MEKANIKA TANAH ASAL USUL TERBENTUKNYA TANAH PENGERTIAN TANAH Apa itu “ tanah” ? Material yang terdiri dari butiran mineral-mineral padat (agregat) yang tidak tersementasi satu sama lain, dan atau dari bahan organik yang melapuk, dimana diantara butiran terdapat ruangruang kosong yang terisi oleh zat cair dan udara Rock Mechanic GEOTEKNIK Soil Mechanic PERBEDAAN UTAMA TANAH DAN BATUAN Tanah relatif dapat lebih mudah terurai menjadi unsur mineral atau partikel organik. batuan (rock) memiliki sifat ikatan internal (kohesi) dan kemampuan mempertahankan ikatan butiran mineral yang kuat. RUANG LINGKUP MEKANIKA TANAH Karena tanah banyak digunakan sebagai material konstruksi maka dalam teknik sipil harus mempelajari sifat – sifat tanah seperti asal-usul pembentukan tanah, distribusi ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat kemampatan apabila dibebani, kapasitas daya dukung terhadap beban, tegangan geser dan lain-lain Mekanika tanah (soil mechanics) merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat fisik dari tanah dan perilaku masa tanah akibat menerima berbagai macam gaya. Soil engineering merupakan ilmu terapan dari mekanika tanah untuk permasalahan-permasalahan praktis HUBUNGAN MEKANIKA TANAH DENGAN CABANG ILMU LAIN Geologi formasi (landform) soils/rocks informasi engineer dan potensi masalah di lapangan Secara umum, setiap formasi merupakan fungsi dari • Asal usul batuan dan tanah (hubungan antara komposisi dan strukturnya) • Proses yang terjadi pada batuan dan tanah (mis. Aliran air tanah dll) • Kerangka waktu yang terjadi selama proses pembentukannya SIKLUS BATUAN Secara umum, tanah (soils) terbentuk akibat dari pelapukan batuan Sifat-sifat fisis tanah terutama ditentukan dari mineral yang terkandung pada butiran/partikel tanah dan darimana batuan tersebut berasal Banyak sifat-sifat fisis dari tanah dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, dan komposisi kimia butiran. Berdasarkan asal usul pembentukan batuan, maka dapat dibagi menjadi tiga tipe batuan induk : batuan beku (igneous rocks), batuan endapan (sedimentary rocks), dan batuan metamorf (metamorphic rocks) SIKLUS BATUAN TIPE PATAHAN (fault) TIPE LIPATAN(folds) Lipatan (folds) terjadi pada lapisan permukaan datar yang melengkung sebagai hasil dari permanen deformasi TIPE LIPATAN(folds) Lipatan Orientasi dari struktur geologi dapat dinyatakan dalam istilah Strike dan Dip. Strike adalah kecenderungan arah suatu struktur geologi relatif terhadap Utara. Dip memberi tahu kita seberapa besar sudut kemiringan batuan relatif terhadap bidang horizontal MINERAL MINERAL = komposisi + struktur kristalin Empat tipe mineral utama : • Silacates : Quartz, feldspar, mica, chlorite, amphibole, pyroxene, olivine, serpentine, talc dan clay • Carbonates : calcite, dolomite • oxides : limonite, hematite • kelompok lainnya (kelompok salt) : gypsum, anhydrite, halite (NaCl), pyrite dan graphite. MINERAL LEMPUNG Mineral lempung merupakan senyawa aluminium silikat yang komplek yang terdiri dari satu atau dua unit dasar yaitu : • Silikat tetrahedra • Aluminium oktahedra BATUAN BEKU terbentuk dari proses pembekuan atau pengkristalan magma yang mencair yang dikeluarkan dari dalam mantel bumi Batuan beku dalam terbentuk pada masa lalu dapat muncul di permukaan sebagai hasil dari proses erosi material yang menutupinya. Secara umum butiran yang dihasilkan batuan beku dalam adalah berbutir kasar (coarse grained) BATUAN BEKU BATUAN SEDIMEN/ENDAPAN Terbentuk batuan yang terbentuk dari akumulasi material hasil erosi atau hasil aktivitas kimia maupun organisme yang diendapkan lapis demi lapis pada permukaan bumi Batuan beku dalam terbentuk pada masa lalu dapat muncul di permukaan sebagai hasil dari proses erosi material yang menutupinya. Secara umum butiran yang dihasilkan batuan beku dalam adalah berbutir kasar (coarse grained) Ciri khas batuan sendimen adalah pelapisannya (membentuk lapisan-lapisan),sehingga batuan sendimen disebut juga batuan berlapis (strata=lapisan). BATUAN SEDIMEN/ENDAPAN Terdapat dua tipe batuan sedimen , yaitu : Batuan sedimen detrital atau klastik, batuan ini terbentuk dari unsur-unsur sementasi yang mengisi ruang-ruang di antara butiran dan membentuk batuan sedimen. Contohnya konglomerat, breccia, sandstone,mudstone, dan shale. Batuan sedimen kimia, batuan jenis ini terbentuk dari proses pengendapan bersama air dan mengalami proses reaksi kimia, dikelompokkan berdasarkan kandungan mirealnya, contohnya limestone, gipsum, dolomite, gamping, bitominous coal BATUAN METAMORF Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk akibat proses perubahan tekanan (P), temperatur (T) atau keduanya di mana batuan memasuki kesetimbangan baru tanpa adanya perubahan komposisi kimia (isokimia) dan tanpa melalui fasa cair (dalam keadaan padat), dengan temperatur berkisar antara 200-800⁰C mengubah mineral dan hubungan antar butiran/kristalnya bila batas kestabilannya terlampaui BATUAN METAMORF PROSES GEOLOGI DAN PERUBAHAN BENTUK MUKA BUMI Perubahan bentuk muka bumi dapat menjelaskan bagaimana proses geologi yang membentuknya, sehingga menjadi sesuatu yang penting untuk mengenal perbedaan bentuk muka bumi dan bagaimana material yang membentuknya Proses geologi dapat dideskripsikan berdasarkan tempat aktifitas geologinya, yaitu • pada permukaan bumi, termasuk pelapukan, gravitasi, permukaan air, es, angin, aktivitas vulkanik • di bawah permukaan bumi, antara lain air tanah dasar, proses tektonik dan plutonik • kasus extraordinary, antara lain jatuhnya benda luar angkasa seperti meteor PELAPUKAN Merupakan suatu proses terurainya atau berubahnya komposisi atau struktur batuan pada atau dekat permukaan bumi oleh proses kimia, fisik/mekanis dan biologi. Pelapukan mekanis disebabkan terurainya batuan secara mekanikal akibat perubahan temperatur (pembekuan atau pencairan) dari unsur-unsur es gletser, gelombang air laut dan udara. Umumnya terjadi di daerah dengan temperatur rendah pelapukan kimiawi adalah proses dimana mineral batuan induk diubah menjadi mineral-mineral baru melalui proses kimia seperti oksidasi, reduksi, hidrolisis, karbonisasi dan asam-asam organik. Umumnya terjadi di daerah dengan temperatur tinggi GRAVITASI Pergerakan massa dalam proses geologi merupakan pergerakan tanah dan batuan ke bawah pada lereng akibat pengaruh gravitasi. Bentuk umumnya disebut longsoran (landslide) PROSES AIR PERMUKAAN Air permukaan adalah unsur geologi yang penting dan terdapat di mana-mana. Erosi, transportasi, dan endapan oleh aliran sungai, danau dan laut memiliki pengaruh terhadap struktur geologi permukaan Dengan berjalannya waktu, suatu sistem jaringan sungai akan membentuk pola pengaliran tertentu diantara saluran utama dengan cabang-cabangnya dan pembentukan pola pengaliran ini sangat ditentukan oleh faktor geologinya PROSES AIR PERMUKAAN PROSES PENDINGINAN Struktur tanah yang terbentuk dari proses Gracial memiliki sifat material yang sangat bervariasi bahkan dalam area yang saling berdekatan dalam horisontal dan vertikal. Hal ini menyebabkan secara teknik tidak baik untuk untuk dikerjakan karena sifat kompleksitasnya yang tinggi PROSES ANGIN Struktur batuan yang dipengaruhi angin banyak ditemukan di daerah gurun dan pantai. Deposit yang paling penting pada struktur eolian adalah dunes, yang tersusun dari pasir dan jarang tersusun dari silt (lanau) PROSES VULKANIK Proses vulkanik merupakan hasil dari ekstrusi magma ke permukaan bumi. Ketika gunung berapi meletus, material seperti lava dan batuan piroklastik dan debris (puing) dikeluarkan dan membentuk struktur batuan Lava sesungguhnya adalah batuan yang meleleh dan mengalir dari gunung berapi melalui erupsi celah( fissure eruption) yang menghasilkan aliran lava pada permukaan tanah PROSES TEKTONIK Proses tektonik yang terjadi pada kerak bumi dan pada lapisan dangkal merupakan proses yang terjadi pada area seismik aktif dan membentuk struktur batuan yang penting dalam rekayasa sipil patahan akan menghasilkan struktur bumi dan unsur topografi yang khas. Patahan curam yang dihasilkan besarnya ditentukan oleh pergeseran dan juga oleh seberapa sering patahan itu terjadi.
