Download - Modul Mektan 1

Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Modul Praktikum – Atterberg Limits 1

BAB 1

ATTERBERG LIMITS

A. LIQUID LIMIT

1.1 PENDAHULUAN

1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :

Mencari kadar air pada liquid limit(batas cair) dari sampel tanah

1.1.2 Alat-alat dan Bahan:

Alat Cassagrande

Standard Grooving Tool

Can

Spatula

Mangkuk porselin

Sampel tanah lolos saringan No. 40 ASTM

Air suling

Oven

Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

Botol penyemprot

1.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan:

Di dalam laboratorium, liquid limit didefinisikan sebagai kadar air dimana

contoh tanah yang telah dimasukkan pada alat cassagrande, dibuat celah di

tengahnya dengan standard grooving tool lalu alat cassagrande diputar dengan

kecepatan 2 ketukan per-detik dan tinggi jatuh 10 mm, sehingga pada ketukan

ke-25 contoh tanah yang digores dengan grooving tool merapat sepanjang 0,5

inch.

Dalam batas cair kita mempelajari kadar air dalam keadaan tertentu.

Selain itu untuk percobaan selanjutnya tanah diuji dalam tiga keadaan, yaitu

batas cair, batas plastis, dan batas susut dari tanah, atau secara skematis

diwakili pada sebuah diagram yaitu:



Gambar 1.1 Diagram Atterberg Limits

Semakin ke kanan diagram di atas, kadar airnya semakin sedikit. Batas

cair ini ditentukan dengan percobaan memakai alat liquid limit. Alat ini

dikembangkan oleh cassagrande dan besarnya batas cair ditentukan pada

ketukan ke-25.

%10032

21 ⋅−−

=wwwwW (1.1)

dengan :

W = kadar air

w1 = berat tanah basah + can

w2 = berat tanah kering + can

w3 = berat can

1.2 PRAKTIKUM

1.2.1 Persiapan Percobaan

1. Menyiapkan tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering udara

2. Memastikan kebersihan alat–alat

3. Mengkalibrasi timbangan yang akan digunakan

4. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling

5. Mempersiapkan dan mengeringkan can yang diperlukan

1.2.2 Jalannya Percobaan

1. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian

mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga

homogen

2. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk cassagrande selapis

demi selapis dan diusahakan tidak ada udara di antara setiap lapisan

dengan spatula – tebal tanah yang dimasukkan kurang lebih hingga

setebal 0.5 inch pada bagian tengahnya

3. Membuat celah di tengah-tengah tanah dalam mangkuk cassagrande

dengan menggunakan grooving tool dalam arah tegak lurus mangkuk,

Cair Plastis Semi Plastis Solid

BATAS CAIR BATAS PLASTIS BATAS SUSUT



dilakukan dengan hati–hati agar tidak terjadi retak pada bagian

bawahnya (gambar 1.2)

Gambar 1.2 Membuat celah dengan grooving tool

4. Menjalankan alat cassagrande dengan kecepatan konstan 2 putaran

per-detik dan tinggi jatuh 1 cm, dilakukan hingga tanah tepat merapat

sepanjang 0.5 inch – pada saat itu alat cassagrande dihentikan dan

jumlah ketukan dicatat (gambar 1.3)

Gambar 1.3 Tanah yang merapat sepanjang ½ inch

5. Menimbang can terlebih dahulu, lalu mengambil sebagian tanah dalam

mangkuk cassagrande dan memasukkannya ke dalam can dan

ditimbang berat can + tanah, terakhir can + tanah dimasukkan ke

dalam oven.

6. Mengulangi seluruh langkah di atas untuk lima sampel dan dengan nilai

ketukan antara 10 hingga 50 ketukan, hal ini dibantu dengan cara

menambahkan air suling atau menambahkan tanah

7. Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, contoh tanah dikeluarkan dan

ditimbang kembali



8. Menghitung kadar airnya

1.2.3 Perbandingan dengan ASTM

Pada ASTM jumlah ketukkan adalah antara 25 – 35 ketukan, sedangkan

pada percobaan ini jumlah ketukan adalah antara 10 – 50 ketukkan, hingga

tanah merapat sepanjang 0.5 inch.

1.3 HASIL PRAKTIKUM

1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)

1.3.2 Perhitungan :

I II III IV V

Jumlah ketukan 1… 2… 3… 4… 5…

Berat tanah basah + can … … … … …

Berat tanah kering + can … … … … …

Berat can … … … … …

Berat tanah kering … … … … …

Berat air … … … … …

Kadar air … % … % … % … % … %

Kadar air rata-rata … %

Menentukan nilai Liquid Limit

Cara 1

Batas cair didapat dengan menarik garis vertikal pada N = 25 sampai memotong

grafik. Regresi logarithmic antara N (jumlah ketukan) dengan W (kadar air) :

N ( x ) 1… 2… 3… 4… 5…

W ( y ) … % … % … % … % … %



y = … Ln(x) + …

74

75

76

77

78

79

80

81

82

0 10 20 30 40 50 60

Jumlah ketukan

W (

%)

Gambar 1.4 Contoh grafik untuk menentukan liquid limit

Dari grafik di atas, didapat persamaan kurva: y = …Ln(x) + …

maka untuk N = 25 Liquid Limit = …Ln(25) + … = … %

Cara 2

Dengan rumus :

121.0

25⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

NWLL n (1.2)

keterangan :

LL = liquid limit

Wn = kadar air pada ketukan ke-n

N = jumlah ketukan

LL1 = … %

LL2 = … %

LL3 = … %

LL4 = … %

LL5 = … %



No. Can Jumlah ketukan Wn (%) LL (%)

1 1… … % … %

2 2… … % … %

3 3… … % … %

4 4… … % … %

5 5… … % … %

LLrata-rata = … %

Kesalahan relatif = %1001

21 ×−

cara

caracara

LLLLLL

= … %

Menentukan harga Flow Index(FI)

Untuk mendapatkan harga Flow Index (FI) ialah dengan menarik garis lurus

sehingga memotong sumbu pada ketukan ke-10 dan ketukan ke-100.

Kadar air untuk N = 10 ; W = … Ln(10) + … = … %

Kadar air untuk N = 100 ; W = … Ln(100) + … = … %

FI = WN=100 – WN=10 (1.3)

= …



B. PLASTIC LIMIT

1.1 PENDAHULUAN


Mencari kadar air pada batas plastis (plastis limit) dari sebuah sampel

tanah.


Pelat kaca

Container

Contoh tanah lolos saringan No. 40 ASTM

Spatula

Mangkuk porselin

Air suling

Oven



Di dalam laboratorium, plastic limit didefinisikan sebagai kadar air pada

batas dimana contoh tanah digulung pada pelat kaca hingga mencapai diameter

kurang lebih ⅛ inch (3.2 mm) dan tanah tersebut tepat retak–retak halus.

Dari percobaan ini dapat ditentukan Plastic Index (IP), dimana:

IP = LL – PL (1.4)

Kadar air tanah dalam keadaan aslinya biasanya terletak antara batas

plastis dan batas cair. Rumus yang digunakan sama seperti persamaan (1.1):

%10032

21 ×−−

=wwwwW

dengan :

W = kadar air

w1 = berat tanah basah + container

w2 = berat tanah kering + container

w3 = berat container



1.2 PRAKTIKUM


1. Membersihkan alat–alat yang akan digunakan

2. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling

3. Mempersiapkan tanah lolos saringan No.40 ASTM

4. Menimbang berat kedua container


1. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian

mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga

homogen

2. Mengambil contoh tanah tersebut sedikit lalu menggulungnya di atas

pelat kaca sampai berdiameter ⅛ inch. Bila kadar air berlebih, pada

waktu contoh tanah mencapai diameter ⅛ inch tidak terjadi retak–

retak, maka percobaan ini harus diulang kembali dengan

menambahkan contoh tanah. Sedangkan bila kadar air kurang, contoh

tanah akan retak – retak sebelum mencapai diameter ⅛ inch.

Percobaan ini harus diulang kembali dengan menambahkan air

sehingga contoh tanah tepat retak–retak pada waktu mencapai

diameter ⅛ inch (gambar 1.5)

Gambar 1.5 Proses menggulung sampel tanah

3. Contoh tanah yang mulai retak–retak halus pada diameter ⅛ inch

dimasukkan ke dalam dua container yang sudah ditimbang beratnya.

Berat container + tanah minimum adalah 15 gram.



4. Container harus secepatnya ditutup agar kadar air tidak berkurang

karena penguapan. Container yang telah berisi tanah tersebut

kemudian ditimbang.

5. Memasukkan container dalam keadaan terbuka ke dalam oven berisi

tanah yang telah ditimbang selama kurang lebih 18 jam.

6. Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, container berisi tanah

dikeluarkan untuk ditimbang guna mencari kadar airnya. Pada saat

menghitung kadar air ini jangan lupa untuk menambahkan berat

penutup container agar berat total container seperti pada saat

menimbang berat tanah basah sebelumnya.


Pada percobaan, waktu penggulungan tanah tidak ditentukan,

sedangkan pada ASTM waktu penggulungan tanah maksimum adalah

dua menit.

Pada percobaan, setelah tanah digulung dan terjadi retak–retak, maka

tanah tersebut dibagi menjadi dua bagian sama besar dan dimasukkan

ke dalam container. Sedangkan pada ASTM, tanah yang telah digulung

akan diremukkan kembali dan digulung kembali sampai contoh tanah

tersebut sukar untuk digulung kembali.



1.3 HASIL PRAKTIKUM


1.3.3 Perhitungan :

Can No. 1 2

Berat tanah basah + Can w1 (gr) … …

Berat tanah kering + Can w2 (gr) … …

Berat Can w3 (gr) … …

Berat tanah kering w2 – w3 (gr) … …

Berat air w1 – w2 (gr) … …

Kadar air W = %10032

21 xwwww−−

… % … %

Kadar airrata–rata (plastic limit) …

Plastic Index

IP = LL – PL (1.5)

= …



C. SHRINKAGE LIMIT

1.1 PENDAHULUAN


Mencari kadar air pada batas susut dari suatu sampel tanah


Raksa


Contoh tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering oven


Shrinkage limit adalah kadar air pada batas keadaan semi plastis dan

beku. Di dalam laboratorium, shrinkage limit didefinisikan sebagai batas dimana

tidak akan terjadi perubahan volume pada massa tanah, apabila kadar airnya

dikurangi. Pada tahapan ini tanah mengering tanpa diikuti perubahan volume.

Batas susut ditunjukkan dengan kadar air tanah pada tahap mengering dan tidak

terdapat perubahan/pengurangan volume.

Rumus yang digunakan :

( ) ( ) %100×−−−

=d

wdwdw

wVVwwSL ρ

(1.6)

dengan :

ww = berat tanah basah

wd = berat tanah kering

Vw = volume tanah basah

Vd = volume tanah kering

ρw = berat jenis air = 1 gram/cm3

%100×=d

d

VwSR (1.7)



1.2 PRAKTIKUM


1. Mempersiapkan tanah lolos saringan No. 40 ASTM kering udara

2. Mempersiapkan air suling dan botol penyemprot

3. Menimbang coated dish atau container yang diperlukan


1. Memasukkan butiran tanah ke dalam mangkuk porselin dan diberi air

suling secukupnya kemudian diaduk dengan spatula hingga homogen

2. Sampel tanah yang sudah homogen tersebut diperlakukan seperti pada

langkah-langkah percobaan liquid limit, diusahakan tanah telah

merapat sepanjang 0.5 inch pada kisaran 20-25 ketukan

3. Mengambil sampel tanah dari alat cassagrande tersebut ke dalam

coated dish yang sudah diolesi vaseline. Jangan lupa untuk mengetuk-

ngetuk coated dish agar sampel tanah mengisi penuh seluruh bagian

coated dish dan permukaannya rata.

4. Menimbang sampel tanah dan coated dish tersebut

5. Lakukan untuk dua kali percobaan

6. Mendiamkan coated dish dan sampel tanah di udara terbuka kurang

lebih selama 18 jam agar tidak mengalami retak-retak akibat

pemanasan secara tiba-tiba

7. Setelah 18 jam, baru sampel tanah dimasukkan ke dalam oven

8. Setelah sekitar 18–24 jam di oven, coated dish dan tanah kering

dikeluarkan dari oven. Menimbangnya lagi, dan kemudian menghitung

volume tanah basah dan volume tanah kering.

* Menghitung volume tanah basah :

Menimbang coated dish (w1)

Memasukkan raksa ke dalam coated dish sampai penuh, lalu

permukaan raksa diratakan dengan pelat kaca agar sejajar dengan

pinggiran coated dish

Kemudian coated dish beserta isinya ditimbang (w2)

Volume tanah basah adalah:



HgHg

Hgw

wwwV

ρρ12 −== (1.8)

** Menghitung volume tanah kering :

Memasukkan raksa ke dalam shrinkage dish sampai penuh dan

meratakannya dengan pelat kacaMenimbang shrinkage dish beserta

isinya dan diperoleh berat air raksa dalam shrinkage dish (wHg+S)

Mencelupkan contoh tanah kering ke dalam shrinkage dish yang

berisi raksa dengan menekannya secara hati–hati dengan pelat kaca

berkaki tiga sehingga permukaan sampel tanah benar–benar berada

tepat di permukaan air raksa – sebagian raksa akan tumpah keluar.

Proses ini disebut sub-merging soil cake (gambar 1.6).

Gambar 1.6 Proses sub-merging soil cake

Mengeluarkan sampel tanah dan menimbang kembali shrinkage dish

+ raksa yang tersisa (wHg)

Volume tanah kering adalah:

Hg

HgsHgw

wwV

ρ−

= + (1.9)


Pada percobaan di dalam laboratorium, coated dish yang telah diolesi

vaseline dan diisi tanah diketuk–ketuk agar tidak tersisa gelembung

udara di dalamnya. Sedangkan menurut standar ASTM D-427, coated

dish hanya digoyang–goyangkan.

Pada metode ASTM alat yang dipakai untuk menampung tanah adalah

mangkuk porselin yang mempunyai diameter ±1.75 inch dan tinggi ±

0.5 inch, sedangkan dalam percobaan di dalam laboratorium dipakai

coated dish.



1.3 HASIL PRAKTIKUM


1.1.3 Perhitungan :

Keterangan :

Shrinkage Limit (SL)dish 1 = ( ) ( ) %100×

−−−

d

wdwdw

wVVww ρ

= ( ) ( ) %100

...1............×

−−−

= …

Shrinkage Ratio (SR)dish 1 = %100×d

d

Vw

= %100......×

= …

No. coated dish 1 2

Berat tanah basah + coated dish ww+c (gr) … …

Berat coated dish wc (gr) … …

Berat tanah basah ww = ww+c - wc (gr) … …

Berat tanah kering + coated dish wd+c (gr) … …

Berat tanah kering wd = wd+c - wc (gr) … …

Berat raksa + coated dish wHg+c (gr) … …

Berat raksa wHg (gr) … …

Volume tanah basah ( Vw ) wHg / 13.53 … …

Berat raksa + shrinkage dish wHg+s (gr) … …

Berat raksa + shrinkage dish (setelah

sub-merging soil cake) w’Hg+s (gr)

… …

Berat raksa yang dipindahkan (wHg+s) – (w’Hg+s) … …

Volume tanah kering ( Vd ) (w’Hg) / 13.53 … …

Shrinkage Limit SL … …

Shrinkage Ratio SR … …



Shrinkage Limit (SL)dish 2 = ( ) ( ) %100×

−−−

d

wdwdw

wVVww ρ

= ( ) ( ) %100

...1............×

−−−

= …

Shrinkage Ratio (SR)dish 2 = %100×d

d

Vw

= %100......×

= …

Shrinkage Limit (SL)rata-rata = 2

21 dishdish SLSL +

= 2

......+

= …

Shrinkage Ratio (SR)rata-rata = 2

21 dishdish SRSR +

= 2

......+

= …

REFERENSI

Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.

1951.

Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.

1981.

Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.


Modul Praktikum – Specific Gravity 16

BAB 2

SPECIFIC GRAVITY

2.1 PENDAHULUAN


Mendapatkan harga spesific gravity dari butiran tanah, yaitu perbandingan

berat isi tanah dan berat isi air pada suhu 40oC


Pycnometer dengan volume 500 ml


Oven

Kompor listrik

Termometer

Sampel tanah lolos saringan No. 40 sebanyak 500 gram, kering oven


Rumus dasar yang digunakan:

W

SSG

γγ

= (2.1)

Untuk tanah: S

SS V

w=γ (2.2)

Untuk air: W

WW V

w=γ (2.3)

Dalam percobaan selalu diusahakan agar volume tanah (VS) sama dengan

volume air (Vw). Sehingga Vw = Vs, maka rumus di atas menjadi:

W

S

wwGs = (2.4)

dengan:

wS = berat tanah pada suhu 40oC

wW = berat air pada suhu 40oC



Untuk percobaan pada ToC, maka harga tersebut harus dikoreksi dengan

nilai α, sehingga rumus menjadi:

W

S

wwGs α= (2.5)

dengan:

wS = berat tanah

wW = berat air

α = faktor koreksi suhu ToC yang berhubungan dengan temperatur

ruangan pada saat percobaan

2.2 PRAKTIKUM


1. Mempersiapkan empat buah pycnometer yang telah dibersihkan dan

dikeringkan

2. Untuk bahan uji digunakan sampel tanah sebanyak 400 gram lolos

saringan No. 40 ASTM dan sudah dikeringkan dalam oven selama ± 24

jam


1. Pycnometer diisi dengan air suling sebanyak 500 ml dan ditimbang

beratnya (wbw)

2. Mencatat suhu air dalam pycnometer

3. Air dalam pycnometer dikembalikan ke dalam wadah awalnya,

kemudian pycnometer dibersihkan dan dikeringkan kembali

4. Sampel tanah masing-masing sebanyak 100 gram dimasukkan ke

dalam empat pycnometer secara hati-hati (diusahakan tidak ada

butiran tanah yang menempel pada dinding leher pycnometer karena

akan mengurangi volume tanah)

5. Pycnometer diisi kembali dengan air suling hingga ± ¾ bagian

volumenya

6. Udara yang terperangkap dalam tanah pada pycnometer dihilangkan

dengan cara dididihkan ± 15 menit (gunakan kompor listrik)



7. Pycnometer disimpan selama ± 15 jam agar suhu air akhir diharapkan

sama dengan suhu air awal, kemudian pycnometer berisi air dan tanah

tersebut ditimbang kembali (wbws)


Alat dan bahan yang digunakan pada prosedur ASTM D 854-58:

Pycnometer yang digunakan dapat berupa botol labu dengan volume

100 ml atau stop erred bottle dengan volume 50 ml.

Sampel tanah yang digunakan adalah seberat 25 gram untuk botol labu

dan 10 gram untuk stop erred bottle.

Jalannya percobaan menurut prosedur ASTM:

1. Pycnometer dibersihkan dan dikeringkan, kemudian dicatat beratnya

2. Pycnometer diisi dengan air suling (dianjurkan memakai kerosin) dan

ditimbang beratnya (wbw)

3. Dibuat tabel untuk wbw pada beberapa suhu air yang diinginkan

4. Contoh tanah dimasukkan ke dalam botol labu/stop erred bottle yang

berisi air suling/kerosin

5. Udara yang terperangkap di dalamnya dapat dihilangkan dengan cara:

Dididihkan

Diberi tekanan udara

Pycnometer diisi dengan air suling kembali sampai penuh

Berat botol labu/stop erred bottle yang telah berisi tanah dihitung

dan dicatat suhunya

Perbedaan antara prosedur praktikum dengan prosedur ASTM:

Volume pycnometer yang digunakan adalah 500 ml

Sampel tanah yang dipakai 100 gram, lolos saringan No. 40 ASTM dan

kering oven

Banyaknya percobaan yang dilakukan bukan berdasarkan suhu air yang

diinginkan tetapi berdasarkan jumlah sampel yang diinginkan



2.3 HASIL PRAKTIKUM


2.3.2 Perhitungan :

ww = ws + wbw – wbws (2.6)

dengan:

ww = berat air

wS = berat tanah = 100 gram

wbw = berat pycnometer + air 500 ml

wbws = berat pycnometer + air + tanah setelah didinginkan

W

sS w

wG α=

Sampel 1

ww = ws + wbw – wbws

= … + … - …

= …

GS = W

s

wwα

= … x …/…

= …

Sampel 2


= … + … - …

= …

GS = W

s

wwα

= … x …/…

= …



Sampel 3


= … + … - …

= …

GS = W

s

wwα

= … x …/…

= …

Sampel 4


= … + … - …

= …

GS = W

s

wwα

= … x …/…

= …

Nilai Spesific Gravityrata-rata

....== ∑nGs

Gs

Kesalahan Relatif

Sampel 1

Gs

GsGsX

−=

11

1X = … %

Sampel 2

Gs

GsGsX

−=

22

2X = … %



Sampel 3

Gs

GsGsX

−=

33

3X = … %

Sampel 4

Gs

GsGsX

−=

44

4X = … %

Kesalahan Relatifrata-rata

44321 XXXXX +++

=

X = … %

REFERENSI


1951.


1981.



Modul Praktikum – Hydrometer 22

BAB 3

HYDROMETER

3.1 PENDAHULUAN


Menentukan distribusi dari butiran tanah yang memiliki diameter yang

lebih kecil dari 0.074 mm (saringan no. 200 ASTM) dengan cara pengendapan

(hydrometer analysis)


Hydrometer (tipe 152 H)

Hydrometer jar (1080 ml)

Gelas ukur

Larutan pendispersi 4% (water glass)

Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM, masing – masing 50 gram

(untuk 3 sampel)

Stopwatch

Pengaduk mekanis (mixer)

Oven

Termometer Celcius

Gelas belimbing

Saringan No. 200 ASTM

Timbangan (ketelitian 0.01 gram)


Praktikum ini didasarkan pada hubungan antara kecepatan jatuh dari

suatu butiran di dalam suatu larutan, diameter butiran, berat jenis butiran, berat

jenis larutan dan kepekaan larutan tersebut. Hubungan tersebut dapat

dijabarkan oleh hukum Stokes sebagai :

2

292

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

=Dv WS

ηγγ

WS

vDγγ

η−⋅⋅

=292 (3.1)



dengan:

V = kecepatan jatuh dari butiran ( cm/s )

γS = berat jenis butiran ( gr/cm3 )

γW = berat jenis larutan ( gr/cm3 )

η = kepekatan larutan ( dyne.s/cm2 )

D = diameter butiran ( cm )

Batasan dari Hukum Stokes :

Hukum ini hanya berlaku jika : 0.0002 mm < D < 0.2 mm

Butiran yang lebih besar dari 0.2 mm akan menyebabkan turbulensi

pada larutan, sedangkan butiran yang lebih dari 0.0002 mm cenderung

akan melakukan gerak Brown (hal ini dipengaruhi oleh gaya tarik dan

tolak antar partikel)

Jumlah sampel yang dipergunakan harus jauh lebih sedikit dari pada

butiran yang dipakai (±5 %) ini dilakukan agar tidak terjadi interferensi

selama pengendapan berlangsung. Menurut Bowles, hydrometer tipe

152 H dikalibrasi untuk suspensi larutan yang mengandung 60 gram

dalam 1000 ml air

Butiran tanah diasumsikan bundar, walaupun asumsi ini tidak 100 %

benar. Tanah–tanah yang akan dipakai harus diuraikan dengan bahan

dispersi berikut:

⇒ untuk tanah yang bersifat alkali/basa diberi sodium metafosfat (

NaPO3) dengan nama dagang Calgon

⇒ untuk tanah yang bersifat asam diberi sodium silikat (Na2SiO3)

dengan nama dagang Water Glass

Kecepatan jatuh butiran :

tLv = (3.2)

L = L1 + 0.5 (L2 – Vb / A) (3.3)

dengan :

v = kecepatan jatuh dari butiran.

L = tinggi jatuh butiran

T = waktu



Vb = volume Bulb Hydrometer

A = luas penampang Hydrometer

L1 = dapat dilihat pada tabel 6.5 (lampiran) sesuai pembacaan

hydometer tipe 152 H dan dikoreksi terhadap miniskus

Untuk yang sudah dikoreksi :

RC = Raktual – Zero Correction + CT (3.4)

dengan :

CT = koreksi terhadap temperatur yang dapat dilihat pada tabel 6.3

(lampiran)

untuk GS = 2.65 rumus yang digunakan :

%100% ×=S

C

WRfiner (3.5)

sedangkan untuk Gs ≥ 2.65 :

%100% ×⋅

=S

C

WaRfiner (3.6)

dimana : ( ) 65.2165.1

−⋅

=S

S

GGa (3.7)

atau harga a dapat dilihat dalam tabel 6.2 (lampiran)

Untuk memudahkan perhitungan :

( ) tL

GGD

WS 98030−

⋅=

η

tLKD = (3.8)

keterangan :

- satuan dalam L (cm) dan t (menit)

- koefisien K dapat dilihat pada tabel 6.2 (lampiran)

* semua tabel yang terlampir (6.2–6.5) bersumber dari “Engineering Properties of Soil and

Their Measurement”



Setelah % finer dan D yang saling terkait telah dihitung, maka didapat

suatu grafik distribusi butiran. Dari grafik ini akan didapat D10, D30 dan D60.

D10 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak

10% (%finer = 10%)


30% (%finer = 30%)


60% (%finer = 60%)

Sehingga koefisien keseragaman (CU) kita bisa dapatkan dengan rumus:

10

60

DDCU = (3.9)

Definisi koefisien keseragaman untuk beberapa nilai:

CU = 1 , tanah yang hanya memililki satu ukuran butiran

2 < CU < 3 , tanah yang gradasinya sangat buruk

CU > 15 , tanah bergradasi baik

Selain itu koefisien curvature(kelengkungan) CC kita bisa dapatkan dengan

rumus:

6010

230

DDDCC ×

= (3.10)

1 < CC < 3, dapat dianggap suatu range untuk tanah yang bergradasi baik

3.2 PRAKTIKUM


1. Menyediakan contoh tanah sebanyak 50 gram kering oven.

2. Menimbang 40 gram water glass sebagai bahan dispersi dan

memasukkan water glass ke dalam hydrometer jar, kemudian

dicampur dengan air suling hingga mencapai 1000 ml, diaduk hingga

homogen. Campuran ini kemudian disebut sebagai larutan dispersi.

3. Menuangkan larutan dispersi sebanyak 125 ml ke dalam gelas

belimbing yang sudah berisi tanah sebanyak 50 gram dan

mendiamkannya selama ± 18 jam



4. Menyiapkan satu tabung silinder (1000 ml) , kemudian memasukkan

125 ml larutan dispersi dan menambahkan air suling hingga 1000 ml

ke dalam tabung silinder, tabung ini berfungsi sebagai tabung kontrol


1. Memeriksa koreksi miniskus dan koreksi nol pada alat hydrometer tipe

152 H dengan jalan memasukkannya ke dalam tabung kontrol dan

pembacaan dicatat

2. Memasukkan campuran tanah dan larutan dispersi yang telah direndam

selama ± 18 jam ke dalam mixer cup dan kemudian menambahkan

sejumlah air suling dengan pipet sehingga mencapai kurang lebih 2/3

dari mixer cup. Kemudian melaksanakan pengadukan selama kurang

lebih 10 menit.

3. Memindahkan campuran dari mixer cup ke dalam hydrometer jar lalu

menambahkan air suling hingga mencapai 1000 ml

4. Menutup tabung dengan karet penutup dan mengocoknya secara

horizontal selama kurang lebih satu menit, sampai homogen (gambar

3.1)

Gambar 3.1 Proses pengadukan hydrometer jar

5. Segera setelah tabung diletakkan, masukkan hydrometer tipe 152 H

(lakukan dengan hati-hati seperti gambar 3.2). Baca hydrometer (R1)

tepat pada menit pertama, lalu pada menit kedua kembali membaca

hydrometer (R2) kemudian angkat kembali hydrometer



Gambar 3.2 Cara memasukkan hydrometer yang benar (tidak dilepaskan tiba-tiba)

6. Pada menit yang ke-2.5, masukkan hydrometer kembali dan baca

kembali hingga menit keempat (R4)

7. Kembali melakukan pembacaan hidrometer untuk menit ke-8, 15, 30,

60, 120, 240, 960 dan 1440.

8. Pada tiap pembacaan hydrometer, suhu pada tabung control selalu

dibaca

9. Ulangi langkah 1 sampai 8 untuk beberapa sampel, sebaiknya rentang

antara setiap pembacaan menit ke-1 untuk seluruh sampel adalah 10

menit (misal: R1 sampel no. 1 adalah pada pukul 10.00, maka R1

sampel no. 2 adalah pada pukul 10.10, dan seterusnya)

10.Setelah seluruh sampel sudah dilakukan pencatatan, tuang larutan

setiap sampel ke saringan No. 200 ASTM(jangan dicampur). Butiran

tanah yang tertahan pada saringan ini selanjutnya akan dipakai pada

percobaan Sieve Analysis.


Pada prosedur ASTM, pembacaan hydrometer tidak dilakukan pada menit

ke- 120, 240, 480 dan 960.



3.3 HASIL PRAKTIKUM


3.3.2 Perhitungan :

Sampel No. 1

Dari percobaan Specific Gravity didapat GS = …

Dari tabel 6.2, a = …

Berat tanah WS = 50 gram

Koreksi nol = …

Koreksi miniskus = …

Contoh perhitungan pada pembacaan menit pertama :

T = 29ºC CT dari tabel 6.3 …

Ra (Actual Hydrometer Reading) = R1 = …

RC (Correction Hydrometer Reading) = Ra - koreksi nol + CT

= … – … + …

= …

% finer = %100×⋅

S

C

WaR

= %100...

......×

⋅ = … %

R (Hydrometer Correction Only for Reading) = Ra + koreksi miniskus

= … + …

= …

Dari tabel 6.5, dengan R = … maka akan diperoleh L = …

Pada saat menit pertama, t = 1, maka L/t = …/1 = …

Dari relasi temperatur dengan GS pada tabel 6.4, maka akan diperoleh

nilai k = …

terakhir, diperoleh nilai tLKD =

...

......= = …

Untuk hasil perhitungan seluruh pembacaan data dapat dirangkum pada

sebuah tabel seperti di bawah ini:



Tanggal Waktu

pembacaan

t

(menit ke-)

Temperatur

(oC)

Actual

Hyd.

Reading

(Ra)

Corr.

Hyd.

Reading

(RC)

%

Finer

Hyd.Corr.

only for

Reading

(Rh)

L dari

Tabel 6-5 L/t

K dari

Tabel 6-

4

D

(mm)

1

2

4

8

15

30

60

120

240

480

960

1440



REFERENSI


1951.


1981.



Modul Praktikum – Sieve Analysis 31

BAB 4

SIEVE ANALYSIS

4.1 PENDAHULUAN


Mengetahui distribusi ukuran butiran tanah yang berdiameter 4.76 mm

sampai 0.074 mm (lolos saringan No. 4 ASTM dan tertahan saringan No. 200)



Saringan standar ASTM No. 10, 18, 40, 60, 100, 200, serta Pan

Piringan kaleng

Can

Motorized Dynamic Sieve Shaker

Sikat gigi

Oven

Tanah hasil percobaan hydrometer yang tertahan saringan No. 200

ASTM


Tanah terdiri atas tiga unsur yaitu butiran, air, dan udara. Sifat-sifat suatu

tanah tertentu banyak tergantung pada ukuran butirannya. Ukuran butiran

menentukan klasifikasi macam tanah tersebut. Untuk butiran yang kasar dipakai

metode sieving dalam penentuan distribusi ukurannya. Tanah dikeringkan dan

disaring pada serangkaian saringan dengan ukuran diameter kisi saringan

tertentu mulai dari yang kasar hingga yang halus. Dengan demikian butiran

tanah terpisah menjadi beberapa bagian dengan batas ukuran yang diketahui.

Rumus yang digunakan untuk percobaan sieve analysis ini adalah:

Persentase tanah tertahan (% tertahan) = %100×total

tertahan

ww

(4.1)

Persentase tanah lolos (% lolos) = 100 % - % tertahan (4.2)

wtertahan = wtanah – wtanah total sesudah penyaringan



Kesalahan penimbangan sampel tanah sebelum dan sesudah penyaringan

adalah:

Kesalahan relatif = %100×−

d

td

WWW

* tidak boleh melebihi 2%

dengan :

wd = berat butiran tanah sebelum proses sieving

wt = berat butran tanah total setelah proses sieving

4.2 PRAKTIKUM


1. Menyaring tanah yang digunakan dalam percobaan hydrometer dengan

saringan No. 200 ASTM agar bersih dari butiran clay, silt, dan koloid-

koloid

2. Memasukan tanah yang sudah bersih ke dalam can, lalu memasukan

ke dalam oven selama ± 18 jam


1. Mengeluarkan tanah dari oven kemudian menimbangnya

2. Menyusun saringan menurut urutan nomor yaitu : 4, 10, 18, 40, 100,

200 (dari yang terbesar di atas hingga yang terkecil), dan terbawah

adalah pan.

3. Tanah yang telah ditimbang dimasukkan ke atas saringan No. 4 ASTM

4. Meletakan susunan saringan pada mesin pengguncang listrik

(Motorizied Dynamic Sieve Shaker) dan menutupnya, dinyalakan

selama 15 menit

5. Mengumpulkan sampel tanah yang tertahan pada masing-masing

saringan dan selanjutnya menimbang dan mencatatnya

6. Membersihkan saringan dari butiran-butiran tanah yang tertinggal pada

setiap saringan dengan bantuan sikat gigi




Menurut standar ASTM, susunan saringan yang dipakai adalah No. 4, 10,

18, 40, 60, 100, 200, dan pan. Sedangkan pada praktikum ini susunan saringan

yang digunakan hampir sama dengan ASTM, hanya saja saringan No. 60 dan

saringan No. 4 tidak dipasang.

4.3 HASIL PRAKTIKUM


4.3.2 Perhitungan :

Sampel No. 1

Berat sampel tanah pada percobaan hydrometer = 50 gram

Berat sampel setelah percobaan hydrometer kering oven (w1) = … gram

Berat sampel yang tertahan pada saringan nomor :

10 ASTM = … gram

18 ASTM = … gram

40 ASTM = … gram

100 ASTM = … gram

200 ASTM = … gram

Pan = … gram

Total (w2) = … gram

Presentase Kesalahan= %1001

21 ×−w

ww = … %

Hasil pengolahan data dapat dirangkum seperti pada tabel di bawah ini:

NO. SIEVE DIAM (mm) W. RETAINED (gram) % RETAINED % PASSING

4 4.75 … … …

10 2 … … …

18 0.84 … … …

40 0.42 … … …

100 0.15 … … …

200 0.075 … … …

… …

PAN … … …



REFERENSI


1951.


1981.



Modul Praktikum – Compaction 35

BAB 5

COMPACTION

5.1 PENDAHULUAN


Mencari nilai kerapatan kering (γdry) maksimum pada kadar air optimum

(Wopt) dari suatu sampel tanah yang dipadatkan


Mould, lengkap dengan collar dan base plate

Hammer seberat 10 lbs, dengan tinggi jatuh 18 inch

Hydraulic extruder

Pelat baja pemotong

Gelas ukur

Wadah untuk mencampur tanah dengan air

Pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggi tanah

Timbangan

Oven

Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak 4 kantong @ 5kg

Jangka sorong


Compaction(pemadatan tanah) adalah suatu proses dimana pori-pori

tanah diperkecil dan kandungan udara dikeluarkan secara mekanis. Suatu

pemadatan tanah adalah juga merupakan usaha(energi) yang dilakukan pada

massa tanah. Suatu pemadatan (Compactive Effort = CE) yang dilakukan

tersebut adalah fungsi dari variabel-variabel berikut:

VBLHWCE ⋅⋅⋅

= (5.1)

dengan :

CE = Compactive Effort (lb/ft2)

W = berat hammer (lb)

H = tinggi jatuh (inch)



L = jumlah layer

B = jumlah pukulan per-layer

V = volume tanah (ft3)

Pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium pada umumnya terdiri

dari dua macam, yaitu:

1. Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)

2. Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)

Perbedaan mengenai dua metode tersebut dirangkum pada tabel di bawah

ini:

Tabel 5.1 Tabel Perbandingan metode Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)

dengan Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)

AASHTO T 99 AASHTO T180 Test Identification

ASTM D 698 ASTM D 1557

Diameter mould (inch) 4” 6” 4” 6”

Berat hammer (lb) 5.5 5.5 10 10

Tinggi jatuh hammer (inch) 12 12 18 18

Jumlah layer 3 3 5 5

Jumlah pukulan per-layer 25 56 25 56

C.E (lb/ft2) 12.375 12.375 56.25 56.25

Ukuran butiran maksimum

yang lolos No.4 (3/4”) No.4 (3/4”) No.4 (3/4”) No.4 (3/4”)

Kepadatan tanah bergantung pada kadar airnya. Untuk membuat suatu

hubungan tersebut dibuat beberapa contoh tanah minimal empat contoh dengan

kadar air yang berbeda-beda, dengan perbedaan kurang lebih 4% antara setiap

sampel. Dari percobaan tersebut kemudian dibuat grafik yang menggambarkan

hubungan antara kepadatan dan kadar air, sehingga dari grafik tersebut

diperoleh γdry maksimum pada kadar air optimumnya. Dengan demikian dapat

disimpulkan bahwa suatu tanah yang dipadatkan dengan kadar air tanah lebih

dari Wopt akan diperoleh nilai kepadatan yang lebih kecil dari γdry maksimum.



Menentukan kadar air

%100×=dry

water

ww

W (5.2)

( )Www drywet += 1 (5.3)

( )Ww

w wetdry +

=1

(5.4)

dengan:

W = kadar air

wwater = berat air (gram)

wdry = berat tanah kering (gram)

wwet = berat tanah basah (gram)

Menentukan penambahan volume air

wWWW

V Xadd ×

+−

=0

0

1 (5.5)

dengan:

Vadd = volume air yang akan ditambahkan

WX = kadar air yang akan dibuat

W0 = kadar air awal

w = berat sampel tanah (gram)

Menghitung nilai γwet dan γdry

Vwwet

wet =γ (5.6)

( ) ( )WVWw

Vw wetwetdry

dry +=

+==

11γ

γ (5.7)

dengan:

γwet = berat isi tanah dalam keadaan basah (gr/cm3)

wwet = berat tanah basah (gr)

V = volume sampel tanah yang telah dipadatkan (cm3)

γdry = berat isi tanah dalam keadaan kering (gr/cm3)

wdry = berat tanah kering(gr)

W = kadar air (%)



Menghitung nilai Zero Air Void Line (ZAV-line)

ZAV-line adalah garis yang menggambarkan hubungan antara berat isi

kering dengan kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.

( ) SrGWG

ZAVS

WS

/1 ⋅+⋅

=γ

(5.8)

dengan:

GS = nilai specific gravity

γW = berat jenis air (gr/cm3)

W = kadar air (%)

Sr = derajat kejenuhan

Menghitung nilai Compaction Effort (CE)

lihat kembali persamaan (5.1)

VBLHWCE ⋅⋅⋅

=

dengan :

CE = Compactive Effort (lb/ft2)

W = berat hammer (lb), yang digunakan pada percobaan ini adalah 5.5 lb

H = tinggi jatuh (inch), pada percobaan ini adalah 12 inch

L = jumlah layer, pada percobaan ini adalah 3 lapisan

B = jumlah pukulan per-layer, pada percobaan ini adalah 56 kali

V = volume tanah (ft3)

5.2 PRAKTIKUM


1. Menyiapkan 4 kantong sampel tanah masing-masing 5 kg, lolos

saringan No. 4 ASTM

2. Seluruh sampel dalam kantong dicampur dengan rata dalam satu

wadah, nilai kadar air awal dalam hal ini dianggap sama

3. Mengambil sebagian sampel yang dianggap mewakili nilai kadar air

seluruhnya, dan mencari nilai kadar air sampel tersebut

4. Sampel dikembalikan ke kantongnya masing-masing

5. Sehari kemudian kadar air telah diketahui, masing-masing kantong

ditambahkan air agar mencapai kadar air yang berbeda-beda



6. Contoh tanah dimasukkan ke dalam kantong plastik dan dibiarkan

selama 18-24 jam(diperam) agar campuran air merata


1. Mould, collar, dan base plate disiapkan

2. Mould ditimbang dan diukur dimensinya untuk mengetahui volume

tanah hasil pemadatan

3. Tanah dimasukkan ke dalam mold, perkirakan jumlahnya sedemikian

rupa sehingga setelah dipadatkan tingginya mencapai 1/3 tinggi mold

(karena total lapisan pemadatan sebanyak 3 lapis)

4. Setiap lapisan ditumbuk 56 kali merata dengan hammer seberat 5.5 lb

dan tinggi jatuh 12 inch(Standard AASHTO)

5. Setelah pemadatan lapis ketiga selesai, collar dibuka – kelebihan tanah

pada mould diratakan dengan pelat pemotong

6. Tanah beserta mould ditimbang

7. Contoh tanah dikeluarkan dari mould dengan bantuan extruder

8. Ambil bagian atas, tengah, bawah dari contoh tanah tersebut untuk

diperiksa kadar airnya – dengan demikian akan diperoleh kadar air

rata-rata dari contoh tanah setelah dipadatkan


Percobaan ini dilakukan sesuai Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D

698)

5.3 HASIL PRAKTIKUM


5.3.2 Perhitungan :

Menentukan Hubungan W - γdry (contoh: Sampel No. 1)

Dimensi mould :

d = … cm

tinggi = … cm

berat = … gram

volume = ¼.π.d2.tinggi = … cm3



Penentuan kadar air sebelum pemadatan

wcan = … gr

w(c+w) = wcan + wwet = … gr

* setelah dioven

w(c+d) = wcan + wdry = … gr

wwater = w(c+w) - w(c+d) = … gr

wdry = w(c+d) – wcan = … gr

%1000 ×=dry

water

ww

W = … %

Kadar air untuk sampel lainnya dapat dirangkum dalam sebuah tabel seperti di bawah ini:

Sample wcan w(c+w) W(c+d) wwater wdry W0

I … gr … gr … gr … gr … gr … % II … gr … gr … gr … gr … gr … % III … gr … gr … gr … gr … gr … % IV … gr … gr … gr … gr … gr … %

Menghitung penambahan volume air untuk compaction (contoh: sampel

no. 1)

W0 = … %

WX = … %

w = … gr

wWWW

V Xadd ×

+−

=0

0

1 = … ml (persamaan 5.5)

Untuk volume air yang perlu ditambahkan pada sampel lainnya, dapat dirangkum dalam


Sample wcan w(c+w) W(c+d) wwater wdry W0 Wx Vadd

I … gr … gr … gr … gr … gr … % … % … ml

II … gr … gr … gr … gr … gr … % … % … ml

III … gr … gr … gr … gr … gr … % … % … ml

IV … gr … gr … gr … gr … gr … % … % … ml



Penentuan kadar air sesudah pemadatan

Pada percobaan, tanah yang sudah dipadatkan diambil sebagian kecil bagian atas, tengah,

dan bawahnya. Sampel tanah pada ketiga lapisan ini dianggap sama kadar airnya sehingga

dapat disatukan dalam satu can.

wcan = … gr

w(c+w) = wcan + wwet = … gr

* setelah dioven

w(c+d) = wcan + wdry = … gr

wwater = w(c+w) - w(c+d) = … gr

wdry = w(c+d) – wcan = … gr

%100×=dry

water

ww

W = … %

Menentukan kerapatan kering γdry

W = … %

Wsoil+mould = … gr

Wmould = … gr

Wsoil = … gr

Vsoil = Vmould = … cm3

γwet = Wsoil / Vsoil = … cm3

( )Wwet

dry +=

1γ

γ = … gr/cm3

Untuk hubungan W - γdry setelah compaction pada sampel lainnya, dapat dirangkum dalam


Sample W γdry

I … % … gr/cm3

II … % … gr/cm3

III … % … gr/cm3

IV … % … gr/cm3

Menghitung Garis ’Zero Air Void’ (contoh: sampel 1)

Sr = 100%

GS = …

γwater = 1 gr/cm3



( ) SrGWG

ZAVS

WS

/1 ⋅+⋅

=γ

= …

Sample W GS ZAV

I … % … … II … % … … III … % … … IV … % … …

Menentukan ’Density’

Kelompok … Kelompok … Kelompok … Kelompok …

Data C Data CBR

Data C Data CBR

Data C Data CBR

Data C Data CBR

Kadar air awal

Kadar air

Berat tanah + mould

Berat mould

Berat tanah dalam mould

Density tanah basah

Density tanah kering

REFERENSI


1951.


1981.



Modul Praktikum – C.B.R 43

BAB 6

CALIFORNIA BEARING RATIO

6.1 PENDAHULUAN


Mendapatkan nilai CBR pada kepadatan dan kadar air tertentu.


Compaction Hammer

Mould

Sendok pengaduk tanah

Wadah untuk mencampur tanah dengan air

Botol penyemprot air

Pisau baja (straight edge)

Timbangan

Oven

Aluminum can

Stopwatch

Beban logam berbentuk lingkaran (± 10 lbs)

Bak air

Piringan berlubang dengan dial pengukur swell

Mesin Uji CBR


Nilai CBR adalah perbandingan antara kekuatan sampel tanah (dengan

kepadatan tertentu dan kadar air tertentu) terhadap kekuatan batu pecah

bergradasi rapat sebagai standar material dengan nilai CBR = 100. Untuk

mencari nilai CBR dipakai rumus:

test unit load(psi)CBR 100%

standard unit load(psi)= × (6.1)



Dengan Standard Unit Load pada harga-harga penetrasi:

Penetrasi Standard Unit Load

0.1” 1000 psi

0.2” 1500 psi

0.3” 1900 psi

0.4” 2300 psi

0.5” 2600 psi

Beban (load) didapat dari hasil pembacaan dial penetrasi yang kemudian

dikorelasikan dengan grafik Calibration Prooving Ring.

Test Unit Load (psi) = tegangan (σ)

( )ALRCM

AP==σ (6.2)

dengan: A = luas piston

P = M . LRC

M = dial reading

LRC = faktor kalibrasi

6.2 PRAKTIKUM


1. Siapkan satu plastik tanah lolos saringan No.4 ASTM seberat 5 kg

2. Masing-masing kantong direncanakan kadar air yang diinginkan. Kadar

air ini divariasikan -2% dari kadar air optimum pada percobaan

compaction, pada kadar air optimum, dan +2% dari kadar air

optimum. Untuk membuat kadar air yang diinginkan, perlu diketahui

terlebih dahulu kadar air awal. Kemudian ditambahkan air dengan

volum tertentu (V) untuk mencapai kadar air yang diinginkan seperti

berikut:

wW

WWV X

add ×+−

=0

0

1 = … ml (persamaan 5.5)




1. Memadatkan sampel tanah seperti pada percobaan Compaction

2. Penetrasi sampel pada kondisi Unsoaked

a. Mold dan tanah ditimbang, kemudian diletakan pada mesin CBR dan

diberikan beban ring di atas permukaan sampel tanah. Piston

diletakkan di tengah-tengah beban ring sehingga menyentuh

permukaan tanah.

b. Coading dan dial diperiksa dan diset nol

c. Penetrasi dilakukan dengan penurunan konstan 0.05“/menit

d. Catat pembacaan dial pada penetrasi sebagai berikut : 0.025”,

0.050”, 0.075”, 0.100”, 0.125”, 0.150”, 0.175”, 0.200”, 0.250”

3. Penetrasi pada Kondisi Soaked

a. Setelah percobaan pada kondisi unsoaked, contoh tanah tadi

direndam ± 96 jam untuk mengetahui pada kondisi swelling.

b. Pencatatan swelling dilakukan pada jam pertama dan jam kedua

sejak mulai dimasukkan ke dalam bak air. Selanjutnya dicatat pada

jam ke-24, 48, 72, dan 96 jam.

c. Setelah ± 96 jam, mould dan tanah diangkat, kemudian dilakukan

penetrasi seperti pada percobaan unsoaked namun permukaan yang

digunakan adalah yang sebaliknya

d. Setelah selesai, sampel tanah dikeluarkan dan kemudian diambil

sebagian di lapisan atas, sebagian di lapisan tengah, dan sebagian

lagi pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.


1. Menurut ASTM, pembacaan dial dilakukan pada jam pertama, kedua,

ketiga, hari ke-2, hari ke-3, dan hari ke-4. Sedangkan pada

praktikum ini hanya dilakukan pembacaan pada dua jam pertama

berturut-turut dan dilanjutkan hari ke-2, hari ke-3, dan hari ke-4.

2. Menurut ASTM pembacaan dial dilakukan hingga dial menunjukkan

0.3“, sedangkan pada praktikum ini dilakukan pembacaan dial hingga

0.25“.



6.3 HASIL PRAKTIKUM


6.3.2 Perhitungan :

Menentukan Volume Air yang Ditambahkan

W0 = … %

W1 = … %

wW

WWV X

add ×+−

=0

0

1 (persamaan 5.5)

...............×

+−

=

= … ml

Membuat Grafik yang Menunjukan Penetrasi Tanah terhadap

Tegangan/Beban (terlampir)

Menentukan Nilai CBR pada penetrasi 0.1” dan 0.2” pada kondisi

Unsoaked dan Soaked

Penetrasi 0.1”

Unsoaked : CBR = %100...

......×

×= … %

Soaked : CBR = %100...

......×

×= … %

Penetrasi 0.2”

Unsoaked : CBR = %100...

......×

×= … %

Soaked : CBR = %100...

......×

×= … %

CBR (%) Penetration (inch)

Unsoaked Soaked

0.1 … … 0.2 … …



Membuat Grafik Tegangan terhadap Penetrasi

Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi

0

50

100

150

200

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Penetration (in)

Pene

trat

ion

Resi

stan

ce (p

si)

UnsoakedSoaked

(Contoh) Gambar 6.1 Grafik tegangan terhadap penetrasi

Menghitung Nilai Swelling Test

Swell = %100001.054.2)96(×

××dtinggimoul

jamdial

Hasil pengamatan dapat dirangkum seperti tabel di bawah ini :

t Dial reading Swell (%) 0 jam 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam

REFERENSI


1951.


1981.



Modul Praktikum – Permeability 48

BAB 7

PERMEABILITY

7.1 PENDAHULUAN


Mencari nilai permeabilitas k dari suatu sampel tanah


Mould permeability

Gelas ukur

Penggaris

Jangka sorong

Stopwatch


Tanah lolos saringan No. 4 ASTM

Pasir

Alat Constant Head Test


Debit air yang mengalir q melalui tanah pada suatu cross-section area A

adalah proporsional terhadap gradien i yaitu :

Aq

~ i q = k i A (7.1)

Koefisien k disebut sebagai “koefisien permeabilitas” Darcy atau “koefisien

permeabilitas” atau “permeabilitas tanah”. Sehingga dengan begitu,

permeabilitas adalah properti tanah yang menunjukkan kemampuan tanah untuk

meloloskan air melalui partikel-partikelnya.

Permeabilitas dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah

yang berhubungan dengan seepage (rembesan) di bawah bendungan, disipasi air

akibat pembebanan tanah, dan drainase dari lapisan subgrade, bendungan, atau

timbunan. Selain itu tegangan efektif yang diperlukan dalam perhitungan

masalah-masalah di atas juga secara tidak langsung berkaitan dengan

permeabilitas.



Permeabilitas tergantung oleh beberapa faktor. Yang utama adalah

sebagai berikut :

1. Ukuran butiran. Secara proporsional, ukuran pori berhubungan dengan

ukuran partikel tanah

2. Properti aliran pori. Untuk air adalah viskositasnya, yang akan berubah

akibat dipengaruhi perubahan temperatur.

3. Void ratio

4. Bentuk dan susunan pori-pori tanah

5. Derajat saturasi. Kenaikan derajat saturasi pada tanah akan

menyebabkan kenaikan nilai permeabilitas.

Setidaknya ada empat metode di laboratorium untuk mencari nilai

permeabilitas tanah, yaitu metode Capillarity Head Test, korelasi data konsolidasi

untuk menghitung permeabilitas, Variable Head Test, dan Constant Head Test.

Constant Head umumnya lebih sering digunakan pada tanah cohesionless

daripada Variable Head karena instrumen yang lebih sederhana.

Metode Constant Head Test

Metode ini hanya digunakan pada tanah dengan permeabilitas tinggi. Oleh

karena itu, pada percobaan yang akan dilakukan perlu ditambahkan pasir untuk

memodifikasi permeabilitas tanah lempung yang sangat kecil. Prinsip pada

percobaan ini dapat dilihat pada gambar.

Gambar 7.1 Susunan alat Constant Head Permeability Test



Penentuan nilai k dilakukan dengan cara mengukur penurunan tinggi muka

air selama periode waktu tertentu dan pada saat ini tegangan air menjadi tidak

tetap sehingga rumus Darcy dapat digunakan. Misalnya pada ketinggian air (h),

penurunan (dh) akan membutuhkan waktu (dt), maka koefisien permeabilitas

dapat diturunkan dari rumus Darcy sehingga menjadi :

q = k i A

hiL

=

thALqk⋅⋅

⋅=

(7.2)

dengan :

k = koefisien permeability

A = luas sample tanah

t = selang waktu

L = tinggi sampel tanah

Apabila air yang melalui sampel tanah sedikit seperti pada sampel tanah

lempung murni dimana nilai k sangat kecil, maka metode ini tidak efektif lagi

digunakan untuk mengukur nilai k. Sehingga akan lebih baik menggunakan cara

yang kedua, yaitu metode Variable Head.



Metode Variable Head Test

Gambar 7.2 Susunan alat Variable Head Permeability Tes

Jumlah air yang mengalir pada standpipe dalam waktu tertentu adalah :

dtdhavaq −

=⋅=

dengan :

a = luas cross-section standpipe

dh/dt = penurunan muka air



1

010

1

0

log3.2

ln

..

1

0

1

0

hh

tALak

LatkA

hh

LadtkA

hdh

LhkA

dtdh

qq

h

h

h

h

outin

⋅⋅

=

⋅⋅⋅

=⇔

⋅⋅⋅

=⇔

=⇔

=

∫∫

Sedangkan jumlah air yang merembes melalui tanah dalam waktu tertentu

pada permeameter adalah :

LhkAq ⋅⋅=

lalu dengan menyamakan jumlah air yang masuk = jumlah air yang keluar

(7.3)

dengan :

a = luas cross-section standpipe

L = panjang sampel di dalam permeameter

A = luas cross-section permeameter

t = jumlah waktu pada waktu pengukuran

h0, h1 = tinggi head (lihat gambar 7.2)

Koefisien Permeabilitas pada suhu kamar (ToC) adalah KT sedangkan untuk

suhu standar (20oC) perlu dikonversi menjadi:

K20 = KT ( ηT / η20 ) (7.4)

dimana:

ηT = viskositas cairan pada temperatur T°C.

η20 = viskositas cairan pada temperatur 20°C.

Perbandingan viskositas dapat dilihat pada gambar 7.3 di bawah

ini(tabel koreksi viskositas cairan).



Gambar 7.3 Grafik ηT /η20 (data International Critical Tables, Vol. V)

Menurut Tabel Koefisien Permeabilitas BS 8004: 1986, nilai-nilai

permeabilitas untuk berbagai jenis tanah pada suhu standar(20oC) adalah

sebagai berikut:

Tabel 7.1 Koefisien permeabilitas (m/s) (BS 8004: 1986)

1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10

Pasir bersih dan

campuran pasir-kerikil

Pasir sangat halus,

lanau dan

lempung-lanau

berlapis-lapis

Kerikil

bersih

Lempung yang mengalami pengawetan dan

bercelah

Lempung tak bercelah dan

lempung lanau (>20%

lempung)

y = -0.4963Ln(x) + 2.4848

0.78

0.82

0.86

0.9

0.94

0.98

1.02

1.06

1.1

1.14

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

ηT

/ η

20

Temperatur oC



Menurut Cassagrande pada tahun 1938, nilai-nilai permeability untuk

berbagai jenis tanah pada suhu standar(20oC) adalah sebagai berikut:

Tabel 7.2 Koefisien permeabilitas menurut Cassagrande

Jenis Tanah k (m/s)

Kerikil 1x10-2 – 1

Pasir/campuran pasir-kerikil 1 x10-5 - 1x10-2

Pasir halus, lanau organik, campuran pasir, lanau, clay 1x10-9 - 1x10-5

Clay padat 1x10-11 – 1x10-9

Menurut Wesley pada suhu standar(20oC):

Tabel 7.3 Koefisien permeabilitas menurut Wesley

Jenis Tanah k (m/s)

Pasir berlempung, pasir berlanau 5x10-5 - 1x10-4

Pasir halus 1x10-5 - 5x10-5

Pasir kelanauan 1x10-6 - 2x10-5

Lanau 1x10-7 - 5x10-6

Lempung 1x10-11 – 1x10-8

7.2 PRAKTIKUM


Tanah kering yang lolos saringan No. 4 ASTM disiapkan sebanyak ±5

kg, dan pasir sebanyak ±5 kg disiapkan

Mould permeability disiapkan, kemudian mencatat data diameter,

tinggi, serta berat mould

Tanah dicampur pasir dengan perbandingan tertentu (tanah : pasir =

1:1 / 1:2 / 2:1) sehingga terdapat 3 sampel campuran tanah dan pasir,

kemudian diaduk sampai rata

Kemudian campuran tanah dan pasir untuk setiap masing-masing

perbandingan tersebut dimasukkan ke dalam mould hingga padat dan

filter pada bagian atas dan dasar mould harus selalu terpasang

Lalu mould ditutup dan diletakkan pada alat permeability




Percobaan yang dilakukan adalah Constant Head Test, pertama-tama

air dialirkan melalui selang, naik ke reservoir di atas kemudian masuk

ke mould permeability hingga seluruh tanah di dalam mould jenuh

sempurna

Udara yang berada pada alat permeability dikeluarkan hingga benar-

benar tidak ada lagi udara yang tersisa di dalam dengan cara membuka

sedikit bolt untuk mengeluarkan gelembung udara

Air yang berada di reservoir dibuat tetap tingginya, dijaga agar tidak

terjadi gelombang

Tinggi muka air dan reservoir ke mould diukur (h)

Air yang keluar dari mould diperhatikan, hingga tidak terjadi perubahan

(konstan)

Kemudian air limpahan tersebut ditampung ke dalam gelas ukur

Volume yang tertampung selama waktu yang ditentukan tersebut

kemudian diukur (V)

Percobaan diulang untuk sampel 2 dan 3, kemudian dilakukan

perhitungan nilai permeabilitas rata-rata dari ketiga sampel tersebut


Percobaan yang dilakukan pada dasarnya menggunakan metode menurut

cara ASTM. Ada beberapa perbedaan percobaan yang dilakukan, dengan cara

ASTM D2434-65T, yaitu:

1. ASTM menggunakan a = 11.71 cm2 sedangkan percobaan yang

dilakukan menggunakan a = 0.2123716 cm2

2. ASTM menggunakan penurunan (dh) sebesar 1, 4, 7 serta 10 cm.

3. Suhu standar ASTM 20°C, sedangkan suhu kamar di laboratorium

tercatat 29°C.

4. Pemadatan tanah tidak sama dengan cara ASTM. Selain itu standar

yang ditetapkan ASTM tidak dapat dipenuhi karena peralatan dalam

laboratorium tidak memungkinkan. Misalnya, tidak tersedianya pipa

yang berdiameter sesuai standar ASTM, serta tidak adanya pengatur

suhu ruangan yang dapat membuat suhu kamar menjadi 20°C.



7.3 HASIL PRAKTIKUM

7.3.1 Data Hasil Praktikum

Dimensi Mold

Diameter (D) = ... mm = ... x 10-3 m

Sampel 1 : W pasir = ... gr

W tanah = ... gr

Tinggi sampel (L)= ... cm = ... x 10-2 m

Luas (A) = D x L = ... m2

Tinggi constan head (h) = ... cm = ... x 10-2 m

Volume air tertampung (V) = ... ml = ... x 10-6 m3 (dalam ... detik)


W tanah = ... gr


Luas (A) = D x L = ... m2




W tanah = ... gr


Luas (A) = D x L = ... m2



7.3.2 Perhitungan:

Koefisien Permeabilitas pada suhu kamar ( 29oC )

K29 = ( V. L ) / ( A . h . t2 )

sehingga untuk suhu standar (20oC)

K20 = K29 ( η29 / η20 ) ; η29 / η20 = …



Keterangan : V = volume air yang tertampung

L = tinggi sampel

A = luas sampel

h = tinggi konstan

t = waktu

Sampel 1

Tinggi (L) = … m

Beda Tinggi (h) = … m

Luas (A) = D x L

= … x …

= … m2

Volume air (V) = … m3 ( dalam … detik )

K29 = ( V . L ) / ( A . h . t2 )

= ( … . … ) / ( … . … . … 2 )

= … m/s

K20 = K29 . ( η29 / η20 )

= … . …

= … m/s

Sampel 2

Tinggi (L) = … m


Luas (A) = … m2

Volume air (V) = … m3 ( dalam ... detik )

K29 = ( V . L ) / ( A . h . t2 )

= … m/s

K20 = K29 . ( η29 / η20 )

= … . …

= … m/s



Sampel 3

Tinggi (L) = … m


Luas (A) = … m2

Volume air (V) = … m3 ( dalam ... detik )

K29 = ( V . L ) / ( A . h . t2 )

= … m/s

K20 = K29 . ( η29 / η20 )

= … . …

= … m/s

Nilai-nilai k yang didapat kemudian dirangkum pada sebuah tabel di bawah ini :

No. Sampel K29 (m/s) K20 (m/s)

1 … …

2 … …

3 … …

REFERENSI


1951.


1981.



LAMPIRAN 1

LEMBAR DATA PERCOBAAN

Proyek ______________________ No. Pekerjaan _________________Lokasi proyek _______ No. Boring ___________ No. Sampel ________Deskripsi tanah ____________________________________________Kedalaman _________ Diuji oleh ____________Tanggal____________

COATED DISH 1 2 3

1) Berat coated dish + tanah basah

2) Berat coated dish

3) Berat tanah basah (1 - 2)

4) Berat coated dish + tanah kering

5) Berat tanah kering (4 - 2)

6) Berat coated dish + mercury

7) Berat mercury (6 - 2)

8) Volume tanah basah (7/13.53)

9) Berat mercury + shrinkage dish

10) Berat mercury + shrinkage dish

(setelah sub-merging soil cake )

11) Berat mercury yang tumpah (9 - 10)

12) Volume tanah kering (11/13.53)

13) Shrinkage Limit [(3 - 5) - (8 - 12)]:3

14) Shrinkage Ratio 5:12

SHRINKAGE LIMIT


PENENTUAN BATAS-BATAS ATTERBERG

Penentuan Batas Cair

NO. CAN 1 2 3 4 5 6

Berat tanah basah + can

Berat tanah kering + can

Berat can

Berat tanah keringoven

Berat tanah kering udara

Kadar air, ω %

Jumlah ketukan, N

Penentuan Batas Plastis

NO. CAN 1 2 3 4 5 6

Berat tanah basah + can

Berat tanah kering + can

Berat can

Berat tanah keringoven

Berat tanah kering udara

Kadar air, ω % = ω p

10 15 20 25 30 40 50 60 708090100

Jumlah ketukan, N

Kadar

air,

%ω


SPECIFIC GRAVITY GsDARI TANAH SOLID ( )

NO. TES

Vol. piknometer pada 20oC

Metode air removal1

Berat piknometer + air + tanah = W bws

Temperatur,oC

Berat piknometer + air2

= W bw

No. evaporate dish

Berat evaporate dish + tanah kering

Berat evaporate dish

Berat tanah kering = W s

W w = W s + W bw – W bs

G s = αW s /W w

1mengindikasikan pengeluaran udara dengan divakum atau dengan aspirator

2Wbw adalah berat piknometer yang diisi air yang kuantitasnya sama dengan cairan pendispersiyang telah ditambahkan pada campuran air-tanah dan pada temperatur yang sama

Catatan ______________________________________________________________

_____________________________________________________________________

rata-rata dari tanah solid = _____________________________________________Gs

Proyek _________________________________ No. Pekerjaan _____________________________Lokasi proyek ___________________________ No. Boring ___________ No. Sampel __________Deskripsi tanah __________________________ Kedalaman _______________________________Diuji oleh _______________________________ Tanggal Pengujian __________________________

ANALISIS UKURAN BUTIRAN - METODE HYDROMETER

No. __________________ = ____________Larutan pendispersi _______________ Jumlah

Hydrometer GS

__________ Ws =Berat sampel tanah, _________Koreksi nol = ____________________________ Koreksi meniskus = _______________________

a = ____________________________

TanggalWaktu

pembacaan

t

(menit ke-)

Temperatur

(oC)

Actual

Hyd.

Reading

(Ra)

Corr.

Hyd.

Reading

(RC)

% Finer

Hyd.Corr.

only for

Reading

(Rh)

L dari

Tabel 6-5L/t

K dari

Tabel 6-

4

D

(mm)

1

2

4

8

15

30

60

120

240

480

960

1440

Keterangan := - koreksi nol +

% finer = ( )/R R C

aC aktual T

R WD K L / t

C S

=


ANALISIS UKURAN BUTIRAN - METODE MEKANIK

No. Saringan Diameter (mm) Berat sampel tertahan % tertahan % lolos

% lolos = 100% - Σ %tertahan

Analisis saringan dan bentuk butiran

Berat kering sampel + container

Berat container

Berat kering samel, W d

Diameter nominal dari Berat minimum

partikel terbesar sampel, g

Saringan No. 10 200

Saringan No. 4 500

3/4 in. 1500

Ukuran Sampel Tanah (ASTM D1140-54)

Soil Mechanics LaboratoryCivil Engineering Department, Faculty of Engineering University of IndonesiaDepok 16424 Telp. +62 21 788 49102, Fax. +62 21 788 49102

COMPACTION TESTNAMA PROYEK

LOKASI SAMPEL DIUJI OLEH

NOMOR PROYEK :

MAXIMUM DRY DENSITY (γdrymax) kN/m3

OPTIMUM WATER CONTENT (wopt) %SPECIFIC GRAVITY (Gs)

TANGGAL PENGUJIAN

Water Content vs Dry Density

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

15.0

16.0

17.0

18.0

19.0

20.0

10 15 20 25 30 35 40 45 50Water Content (%)

Dry

Den

sity

(kN

/m3 )

Soil Mechanics LaboratoryCivil Engineering Department, Faculty of Engineering University of IndonesiaDepok 16424 Telp. +62 21 788 49102, Fax. +62 21 788 49102

CBR LABORATORIUMNAMA PROYEK

LOKASI NO. SAMPEL DIUJI OLEH

NOMOR PROYEK :

Penetration

(inch) unso

aked

soak

ed

unso

aked

soak

ed

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

0.125

0.150

0.175

0.200

0.250

Penetration

(inch)

0.10.2

Dry Density (gr/cm3)

Unsoaked

Soaked

Water content (%)

Unsoaked

Soaked

Swelling (%) CatatanProving Ring :Brand :LRC : lbf/div

CBR (%)

soakedunsoaked

TANGGAL PENGUJIAN

Penetration vs ResistanceDial Reading Stress (psi)

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

2750

3000

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40Penetration (inch)

Pene

trat

ion

Res

ista

nce

(psi

)

UNSOAKEDSOAKED

Proyek _________________________________ No. Pekerjaan _____________________________Lokasi proyek ___________________________ No. Boring ___________ No. Sampel __________Deskripsi tanah __________________________ Kedalaman _______________________________Diuji oleh _______________________________ Tanggal Pengujian __________________________

KOEFISIEN PERMEABILITAS ( , )Contant Head Falling Head

Dimensi: Diameter ______________ m Luas = ____________Berat tanah + awal __________ gr =pan V

m2

mm

3

3

h = ____________ m____________

Berat tanah + akhir __________ gr Berat isi = ____________ kN/pan

Constant Head

kT = q L / A h t = ________________ ηT / η20 = ___________________

= ________________ m/s kT = k20 ηT / η20 = _________ m/s

Falling Head

Tipe = __________________Luas , = ___________________

StandpipeStandpipe a m

2

No. Tesh0,

cm

h1,

cmt, s

qin,

m3/s

qout,

m3/s

No.

Tes

h0,

cm

h1,

cmt, s

qin,

m3/s

qout,

m3/s

No. Tes t, s q, m3/s T,

oC No. Tes t, s q, m

3/s T,

oC


LAMPIRAN 2

GAMBAR ALAT PERCOBAAN

Download - Modul Mektan 1

Top Related