REMBESAN

1. MEKANIKA TANAH
PERTEMUAN 04: REMBESAN #1
OLEH
ABDUL ROCHIM
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL
UNIVERSITAS ISLAM SULTAN AGUNG

2. KONSEP ALIRAN MELALUI POROUS MEDIA
Latar Belakang:
Tanah merupakan material yang permeable karena adanya pori
dalam tanah yang memungkinkan air mengalir dalam tanah. Air
akan mengalir dalam tanah dari titik yang memiliki energi lebih
tinggi ke titik yang memiliki energi lebih rendah. Jumlah air yang
mengalir dalam tanah akibat rembesan ini perlu diketahui untuk
berbagai kondisi hidrolis.
Aplikasi konsep aliran melalui porous media:
-Masalah pemompaan air tanah dari konstruksi bawah tanah
- Analisis stabilitas earth dam
- Struktur penahan tanah yang mengalami gaya rembesan

3. Aliran Air Melalui Porous Media
 Gambar memperlihatkan
aliran air dari titik A
menuju titik B.
 Air tersebut tidak mengalir
mengikuti suatu garis lurus
dengan kecepatan yang
konstan, akan tetapi air
tersebut akan mengalir
berliku-liku seperti terlihat
pada gambar.
 Pada persoalan geoteknik
air tersebut dapat
diasumsikan mengalir dari
A ke B mengikuti suatu
garis lurus dan dengan
kecepatan tertentu.

4. PERSAMAAN BERNOULLI
h = hp + he + hv = konstan
dengan:
h = total head’
hp = u/w = pressure head,
he = z = elevation head,
hv = v2/2g,
u = tekanan air pori,
z = elevasi dari suatu titik
terhadap suatu datum,
v = kecepatan pengaliran, dan
g = percepatan gravitasi

5. PERSAMAAN
TOTAL HEAD
Persamaan total head:
h = + Z
pressure head elevation head
Kehilangan head (head loss) antara titik A dan B dihitung dengan rumus:
h = hA - hB
Gradien hidrolik:
i = i = gradien hidrolik
L = panjang aliran yang mengalami kehilangan tinggi tekan
w
u

L
h


6. HUKUM DARCY
Persamaan Darcy:
dengan:
v = kecepatan pengaliran
i = hydraulic gradient
k = koefisien permeabilitas (cm/detik)
3 4
h h
Q k A k i A
L

  3 4
h h
Q v A dengan v k k i
L

  

7. HYDRAULIC GRADIENT

8. ALIRAN AIR SATU DIMENSI
Aliran air terjadi akibat perbedaan total head
Elevasi dari datum untuk menentukan elevation head dapat
diambil sembarang

9. ALIRAN AIR SATU DIMENSI (LANJUTAN)

10. DOWNWARD FLOW / Aliran kebawah

11. UPWARD FLOW / Aliran Keatas

12. PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS

13. PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS (lanjutan)

14. PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS (lanjutan)

15. PENURUNAN PERSAMAAN KONTINUITAS (lanjutan)

16. PENURUNAN PERSAMAAN LAPLACE

17. PENURUNAN PERSAMAAN LAPLACE

18. PERHITUNGAN REMBESAN
MENGGUNAKAN FLOWNET
• Aliran air terjadi akibat perbedaan total head
• Aliran air (rembesan) akan terjadi dari titik dengan tinggi tekan
lebih tinggi ke titik dengan tinggi tekan yang lebih rendah
• Flownet  menggambarkan pola aliran air dalam tanah

19. Solusi Masalah Seepage
 Close-form solution
 Model solution
 Approximate Solution
 Graphical method
 Numerical method
→ Flow net

20. PERHITUNGAN REMBESAN
MENGGUNAKAN FLOWNET

21. ANALISIS REMBESAN PADA KONSTRUKSI
SHEETPILE DENGAN FLOWNET

22. ANALISIS REMBESAN PADA KONSTRUKSI BENDUNG
DENGAN FLOWNET

23. KONSEP ANGKA KEAMANAN
Konsep Angka Keamanan dalam Analisis Stabilitas Lereng
Angka keamanan = perbandingan antara gaya-gaya yang meruntuhkan
dengan gaya-gaya yang menahan
Konsep Angka Keamanan Kondisi “quick” dalam Analisis Rembesan
Angka keamanan = perbandingan antara gradien hidrolik yang terjadi dengan
gradien hidrolik kritis untuk tanah tersebut.

24. Perhitungan Jumlah Rembesan dengan Flow Net
 Sekumpulan flow lines &
equipotential line, menurut Darcy:
 dimana:
Nd = equipotential drops
 Total flow-nya menjadi:
 atau:
 untuk a =b persamaan menjadi:
H = h1 – h2 = head loss from
upstream to downstream
 
H
N
N
k
q
b
a
H
N
N
k
q
N
h
h
b
a
k
N
q
q
N
H
N
h
h
h
b
h
k
1
a
Aki
Av
q
d
f
d
f
d
2
1
f
d
d
2
1

















 
















26. i available = 0.2
i critic = 0.5
SF = 2.5

27. Tahap 4a3a: Perhitungan tegangan tanah
initial dan tekanan air pori initial
Tegangan tanah initial

28. Tahap 4b: Perhitungan tegangan tanah
initial dan tekanan air pori initial
Tekanan air pori initial

29. Tahap 4d: Perhitungan konstruksi bertahap
(steady state seepage)
Rembesan di bawah bendung

30. Tahap 4d: Perhitungan konstruksi bertahap
(steady state seepage)
Equipotential line

31. Tahap 4d: Perhitungan konstruksi bertahap
(steady state seepage)
Tekanan air akibat rembesan

32. Hasil Analisis
Equipotential line

33. Hasil Analisis
Equipotential line

34. Hasil Analisis
Rembesan di bawah bendung