuatan tarik menjadi rendah dengan adanya retakan (Lambe dan Whitman, 1960 :teori Griffith), dengan persamaan : Untuk tekanan bidang (plane strain) Untuk regangan bidang
:
Dimana :
E = Modulus young 1 = panjang retakan V = nisbah Poisson = energi permukaan material
Kekuatan tarik ”T” dihitung dengan persamaan : , dimana A = d*L Untuk kekuatan tarik agregat : k = angka konstanta (Indonesia=0.576) , d = diameter agregat 4 . Pemadatan Tanah Pemadatan tanah adalah proses naiknya kerapatan tanah dengan memperkecil jarak antar partikel sehingga terjadi reduksi volume udara : tidak terjadi perubahan volume air yang cukup berarti pada tanah tersebut. Tingkat pemadatan diukur dari berat volume kering yang dipadatkan. Bila air ditambahkan pada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air tersebut akan berfungsi sebagai unsur pembasah atau pelumas pada partikel – partikel tanah. Karena adanya air, partikel – partikel tersebut akan lebih mudah bergerak dan bergeseran satu sama lain dan membentuk kedudukan yang lebih rapat/padat. Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar air dalam tanah (pada saat dipadatkan) meningkat. Kadar air yang ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan yang sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan volume juga akan meningkat secara bertahap pula. Adanya penambahan kadar air justru cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan karena air tersebut kemudian menempati ruang – ruang pori dalam tanah yang sebetulnya dapat ditempati oleh partikel – partikel padat dari tanah. Kadar air dimana berat volume kering maksimum tanah dicapai disebut kadar air maksimum. Selain kadar air, faktor – faktor yang mempengaruhi pemadatan adalah jenis tanah dan usaha pemadatan. Jenis tanah yang diwakili oleh distribusi ukuran butiran, bentuk butiran tanah, berat spesifik bagian padat tanah. Selain itu jumlah serta jenis mineral lempung yang ada pada tanah mempunyai pengaruh besar terhadap harga berat volume kering maksimum dan kadar air optimum dari tanah tersebut. Pada kadar air yang lebih rendah, adanya tegangan terik kapiler pada pori – pori tanah mencegah kecenderungan partikel tanah untuk bergerak dengan bebas untuk menjadi lebih padat. Kemudian tegangan kapiler tersebut akan berkurang dengan bertambahnya kadar air sehingga partikel – partikel menjadi mudah bergerak dan menjadi lebih padat.
Bila usaha pemadatan persatuan volume tanah berubah. Kurva pemadatan juga akan berubah. Tetapi harap dicatat bahwa tingkat kepadatan suatu tanah tidak langsung sebanding (proporsional) dengan usaha pemadatannya. Pemadatan tanah dapat diberi batasan sebagai perubahanvolume karena tanah diberi tekanan. Karena perubahan volume juga merupakan bentuk tetap, maka dapat dianggap sebagai salah satu bentuk keruntuhan, dan tekanan yang menyebabakan disebut kekuatan kompresi tanah (Gill dan Van den Berg, !967). harris menunjukkan bahwa tingkat perubahan total bobot volume tanah jika diberi tekanan kompresipada tanah berdebu lebih besar daripada tanah liat.
BAB III PENUTUP Kesimpulan : 1.
Keruntuhan geser ditandai dengan terjadinya bidang keruntuhan geser yang mempunyai arah searah dengan pok major dengan sudut ± 45º.
2.
Kekuatan tarik tanah dipengaruhi oleh kandungan dan jenis mineral liat, macam kation, kandungan bahan organik,dan kandungan air tanah.
3.
Kekuatan tarik dapat diberi batasan sebagai nilai tekanan tarik pada saat mulai terjadinya pemisahan. Kekuatan tarik biasanya dianggap pengukur kohesi.
4.
Pemadatan tanah adalah proses naiknya kerapatan tanah dengan memperkecil jarak antar partikel sehingga terjadi reduksi volume udara : tidak terjadi perubahan volume air yang cukup berarti pada tanah tersebut.
5.
Kekuatan tanah dapat diberi pengertian sebagai besarnya tekanan pada saat awal terjadinya keruntuhan (initial failure).
