Tegangan efektif
Tegangan efektif merupakan konsep dasar dalam mekanika tanah dan rekayasa geoteknik yang menggambarkan bagian dari total tegangan dalam massa tanah yang ditanggung oleh kerangka padat tanah, bukan oleh air pori. Konsep ini digunakan untuk memahami perilaku mekanik tanah, tegangan efektif mengontrol kekuatan tanah untuk menahan beban serta bagaimana tanah mengalami perubahan bentuk atau volume (deformasi) akibat beban tersebut.[1]
Tegangan efektif didefinisikan sebagai tegangan yang pada kondisi tekanan pori tertentu (p) menghasilkan respons regangan atau kekuatan yang sama pada material berpori, seperti tanah atau batuan, dengan yang diamati pada sampel kering di mana p=0. Tegangan efektif mengendalikan perilaku mekanik suatu material berpori tanpa memperhatikan tekanan pori yang ada. Konsep ini berlaku pada media granular seperti pasir, lanau, dan tanah liat, serta pada material berpori lainnya, termasuk batuan, beton, bubuk logam, dan jaringan biologis.[2]
Sejarah
[sunting | sunting sumber]Konsep tegangan efektif pertama kali diperkenalkan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1925.[3][4] Terzaghi menggunakan istilah efektif untuk merujuk pada tegangan yang benar-benar berperan dalam menggerakkan tanah atau menyebabkan perpindahan. Tegangan ini kemudian sering dipahami sebagai tegangan rata-rata yang ditanggung oleh kerangka padat tanah.[5]
Maurice Biot kemudian mengembangkan teori konsolidasi tanah tiga dimensi dengan memperluas model satu dimensi yang dikemukakan oleh Karl Terzaghi menjadi hipotesis yang lebih umum, serta memperkenalkan persamaan dasar poroelastisitas. Pada tahun 1960, Alec Skempton meninjau berbagai formulasi dan data eksperimen yang tersedia mengenai tegangan efektif pada tanah, beton, dan batuan. Skempton mengevaluasi beberapa formulasi yang dianggap kurang tepat dan mengklarifikasi ekspresi yang paling sesuai berdasarkan hipotesis kerja tertentu, seperti perilaku tegangan-regangan, kondisi jenuh atau tidak jenuh, serta jenis material.[6]
Pada tahun 1962, Jeremiah Jennings dan John Burland meneliti penerapan prinsip tegangan efektif Terzaghi pada tanah yang sebagian jenuh.[7] Melalui serangkaian uji odometer dan uji kompresi pada berbagai jenis tanah di Universitas Witwatersrand, mereka menemukan bahwa perubahan volume dan kekuatan geser pada tanah sebagian jenuh tidak sepenuhnya sesuai dengan prediksi yang hanya didasarkan pada perubahan tegangan efektif. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perubahan struktural akibat defisiensi tekanan berperilaku berbeda dibandingkan perubahan akibat tegangan yang diterapkan.[8][9][10]
Referensi
[sunting | sunting sumber]- ↑ Soil strength. CRC Press. 2019-02-13. hlm. 97–153. ISBN 978-0-429-27291-2.
- ↑ Guerriero, Vincenzo; Mazzoli, Stefano (2021-03-05). "Theory of Effective Stress in Soil and Rock and Implications for Fracturing Processes: A Review". Geosciences (dalam bahasa Inggris). 11 (3): 119. doi:10.3390/geosciences11030119. ISSN 2076-3263. Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
- ↑ "Vertical stress in the ground". fbe.uwe.ac.uk. Diakses tanggal 2025-11-04.
- ↑ Terzaghi, Karl (1936). "Relation Between Soil Mechanics and Foundation Engineering: Presidential Address". Proceedings, First International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Boston. 3, hlm. 13–18.
- ↑ Skempton, A. W. (1984-01). SELECTED PAPERS ON SOIL MECHANICS (dalam bahasa Inggris). Thomas Telford Publishing. doi:10.1680/sposm.02050.0014. ISBN 978-0-7277-3982-7.
- ↑ Skempton, A. W. (1984-01). Effective Stress in Soils, Concrete and Rocks (dalam bahasa Inggris). Thomas Telford Publishing. hlm. 106–118. doi:10.1680/sposm.02050.0014. ISBN 0-7277-3982-4.
- ↑ Jennings, J. E. B.; Burland, J. B. (1962-06). "Limitations to the Use of Effective Stresses in Partly Saturated Soils". Géotechnique (dalam bahasa Inggris). 12 (2): 125–144. doi:10.1680/geot.1962.12.2.125. ISSN 0016-8505.
- ↑ Escario, V.; Sáez, J. (1986-09). "The shear strength of partly saturated soils". Géotechnique (dalam bahasa Inggris). 36 (3): 453–456. doi:10.1680/geot.1986.36.3.453. ISSN 0016-8505.
- ↑ Bishop, A. W.; Blight, G. E. (1963-09). "Some Aspects of Effective Stress in Saturated and Partly Saturated Soils". Géotechnique (dalam bahasa Inggris). 13 (3): 177–197. doi:10.1680/geot.1963.13.3.177. ISSN 0016-8505.
- ↑ Sridharan, A.; Rao, G. Venkatappa; Pandian, R. Samudra (1973-09-01). "Volume Change Behaviour of Partly Saturated Clays During Soaking and the Role of Effective Stress Concept". Soils and Foundations. 13 (3): 1–15. doi:10.3208/sandf1972.13.3_1. ISSN 0038-0806.
