Mekanika Tanah Untuk Teknik Sipil

Mekanika tanah adalah cabang dari ilmu geoteknik dalam ilmu teknik sipil, istilah mekanika tanah diberikan oleh Karl Von Terzaghi melalui bukunya “Erdbaumechanik auf bodenphysikalicher Grundlage” (Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah), pada tahun 1952, Buku ini membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern, dan menjadi dasar studi-studi lanjutan ilmu ini, sehingga Terzaghi disebut sebagai “Bapak Mekanika Tanah”. mengenai detail selengkapnya tokoh mekanika tenah ini dapat melihat pada artkel yang khusus membahasnya.

Ilmu mekanika tanah digunakan pada berbagai pekerjaan penting antara lain:

Pekerjaan perkerasan jalan raya.
Pekerjaan galian dan timbunan tanah.
Perencanaan pondasi gedung.
Perencanaan bangunan dibawah tanah misalnya trowongan.
Perencanaan galian tanah.
Perencanaan bendungan.
Perencanaan bangunan penahan tanah longsor.
Pekerjaan pondasi bangunan seperti gedung bertingkat tinggi.

Hubungan-hubungan antar parameter tanah :

Kadar air ( w ), yakni perbandingan antara berat air ( W_w) dengan berat butiran ( W_s) dalam tanah tersebut, dinyatakan dalam persen.

Porositas ( n ), yakni perbandingan antara volume rongga ( V_v ) dengan volume total (V ). dapat digunakan dalam bentuk persen maupun desimal.

Angka pori ( e ), perbandingan volume rongga ( V_v ) dengan volume butiran ( V_s ). Biasanya dinyatakan dalam desimal.

Berat volume basah ( g_b ), adalah perbandingan antara berat butiran tanah termasuk air dan udara ( W ) dengan volume tanah ( V ).

dengan

W = W_w + W_s + W_v ( W_v = berat udara = 0 ). Bila ruang udara terisi oleh air seluruhnya (V_a = 0), maka tanah menjadi jenuh.

Berat volume kering ( g_d ), adalah perbandingan antara berat butiran ( W_s ) dengan volume total ( V ) tanah.

Berat volume butiran padat ( g_s ), adalah perbandingan antara berat butiran padat ( W_s ) dengan volume butiran padat ( V_s ).

Berat jenis ( specific gravity ) tanah ( G_s ), adalah perbandingan antara berat volume butiran padat ( g_s ) dengan berat volume air ( g_w ) pada temperatur 4^oC.

1. Hubungan Antara Berat Volume, Porositas dan Kadar Air

Hubungan antara berat volume, porositas, dan kadar air dapat dikembangkan dengan cara yang sama dengan cara yang sebelum-sebelumnya.

Jika V adalah sam dengan 1, maka V_v adalah sama dengan n. Sehingga, V_s = 1- n . Berat butiran padat (W_s) dan berat air (W_w) dapat dinyatakan sebagai berikut:

W_s= G_sᵧ_{ʷ (1 – n)}

W_w= _wW_s= _wG_sᵧ_{ʷ (1 – n)}

Jadi, berat volume kering sama dengan:

Berat volume tanah sama dengan:

Kadar air dari tanah yang jenuh air dapat dinyatakan sebagai:

Kerapatan Relatif

Istilah kerapatan relatif umumnya dipakai untuk menunjukkan tingkat kerapatan dari tanah berbutir dilapangan. Kerapatan relatif didefinisikan sebagai:

Dimana:

D_r = kerapatan relatif

℮ = angka pori tanah dilapangan

℮_maks = angka pori tanah dalam keadaan paling lepas

℮_min = angka pori tanah dalam keadaan paling padat

Harga kerapatan relatif bervariasi dari harga terndah = 0 untuk tanah yang sangat epas, sampai harga tertinggi = 1 untuk tanah yang sangat padat.

Konsistensi Tanah

Apabila tanah berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat diremas-remas tanpa menimbulkan retakan. Sifat kohesi ini disebabkan karena adanya air yang terserap di sekeliling permukaan dari pertikel lempung. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung tanah, tanah dapat dipisahkan dalam empat keadaan dasar, yaitu: padat, semi padat, plastis dan cair.

Kadar air dinyatakan dalam persen, dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke dalam keadaan semi padat didefinisikan sebagai batas susut. Kadar air dimana transisi dari keadaan semi padat ke dalam keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis, dan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair. Batas-batas ini dikenal juga sebgai batas-batas atterberg.

Thursday, October 30, 2014