general mektan-1 utk mahasiswa ubt

112
SOIL MECHANICS - 1 FUAD HARWADI Jl. Skip I No. 46 Tanjung Selor - 77211 Kab. Bulungan - KALTIM Hp : 081252900070 Phone /Fax : 0552-2024090 e-mail : [email protected]

Upload: kabba-abba

Post on 09-Aug-2015

77 views

Category:

Documents


11 download

TRANSCRIPT

Page 1: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANICS - 1

FUAD HARWADI Jl. Skip I No. 46

Tanjung Selor - 77211

Kab. Bulungan - KALTIM

Hp : 081252900070

Phone /Fax : 0552-2024090

e-mail : [email protected]

Page 2: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

An Introduction to Soil

Oleh :

Fuad Harwadi

Page 3: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

Material yang terdiri dari butiran mineral-mineral padat (agregat) yang tidak tersementasi satu sama lain, dan atau dari bahan organik yang melapuk, dimana diantara butiran terdapat ruang-ruang kosong yang terisi oleh zat cair dan udara.

1. Pengertian tanah

2. Asal usul tanah

Tanah merupakan hasil pelapukan batuan (Gambar 1.1).

Dikelompokkan dalam 2 group besar,yaitu:

a. Tanah yang terjadi oleh penumpukan produk pelapukan batuan

ditempat asalnya : tanah residu = residual soils (Gambar 1.2)

b. Tanah yang terjadi oleh produk pelapukan yang kemudian terbawa ke tempat lain : tanah sedimen = transported soils (Gambar 1.3 s/d 1.5)

SOIL MECHANIC-1

Page 4: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

Gambar 1.1a. Siklus batuan dan proses terjadinya tanah

SOIL MECHANIC-1

Page 5: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

Gambar 1.1b. Siklus batuan dan proses terjadinya tanah

SOIL MECHANIC-1

Page 6: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

A. TANAH RESIDU

(RESIDUAL SOIL):

Tanah yang terbentuk oleh penumpukan produk pelapukan batuan ditempat

asalnya. (Gambar 1.2)

3. JENIS TANAH

Page 7: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

B. TANAH SEDIMEN/TRANSPORTED SOIL

a. Tanah glacial (Gambar 1.3)

Terbentuk karena produk pelapukan terangkut dan terdeposisi oleh es atau oleh gletser (sungai es).

Page 8: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

b. Tanah aeolian (Gambar 1.4)

Terbentuk karena produk pelapukan terangkut dan terdeposisi oleh angin

Page 9: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

c. Tanah aluvial (Gambar 1.5)

Terbentuk karena produk pelapukan terangkut oleh air dan terdeposisi sepanjang sungai

Page 10: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

a. TANAH DAPAT DISEBUT SEBAGAI :

• Kerikil ( gravel) G

• Pasir ( sand) S

• Lanau (silt) M

• Lempung ( clay) C

Tergantung pada ukuran partikel yang dominan

(Tabel 1.1)

b. PENGELOMPOKAN TANAH (Gambar 1.6 & 1.7)

• Tanah berbutir Kasar : Kerikil dan Pasir

• Tanah berbutir Halus : Lanau dan Lempung

4. PARTIKEL TANAH

Page 11: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Tabel 1.1 Rentang Batas Ukuran Butiran Tanah

Page 12: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.6 Bentuk Tipikal Butiran Kasar

Page 13: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.7 Bentuk Tipikal Butiran Kasar

Page 14: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

• Merupakan koloid dengan ukuran sangat kecil (kurang dari 1 mikron)

• Masing-masing koloid terlihat seperti lempengan-

lempengan kecil yang terdiri dari lembaran-lembaran kristal yang memiliki struktur atom yang berulang.

• Lembaran-lembaran kristal tersebut : > Tetrahedron / Silica sheet, dan > Octahedron / Alumina sheet. • Tetrahedron / Silica sheet, merupakan gabungan

dari Silica Tetrahedron (Gambar 1.8) • Octahedron / Alumina sheet. merupakan

gabungan dari Alumina Octahedron (Gambar 1.9).

5. MINERAL LEMPUNG

Page 15: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.8 : a.Tetrahedron ; b. Silica Sheet

Page 16: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.9 : c. Octahedron; d. Alumina Sheet

Page 17: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

a. Jenis mineral lempung :

• Kaolinite • Illite • Monmorillonite / Bentonite • Dan lain-lain.

Gambar 1.10.:

Diagram of the structure of

(a) kaolinite;

Gambar 1.11. Electron

photomicrograph of well-crystallized kaolinite

from St Austell, Cornwall, England.

Picture width is 17m ( Tovey,1971).

Page 18: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.12.

Diagram of the structure

of (b) illite

Gambar 1.13.

Scanning electron photomicrograph of illite-smectite

clay in a tight gas reservoir pore space. Clays in the

tight rocks complicate interpretation of reservoir

quality and can impede gas recovery. Bar is 10

micrometers long.

Page 19: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.14.

Diagram of the structure of (c)

monmorillonite

Gambar 1.15.

Scanning Electron photomicrograph of

monmorillonite (bentonite)

Page 20: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.16.

Electron photomicrograph of well-crystallized kaolinite from St Austell,

Cornwall, England. Picture width is 17m (Tovey,1971)

Gambar 1.17.

Electron photomicrograph of halloysite from Bedford,Indiana. Picture width is 2m (Tovey,1971)

Page 21: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 1.18.

Electron photomicrograph of ilite from Morris, llinois. (Tovey,1971)

Page 22: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Permukaan butiran lempung bermuatan negatif.

Pada tanah lempung kering muatan negatif tersebut

diimbangi cation bermuatan positif :

Ca++, Mg++, Na+, K+ dengan gaya tarik elektrostatik.

Apabila air ditambahkan :

cation dengan sedikit anion mengapung sekeliling

butiran lempung Lapisan cation tersebut dinamakan

“diffuse double layer”

Partikel air yang melekat pada permukaan partikel

lempung disebut “double layer water”

Bagian yang paling dekat dengan permukaan partikel

lempung disebut “adsorbed water”

Lihat Gambar 1.19

b. Perilaku partikel tanah lempung

Page 23: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Cla

y s

urf

ace

Cation

Anion

Distance from the clay particle

Conce

ntr

ation o

f io

ns

Gambar 1.19. Diffuse double layer

Page 24: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

A. Komposisi tanah

Tanah (Gambar 2.1) terdiri dari :

• Butiran tanah yang padat (solid)

• Air (water)

• Udara (air)

Vv = Volume Pori

MENGHITUNG VOLUME TANAH

BILA VOLUME TANAH = V

Vs = Volume Solid

Vw = Volume Water

Va = Volume Air

V = Vs + Vw + Va

Vv = Vw + Va

Page 25: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 2.1a Soil element in

natural state.

(a)

Total weight

(= W)

Total volume (= V)

solid

Water

Air

W

Ww

Ws

VV

V

Vw

VA

Vs

Gambar 2.1c

Sketsa butiran tanah (solid) dan

rongga (pori) dalam tanah

Page 26: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

%100V

Vn v

s

v

V

Ve

%100v

wR

V

VS

• Angka pori ( void ratio) = e

• Porositas ( porosity) = n

• Derajat kejenuhan

(degree of saturation) = SR

• Hubungan e dan n

n

ne

1 e

en

1

B. PARAMETER FISIK TANAH

1. Hubungan volume yang umum dipakai

Page 27: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

2. Hubungan berat dan volume

Bila : ds

V

W d = DRY UNIT WEIGHT

Maka :

a. Kadar air (water content) = wc %100s

wc

W

Ww

b. Berat volume (unit weight)= V

W

V

wW

V

W

WW

V

WW

V

W css

ws

ws

1

1

c

d c d w

w

1

1

Page 28: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 29: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 30: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 31: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Bila :

)2(....................scw

wscw GwV

WGwW

1 dan 2 Vw = wcGs

BILA : Vs = 1 e = VV

V = Vs + Vv V = 1+e

Wscscw

s

wc

Wss

w

ss

GwWwWW

Ww

GWW

G

Jadi :

Page 32: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

b. BERAT VOLUME =

e

wG

e

GGw

V

WW

V

W

cws

wswsc

sw

1

1

1

c. BERAT V KERING = d

e

G

V

W wssd

1

d. DERAJAT KEJENUHAN = SR

scRsc

v

wR GweS

e

Gw

V

VS

Page 33: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

e. BERAT VOLUME TANAH JENUH = SAT

ATAU

juga dapat ditulis sebagai berikut :

SR = 1 e = Wc Gs

w

swswSAT

e

Ge

e

Ge

11

.

11

1

1

cdSAT

cwswswscSAT

w

e

wG

e

GGw

V

W

Page 34: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 35: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

b. Hubungan antara DR dengan

kondisi tanah di lapangan

D R (%) Keadaan Tanah Di Lapangan

0 - 15 Sangat Lepas ( Very Loose)

15 - 50 Lepas ( Loose)

50 - 70 Tengah ( Medium)

70 - 85 Padat (dense)

85 - 100 Sangat padat ( very dense)

Page 36: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 37: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

b. BATAS CAIR ( LIQUID LIMIT = LL)

LL = kadar air tanah dimana apabila dibuat goresan pada

tanah tersebut dengan spatula standard akan menutup pada 25

kali pukulan.

Apparatus and grooving tool

Groove cut in sample prior to the test

Groove closed over 12.5 mm – soil at wL if this requires 25 “blows”

Page 38: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

c. BATAS PLASTIS ( PLASTIC LIMIT = PL)

PL = Kadar air tanah dimana apabila tanah

tersebut digulung sampai dengan diameter 3.2 mm

mulai terjadi retak-retak.

Page 39: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 40: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 41: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

1. STRUKTUR TANAH :

- Susunan geometrik partikel tanah

- Gaya antar partikel

2. TANAH BERBUTIR KASAR ( GRANULAR SOIL)

Gaya antar partikel sangat kecil diabaikan ,

jadi :

struktur tanah = susunan geometrik partikel

3. TANAH BERBUTIR HALUS YANG KOHESIVE (COHESIVE SOIL; MIS. LEMPUNG)

Gaya antar partikel sangat dominan

Jadi : struktur tanah kohesive = susunan geometrik partikel tanah + gaya antar partikel

C. STRUKTUR TANAH

Page 42: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

GRAVEL (KERIKIL)

SAND (PASIR)

SILT (LANAU)

CLAY (LEMPUNG)

Tana

h b

erb

utir

halu

s

(fin

e-g

rain

soils

)

Tana

h b

erb

utir

kasa

r

(coa

rse-g

rain

soils

)

Jenis Tanah Menurut

Ukuran Butir

Bentuk dan ukuran

relatif dari butiran

colo

ids

1 m

Bentuk : pipih

2 m = 2 x 10-6 m

= 0,002 mm

Ayakan # 200 (= 0,075 mm)

Ayakan # 4 (= 0,48 cm)

(= 4,8 mm)

Page 43: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

SPECIFIC SURFACE = LUAS PERMUKAAN BENDA

MASSA BENDA

(a) (b)

Page 44: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

CATATAN: 1 kg ~ 10 N

Page 45: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Klasifikasi Tanah :

mengelompokkan tanah yang berbeda-beda tapi

mempunyai sifat serupa kedalam group-group dan

sub group.

Tujuannya :

untuk mendapatkan gambaran umum mengenai

perilaku suatu tanah.

Dasar Klasifikasi Tanah :

1. Plastisitas tanah.

2. Ukuran butiran.

Page 46: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Jenis test untuk mendapatkan ukuran Butiran :

1. Analisa / Test Ayakan (Gambar 3.1).

2. Analisa / Test Hydrometer (Gambar 3.2)

Analisa ayakan :

1. Ayakan yang dipakai : ayakan US-Standard.

2. Dasar : ukuran lubang ayakan.

Analisa hydrometer

1. Menggunakan alat hydrometer

2. Dasar : prinsip sedimentasi dari butiran tanah didalam air

Page 47: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 48: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 49: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 50: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 3.2c

Sketsa alat Hydrometer dan

alat Hydrometer didalam

gelas ukur yang berisi tanah

yang sudah dicampur dengan

cairan standard.

Gambar 3.2d

Percobaan

Hydrometer di

laboratorium

Mekanika Tanah

Page 51: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

3. Kurva distribusi ukuran butiran (grain size distribution)

a. Hasil analisa ayakan dan analisa Hydrometer

digambarkan dalam kertas semi-log (Gambar 3.3);

b. Kurva hasil test diberikan dalam Gambar 3.4

c. Kurva pada Gambar 3.4 dinamakan:

KURVA DISTRIBUSI UKURAN BUTIRAN

(GRAIN SIZE DISTRIBUTION)

Page 52: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 53: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 54: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 55: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 56: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 57: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 58: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 3.6a. Bentuk kurva hasil test Ayakan dan test Hydrometer

Page 59: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Gambar 3.6b.

Sketsa tekstur tanah yang butirannya well-graded dan gap-graded

Page 60: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 61: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 62: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 63: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 64: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 65: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 66: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 67: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 68: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 69: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 70: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 71: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 72: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 73: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 74: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 75: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 76: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 77: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 78: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

Soil Compaction

Oleh :

Fuad Harwadi

SOIL MECHANIC-1

Page 79: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PENGERTIAN DASAR

Pada pembuatan timbunan tanah untuk jalan raya, dam tanah, dan banyak struktur teknik lainnya, tanah yang lepas (renggang) haruslah dipadatkan untuk meningkatkan berat volumenya. Pemadatan tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekuatan tanah, sehingga dengan demikian meningkatkan daya dukung pondasi di atasnya. Pemadatan juga dapat mengurangi besarnya penurunan tanah yang tidak diinginkan dan meningkatkan kemantapan lereng timbunan (embankment). Penggilas besi berpermukaan halus (smooth whell rollers), dan penggilas getar (vibratory rollers) adalah alat-alat yang umum digunakan di lapangan untuk pemadatan tanah. Mesin getar dalam (vibroflot) juga banyak digunakan untuk memadatkan tanah berbutir (granular soils) sampai kedalaman yang cukup besar dari permukaan tanah. Cara pemadatan tanah dengan sistem ini disebut vibroflotation (pemampatan getar apung).

PENDAHULUAN

Introduction

Page 80: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

MAKSUD PEMADATAN

MEMPERTINGGI KUAT GESER

(Shear Strength)

MENGURANGI PEMAMPATAN

(Compressibility)

MENGURANGI PERMEABILITAS

(Permeability)

MENGURANGI PERUBAHAN

VOLUME SEBAGAI AKIBAT

PERUBAHAN KADAR AIR, DLL

1

2

3

4

TU

JU

AN

NY

A

UNTUK

MEMPEROLEH

STABILITAS TANAH

DAN MEMPERBAIKI

SIFAT-SIFAT

TEKNISNYA.

Page 81: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Tingkat pemadatan tanah diukur dari berat volume kering tanah (γd) yang dipadatkan. Bila air ditambahkan kepada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air tersebut akan berfungi sebagai unsur pembasah (pelumas) pada partikel-partikel tanah. Karena adanya air, partikel- partikel tanah tersebut akan lebih mudah bergerak dan bergeseran satu sama lain dan membentuk kedudukan yang lebih rapat/padat. Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar air- dalam tanah (pada saat dipadatkan) meningkat.

PRINSIP DASAR PEMADATAN

γd = Ws / V Bila berat butiran ( Ws) dan volume

total (V) TETAP, maka γd juga TETAP.

Page 82: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PEMADATAN

Peristiwa

bertambahnya berat

volume kering oleh

beban dinamis

Butir-butir tanah

merapat satu sama

lain sebagai akibat

berkurangnya

rongga.

KONSOLIDASI

Pengurangan pelan-

pelan volume pori

yang berakibat

bertambahnya berat

volume kering akibat

beban statis yang

bekerja dalam

periode tertentu.

Pengurangan

volume pori dan

kandungan air dalam

tanahnya yang

berakibat

pengurangan

volume tanahnya.

Page 83: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Pada saat kadar air w = 0, berat volume basah dari tanah (γ) adalah sama dengan

berat volume keringnya (γd), atau

Bila kadar airnya ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan yang

sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan volume juga

meningkat secara bertahap pula. Misalnya, pada w = w1, berat volume basah dari

tanah sama dengan:

Jadi Berat Volume Keringnya (γd) pada kadar air tersebut :

Page 84: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Butiran Padat

Tanah

Butiran Padat

Tanah

A I R

γ(w > 0)

Berat Volume Basah ( γ )

Kadar Air ( w ) W2 W1

∆ γd

γd(w = 0)

0

PRINSIP-PRINSIP PEMADATAN

Berat Volume Kering

Maksimum ( γdmax )

Kadar Air

Optimum ( Wopt )

Page 85: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROCTOR COMPACTION TEST (Uji Pemadatan Proctor, menurut nama pemiliknya, Proctor, 1933).

UJI PEMADATAN

Compression Tests

Page 86: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Proctor (1933) telah mengamati bahwa ada

hubungan yang besar antara kadar air (W)

dan Berat Volume Kering ( γd ), yang dinyatakan

dalam :

ATAU γd γb

1 + w =

Page 87: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROSEDUR PENGUJIAN PROCTOR

Tanah dipadatkan dalam sebuah cetakan silinder bervolume 1/30 ft3 (943,3 cm3)

Note : 1). Diameter cetakan = 4 in. (= 101 6 mm).

2). Selama percobaan lab. Cetakan dikelem pada sebuah pelat dasar dan di

atasnya diberi perpanjangan juga berbentuk silinder.

Tanah dicampur air dengan kadar yang berbeda-beda dan kemudian dipadatkan

menggunakan penumbuk khusus.

Note : 1). Pemadatan tanah tersebut dilakukan dalam 3 (tiga) lapisan (tebal lapisan

± 1,0 in).

2). Jumlah tumbukan adalah 25 x setiap lapisan.

3). Berat penumbuk adalah 5,5 lb (massa = 2,5 kg) dan tinggi jatuh sebesar

12 in. (= 304,8 mm).

Page 88: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROSEDUR PENGUJIAN PROCTOR

Untuk setiap percobaan, berat volume basah ( γ ) dari tanah yang dipadatkan

tersebut dapat dihitung sebagai berikut :

W = berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan

V(m) = volume cetakan (1/30 ft3 943, 3 cm3)

Juga pada setiap percobaan besarnya kadar air dalam tanah yang dipadatkan

tersebut ditentukan di laboratorium. Bila kadar air tersebut diketahui, berat

volume kering ( γd ) dari tanah dapat dihitung sebagai berikut :

Page 89: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROSEDUR PENGUJIAN PROCTOR

Wc rendah

Tanah cendrung

Kaku & Sulit

dipadatkan A I R

Tanah menjadi

Lunak dan

mudah

dipadatkan

Pada kadar air (wc) tinggi, maka Berat volume kering ( γd) berkurang.

Bila seluruh udara di dalam tanah dapat dipaksa keluar pada waktu pemadatan,

maka tanah akan berada dalam kedudukan jenuh dan nilai berat volume kering

akan menjadi maksimum. (Dilapangan sulit tercapai kondisi ini).

Page 90: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROSEDUR PENGUJIAN PROCTOR

Kemungkinan berat volume kering maksimum dinyatakan sebagai berat volume

kering dengan tanpa rongga udara atau berat volume kering dengan tanpa rongga

atau berat volume kering saat tanah menjadi jenuh (γzav ), dapat dihitung sbb :

Karena saat

Jenuh ( Sr = 1)

dan e = w.Gs

γzav = berat volume pada kondisi zero air voids

γw = berat volume air

e = angka pori

Gs = berat spesifik butiran padat tanah

W = kadar air

Page 91: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROSEDUR PENGUJIAN PROCTOR

Untuk mendapatkan variasi dari γzav terhadap kadar air, gunakan prosedur berikut :

……. (2.2a)

……. (2.2b)

(1). Tentukan Berat Jenis Tanah (Gs) dari uji Laboratorium

(2). Pilihlah beberapa Kadar air (w) tertentu, misalnya 5%, 10%, 15% dan

seterusnya.

(3). Hitung γzav untuk beberapa nilai Kadar air (w) dengan menggunakan persamaan

(2.2a) atau (2.2b).

Page 92: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

PROSEDUR PENGUJIAN PROCTOR

γd (g/cm3)

Kadar air, w (%)

Page 93: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

FAKTOR YG MEMPENGARUHI

HASIL PEMADATAN

(1). MACAM / JENIS TANAH (2). USAHA PEMADATAN

Distribusi ukuran butir, bentuk

butiran, berat jenis, berat

volume maksimum & kadar air

optimum (mineral content)

Energi Pemadatan per volume

satuan ( E ) dinyatakan dalam

persamaan :

E = (Nb.Nl.W.H) / V

Nb = Jumlah pukulan per lapisan

Nl = Jumlah Lapisan

W = Berat pemukul

H = Tinggi jatuh pemukul

V = Volume mould

Page 94: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Lanau berpasir

Lempung berlanau

Lempung plastisitas tinggi

Pasir gradasi buruk

Bera

t v

olu

me

ker

ing

, γ

d

(kN

/M3)

Kadar air, w (%)

Page 95: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Ber

at

vo

lum

e k

erin

g, γ

d

(kN

/M3)

Kadar air, w (%)

1. = 20 pukulan per lapis

2. = 25 pukulan per lapis

3. = 30 pukulan per lapis

4. = 50 pukulan per lapis

Tanah Lempung berpasir

Garis rongga udara nol

1

2

3

4

Page 96: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

(2). PERMEABILITAS (Permeability)

(3). PEMAMPATAN (Compressibility)

SIFAT2 TANAH LEMPUNG DIPADATKAN

Effect of Compaction on Clay Behavior

(4). KUAT GESER (Shear Strength)

(1). SUSUNAN BUTIR (Structure of Clay particles)

Page 97: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

(1). SUSUNAN BUTIR (Structure of Clay particles)

Pemadatan tanah dengan kadar

air pada basah optimum akan

mempengaruhi susunan, kuat

geser serta sifat pemampatan

tanah.

Dengan penambahan kadar air,

penyesuaian susunan butiran

menjadi bertambah.

Pada kering optimum susunan

tanah menjadi terflokulasi,

sebaliknya pada basah optimum

susunan tanah menjadi terdispersi

beraturan.

Kering optimum lebih kekurangan

air, akibatnya lebih banyak

menyerap air, lebih mengembang

dan mempunyai tekanan air pori

lebih rendah.

Kering Optimum lebih sensitif

untuk berubah

Kep

ad

ata

n

Kadar air, w (%)

Page 98: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

(2). PERMEABILITAS (Permeability)

Permeabilitas tanah akan

berkurang dengan penambahan

kadar airnya pada usaha

pemadatan yang sama, dan

mencapai minimum pada kadar

airnya optimum.

Jika usaha pemadatan ditambah,

koefesien permeabilitas akan

berkurang, karena angka pori

berkurang

Permeabilitas tanah lebih tinggi

apabila dipadatkan pada kering

optimum.

Per

mea

bil

ita

s (

cm

/det

)

Kadar air, w (%)

Page 99: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

(3). PEMAMPATAN (Compressibility)

Pada tingkat tekanan yang relatif

rendah, lempung yang dipadatkan

pada basah optimum akan

mempunyai sifat lebih mudah

memampat, (juga sebaliknya)

Konsolidasi pada kering optimum

lebih cepat

Kering optimum lebih kekurangan

air, akibatnya lebih banyak

menyerap air, dan lebih mudah

mengembang (swell).

Page 100: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

(4). KUAT GESER (Shear Strength)

Tanah yang dipadatkan pada kering

optimum akan mempunyai kekuatan

yang lebih tinggi daripada tanah

yang dipadatkan pada basah

optimum.

Kuat geser tanah lempung pada

basah optimum agak bergantung

pada tipe pemadatan, karena

perbedaan yang terjadi pada susunan

partikel tanahnya.

Pada Uji CBR (gambar disamping),

bahwa usaha pemadatan yang lebih

besar menghasilkan CBR kering

optimum yang lebih besar. Tapi

perhatikan nilai CBR kecil pada basah

optimum untuk usaha pemadatan

yang lebih tinggi.

Page 101: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

(1). SPESIFIKASI HASIL

AKHIR DARI PEMADATAN

(2). SPESIFIKASI UNTUK

CARA PEMADATAN

Kepadatan Relatif adalah nilai

banding dari berat volume

kering di lapangan dengan

berat volume kering maksimum

di laboratorium.

γd

γd (max)

90% γd (max)

w ( % )

Garis Optimum

A

B

C

w1 w2 w3 wopt

Garis Jenuh

air

A = mewakili kurva pemadatan yg

telah ada.

B = mewakili peningkatan usaha

pemadatan dilapangan.

C = Usaha pemadatan utk

mencapai 90 % di lapangan.

SPESIFIKASI PEMADATAN TANAH DI LAPANGAN

Specification of Field Compaction

Page 102: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 103: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

RAMMERS

Bisa dipakai untuk tanah Lempung dan pasir, tetapi

lebih dianjurkan untuk tanah COHESIVE CLAY.

Page 104: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

VIBRATORY PLATES

lebih dianjurkan untuk tanah GRANULAR & ASPHALT,

Bisa juga digunakan untuk tanah lempung, tetapi TIDAK

dianjurkan untuk Cohesive Clay.

Page 105: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

RIVERSIBLE PLATES

lebih dianjurkan untuk tanah SAND & CLAY,

Bisa juga digunakan untuk tanah Granular dan TIDAK

dianjurkan untuk Asphalt.

Page 106: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

VIBRATORY ROLLER

Smooth Drum Roller

Dapat memadatkan tanah 100%

dibawah rodanya, dengan

tekanan kontak pada tanah

sekitar 380 kPa (3,8 kg/cm2)

dan dapat digunakan hampir

untuk semua jenis tanah

lebih dianjurkan untuk tanah SAND & CLAY

dan ASPHALT, Bisa juga digunakan untuk tanah

Cohesive Clay dan TIDAK dianjurkan untuk

Tanah Granular

Page 107: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Pneumatic Tire Roller

Penggilas roda karet ini dapat menggilas

80 % dari total area yang tertutup oleh

rodanya dan tekanan ban dapat

mencapai 700 kPa (7 kg/cm2). Penggilas

roda karet dapat digunakan pada

Asphalt, tanah granular dan kohesive

pada timbunan jalan raya atau

pembangunan bendungan.

Page 108: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

RAMMAX ROLLER

Sheeps foot Roller,

Tamping Foot Roller, &

Grid Roller

Dapat memadatkan tanah 12-40%

dibawah rodanya, dengan tekanan

kontak pada tanah dari 1400 –

8400 kPa (14 - 84 kg/cm2) dan

jenis ini sangat cocok untuk tanah

COHESIVE, tanah berpasir & kerikil

dan TIDAK direkomendasikan untuk

ASPHALT.

Page 109: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

KONTROL PEMADATAN DILAPANGAN

(1). PEMINDAHAN TANAH (2). CARA LANGSUNG

Page 110: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

Page 111: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

Flow Water in Soil

Oleh :

Fuad Harwadi

Page 112: General Mektan-1 Utk Mahasiswa Ubt

SOIL MECHANIC-1

ALIRAN AIR DALAM TANAH

Flow Water in Soil