DAYA DUKUNG TANAH
DAYA DUKUNG TANAH
PERENCANAANBANGUNAN
TANAH
PERENCANAANBANGUNAN
TANAH
STABILITAS DAN
KEKUATAN TANAH
STABILITAS DAN
KEKUATAN TANAH
PEMAMPATAN TANAH
(9)
PEMAMPATAN TANAH
(9)
PEMADATAN (4)
PEMADATAN (4)
DISTRIBUSI TEGANGAN
(8)
TEGANGAN EFEKTIF
(7)
KLASIFIKASI TANAH
(3)
REMBESAN AIR DALAM TANAH
(5)
REMBESAN AIR DALAM TANAH
(5)
BAGAN ALIR BAHASANBAGAN ALIR BAHASAN
GAYA ANGKAT DIBAWAH
BANGUNAN AIR (6) PERENCANAAN
PONDASI PERENCANAAN
PONDASI
KOMPOSISI TANAH
(2)
TANAH (1)
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah semester
berikutnya
Mata kuliah semester
berikutnya
PEMAMPATAN TANAH
(9)
PEMAMPATAN TANAH
(9)
PEMADATAN (4)
PEMADATAN (4)
DISTRIBUSI TEGANGAN
(8)
TEGANGAN EFEKTIF
(7)
KLASIFIKASI TANAH
(3)
REMBESAN AIR DALAM TANAH
(5)
REMBESAN AIR DALAM TANAH
(5)
BAGAN ALIR BAHASANBAGAN ALIR BAHASAN
GAYA ANGKAT DIBAWAH
BANGUNAN AIR (6)
KOMPOSISI TANAH
(2)
TANAH (1)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
1. Air tanah
a. Air tanah (groundwater) adalah: air yang berada di bawah muka tanah (Gambar 5.1)
b. Lapisan mengandung air ( akuifer) adalah: lapisan tembus air di dalam tanah dimana air tanah dapat mengalir (Gambar 5.2)
c. Jenis aquifer: (Gambar 5.3) a. Aquifer tertekan (Confined Aquifer) b. Aquifer bebas (Unconfined Aquifer) c. Aquifer menggantung (Perched Aquifer)
d. Air artesis didapatkan dari : akuifer yang berada dalam tekanan hidrostatik. (Gambar 5.4)
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A.Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
Gambar 5.1 Air tanah dalam siklus hidrologi
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
Gambar 5.2 Sketsa aquifer
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
a b
c
Gambar 5.3 Jenis Akuifer
a. Confined Aquifer (Akuifer Tertekan)
b. Unconfined Aquifer (Akuifer Bebas)
c. Perched Aquifer (Akuifer Menggantung)
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
Gambar 5.4. Air Artesis
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
1. Kecepatan air ( V ) mengalir dalam tanah jenuh :
V = k x i k = koefisien rembesan i = gradien hidrolis
2. Volume air mengalir per-satuan waktu / debit (q)
q = V x A A = Luas penampang aliran
3. Volume air mengalir dalam waktu tertentu (t)
Q = q x t → Q = V x A x t → Q = k x i x A x t
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
B. HUKUM DARCY
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
C. GRADIEN HIDROLIK & HUKUM BERNOULLI
1. GRADIEN HIDROLIK (i)
h = selisih total head antara 2 titik yg ditinjau
ΔL = panjang “drainage path”, panjang aliran
rembesan (lihat Gambar 5.5)
i = h/ΔL
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
3. HUKUM BERNOULLI UNTUK ALIRAN AIR DALAM TANAH
zp
hw
t = hp+ hz
h p = tinggi tekanan
h z = tinggi elevasi
2. HUKUM BERNOULLI :
z2gVp
h2
wt
w
p
= Pressure head
2gV2
= Velocity head
z = Elevation head
ht = Total head
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Aliran rembesan air dalam tanah hanya akan terjadi bila:
– Ada selisih Total Head / beda tinggi muka air (ht)
antara 2 titik yang ditinjau (lihat Gambar 5.6)
– Bila Tinggi Head antara 2 titik sama (tidak ada selisih Total Head), maka tidak terjadi aliran rembesan antara dua titik tersebut (lihat Gambar 5.7).
CATATAN :
Gambar 5.5. Aliran air dalam sampel tanah
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
L
Kasus h ≠ 0 , ada aliran rembesan
hzB
h
hpB
(i = h/L)gradient
hzA
hpA
L
Gambar 5.6 Contoh rembesan aliran yang terjadi akibat adanya selisih Total Head (Δh
≠ 0)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
hpA
hzAL
hzB
hpBTotal Head (ht)
Datum = reference line
Gambar 5.7 Contoh keadaan dimana tidak terjadi rembesan aliran karena tidak ada selisih Total Head (Δh = 0).
Kasus h = 0 , tidak ada aliran rembesan
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Selisih Total Head (Δh) / kehilangan energi antara titik A dan titik B (Gambar 5.6)
Aw
AAtBtAtt Z
Phhhh
)()()(
Bw
BBt Z
Ph
)(
h t = i x L
ATAU :
i = Gradien hidrolis
L = Panjang aliran
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
D. KOEFISIEN REMBESAN ( k )
1. Penentuan Harga ( k ) : a. Di Laboratorium :
1. Constan Head Test
2. Falling Head Test.
b. Di Lapangan :
1. Pumping From Well.
2. Auger Hole.
c. Cara Empiris
a 1. Constant Head Test (Gambar 5.8)
Beda head (h) tetap jadi harga i tetap
Q = k i A t tAi
Qk
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Manometers
L
inlet
outleth
constant headdevice
device for flow measurement
load
sample
porous disk
Gambar 5.8. Skema alat untuk Constant Head TestGambar 5.8. Skema alat untuk Constant Head Test
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
a2. Falling Head Test ( Gambar 5.9 )
Beda head (Δh) makin mengecil dengan bertambahnya waktu,
harga ( i ) makin mengecil.
Volume air yang hilang dari pipa / burrete sama dengan volume air yang masuk ke sampel.
L
hidhadtAik
A = Luas penampang contoh tanah arah alirana = luas penampang pipadt = Lama waktu air mengalirdh = Penurunan tinggi air dalam pipah = Beda headL = Panjang aliran air dalam tanah
= Panjang contoh tanah
atau :
2
1lnh
h
Ak
aLt
h
dh
Ak
aLdt
2
1log303.2h
h
At
aLk
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.9 Skema alat untuk Falling Head Test
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
b1. Test Di Lapangan Dengan Cara Pumping From Well
Untuk 2 (dua) jenis aquifer : - Unconfined aquifer
- Confined aquifer
Unconfined Aquifer ( Gambar 5.10 )
dr
dhiAikq hrA 2
dhhq
k
r
dr
2
hrdr
dhkq 2.. h =Tinggi muka air tanah
1
2
1
2
2r
r
h
h
hdhq
k
r
dr
22
21
ln1
2
1
2hr
h
h
r
r q
k
][
log303.2
22
21
2
1
hh
rr
q
k
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.10. Pumping Well dari Unconfined AquiferGambar 5.10. Pumping Well dari Unconfined Aquifer
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Confined Aquifer (Gambar 5.11)
1
2
1
2
2r
r
h
h
dhq
Hk
r
dr
)(727.2
log
21
2
1
hhH
rr
q
k
HrA 2
Hrdr
dhkq 2.. H = Tebal aquifer (tetap)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.11. Pumping Well dari Confined Aquifer
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
b2. Test Lapangan dari Lubang Auger (Gambar 5.12)
t
y
y
r
Ly
rL
k220
40
L = tinggi muka air tanah diukur dari dasar galian.r = jari-jari lubang auger.y = penurunan muka air tanah dalam lubang
setelah dipompa.y = kenaikan muka air tanah dalam lubang
setelah dipompa.t = waktu yang diperlukan oleh air tanah dalam lubang untuk naik setinggi Y.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.12. Test dari lubang Auger
2r
y
L
Ground water table
Δy
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
c. Penentuan Harga k Secara Empiris
- Untuk pasir uniform graded
C = Konstanta = 1 s/d 1.5
D10 = Ukuran efektif (mm)
210cDk
- Persamaan Kozeny - Carman
e
ek
1
3
e = Angka pori
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
E. REMBESAN PADA TANAH BERLAPIS
1. Arah Aliran Air Sejajar Dengan Lapisan Tanah (Gambar 5.13)
Jumlah lapisan tanah : n
- Debit air yang lewat penampang tanah = q
q = keq x ieq x (1 x H) = Veq x H……………………(1)
Atau :
q = (V1 x 1 x H1) + (V2 x 1 x H2) + …(Vn x 1 x Hn)
= V1 . H1 + V2 . H2 + …+(Vn . Hn) …………….(2)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Veq = keq x ieq V2 = k2 x i2
V1 = k1 x i1 Vn = kn x in………………….. (3)
Substitusi (3) Kedalam (1) Dan (2)
Veq.H = V1.H1 + V2.H2 + ……+ Vn .Hn
(keq . ieq) H = (k1 . i1 ) H1 + (k2 . I2) H2+ ….. +(kn . in) Hn …..(4)
Untuk aliran air sejajar lapisan tanah
ieq = i1 = i2 =….= in ………………………(5)
Substitusi (5) Kedalam (4)
)....(1
2211 nneq HkHkHkH
k
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Ara
h al
iran
H1
H2
H3
Hn
kH1
kv1
kH3
kv3
kH2
kv2
kHn
kvn
H
Gambar 5.13
Aliran Air Sejajar Lapisan Tanah
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
2. Arah Aliran Air Tegak Lurus Lapisan Tanah (Lihat Gambar 5.14)
Jumlah Lapisan = n
- Untuk Arah Aliran Lapisan Tanah
Veq = V1 = V2 = …….. = Vn ……………………………………(1)
h = h1 + h2 + …. + hn ……………………………..(2)
h = Beda total head setelah air mengalir melewati tanah setebal Hh1 = Penurunan total head setelah air mengalir melewati tanah setebal H1.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
H1
H2
H3
Hn
kH1
kv1
kH3
kv3
kH2
kv2
kHn
kvn
H
h1
h2
h3h
Arah aliran
Gambar 5.14. Aliran Air Tegak Lurus Lapisan Tanah
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
n
nnn
n
nnnnn
eqeqeqeqeq
k
HVh
H
hkikV
k
HVh
H
hkikV
k
HVh
H
hkikV
.
.
.
1
111
1
11111
…. (3)
Seperti diketahui :
n
nneq H
kk
H
kk
H
kk
H
hk ......
2
22
1
11
- Substitusi (3) ke dalam (1)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
n
n
eq
k
H
kH
kH
Hk
......2
2
1
1
- Substitusi (1) ke dalam (5)
n
n
eq k
H
k
H
k
H
k
H ......
2
2
1
1
H = H1 + H2 + …… + Hn
n
nn
eqeq k
HV
k
HV
k
HV
k
HV ......
2
22
1
11
- Substitusi (3) ke dalam (2)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
E. FLOW NETS
1. Persamaan kontinuitas oleh Laplace :
asumsi : inflow = outflow, (Gambar 5.15), atau :
jumlah air yang mengalir masuk kedalam suatu elemen = jumlah air yang mengalir keluar
elemen.
Persamaan kontinuitas :
Persamaan Darcy : x
hkikV xxxx
z
hkikV zzzz
0
z
z
x
x VV …………(1)
………… (2)
Substitusi (2) ke (1) 02
2
2
2
z
hk
x
hk zx
………….(3)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.15 (a) Turap / sheet pile yang dipancang kedalam lapisan yang
permeable
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.15(b) Aliran air pada elemen tanah A
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Persamaan 3.
Dapat digambarkan sebagai jaring-jaring yang terdiri dari garis-garis yang saling tegak lurus (Gambar 5.16)
• Garis-garis aliran (flow lines) : garis dimana partikel-partikel air mengalir dari bagian yang mempunyai energi lebih tinggi ke bagian yang energinya lebih rendah (Gambar 5.17)
• Garis-garis ekipotensial (equipotential lines) : garis sepanjang mana energi potensialnya sama (total head sama) (Gambar 5.17)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.16a Flow net pada turap / sheet pile
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.16b Flow net dibawah bendungan
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.17a. Garis Ekipotential dan Garis Aliran dibawah bendung
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.17b.
Garis Equipotential dan Garis Aliran
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.17c. Contoh kehilangan energi akibat rembesan dibawah dam.
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
2. Debit Air Yang Melalui Parit Aliran (Lihat Gambar 5.18)
- Kehilangan energi potensial (h)
dnn N
Hhhhhhhh ........ 11221
H = Beda tinggi muka air dibelakang & depan bendung.
Nd = Jumlah kehilangan energi ekipotensial (equipotential drop).
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.18 Flow net
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
a. Debit air yang melalui 1 (satu) parit aliran.
(Gambar 5.19)
)1(
11
.....
)1(
22
321
1
21
21
xbl
hhk
xbl
hhkxb
l
hhkq
qqqq
nn
nn
n
dN
Hhhhh ....3221
.....2
2
1
1 l
bx
N
Hxk
l
bx
N
Hxkq
dd
(1)
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Bila : nl
b
l
b ....
2
2
1
1
Maka (1) menjadi : nxN
Hxkq
d
Gambar 5.19 Satu parit aliran
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
b. Debit air total yang lewat dibawah bendung/turap
nN
NkHNn
N
HkNxqq
d
ff
df
b1 = l1 ; b2 = l2 ……. n = 1
d
f
N
NHkq
Nf = Jumlah parit aliran
Bila :
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
3. Menggambar flow net.
- Ketentuan dalam menggambar flow net :
• Muka tanah ( dan ) = garis ekipotensial.
• Muka lapisan tanah kedap ( ) = garis aliran.
• Muka turap ( ) = garis aliran
• Garis aliran memotong garis ekipotensial tegak lurus.
• Garis aliran tidak memotong garis aliran; garis ekipotensial juga tidak memotong garis ekipotensial.
• Lihat Gambar 5.20
ab de
acd
fg
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Gambar 5.20. Cara menggambar flow net
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
4. Gaya Angkat (Uplift Pressure) Dibawah
Bangunan Air.
- Langkah mengerjakan :
a. Gambar flow net.
b. Tentukan jarak garis-garis ekipotensial di bawah bendung / bangunan air.
c. Tentukan :
- jumlah parit aliran = Nf
- Jumlah ekipotensial drop = Nd
- Harga 1 (satu) ekipotensial drop (h).
dN
Hh
H = Beda muka air dibelakang & depan Bendung
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
- Tentukan pressure head Atau tinggi air
didalam piezometer untuk tiap-tiap titik di point
b ~ hp
- Tentukan tegangan air : p = U = hp x w
w
p
d. Gambar diagram tegangan air dan hitung
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 6 7 85
u1u2
u3 u4u5
u6u7 u8
POKOK BAHASANPOKOK
BAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien Hidrolik
D. Koefisien Rembesan
E. Rembesan pada Tanah Berlapis
F. Flow Nets
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
BAB V REMBESAN AIR DALAM TANAH
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.
Mata kuliah MEKANIKA TANAH (PS-1335)Prof. Ir.Noor Endah Msc. Ph.D.