Mekanika tanah adalah bagian dari geoteknik yang merupakan salah satu cabang dari ilmu teknik sipil. dalam bahasa Inggris mekanika tanah berarti soil mechanics atau soil engineering dan Bodenmechanik dalam bahasa Jerman.
Istilah mekanika tanah diberikan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1925 melalui bukunya “Erdbaumechanik auf bodenphysikalicher Grundlage”
(Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah), yang membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern, dan menjadi dasar studi-studi lanjutan ilmu ini, sehingga Terzaghi disebut sebagai “Bapak Mekanika Tanah”.
Pengertian Mekanika Tanah
Mekanika tanah adalah cabang ilmu geoteknik yang mempelajari perilaku tanah di bawah beban dan tekanan. Hal ini sangat penting dalam perencanaan dan pelaksanaan proyek konstruksi seperti pembangunan jembatan, gedung, jalan, dan bendungan. Untuk memahami mekanika tanah, kita perlu mengetahui sifat-sifat dasar tanah.
Sifat-sifat Tanah
Tanah adalah campuran kompleks dari mineral, air, udara, dan bahan organik. Sifat-sifat tanah yang paling penting dalam mekanika tanah meliputi:
- Kekuatan Tanah: Kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami deformasi atau kegagalan. Ini penting dalam perencanaan struktur konstruksi yang aman.
- Kepadatan Tanah: Tingkat kepadatan partikel tanah mempengaruhi daya dukung tanah dan pergerakan air di dalamnya. Hal ini dapat diukur dengan berbagai metode pengujian.
- Plasticitas: Beberapa tanah dapat mengalami deformasi permanen ketika diberi tekanan. Ini disebut plastisitas, dan pemahaman akan sifat ini penting dalam konstruksi.
- Kohesi: Kemampuan partikel tanah untuk menahan tekanan air. Tanah lempung, misalnya, memiliki kohesi yang tinggi.
Pengujian Mekanika Tanah
Untuk memahami sifat-sifat tanah dengan baik, diperlukan pengujian yang akurat. Beberapa pengujian mekanika tanah yang umum digunakan meliputi:
- Uji Kekuatan Geser: Pengujian ini digunakan untuk menentukan kekuatan geser tanah, yang penting dalam perencanaan pondasi dan dinding penahan.
- Uji Kepadatan: Mengukur kepadatan tanah dan mengidentifikasi tingkat pengembangan.
- Uji Atterberg: Digunakan untuk menentukan batas plastisitas dan batas cair tanah, yang membantu dalam klasifikasi tanah.
Aplikasi dalam Konstruksi
Mekanika tanah memiliki berbagai aplikasi dalam proyek konstruksi, seperti:
- Desain Pondasi: Menentukan jenis pondasi yang sesuai berdasarkan karakteristik tanah di lokasi proyek.
- Stabilitas Lereng: Menghindari kegagalan lereng dan tanah longsor dengan menerapkan prinsip mekanika tanah.
- Drainase: Memastikan sistem drainase yang baik untuk menghindari perembesan tanah.
- Pengembangan Tanah: Meningkatkan kepadatan dan kekuatan tanah untuk proyek konstruksi.
Mekanika Tanah 1
Dalam pengertian teknik secara umum tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan udara yang mengisi pori diantara partikel-partikel padat tersebut.
Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil. Disamping itu tanah berfungsi juga sebagai pendukung pondasi dari bangunan.
Jadi seorang ahli teknik sipil harus juga mempelajari sifat sifat dasar dari tanah, seperti asal usulnya, penyebaran ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat pemampatan bila dibebani (compressibility), kekuatan geser, kapasitas daya dukung terhadap beban, dan lain lain.
Ilmu mekanika tanah (soil mechanic) adalah cabang dari ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat fisik dari tanah dan perilaku massa tanah tersebut bila menerima berbagai macam gaya.
Ilmu rekayasa tanah (soil engineering) merupakan aplikasi dari prinsip-prinsip mekanika tanah dalam masalah praktis. Istilah rekayasa geoteknis (geotechnical engineering) didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan dan pelaksanaan dari bagian teknik sipil yang menyangkut material – material alam yang terdapat pada permukaan bumi.
Dalam arti umumnya rekayasa geoteknik juga mengikutsertakan aplikasi dari prinsip prinsip dasar mekanika tanah dan mekanika batuan dalam masalah masalah perancangan pondasi
Pertama terkait dengan irigasi dan pengendalian banjir, seperti yang ditunjukkan oleh jejak tanggul, bendungan, dan kanal dating pada 2000 SM yang ditemukan di Mesir kuno, Mesopotamia kuno dan Fertile Crescent, serta sekitar pemukiman awal Mohenjo Daro dan Harappa di lembah Indus untuk melindungi kota Mohenjo Dara (sekarang menjadi Pakistan setelah 1947).
Selama dinasti Chan di China (1120 SM to249B.C.) banyak Tanggul yang dibangun untuk keperluan irigasi. Peradaban Yunani kuno menggunakan pondasi isolated pad footings and strip-and-raft
untuk membangun struktur. Dimulai sekitar 2750 SM, lima piramida yang paling penting dibangun di Mesir dalam jangka waktu kurang dari satu abad (Saqqarah, Meidum, Dahshur Selatan dan Utara, dan Cheops).
Hal ini menimbulkan tantangan berat tentang keadaaan fondasi, stabilitas lereng, dan pembangunan ruang bawah tanah. Dengan kedatangan Buddhisme di Cina selama Dinasti Han pada 68 Masehi, ribuan pagoda dibangun.
Banyak dari struktur ini dibangun pada lumpur dan lapisan lempung lunak. Dalam beberapa kasus tekanan pondasi melebihi kapasitas beban-dukung tanah dan dengan demikian menyebabkan kerusakan struktural yang luas.
Berdasarkan penekanan dan sifat dari penelitian di bidang rekayasa geoteknik, rentang waktu 1700-1927 dapat dibagi menjadi empat periode utama (SKEMPTON, 1985):
Pra-klasik (1700-1776 M), mekanika tanah klasik -Tahap I (1776-1856 AD), mekanika tanah klasik-Tahap II (1856-1910), mekanika tanah modern (1910-1927 M)
Mekanika Tanah 2
Total penurunan pada tanah akibat beban struktur yang ada di atasnya dapat terbagi atas 3: 1. penurunan segera/elastic 2. penurunan akibat konsolidasi primer 3. penurunan akibat konsolidasi sekunder Yang dipelajari di penurunan akibat konsolidasi.
Metode Penyebaran Beban 2V : IH
- Merupakan cara yang paling sederhana untuk menghitung tegangan vertikal akibat suatu beban permukaan pada kedalaman tertentu
- Makin ke bawah tegangan terdistribusi mengecil
- Cara ini merupakan pendekatan empiris dengan anggapan bahwa bidang dimana beban bekerja bertambah luasnya secara sistematis terhadap kedalaman, terjadi tegangan makin kecil terhadap kedalaman
- Secara sederhana, distribusi tegangan vertikal adalah 2 : 1
TEORI BOUSSINESQ
- a) Tanah merupakan elastis, isotropis dan homogen
- b) Perubahan volume tanah diabaikan
- c) Tanah dianggap tak tertegang sebelum bekerjanya beban
- d) Hubungan tegangan – regangan menurut hukum Hooke
- e) Distribusi tegangan tanah akibat beban yang bekerja tidak tergantung jenis tanah Dalam perhitungan distribusi tegangan akibat beban struktur, tegangan yang terjadi biasanya dinyatakan dalam istilah tambahan tegangan (stress increment), yaitu Δσ.
Karena sebenarnya tanah sudah mengalami tegangan sebelum beban struktur bekerja, yaitu tegangan akibat berat sendiri
Demikianlah teman-teman pembahasan kita hari ini tentang Mekanika Tanah, semoga bermanfaat dan jangan lupa di share ke teman-teman yang lain ya.
