laporan praktikum prm bagus
DESCRIPTION
laporan mekanika tanahTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
GEOLOGI TEKNIK DAN PROPERTI TANAH
MODUL 7
PERMEABILITAS
KELOMPOK 9
Farid Askary 1006674143
Mohammad Bagus Prasetyo 1006659741
Melani Syafridhal 1006674282
Rahman Raeyani Kalele 1006659760
Rahmat Hidayat 1006771251
Rezaqul Khaq 1006674383
Tanggal Praktikum : 25 Maret 2012
Asisten : Kika Pranika
Tanggal disetujui :
Paraf Asisten :
Nilai :
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2012
1. PENDAHULUAN
1.1. Maksud danTujuan Percobaan
Mencari nilai permeabilitas k dari suatu sampel tanah.
1.2. Alat – alat dan Bahan
a. Mould permeability
b. Gelas ukur
c. Penggaris
d. Jangka sorong
e. Stopwatch
f. Timbangan dengan ketelitian 0.1 gram
g. Tanah lolos saringan No.4 ASTM
h. Pasir lolos saringan no.18 ASTM
i. Alat Constant Head Test
1.3. Teori dan Rumus yang Dipakai
Debit air yang mengalir q melalui tanah pada suatu cross-section
area A adalah proporsional terhadap gradient l yaitu:
𝑞
𝐴 ~𝑖 𝑞 = 𝑘 𝑖 𝐴
Koefisien k disebut sebagai ”koefisien permeabilitas” Darcy atau
”koefisien permeabilitas” atau ”permeabilitas tanah”. Oleh sebab itu,
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, didipasi 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:
a. Ukuran butiran. Secara proporsional, ukuran pori berhubungan dengan
ukuran partikel tanah.
b. Properti aliran pori. Untuk air adalah viskositasnya, yang akan berubah
akibat dipengaruhi perubahan temperatur.
c. Void ratio
d. Bentuk dan susunan pori-pori tanah
e. Derajat saturasi. Kenaikan derajat saturasi pada tanah akan menyebabkan
kenaikan nilai permeabilitas.
Di dalam air tanah (diam atau mengalir) juga berlaku hukum-hukum
hidrolika.
Hukum Bernoulli :
2g
v
γ
p z h
2
w
dengan :
h = tinggi tekanan total (m)
z = tinggi elevasi terhadap suatu bidang datum (m)
(=tenaga potensial per satuan volume)
p = tekanan hidrostatis (t/m3)
γw = berat volume air (t/m3)
wγ
p= tenaga tekanan /volume
v = kecepatan aliran (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
2g
v 2
= tenaga kecepatan/volume = tinggi kecepatan
Khusus aliran air dalam tanah :
p diganti u = tekanan pori
v umumnya kecil . 2g
v 2
≈ 0 (diabaikan)
Maka hukun Bernoulli untuk aliran dalam tanah :
wγ
u z h sering ditulis h = z + hw
(tinggi elevasi + tinggi tekanan pori selalu konstan)
dengan :
hw = tinggi tekanan pori
= wγ
u …… u = hw . γ
∆h
hw1 aliran
1 hw2
Tanah 2
z1 1 z2
bidang datum
Gambar 1.1. Aliran rembesan dalam tanah
Aliran air terjadi jika terdapat perbedaan tinggi tenaga antara dua tempat.
∆h = h1 – h2
Kecepatan aliran ditentukan oleh gradien hidrolik antara titik 1 dan 2.
1
h i
(tanpa satuan)
(gradien hidrolik = selisih tinggi tenaga dibagi panjang lintasan).
Aliran air dalam tanah pada umumnya berupa aliran laminer (aliran
yang partikel-partikelnya bergerak secara teratur, lintasannya sejajar),
sehingga berlaku Hukum Darcy
v = k x i
dengan :
v = kecepatan (cm/detik)
k = koefisien permeabilitas (cm/detik)
i = gradien hidrolik.
Besarnya debit (volume air yang mengalir per satuan waktu)
q = A x v = A x k x i
dengan :
q = debit (m3/s)
A = luas tampang tanah yang dialiri air (m2)
= luas pori
= luas tampang tanah x kadar pori
v = kecepatan aliran (m/s)
Catatan:
kadar pori = n = A
Av
V
Vv
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 1.2 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 ridak tetep sehingga rumus Darcy dapat digunakan. Misalnya pada
ketinggian air (h), penurunan (dh) akan membutuhkan waktu (dt), amak
koefisien permeabilitas dapat diturunkan dari rumus Darcy sehingga
menjadi:
q = k i A
i = ℎ
𝐿
𝑘 = 𝑞 .𝐿
𝐴 .ℎ
Dengan:
k = koefisien permeability
A = luas sample tanah
L = tinggi sampel tanah
q = debit aliran air
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.
Gambar 1.3 Susunan alat Variable Permeability Test
Jumlah air yang mengalir pada standpipe dalam waktu tertentu adalah :
𝑞 = 𝑎 . 𝑣 = 𝑎 – 𝑑ℎ
𝑑𝑡
dengan :
a = luas cross-section standpipe
dh/dt = penurunan muka air
Sedangkan jumlah air yang merembes melalui tanah dalam waktu
tertentu pada permeameter adalah:
𝑞 = 𝐴 . 𝑘 .ℎ
𝐿
Lalu dengan menyamakan jumlah air yang masuk = jumlah air yang keluar
Dengan:
a = luas cross-section standpipe
L = panjang sampel di dalam permeameter
A = luas cross-section permeameter
t = jumlah waktu pada waktu pengukuran
ho, 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)
Dimana:
ηT = viskositas cairan pada temperatur ToC
η20 = viskositas cairan pada temperatur 20oC
Perbandingan viskositas dapat dilihat pada gambar 7.3 di bawah ini
(tabel koreksi viskositas cairan)
Gambar 1.4 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 :
Koefisien Permeabilitas (m/s) (BS 8004: 1986)
Menurut Cassagrande pada tahun 1938, nilai-nilai permeability untuk
berbagai jenis tanah pada suhu standar (20ºC) adalah sebagai berikut :
Koefisien Permeabilitas menurut Cassagrande
Menurut Wesley pada suhu standar (20ºC) :
Koefisien Permeabilitas menurut Wesley
Pengujian di laboratorium dengan menggunakan sampel kecil yang
diambil di lapangan terkadang tidak mewakili tanah secara keseluruhan.
Tanah di lapangan umumnya anisotropis, berlapis-lapis dan tidak homogen.
Untuk proyek besar perlu pengujian k langsung di lapangan.
sumur uji sumur observasi
muka air (MA) mula-mula
MA setelah dipompa
y2 H
y1
h
x1
x2
Gambar 1.5. Pengujian k di Lapangan.
Caranya adalah sebagai berikut:
1. Dibuat sumur bor sebagai sumur uji dan beberapa sumur observasi. Bila
ternyata tanahnya tidak mudah longsor digunakan pipa baja berlubang-
lubang. Sumur uji mencapai kedalaman lapisan tanah rapat air.
2. Air sumur uji dipompa dengan debit konstan. Muka air akan turun,
ditunggu sampai stabil. Diamati tinggi air sumur observasi. air mengalir
menuju sumur dari semua arah. Sesuai dengan hukum kontinuitas, debit
menuju sumur lewat tiap silinder sama.
dx
dy
x
X
Dipandang silinder jari-jari x, tinggi air y.
Luas tampang tanah yang dilewati air = luas dinding silinder
A = 2π . x . y
Gradien hidrolik = kemiringan muka air
i = tg.α = dx
dy
Maka q = A.v = A . k . i
= 2π . x . y . k . dx
dy
x
dx y.dy
q
kπ2
Ditinjau dua tempat dengan jari-jari x1 dan x2 yang tinggi airnya y1 dan y2
y2
y1
x2
x1x
dx dy y
q
k2π
1
22
1
2
221
x
xln )y-y(
q
k2π
k efektif : k = 2
1
2
2
1
x
y - y
)(ln
π
q1
2
2. PRAKTIKUM
2.1. Persiapan Percobaan
- Menyiapkan tanah kering yang lolos saringan No.4 ASTM sebanyak 1
kg dan pasir yang lolos saringan No. 18 ASTM sebanyak 1 kg.
- Mencampurkan tanah dan pasir tersebut dalam sebuah wadah hingga
tercampur merata.
2.2. Percobaan
- Menyiapkan Mould Permeability, kemudian mencatat data diameter,
tinggi, serta berat mould.
- Memasukkan campuran tanah dan pasir tersebut ke mould dengan tiga
lapisan dengan ketinggian 1/3, 2/3 dan hingga penuh. Di setiap lapisan di
padatkan dan filter pada bagian atas dan dasar mould harus selalu
terpasang.
- Setelah itu, mould ditutup dan diletakkan pada alat permeability
- Selanjutnya setelah praktikan menaruh mould di alat permeability,
praktikan memasang selang yang terdapat pada alat tersebut dengan
urutan sebagai berikut.
Selang warna kuning dihubungkan dengan sumber air (kran)
Selang warna oranye dihubungkan dengan mould
Selang warna merah dibiarkan terbuka dan diletakkan di bak
pengeluaran
- Pada percobaan ini, metode yang digunakan adalah metode Constant
Head Test, sehingga pertama-tama air dialirkan melalui selang,
kemudian naik ke reservoir di atas dan masuk ke mould permeability
hingga seluruh tanah di dalam mould jenuh sempurna
- Air yang berada di reservoir dibuat tetap tingginya, dijaga agar tidak
terjadi gelombang
- Mengukur tinggi muka air dan reservoir ke mould (h)
- Air yang keluar dari mould diperhatikan, hingga tidak terjadi perubahan
(konstan)
- Kemudian air limpahan tersebut ditampung ke dalam gelas ukur
- Setelah 5 menit, praktikan mengukur volume yang tertampung di gelas
ukur.
- Mengulangi langkah tersebut setiap 5 menit dan berhenti hingga
diperoleh waktu dimana volume yang tertampung sama.
2.3. Perbandingan dengan ASTM
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. Suhu standar ASTM 20oC, sedangkan suhu kamar di laboratorium
tercatat 29oC
3. Pemadatan tanah tidak sama dengan cara ASTM. Selain itu standar yang
ditetapkan ASTM tidak dapat dipenuhi karena peralatan dalam
laboratorium tidak memungkinkan. Misalnya, tidak adanya pengatur
suhu ruangan yang dapat membuat suhu kamar menjadi 20oC
3. HASIL PRAKTIKUM
3.1. Data Hasil Praktikum
No Data Besaran
1 Diameter Mould (D) [meter] 7.57 × 10−2
2 W pasir [gram] 1000
3 W tanah [gram] 1000
4 Tinggi Sampel (L) [m] 0.23
5 Luas (A) = ¼ πd2 [m
2] 4.498 × 10−3
6 Tinggi Constant Head (h) [m] 1.07
No t (s) V (ml) T (°C)
1 300 290 29
2 300 270 29
3 300 260 29
4 300 255 29
5 300 255 29
Di dalam perhitungan, Q yang digunakan adalah Q yang stabil saja, sehingga:
Q=V/t
Q= 255/300
Q= 0,85 ml/s = 8,5 x 10-7 m3/s
3.2. Perhitungan
Koefisien permeabilitas pada suhu kamar (29°C)
K29 = Q. L
A. h
Karena Q=V/t, maka :
K29 = V. LA. h. t
K29 = 255x10−6 x 0,23
4,498 x 10−3x1,07x300
K29 = 4,062 x10−5 m S2
Untuk konversi ke suhu standard, nilai 𝜂29dapat di cari dari persamaan grafik
𝜂𝑇
𝜂20 vs T
𝑦 = 0.814 =𝜂29
𝜂20
Sehingga nilai 𝐾20:
𝐾20 = 𝐾29
𝜂29
𝜂20
𝐾20 = 4,062 × 10−5 × 0.814
𝐾20 = 3,306 × 10−5 𝑚𝑆2
Nilai-nilai k yang didapat kemudian disajikan pada tabel dibawah ini :
K29 (m/s) K20 (m/s)
4,062 × 10−5 3,306 × 10−5
0.814
4. ANALISA
4.1. Analisa Percobaan
Praktikum permeability bertujuan untuk mencari besarnya koefisien
permeabilitas (k). koefisien permeabilitas dipergunakan untuk menyelidiki
karakteristik dari suatu tanah.
Berdasarkan teori yang telah dipaparkan dalam sub bab teori dasar,
permeabiltias adalah properti tanah yang menunjukkan kemampuan tanah
untuk meloloskan air melalui partikel-partikelnya. Sehingga koefisien
permeabilitas adalah besaran angka yang menunjukkan kemampuan suatu
tanah untuk meloloskan air melalui pori-pori partikelnya.
Untuk mendapatkan koefisien permeabilitas, praktikan terlebih dahulu
mempersiapkan sample tanah yang ingin digunakan. Pada praktikum ini,
praktikan menggunakan campuran tanah dan pasir dengan perbandingan 1 : 1.
Pasir yang digunakan adalah pasir yang lolos saringan 18 seberat 1000 gram
dan tanah yang lolos saringan No.4 seberat 1000 gram. Berhubung tanah dan
pasir yang terdapat di laboratorium belum sesuai dengan spesifikasi yang
diinginkan, maka praktikan terlebih dahulu menyaringnya secara manual
hingga didapatkan pasir dan tanah yang sesuai dengan spesifikasi yang
diinginkan.
Setelah memperoleh pasir dan tanah dengan berat dan spesifikasi yang
diinginkan, kemudian praktikan mencampurnya di dalam sebuah wadah dan
mengaduknya hingga tercampur merata. Persiapan praktikum ini dilakukan
satu hari sebelum praktikum dengan tujuan untuk mengefektifkan waktu
praktikum keesokan harinya dan menjadikan campuran tanah dan pasir
tecampur merata.
Keesokan harinya, praktikan mengambil sample tanah yang telah
dipersiapkan sebelumnya. untuk memastikan tanah dan pasir telah tercampur
merata, praktikan mengaduk kembali campuran tersebut selama beberapa
menit.
Setelah dipastikan bahwa tanah dan pasir telah tercampur merata,
praktikan kemudian mengambil mould permeabiltias yang akan digunakan.
Pertama, praktikan mengukur dimensi-dimensi dari mould tersebut seperti
tinggi mould dan diameter mould. Pengukuran tinggi mould di asumsikan
sebagai tinggi dari sample tanah yang digunakan dan diameter digunakan
untuk mencari luas alas mould yang diasumsikan sebagai luas dari sampel
tanah yang digunakan.
Setelah semua dimensi yang dibutuhkan telah diukur, praktikan
kemudian memasang saringan di dasar mould tersebut. Saringan ini bertujuan
agar saat air dimasukkan ke dalam mould permeabilitas, yang keluar hanya
air sehingga tidak mengurangi berat dari tanah yang digunakan.
Setelah saringan terpasang, praktikan mulai memasukkan sampel
tanah tersebut kedalam mould permeabilitas. Praktikan memasukkan tanah
tersebut secara bertahap. Pertama praktikan memasukkan tanah tersebut
sebanyak 1/3 bagian dari tinggi mould. Batas penentuan 1/3 bagian
berdasarkan asumsi praktikan dan asisten praktikum. Setelah tanah
dimasukkan, praktikan memadatkan tanah tersebut dengan bantuan tongkat
pemadat. Pemadatan ini bertujuan agar tidak ada rongga udara pada tanah
tersebut sehingga koefisien permeabilitas yang dihasilkan lebih akurat.
Pemadatan ini merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya
angka koefisien permeabiltias yang dihasilkan nantinya. Setelah di anggap
padat, praktikan kembali melakukan hal yang serupa untuk 2/3 bagian dan
penuh. Setelah penuh, praktikan meletakkan saringan dan menutup mould
permeabiltias dengan bantuan asisten praktikum.
Selanjutnya, praktikan meletakkan mould tersebut pada alat pengujian
permeabilitas dengan metode constant head. Setelah terpasang, kemudian
praktikan memasang 3 selang (selang kuning, selang oranye, dan selang
merah) yang terdapat pada alat pengujian tersebut. Selang kuning
dihubungkan dengan sumber air (kran) yang digunakan untuk mengalirkan air
dari sumber air ke reservoir. Selang oranye dihubungkan dengan mould
permeabiltias untuk mengalirkan air dari reservoir ke mould permeabiltas dan
selang merah dibiarkan terbuka dan ditempatkan di dalam kolam pembuangan
air.
Kemudian praktikan membuka kran air dan menunggu hingga tanah
berada pada kondisi jenuh sempurna/terisi air. Setelah itu, praktikan melihat
kestabilan air pada reservoir. Kestabilan yang dimaksud adalah tidak ada
gelombang-gelombang air yang terdapat pada reservoir. Setelah air stabil,
praktikan mengukur tinggi constant head. Tinggi constant head adalah jarak
antara tinggi permukaan air yang terdapat pada reservoir dengan lapisan tanah
yang paling atas pada mould permeabiltias.
Setelah mengukur tinggi constant head, air yang keluar dari mould
permeabilitas ditampung dalam gelas ukur selama 5 menit. Setelah 5 menit,
praktikan mengukur volume yang tertampung dalam gelas ukur tersebut. Hal
ini bertujuan untuk mengetahui debit yang terjadi selama 5 menit tersebut.
Praktikan melakukan kembali hal tersebut hingga diperoleh debit yang sama
pada interval waktu yang berbeda. Pada praktikum ini, debit tersebut
diperoleh saat menit ke-25 dan setelah mendapatkan debit yang sama,
praktikan merapihkan alat-alat yang digunakan dan melakukan pengolahan
data dari data percobaan yang telah didapatkan.
4.2. Analisa Hasil
Besarnya koefisien permeabilitas (k) yang dihasilkan dari percobaan
ini merupakan penerapan dari hukum darcy hingga dihasilkan persamaan:
K = Q. L
A. h
Persamaan diatas diperoleh dari :
Hukum dasar darcy : 𝑉 = 𝑘 . 𝑖 (1)
Keterangan :
V = kecepatan
k = koefisien permeabilitas
i = gradien hidrolik
karena 𝑖 =∆ℎ
𝑙, maka persamaan (1) dapat diubah menjadi:
𝑉 = 𝑘 .∆ℎ
𝑙 (2)
Di dalam fluida, 𝑄 = 𝐴.𝑉 dimana Q adalah debit aliran air, A adalah
luas permukaan dan V adalah kecepatan aliran. Jika V pada persamaan
𝑄 = 𝐴.𝑉 diganti dengan V pada persamaan (2), maka diperoleh :
𝑄 = 𝐴.𝑘 .∆ℎ
𝑙 (3)
Karena pada praktikum ini yang hendak dicari adalah koefisien
permeabilitas (k), maka berdasarkan persamaan 3, diperoleh :
𝑘 =𝑄.𝐿
𝐴.∆ℎ (4)
Karena 𝑄 =⋁
𝑡, dimana ⋁ adalah volume air dan t adalah waktu, sehingga
persamaan (4) dapat diubah menjadi :
𝑘 =⋁. 𝐿
𝐴.∆ℎ. 𝑡
Keterangan :
K = koefisien permeabilitas
⋁ = volume air yang keluar dari mould
L = panjang (tinggi sampel)
A = luas mould
∆h = tinggi constant head (jarak antara muka sampel dengan
permukaan air pada reservoir)
t = waktu
Koefisien permeabilitas yang dihasilkan dari percobaan adalah
koefisien permeabilitas pada suhu kamar (29°C), sedangkan untuk
membandingkan hasil koefisien permeabilitas tersebut dengan standar
koefisien permeabilitas seperti menurut cassagrande, BS 8004, dan Wesley
adalah koefisien permeabilitas pada suhu standar (20°C), sehingga diperlukan
pengkonversian dari koefisien permeabilitas pada suhu 29°C (K29) menjadi
koefisien permeabilitas pada suhu 20°C (K20) dengan rumus sebagai berikut :
𝐾20 = 𝐾29
𝜂29
𝜂20
Keterangan :
K29 = koefisien permeabilitas pada suhu 29°C
K20 = koefisien permeabilitas pada suhu 20°C
𝜂29
𝜂20 = perbandingan viskositas cairan pada suhu 29°C dan 20°C
Untuk mengetahui nilai dari 𝜂29
𝜂20 dapat dilihat pada grafik 1.4 dan
persamaan yang dihasilkan dari grafik tersebut. berdasarkan grafik tersebut,
diperoleh persamaan :
y=-0,4963 ln (x) + 2,4848
sehingga, untuk mengetahui perbandingan viskositas antara suhu 29°C
dengan 20°C, tinggal mengubah variabel x menjadi 20, sehingga diperoleh :
y = 0,814
angka tersebut merupakan perbandingan viskositas antara suhu 29°C
dengan 20°C. sehingga K20 adalah hasil dari perkalian K29 dengan 0,814.
Berdasarkan pengolahan data yang telah dilakukan, diperolehlah
koefisien permeabilitas pada suhu kamar (29°C) sebesar 4,062x10-5
dan
koefisien permeabilitas pada suhu 20°C sebesar 3,306x10-5
Nilai koefisien permeabilitas tersebut kemudian dibandingkan dengan
standar koefisien permeabilitas baik menurut BS 8004, cassagrande, ataupun
Wesley untuk mengetahui jenis tanah dari sampel uji. Setelah dibandingkan,
diperoleh hasil sebagai berikut :
Menurut BS 8004, disimpulkan bahwa sampel tanah tergolong tanah
dengan spesifikasi pasir halus, lanau dan lempung-lanau berlapis-lapis
karena nilai K20 yang dihasilkan dari percobaan berada pada rentang
10-4 sampai 10-7
Koefisien Permeabilitas (m/s) (BS 8004: 1986)
Menurut Cassagrande, tanah uji termasuk dalam tanah dengan
spesifikasi pasir/campuran pasir-kerikil.
Koefisien Permeabilitas menurut Cassagrande
Menurut Wesley, tanah uji tergolong tanah denga spesifikasi pasir
halus
Koefisien Permeabilitas menurut Wesley
Berdasarkan ketiga hasil tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa
tanah yang digunakan memiliki sifat mayoritas berupa pasir halus meskipun
pada awalnya merupakan campuran antara tanah dan pasir dengan
perbandingan yang sama. hal ini membuktikan bahwa komposisi atau jumlah
perbandingan tidak dapat digunakan sebagai penentu dari sifat suatu tanah
yang diuji sifat kepermeabilitasannya. Faktor yang menyebabkan tanah uji
cenderung dominan mengarah kepada pasir dapat dikarenakan faktor pori-
pori rongga udara pada pasir yang relatif lebih besar dibandingkan dengan
tanah.
Selain itu, faktor lain yang mempengaruhi nilai koefisien
permeabilitas saat percobaan adalah faktor pemadatan yang dilakukan oleh
praktikan. Idealnya, pemadatan yang dilakukan bersifat menyeluruh, dalam
artian seluruh bagian dari tanah mampat. Namun, dikarenakan tanah yang
dimasukkan ke dalam mould terlalu banyak, sehingga pemadatan yang
dilakukan oleh praktikan tidak merata, sehingga terdapat bagian yang mampat
dan bagian yang kurang mampat. Bagian yang mampat menghasilkan pori-
pori rongga udara yang kecil sehingga mengakibatkan air sulit untuk mengalir
sedangkan bagian yang kurang mampat memiliki pori-pori rongga udara yang
lebih besar dibandingkan dengan bagian yang mampat sehingga air lebih
mudah mengalir.
Disamping faktor pemadatan tanah pada mould, faktor lain yang
mempengaruhi nilai koefisien dari permeabilitas yang dihasilkan adalah debit
air yang digunakan dalam percobaan ini. Pada percobaan ini, debit aliran
yang dipergunakan hanya berdasarkan perkiraan dan asumsi praktikan yang
dibantu dengan asisten tanpa adanya batasan khusus yang telah ditetapkan.
4.3. Analisa Kesalahan
Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya kesalahan dalam
praktikum permeability yaitu:
a. Pencampuran tanah dan pasir yang tidak merata.
b. Kurang tanggapnya praktikan saat mengambil jumlah air pada selang
waktu 5 menit sehingga terdapat kelebihan atau kekurangan jumlah air.
c. Tanah yang kurang padat ketika di masukkan ke dalam mold, sehingga
mengakibatkan lamanya mencapai saat aliran yang mengalir stabil.
d. Tidak diukurnya suhu ruangan secara langsung pada saat pelaksanaan
percobaan, akan tetapi menggunakan temperatur dari percobaan specific
gravity.
e. Pengukuran tinggi air kurang tepat karena pengaruh dari permukaan air
yang bergelombang.
f. Debit air yang berasal dari sumber air (kran) yang tidak konstan sehingga
mengakibatkan air pada reservoir tidak cepat stabil.
4.4. Aplikasi Percobaan Permeabilitas dalam ilmu Geoteknik
Percobaan permeabilitas yang dilakukan di laboratorium dengan
hasil berupa nilai koefisien permeabilitas memiliki beberapa manfaat dan
kegunaan yang dapat diaplikasikan di lapangan khususnya yang berhubungan
dengan disiplin ilmu geoteknik.
Salah satu kegunaan dan pengaplikasian di lapangan dari
percobaan ini yaitu saat melakukan pekerjaan timbunan terhadap suatu luasan
daerah. Seperti yang telah diketahui, terkadang kontur atau permukaan tanah
yang akan digunakan dalam sebuah pembangunan tidak sesuai dengan yang
direncanakan semisal terdapat lubang atau penurunan permukaan tanah
sehingga diperlukan suatu pekerjaan timbunan agar daerah yang mengalami
penurunan tersebut memiliki ketinggian yang sama dengan datum yang telah
ditetapkan. Tentu saja, untuk melakukan timbunan pada daerah tersebut
diperlukan tanah tambahan yang berasal dari tempat lain.
Saat melakukan timbunan diperlukan tanah dengan karaktertistik
yang sulit dilewati oleh air. Hal ini bertujuan agar permukaan tanah hasil
timbunan tidak kembali turun akibat adanya rembesan dari air. Salah satu
langkah untuk mengetahui sukar tidaknya suatu tanah untuk dilewati oleh air
adalah dengan mengetahui nilai permeabiltias dari tanah tersebut. Dengan
mengetahui nilai permeabilitas dari tanah tersebut, seorang pekerja teknik
sipil dapat menerka atau memprediksi ketahanan dari tanah yang digunakan
untuk menimbun tersebut.
Pengaplikasian lain dari percobaan permeabilitas adalah dalam
pembuatan bendungan. Dalam pembuatan bendungan banyak faktor yang
harus diperhatikan. Salah satu faktor yang harus diperhatikan adalah aliran
rembesan (see pages) dari air yang ada di bendungan tersebut. Rembesan ini
sangat mempengaruhi umur pakai dan kualitas dari suatu bendungan
dikarenakan adanya rembesan dapat mengganggu kestabilan dari struktur
tanah yang ada di bawahnya. Salah satu hal yang mempengaruhi dari
rembesan tersebut adalah sifat kepermeabiltiasan dari tanah tersebut.
Sehingga, dengan adanya percobaan permeabilitas yang menghasilkan nilai
koefisien permeabilitas tanah, kita dapat memperkirakan bagaimana
rembesan yang terjadi pada bendungan tersebut. Tentunya, tanah dengan
angka permeabilitas yang tinggi akan menyebabkan rembesan yang terjadi
tinggi pula dan sebaliknya. Disamping itu, nilai koefisien permeabilitas dari
suatu tanah juga dapat digunakan dalam menentukan besarnya debit aliran air
rembesan. Meskipun saat dilapangan, pengujian untuk mencari nilai koefisien
permeabilitas tanah memiliki perbedaan dari yang dilakukan di laboratorium.
Kegunaan lain dari percobaan ini adalah saat kita hendak
menyelidiki karakteristik dari suatu tanah yang kemungkinan akan digunakan
sebagai landasan suatu bangunan. Dengan melakukan percobaan
permeabilitas dan hasil akhir berupa nilai koefisien permeabilitas, kita dapat
memprediksi sifat kerembesan dari tanah tersebut jika dilewati oleh air. Hal
ini penting untuk diketahui, karena nantinya akan berpengaruh terhadap
bentuk dan struktu bangunan seperti apa yang cocok dibangun diatas tanah
tersebut.
5. KESIMPULAN
Setelah melakuka percobaan, maka diperolehlah beberapa kesimpulan sebagai
berikut :
1. Tujuan dari percobaan permeabilitas berupa mencari nilai koefisien permeabilitas
(k) tercapai
2. Nilai koefisien permeabilitas yang dihasilkan dari percobaan adalah sebagai
berikut:
K29 (m/s) K20 (m/s)
4,062 × 10−5 3,306 × 10−5
3. Berdasarkan nilai koefisien permeabilitas yang didapat, maka dapat disimpulkan
bahwa tanah uji termasuk dalam golongan campuran pasir/pasir halus dan sifat
dominan kepermeabilitasan dari sampel tanah yang digunakan adalah dari pasir
4. Pada percobaan ini, masih ditemui beberapa kesalahan baik yang berasal dari
praktikan ataupun alat yang digunakan
5. Aplikasi dari percobaan permeabilitas antara lain dalam pembangunan
bendungan, timbunan, dan rembesan dari suatu tanah.
6. REFERENSI
Modul I praktikum mekanika tanah.Departemen Teknik Sipil UI: 2012.
Budhu, M.Soil Mechanics and foundations 3rd Edition.John Wiley & Sons,
Inc.United States of America : 2010.
7. LAMPIRAN