Prinsip Dasar Ilmu Mekanika Tanah

Mekanika tanah adalah cabang dari ilmu teknik yang mempelajari prilaku tanah dan sifatnya dikarenakan adanya gaya regangan dan tegangan.

Sedangkan teknik podasi adalah aplikasi prinisp-prinsip mekanika tanah dan geologi, yang umum digunakan pada perencanaan pembangunan pondasi seperti gedung, jembatan, jalan, bendung dan lain-lain.  

Prinsip dasar ilmu mekanika tanah juga erat kaitannya dengan ilmu perkiraan terhadap kemungkinan adanya penyimpangan dari kondisi tanah ideal dilapangan.

Bumi terdiri atas batuan dan tanah dengan butir-butir berupa ruang pori yang terisi udara dan air. Tanah juga dapat mengandung bahan-bahan sisa pelapukan tumbuhan maupun hewan yang disebut tanah organik.

Baca Juga : Ukuran Partikel Tanah

 

Sedangkan batuan dibedakan atas batuan beku (granit, basalt), batuan sedimen (gamping, batu pasir), batuan metamorf  (marmer).

Batuan merupakan kumpulan butir-butir mineral alam yang saling terikat erat dan kuat, sehingga sukar untuk dilepaskan.

Sedangkan tanah merupakan kumpulan butir butir minal alam yang tidak melekat atau melekat tidak erat, sehingga sangat mudah untuk dipisah.

Ada juga tanah jenis Cadas yang merupakan peralihan antara batu dan tanah. Berikut jenis tanah berdasrkan fraksi dan ukuran butir :

1. Kerikil (gravel) > 2.00   mm
2. Pasir (sand) 2.00 - 0.06  mm
3. Lanau ( silt) 0.06 - 0.002 mm
4. Lempung (clay) < 0.002 mm

Tanah berdasarkan campuran butir

1. Tanah berbutir kasar adalah tanah yang sebagian besar butir tanahnya berupa pasir dan kerikil.
2. Tanah  berbutir  halus adalah  tanah  yang  sebagian  besar  butir-butir  tanahnya  berupa lempung dan lanau.
3. Tanah organik adalah tanah yang cukup banyak mengandung bahan-bahan sisa tumbuhan dan hewan.

Tanah berdasarkan sifat lekatannya

1. Tanah Kohesif adalah tanah yang mempunyai sifat lekatan antara butir-butimya. (tanah lempungan = mengandung lempung cukup banyak).
2. Tanah Non Kohesif adalah tanah yang tidak mempunyai atau sedikit sekali lekatan antara butir-butimya. (hampir tidak mengandung lempung dan pasir).
3. Tanah Organik adalah tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan organik. (bersifat tidak baik).

Pada prinsipnya, ilmu ini bisa dikatakan susah-susah gampang. Didasarkan pada analisa jenis dan spesifikasi tanah.

Dikatakan susah karena begitu banyak rumus kompleks dan statis yang harus diakumulasikan berdasarkan klasifikasi jenis dan sifatnya.

Namun gampang karena praktis, tidak seperti mekanika teknik, dimana engineer menganalisa setiap bentuk dan gaya-gaya dalam yang merepotkan.

Apapun jenis perhitungan dalam mekanika tanah tidak akan lepas dari prinsip dasar persamaan tanah seperti diawah ini.

1. Berat Volume Tanah Kering

2. Berat Volume Tanah Basah

3. Berat Volume Jenuh Air

4. Kadar Air

5. Kadar Air Jenuh

Rumus diatas akan dicoba pada beberapa contoh soal berikut.

Soal : 1

Suatu percobaan lab terhadap suatu contoh tanah asli seberat 1.74 kg dan mempunyai isi 0.001 m3. Berat jenis butir 2.6, kerapatan kering tanah 1500 kg/m3. Ditanyakan.

a.    Kadar air.
b.    Angka pori dan porositas
c.    Kerapatan jenuh dan terendam
d.    Derajat kejenuhan

Jawab : 1

a. Kadar air.

 

Keterangan :
Ws  = Berat jenis kerapatan tanah kering
Ww = Berat jenis kerapatan tanah basah

b. Angka pori dan porositas (factor pembanding).

 

 

Keterangan :
Vs = Volume berat jenis butir tanah asli
Vv = Volume tanah asli

c. Kerapatan jenuh dan terendam

Atau :

Keterangan :
Ysat = Berat volume jenuh

d. Derajat kejenuhan

 

Keterangan :
Vw = Volume berat tanah kering

Soal : 2
Suatu tanah jenuh air mempunyai berat volume kering sebesar 16.2 kn/m3. Kadar air 20 %. Tentukan berat jenis spesifik (Gs), angka pori (e), berat volume jenuh (Ysat).

Jawab : 2

Berat jenis spesifik

 

Angka pori.

Berat volume jenuh

Soal : 3

Suatu contoh tanah seberat 30.6 kg, mempunyai isi 0.0183 m3. Bila dikeringkan dalam tungku beratnya menjadi 27.2 kg, dan berat jenis butirnya (Gs) diketahui 2.65, tentukan :

a. Kerapatan tanah (berat volume basah)
b. Kerapatan butir (berat volume kering)
c. Kadar air
d. Angka pori
e. Porositas
f. Derajat kejenuhan

Jawab : 3

a. Kerapatan tanah

 

b. Kerapatan butir

 c. Kadar air

d. Angka pori

 

 

e. Porositas

f. Derajat kejenuhan

Soal : 4

Daata suatu tanah diketahui sebagai berikut : angka pori 0.75, kadar air 22%. Berat spesifik tanah 2.66, hitunglah.

a. Porositas
b. Berat volume basah
c. Berat volume kering

Jawab : 4

a. Porositas

b. Berat volume basah

c. Berat volume kering

Soal : 5

Data suatu tanah diketahui sebagai berikut : Porositas tanah 0.45, berat spesifik 2.68, kadar air 10 %. Tentukan masa air yang harus ditambahkan agar tanah mempunyai volume 10 m3 menjadi jenuh.

Jawab : 5

 

 

Dalam 1 m3 air yang dibutuhkan = keadaan jenuh – keadaan basah

Jadi dalam 10 m3 tanah dibutuhkan massa air sebesar 303.2 kg.

Soal jawab diatas merupakan contoh umum design tanah pada laboratorium. Tidak menutup kemungkinan jenis, sifat dan karakteristik dari unsur tanah berubah, tentunya perhitugan diatas juga dapat berkembang mengikuti pola yang ada.

Namun dasar dan penerapan perhitungan diatas adalah rumus tetap yang baku pada prisip-prinsip tanah dan merupakan metode perhitungan umum.