Kekakuan Tanah (Soil Stiffness)

Kekakuan tanah (soil stiffness) sering juga disebut sebagai modulus sekan tanah, dan sering direpresentasikan sebagai berikut:

  1. E50       = modulus sekan tanah pada 50% kuat geser maksimum tanah (50% qmax)
  2. Eoed         = modulus sekan tanah saat tidak mengalami ragangan lateral
  3. Eur            = modulus sekan tanah saat mengalami unloading reloading
  4. Eo = Ei = modulus awal (initial modulus) tanah
  5. Et         = modulus tangent tanah yaitu modulus yang ditentukan pada titik hubungan

Lima parameter itu diperlukan dalam analisis non-linear tanah, misalnya pada model tanah atau hukum konstitutif Duncan &Chang dan Hardening Soil Model serta Hardening soil model dengan regangan kecil.

Nilai E tersebut pada dasarnya dihitung berdasarkan definisi kekakuan atau modulus ‘elastisitas’ yaitu nilai E dihitung dengan membagi tegangan terhadap regangan. Dari sini secara umum banyak engineer berpikiran bahwa kelima nilai kekakuan tanah tersebut, yang diperlukan untuk menghitung deformasi tanah, tidak berhubungan dengan parameter kuat geser tanah. Dalam arti kata nilai E tidak ada hubungan dengan nilai c’(kohesi) dan ’ (sudut geser dalam). Apakah benar demikian?

Ternyata tidak! Ada rumus yang menghubungkan nilai E dengan c’(kohesi) dan ’,  seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

  • Formulasi Duncan & Chang
  • Formulasi Hardening Soil

Pertanyaan-nya adalah dari mana formula tersebut didapatkan? Lama menelusuri literartur, penulis tidak menemukan lieteratur yang menjelaskan dari mana rumus tersebut didapatkan. Penasaran, penulis mencoba menurunkan rumus tersebut. Lama tidak mendapatkan jawabannya. Akhirnya terbawa mimpi, dan jawaban keluar dalam mimpi di tengah malam saat tidur. Langsung terbangun, corat-coret matematika cukup lama hingga matahari terbit, akhirnya ditemukan dari mana rumus tersebut berasal!

Silakan pembaca mencoba mencari dengan iseng-iseng asa otak. Dalam pelatihan geoteknik saya mengenai hukum konstitutif (soil model) yang digunakan dalam metoda elemen hingga untuk geoteknik, khusunya untuk perangkat lunak Plaxis, hal ini saya jelaskan secara gambling.

Silakan hadir dalam pelatihan saya nanti.

Salam Geoteknik – Mari Maju Bersama (MMB)

GTL, 221217-11:54SG