belajar bareng yuk^^

Laman

Quote

Quote

Powered by Blogger.

Popular Posts

Quote

Search

Loading...

Followers

Entri Populer

TEGANGAN EFEKTIF



1.    Pengertian
Berat tanah yang terendam air disebut berat tanah efektif, sedangkan tegangan yang terjadi akibat berat tanah efektif di dalam tanah disebut tegangan efektif. Pada tanah granuler, tanah pasir, dan kerikil dikenal dengan tegangan intergranuler. Tegangan efektif merupakan tegangan yang mempengaruhi kuat geser dan perubahan volume atau penurunan tanah.

2.    Tegangan Efektif dan Tegangan Netral
Terzaghi (1923) memberikan prisip tegangan efektif yang bekerja pada tanah jenuh air yang dinyatakan dalam persamaan :
σ = σ’ + u
 
                                                                                                                          (1.1)
dimana
σ    =  tegangan normal total pada suatu bidang di dalam massa tanah (tegangan akibat berat tanah total termasuk ruang pori, persatuan luas yang arahnya tegak lurus)
u    =    tekanan pori (u), dikenal dengan tekanan netral yang bekerja ke segala arah sama besar
σ’   =    tegangan normal efektif (σ’), yaitu tegangan yang dihasilkan dari beban butiran tanah efektif per satuan bidang luas
σz = γsat z
 
Tegangan efektif dalam tanah dapat ditentukan dengan cara meninjau lapisan tanah dengan permukaan mendatar dan dengan permukaan air tanah pada permukaan. Tegangan vertikal total  (σz) merupakan tegangan normal pada bidang horisontal pada kedalaman z, dengan persamaan :
                                                                                                                          (1.2)
σz   =    kedalaman titik di dalam tanah
γsat =    berat volume tanah jenuh
Jika air tidak mengalir maka tekanan air pori pada sembarang kedalaman akan berupa tekanan hidrostatis. Karena itu pada kedalaman z tekanan pori (u), dapat didefinisikan :
u = γw z
 
                                                                                                                          (1.3)
                                 

Gambar 1.1 Tegangan efektif


Menurut persamaan (1.1) tegangan vertikal efektif (σz’) pada kedalaman z :
σz’ = σz – u
σz = z γsat – z γw
σz = (γsatγw) z
 σz= γ’ z
 


           

                                                                                                                                
                                                                                                                          (1.4)

dengan γ’ merupakan berat volume apung atau berat volume tanah efektif saat tanah terendam air.
σ = σ’ + ua – X (ua - uw)
 
            Tekanan air pori (uw) harus lebih kecil daripada tegangan yang terjadi dalam udara (ua) akibat tarikan permukaan. Sehingga Bishop (1995) mengusulkan persamaan hubungan tegangan total(σ) dan tegangan efektif (σ’) untuk tanah jenuh :
                                                                                                                          (1.5)
Gambar 1.2
dengan :
X   =    parameter  yang ditentukan secara ekperimental
uw =    tekanan air pori
ua   =    tekanan udara dalam pori
Untuk tanah jenuh (S = 1) nilai X = 1 untuk tanah kering sempurna (S = 0) maka X = 0

3.    Tegangan pada Tanah Jenuh Air tanpa Rembesan
Gambar 1.3
Pada gambar 1.3 menunjukan suatu massa tanah jenuh air di dalam suatu tabung tanpa adanya rembesan air ke segala arah. Tegangan total di titik A dapat dihitung dengan cara :
σ = H γw + (HA - H) γsat
 
                                                                                                              (1.6)
dimana
σ    =    tegangan total pada titik A
γw   =    berat volume air
γsat  =    berat volume tanah jenuh air
H   =    tinggi muka air diukur dari permukaan tanah di dalam bidang
HA =    jarak antara titik A dan muka air
Tegangan total (σ) dari persamaan (1.6) dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :
a)      Bagian yang diterima oleh air di dalam ruang pori yang menerus (tegangan ini bekerja ke segala arah sama besar)
b)      Sisa dari tegangan total dipikul oleh butiran tanah padat pada titik-titik sentuhnya.

4.    Tegangan pada Tanah Jenuh Air dengan Rembesan
Tegangan efektif pada suatu titik akan mengalami perubahan dikarenakan oleh adanya rembesan air yang melaluinya. Tegangan efektif ini akan bertambah besar atau kecil tergantung pada arah rembesan.
a)      Rembesan ke Atas
Gambar 1.4
Pada gambar 1.4 menunjukan suatu lapisan tanah berbutir di dalam silinder dimana terdapat rembesan air ke atas yang disebabkan adanya penambahan air melalui saluran pada dasar silinder.
Pada titik A
Tegangan total (σA)     = H1γw
Tekaan air pori (uA)     = H1γw
Tegangan efektif (σA’)= σA - uA = 0
Pada titik B
Tegangan total (σB)     = H1γw + H2γsat
Tekaan air pori (uB)     = (H1 + H2 + h) γw
Tegangan efektif (σB’)= σB – uB
                                    = H2γsat - γw - h γw
                       


b)      Rembesan ke Bawah
Gambar 1.5
Keadaan di mana terdapat rembesan air ke bawah dapat dilihat dalam gambar 1.5. Ketinggian air di dalam silinder diusahakan tetap, hal ini diatur dengan cara menambahkan air dari atas dan pengaliran air ke luar melalui dasar selinder.
Tegangan total (σB)     = H1γw + zγsat
Tekaan air pori (uB)     = (H1 + z – iz)γw
Tegangan efektif (σB’)= σB – uB
                                    = (H1γw + zγsat) – (H1 + z – iz) γw
                                                = z γ’ + iz γw                                                                       (1.7)

5.    Penggelembungan pada Tanah yang Disebabkan oleh Rembesan di Sekeliling Turap
Gaya rembesan per satuan volume tanah dapat dihitung untuk memeriksa kemungkinan keruntuhan suatu turap di mana rembesan dalam tanah dapat menyebakan penggelemmbungan (heave) pada daerah hilir sesuai yang ditunjukan oleh gambar 1.6. Terzaghi (1992) menyimpulkan bahwa penggelembungan udara pada umumnya terjadi pada daerah sejauh D/2 dari turap (di mana D adalah kedalaman pemancangan turap).
            FS = 

Gambar 1.6
Dimana :
FS  =    faktor keamanan
W’ =    berat tanah basah di daerah gelembung per satuan lebar turap

6.    Penentuan Zona Potensi Likuifasi di Kota Maumere dengan Pendekatan Tegangan Efektif Melalui Metoda Poroelastisitas dan Elemen Hingga
Ketika pasir lepas jenuh mengalami getaran gempa maka tekanan air pori akan meningkat. Kenaikan ini akan mengurangi tegangan efektif tanah dan apabila terus berlanjut maka tegangan efektif akan menjadi nol sehingga tanah kehilangan kekuatannya. Kondisi ini disebut Likuffaksi. Kerugian yang diakibatkan likuifaksi sangat besar, oleh karena itu perlu dibuat suatu peta kerentanan likuifaksi pada daerah tertentu terutama yang terletak di daerah berpasir yang rawan gempa dan memiliki arti strategis tertentu. Penentuan zona kerentanan likuifaksi sangat bermanfaat karena membantu para perancang bangunan-bangunan sipil dalam menentukan lokasi proyeknya dan menentukan perlakuan-perlakuan apa saja yang diperlukan untuk menanggulangi fenomena ini.
Penentuan zone potensi likuifaksi yang digunakan adabab dengan analisis tegangan efektif melalui Metoda Karakteristik yang berdasarkan konsep poroelastisitas dan analisis dinamik. Hasil yang didapat menunjukkan rawannya daerah pantai terhadap bahaya likuifaksi yang diindikasikan dengan turunnya tegangan efektif mendekati nol.


Soal – soal :
           
1.   Hitung tegangan total dan tegangan efektif di A apabila γsat = 10 kN/m3




                                 
                                                    

      Jawab :

·         Tegangan Total
σA = (1 x 10) + (3 x 9,8)
     = 39.43 kN/m2

·         Tekanan Air Pori
ua = 4 x 9,8
    = 39,2 kN/m2

·         Tegangan Efektif
σ’ = σA - ua  
σ’ = 39.43 – 39,2
σ’ = 0,23 kN/m2


2. Hitung tegangan efektif di A apabila γsat = 15 kN/m3 dan γb = 10 kN/m3 apabila
    a. permukaan air di (a)
    b. permukaan air di (b)
                               




      Jawab :
a.       Tegangan di A
σA = 2 γb
     = 20 kN/m2
ua = 0
σ’ = σA - ua  
σ’ = 20– 0
σ’ = 20 kN/m2


b.      Tegangan di A
σA = 2 γsat + 2 γw
     = (2 x 15) + (2 x 9,8)
     = 49,6 kN/m2
ua = 4 γw
    = 4 x 9.8
    = 39,2 kN/m2
σ’ = σA - ua  
σ’ = 49.6 – 39.2
σ’ = 10,4 kN/m2


Anda baru saja membaca artikel yang berkategori mekanika tanah 1 dengan judul TEGANGAN EFEKTIF. Anda bisa bookmark halaman ini dengan URL http://belajar-teknik-sipil.blogspot.com/2011/03/tegangan-efektif.html. Terima kasih!
Ditulis oleh: GONDELLS -

3 komentar untuk "TEGANGAN EFEKTIF"

  1. ga ngerti ane yang beginian
    haha...
    ane mampir aje deh gan

    ReplyDelete
  2. makasih banyak atas definisi ttg ilmu tegangan efektif ini jelas walaupun sedikit, harapin kita bisa-bisa nambah lagi dengan lapisan tanah atau karakteristik tanah yg berpasiran.

    ReplyDelete
  3. ilmu ini sy dpt dl waktu semester 4...teknik sipil emang nikmat bt belajar. kalau gak kuat otak bisa fanas...qiqiqqiiq

    ReplyDelete