8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
1/51
MEKANIKA TANAH II
PERTEMUAN 6 – REMBESAN
AIR DALAM TANAH
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA SURABAYA
17 Maret 2016
A!"a# Ma$%%& ST' MT
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
2/51
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
3/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A.Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$ Air "anah dalam siklus hidrolo%i
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
4/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.& 'ke"sa a(uifer
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
5/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
a b
Gambar #.) *enis Akuifer
a. Confined A(uifer +Akuifer Ter"ekan,
b. -nconfined A(uifer
+Akuifer Bebas,
c. erched A(uifer
+Akuifer /en%%an"un%,
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
6/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.0. Air Ar"esis
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
7/51
$. Kecepa"an air + 1 , men%alir dalam "anah 2enuh 3
1 4 k i k koefisien rembesan i gradien hidrolis
&. 1olume air men%alir per5sa"uan ak"u 6 debi" +(,
( 4 1 A A Luas penampang aliran
). 1olume air men%alir dalam ak"u "er"en"u +",
7 4 ( " 8 7 4 1 A " 8 7 4 k i A "
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. HukumDarcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
B. H-K-/ DARC9
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
8/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
*. +ukum ,ary
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
C. GRAD:E! H:DR;
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
9/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
). H-K-/ BER!;-
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
10/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Aliran rembesan air dalam tanah hanya akan ter-adi bila:
– Ada selisih To"al Head beda tinggi muka air ( h")
antara 2 titik yang ditin-au (lihat Gambar 5.8)
– *ila 7inggi +ead antara 2 titik sama (tidak ada selisih
7otal +ead) maka tidak ter-adi aliran rembesan
antara dua titik tersebut (lihat Gambar 5.9).
CATATA! 3
Gambar #.#. Aliran air dalam sampel tanah
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
11/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
∆L
Kasus h @ ada aliran rembesan
h3*
∆h
hp*
+i 4 h6
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
12/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
hpA
h3A∆L
h3*
hp*7otal
+ead
(ht)
,atum referene line
Gambar #. $ontoh keadaan dimana tidak ter-adi rembesan
aliran karena tidak ada selisih 7otal +ead (h ;).
Kasus h 4 "idak ada aliran rembesan
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
13/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy
C. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
14/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy$. Gradien
+idrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
D. K;EF:':E! RE/BE'A!+ k ,$. enen"uan Har%a + k , 3 a. Di
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
15/51
?anometers
∆L
inlet
outlet∆h
onstant head
de4ie
de4ie for flow measurement
load
sample
porous disk
Gambar #.. 'kema ala" un"uk Cons"an" Head Tes"Gambar #.. 'kema ala" un"uk Cons"an" Head Tes"
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
16/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum Darcy$. Gradien
+idrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
a&. Fallin% Head Tes" + Gambar 5.@ ,*eda head (h) makin mengeil dengan bertambahnya waktu
harga ( i ) makin mengeil.
olume air yang hilang dari pipa burrete sama den%an
4olume air yang
masuk ke sampel.
Lhidhadt Aik =→=
A Luas penampang ontoh tanah arah alirana luas penampang pipadt Lama waktu air mengalir dh &enurunan tinggi air dalam pipah *eda headL &an-ang aliran air dalam tanah
&an-ang ontoh tanah
a"au 3
2
1lnh
h
Ak
aLt
h
dh
Ak
aLdt =→
=
2
1log303.2h
h
At
aLk =
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
17/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Gambar #. 'kema ala" un"uk Fallin% Head Tes"
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
18/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
b$. Tes" Di
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
19/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$. umpin% ell dari -nconfined A(uifer Gambar #.$. umpin% ell dari -nconfined A(uifer
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
20/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Confined A(uifer +Gambar #.$$,
∫ ∫ =1
2
1
2
2r
r
h
h
dhq
H k
r
dr π
)(727.2
log
21
2
1
hh H
r
r q
k −
=
H r A π 2=
H r dr dhk q π 2..= +, 7ebal a"uifer (tetap)
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
21/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$$. umpin% ell dari Confined A(uifer
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
22/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
b&. Tes"
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
23/51
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
24/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
c. enen"uan Har%a k 'ecara Empiris
-n"uk pasir uniform %raded
$ Constanta 1 sd 1.5
,1; %kuran efektif (mm)210cDk =
5 ersamaan Ko?eny 5 Carman
e
ek
+=1
3
e Angka pori
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
25/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
E. RE/BE'A! ADA TA!AH
BER
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
26/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
e" ke" ie" 2 k2 i2
1 k1 i1 n kn inDDDDDDD.. (#)
'ubs"i"usi +), Kedalam +$, Dan +&,
e".+ 1.+1 E 2.+2 E DDE n .+n
(ke" . ie") + (k1 . i1 ) +1 E (k2 . F2) +2E D.. E(kn . in) +n D..(')
-n"uk aliran air se2a2ar lapisan "anah
ie" i1 i2 D. in DDDDDDDDD(5)
'ubs"i"usi +#, Kedalam +0,
)....(1
2211 nneq H k H k H k H
k +++=
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
27/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
A r a h a l i r
a n
H$
H&
H)
Hn
kH$kI$
kH)k
I)
kH&kI&
kHnkIn
+
Gambar #.$)
Aliran Air 'e2a2ar
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
28/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
&. Arah Aliran Air Te%ak
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
29/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
H$
H&
H)
Hn
kH$kI$
kH)kI)
kH&kI&
kHnkIn
+
h1
h2
h#h
Arah aliran
Gambar 5.1'. Aliran Air 7egak Lurus Lapisan 7anah
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
30/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
n
nnn
n
nnnnn
eq
eqeqeqeq
k
H V h
H
hk ik V
k H V h
H hk ik V
k
H V h
H
hk ik V
.
.
.
1
111
1
11111
=→==
=→==
=→==
D. (#)
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
31/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada TanahBerlapis
F. Flo !e"s
++
+
=
n
neq
k
H
k
H
k
H
H k
......2
2
1
1
H& > JJ > Hn
n
nn
eq
eqk
H V
k
H V
k
H V
k
H V +++= ......
2
2
2
1
1
1
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
32/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
E. F
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
33/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$# +a,
7urap sheet pile yang
dipanang kedalam lapisan yang
permeable
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
34/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$#+b,
Aliran air pada elemen tanah A
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
35/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
ersamaan ).
,apat digambarkan sebagai -aring-aring
yang terdiri dari garisgaris yang saling tegak
lurus (Gambar 5.18)
• Garisgaris aliran (flow lines) : garis
dimana partikelpartikel air mengalir dari
bagian yang mempunyai energi lebih tinggi
ke bagian yang energinya lebih rendah
(Gambar 5.19)
• Garisgaris ekipotensial (e"uipotential lines) :
garis sepan-ang mana energi potensialnya
sama (total head sama) (Gambar 5.19)
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
36/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$a Flo ne" pada "urap 6 shee" pile
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
37/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$b =low net dibawah bendungan
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
38/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$a.
Garis 6kipotential dan Garis Aliran dibawah bendung
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
39/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$b.
Garis 6"uipotential dan Garis Aliran
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
40/51
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
41/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
&. Debi" Air 9an% /elalui ari" Aliran
(Lihat Gambar 5.1)
- Cehilangan energi potensial (∆h)
d
nn N
H hhhhhhh ==−==−=−=∆ − ........ 11221
+ *eda tinggi muka air dibelakang H depan
bendung.
Id !umlah kehilangan energi ekipotensial
(e"uipotential drop).
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
42/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar #.$ Flo ne"
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
43/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
a. Debi" air yan% melalui $ +sa"u, pari" aliran.
+Gambar 5.1@,
( ) ( )
)1(
11
.....
)1(
2
2
321
1
21
21
xbl
hhk
xbl hhk xb
l hhk q
qqqq
n
n
nn
n
−=
−=
−=∆
∆==∆=∆=∆
−
d N H hhhh ==−=− ....3221
.....2
2
1
1 ===∆l
b x
N
H xk
l
b x
N
H xk q
d d
+$,
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
44/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
*ila : nl b
l b === ....
2
2
1
1
?aka (1) men-adi : n x N
H xk q
d
=∆
Gambar #.$ 'a"u pari" aliran
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
45/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
b. ,ebit air total yang lewat dibawah bendungturap
n N
N kH N n
N
H k N xqq
d
f
f
d
f
==∆=
b1 l1 J b2 l2 DD. n 1
d
f
N
N
H k q =
If !umlah parit aliran
*ila :
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
46/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
). /en%%ambar flo ne".
Cetentuan dalam menggambar flow net :
• ?uka tanah ( dan ) garis ekipotensial.
•
?uka lapisan tanah kedap ( ) garis aliran.• ?uka turap ( ) garis aliran
• Garis aliran memotong garis ekipotensial tegak
lurus.
• Garis aliran tidak memotong garis aliranJ garis
ekipotensial -uga tidak memotong garis ekipotensial.
• Lihat Gambar 5.2;
ab de
acd
fg
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
47/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
Gambar 5.2;. $ara menggambar flow net
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
48/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
0. Gaya An%ka" +-plif" ressure, Dibaah
Ban%unan Air.
Langkah menger-akan :
a. Gambar flow net.
b. 7entukan -arak garisgaris ekipotensial di bawah
bendung bangunan air.. 7entukan :
-umlah parit aliran If
!umlah ekipotensial drop Id
+arga 1 (satu) ekipotensial drop (∆h).
d N
H h =∆
+ *eda muka air dibelakang Hdepan *endung
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
49/51
POKOKBAHASAN
POKOKBAHASAN
A. Air Tanah
B. Hukum DarcyC. Gradien
Hidrolik
D. Koefisien
Rembesan
E. Rembesan
pada Tanah
Berlapis
F. Flo !e"s
- 7entukan pressure head Atau tinggi air
didalam pie3ometer untuk tiaptiap titik di point
b K hp
- 7entukan tegangan air : p % hp γ w
w
pγ
d. Gambar diagram tegangan air dan hitung
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
50/51
1 2 # ' 5 8 9
1 2 # ' 8 9 5
u1 u2
u# u'u5
u8u9 u
8/18/2019 PPT - Sesi 6R - Mektan 2
51/51
SELESAI