FACULTY OF TECHNOLOGY MANAGEMENT

Παρουσίαση με θέμα: "FACULTY OF TECHNOLOGY MANAGEMENT"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 FACULTY OF TECHNOLOGY MANAGEMENT
TAKRIFAN TANAH

2 TAKRIFAN TANAH Takrifan Kejuruteraan Bagi Tanah Hubungan Fasa
Tekanan Air Liang Tegasan Berkesan

3 ISU SEMASA

4 Dis 1985 Dua rumah baru dua tingkat yang belum lagi diduduki di Taman Melawati, Hulu Klang runtuh ketika hujan lebat dalam kejadian 8.50 pagi. Sept 1988 Sebuah rumah di Hulu Klang, ranap akibat tanah runtuh berikutan hakisan tanah Mac 1990 Kejadian tanah runtuh berlaku di Taman Setia Wangsa di Hulu Klang melibatkan 80 keluarga yang mendiami dua blok flat Dis 1993 Tragedi Highland Towers telah mengorbankan 48 nyawa apabila satu daripada 3 blok kondominium di Taman Hillview iaitu blok A runtuh Dis1997 Tiga orang terbunuh selepas tertimbus di bawah runtuhan tanah dan sampah dalam satu kejadian di km 17 lebuh raya Ampang-Hulu Klang Mei 1999 Ribuan penduduk di kawasan perumahan Bukit Antarabangsa dan Wangsa Ukay di Jalan Hulu Klang terperangkap apabila tanah runtuh sepanjang 100 meter berlaku dalam kejadian 5.20 pagi yang menimbusi satu satunya jalan keluar masuk ke kawasan perumahan itu Feb 2000 Kejadian tanah runtuh berlaku selepas hujan lebat di kampung Sri Damai dekat Taman Kencana, Ampang yang meragut nyawa seorang budak berumur 4 tahun Okt 2000 Satu kejadian tanah runtuh di jalan Bukit Antarabangsa berikutan hujan lebat berterusan tetapi tiada yang cedera Nov 2002 Sebuah banglo di Taman Hillview milik bekas panglima angkatan tentera, Jen (B) Tan Sri Ismail Omar, yang juga pengerusi Affin Bank, ranap setelah dirempuh tanah runtuh dari bukit bersebelahan. Isteri Ismail, Puan Sri Azizah Abdul Aziz, anaknya Hijaz, dua menantu, dua cucu serta dua pembantu rumah Indonesia terkorban dalam kejadian 4.35 pagi itu. Banglo itu hanya terletak kira kira 300 meter dari tapak Highland Towers. Mei 2006 Empat sekeluarga terkorban setelah tertimbus dalam runtuhan tanah yang memusnahkan 49 buah rumah di Kampung Pasir, Hulu Klang pada kira-kira pukul 4.45 petang. Dis 2008 14 buah banglo di Bukit Antarabangsa terlibat dalam runtuhan tanah. Empat orang disahkan terkorban. Jan 2009 Tanah runtuh berlaku di tebing Bukit Kanada, Miri, Sarawak menyebabkan dua pekerja stesen minyak shell terbunuh

5 Tragedy Highland Towers

6

7 APA PUNCANYA……? 1. Musim HUJAN? 2. MANUSIA? 3. TANAH?

8 TAKRIFAN TANAH 1.1 Takrifan Umum Bagi Tanah
~ Bahan semulajadi yang mengandungi tiga bahan asas - udara, air dan ketulan pepejal. 1.2 Takrifan Kejuruteraan Bagi Tanah ~ Penumpuan galian yang tidak terikat atau terikat secara lemah, yang terhasil daripada luluhawa batuan dan ruang lompang diantara zarah yang terisi oleh air dan/atau udara (Craig, 1993). 1.3 Takrifan British Standard 892 Bagi Tanah ~ Sebarang endapan lembut atau longgar yang wujud secara semulajadi dan menghasilkan kerak bumi. Tanah juga terbentuk hasil daripada proses luluhawa sama ada disebabkan oleh batu-batan yang runtuh atau tumbuh-tumbuhan yang reput.

9 Peat(Gambut) Soil

10 PROSES PEMBENTUKAN TANAH
Tanah terbentuk hasil luluhawa batuan sama ada secara fizikal atau kimia Luluhawa fizikal menyebabkan penyepaian saiz zarah batuan lebih kecil akibat keadaan cuaca Luluhawa kimia menyebabkan penguraian bahan-bahan mineral dalam batuan secara pengoksidaan dan penurunan Dalam proses ini terbahagi kepada 3 jenis tanah, iaitu tanah organik, tanah baki dan tanah terangkut

11 Tanah Organik, Tanah Baki & TanahTerangkut
Luluhawa Fizikal Fros, Suhu & Hakisan Tanah Organik, Tanah Baki & TanahTerangkut Pengoksidaan, Penurunan & Pengkarbonan Luluhawa Kimia S

12 Tanah Organik(Organic Soil)
Tanah organik merupakan lapisan atas tanah yang terdapat pada permukaan bumi. Ia mengandungi bahan-bahan organik dan ketebalan tanah ini biasanya tidak melebihi 500 mm. Tanah ini hendaklah disingkirkan terlebih dahulu sebelum sebarang projek pembinaan dijalankan. Walau bagaimana pun tanah organik ini amat penting untuk pertanian. Contoh tanah organik ialah tanah gambut dan aluvium (endapan).

13 Tanah Baki(Waste Soil)
Tanah baki terbentuk melalui proses luluhawa apabila batuan asal mengalami tindakan mekanikal dan kimia dan tanah tersebut kurang berupaya untuk bergerak. Ia terjadi apabila kadar luluhawa melebihi kadar di mana tanah tersebut diangkut oleh agen-agen hakisan. Sekiranya batuan asal merupakan batuan igneus dan metamorfisis, maka julat saiz tanah yang terhasil ialah dari kelodak hingga kerikil. Laterit pula terbentuk daripada batu kapur yang mengalami tindakan air hujan yang menguraikan bahan batuan yang boleh larut dan meninggalkan hidroksida besi dan hidroksida aluminium yang tidak larut.

14 Tanah Terangkut (Hauled Soil)
Tanah jenis ini merupakan tanah yang diangkut oleh agen hakisan sama ada air, angin, glasier atau graviti. Tanah yang diangkut oleh air akan menghasilkan kerikil, pasir, kelodak dan tanah liat. Apabila halaju air sungai berkurangan, zarah-zarah tanah yang dibawa air akan mendap. Mendapan tersebut akan dimulai oleh zarah-zarah tanah yang lebih besar dan berat. Oleh itu kerikil dan pasir biasanya terdapat di bahagian hulu sungai, manakala kelodak dan tanah liat terdapat di bahagian hilir sungai. Tanah yang dipindahkan oleh graviti merupakan tanah runtuh, batu runtuh dan aliran lumpur. Tanah loess pula adalah tanah yang dipindahkan oleh angin.

15 Proses kimiawi Proses biologik kimiawi Proses fisik BAHAN INDUK TANAH

16 Proses Fisik Tanah Pergerakan Air Pergerakan larutan tanah
Swelling (menggelembung/membengkak) dan Shrinkage(mengecut)

17 Proses Biologik Kimiawi
Proses dimana akar-akar tanaman masuk ke dalam batuan melalui rekahan-rekahan yang kemudian berkembang mempunyai kekuatan yang sangat besar untuk menghancurkan batuan tersebut.

18 Proses Kimiawi Hidrasi dan dehidrasi
Hidrasi : molekul air terikat dengan molekul lain dan meningkatkan daya larutnya CaSO4 + 2H2O CaSO4 2H2O Dehidrasi : hilangnya ikatan molekul air CaSO4 2H2O CaSO4 + 2H2O

19 Horisonisasi (pembentukan horison tanah)
Dihasilkan dari kehilangan, transformasi, dan translokasi sepanjang waktu tertentu pada bahan induk Proses penting yang menghasilkan horison tanah: penambahan bahan organik dari tanaman terutama pada topsoil transformasi yang diwakili oleh pelapukan batuan dan mineral dan dekomposisi bahan organik hilangnya/larutnya komponen dapat larut oleh pergerakan air melalui tanah yang membawa serta garam-garam dapat larut translokasi yang diwakili oleh pergerakan mineral dan bahan organik dari topsoil ke subsoil

20 Disintegrasi dan Sintesis
Disintegrasi : terjadi dalam proses pelapukan mineral dalam batuan sehingga mineral dan batuannya hancur dan unsur-unsur penyusunnya lepas dari mineral tersebut Sintesis : pembentukan mineral baru (mineral sekunder) yang berupa mineral liat dari gabungan hasil disintegrasi Proses sintesis dan disintegrasi dapat bersamaan terjadinya dengan disintegrasi bahan-bahan yang ada dalam tanah tersebut

21 Contoh proses pembentukan tanah
Eluviasi : pemindahan bahan-bahan tanah dari satu horison ke horison lainnya Iluviasi : Penimbunan/akumulasi bahan-bahan tanah dalam suatu horison Leaching : Pencucian bahan-bahan tanah (unsur-unsur lain dalam tanah) dari tanah

22 Pembentukan Horison Tanah
Pengaruh dekomposisi bahan organik Humifikasi : membentuk humus pada topsoil yang turut mempengaruhi warna dari topsoil yang lebih gelap dibanding lapisan dibawahnya. Topsoil ini kemudian dikenali dengan HORISON A. Terkadang horison A disebut Ap, huruf p menunjukkan pembajakan, atau penggunaan tanah untuk diolah, atau sebagai bahan pertanian. Horison yang tepat berada langsung diatas bagian bahan induk yang telah mengalami perubahan disebut sebagai HORISON C

23 Pembentukan Horison Tanah
Pembentukan HORISON E (Eluviasi) atau horison pencucian yang lebih banyak terjadi pada tanah-tanah hutan dibandingkan di daerah padang rumput. Warna horison E biasanya lebih terang (putih) Pembentukan HORISON O pada tanah-tanah organik yang pada umumnya terbentuk didaerah yang sering tergenang air seperti danau dengan air dangkal, rawa-rawa yang memungkinkan terakumulasinya gambut (bahan organik) akibat kurangnya oksigen yang membantu proses dekomposisi. Tanah yang terbentuk kemudian dikenal sebagai tanah organik yang mempunyai horison O

24 Proses EVOLUSI terbentuknya horison tanah
PM A A A E C Bw Bt PM C C Proses EVOLUSI terbentuknya horison tanah

25

26

27

28 HUBUNGAN FASA Dalam mekanik tanah, tanah ditakrifkan sebagai terdiri daripada dua atau tiga fasa yang mana terdiri daripada; 1) Pepejal (bijian) tanah 2) Air 3) Udara Tanah yang kering sempurna, terdapat dua(2) fasa iaitu; 1) Zarah pepejal tanah dan 2) Liang udara

29 HUBUNGAN FASA Tanah yang tepu penuh juga terdapat dua(2) fasa iaitu;
1) Zarah pepejal tanah dan 2) Air liang Tanah yang separa tepu terdapat tiga(3) fasa iaitu; 1) Zarah pepejal tanah 2) Air liang dan 3) Udara liang

30

31 GAMBARAJAH FASA Isipadu Jisim UDARA AIR PEPEJAL Va O Vv V M Vw Mw Vs
Ko Vs Ms

32 GAMBARAJAH FASA Isipadu Jisim UDARA AIR PEPEJAL O e wGs wGsρw 1 Gsρw

33 KEHUBUNGAN FASA Kandungan air, w = Mw
Ms ~ Dikenali juga kandungan lembapan(m) - nisbah jisim air dengan jisim pepejal dalam tanah ~ Kandungan air ditentukan dengan menimbang berat sampel tanah dan keringkannya dalam ketuhar pada suhu C dan timbang semula. Pengeringan harus diteruskan sehingga perbezaan diantara timbangan yang berturutan yang dibuat berjeda 4 jam tidak melebihi 0.1% daripada jisim asal sampel. Untuk kebanyakan jenis tanah, kala pengeringan 4 jam biasanya memadai.

34 KEHUBUNGAN FASA Darjah ketepuan, Sr = Vw Vv
~ Nisbah isipadu air dengan jumlah isipadu air dengan jumlah isipadu ruang liang ~ Darjah ketepuan mempunyai julat nilai diantara sifar bagi tanah yang kering sempurna dengan 1 (atau 100%) bagi tanah yang tepu sepenuhnya.

35 KEHUBUNGAN FASA Nisbah lompang, e = Vv Vs
~ Nisbah isipadu lompang dengan isipadu pepejal

36 KEHUBUNGAN FASA Keliangan, n = Vv V
~ Nisbah isipadu lompang dengan jumlah isipadu tanah Hubungkait antara nisbah lompang dan keliangan; e = n 1 – n & n = e 1 + e

37 KEHUBUNGAN FASA Isipadu tentu (v), Kandungan udara (A), v = 1 + e
~ Jumlah isipadu tanah yang mempunyai isipadu pepejal bernilai 1 Kandungan udara (A), A = Va V ~ Nisbah jumlah jisim dengan jumlah isipadu udara

38 KEHUBUNGAN FASA Ketumpatan pukal tanah(ρ), ρ = M V
~ Nisbah jumlah jisim dengan jumlah isipadu ~ Dalam unit kg/m3 atau Mg/m3 ~ Ketumpatan air (1000 kg/m3 atau 1.00 Mg/m3) ditanda sebagai ρw

39 KEHUBUNGAN FASA Berat tentu zarah pepejal tanah (Gs), Gs = Ms Vs ρw
~ Nisbah jumlah jisim dengan jumlah isipadu ~ Dalam unit kg/m3 atau Mg/m3 ~ Ketumpatan air (1000 kg/m3 atau 1.00 Mg/m3) ditanda sebagai ρw

40 KEHUBUNGAN FASA Darjah ketepuan (Sr), Sr = wGs e
~ Sekiranya isipadu pepejal ialah 1 unit = isipadu lompang adalah e unit ~ Jisim pepejal ialah Gs ρw ~ Jisim air ialah w Gs ρw ~ Maka, Isipadu air ialah w Gs

41 KEHUBUNGAN FASA Sekiranya kes tanah tepu sepenuhnya, Sr=1 maka;
e = wGs Kandungan udara; A = e – wGs 1 + e @ A = n (1 – Sr)

42 KEHUBUNGAN FASA Ketumpatan pukal(ρ) juga boleh dinyatakan sebagai;
ρ = Gs( 1 + w) ρw 1 + e @ ρ = Gs + Sre ρw

43 KEHUBUNGAN FASA Bagi tanah yang tepu sepenuhnya (Sr=1);
ρtepu = Gs + e ρw 1 + e & Bagi tanah yang kering sepenuhnya (Sr=0); ρd = Gs ρw

44 KEHUBUNGAN FASA Berat unit (),  = W = Mg V V @  = Gs ( 1 + w)  w
 = Gs + Sre  w ~ Nisbah jumlah berat (suatu daya) dengan jumlah isipadu ~  w adalah berat unit air dalam unit kN/m3 = 9.8 kN/m3

45 KEHUBUNGAN FASA Berat unit apungan (’),
’ = Gs  w -  w = Gs  w 1 + e e Iaitu; ’ = tepu w ~ Apabila tanah tepu sepenuhnya, zarah pepejal tanah (isipadu 1 unit, berat Gs w) ditindaki tujah (w)

46 KEHUBUNGAN FASA Bagi kes pasir; Ketumpatan bandingan (Dr),
Dr = emaks - e emaks - emin Iaitu; ’ = tepu w ~ Menyatakan kehubungan diantara nisbah lompang sebenar (e) dengan nilai sempadan emaks dan emin

47

48 KEHUBUNGAN FASA Contoh;
Satu sampel tanah didlm keadaan semulajadi mempunyai jisim(M) 2290g dan isipadu(V) 1.15x10-3 m3. Setelah dikeringkan dengan sempurna didalam ketuhar, jisim sampel (Ms) menjadi 2035g. Nilai Gs untuk tanah ialah Tentukan; Ketumpatan pukal(ρ), Berat unit(), Kandungan air(w), Nisbah lompang(e), Keliangan(n), Darjah ketepuan(Sr), Kandungan udara(A).

49 Jawapan; Ketumpatan pukal(ρ), ρ = M = kg = kg/ m3 (1.99 Mg/ m3) V x10-3 m3 Berat unit(),  = M g = 1990 x 9.8 = 19,500 N/ 19.5 kN/ m3 V V Kandungan air(w), w = Mw = – = @ 12.5% Ms Nisbah lompang(e), e = Lihat persamaan yang telah mempunyai nilai untuk mencari nilai e

50 Jawapan; ρ = Gs( 1 + w) ρw 1 + e = ( ) 1 1990(1+e) = 3.015 e = = 0.52 1990 5. Keliangan(n), n = e = = 0.34 atau 34% 1 + e Darjah ketepuan(Sr) Sr = wGs = ( 2.68) = 64.5% e

51 Jawapan; Kandungan udara(A), A = n (1 – Sr) = ( ) = 12.1%

52 Soalan 1 Satu tanah mempunyai ketumpatan pukal 1.91 Mg/m3 dan kandungan air 9.5%. Nilai Gs ialah Hitung nisbah lompang(e) dan darjah ketepuan tanah(Sr) ini. Apakah nilai ketumpatan (ρ)dan kandungan air (w) sekiranya tanah didalam keadaan tepu penuh dengan nisbah lompang yang sama?

53 Soalan 2 Satu contoh tanah bergaris pusat 38mm dan panjang 76 mm dan didalam keadaan semulajadi mempunyai berat 168.0 g. Apabila dikeringkan dengan sempurna di dalam ketuhar, beratnya menjadi g. Nilai Gs ialah 2.73. Berapakah darjah ketepuan contoh tersebut?

54 Soalan 3 Tanah yang telah dipadatkan untuk satu tambak mempunyai nilai ketumpatan pukal 2.15 Mg/m3 dan kandungan aor 12%. Nilai Gs ialah Hitung ketumpatan kering, nisbah lompang, darjah ketepuan dan kandungan udara. Bolehkah tanah tersebut dipadatkan dengan kandungan air 13.5% kepada ketumpatan kering 2.00 Mg/m3?

55

56 TEGASAN BERKESAN  = ’ + 
Prinsip Tegasan Berkesan menghubungkan 3 tegasan iaitu; Tegasan normal jumlah () pada satu satah didalam jisim tanah adalah daya seunit luas didalam arah normal merentas satah tersebut, membayangkan tanah sebagai bahan pepejal (1 fasa) Tekanan air liang () ialah tekanan air yang memenuhi liang diantara zarah-zarah pejal Tegasan normal berkesan (’) pada satu satah mewakili tegasan yang dipindahkan melalui rangka tanah sahaja Hubungan:  = ’ + 

57 Pentafsiran tegasan berkesan

58 PRINSIP TEGASAN BERKESAN
Pertimbangkan suatu satah XX dalam tanah tepu penuh, merentasi titik persentuhan diantara zarah-zarah sahaja. Daya normal P yang dikenakan ke atas kawasan A boleh dirintangi oleh tekanan air liang Nilai dan arah daya-daya diantara zarah didalam seluruh jisim tanah adalah sangat rawak tetapi setiap titik penyentuhan diatas satah berombak boleh dipecahkan kepada komponen normal dan tangen terhadap arah satah yang sebenar yang dikira hampir dengan satah XX:komponen normal dan tangen masing2 ialah N’ dan T. Tegasan normal berkesan (’ ) ditafsir sebagai jumlah semua komponen N’ didalam kawasan A dibahagi luas A, ’ = N’ A

59  = P A Tegasan normal jumlah ( ) ditafsir sebagai;
Jika titik sentuh dianggap diantara zarah-zarah, tekanan air liang akan bertindak diatas satah merentas seluruh kawasan A: Oleh itu, bagi keseimbangan didalam arah normal kepada XX: P = N’ + A @ P = N’ +  A A =  = ’ + 

60 TEGASAN TEGAK BERKESAN
Pertimbangkan jisim tanah yang mempunyai permukaan ufuk dengan aras air bumi dipermukaan. Jumlah tegasan tegak (Iaitu tegasan normal (N) jumlah diatas satah ufuk) pada kedalaman z adalah sama dengan berat semua bahan pejal (pejal + air) seunit luas yang terletak diatas sesuatu titik, iaitu; v = tepuz Tekanan air liang pada sebarang kedalaman adalah hidrostatik kerana ruang liang diantara zarah pejal adalah selanjar, maka pada kedalaman z:  = w z Daripada persamaan Prinsip Tegasan Berkesan, tegasan tegak berkesan pada kedalaman z adalah; ’v = v -  = (tepu - w )z = ’z Dengan ’ adalah berat unit tenggelam tanah.

61 THANK YOU

62

63 Jawapan: e = 0.55 Sr = 46.6% ρ = 2.10 Mg/m3 w = 20.4%

64 Jawapan: Sr = 98%

65 Jawapan: ρ= 1.92 Mg/m3 e=0.38 Sr=83.7% A=4.5% ?