mektan

1. MEKANIKA TANAH
PERTEMUAN 01: TEGANGAN EFEKTIF

2. TEGANGAN EFEKTIF

3. Berat tanah yang terendam air disebut berat tanah
efektif, sedangkan tegangan yang terjadi akibat
berat tanah efektif di dalam tanah disebut tegangan
efektif. Pada tanah granuler, tanah pasir, dan kerikil
dikenal dengan tegangan intergranuler. Tegangan
efektif merupakan tegangan yang mempengaruhi
kuat geser dan perubahan volume atau penurunan
tanah.

4. PENDAHULUAN
Air
TANAH
Solid Skeleton
Udara kompresibel
Tidak
kompresibel
TANAH
JENUH SEMPURNA
JENUH SEBAGIAN /
TIDAK JENUH
Pengurangan volume :
air keluar
Pengurangan volume:
udara keluar

5. PRINSIP TEGANGAN EFEKTIF
1) TEGANGAN NORMAL TOTAL ( )
2) TEGANGAN AIR PORI (U)
3) TEGANGAN NORMAL EFEKTIF (’)
 = u + ’
Perlu diketahui bahwa tegangan efektif tidak dapat ditentukan secara
langsung, tetapi harus diketahui informasi mengenai besarnya
tegangan total dan tekanan air pori.

6. Terzaghi (1923) memberikan prisip tegangan efektif yang
bekerja pada tanah jenuh air yang dinyatakan dalam
persamaan :
σ = tegangan normal total pada suatu bidang di dalam
massa tanah (tegangan akibat berat tanah total
termasuk ruang pori, persatuan luas yang arahnya
tegak lurus)
u = tekanan pori (u), dikenal dengan tekanan netral yang
bekerja ke segala arah sama besar
σ’ = tegangan normal efektif (σ’), yaitu tegangan yang
dihasilkan dari beban butiran tanah efektif per satuan
bidang luas

9. ’ = P’ / A ; Tegangan Normal efektif
 = P / A ; Tegangan Normal Total
P = P’ + uA P/A = P’/A + u
 = ’ + u

10. TEGANGAN VERTIKAL EFEKTIF
AKIBAT BERAT SENDIRI TANAH
v = sat . z
u = w . Z ; tekanan air pori
z
muka air
permukaan tanah
u
’v = v – u = z . sat - w.z
=(sat - w ). Z
= ’.z
(’=berat volume apung tanah atauberat volume efektif atau berat volume tanah terendam
Tegangan vertikal total (σv) merupakan tegangan normal pada bidang
horisontal pada kedalaman z sama dengan seluruh berat material
(padat+air)persatuan luas

11. I.2 Tegangan efektif pada tanah tak jenuh.
Bila tanah tidak jenuh sempurna, maka rongga-rongga tanah akan terisi oleh air
dan udara. Tekanan air pori (uw) harus lebih kecil dari tegangan yang terjadi dalam
udara (ua )akibat tarikan permukaan. Karena tanah tidak jenuh, pori udara akan
membentuk saluranyang sambung menyambung melalui ruangan antar butiran,
sedangkan air pori terkonsentrasi sekitar kontak antar partikel. Karena itu
sembarang bidang yang bergelombang yang ditarik mendekati mendatar akan
melewati bagian air dan udara Bishop (1955) memberikan persamaan ;
Susunan tanah tak jenuh

13. I.3 Pengaruh gaya rembesan pada tegangan efektif.
Jika air mengalir dengan gradien hidrolik tertentu dalam tanah, pengaruh beda
tinggi tekanan akan menimbulkan gaya pada butiran tanah. Arah gaya rembesan
searah dengan aliran.

17. Contoh perhitungan tegangan vertikal efektif :
muka air
permukaan tanah
2 m
4 m
3 m
5 m
Lempung
Pasir
17 kN/m3
Pasir
20 kN/m3
19 kN/m3

18. Cara menghitung ’v pada kedalaman 5m & 9m:
Berat isi apung pasir (γ’) = 20 – 9,8 = 10,2 kN/m3
Berat isi apung lempung (γ’) = 19 – 9,8 = 9,2 kN/m3
Pada kedalaman 5m: ’v = (3 x 17) + (2 x 10,2) = 71,4 kN/m2
Pada kedalaman 9m: ’v = (3 x 17) + (2 x 10,2) + (4 x 9,2) =
108,2 kN/m2
Kedalaman v u 'v = v - u
(m) (kN/m2
) (kN/m2
) (kN/m2
)
3 3 x 17 = 51 0 = 0 51
5 (3 x 17) + (2 x 20) = 91 2 x 9,8 = 19,6 71,4
9 (3 x 17) + (2 x 20) + (4 x 19) = 167 6 x 9,8 = 58,8 108,2

19. 3 m
5 m
9 m
' 
51 kN/m2
91 kN/m2
167 kN/m2
108,2
kN/m2
71,4
kN/m2

20. PENGARUH KENAIKAN KAPILER
muka air
permukaan tanah
2 m
4 m
2 m
5 m
Lempung
Pasir
17 kN/m3
Pasir
20 kN/m3
19 kN/m3
1 m pengaruh kapiler

21. Cara menghitung ’v pada kedalaman 5m & 9m:
(dengan adanya pengaruh kapiler)
Berat isi apung pasir = 20 – 9,8 = 10,2 kN/m3
Berat isi apung lempung = 19 – 9,8 = 9,2 kN/m3
Pada kedalaman 2m: ’v = 2 x 17 = 34 kN/m2
Pada kedalaman 3m: ’v = (2 x 17) + (1 x 20) = 54 kN/m2
Pada kedalaman 5m: ’v = (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 10,2)
= 74,4 kN/m2
Pada kedalaman 9m: ’v = (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 10,2)
+ (4 x 9,2) = 111,2 kN/m2

22. Kedalaman v u 'v = v - u
(m) (kN/m2
) (kN/m2
) (kN/m2
)
2 2 x 17 = 34 0 = 0 34
3 (2 x 17) + (1 x 20) = 54 0 = 0 54
5 (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 20) = 94 2 x 9,8 = 19,6 74,4
9 (2 x 17) + (1 x 20) + (2 x 20) + (4 x 19) = 170 6 x 9,8 = 58,8 111,2

23. muka air
6 m
5 m
Lempung
Pasir
19 kN/m3
20 kN/m3
0
5
8
11
urugan
PENGARUH TIMBUNAN
Pertanyaan:
Tegangan vertikal efektif pada titik pusat lapisan lempung,
a) Segera setelah penimbunan (penimbunan berlangsung cepat)
b) Beberapa tahun setelah penimbunan

24. Jawaban:
a) ’v = (5 x 9,2) + (3 x 10,2) = 76,5 kN/m2
b) ’v = (4 x 20) + (5 x 9,2) + (3 x 10,2) = 156,6 kN/m2
Kondisi
UNDRAINED
Kondisi
DRAINED

25. impervious layer
1 m
2 m
5 m
H = 3m
 = 16 kN/m3
 = 16 kN/m3 , qc = 17 kg/cm2 , eo = 0.655
sat = 19.3 kN/m3 , qc = 12 kg/cm2 , eo = 0.623
sat = 19.8 kN/m3 , qc = 23 kg/cm2 , eo = 0.77
Contoh perhitungan tegangan vertikal efektif
(kasus PENURUNAN TANAH)
0
0
10
log
1 P
P
C
e
H
s C

