Kuliah Mektan II 05
-
Upload
miftahul-falah -
Category
Documents
-
view
43 -
download
10
description
Transcript of Kuliah Mektan II 05
SI-215MEKANIKA TANAH II
DOSEN:
Analisis Penurunan danKonsolidasi
Page 1
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:
Page 2
penurunan ijin
Penurunan Ijin
Page 3
Penurunan (Settlement)
Page 4
Penurunan bangunan dapat terjadi akibat:
• Penurunan seketika (Immediately settlement)
• Penurunan konsolidasi (Consolidation settlement)
• Konsolidasi primer
• Konsolidasi sekunder
Penurunan (Settlement)
Page 5
• 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:
Penurunan (Settlement)
Page 6
• 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
Penurunan (Settlement)
Page 7
Faktor yang mempengaruhi kecepatan prosespenurunan:
1. Tebal lapisan tanah yang kompresibel
2. Kondisi drainase
3. Waktu beban bekerja
4. Keberadaan permeable tanah
Penurunan Konsolidasi
Page 8
Time-Consolidation Relationship UnderConstant Load
Jenis tanah berdasarkan tegangan yangdialami:
1. Normally Consolidated soils
2. Over Consolidated soilsPo = . ho
Pc = . hc
Penurunan Konsolidasi
Page 9
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
Page 10
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
Page 11
mempelajari karakteristikkompresibiltas tanah
• Menganalisis besarnya penurunan melalui grafikhubungan tegangan dan angka pori
• Menganalisis waktu proses konsolidasi melalui grafikhubungan penurunan dan waktu
Hasil pengujian:
Uji Konsolidasi di Laboratorium
Page 12
Time vs Consolidation Rate
Pressure vs Void Ratio
Calculation of consolidation settlementdibagi 2 case:
1. Normally consolidated
Calculation of Consolidation Settlement
Page 13
1. Normally consolidated
2. Over consolidated
How to determine whether the soils will beclassified normally consolidated or overconsolidated ????????
Tegangan Prakonsolidasi
Uji Konsolidasi di Laboratorium
Page 14
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)
Penurunan Konsolidasi
Page 15
3. Tentukan rasio Teg. Prakonsolidasi (Pc)dengan Teg. Overburden (Po),
OCR= Pc/Po
4. Normal Consolidated (OCR≤1) dan OverConsolidated (OCR>1)
Penurunan Konsolidasi
Page 16
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
Page 17
001 Pe
Over Consolidated Soils
00
log1 P
PPH
e
CS or
Case 1 (Po+P)< Pc
Case 2
Case 1
Over Consolidated Soils
Page 18
)(log
1)(log
1 000 c
cccr
P
PPH
e
C
P
PH
e
CS
Case 2 (Po+P)> Pc
Soil Compressibility
Page 19
)1/('
log'1
2
peCC
t
tHCS
Penurunan Konsolidasi Sekunder
Page 20
p
Kecepatan proses konsolidasi dipengaruhi:
• Koefisien konsolidasi (sifat tanah)
• Tebal lapisan tanah kompresibel
• Drainase tanah (1 arah atau 2 arah)
Waktu dan Derajat Konsolidasi
Page 21
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
Page 22
%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
Page 23
• 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
Page 24
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
Mathematical Derivation (2)
Teori Konsolidasi 1D
Page 25
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
Mathematical Derivation (3)
wv
z
vw
zv
m
k
a
ekc
)1( 0
)1( 0e
am v
v
Dengan menggunakan deret Fourier
Teori Konsolidasi 1D
Page 26
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
Teori Konsolidasi 1D
Page 27
(a) Double Drainage (b) Single Drainage
td
CT v
v 2
Teori Konsolidasi 1D
Page 28
Untuk menentukan nilai Cv (Coefficient ofconsolidation) di laboratorium digunakan beberapacara, diantaranya:
1) Log Time method2) Root Time Method
Koefisien Konsolidasi (Cv)
Page 29
2) Root Time Method
Log Time Method
2
50
VV d
t
TC
Koefisien Konsolidasi (Cv)
Page 30
196,050
50
VTU
t
Root Time Method
2 VV d
t
TC
Koefisien Konsolidasi (Cv)
Page 31
848,090
90
V
V
TU
dt
C
Metode yang sering digunakan untukmempercepat proses konsolidasi adalah:1) Preloading2) Drainase vertikal3) Kombinasi
Drainase Vertikal
Page 32
3) Kombinasi
Vertical Drains
Vertical Drains
Page 33
Vertical Drains
Page 34
Vertical Drains
Page 35
Vertical Drains
Page 36
Vertical Drains
Page 37