TEGANGAN EFEKTIF TANAH

1. TEGANGAN EFEKTIF TANAH

2. POKOK
BAHASAN
A. Tegang
an total
B. Tegang
an
efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaika
n kapiler
A. TEGANGAN TOTAL
1. Tegangan total pada bidang a – a (σa-a) ; Gambar 6.1
σa-a = (H x gw) + (Ha – H) gsat
H = Tinggi air dalam bejana.
Ha = Tinggi tanah jenuh dalam bejana.
gw = Berat volume air.
gsat = Berat volume tanah jenuh.
2. Tegangan total (σ ) dapat dibagi dalam 2 bagian :
a. Bagian yang dipikul oleh air didalam ruang pori yang
berhubungan satu sama lain (tegangan air).
b. Bagian yang dipikul oleh butir-butir tanah pada titik-titik
sentuh antara butir-butir (tegangan efektif).

3. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
Gambar 6.1
Sketsa tanah dalam bejana yang jenuh air
.A
HA
Cross-sectional
area = A
H
Solid particle
Pore water
A

4. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
JADI : TEGANGAN TOTAL = TEG. AIR + TEG. EFEKTIF
 
'

 
U U


'
 
'
'
)
(
)
)(
(
)
(
)
(
)
(
g
g
g
g
g
g
g
g

H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
a
w
sat
a
sat
a
w
a
w
a
sat
a
w














ATAU :
σ’ = TINGGI TANAH x g’
 g’ = g efektif = g bouyance

5. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
B. TEGANGAN EFEKTIF
1. Tegangan efektif dalam tanah jenuh (tanpa aliran)
Lihat Gambar 6.2
a. Tegangan total (σ)
Di Titik A : σ A = H1 gw
Di Titik C : σ c = H1 gw+z gsat
Di Titik B : σ B = H1 gw+H2 gsat
b. Tegangan air (u) = tinggi air dalam piezometer x gAIR
= hp x gw
Di Titik A : U A = H1 gw
Di Titik C : U C = (H1+Z) gw
Di Titik B : U B = (H1+H2) gw

6. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
B. TEGANGAN EFEKTIF
c. Tegangan efektif (σ’)= σ-u
   
 
 
   
 
'
)
(
'
'
'
0
'
2
2
2
2
2
1
2
1
1
1
1
1
g
g
g
g
g
g
g
g

g
g
g
g
g
g
g
g

g
g

H
H
H
H
H
H
H
H
z
z
z
z
z
H
z
H
H
H
w
sat
w
sat
w
sat
w
B
w
sat
w
sat
w
sat
w
C
w
w
A






















7. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
(a)
Gambar 6.2
a. Lapisan tanah jenuh
dalam bejana tanpa
aliran;
b. diagram tegangan
total;
c. diagram tegangan air;
d. diagram tegangan
efektif
0
H1gw
0
(H1+ H2)gw
(H1+z)gw
Pore water pressure,u
.
.
.
Depth
(c)
Depth
0
H2g’
Effective stress,’
(d)
z g’
.
.
.
(b)
H1gw
H1gw+
H2gsat
H1
H1+z
H2
0
H1gw+z
gsat
Total stress,
Depth
.
.
.
Valve (closed)
z
.B
.C
.A
H1
H2

8. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
B. TEGANGAN EFEKTIF (lanjutan)
2. Tegangan efektif dalam tanah jenuh (dengan aliran);
Gambar 6.3
a. Aliran air arah keatas.
- Tegangan total (σ)
Di Titik A : σA = H1gw
Di Titik C : σC = H1gw + z gsat
Di Titik B : σB = H1gw + H2 gsat
- Tegangan air (u).
UA = H1gw
 
 
 
      w
w
w
B
w
w
w
C
h
H
H
h
H
H
U
H
hz
H
z
z
H
h
H
z
U
g
g
g
g
g
g


































1
2
1
2
2
1
2
1

9. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
Tegangan efektif dalam tanah jenuh-dengan aliran (lanjutan)
- Tegangan efektif (σ’)= σ-u akibat aliran air arah keatas
 
   
 
w
w
w
sat
w
sat
w
B
w
w
w
sat
w
sat
w
C
w
w
A
h
H
h
H
h
H
H
H
H
iz
z
z
H
h
z
z
z
H
h
H
z
z
H
H
H
g
g
g
g
g
g
g
g

g
g
g
g
g
g
g
g

g
g






























'
)
(
'
'
'
0
'
2
2
1
2
2
1
2
2
1
1
1
1

10. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
Gambar 6.3
a. Lapisan tanah jenuh dalam
bejana dengan aliran arah
keatas;
b. diagram tegangan total;
c. diagram tegangan air;
d. diagram tegangan efektif
Valve
(open)
0 0
.
.
.
.H1gw
(H1+ H2+ h)gw
(H1+z+iz) gw
Pore water pressure,u
Depth
(c)
(b)
H1gw
H1gw+
H2gsat
H1
H1+z
H2
0
H1gw+z
gsat
Total stress,
Depth
.
.
.
Depth
(d)
.
.
Effective stress,’
0
z g’- iz
gw
H2g’ -
hgw
(a)
H1
H2
inflow
h z
H
h








2
z
.B
.C
.A

11. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
CATATAN :
1. Akibat aliran arah keatas  σ’ Berkurang
2. Di titik C  σ’ Berkurang sebesar izγw
3. Apabila kecepatan rembesan (seepage) bertambah besar
secara perlahan, keadaan batas akan dicapai  σc’=0
w
CR
w
CR
w
CR
i
z
z
i
z
i
z
g
g
g
g
g
g
'
'
0
'






iCR = Hydraulic gradient dalam keadaan kritis (σ‘=0)
σ‘=0  Stabilitas tanah hilang
 Atau dinamakan boiling/ quick condition.

12. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
Tegangan efektif dalam tanah jenuh-dengan aliran (lanjutan)
b. Aliran air arah kebawah.
- Tegangan total (σ)
Di Titik A : σA = H1gw
Di Titik C : σC = H1gw + z gsat
Di Titik B : σB = H1gw + H2 gsat
- Tegangan air (u).
UA = H1gw
  w
B
w
C
h
H
H
U
z
H
h
H
z
U
g
g














1
2
2
1

13. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
Tegangan efektif dalam tanah jenuh-dengan aliran (lanjutan)
- Tegangan efektif (σ’)= σ-u akibat aliran air arah kebawah
 
   
 
w
w
w
sat
w
sat
w
B
w
w
w
sat
w
sat
w
C
w
w
A
h
H
h
H
H
h
H
H
H
H
iz
z
z
H
h
z
z
z
H
h
H
z
z
H
H
H
g
g
g
g
g
g
g
g

g
g
g
g
g
g
g
g

g
g






































'
'
'
'
0
'
2
2
2
1
2
2
1
2
2
1
1
1
1
Catatan :
1. Akibat aliran arah kebawah  σ‘ Bertambah
2. Di titik C  σ‘ bertambah sebesar izγw.

14. POKOK
BAHASAN
A. Teganga
n total
B. Teganga
n efektif
C. Gaya
rembes
D. Heave
E. Daerah
kenaikan
kapiler
H1
H2
Valve
(open)
outflow
z
.B
.C
.A
h
z
H
h








2
Inflow
.
.
.
0 0
.
H1gw
(H1+ H2- h)gw
(H1+z- iz) gw
Pore water pressure,u
Depth
(c)
(b)
H1gw
H1gw+
H2gsat
H1
H1+z
H2
0
H1gw+ z
gsat
Total stress,
Depth
.
.
.
Depth
(d)
.
.
Effective stress,’
0
z g’+ iz
gw
H2g’ +
hgw
Gambar 6.3
a. Lapisan tanah jenuh dalam
bejana dengan aliran arah
kebawah;
b. diagram tegangan total;
c. diagram tegangan air;
d. diagram tegangan efektif
(a)