Konsolidasi
http://www.pwri.go.jp/
http://www.ashireporter.org
Pembebanan tanah jenuh berpermeabilitas rendah akan menaikkan tekanan air pori Air akan mengalir ke lapisan tanah dengan tekanan pori yg lebih rendah Permeabilitas tanah yang rendah menyebabkan proses ini membutuhkan waktu
Pembebanan tanah jenuh berpermeabilitas rendah akan menaikkan tekanan air pori Air akan mengalir ke lapisan tanah dengan tekanan pori yg lebih rendah Permeabilitas tanah yang rendah menyebabkan proses ini membutuhkan waktu
ΔH
ΔH
Konsolidasi adalah proses berkurangnya volume/ pori tanah jenuh akibat pembebanan prosesnya dipengaruhi oleh kecepatan drainasi air dari pori tanah
Katup (Pori)
Piston U0 Pegas Air
Mekanisme proses konsolidasi satu dimensi dapat dijelaskan dengan analogi piston dan pegas Representasi: Pegas tanah Air air pori Lubang piston
permeabilitas tanah
Katup (Pori)
ΔP
Piston
Kondisi katup tertutup Penambahan beban
U0+ΔU Pegas Air
tidak menyebabkan piston bergerak Tekanan yang bekerja tidak dipindahkan ke pegas sepenuhnya didukung oleh air ΔU=ΔP Kondisi undrained
Katup (Pori)
ΔP
Piston
Kondisi katup terbuka Kecepatan air
U0+ΔU Pegas Air
terdrainasi bergantung pada besarnya lubang permeabilitas Koeefisien konsolidasi (Cv) Kondisi drained
ΔP
Kondisi katup terbuka Air terdrainasi
U0+ΔU1
Piston bergerak turun Beban ditransfer ke pegas secara berangsurangsur
ΔP
Kondisi katup terbuka Pada suatu saat ΔU=0
Sc U0
Seluruh ΔP didukung oleh pegas dan tidak terjadi penurunan lagi Kedudukan ini menggambarkan bahwa konsolidasi telah berakhir
Fondasi sangat lebar tekanan akibat fondasi sama pada seluruh kedalaman Tegangan air pori lapisan lempung sesaat pada saat pembebanan sama pada tiap kedalaman Δu=Δp
Air pori pada lapisan lempung mengalir ke atas dan ke bawah (1 Dimensi) Tinggi air pada piezometer menyatakan besarnya tekanan air pori di lokasi terpasangnya
Δp
Segera setelah beban bekerja, tinggi tekanan air pada setiap titik di lapisan lempung naik sebesar Δp Pada piezometer tinggi air sebesar h=Δp/γw yang dinyatakan oleh garis DE
Δp
Dalam waktu tertentu, tekanan air pori pada lapisan yang paling dekat dengan lapisan pasir lebih dulu berkurang Tekanan air pori pada lapisan bagian tengah masih tetap butuh waktu yang lebih lama untuk drainasi
Δp
Tanah lempung terbentuk akibat proses pengendapan Bagian atas dari endapan suatu ketika dapat hilang akibat proses geologi Tanah pernah mengalami tekanan yang lebih besar (pc’) dari tekanan yang bekerja sekarang (po’) overconsolidated (pc’>p0’)
Poc’
Poc’
Lempung pada kondisi normally consolidated, bila tekanan prakonsolidasi (pc’) sama dengan tekanan overburden efektif (po’) (pc’=p0’) . Nilai banding overconsolidation (Overconsolidation Ratio, OCR) dinyatakan: OCR= pc’/p0’
Tanah normally consolidated memiliki OCR=1, sedangkan tanah overconsolidated , OCR>1
Uji konsolidasi di laboratorium biasanya dilakukan dengan alat oedometer atau konsolidometer Sampel tanah diposisikan dalam cincin besi Pada bagian atas dan bawah diberi batu pori untuk memungkinkan drainasi Beban P diterapkan di atas benda uji
Beban diterapkan dalam periode 24 jam, dengan sampel selalu terendam air Penambahan beban secara periodik deformasi dan waktu dicatat, kemudian diplot pada grafik logaritmis
Kompresi awal disebabkan pembebanan awal pada benda uji Pada bagian garis lurus (kedudukan 2), menunjukkan konsolidasi primer Pada bagian garis lurus (kedudukan 3), menunjukkan konsolidasi sekunder
Grafik hubungan antara penurunan (ΔH) dan logaritma waktu (log t)
Setiap akhir pembebanan tertentu, tegangan yang terjadi adalah tegangan efektif (kelebihan tekanan air pori nol) nilai penurunan dicatat Dengan mengetahui nilai berat jenis Gs, kadar air pada akhir pengujian, maka nilai angka pori e dapat diperoleh grafik hubungan tegangan efektif (p’) dan angka pori (e) dapat dibuat
Pada kasus konsolidasi 1D, perubahan tinggi (ΔH) sama dengan perubahan volume (ΔV). Volume padat, Vs=1 dan angka pori awal e0 Pada akhir proses konsolidasi Vs ∆e tetap, angka pori ∆H = H 1 + e0 berkurang Δe.
∆H ∆V = H V
∆H ∆e = H 1 + e0
Koefisien pemampatan (av) adalah koefisien yang menyatakan kemiringan kurva e-p’ Perubahan volume arah vertikal saja dinyatakan sebagai:
V1 − V2 (1 + e1 ) − (1 + e2 ) e −e = = 1 2 V1 1 + e1 1 + e1 av =
∆e e1 − e2 = ∆p p2 '− p1 '
Koefisien perubahan volume (mv) adalah rasio perubahan volume persatuan penambahan tegangan efektif. Satuan dari mv adalah kebalikan dari tekanan (m2/kN) Rasio perubahan volume: V1 − V2 H1 − H 2 ∆H e1 − e2 ∆e = = = = V1 H1 H 1 1 + e1 1 + e1 ∆e e1 − e2 av = = ∆p p2 '− p1 '
mv =
a ∆H / H1 = v 1 + e1 ∆p
(m 2 /kN)
Indeks pemampatan (Cc) kemiringan dari bagian lurus grafik e-log p’ ∆e ∆ log p ' e1 − e2 ∆e Cc = = ∆ log p ' log p2 '− log p1 ' e1 − e2 Cc = p log 2 ' p1 ' Cc =
Indeks pemampatan (Cc) juga dapat diperkirakan dengan pendekatan empiris Pers. Empiris
Keterangan
Cc = 0,009 (LL-10)
Terzaghi & Peck (1967) ; LL: Liquid Limit; untuk lempung sensitifitas rendah hingga sedang
Cc = 0,007 (LL-10)
Terzaghi & Peck (1967); remoulded
Cc = 0,01 wN
wN : Kadar air asli di lapangan (%); lempung Chicago
Cc = 0,046 (LL-9)
Untuk lempung Brazilia
Cc = 0,208 eo + 0,0083
Untuk lempung Chicago
Cc = 0,0115 wN
Untuk tanah organik/ gambut
Tentukan nilai Cc dari hasil konsolidasi lab (gambar C7.1) Linear dari 100 sampai 600 kN/m2. e1 − e2 Cc = p ' log 2 p1 ' Cc =
0,685 − 0,643 = 0,054 600 log 100
(
)
Indeks rekompresi (Cr) adalah kemiringan dari kurva pelepasan beban dan pembebanan kembali pada grafik e-log p’ e1 − e2 Cr = p2 ' log p ' 1
Tentukan nilai Cr dari hasil konsolidasi lab (gambar C7.1) e1 = 0,636; p’1=800
kN/m2. e2 = 0,662; p’2=10 kN/m2 e1 − e2 Cr = p log 2 ' p1 '
Cr =
0,662 − 0,636 = 0,013 log 10 800
(
)
