Mekanika tanah

Lumpur yang mengering dan pecah-pecah terjadi akibat mekanika tanah

Mekanika tanah adalah bagian dari geoteknik yang merupakan salah satu cabang dari ilmu teknik sipil, dalam bahasa Inggris mekanika tanah berarti soil mechanics atau soil engineering dan Bodenmechanik dalam bahasa Jerman.

Istilah mekanika tanah diberikan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1925 melalui bukunya "Erdbaumechanik auf bodenphysikalicher Grundlage" (Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah), yang membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern, dan menjadi dasar studi-studi lanjutan ilmu ini, sehingga Terzaghi disebut sebagai "Bapak Mekanika Tanah".

Definisi tanah

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari:

• Agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak terikat secara kimia satu sama lain
• Zat cair
• Gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara butiran mineral-mineral padat tersebut

Tanah berguna sebagai pendukung pondasi bangunan dan juga tentunya sebagai bahan bangunan itu sendiri (contoh: batu bata).

Pipa Hidrometer

Piknometer berisi tanah dan air, tanpa udara (divakum) sedang ditimbang dengan ketelitian 0,0001 gram dan diukur suhunya

Alat Atterberg

Contoh tanah pada uji plastis, setelah di oven 24 jam

Percobaan

Ilmu ini mempelajari sifat-sifat tanah melalui serangkaian percobaan laboratorium dan percobaan di lapangan:

Percobaan di lapangan

• Pengambilan contoh dan benda uji tanah
• Pendataan lapisan dengan cara pengeboran
• Uji CPT atau sondir
• Uji Tekan Pelat
• Uji kepadatan tanah di lapangan
• Uji Permeabilitas sumur
• Uji SPT (eng: Standard Penetration Test)
• Uji DCP
• Uji Kekuatan Geser Tanah di lapangan, dengan menggunakan Uji Baling-Baling

Percobaan di laboratorium

• Distribusi Butiran Tanah,
  

     untuk tanah berbutir besar digunakan Uji Ayak (eng: Sieve Analysis, de: Siebanalyse),
     untuk tanah berbutir halus digunakan Uji Hidrometer (eng: Hydrometer,
     de: Aräometer/Sedimentationsanalyse).

• Berat Jenis Tanah (eng: Specific Grafity, de: Wichte)
  
• Kerapatan Tanah (eng: Bulk Density, de: Dichte) dengan menggunakan Piknometer.
  
• Kadar Air, Angka Pori dan Kejenuhan Tanah
  

     (eng: Water Content, Pore Ratio and Saturation Ratio;
      de: Wassergehalt, Hohlraumgehalt, Sättigungszahl)

• Permeabilitas (eng: Permeability, de: Wasserdurchlässigkeit)
  
• Plastisitas Tanah
  

     dengan menggunakan Atterberg Limit Test untuk mencari:
        - Batas Cair dan Plastis,
        - Batas Plastis dan Semi Padat,
        - Batas Semi Padat dan Padat
         (eng: Liquid Limit, Plastic Limit, Shrinkage Limit;
          de: Zustandgrenzen und Konsistenzgrenzen)

• Konsolidasi (eng: Consolidation Test, de: Konsolidationversuch)
  
• Uji Kekuatan Geser Tanah,
  

     di laboratorium terdapat tiga percobaan untuk menentukan kekuatan geser tanah, yaitu:
        - Percobaan Geser Langsung (eng: Direct Shear Test, de: Direktscherversuch),
        - Uji Pembebanan Satu Arah (eng: Unconvined Test, de: Einaxialversuch) dan
        - Uji Pembebanan Tiga Arah (eng & de: Triaxial)

• Uji Kemampatan dengan menggunakan Uji Proctor

Penggunaan ilmu

Pada kelanjutannya, ilmu ini digunakan untuk:

• Perencanaan perkerasan lapisan dasar jalan (pavement design)
• Perencanaan struktur di bawah tanah (terowongan, basement) dan dinding penahan tanah)
• Perencanaan galian
• Perencanaan timbunan
• Perencanaan bendungan

Tokoh

Karl von Terzaghi, Atterberg, Charles Augustin de Coulomb, Henry Darcy, Robert Hooke, Christian Otto Mohr, Ludwig Prandtl.

Bahan bacaan terkait

• Terzaghi, K., 1943, Theoretical Soil Mechanics, John Wiley and Sons, New York