konsolidasi2

8/7/2019 konsolidasi2

1/15

Konsol idas iKonsol idas i SatuSatu

DimensiDimensi ((One d im ensional c onso l ida t ion) One d im ensiona l c onso l ida t ion)

Dr.EngDr.Eng Agus Setyo Muntohar, S.T., M.Eng.Sc.Agus Setyo Muntohar, S.T., M.Eng.Sc.

TeoriTeori RheologiRheologi KonsolidasiKonsolidasi

(a) Tanah diidealisasikan sebagai pegas

Katup ditutup :tidak terdrainase

u = 0


2/15


(b) Tekanan air pori akan sama dengan P per satuan luas

Katup ditutup :

tidak terdrainase

u = P/A

P


(c) Tekanan air pori berkurang akibat penambahan beban P

Katup dibuka :terdrainase

u < P/A

P


3/15


(d) Tekanan air pori berkurang dan sama dengan 0

Katup dibuka :

terdrainase

u = 0

P

TekananTekanan Total,Total, TekananTekanan efektifefektif&&TekananTekanan airair poripori

= + u

Clay

Sand

Sand

HDepth


4/15

TeganganTegangan Total,Total, TeganganTegangan

efektifefektif&&TekananTekanan airair poripori

(a) Pada saat t = 0

Clay

Sand

Sand

H

Depth

Total stress

Depth

u =

Pore water pressure Effective stress

Depth

= 0

TeganganTegangan Total,Total, TeganganTeganganefektifefektif&&TekananTekanan airair poripori

(b) Pada saat 0 < t <

Clay

Sand

Sand

H

Depth

Total stress

Depth


Depth

u < > 0


5/15

TeganganTegangan Total,Total, TeganganTegangan

efektifefektif&&TekananTekanan airair poripori

(c) Pada saat t =

Clay

Sand

Sand

H

Depth

Total stress

Depth


Depth

= u = 0

UjiUji KonsolidasiKonsolidasi didi LaboratoriumLaboratorium

Alat uji konsolidasi (oedometer)

Soil SamplesSoil Samples

Porousstones Confininingring

Dialgauge

Loading

Water

bath

Loading

plate


6/15

UjiUji KonsolidasiKonsolidasi didi LaboratoriumLaboratorium

1. Pemampatan : benda uj

dibebani secara bertahap(incremental) mulai 7 kPa, 16kPa, 32 kPa, 64 kPa, 128 kPa,256 kPa.

2. Pengembangan : bebandikurangi menjadi 128 kPa, 32kPa, 7 kPa.

3. Pemampatan kembali : bendauji dibebani kembali (seperti1).

HubunganHubungan penurunanpenurunan dandan waktuwaktu

Hubungan penurunan dan waktu selama uji konsolidasi denganbeban P

Waktu, t (skala log)

Penurunan

Pemampatan awal

Konsolidasi primer

Tahap I:

Tahap II:

Tahap III: KonsolidasiSekunder


7/15

Pori

HubunganHubungan TeganganTegangan dandan AngkaAngka

PoriPori

Tegangan efektif, (skala log)

AngkaPori, e

eo

e1

e2

21

Fasa Padat

BendaUji, Luas

= AHo

Hs

Hv = Ho-Hs

H1

H2

1

2

HitunganHitungan TeganganTegangan dandan AngkaAngkaPoriPori

1. Hitung tinggi fasa padat tanah (butir tanah), Hs

2. Hitung tinggi awal bagian pori, Hv :

3. Hitung angka pori mula-mula (awal), eo :

4. Hitung perubahan angka pori akibat penambahan beban, e :5. Hitung angka pori setelah konsolidasi akibat beban, :

6. Plot pasangan tegangan dan angka pori menjadi grafik.

ws

s

ws

ss

AG

M

AG

WH ==

sov HHH =

s

v

s

v

s

vo

H

H

AH

AH

V

Ve ===

sH

He

= 1o1 eee =


8/15

LempungLempung TerkonsolidasiTerkonsolidasi NormalNormal

dandan BerlebihBerlebih

Terkonsolidasi Normal (normally consolidated) :

tegangan overburden efektif (o) yang sekarangadalah tegangan maksimum yang terjadi masalampau.

Terkonsolidasi Berlebih (over-consolidated) :tegangan overburden efektif (o) yang sekaranglebih kecil dari tegangan yang pernah terjadi di

masa lampau (tegangan prakonsolidasi/pre-consolidation pressure, c)

Angka konsolidasi (over-consolidation ratio), OCR:

o

c

'

'OCR

=

PenentuanPenentuan TeganganTeganganPrakonsolidasiPrakonsolidasi

1. Normallyconsolidated :

2. Overconsolidated:

3. Underconsolidated :Tegangan efektif, (skala log)

AngkaPori, e

eo

c

ec

1'

'OCR

o

c ==

1'

'OCR

o

c >=

1'

'OCR

o

c


9/15

PengaruhPengaruh KeterusikanKeterusikan

(disturbance) Benda(disturbance) Benda UjiUji

Benda uji akan mengalami remolded akibatketerusikan.

Remolding akan menghasilkan deviasi grafike log antara hasil uji di laboratoriumdan perilaku aktual di lapangan.

Hasil uji laboratorium perlu dikoreksi

terhadap keterusikan , agar mendekatiperilaku pemampatan aktual di lapangan.

KeterusikanKeterusikan lempunglempung NCNC

1. Bagian linear kurva 1(lab.) diperpanjanghingga memotong

kurva 6 di a (0.42eo)2. Garis 7 dibuat vetikal

untuko = c.3. Kurva pemampatan

lapangan dibuat denganmenarik garis dari titika hingga berpotongandi titik b.

4. Kemiringan garis abadalah indekpemampatan (Cc) untuklempung NC.Tegangan efektif, (skala log)

AngkaPori, e

eo

o = c

0.42eo

Kurvakonsolidasi(lapangan)Kurva konsolidasi

(laboratorium)

Kurva konsolidasi(remolded)

1 23

5

6

a

b

4

7

Cc

c

d


10/15

KeterusikanKeterusikan lempunglempung OCOC

1. Bagian linear kurva 1 (lab.)diperpanjang hingga memotong

kurva 6 di a (0.42eo)2. Kurva 7 & 8 dibuat untuko

dan c.3. Kurva rebound 9 dibuat sejajar

dengan kurva 3 berpotongandengan kurva 5 & 7 di titik d &f.

4. Kurva pemampatan lapangandibuat dengan menarik garis

dari titik a hingga berpotongandi titik f.

5. Kemiringan garis af = Cc dankemiringan garis df = Cr untuklempung OC.

Tegangan efektif, (skala log)

AngkaPori, e

eo

c

0.42eo

Kurvakonsolidasi(lapangan)

Kurva konsolidasi(laboratorium)

Kurvapengembangan

(rebound)

1

2

3

5

6

a

b

4

7

Cc

o

d

8

f

9

ce

Cr

Cr

IndekIndekPemampatanPemampatan (C(Ccc)) dandanPengembanganPengembangan (C(Crr))

Indek pemampatan (compression index, Cc)pada dasarnya menunjukkan derajat

penurunan konsolidasi tanah di lapangan.

Indek pengembangan (rebound index atauswell index, Cr, Cs) menunjukkan potensipengembangan tanah setelah mengalamikonsolidasi.

Dari uji konsolidasi di laboratorium, nilai Crbiasanya < Cc


11/15

PenurunanPenurunan KonsolidasiKonsolidasi PrimerPrimer

(S(Scc))

Penurunan konsolidasi primer :

Nilai e diberikan oleh : Lempung NC :

Lempung OC :

o + c :

o + > c :

H

e1

eS

o

c

+

=

( )

+=

o

oc

'

''logCe

( )

+=

o

os

'

''logCe

( )

++

=

c

oc

o

cs

'

''logC

'

'logCe

PenurunanPenurunan KonsolidasiKonsolidasi SekunderSekunder(S(Sss))

Indek pemamapatansekunder :

Penurunan konsolidasisekunder :

=

1

2

t

tlog

eC


Angka

Pori

Pemampatan awal

Konsolidasi primer

Tahap I:

Tahap II:

Tahap III: KonsolidasiSekunder

t1 t2

e

=

1

2s

t

tlogHC'S

ep

pe1

CC'

+=

tp


12/15

KecepatanKecepatan KonsolidasiKonsolidasi (time(time--raterate

of consolidation)of consolidation)

Koefisien pemampatan :

Koefisien pemampatanvolume :

Koefisien consolidasi :

2Hdr

u/w

Lempung

Pasir

Pasir

A

'

eav

=

o

vv

e1

am

+=

vw

vm

kc

=

KecepatanKecepatan KonsolidasiKonsolidasi

Pendekatan matematikadidasarkan pada asumsi : sistem lempung-air

homogen, Proses penjenuhan

selesai,

Pemampatan air danbutir tanah diabaikan(tapi butir tanahrearrange),

Aliran air hanya satuarah (arahpemampatan)

Hukum Darcy masihrelevan.

( )v2TMm

0m dr

o e

H

Mzsin

M

u2u

=

=

=

Tekanan air pori :

Time factor :

2dr

vv

H

tcT =

( )1m22

M +

=


13/15

DerajatDerajat KonsolidasiKonsolidasi

Grafik derajat konsolidasi

2HDrainase

2a

rah uo

H

Drainase

1

arah uo

H

Drainase

1

arah uo

DerajatDerajat KonsolidasiKonsolidasi & Time& TimeFactor (Factor (TTvv))

Konsolidasi terjadi karena disipasi kelebihan tekanan airpori (excess pore water pressure).

Derajat konsolidasi (Uz) pada kedalaman z untuk waktut :

Pendekatan penghitungan derajat konsolidasi :

( )%U100log933.0781.1T60%,UUntuk100

%U

4T60%,-0UUntuk

v

2

v

=>

==

o

z

o

zoz

u

u1

u

uuU =

= ( )v

2TMm

0m2ze

M

21U

=

==


14/15

KoefisienKoefisien KonsolidasiKonsolidasi :: MetodeMetode

LogLog--WaktuWaktu (t(t5050))

1. Bagian linear kurva konsolidasiprimer diperpanjang hingga

memotong perpanjang kurva linearkonsolidasi sekunder di titik A(100% consolidasi, d100).

2. Tentukan t1 & t2 pada kurvapemampatan awal dimana t2 = 4t1.Beda penurunan pada t1 & t2adalah x.

3. Buat garis horisontal sejarak x diatas titik B, yang menunjukkan 0%konsolidasi, d

o

).

4. Penurunan pada 50% konsolidasi(d50) ditentukan dari separuh darido dan d100 (titik C) dengan waktut50.

5. Untuk U = 50%, Tv = 0.197.


Penurunan

t1 t2

Ad10 0

x

xdo

B

Cd50

2

dd100o

+

50

2dr

vt

H197.0c =

t50

KoefisienKoefisien KonsolidasiKonsolidasi :: MetodeMetodeAkarAkar KuadratKuadrat WaktuWaktu ( )( )

1. Tarik garis AB melalui bagianyang penurunan awal padakurva.

2. Buat garis AC dimana jarak OC= 1.15 x OB.

3. Perpotongan garis AC dengankurva adalah

4. Untuk U = 50%, Tv = 0.848.

Penurunan

A 90

2dr

vt

H848.0c =

90t

t,waktuB C

D

90t

O

90t


15/15

KoefisienKoefisien KonsolidasiKonsolidasi :: MetodeMetode

HyperbolaHyperbola

1. Dari data uji konsolidasi dilaboratorium, untuk waktu (t)dan penurunan (H), diplotkanmenjadi grafik hubungan (t/H) dan t.

2. Bagian kurva yang lurus (garisab) diteruskan hingga c (garisbc). Tentukan nilai D.

3. Tentukan kemiringan garis ab

(m).4. Note: satuan D adalah menit/m

atau detik/cm, dan m adalah1/m atau 1/cm.

O

= DmH

3.0c

2dr

v

m

1

D

Waktu, t

H

t

a

b

c

KoefisienKoefisien KonsolidasiKonsolidasi :: MetodeMetodeTahapTahap AwalAwal LogLog--t (tt (t22.1422.14))

1. Tentukan do seperti padaMetode Log-Waktu (t50), danbuat garis horisontal melalui do.

2. Buat garis lurus melalui bagiankurva yang lurus dari titikinfleksi penurunan sekunder(titik B) hingga memotong garis

A di C

3. Tentukan waktu pada titik Csebagai t22.14.

4. Untuk U = 22.14%, Tv

=0.0385

14.22

2

drv

tH0385.0c =

A


Penurunan

do

B

C

t22.14

konsolidasi2

Documents