Kekuatan tanah :(Gill & Van den Berg, 1967)Kemampuan tanah menahan tekanan.Kemampuan tanah untuk bertahanterhadap usaha perubahan bentuk(deformasi) atau karena regangan(strain)

= Nilai tekanan pada saat terjadinyaKeruntuhan, satuannya Pa (Pascal)

Usaha

Luar : Beban bangunanAlat-alat pertanianhewan2 besar

Dalam : Pertumbuhan akar Hewan tanahseperti cacing tanah, kumbang tanah

Kekuatan tanah merupakan sifat yang seringBerubah tergantung pada jenuh tidaknyaSuatu tanah terhadap air Teori Plastisitas (Plasticity theory)

STRESS = TEKANAN (Pa)STRAIN = REGANGAN (%)YIELD = KEBERHASILANFAILURE = KERUNTUHAN (%)

L

F

∆L

L € l = ∆L/ L x 100%

VV

F

F€V = ∆V/ V x 100%

Gambar 1. Pengertian tentang regangan (a) Regangan linier (b) Regangan volume

Stres (tekanan) = Strain (regangan)

REGANGANKEKUATAN TANAH ----- REGANGAN -----KEBERHASILAN----KERUNTUHAN

Terjadinya sebelum keruntuhan suatutanah telah mengalami perubahanbentuk.: Nisbah antara pertumbuhan/pengurangan panjang atau volume karena tekanan dengan Panjang atau volume semula %

Є l = ∆l/l x 100% Єv = ∆v/v x 100%

HUBUNGAN ANTARA TEKANAN & REGANGAN

Kekuatan tanah adalah nilai (besarnya)tekanan pada saat terjadinya keruntuhan

Bila tidak terjadi keruntuhan, kekuatan tanah diberi batasan sebagai nilai tekanansuatu regangan tertentu (misal; saat regangan10%,15%, 20%)

KEKUATAN TANAH :

Perubahan bentuk tanah ; Keruntuhan == K tarik, K geser, pemadatan

1. Kekuatan Geser ; Sudut gesekan tanah, kohesi,cara mengukur

kekuatan geser 2. Kekuatan Tarik

Kandungan & jenis mineral liat, macam kationkandungan bahan organik,kandungan air

3. Penetrometer

ƒ(S) ≠ > 0 terjadi perubahan bentuk tetap

Hubungan antara tekanan & regangan pada suatu benda

S (KPa)

Є (%)

1. KEKUATAN GESER

Keruntuhan Geser ditandai dengan terjadinya keruntuhan (bidang geser) searah dengan tekanan utama besar (major prinsiple stress) denganSudut (45° + θ )/2

Teori Geser Maksimum (Coulomb,1976)Keruntuhan terjadi bila tekanan geser yang di-berikan mencapai titik kritis dari kemampuantanah

Navier & Mohr : ada hubungan fungsionalAntara tekanan normal (normal stress) dgTek geser pada bidang keruntuhan

Ґf = tek geser saat keҐf = f (Ґ N) runtuhan

ҐN = tekanan normal tegak lurus bid keruntuhan

Pada tanah pasir/pasiran ===== tidak ada ikatanAntar partikel (kohesi)

Ґf = ҐN tan θ θ = sudut gesek tnh

Tanah2 yg mengandung liat

Ґf = C + ҐN tan θ C = kohesi

Kekuatan geser ditandai oleh - ketahanan gesekan - kohesi geser

θҐf = ҐN tan θ

C

Ґf = ҐN tan θ

Hubungan antara tekanan geser dan tekanan normal

Komponen fisik kekuatan geser adalah ketahanan geserKetahan geser ditimbulkan oleh adanya :- Gaya saling menahan antara 2 benda yg digeser====

kekasaran permukaan- Rintangan karena adanya saling mengunci (interlocking) - mikro interlocking :berasal dr kekasaran permukaan dr bag. benda yg saling bergeser.sebelum terjadi keruntuhan tidak terjadi penambahan volume - makro interlocking : p+an vol >> disebabkan partikel2 penyusun tanah perlu mengatur tempat kedudukannya sedemikian rupa ----keruntuhan atau terjadi pemecahan partikel

Ketahanan gesekan dipengaruhi oleh :

1.Ukuran partikel (nilai sdt gesekan < - ukuran partikel> liat : - jumlah liat & jenis liat)

2. Kandungan air ( air berfungsi spt pelumas pd mineral bentuk lempeng, sebaliknya pd mineral bentuk butiran)

3. Susunan partikel ( kepadatan menurun --- rasio ruang meningkat)

2. KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)

Kekuatan tarik ------- benda terpisah menjadi 2 / >

Yi : nilai tekanan pada waktu mulai terjadi pemisahan

Kekuatan tarik tanah :1. Kandungan & jenis mineral liat2. Macam kation3. Kandungan bahan organik4. Kandungan air tanah

Gambar : Keruntuhan dan Kekuatan tarik

a. Awal test

b. Pertengahan test

c.Awal terjadi keruntuhan

Paling berperan kekuatan tarik -----gaya kohesiSumber gaya kohesi :Gaya kohesi sebenarnya :

- sementasi (C03,Si, Al, Fe0 & BO)- gaya tarik menarik elektrostatik &

elektromagnetik (gaya Van der Walls,gaya ini efektif pada jarak < 1000 angstrom- ikatan valensi- adhesi

Kohesi semu- gaya kapiler- gaya mekanis

Kompresi

: Tekanan yang menyebabkan perubahan tetap (keruntuhan) dalam hal ini Adalah perubahan volume

Pada Kompresi saat mulai terjadinya keruntuhan sulit diamati, karena sulit membedakan antara keruntuhan yang disebabkan oleh pergeseran (shear)dengan Kompresi dapat(= kompresi dapat terjadi dengan atau tanpa geseran.

Kompresi dapat dibedakan 2 macam yi.:1. Pemadatan : perubahan volume terjadi dengan mengeluarkan udara2. Konsolidasi: perubahan volume terjadi dengan mengeluarkan airKompresi diukur melalui“Ketahanan Tanah” terhadap tekanan (kompresi).

Faktor2 yang berpengaruh :1. Tekstur ---- sebaran ukuran partikel2. Jenis liat – menentukan besarnya gaya tarik menarik & tolak menolak3. Kadar air4. Macam kation5. Kepadatan susunan (= struktur)

3. Penetrometer Penetrometer adalah suatu alat untuk mengukur ketahanan tanahJika suatu jarum atau akar tanaman masuk kedalam tanah, maka Tanah akan bereaksi untuk menahan masuknya jarum atau akar tsb.Saat jarum penetrometer bergerak maka tanah akan mengalami:Keruntuhan dalam bentuk :

- keruntuhan geser Ketahanan tanah untk- keruntuhan tegangan menahan gerak jarum- kompresi =ketahanan penetrasi

( = kekuatan majemuk tanah)Ketahanan penetrasi = “ Cone Index” (= Qp)

Parameter yang berperan pada ketahanan penetrasi ini :- gesekan tanah- tegangan (berperan bila tanah kering)- kompresi dan- gesekan antara tanah dan logam

Keruntuhan yang terjadi pada saat tanah ditembus jarum penetrometer

a. Gesekan antar partikelb. Kompresic. Tegangan / pemisahan

Hasil pengukuran penetrometer dipengaruhi oleh :1. Bahan jarum penetrometer berhubungan dengan sudut gesekan antara jarum dengan tanah2. Cara pengukuran :- Kecepatan penetrasi

- Diameter cone - Sudut jarum penetrometer3. Sifat tanah seperti ; - tekstur

- kandungan & jenis liat - Berat volume (ρb) - Kadar air tanah

Contoh : Qp makin menurun dengan meningkatnya % liat -----Pada pF -33kPa & ρb 1.55g/cm3 maka pada tanah pasir berlempung dg 9% liat

Qp = 800kPaDan pada tanah lempung Colombia dg 18 % liat Qp = 18 kPa.BV :

Ρb (g/cm3) 1.55 1.35 1.25

Qp (kPa) 1800 900 700