unit 10 ( jenis - jenis tegasan tanah )

8/6/2019 Unit 10 ( JENIS - JENIS TEGASAN TANAH )

1/14

KONSEP TEGASAN BERKESAN C3008/10/1

````

Di akhir pembelajaran , pelajar dapat mengetahui jenis-jenis tegasan tanah

dengan lebih jelas.

Di akhir unit ini, pelajar akan dapat :

1. mendefinisikan jenis-jenis tegasan tanah

2. menerangkan hubung kait antara tegasan pugak, tegasan ufuk dan tegasan

berkesan.

3. mengira nilai tegasan pugak, tegasan ufuk dan tegasan berkesan

4. mengira nilai daya tujah pada sesuatu tembok penahan.


2/14


10.0 Pengenalan

Secara umumnya tegasan merupakan keamatan bebanan. Sementara terikan

adalah suatu unit ukuran ubah bentuk. Terdapat dua jenis beban yang bertindak

pada tanah iaitu beban luar dan beban yang disebabkan oleh berat tanah sendiri.

Untuk mengira perubahan tegasan yang disebabkan oleh beban luar seperti beban

titik dan beban agihan seragam adalah diluar sukatan modul ini. Oleh itu dalam

unit ini kita hanya bincangkan perubahan tegasan yang disebabkan oleh berat

tanah, perubahan air kapilari dan perubahan air bumi.

Terdapat tiga jenis tegasan tanah yang akan dibincangkan, iaitu :-

(a) Tegasan pugak

(b) Tegasan ufuk

(c) Tegasan berkesan

Perinsip tegasan berkesan akan dibincangkan lebih terperinci dalam unit 11.


3/14


10.1 Tegasan Pugak ( v )

Tegasan pugak didefinisikan sebagai daya yang diakibatkan oleh berat tanah

dibahagikan dengan luas satahnya.

Untuk menentukan formula tegasan pugak, pertimbangkan rajah 4.1 di bawah.

h

Rajah 10.1

Tegasan Pugak, v =Luas

BebankN/m2

=ba

hbag

.

)..(

= gh

di ketahui bahawa,

g = ( atau dikenali sebagai berat unit tanah )

Oleh itu ;

v = h (10.1)

a

b

v = h


4/14


10.2 Tegasan Ufuk ( H )

Terdapat beberapa struktur kejuruteraan seperti tembok penahan, empangan dan

sebagainya dibina untuk menahan tanah. Sekiranya tanpa struktur penahan ini

tanah akan kehilangan sokongan sisi dan seterusnya gagal. Oleh itu, struktur

penahan sentiasa terdedah kepada tindakan daya tujahan akibat daripada kesan

tekanan sisi tanah. Dalam konteks ini, tekanan yang terhasil merujuk kepada

tegasan yang terhasil di antara permukaan tanah dan struktur penahan.

Oleh itu, tegasan ufuk adalah hasil darab pekali tegasan ufuk (k) dengan tegasan

pugak ( v ).

(10.2)

Nilai k boleh ditentukan dengan menggunakan formula Rankine :

k =

sin1

sin1

+

(10.3)

Di mana, adalah sudut geseran tanah

10.3 Tegasan Berkesan

Dari prinsip Terzaghi, jumlah tegasan pugak adalah hasil tambah tegasan berkesan

dan tekanan air liang.

v = ' + u (10.4)

Di mana, ' = tegasan berkesan

u = tekanan air liang

H = k v


5/14


Oleh itu, tegasan berkesan merupakan tegasan yang ditanggung oleh tanah sahaja

tidak diambil kira tekanan air liang.

' = v - u

(10.5)

10.4 Tekanan Air Liang

Tekanan air liang merupakan tekanan hidrostatik. Ia bergantung kepada berat unit

air dan kedalaman. Tekanan hidrostatik ini adalah sama pada semua arah.

u = hw (10.6)

Di mana h = ketinggian paras air bumi

w = berat unit air ( 1000 kg/m3 atau 9.81 kN/m3 )

10.5 Gabungan Tegasan

H = k v

= k( ' + u )

= k ' + u

Tekanan air liang (u = hw ) merupakan tekanan hidrostatik, maka nilai k tidak

perlu didarab dengan u.

(10.7)H

= k ' + hw


6/14


Contoh 4.1

Satu profil tanah mempunyai kedalaman dan berat unit seperti rajah 4.2 di bawah.

Kira nilai tegasan pugak, tekanan air liang dan tegasan berkesan tanah pada

kedalaman 10 m.

G.W.L.

Rajah 4.2

Penyelesaian 4.1

Pada kedalaman 10m :

Oleh kerana profil tanah terdiri daripada dua lapisan tanah iaitu tanah pasir dan

tanah liat dimana berat unit, bagi setiap tanah adalah berbeza, maka perlu di

tentukan tegasan pugak bagi kedua-dua jenis tanah tersebut.

i. Tegasan pugak bagi pasir = pasirpasir h

Tegasan pugak bagi tanah liat = liatahliatah htantan

Jumlah tegasan pugak , v = liatahliatahpasirpasir hh tantan +

= (17)(4) + (20)(6)

= 188 kN/m2

(ii) Tekanan air liang berlaku dibawah paras air bumi, iaitu h = 6 m

4 m

6 m

Pasir3

/17 mkN=

Tanah Liat3

/20 mkN=


7/14


Tekanan air liang, u = hw

= (9.81)(6)

= 58.86 kN/m2

iii. Tegasan berkesan, = v - u

= 188 58.86

= 129.14 kN/m2

Contoh 4.2

Saya harus ingat ,

bahawa tekanan air liang

dalam tanah hanya

berlaku jika ada air

dalam tanah tersebut.


8/14


Satu tembok penahan mempunyai ketinggian 5 m berfungsi untuk menahan tanah

pasir. Diberi berat unit tanah pasir dan pekali tegasan ufuknya masing-masing

adalah 17 kN/m3 dan 0.27. Tentukan :

(a) Jumlah tujahan tanah pasir ke atas tembok penahan.

(b) Jumlah tujuhan tanah pasir ke atas tembok penahan sekiranya terdapat air

bumi di paras 2 m di bawah permukaan pasir dan berat unit tepu tanah

pasir ialah 20 kN/m3.

Penyelesaian 4.2

(a)

Daya Tujahan, P =2

1( H )(h)

=2

1(k v )(h)

=2

1(k h)(h)

=21 (k)(h2)

=2

1(0.27)(17)(52)

= 57.38 kN/m

(b)

3/17 mkN=

h = 5 m

H


9/14


10/14


Soalan 1

Terangkan istilah-istilah berikut :

(a) Tegasan pugak

(b) Tegasan ufuk


(d) Tekanan air liang

Soalan 2

Dasar sungai setebal 5 m terdiri daripada pasir yang mempunyai berat unit tepu

bernilai 19.5 kN/m3. Pada titik 5m di bawah permukaan pasir, kirakan

(a) tegasan berkesan

(b) tegasan ufuk jika pekali tegasan ufuk ialah 0.27.

Soalan 3

Satu tembok penahan setinggi 4 m digunakan untuk menahan tanah yang

mempunyai berat unit kering dan berat unit tepu masing-masing adalah 17

kN/m3 dan 20 kN/m3. Aras air bumi berada di aras 1 m dari permukaan tanah.

Kira daya tujahan yang dikenakan pada tembok penahan. (Diberi k = 0.27).


11/14


Jawapan 1

(a) Tegasan pugak adalah beban yang dialami oleh tanah dibahagikan

dengan keluasan satahnya. Beban yang dimaksudkan sama ada beban

sendiri tanah atau beban luar.

(b) Tegasan ufuk adalah hasil darab pekali tegasan ufuk dengan tegasan

pugak.

(c) Tegasan berkesan adalah tegasan yang ditanggung oleh pepejal tanah

sahaja tidak diambil kira tekanan air liang.

(d) Tekanan air liang merupakan tekanan hidrostatik iaitu hasil darab berat

unit air dengan kedalaman air bermula dari aras air bumi.

Jawapan 2

(a) = (19.5)(5) = 97.5 kN/m2

u = (9.81)(5) = 49.05 kN/m2

= 97.5 - 49.05 = 48.45 kN/m2

(b) H = k v

= 0.27 x 97.5

= 26.32 kN/m2

Jawapan 3


12/14


P1 =2

1(k)(h1)

2 =2

1(0.27)(18)(12) = 2.43 kN/m

P2 = (k )(h1)(h2) = (0.27)(18)(1)(3) = 14.56 kN/m

P3 =2

1(k ' )(h2)

2 =2

1(k)( wtepu )(h2)

2

=2

1(0.27)(21 9.81)(32) = 13.6 kN/m

P4 =

2

1( w )(h2)

2 =

2

1(9.81)(32) = 44.15 kN/m

Jumlah Daya Tujahan, P = P1 + P2 + P3 + P4

= 2.43 + 14.56 + 13.6 + 44.15

= 74.76 kN/m


13/14


Ujikan kefahaman anda berkenaan pelajaran dalam unit ini dengan menjawab

soalan-soalan berikut.

Soalan 1

Definisikan tegasan-tegasan berikut :

(a) Tegasan ufuk

(b) Tegasan pugak


Soalan 2

Terangkan hubungkait antara tegasan ufuk, tegasan pugak dan tegasan

berkesan.

Soalan 3

Satu keadaan susuk tanah adalah seperti rajah dibawah. Dapatkan nilai tegasan

berkesan pada titik A.

Jawapan 1

= 18 kN/m32m

2m

4m

= 21 kN/m3

= 19 kN/m3

A

GWL


14/14


(a) Tegasan ufuk adalah hasil darab pekali tegasan ufuk (k) dengan tegasan

pugak ( v ).

(b) Tegasan pugak didefinisikan sebagai daya yang diakibatkan oleh berat

tanah dibahagikan dengan luas satahnya.

(c) Tegasan berkesan merupakan tegasan yang ditanggung oleh tanah sahaja

tidak diambil kira tekanan air liang

Jawapan 2

Hubung kait antara tegasan-tegasan adalah seperti berikut :

H = k v

= k( ' + u )

= k ' + u

Tekanan air liang (u = hw ) merupakan tekanan hidrostatik, maka nilai k tidak

perlu didarab dengan u.

Jawapan 3

Tegasan Berkesan pada titik A ialah 95.14 kN/m2

H = k ' + hw

unit 10 ( jenis - jenis tegasan tanah )

Documents