PERTEMUAN KE - 9

REMBESAN PADA TANAH

Disusun oleh:

Tim KBK Geoteknik

Prodi Teknik Sipil FT UNSLab. Mekanika Tanah FT UNS, Jl Ir Sutami 36 a Surakarta

MEKANIKA TANAH 1TKS-21212

SUB TOPIK : HUKUM DARCY & KONTINUITAS ALIRAN

1. Air tanah

a. Air tanah (groundwater) adalah: air yang berada di bawah muka tanah (Gambar 1.1)

b. Lapisan mengandung air ( akuifer) adalah: lapisan tembus air di dalam tanah dimana air tanah dapat mengalir (Gambar 1.2)

c. Jenis aquifer: (Gambar 1.3) a. Aquifer tertekan (Confined Aquifer) b. Aquifer bebas (Unconfined Aquifer) c. Aquifer menggantung (Perched Aquifer)

d. Air artesis didapatkan dari : akuifer yang berada dalam tekanan hidrostatik. (Gambar 1.4)

REMBESAN PADA TANAH

2

Gambar 1.1a Air tanah dalam siklus hidrologi

3

REMBESAN PADA TANAH

Gambar 1.1b Zona air dalam tanah

4

REMBESAN PADA TANAH

Gambar 1.2 Sketsa aquifer

5

REMBESAN PADA TANAH

POKOK BAHASAN

6

a b

c

Gambar 1.3 Jenis Akuifer

a. Confined Aquifer

(Akuifer Tertekan)

b. Unconfined Aquifer

(Akuifer Bebas)

c. Perched Aquifer

(Akuifer Menggantung)

Gambar 1.4. Air Artesis

7

REMBESAN PADA TANAH

B. GRADIEN HIDROLIK & HUKUM BERNOULLI

1. GRADIEN HIDROLIK (i)

h = selisih total head antara 2 titik yg ditinjau

ΔL = panjang “drainage path”, panjang aliran

rembesan (lihat Gambar 1.5)

i = h/ΔL

8

REMBESAN PADA TANAH

3. HUKUM BERNOULLI UNTUK ALIRAN AIR DALAM TANAH

zp

hw

t

= hp+ hzh p = tinggi tekanan

h z = tinggi elevasi

2. HUKUM BERNOULLI :

z2g

Vph

2

w

t w

p

= Pressure head

2g

V 2

= Velocity head

z = Elevation head

ht = Total head

9

REMBESAN PADA TANAH

*Karena kecepatan aliran air dalam tanah sangat kecil, maka velocity head diabaikan

Aliran rembesan air dalam tanah hanya akan terjadi bila:

– Ada selisih Total Head / beda tinggi muka air (ht) antara 2

titik yang ditinjau (lihat Gambar 1.6)

– Bila Tinggi Head antara 2 titik sama (tidak ada selisih Total

Head), maka tidak terjadi aliran rembesan antara dua

titik tersebut (lihat Gambar 1.7).

CATATAN :

Gambar 1.5. Aliran air dalam sampel tanah

REMBESAN PADA TANAH

10

L

Kasus h ≠ 0 , ada aliran rembesan

hzB

h

hpB

(i = h/L)gradient

hzA

hpA

L

Gambar 1.6

Contoh rembesan aliran yang terjadi akibat adanya selisih Total Head (Δh ≠ 0)

11

hpA

hzAL

hzB

hpBTotal

Head

(ht)

Datum = reference line

Gambar 1.7 Contoh keadaan dimana tidak terjadi rembesan

aliran karena tidak ada selisih Total Head (Δh = 0).

Kasus h = 0 , tidak ada aliran rembesan

12

Selisih Total Head (Δh) / kehilangan energi antara titik A

dan titik B (Gambar 1.6)

A

w

AAtBtAtt Z

Phhhh

)()()(

B

w

BBt Z

Ph

)(

h t = i x L

ATAU :

i = Gradien hidrolis

L = Panjang aliran

13

1. Kecepatan air ( V ) mengalir dalam tanah jenuh :

V = k x i k = koefisien rembesan

i = gradien hidrolis

2. Volume air mengalir per-satuan waktu / debit (q)

q = V x A A = Luas penampang aliran

3. Volume air mengalir dalam waktu tertentu (t)

Q = q x t → Q = V x A x t → Q = k x i x A x t

B. HUKUM DARCY

REMBESAN PADA TANAH

14

Persamaan Kontinuitas

1. Persamaan kontinuitas oleh Laplace :

asumsi : inflow = outflow, (Gambar 5.15), atau :

jumlah air yang mengalir masuk kedalam suatu elemen

= jumlah air yang mengalir keluar elemen.

Persamaan kontinuitas :

Persamaan Darcy :x

hkikV xxxx

z

hkikV zzzz

0

z

z

x

x VV …………(1)

………… (2)

Substitusi (2) ke (1) 02

2

2

2

z

hk

x

hk zx

………….(3)

Gambar 5.15 (a)

Turap / sheet pile yang

dipancang kedalam lapisan

yang permeable

Gambar 5.15 (b)

Aliran air pada elemen tanah A

DAFTAR PUSTAKA

Hardiyatmo. 2006. Mekanika Tanah 1. Yogyakarta: Gadjah Mada

University Press.

Das, Braja M., Endah, Noor, Mochtar, Indrasurya B. 1985.

Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1.

Jakarta: Erlangga

Sekian dan terimakasihSemangat, berjuang dan berdoa demi meraih cita citamu

Tim KBK Geoteknik

Prodi Teknik Sipil UNS