Jawaban:

Untuk menghitung tekanan air yang menyebabkan tanah mengapung, Anda dapat menggunakan persamaan kekaratan tanah (buoyancy):

F = G * (1 - e) * y

di mana:

F = tekanan air ke atas

G = berat jenis tanah (Gs dalam kasus ini)

G = 2,65

e = angka pori tanah (e dalam kasus ini)

e = 0,65

y = kecepatan gravitasi (9,81 m/s^2)

Jadi, tekanan air yang menyebabkan tanah mengapung adalah:

F = 2,65 * (1 - 0,65) * 9,81

F = 4,97 kN/m^2

Untuk menghitung debit yang harus dipelihara agar tanah tidak mengalami kondisi kritis, Anda dapat menggunakan persamaan permeabilitas:

Q = kA(h1 - h2) / L

di mana:

Q = debit (L/t)

k = koefisien permeabilitas tanah (k dalam kasus ini)

k = 0.3 x 10^-4 cm/det

A = luas penampang (L^2)

h1 = ketinggian air di atas tanah

h2 = ketinggian air di bawah tanah

L = panjang penampang (L)

Jika Anda ingin mencegah kondisi kritis tanah, maka tekanan air di atas tanah harus sama dengan tekanan air yang menyebabkan tanah mengapung (F). Dengan demikian, h1 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

h1 = F / (Gs * y)

Jika Anda tidak memiliki informasi tentang h2, Anda dapat mengasumsikan bahwa h2 = 0 (artinya, air di bawah tanah tidak tertekan oleh tekanan). Dengan demikian, Anda dapat menghitung debit yang harus dipelihara sebagai berikut:

Q = (0.3 x 10^-4 cm/det) * A * (h1) / L

= (0.3 x 10^-4 cm/det) * A * (F / (Gs * y)) / L

= (0.3 x 10^-4 cm/det) * A * (4,97 kN/m^2 / (2,65 * 9,81 m/s^2)) / L

Jika temperatur naik menjadi 300 C, koefisien permeabilitas tanah mungkin akan meningkat. Namun, untuk menghitung persentase kenaikan debit yang diperlukan, Anda perlu mengetahui seberapa besar peningkatan koefisien permeabilitas tersebut. Tanpa informasi tersebut, tidak dapat memberikan jawaban yang tepat mengenai persentase kenaikan debit

Penjelasan: