Mekanika Tanah - TEKANAN TANAH ( Bab V )

BAB V

TEKANAN TANAH

Tekanan dari tanah ke suatu struktur, disebut “Tekanan Tanah”. Struktur/dinding penahan tanah umumnya ada dalam kondisi salah satu dari tiga jenis tekanan sebagai berikut:

1.      Tekanan tanah dalam kondisi diam; tekanan yang terjadi akibat massa tanah pada dinding penahan dalam kondisi seimbang.

2.      Tekanan tanah aktif

3.      Tekanan tanah pasif

 

A.     Tekanan Tanah Diam

 

Apabila dinding penahan sungguh kaku (rigit) sehingga tidak dapat bergerak sedikitpun, maka tegangan yang bekerja :

 

= Ko . H

 

Ko = koefisien tanah diam

 

Harga-harga Kyang khas untuk beberapa macam tanah tertentu adalah sebagai berikut :

 

Pasir padat                                                = 0,35

Pasir lepas                                                 = 0,45

Lempung “Normally Consolidated”          = 0,4 – 0,8

Lempung “Over Consolidated”                 = 0,8 – 2,0

 

B.      Tekanan Tanah Aktif

 

Pada umunya dinding penahan tanah tidak dapat dianggap kaku, karena sedikit banyak akan bergerak (deform) kedepan pada waktu penimbunan tanah di belakangnya. Deformasi yang terjadi dianggap cukup besar sehingga tercapai keadaan keruntuhan (failure state) dalam tanah.

 

 

 

 

                            

                                                    h                                                                                                               H                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

 

      Tekanan vertikal       =      

      Tekanan horizontal  =  (Tekanan aktif pada keruntuhan)

      Po = Ko H H = Ko H2

  dan adalah tegangan-tegangan utama maksimum dan minimum, yang mana dapat dibuat lingkaran Mohr.

     

      AC = AB + BC

      = sin + c cos

(1 – sin ) = ( 1 + sin ) + 2c. cos

      Ka =  

      Ka  = tan2 (45o - )

      Ka = koefisien tanah aktif

      Pa =1/2 Ka H2 (tekanan tanah aktif)

C.      Tekanan Tanah Pasif

 

Keadaan dimana dinding ditekan sehingga bergerak kebelakang. Dalam hal ini tegangan tanah akan menjadi lebih besar dari . Tegangan terbesar akan terjadi apabila tanah telah mencapai keadaan keruntuhan.

 

Tinjau tanah di depan kaki tembok. Tegangan vertical (PV1), dan tengangan horizontal (Ph1) yang menjadi tengangan utama (mayor principal stress), Pw = dan = . Z

 

Ph1 =

 

= Kp  = NQ =   

 

Kp = tan2 ( 45o + )  (koefisien tanah pasif)

 

Pp = 1/2Kp z2  (tekanan tanah pasif)

                                                                     

D.     Teori Tekanan Tanah

 

Untuk mendapatkan besarnya tekanan tanah dapat dihitung dengan :

 

a.      Cara analitis : 1. Teori Rankine

                        2. Teori Coulomb

 

b.      Cara Grafis   : 1. Teori Culmann

                        2. Teori Rebhan

                        3. Teori Poncelet

                        4. Teori Trial Wedge

 

1.      Teori Rankine

Teori Rankine beranggapan bahwa (a) tekanan tanah pada bidang vertical bersama massa tanahnya yang berdekatan/berbatasan dengan tembok penahan menjadi satu, (b) permukaan bidang tegak dianggap rata, (3) arah gaya tekanan sejajar dengan bidang permukaan tanah.

 

 

 

Tekanan tanah aktif dalam tanah tak berkohesi

      Tekanan tanah aktif pada kedalaman H adalah :

      Pa = Ka H

      Diagram gaya untuk berbagai kondisi adalah:

 

a.      Tanah tak berkohesi dalam keadaan kering:

 

Tekanan total = gaya tekan = ½Ka H2

 

b.      Tanah tak berkohesi dalam kondisi terendam sebagaian :

 

Gaya tekan = ½Ka h12 + Ka h1 h2 + ½Ka h22 + h22

 

c.       Tanah tak berkohesi dalam kondisi terendam sebagian dan ada muatan merata :

 

Gaya tekan = ½Ka h12 + Ka h1 h2 + ½Ka h22 + h22 + Ka q H

 

 

Tekanan tanah aktif dalam tanah berkohesi

 

 

h =

 

hc =   (hc disebut tinggi kritis)

 

Pada kedalaman Ho tidak ada tegangan yang terjadi (tekanan + = tekanan - ), jadi pada tanah berkohesi, penggalian tanah sampai Ho secara teoritis tidak perlu adanya dinding penahan.

Ho = 2 hc = 4 c

 

AD  adalah tegangan negative, sebesar =

 

BC adalah tegangan positif, jadi FC = ( )

 

Tekanan total pada tembok :

 

Pa = ½ H2. Ka – 2 c H Ka     (Aktif)

 

Pp = ½ H2. NQ – 2 c H NQ  (Pasif)

 

Untuk permukaan tanah yang membuat kemiringan dengan sudut  :

 

Resultante tegangan/tekanan total adalah :

 

Pa = ½ H2. cos

 

Titik tangkap gaya tekan/tekanan total terletak pada dari dasar tembok dan sejajar dengan kemiringan permukaan tanah ().

 

 

2.      Teori Coulomb

 

Anggapan teori Coulomb adalah sebagai berikut :

a.      Untuk kondisi aktif dianggap tembok member tegangan dalam tanah

b.      Tanah yang runtuh/longsor ada disepanjang dinding

c.       Arah gaya tekan membentuk sudut dengan bidang tembok ( ) atau sudut bidang tembok dengan tanah.

 

Untuk tembok tegak dan muka tanah horizontal adalah :

 

Ka = 2

 

Untuk tembok tegak dan muka tanah membentuk sudut maka :

 

Ka = 2

 

Menurut Terzaghi, dapat ditentukan sebesar ()

 

 

Contoh untuk cara grafis Culmann dapat dilihat pada halaman berikut :

 

 

 

 

 

1 komentar:

Teuku Regzi Irastu mengatakan...

Min teori clunman di blog ini yang mana ya min,,,mohon bantuannya min

Google+ Followers

Salam Blogger, Terimakasih telah berkunjung Berkunjung di Blog saya, Dipersilakan buat sahabat-sahabat blogger agar dapat mengikuti blog saya. "Ilmu sebaiknya jangan di Pendam, Tetapi di Sebarluaskan". Thank buat orang special dalam hidup saya. Terimakasih