Mekanika Tanah Jilid 1 Oleh Braja M Das

291 Pages·2013·15.72 MB·Indonesian

MekanikTaa nah
(Prinsip-prinsip
RekayaGseao teknis)
Jili1d
l
.
M.
Brajal) as
TheU niverosfiT teyx aast E lP aso
AliBha hasa:
lrN.o orE ndaMho chtMa.rS cP.h,. D.
l.rl ndrasuBr.My oac htMa.rS cP.h,:D .
lnstiTteuktn olo1g0Ni o pembeSru,r abaya
1995
PENERBITE RLANGGA
JlH.. B apiRnagy Nao .10 0
CiracJaask,a1 r3t7a4 0
(AnggIoKtAaP I)
KataP engantar
Buku" Prinsip-pRreiknasyiapGs cao tekniinspi"a dam ulanydai tusleibsa gmaait ak uliah
pendahulyuaanng h arudsi amboille mha hasisdwita i ngkSa-t1 l.s inkyeam udidaink embang­
kans esudaein gapne ngalamsaany mae ngajsaerl amsae pultuahh utne rakihniirB. u kui ntie r­
dirdia rtii gbae las bUarbu.t annhyaam pisra ma dengan urutan matedriib ekruidlkiia anh yang
dalamk elaMsa.s alah penyelidikan tanayha ibtaBuag bi1 a3n,d ibcaawkaudhpa, l amma la
kuliaPhe ngantMaerk aniTkaan"a h( IntroducGteoortye chniEcnagli neeriinnigT.)e tapbie,­
berappae ngajlaari lne bishe nanmge masukkabna bt ersebkuetd alamma lak uliaThe knik
Ponda(s"iF oundation Engineering").
Penelitdiaanpn e ngcbman ganp rinsip-pdraisnastrie pk nigke otekn-iysa itmue kanika
tanadha nm ekanikbaa tua-n danp emakaiandnaylaa amn alidsainsp erencanpaoannd asi
telabhe rkcmbadnegn gapne sapta dae mpatp ulutha hutne rakhiinriT .e ntunypae ngarang
ing ins ekalmie maskuk ans emuap erkebma ngan-pebrakneagmn mut akhitre rsetb kue da­
lamb ukunya; tektaarpeinb,au kui nid itujukan muanttauk ku liaphen dahulumaank,ad i
dalam buiknuli e bidhi tekanpkrainn siipn-spidrpa sar sajam etmaanspuak ktaenr lablauny a.k
rincian-rdianncp iialni han-pyialnigmh uanng kidna pamte mbingungmkaahna siswa.
Pengajhaarr umsc nekankpaenr bedaaannt armae kaniktaa nadha nt eknipko ndasMie.­
kaniktaa naahd alacha bandga riil mtue kniyka ngm cmpelajpaerrii latkaun adha ns ifat-sifat­
nyay angd iakibatoklaenth e gangdaann r egangdaanl akme adaayna ngp aliindge aTle.k nik
pondasaid alaahp likparsiin sip-pmreiknasniipkt aa nadha ng eolodgail apme rencandaaann
pembangunpaonn dausnit ugke .dunjga.l abne,n dungan, dan lain-ldaainpn e.n dPuegrak­iraan
ant crhadkaepm ungkinaadna nyp<Je nyimpandgial na pangdaanr kio ndiisdie apla dam cka­
nikat anasha ngapte ntidnagl apme rcncanpaoannd aysait ibge nars,e bakbe adaatna nadhi
lapangpaand au mumnyat idahko mogenA.g ars uatbua ngunadna pabte rfunsgescia srcam ­
purna, seionrsainngyd uern galnat a rb elakainlgm mue kanitkaan ayha ngc ukuhpa rudsa pat
membuatp erkirdaaannp endugayaann gt epatte nt<kmogn ditsain adhi l apangaBnu.k ui ni
memberiklaant ar bclialkmamunegk anitkaan athe rsebut.
"Prinsip-pRreiknasyiapGs eao teksn'ii'n mic njelasskcamnu ai sinsyeac asread erhasnca­
hinggmau dahd imcngeorlteimh a hasisSwaat.u an-saltngugarnid sa nS It eladhi gunakdaan­
lamb ukui nid.a nb eberacpoan tosho ayla ngm enggunakkaend usaa utant erbsuetd ibcrikan
did alatmi ap-tbiaabp.S cjumlsaoha l-sdoiable ripkaadna b agiaank hidra rtii ap-tbiaabsp e ­
bagapie kerjrauamna h.
UcapaTne rimaK asih
lstesraiy aJ,a nictee,l amhe ngetniaks kabhu kui nbie berakpaal sie lampae rsiapannya.
Diaj ugmae nggambbaerb eragpaam badra ng rafkiaks ayra ngd icantumkdaanl abmu kui ni.
_
Sayat erutse ranbge rhutabnugd ia lasse muanyian iS.a yaj ugmae ngucapnk taerimkaa sih
kepadaD r.H askel Monroe,T hReeU kntiovre rsoiftT ye xadsi E lP asoA,m erikSae rikat,
atasse gadloar ongdaann s okonguannt ukke sempurnabaunk ui niB.e litaeul abha nyamke m­
bantdua lapme nyelens parioayeikn i.
Saay jugbae rteark iamsikhe padpar ofesRoorb erDt'A ndreWao,r cesPtoelr ytneicchI ns­
titutJe.,K J.e ycpalUanni,v ersoiftW yi sconsRionb,e rKto erneDrr,e xeUln iversSihtiyo,u ­
SanK uo,U niversoiftC ye ntrFallo riMd.aC,. W angP,e nnS tatUen iversdiatnyT ,h omasF .
ZimmicR.c nsselPaoelrty echniIcnaslt itauttaebs a ntuamnc rekdaa lamme mcriknsaas kah
bukui ni.
vi
UcapTaeinrm Kaa hs i
Saybae rhubtudaipn agd PaW SE ngineaetrkaiesnm ga umaenr eklaa kmseapnraokyane k
ini. Ucapkaansk ihthue sruismt aus jauykkaea pnaR daayK ingmMaannj,ae Erd itHoern,r y
StaDaitr,e Pketmuaras nad,ra Nna ncTya ndbPeerrgkw,lia aPne masSaernaiuno nurtkP WS,
aatsp engertdioarngo anydnaa nnmg e rebkear iskealnap meiara spnaans kaThe riinkmiaa.s ih
jugsaa yuac apuknatnP urokf esPoalruC .H assldeiTr h Uen iveorfTs eixtdayiEs l P asaot as
bantudaansn ok ongannya.
BraMj.Da a s
KATA PENGANTARD ARIP ENERJEMAH
Buk"uP rincoifGp eloetse chEnnigcianle eorlieBnhrg a"Mj .aD ast ehl daipapkaadibae ­
beraUpnai vetresritkaedsmi Uu kSAa s ebagai bukpuo k(poetkxg etba onogukan)nt muakt a
kuliMaehki akntaa nh atingUknadte rgr,sa edtuSaa-rtd1eaiI ndsoinBaeu.k 1un dii anggap
realtfl iehb biaidka ribpuadkau -pbeugkaun gan untuky aUnlngiad nke arrgebrnuaakd uu ate
inmie njyiakhaal-nh lma ekantiaknasa ehac rlae bliehn gtkeaptpida engsains tempaet­ika
nyjaainy ansgde erhdaantnai dtaekr lbaeelrlute -dtaellaem petneuiolnryiMasa.ah nia sswa
dengmaund adha pmaetn gibkuuktiuin t ie.r utbaagimm ae reykaanb ga rpue rtkalammiae ­
ngenal MTeaknhaa.n ika
Bukaus klair anBgaraajM n. D asi ntie radtia1rs3ib ba,d nad iU SAb ukiunm ie rupakan
bahkaunahl yianlge ngskeaalmpas atseum esutnetru k matMae kkaunTliaiknaaDah ah as r.
Akatne tuanptiIu nkd onkeasriesani as tempaegtnjairakaadn a bno bkorte ydaintbg e rb,e da
matak ulMiaehk anTiaknaaD ha shaarr duisb maegnij daudsaie meysatieMtreu k anTiaknla1a
Id anI IO.l eshea bbi tduai nggpaepr ulnut muekm bgait erjemadhaabrnui k iun mie jnadi
dubau k(uJl iiIdd a1n1 J)u.g dae ngmaenn jadidkuajanlin iymdaa,s n i-gmiansbgu kdua pat
dibuenltiu sekm etseyra nbges raknugnt,as enhgigdai haradppakaamtne i rnganbkeabna n
mahsasiwa.
Garibse siasrdi a un runt maatak uliMaehk anTiaknhaa d iI nndeostieal daihu raikan
dalbaumk KuO NSORSIUTME KNOLOuGnItT uEkNK IK SIPtIahLu 1n89 1S.e cuamruam ,
ismia tkau litaehr sembeuntu,kr onustro isuma,dl aha samdae ngiasbniu kiun hia nya kori­
sorstiiudmma ekr ilneihcb il ajnumta na ymaasnkug M eknaikTaa nha dIa n mana yang
MekanTiaknaa1 h1U .n tuiktp ue njeermh asebagapie ngadjiFa aruk ltTaesk nSiikp& i l
PerencIaTn(Sal santni Tteuktn oSleopguiNl ouphe mSbuerrya abd)ala ma hailn mie ngikuti
sealbus FdkaautrlaiTs e knSiilkp& iPerencIaTntSaa ahn1u 89n4 y anmge rupakpaenn jabar­
anl nagsudnagkr oin sortseirusmOe lbeushte .bi atbuu r utbaanb -dbaalbba umk tue rjemahan
Ji ildId a1n1d isesudaeinkgiaasdnnia bruik suea lbuFska ulTteaksn Siilkp& iPerennacaan
IT.SP erubuahrauntb aanbb -nybaaa dlaashe babgearii: kut
a.Bukjuid l iiIm tmuka tkau liMaehk anTiaknaaI h, B1as bam p7a sia muar untnaya
serpteBia b1s apma7ip adbau kaus liBnay8bad .ib u ktue ijemamhearnuk paBana b1 2
dabruiuk a lsniy.a
b.Bukjui l1i1ud n tmuakt kau liMaehk anTiaknaa1 h1B, a b9 samp1a2di a bruik tue r­
jemhaana dlaha merupaBkaab8n s amp1a1dia rbiu kaus l.iB nayb1a 3s maad engan
Bab1 3d abruik aulsn iya.
Haradipin gbaath wdais amipnmga ta kMuelkiaanhTi aknaaI dh a n1 Idi I nodnesia
untkukuk ruiluSm-1 T ekinkS ipmiaslhi admaa tak uliTaehk nPiokn dyanasgti d iatke r­
masudkla amma tkau limaehk antiankaath e rsdeiab ut.taD siharappkaarpnae njgraMa eka­
nikTaa ndahiI n donmeesnisyaue aibkahaankn u lmiearhe skeas dueagnia bnu kiun i.
Terikmaiash- .
Penrjcemh a
Suraba1y7Jaa n,ua ri1 988 f.rN uofr: 'nMdocahht aMr. S.cP h.D
f.rf ndrasB.uM rocyhat aMr. S.cP h.D
Daftlasri
BabI
Tanadha Bna tuan
I.I Siklus dBaAanst aula-nu su2l Tanah
PartTikaenla h7
1.2U kuran TPaanrhat 7ikei
1.3M inaelLr empu9ng
I.4B erSapte s(iGfsi)kI 5
I.SA nalMieskiasdn aiTrsani a h I7
I.6U kurEafne kKtoieffi,sK ieeesarng amdaanKn,o efiGsriaedna s2i3
Soal-soa2l4
Nots ai 26
Acuan 27
AcuanP elcngbupn tuPkc laj<�rSacnl antutny2a8
Bab2
KompoTsainhsa i 29
2.IH ubnugaVno lumBee-rat29
2.2H ubnugnaa ntBaeraartV olu(mUen Wieti gAhntg)kP,ao (rVio Riatdi o),
KadAair(r M oisCtounrt)eed, na tBne rSaptie fsi3k2
2.3H ubguanann taBa errVaotl u,mP eorosidtaaKnsa ,dA airr 3 5
2.4K erapRaeltaatn3i 6f
2.5K onisstenhs i 4T3a na
2.6A ktiv(iAtcvatisit yS)O
2.7B agPalna stis52i tas
2.8S rtukTtaunra h5 4
�t> al;-ds o'i9
i'<o la'>(l> I
Acuan (12
viii
Bab3
KlasiTfainkaahs i 64
3.1K lasifiBkearsdia sarTkeakns tur6 4
3.2K lasifiBkearsdia sarPkeamna kaian6 6
3.3P erbandinagnatna Srias teAmA SHTO denSgiasnt eUmn ified7 4
Sual-sula 76
Nutasi 78
Acuan 78
Bab4
AlirAiardn a laTma n:aP hermeabdialRnie tmabse san 79
4.1G radiHeind rolik7 9
4.2H ukumD arcy 81
4.3K oefisRieemnb esan8 4
4.4P enentuKaone fisRieemnb esadniL aboratoriu8m5
4.5P engaruh TempAeirrta etruhra dHaapr gka 87
4.6H ubungaEnm piruinst uKko efisRieemnb esan 88
4.7R embesaEnk ivalpeand aTa nahB erlapis-l9ap0i s
4.8U jiR embesadniL apangdaenn gacna rPae mompaadna rSiu mur 92
4.9K oefisRieemnb esadna rLiu banAgu ger 95
4.10P ersamaKaonn tinui(tKaess enantiasa1a0n1)
4.11Ja ringAalni ran1 03
4.12T ekanakneA ta(sU pliPfrte ssupraed)aD asaBra ngunaAni r 112
4.13G radideinT empaKte luadra nF aktoKre amanatne rhadBaopi ling1 13
Soal-s1o1:.3t l
Notasi1 18
Acuan1 19
AcuaPcn1 enguknatpuP kcl ajSaerlaann ju1t1n9y a
Bab5
KonsTeepg anEgfaenk tif
121
5:I Tegangpaanda TanaJhe nuAhi rt anpRae mbesan1 21
5.2T egangpaand aT anaJhe nuAhi rd engaRne mbesan1 24
5.3G ayaR embesan1 30
5.4P enggelemgbaunpn adaT anayha ngD isebabkoalneR he mbesan
diS ekeliTluirnagp 132
5.5T egangan EfdieD katliafTm a naJhe nuShe bagian1 35
5.6K enaikAainr K apildeirD alamT anah 136
5.7T egangEafne ktdiiDf a lamZ onaK enaikAainrK apiler1 38
Soa1-s1o4a2l
Notas1i4 4
Acuan1 45
AcuaPenl enguknatpPu clka jaSrleaannj utnIy4 a5
I
ix
Bab6
Teagnag-ntaenaggnp adSaau tMua ssaT aanh 146
6.1 TeganNgoramnad laT ne ganGgeasnpe ard Sae buBaihd an1g46
6.2M etoKduteu ubn tMuekn entuTkeagnaa nntg-eagnagnp ada
SebuBaihd an1g5 0
6.3T egangan-ytanegDg iaainbkgtaaknao nl eBheb nTa erpusa1t5 2
6.4T eganVgeratnai ylka nDgi abkatikaonl eBhe bGaanr is1 53
6.5T eganVgearnt yiaknDagil a kiboaelthBk eabnLa jnau r
(LbeaTre bratadsa Pna nnjgTa aktenrghgia!)5 6
6.6T eganVgearnt diik aBlaT wiatPhiu akstB ebnMa eartBae rbentuk
Lnigkar1a6n0
6.7T eganVgearnt yiaknDagil a ktikbaoanl eBhe bnBa erbeEnmtaputk
PersPeagnnijg a 161
6.8D iagPreanmg aurnuthTu ekg anVgearnt ik1a6l7
6.9U raiUamnu m 107
SoalI- sI7o 1a
Notsai 174
Acuan1 75
AcuaPncn lkgcaupn tuPcklj aaranS elanjut1n76ya
Bab7
KeammpuammpatTaanna h 177
71. Dasar-Kdoanssaorl i1d7a7si
7.2U jiK onsolSiatd uDa ismie nLsaib aodtriio urm 183
7.3G rafiAkng kPaoi r- Tekana1n8 4
7.4L emupnyga nTgek ronsolseircdaNaa osrim (aNolr maCloyno ilsdated)
daTne rlTaelruk onass(oiOl vriecdonaseto)dl id187
7.5P engaKreuurashk naS truTkatnuparah d a Hubungan
anatrAang kPao rdiaTn e kana1n8 9
7.6P engaFraukhta okrt-Lofarip naa dH ubunagnaatanr e dalno pg 192
7.7P erhniagtnPu enurunyaann Dgis ebkaabonl eKho nosliPdrasiim er
SatuD imens1i9 3
7.8l dnekPse mamp(aCtoamnp reIsnsdiCeocxn), ! 95
7.9I ndePekmsu a(iSawnIe nldlCe 8x), 196
7. 0I PenuruynanagnD iabkatikaonl eKho nsaoislS iedkund2e0r0
7. I!K ccetpaWana ktKuo noisldas2i0 3
7.12K ocfisKioenonsl ida2s0i8
71.3 PerhintguaPne nurKuonsnaoinld adsiBi a waShe buPaohn da2s1i4
./
PenuruSneagne( rIam medSiealttetem ent21)5 ·
71.4 PonidL aesntduaPnro ndKaaskiu 2 15
71.5 PerhiatnuPn egnurSuengaaeBn re radraksaTne ioE rlast2i1s6
71.6 Penurunan TPotoanld2 a18si
7.71 PenuryuannaDgnsi ebanb koalehA wBaelTbmi abnu nuannt uk
PemnbgaunRaunm aSha kTiatn pVa A 220
X
Soal-s22o6al
Notas2i31
Acuan2 33
AcuaPenel ngkuanpt Puekl raajSnae lanju2t3n3ya
Bab8
PemaatdaTna nah 234
8.1 Pematadn-a Prnisiipn-spUrimpu m 234
8.2U jiP rocotrS tan(dtSaadrnra dP rocrtT oets) 235
8.3F katoark-tfyoarnM ge mpernughPaeim dataan2 38
8.4U jiP rorcD tiomofidkias2i41
8.5S pesiAfSiTkMa sAdiAa HSnT Ou ntukP eUmdjataia n 243
8.6S turktudrra Tia nKaohh eysainDfgi padat2k4a3n
8.7P enrguaPhe mdatanap adSaia ft-astTi afnBaehkr ohes2i44
8.8P emdataadniL panagan 247
8.9S peiskiaufsnit Puekm daaatnd iL paanga2n5 3
8.10P ematdnaTa anOargha ni2k5 5
8.11 PenenBteuraVanot l uAmkei tbP aemdaatadniL paanga2n57
81.2 Teknik-PteemdkatanaiKnkh uuss 260
Soal-s2o6a8l
Notas2i7 0
Acuan2 71
LampiarnA
Fkatro-foarKk ontveir s272
A-1F atkoKro vnerdsraiSi atuIagnngr kieSs a tuSaIn 2 72
A-2 FkatoKron vedrasSriai t uSaIkn eS atuIagnngr i2s7 3
LampiarnB
ScannEiltneorgcnM icrropaghu ntKuaok ltid nnaiG ambut2 75
Acaun 227
JawaubnatnSu oka lP-isloiahl2a 7n8
ldneks 281
BAB
l
Tanadha nB atuan
I
Dalapme ngetretkinasceina kru am u,mt andaihd eikfiansnibes agmaatie ryiaantlge rdiri
daraig re(gubatrtia nm)i neral-pmaitdyn anaegrtda ilat ke ermestnas(it kearstice arkai m)i a
satsua mlaa diandn a ibr ahan-obraghaaynnnai gtk e lmaehl a(pyuakbn egr paprdatai)dtk ie-l
sretid aengaznta c adiarn yganagms e niigsr uang-ruadniag n tkpaorarstaoi -nkapger ltpi-kael
dattre se.bT uatnabher gas ubenagbaaih baann gupnaadbnae argbmaia capme kertjeakanni k
silpd,ii saimtptuia nhng ba erfuinj g_susgbeaag paein dupkounnagdsd iai br angu.J na adsni-e
oraanhgtl eik nsiikhpi alrj uusgm ae mpjeralsiafi aitaf-tds asdaairtr ansapehe,r atsiua slu lnya,
penbyaeruaknu rbaunrt aink,em ampumaenn igkaralanri ,sfi apte mampbaitdlaianb aenbi
(compsriebsikleiktuya)g,te asnke arp,a sdiatydaaus k utnehgra dbaebp a nd,al na in-Illamiun .

MekanTiaknaa (Sho iMelc hnai)ca sdaclbaaahn dgrai i lmpue ngetyaanhgmu aenm pjeailsr ai-
fafti sdiakrt ia ndaahkn e lakmuaasnts aa ntaehsr ebubtim lean erbiemmraac am-macam
)?��
ga- yIal.mu Rekayasa Tanamhe r(uSpnoaiklklaa isE dnagrriiin nepseirpi-npgr)i mnersupiakpan ampliekaksi a-
�v"'
niktnaa adha lparmo blema-pparrkotbilsenmyaa .
Tidadka pdaittk aehsueaijkk apmaann uismau lim aengguntaaknsaabenha igb aahbaan­
ngunUannt.ub keb reaplmaaa p admau lnayasne,i r ekatyaahnsh aaa ndyial aksbaenra­dkaan
sarkpaenn ganld aimm asaal aslaauj.T etadpein gpaenr tumiblumhpauen en atghuant edka­n
nolio,pg erancdaanpnge alna kssartnutakuayrnna gl ebbiahid ka lne beikohn ommiesn jia d
Jebdiihrp lekuanl.i ianlmi e nyebna tbrejkdaaniysat uydnaigl ebtirehi ntceir hasdifadapat n
kofunsid asdararti andaahl haumb ungadnennygimaal unt eknpicaakta waalb akded upau ­
Ju.Dh engdaint erbibtukkaEunr dnbyaau mecohlaeKnhari Tlke argzhpia dtaau hn1 92l5a,­
hihr sluadialhm mue aknkiat naamh oedr.nB ukture esubtm embahparsii nps-pirpdi anssar
dari mielkmaunt iakhnay a ansge ljtaunnybau kiutj uu gmae njdaadsiba garib anysautkd i­
sutidl najtua lnia nnya.
Itsliha RekayGaesoat ek(nGieso tecEhningnieciean)lrgd ideifiknaisnbes aigi almpue ­
ngteahudaanpn e lakscta.inba aaragnit aenk nspiiiykl an gm enayngkmuaettir ale-irmaaaltl am
yangt redatpp aad(ad adne kdaetn gpaenr)m ukbauamnDi a.l aamru tmiu mn,ry eakayasa
geotekjnuigmkae nigktusertaapklaaisdnkira pii rnispi-npisrpd asmaerk antiaknada ahmn e ­
kanibktaau adna lmaams alaahs-ampleraahan ncgpaonn id.a s
2 Prn sip.prn s1Rr.ek <JyaGseao tekn1s
1.1
Si\.-IusB atJ ar> daAr's alu suTla rah
Burtain-bumtiinreyarannag ml e mbenutkb gaiapna tdd aaitr naamhe,ruphaaksliap ne­ la
pukadnai rb atnu.Ua kursaent biuartpai pna tdt aersseabntubg tea rviasari sdfiatani-f saftsi ki
daitr naahba nytaegkra ntduanifr ga okrta-tkfourku rabne,n ,td uakkno mpiiosk smiidaa ir
buirtann.tluJlke bjieshlnaayt entfaatnkroga- kftotrre sebhuatrl,ue sbd iihk ednaahlut liup e­
tipdea sdaairrb atuyaanngm embentkuekr baukm mii,n eraly-anmigmn eemerbnatlbu ak­
tuadna,pn r opseepslu akna.
Berdasaasrakla-nau ,bs autlundayantp daibiam gejnaidt itgiap dea syaari tbua:tu an
bek(ugI neoruosc kbsa)t,us aend im(esine medntarroyc dka)bn,a tumaent am(omrfe ta­mor
phirco c.kP sa)dGaa mb1a.rd1 ti ujnukkdaina gdraiasr mki lkuesj iaabdne bertaibppaae t uan
tesrebbuetr ipkruotsk eesja diaDinangytrarea.sm e bduits esbiuktl us bJautguaadn. iberikan
beberkaeptae rsaninggtkau annu tkt iape-lteimadepain sr k ilbuast uan
{
IL·'nradtana
S·Lmcnta.sr
. .
Knstalrsa'i
\
Pengangkutan
(transportasi)
Erosi
Pelapukan
Gamba1.r1. Siklubsa tuan.