Kuliah Mektan II 05

SI-215MEKANIKA TANAH II

DOSEN:

Analisis Penurunan danKonsolidasi

DOSEN:DR. techn. INDRA NOER HAMDHAN, ST., MT.DR. Ir. IMAM ASCHURI, MT.DR. YUKI ACHMAD YAKIN, ST, MT

JURUSAN TEKNIK SIPILINSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL

BANDUNG 2012

Pendahuluan

1) Tegangan tanah yg terjadi< daya dukung tanah ijin

2) Penurunan yg terjadi <penurunan ijin

Persyaratan StabilitasKonstruksi Bangunan Sipil:

penurunan ijin

Penurunan Ijin

Penurunan (Settlement)

Penurunan bangunan dapat terjadi akibat:

• Penurunan seketika (Immediately settlement)

• Penurunan konsolidasi (Consolidation settlement)

• Konsolidasi primer

• Konsolidasi sekunder


• Konsolidasi sekunder

Penurunan Seketika (Immediately settlement):

Penurunan yang terjadi akibat tambahan teganganefektif pada tanah tetapi air pori dalam tanah belumterdisipasi (sifat elastis tanah)

Penurunan Konsolidasi (Consolidation settlement):

Penurunan yang terjadi akibat tambahan tegangan efektifpada tanah sehingga air pori dalam tanah terdisipasi

Hasil proses konsolidasi:


• Besarnya penurunan (settlement), mm, cm

• Kecepatan penurunan ( settlement), hari, bln, tahun

Faktor yang mempengaruhi besarnya penurunan:

1. Sifat kompresibilitas tanah

2. Tebal lapisan tanah yang kompresibel

3. Besarnya tekanan efektif tanah

Faktor yang mempengaruhi kecepatan proses


Faktor yang mempengaruhi kecepatan prosespenurunan:

1. Tebal lapisan tanah yang kompresibel

2. Kondisi drainase

3. Waktu beban bekerja

4. Keberadaan permeable tanah

Penurunan Konsolidasi

Time-Consolidation Relationship UnderConstant Load

Jenis tanah berdasarkan tegangan yangdialami:

1. Normally Consolidated soils

2. Over Consolidated soilsPo = . ho

Pc = . hc


hc ho

Po = . ho

Pc = . hc

Po = Pc

hc

ho

Pc = . hc

Po < Pc

Normally Consolidated soils Over Consolidated soils

Analogi proses konsolidasi dari Terzaghi

Konsolidasi Terzaghi

Ditinjau dari beberapa kondisi:

1. Tidak air dalam piston

2. Ada air dalam piston tapi katub ditutup

3. Ada air dalam piston tapi katup dibuka penuh

4. Ada air dalam piston tapi katup dibuka tidak penuh

Consolidometer atauOedometer

Maksud :

mempelajari karakteristik

Uji Konsolidasi di Laboratorium

mempelajari karakteristikkompresibiltas tanah

• Menganalisis besarnya penurunan melalui grafikhubungan tegangan dan angka pori

• Menganalisis waktu proses konsolidasi melalui grafikhubungan penurunan dan waktu

Hasil pengujian:


Time vs Consolidation Rate

Pressure vs Void Ratio

Calculation of consolidation settlementdibagi 2 case:

1. Normally consolidated

Calculation of Consolidation Settlement

1. Normally consolidated

2. Over consolidated

How to determine whether the soils will beclassified normally consolidated or overconsolidated ????????

Tegangan Prakonsolidasi


Casagandre Procedure for determining preconsolidation pressure

Step penentuan NC atau OC :

1. Tentukan overburden pressure(Po= . ho)

2. Tentukan Tegangan Prakonsolidasi (Pc)

3. Tentukan rasio Teg. Prakonsolidasi (Pc)


3. Tentukan rasio Teg. Prakonsolidasi (Pc)dengan Teg. Overburden (Po),

OCR= Pc/Po

4. Normal Consolidated (OCR≤1) dan OverConsolidated (OCR>1)


2

1

o

21

)/(

1

e1

HCc.S

)/(.

2121

P

PLogsehingga

ppLogCce

Cc

HSH

ppLoge

LogPLogPe

ee

o

00

log1 P

PPH

e

CS oc

Normally Consolidated Soils

001 Pe

Over Consolidated Soils

00

log1 P

PPH

e

CS or

Case 1 (Po+P)< Pc

Case 2

Case 1

Over Consolidated Soils

)(log

1)(log

1 000 c

cccr

P

PPH

e

C

P

PH

e

CS

Case 2 (Po+P)> Pc

Soil Compressibility

)1/('

log'1

2

peCC

t

tHCS

Penurunan Konsolidasi Sekunder

p

Kecepatan proses konsolidasi dipengaruhi:

• Koefisien konsolidasi (sifat tanah)

• Tebal lapisan tanah kompresibel

• Drainase tanah (1 arah atau 2 arah)

Waktu dan Derajat Konsolidasi

Penurunan akibat proses konsolidasi telah selesai,maka derajat konsolidasinya 100% (U=100%)

Jika suatu saat (waktu, t), besar penurunannyaSt, maka Derajat Konsolidasi nya :

%100xS

U t

Waktu dan Derajat Konsolidasi

%100xS

U t

U = 60% artinya bahwa saat itu penurunan yangterjadi 60% dari S (penurunan total konsolidasiprimer) dan waktu yang dibutuhkan disebut t60

Assumptions:

• Clay-water system is homogeneous

• Saturation is complete

• Compressibility of water is negligible

• Compressibility of soil grains is negligible

• Water flows only in one direction (in direction of loading)

Teori Konsolidasi Terzaghi

• Water flows only in one direction (in direction of loading)

• Darcy’s law is valid

y wx z

w 0

v Wv v 1 1 e

x y z t 1 e t

x x x x

y y y y

hv k i k

x

hv k i k

y

Mathematical Derivation (1)

Teori Konsolidasi 1D

y y y y

z z z z

v k i ky

hv k i k

z

t

e

ez

hk

y

hk

x

hk w

zyx

02

2

2

2

2

2

1

t

e

ez

uk

y

uk

x

uk w

zyx

02

2

2

2

2

2

1

t

e

ez

uk w

z

02

2

1

t

u

ta

t

u

tau

ta

ta

t

ev

wvwvv



t

u

tek

a

z

u

z

vw

02

2

1

t

u

ct

u

ek

a

z

u

vz

vw

1

1 02

2

2

2

z

uc

t

uv


wv

z

vw

zv

m

k

a

ekc

)1( 0

)1( 0e

am v

v

Dengan menggunakan deret Fourier


Dengan menggunakan deret Fourier

td

CT v

v 2

Tv = Faktor waktu

Cv = Koefisien konsolidasi

t = Waktu

d = Panjang lintasan

d = 1/2H d = H


(a) Double Drainage (b) Single Drainage

td

CT v

v 2


Untuk menentukan nilai Cv (Coefficient ofconsolidation) di laboratorium digunakan beberapacara, diantaranya:

1) Log Time method2) Root Time Method

Koefisien Konsolidasi (Cv)

2) Root Time Method

Log Time Method

2

50

VV d

t

TC


196,050

50

VTU

t

Root Time Method

2 VV d

t

TC


848,090

90

V

V

TU

dt

C

Metode yang sering digunakan untukmempercepat proses konsolidasi adalah:1) Preloading2) Drainase vertikal3) Kombinasi

Drainase Vertikal

3) Kombinasi

Vertical Drains

Vertical Drains

Vertical Drains

Kuliah Mektan II 05

Documents

Transcript of Kuliah Mektan II 05