Tanah ekspansif dapat menimbulkan masalah yang sulit untuk aplikasi teknik sipil. Pada tahun tertentu, tanah ekspansif dapat menyebabkan kerugian finansial yang lebih besar daripada gabungan gempa bumi, banjir, angin topan, dan tornado. Berbagai cara telah dipelajari Struktur Penahan untuk mengatasi masalah yang terkait dengan tanah ekspansif. Sebagian besar metode didasarkan pada perawatan tanah. Meskipun metode ini mungkin efektif dalam beberapa kasus, keterbatasannya juga jelas: Perawatan biasanya melibatkan proses yang kompleks dan mungkin tidak ramah lingkungan dalam jangka panjang. Dalam banyak kasus, efektivitas pengobatan tidak pasti. Sebuah sistem penahan yang mempertahankan tekanan lateral konstan diusulkan, yang terdiri dari tiga komponen: lembar penahan, perangkat slip-force dan kolom bracing. Lembaran penahan menanggung tekanan yang diberikan oleh pengurukan ekspansif dan tidak tertanam ke dalam tanah. Ditempatkan di antara lembaran penahan dan kolom bresing, alat gaya Struktur Penahan selip memungkinkan perpindahan lembaran penahan tetapi menjaga gaya pada lembaran dan kolom bresing konstan. Persamaan yang mengatur gerakan piston dalam perangkat gaya slip diturunkan dan simulasi numerik dari kasus praktis dilakukan berdasarkan persamaan pengaturan yang diturunkan. Hasil numerik menunjukkan bahwa saat tanah ekspansif mengembang, gaya pegas akan meningkat dan piston akan bergerak sesuai dengan itu. Ketika tekanan oli dalam ruang mencapai ambang terbuka katup pelepas searah, katup akan terbuka dan gaya pegas dan tekanan oli di dalam ruang akan tetap konstan. Hasilnya juga menunjukkan bahwa beberapa parameter, seperti rasio redaman, memiliki pengaruh yang sangat kecil pada perilaku perangkat, katakanlah 2 × 10-6 atau bahkan 4,8 × 10-9. Studi teoritis dan numerik membuktikan efektivitas sistem penahan yang diusulkan.
Tanah ekspansif atau reaktif adalah setiap tanah yang merespon perubahan Struktur Penahan kadar air tanah dengan cara yang cukup jelas [1]. Tanah ekspansif terutama mengandung lempung, sifat ekspansif yang biasanya disebabkan oleh mineral lempung aktif, seperti montmorillonit, kombinasi montmorillonit dan mineral lempung lainnya, dll. Meskipun tidak dianggap aktif, Kaolinit dan illit dapat berkontribusi pada sifat ekspansif jika cukup jumlah yang hadir dalam bahan [2].
Pembengkakan dan penyusutan adalah dua masalah utama yang disebabkan oleh tanah ekspansif ketika ada sejumlah perubahan air yang cukup besar. Masalah seperti itu dapat menyebabkan penurunan diferensial, creep dan heaving. Efek merugikan dari pembengkakan dan susut lebih signifikan untuk struktur dengan beban ringan, termasuk perkerasan, rel kereta api, jalan raya, pondasi dan lapisan saluran atau reservoir [3] [4]. Tekanan pembengkakan dapat terakumulasi jika tidak ada mekanisme, misalnya retak, untuk melepaskannya dan akibatnya memberikan beban tambahan yang tidak diinginkan pada struktur utama. Pembengkakan akan menurunkan daya dukung dan kekuatan geser pada lempung jenuh [5]. Untuk pembengkakan tanah yang dipotong, digali atau sulit dikerjakan menyebabkan peningkatan kerentanan terhadap erosi. Di sisi lain, penurunan kadar air dapat menyebabkan tanah ekspansif mengalami keruntuhan, menyebabkan penurunan [6] dan retakan [7]. Jika prosedur pembengkakan dan penyusutan berulang pada suatu lereng, maka akan terjadi creep lereng [6].
Kerusakan struktur penahan tanah pada tanah ekspansif terutama disebabkan oleh tekanan pengembangan lateral yang besar [5] [7] dengan besaran hingga dua kali lipat dari tekanan pengembangan vertikal [8] dan kadang-kadang, bahkan urutan besarnya lebih tinggi [5] [9]. Tekanan pembengkakan lateral yang besar seperti itu dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan dan kerugian ekonomi [10] [11].
Ada empat pendekatan klasik utama untuk masalah yang disebabkan oleh tekanan pengembangan lateral: 1) mengganti timbunan ekspansif dengan bahan non-ekspansif [12]; 2) memasukkan kapur, semen Portland, produk sampingan industri atau limbah seperti fly ash ke dalam timbunan ulang ekspansif; 3) menerapkan bahan kompresibel seperti geogrid, geofoam, geotekstil, dll., ke timbunan dan bagian belakang langsung dari struktur penahan untuk menampung gelombang timbunan ekspansif [11] [13] [14] [15] [16] [ 17]; 4) menjaga kelembaban tetap stabil, yang merupakan perawatan paling populer di seluruh proses dengan berbagai bentuk [18].
