Pemecahan tanah melibatkan fenomena fisika-mekanika sebagai berikut, yaitu : pada satu elemen dan pada suatu skala mikro, pembebanan akan menyebabkan tekanan pada tanah dan dalam keadaan tertentu tegangan yang timbul tidak tersebar secara merata tetapi terkonsentrasi pada beberapa lokasi pada kumpulan elemen tersebut. Tekanan ini akan menyebabkan pecahnya ikatan antara partikel-partikel tanah pada lokasi-lokasi tersebut.
Pada umumnya konsentrasi dari tekanan tinggi akan diikuti dengan konsentrasi tegangan basar yang pada akhirnya menyebabkan terjadinya peruntuhan (failure). Gambar 4 menunjukkan konsentrasi deformasi tanah sebagai akibat dari konsentrasi tekanan.
Pemecahan elemen terjadi akibat penetrasi kerucut (cone) kedalam blok tanah yang berkelanjutan sampai terjadi pemecahan clod oleh beban vertikal tersebut. Gambar 5 selanjutnya menunjukkan bahwa meningkatnya tekanan menghasilkan deformasi dalam bentuk pemadatan (compaction) terutama apabila tanah dalam kondisi lemah. Untuk keperluan tertentu pemadatan diperlukan untuk memperkuat bagian tanah yang lemah.
Bila tekanan terus ditingkatkan maka proses pemadatan akan terjadi pada seluruh bagian/elemen tanah. Gambar 5b dan 5c menunjukkan deformasi yang tidak stabil. Elemen volume pada Gambar 5b mengalami pembebanan tanpa adanya penyangga lateral sehingga kemungkinan terjadi pemadatan searah. Apabila beban ditingkatkan maka elemen akan memendek yang mempengaruhi pergerakan relatif antara partikel. Oleh karena tanah pada mulanya memang sudah dalam keadaan padat maka pergerakan relatif tersebut akan menimbulkan sedikit penggemburan pada kemasan. Penggemburan ini terjadi khususnya pada bagian yang paling lemah dari elemen yang bahkan juga menyebabkan bagian tersebut semakin lemah. Pada pembebanan lebih lanjut, deformasi dan penggemburan akan lebih terkonsentrasi pada bagian tersebut yang pada akhirnya terjadi keruntuhan lokal.
Deformasi yang terjadi apakah stabil atau tidak akan sangat tergantung pada bentuk tegangan (stress state) dan karakteristik dari tanah. Karakteristik dari tanah mempunyai dua arti dalam kaitannya dengan stabilitas, karena bentuk tegangan dalam suatu proses pengolahan tanah juga dipengaruhi oleh sifat tanah : pada tanah yang sangat plastis, deformasi yang berlebihan kadang-kadang menghambat adanya bentuk tegangan sebagaimana disebut favor unstable phenomena.
Catatan Historis Studi Proses Penggemburan Tanah
Dari studi literatur diketahui bahwa penelitian yang berhubungan dengan proses penggemburan tanah lebih terpusat pada peralatan berikut : “Tine” dan Bajak.
Alat Tine mewakili kelompok alat dengan bentuk sederhana dengan ukuran dan fungsi tertentu, sedangkan bajak mewakili kelompok alat yang berbentuk kompleks, memiliki kurvatur dan bentuk tidak simetris lainnya. Untuk tujuan penyederhaan, dalam uraian proses dan sistematika pengemburan tanah, kedua alat ini dianggap mewakili kelompok alat pengolahan tanah yang ada.
Gambar 5. Deformasi tetap (a) dan tidak tetap (b dan c).
Untuk masing-masing kelompok, penelitian dikembangkan menurut jalur yang jelas dan mudah dimengerti dengan mempertimbangkan karakteristik dari proses. Penelitian penggemburan tanah dengan alat Tine dimulai dengan mengamati proses dan perilaku pemecahan tanah oleh Tine dan waktu kejadiannya. Hal ini mengarah pada teori mekanika tanah klasik yang bermanfaat dalam memprediksi “draft”. Meskipun para peneliti menyadari bahwa masalah pada alat Tine berkaitan dengan karakteristik dinamik, namun untuk waktu yang lama penelitian masih saja terkonsentrasi pada mekanika tanah yang statik ; dan tidak sampai tahun 1967 diadakan sintesis antara karakteristik statik dan dinamik (Vornkahl, 1967). Proses penggemburan dengan bajak dirasakan sangat kompleks oleh para peneliti dan hal ini terlihat pada banyaknya dikembangkan model-model yang hanya mendemonstrasikan sebagian dari proses (Nichols dan Kummer, 1932 ; Doner dan Nichols, 1934 ; Gupta dan Pandya, 1967) .
Uraian lebih lanjut tidak akan menggunakan skema di atas tetapi akan didasarkan pada pendekatan aplikasi praktis.
Apabila tanah hendak digemburkan maka diperlukan suatu alat yang dioperasikan pada tanah. Alat tersebut dinamakan "Tine" apabila efek penggemburan yang dicapai lebih diutamakan dibandingkan dengan lebar alat. Sedangkan alat operasi akan disebut "bajak" bila efek penggemburan terutama dibatasi pada tanah sebatas lebar alat operasi. Definisi ini memberikan implikasi bahwa sebenarnya tidak ada batasan yang jelas antara tipe-tipe alat dimana masing-masing mempengaruhi tanah dalam batas kelebaran alat dan juga irisan tanah di luar alat. Terlepas dari nama alat operasi tersebut, yang terpenting untuk dibahas adalah fenomena yang terjadi selama kedua alat tersebut bekerja. Pada prinsipnya fenomena yang terjadi di depan alat Tine sama dengan yang terjadi pada alat bajak.
Beberapa perbedaan penting yang dapat ditunjukkan adalah :
- Untuk hasil penggemburan yang sama per satuan jarak, ternyata Tine akan lebih sederhana dan lebih murah daripada bajak.
- Penggemburan tanah dengan alat bajak umumnya bersifat kontinyu untuk menjaga kontinuitas dari aliran tanah pada badan alat.
- Alat bajak mempunyai kemungkinan yang lebih baik dalam hal kontrol proses ; sehingga pemindahan tanah dengan alat bajak disebut sebagai "terkontrol" sedangkan pemindahan tanah dengan alat Tine disebut pemindahan "acak".
Pada umumnya konsentrasi dari tekanan tinggi akan diikuti dengan konsentrasi tegangan basar yang pada akhirnya menyebabkan terjadinya peruntuhan (failure). Gambar 4 menunjukkan konsentrasi deformasi tanah sebagai akibat dari konsentrasi tekanan.
Pemecahan elemen terjadi akibat penetrasi kerucut (cone) kedalam blok tanah yang berkelanjutan sampai terjadi pemecahan clod oleh beban vertikal tersebut. Gambar 5 selanjutnya menunjukkan bahwa meningkatnya tekanan menghasilkan deformasi dalam bentuk pemadatan (compaction) terutama apabila tanah dalam kondisi lemah. Untuk keperluan tertentu pemadatan diperlukan untuk memperkuat bagian tanah yang lemah.
Bila tekanan terus ditingkatkan maka proses pemadatan akan terjadi pada seluruh bagian/elemen tanah. Gambar 5b dan 5c menunjukkan deformasi yang tidak stabil. Elemen volume pada Gambar 5b mengalami pembebanan tanpa adanya penyangga lateral sehingga kemungkinan terjadi pemadatan searah. Apabila beban ditingkatkan maka elemen akan memendek yang mempengaruhi pergerakan relatif antara partikel. Oleh karena tanah pada mulanya memang sudah dalam keadaan padat maka pergerakan relatif tersebut akan menimbulkan sedikit penggemburan pada kemasan. Penggemburan ini terjadi khususnya pada bagian yang paling lemah dari elemen yang bahkan juga menyebabkan bagian tersebut semakin lemah. Pada pembebanan lebih lanjut, deformasi dan penggemburan akan lebih terkonsentrasi pada bagian tersebut yang pada akhirnya terjadi keruntuhan lokal.
Deformasi yang terjadi apakah stabil atau tidak akan sangat tergantung pada bentuk tegangan (stress state) dan karakteristik dari tanah. Karakteristik dari tanah mempunyai dua arti dalam kaitannya dengan stabilitas, karena bentuk tegangan dalam suatu proses pengolahan tanah juga dipengaruhi oleh sifat tanah : pada tanah yang sangat plastis, deformasi yang berlebihan kadang-kadang menghambat adanya bentuk tegangan sebagaimana disebut favor unstable phenomena.
Gambar 4. Konsentrasi deformasi yang disebabkan oleh konsentrasi tekanan
Dari studi literatur diketahui bahwa penelitian yang berhubungan dengan proses penggemburan tanah lebih terpusat pada peralatan berikut : “Tine” dan Bajak.
Alat Tine mewakili kelompok alat dengan bentuk sederhana dengan ukuran dan fungsi tertentu, sedangkan bajak mewakili kelompok alat yang berbentuk kompleks, memiliki kurvatur dan bentuk tidak simetris lainnya. Untuk tujuan penyederhaan, dalam uraian proses dan sistematika pengemburan tanah, kedua alat ini dianggap mewakili kelompok alat pengolahan tanah yang ada.
Gambar 5. Deformasi tetap (a) dan tidak tetap (b dan c).
Uraian lebih lanjut tidak akan menggunakan skema di atas tetapi akan didasarkan pada pendekatan aplikasi praktis.
Apabila tanah hendak digemburkan maka diperlukan suatu alat yang dioperasikan pada tanah. Alat tersebut dinamakan "Tine" apabila efek penggemburan yang dicapai lebih diutamakan dibandingkan dengan lebar alat. Sedangkan alat operasi akan disebut "bajak" bila efek penggemburan terutama dibatasi pada tanah sebatas lebar alat operasi. Definisi ini memberikan implikasi bahwa sebenarnya tidak ada batasan yang jelas antara tipe-tipe alat dimana masing-masing mempengaruhi tanah dalam batas kelebaran alat dan juga irisan tanah di luar alat. Terlepas dari nama alat operasi tersebut, yang terpenting untuk dibahas adalah fenomena yang terjadi selama kedua alat tersebut bekerja. Pada prinsipnya fenomena yang terjadi di depan alat Tine sama dengan yang terjadi pada alat bajak.
Beberapa perbedaan penting yang dapat ditunjukkan adalah :
- Untuk hasil penggemburan yang sama per satuan jarak, ternyata Tine akan lebih sederhana dan lebih murah daripada bajak.
- Penggemburan tanah dengan alat bajak umumnya bersifat kontinyu untuk menjaga kontinuitas dari aliran tanah pada badan alat.
- Alat bajak mempunyai kemungkinan yang lebih baik dalam hal kontrol proses ; sehingga pemindahan tanah dengan alat bajak disebut sebagai "terkontrol" sedangkan pemindahan tanah dengan alat Tine disebut pemindahan "acak".
Tidak ada komentar:
Posting Komentar