bab i soil mechanics
DESCRIPTION
Bab i Soil MechanicsTRANSCRIPT
![Page 1: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/1.jpg)
MEKANIKA TANAH MEKANIKA TANAH (SOIL MECHANICS)(SOIL MECHANICS)
DAFTAR PUSAKADAFTAR PUSAKA
1.1.BRAJA M. DAS,PRINCIPLES OF GEOTECHNICAL BRAJA M. DAS,PRINCIPLES OF GEOTECHNICAL ENGINEERING, THE UNIVERSITY OF TEXAS AT EL PASOENGINEERING, THE UNIVERSITY OF TEXAS AT EL PASO
2.2.KOVACS, AN INTRODUCTION TO GEOTECHNICAL KOVACS, AN INTRODUCTION TO GEOTECHNICAL ENGINEERINGENGINEERING
3.3.IR. NOOR ENDAH MOCHTAR M.Sc., Ph.D dan IR. IR. NOOR ENDAH MOCHTAR M.Sc., Ph.D dan IR. INDRASURYA B, MOCHTAR M.Sc., Ph.D, MEKANIKA INDRASURYA B, MOCHTAR M.Sc., Ph.D, MEKANIKA TANAH (PRINSIP-PRINSIP REKAYASA GEOTEKNIS) TANAH (PRINSIP-PRINSIP REKAYASA GEOTEKNIS) PENERBIT ERLANGGA, 1998PENERBIT ERLANGGA, 1998
![Page 2: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/2.jpg)
BAB IBAB ISIFAT-SIFAT ELEMENTER TANAHSIFAT-SIFAT ELEMENTER TANAH
1. PendahuluanTanah didefinisikan sebagai material
yang terdiri dari agregat (butiran) mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut.
![Page 3: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/3.jpg)
Ilmu mekanika tanah (soil mechanics) adalah cabang dari ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat fisik dari tanah dan kelakuan massa tanah tersebut bila menerima bermacam-macam gaya.
Ilmu Rekayasa tanah (soil engineering) merupakan aplikasi dari prinsip-prinsip mekanika tanah dalam problem-problem praktisnya.
![Page 4: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/4.jpg)
2. Siklus Batuan dan Asal Usul Tanah
Butir-butir mineral yang membentuk bagian padat dari tanah merupakan hasil pelapukan dari batuan. Ukuran setiap butiran padat tersebut sangat bervariasi dan sifat-sifat fisik dari tanah banyak tergantung dari faktor-faktor ukuran, bentuk dan komposisi kimia dari butiran.
![Page 5: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/5.jpg)
Batuan dapat dibagi menjadi tiga tipe dasar:1. Batuan beku (igneous rock)2. Batuan sedimen (sedimentary rock)3. Batuan metamorf (metamorphic rock)
Batuan BekuBatuan beku terbentuk dari pembekuan magma cair
yang terdesak ke permukaan (dari bagian yang dalam sekali pada mentel bumi). Tersembul kepermukaan melalui rekahan-rekahan pada kulit bumi (fisure eruption) atau melalui gunung api (volcanic eruption), sebagian magma cair tersebut mendingin di permukaan bumi dan membatu. Kadang-kadang membeku di dalam permukaan bumi, yang membentuk batuan baku dalam atau plutonic rocks (disebut juga interupsi rock).
![Page 6: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/6.jpg)
PelapukanPelapukan adalah suatu proses terurainya
batuan menjadi partikel-partikel yang lebih kecil akibat proses mekanis dan kimia. Pelapukan mekanis dapat disebabkan oleh memuainya dan menyusutnya batuan akibat perubahan panas dan dingin terus menerus (cuaca, matahari dan lain-lain) yang akhirnya dapat menyebabkan hancurnya batuan itu sama sekali. Penyebab lainnya adalah meresapnya air ke dalam celah-celah atau pori-pori batuan dan es gletser, angin, air yang mengalir di kali atau sungai, dan gelombang air laut. Perubahan yang terjadi tanpa merubah dalam komposisi kimia dari mineral batuan tersebut.
![Page 7: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/7.jpg)
Pada proses pelapukan kimia, mineral batuan induk diubah menjadi mineral-mineral baru melalui reaksi kimia.
Proses pelapukan tidak saja terjadi pada batuan beku saja tetapi dapat juga terjadi pada batuan sedimen dan metamorf.
![Page 8: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/8.jpg)
Transportasi dan Produk Pelapukan
Produk dari pelapukan dapat tetap tinggal di satu tempat atau terbawa ke tempat lain oleh unsur pembawa seperti es, air, angin dan gravitasi.
Tanah yang terjadi oleh penumpukan produk pelapukan hanya ditempat asal saja disebut tanah residual. Sifat yang penting dari tanah residual adalah gradasi ukuran butirnya.
![Page 9: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/9.jpg)
Tanah yang terbawa ketempat lain dapat diklasifikasikan sebagai berikut:a. Tanah glacial adalah terbentuknya karena transportasi
dan deposisi oleh gletser (sungai air).b. Tanah Alluvial adalah terbentuk karena tersangkut oleh
air yang mengalir dan terdeposisi sepanjang aliran sungai.
c. Tanah Lacustrine adalah terbentuk karena deposisi di danau-danau yang tenang.
d. Tanah marine adalah terbentuk karena deposisi laut.e. Tanah aeolian adalah terbentuk karena terangkut dan
terdeposisi oleh angin.f. Tanah colluvial adalah terbentuk oleh pergerakan tanah
dari tempat asalnya karena gravitasi seperti yang terjadi pada saat tanah longsor.
![Page 10: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/10.jpg)
Batuan SedimenDeposit dari tanah kerikil, pasir, lanau dan
lempung hasil pelapukan dapat menjadi lebih padat karena adanya tekanan lapisan tanah di atasnya dan adanya sementasi antar butiran oleh unsur-unsur sementasi oleh oksida besi, kalsit, dolomit dan kuarsa. Unsur sementasi biasanya terbawa dalam larutan air tanah. Unsur tersebut mengisi ruang antar butiran dan kemudian membentuk batuan sedimen. Batuan sedimen yang terbentuk dengan cara tersebut disebut batuan sedimen detrital, contohnya adalah: konglomerat, bresia, sandstone, mudstone, dan shale.
![Page 11: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/11.jpg)
Batuan sedimen dapat juga terbentuk melalui proses kimia, disebut dengan batuan sedimen kimia. Contohnya batu kapur, lime stone, dolomit, gypsum, dan anhydrit.
Batuan yang terbetnuk karena penguapan air laut dan menghasilkan bahan endapan dinamakan batuan evavorites. Contohnya adalah gypsum, garam (Nac1).
![Page 12: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/12.jpg)
Batuan MetamorfPeristiwa metamorf adalah proses
perubahan komposisi dan tekstur dari batuan akibat panas dan tekanan tanpa pernah menjadi cair. Dalam peristiwa metamorf mineral-mineral baru terbentuk dan butir-butir mineralnya terkena geseran yang kemudian membentuk tekstur batu metamorf yang berlapis-lapis.
Granit, diorit dan gabro berubah menjadi Gneiss pada peristiwa metamorf tingkat tinggi.
![Page 13: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/13.jpg)
Shale dan mudstone berubah menjadi slates dan phylite pada peristiwa metamorf tingkat rendah.
Schist adalah jenis batuan metamorf yang mempunyai tekstur berlapis-lapis dan dapat dilihat pula pada teksturnya ada bentuk kepingan atau lempengan dari mineral mika.
Pada tekanan dan panas yang besar sekali, batuan metamorf mungkin cair menjadi magna dan siklus batuan terulang kembali.
![Page 14: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/14.jpg)
PARTIKEL TANAHUkuran Partikel Tanah
Ukuran partikel tanah sangat beragam dengan variasi yang cukup besar. Tanah umumnya dapat disebut sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pada tanah tersebut.
Tabel 1. DItunjukkan batas-batasan ukuran golongan jenis tanah yang telah dikembangkan oleh MIT, USDA, AASHTO, USCS. Tabel 1 memperlihatkan perbandingan penggolongan tanah berdasarkan ukuran butir yang dikemukakan oleh beberapa lembaga.
![Page 15: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/15.jpg)
Berat Spesifik (Gs)
Harga berat spesifik dari butiran tanah (bagian padat) sering dibutuhkan dalam bermacam-macam keperluan perhitungan dalam mekanika tanah. Harga tersebut dapat ditentukan secara akurat di laboratorium. Tabel 1. Menunjukkan harga spesifik beberapa mineral yang umum terdapat di tanah.
![Page 16: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/16.jpg)
Tabel 1. Berat spesifik mineral-mineral penting
No. Mineral Berat spesifik (Gs)
1 Kuarsa 2,65
2 Kaolinite 2,6
3 Illite 2,8
4 Montomorillonite 2,65 – 2,80
5 Halloysite 2,0 – 2,55
6 Potassium Felspar 2,57
7 Sodium dan calsium felspar 2,62 – 2,76
8 Chlorite 2,6 – 2,9
9 Biotite 2,8 – 3,2
10 Muscovite 2,76 – 3,1
11 Hornblende 3,0 – 3,47
12 Limonite 3,6 – 4,0
13 Olivine 3,27 – 3,37
![Page 17: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/17.jpg)
Analisis Mekanis dari Tanah
Analisis mekanis dari tanah adalah penentuan variasi akuran partikel yang ada pada tanah. Variasi tersebut dinyatakan dalam persentase dari berat kering total. Ada dua cara yang umum digunakan untuk mendapatkan distribusi ukuran tanah, yaitu:
1. Analisis Ayakan.
2. Analisis Hidrometer.
![Page 18: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/18.jpg)
Analisis Ayakan
Analisis ayakan adalah mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan di mana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Untuk standar Amerika Serikat, nomor ayakan dan ukuran lubang diberikan dalam tabel 2.
![Page 19: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/19.jpg)
Tabel 2. Ukuran-ukuran ayakan standar Amerika SerikatNo. Mineral Diameter (mm)
1 4 4,750
2 6 3,350
3 8 2,360
4 10 2,000
5 16 1,180
6 20 0,850
7 30 0,600
8 40 0,425
9 50 0,300
10 60 0,250
11 80 0,180
12 100 0,150
13 140 0,106
14 170 0,088
15 200 0,075
16 270 0,053
![Page 20: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/20.jpg)
Tabel 3. Analisis ayakan (massa contoh tanah kering = 450 gram)
NoNo.
AyakanDiameter
(mm)
Massa tanah yang tertahan tiap ayakan
(g)
Persentase tanah yang tertahan
Persentase yang lolos (%)
1 2 3 4 5 6
1 10 2,000 0 0 100,00
2 16 1,180 9,90 2,20 97,80
3 30 0,600 24,66 5,48 92,32
4 40 0,425 17,60 3,91 88,41
5 60 0,250 23,90 5,31 83,10
6 100 0,150 35,10 7,80 75,30
7 200 0,075 59,85 13,30 62,00
8 Lengser - 278,99 62,00 0
Kolom 5 = (Kolom 4) / (massa tanah total) x 100
Kolom 6 juga disebut persentase butiran yang lolos ayakan
![Page 21: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/21.jpg)
Kurva Distribusi Ukuran-Butiran
![Page 22: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/22.jpg)
Tiga parameter yang dapat
ditentukan darikurva tersebut :1. Ukuran Efektif (effective size).
2. Koefisien Keseragaman (uniformity coefficient).
3. Koefisien Gradasi (coefficient of gradation).
![Page 23: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/23.jpg)
Diameter dalam kurva distribusi ukuran butiran yang bessesuai dengan 10% yang lebih halus (lolos ayakan) didefinisikan sebagai ukuran efektif, atau D10.
• Koefisien keseragaman diberikan dengan hubungan :
D60 Cu = D10dimana :
Cu = Koefisien keseragaman
D60 = Diameter yang bersesuai dengan 60% lolos
ayakan yang ditentukan dari kurva distribusi
ukuran butiran.
![Page 24: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/24.jpg)
• Koefisien gradasi dinyatakan sebagai D30 Cc = D60 x D10
dimana:i
Cc = Koefisien gradasi
D30 = Diameter yang bersesuaian
dengan 30% lolos ayakan.
![Page 25: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/25.jpg)
Batasan-batasan Ukuran Golongan Tanah
![Page 26: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/26.jpg)
Berikut ini adalah hasil dari analisis ayakan:
Ayakan USA No. Massa tanah yang tertahan pada tiap-tiap ayakan (gram)
4 0
10 21,6
20 49,5
40 102,6
60 89,1
100 95,6
200 60,4
Lengeser 31,2
a. Tentukan persentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan.
b. Gambarlah kurva distribusi ukuran butirannya.
c. Tentukan jenis tanah dan persentasenya berdasarkan klasifikasi MIT dan USCS.
d. Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butir tersebut.
e. Hitung koefisien keseragaman, Cu.
f. Hitung koefisien gradasi, Cc.
![Page 27: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/27.jpg)
Penyelesaian
No. Ayakan
Diameter (mm)
Massa tanah yang tertahan tiap ayakan (gr)
Persentase tanah yang tertahan
pada tiap ayakan (%)
Kumulatif % tanah yang
tertahan
Kumulatif % yang lolos
4 4,750 0 0/450 x 100% = 0 0 100
10 2,000 21,6
20 0,850 49,5
40 0,425 102,6
60 0,250 89,1
100 0,150 95,6
200 0,075 60,4
Lengser - 31,2
![Page 28: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/28.jpg)
c. Jenis Tanah
MIT USES
Pasir (2-0,06 mm)
Kerikil > 2 = 0% Kerikil (76,2 – 4,75 mm) = 0%
Pasir (2 – 0,06) = 93,06% Pasir (4,75 – 0,075 mm) = 93.06%
Lanau (0,06 – 0.002) = 6,94% Lanau & lempug (<0.0075 mm) = 6,94%
d. e.
D10 = 0,08 mm Cu = D60/D10 = 0,39/0,08 = 4,875
D30 = 0,18 mm
D60 = 0,39 mm
f.
Cc = D302 (0,18)2 0,0324 D60 x D10 0,39 (0,08) 0,0312
= = = 1,038
![Page 29: Bab i Soil Mechanics](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062217/563dbaef550346aa9aa8e158/html5/thumbnails/29.jpg)