Slide-TSP204-PERTEMUAN-5-6-REMBESAN-DAN-TEORI-JARINGAN.pdf

7/24/2019 Slide-TSP204-PERTEMUAN-5-6-REMBESAN-DAN-TEORI-JARINGAN.pdf

1/25

MEKANIKA TANAH

MODUL 4

REMBESAN DAN TEORI JARINGAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYAJl. Boulevard Bintaro Sektor 7 Bintaro Jaya

Tangerang Selatan 15224


2/25

PENDAHULUAN

Konsep pemakaian koefisien permeabilitas k untuk menjelaskan

keadaan aliran fluida yang melalui medium berpori telah

dibahas sebelumnya. Sekarang pembahasan lebih lanjut adalah

menentukan seberapa besar jumlah rembesan yang melalui

suatu massa tanah..


3/25

PENDAHULUAN

Dua tipe kondisi aliran,confineddan unconfined

Lapisan A adalah lapisan confined

lapisan B adalah lapisan unconfined

Dibatasi oleh lapisan dengan

permeabilitas rendah


4/25

PENDAHULUAN

Perkiraan jumlah rembesan sangat penting apabila akan digunakan

dinding penghalang untuk membatasi masuknya air ke dalam suatu

galian.

Bahan-bahan yang dipakai dapat berupa dinding beton pracetak,

turap baja atau kombinasi dari material-material lainnya.


5/25

PENDAHULUAN

Suatu bendungan dengan pizometer pada gambar di atas. Total kehilanganenergi/tekanan adalah 19 m ( hL).

a) Hitung tinggi tekanan hp dan total head h untuk pizometer A

sampai E

b) Tentukan tekanan ke atas pada dasar bendungan di titik C


6/25


7/25

Tekanan ke atas (uplift pressure)

kPasmmkgpzhhgzhgghp

C

CLCLWCCWpWC

19620/81.9/1000 23


8/25

SEEPAGE(REMBESAN)

DEFINISI PROSESMENGALIRNYA AIR MELALUI TANAH

2 DIMENTIONAL SEEPAGE

SYARAT ALIRAN STEADY

KEADAAN STEADY (tidak tergantung waktu)

Tercapai bila tanah jenuh Perbedaan tegangan

Massa tanah

Kecepatan aliranTETAP


9/25

Penyelesaian masalah seepage dapat dilakukan dengan beberapa metode, al :

Grafis ( penggambaranflow net)

Analitis (finite element method)

model


10/25

PERSAMAAN KONTINUITAS ALIRAN AIR TANAH

Dalam keadaan yang sebenarnya, air mengalir dalam tanah tidakhanya

dalam satu arah saja dan tidakjuga seragam untuk seluruh luasan yang

tegak lurus arah aliran.

jaringan aliran (flow net)

Hukum kontinuitas Persamaan Laplace

(keadaan aliran tunak di suatu titik pada massa tanah. )

apabila tanah jenuh penuh, gradien hidrolik tidak berubah, massa tanah

yang ditinjau konstan dan tingkat aliran itu sendiri juga konstan


11/25

Pers. Laplace :

Garis aliran : garis sepanjang aliran air yang mengalir dari hulu ke hilirmelaluitanah tembus air ( FGH)

Garis ekipotensial : garis yang memiliki tinggi tekanan (pressure head ) sama (JK

atau LM)


12/25

(a) Satu turap yang dipasang ke dalam

lapisan tembus air

(b) aliran pada elemen massa tanah A

+ . + +

. . . + . . = 0

RATE OF IN FLOW = RATE OF OUT FLOW

. +

. = 0

+

=


13/25

HUKUM DARCY

x

h

kikv xxxx

zhkikv zzzz

DAN

+

=

MAKA : 02

2

2

2

z

hk

x

hk zx

Bila medium tanah isotropik , maka kx = kz

Persamaan kontinuitas menjadi :0

2

2

2

2

z

h

x

h


14/25

Persamaan di atas tersebut menghasilkan sekelompok kurva yang

memotong bidang XY

Salah satu kurva merupakan

jalur aliran dari sebuahpartikel air dari A menuju B,

dan kurva lainnya

merupakan garis tinggi tekan

h yang konstan disebut garis

ekipotensial

Pada titik C, kemiringan kurva AB adalah yang dihitung sebagai

berikut :


15/25

x

hkv xx

y

hkv yy

dan

x

hk

yhk

v

v

x

y

x

y

tandarigambar

Dengan ketentuan bahwa di setiap garis tekanan konstan, misal dari titik C

ke D , h = konstan dan karena turunan dh = 0, tetapi turunan dh adalah :

02

2

2

2

dhdy

y

hkdx

x

hk yx

yhk

xhk

dx

dy

y

x

Membaginya dengan dx akan diperoleh:

Kebalikan dari tan :

maka kelompok kurva yang didefinisikan oleh

persamaan Laplace selalu saling berpotongantegak lurus

Garis dimana vektor kecepatan ( dari hulu ke hilir) ditinjau

sebagai garis aliran (flow line).

Garis dimana energi atau tinggi tekan total = konstan disebut

garis ekipotensial

Kombinasinya

FLOW NET


16/25

JARINGAN ALIRAN

FLOW N T

)

Flow net digunakan untuk perhitungan aliran air di dalam tanah dan elevasi

dari tinggi tekan di dalam medium tanah

Garis aliran merupakan garis sepanjang mana butirbutir air akan

bergerak dari bagian hulu ke bagian hilir sungai melalui media tanah yang

tembus air (permeable)

(A)(B)


17/25


18/25

PERSYARATAN DALAM PEMBUATAN JARINGAN ALIRAN

Perpotongan garis ekipotensial dengan garis alir membentuk sudut siku-siku

Elemen flow net mendekati bujur sangkar

Penggambaran dilakukan dengan cara coba-coba dengan mengingat syarat batas

SYARAT BATAS

Permukaan di hulu dan hilir dari lapisan permeabel (AB dan EF) terdapat

garis ekipotensial

Karena AB dan EF garis ekipotensial , maka semua garis alir yang

memotongnya harus membentuk sudut siku-siku

Kondisi batas pada lapisan kedap air , GH adalah garis alir dan juga

permukaan sheet pile yang kedap air BCDE adalah garis alir

Garis garis ekipotensial yang memotong BCDE dan GH membentuk sudut

siku-siku


19/25

PERHITUNGAN SEEPAGE

Debit air yang melalui saluran alir (flow chanel) per satuan panjang ( bidang tegak

lurus arah alir), masing-masing ada sebagai berikut :

q1= q2= .....= q

Dari hukum Darcy:

= = =

Karena elemen2flow

net berbentuk bujur

sangkar, maka

penurunan tinggi tekandari garis ekipotensial

yang berdampingan

adalah sama dan

disebut potential

drop

1 2= 2 3= =


20/25

PERHITUNGAN SEEPAGE

=

Dimana :

H = beda tinggi tekan di hulu dan di hilir

Nd = number of drop

Jika jumlah saluran air (number of flow chanel) pada suatuflow net adalah nf, maka :

=

=


21/25

TEKANAN KE ATAS (UPLIFT PRESSURE)

Beda tinggi tekan hulu dan hilir = 7 m Nd = 7

Jadi kehilangan tinggi tekan tiap drop = H/nd = 7/7 = 1 m

Air dalam keadaan statis di dalam tanah akan mengakibatkan tekanan

hidrostatis yang arahnya ke atas (uplift )


22/25

Titik A : hA = [ (7 +2)(7/7)] = 8 m

Titik B : hB = [ (7 +2)2 (7/7)] = 7 m

Titik C : hC = [ (7 +2)3 (7/7)] = 6 m

Titik D : hD = [ (7 +2)4 (7/7)] = 5 m

Titik E : hE = [ (7 +2)5 (7/7)] = 4 m

Titik F : hF = [ (7 +2)6 (7/7)] = 3 m

PRESSURE HEAD

UPLIFT PRESSURE

Titik A : hA . w = 8 x 1 t/m3 = 8 t/m3

Titik B : hB . w = 7 x 1 t/m3 = 7 t/m3 dst


23/25

DIAGRAM UPLIFT PRESSURE


24/25

Contoh soal

Pertanyaan :

1) Kehilangan energi total

2) Vol total aliran

3) Tinggi energi total P


25/25

Contoh soal

Gambar aliran flow net

Documents

Slide-TSP204-PERTEMUAN-5-6-REMBESAN-DAN-TEORI-JARINGAN.pdf