1.3 Soil

1.3.1 Komponen

Dasar

Berdasarkan dari ukuran butir, komponen soil umumnya dianggap termasuk dalam bongkah, berangkal, kerikil, pasir, lanau dan lempung. Beberapa contoh umum dan sistem klasifikasi saat ini terdapat pada tabel 1.27

Kelompok Utama

Pada dasar dari ukuran butir, karakteristik fisik, dan komposisi, soil dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok:

1. Bongkah dan berangkal, yang merupakan unit masing-masing / individual2. Soil yang berbutir, termasuk kerikil, pasir dan lanau adalah material yang sedikit atau

sama sekali tidak terkena kohesi (kecuali untuk kohesi yang jelas dengan adanya petunjuk dari lanau parsial)

3. Soil lempung adalah material kohesif4. Soil organik terbentuk dari atau beserta material organik

Pengelompokkan lain

Soil juga di kelompokkan menjadi beberapa kelompok yaitu:

1. Soil butir kasar contoh kerikil dan pasirr2. Soil butir halus contoh lanau dan lempung3. Kohesif soil contoh lanau yang bercampur dengan soil berbutir atau pure clay

1.3.2 Granular atau Cohesionless Soil

Karakteristik Umum

Bongkah dan berangkal umumnya memiliki respon terhadap tekanan sebagain individual unit. Berangkal, pasir dan lanau berespon terhadap tekanan sebagai massa dan granular soil yang sangat signifikan

Partikel

Berbentuk bulky dan biasanya equidimensional, berbentuk dari membundar hingga sangat menyudut. Bentuknya merupakan hasil dari abrasi dan hasil dari kasus lain, dan berhubungan dengan mode dan jarak tertranspor. Butir pasir subangular digambarkan dalam gambar 1.8. Sifatnya mass-derived dikarenakan spasi antara porinya dengan butirnya

Properti

Cohesionless, non-plastik

Butir Mineral

Tipe

Dominan mineral pada granular soil adalah kuarsa, yang mana stabil, inert dan tidak dapat terdeformasi. Dalam keadaain itu ialah pasir dan lanau akan mengandung garnet, magnetit dan horblende. Pada iklim dimana peleburan mekanik secara cepat dan penguraian kimia sedikit, mika, feldspar atau gipsum akan terbentuk tergantung pada batuan asal.

Fragmen pada umumnya memiliki banyak deposit pantai, khususnya area yang banyak batuan kuarsa dan offshore, di lintang tengah, pasir gamping atau karbonat sangatlah umum. Semakin lemah mineral seperti cangkang, mika dan gipsum memiliki kekuatan yang lemah untuk menghancurkan; pasir gamping dapat mengganggu efek pada litifikasi

Identifikasi

Test sederhana untuk mengidentifikasi mineral butir termasuk di aplikasi hydrichloric acid untuk menguji material gamping dan mendeterminasi pada spesifik gravitasi (tabel 1.5)

Lanau

Karakteristik Umum

Meskipun mengandung partikel bulky, lanau sering dikelompokkan dengan lempung sebagai soil butir halus karena ukuran partikelnya sendiri tidak lebih dari 0,074mm. Lanau non-plastik mengandung lebih kurang butir kuarsa equidimensional dan mengacu sebagai rock flour. Lanau plastik banyak mengandung partikel yang berbentuk menyerpih

Lanau diklasifikasikan sebagai anorganik, diukur dari nonplastik ke plastik atau organik, mengandung banyak material organik. Tekstur yang halus pada lanau basah menunjukkan kenampakan dari lempung.

Properti

Dilantancy: Lanau melalui proses perubahan volume dengan berganti bentuk, memiliki volume lempung dengan perubahan bentuk (plastisitas). Ukuran butirnya halus tetapi dibandingkan dengan lempung, jarak antar porinya relatif lebih lebar sehingga menghasilkan sensitifitas yang lebih besar dari perubahan tekanan pori, terutama dari penambahan oleh getara. Karena dari kenampakan fisik dan tendensitas dari getaran di bawah peralatan konstruksi, lanau sering disebut sebagai bull’s liver.

Stability: ketika saturasi dan terbatas, lanau memiliki tendensitas menjadi cepat dan mengalir sebagai fluida viskositas (liquefy)

Apparent Cohesion merupakan hasil dari gaya kapiler memberikan batasan sementara antara partikel yang akan dihancurkan oleh saturasi atau pengeringan. Sebagai contoh, lembab, kemiringan hampir vertikal akan berdiri stabil untuk sementara setinggi 10 kaki atau lebih tetapi akan jatuh ketika basah ataupun kering.

1.3.3 Lempung

Karakteristik Umum

Lempung tersusun dari mineral yang memanjang dari dimensi koloidal, umumnya memiliki ukuran kurang dari 2 µm (Gillott, 1968). Sifatnya dikontrol oleh permukaan dibanding dengan gaya yang berasal dari massa. Sebuah sampel spoon dari lempung lacustrine pada gambar 1.9

Struktur Massa

Partikel lempung berbentuk 2 tipe struktur pada umumnya yaitu flokulasi atau dispersi yang ditunjukkan pada gambar 1.10

Struktur flokulasi terdiri dari orientasi ujung hingga muka dari partikel yang menghasilkan pembebanan elektrik pada permukaan selama proses sedimentasi. Pada air laut, flokulasi lebih banyak pengisian dibanding air tawar dimana partikel lempung mengental menjadi bongkah dan terendapkan secara cepat pada bagian bawah tanpa stratifikasi. Pada air tawar, partikel diendapkan secara lambat, membentuk laminasi dan lapisan startifikasi yang baik dengan graded bedding/

Struktur dispersi terdiri dari orientasi muka hingga muka atau pengaturan paralel yang terjadi selama konsolidasi (litifikasi)

Properti

Hasil kohesi berupa batas perkembangan pada kontak permukaan dari partikel lempung, dikarekan gaya tarikan dari elektrokimia. Semakin dekat kumpulan partikel, semakin besar batasan dan kekuatan dari kohesi. Kohesi diakibatkan karena 2 faktor yaitu permukaan spesifik tinggi dari partikel (area permukaan per berat unit) dan juga pembebanan eletrik pada dasar struktur silikat menghasilkan ionik subtitusi dalam struktur kristal (tabel 1.28).

Adhesi mengacu ke kecenderungan dari lempung mengikuti material asing seperti menempel

Plastisitas mengacu ke kecenderungan dari material melalui perubahan bentuk tanpa mengalami perubahan volume dengan kandungan uap secara konstan

Konsistensi: dengan pengurangan kandungan kelembaban, lempung lolos dari bentuk fluida (sangat lembut) menuju bentuk plastik (padat) menjadi bentuk semipadat lalu akhirnya menjadi bentuk keras. Kandungan kelembaban pada transisi antara aneka bentuk dijelaskan dalam batasan Atterberg yang bervariasi dengan tipe lempung dan kemurniannya. Soil lempung umumnya diidentifikasi berdasarkan hubungan antara plastisitas indeks dan batas liquid

Aktifitas mengacu pada daya gabung dari uap, mengahsilkan perubahan volume yang luas dengan menambah dalam kandungan uap (mengembang) atau mengurang dalam kandungan

uap (menyusut) (gambar 5.11) yang terjadi pada struktur kristal dan kimia. Derajat dari aktivitas ini berdasrkan dari persentase fraksi lempung dalam spesimen dan tipe dari mineral lempung, dan telah dijelaskan sebagai ratio dari indeks plastisitas ke persen berat sekitar 2 µm. Klasifikasi lempung berdasrkan aktivitas ditunjukkan di tabel 1.29

Mineralogi dan Kimiawi Lempung

Mineral lempung

Lempung ialah hydrous aluminum silicates yang diklasifikasikan kedalam angka dari kelompok berdasarkan struktur kristal dan kimianya. Kelompok umumnya mengandung kaolinit, halloysit, illit, dan motmorillonit. Kelompok jarang mengandung vermiculit dan klorit yang meskipun umum dalam penguraian massa batuan berubah menjadi tipe lain. Karakteristik umum darii mineral lempung dijabarkan pada tabel 1.30. Klasifikasi dari mineral lempung berdasarkan kimia dan struktur kristal yang ada pada tabel 1.28

Kimia lempung

Kelas: lempung juga diklasifikasikan pada penghisapan kation dasar pada partikel permukaan dari mineral (H, Ca, K, Mg atau Na). Lempung sodium dapat terbentuk dari pengendapan lempung dalam air laut atau pada saturasinya oleh banjir air laut atau gaya kapiler. Lempung kalsium terbentuk dasarnya dalam pengendapan air tawar. Lempung hidrogen adalah hasil dari peluluhan berkepanjangan oleh air jernih ataupun keruh, dengan hasil penghilangan dari basis yang dapat ditukar.

Pertukaran basis mengacu pada kapasitas partikel koloid untuk mengganti penyerapan kation pada permukaan. Dengan demikian lempung hidrogen dapat berubah menjadi lempung sodium secara konstan perembesan dari air yang mengandung larutan garam sodium. Permeabilitas lempung dapat berkurang dengan perubahan dan penambahan senstifitas. Pertukaran basis dapat menjelaskan kerentanan beberapa soil menjadi fenomena yang disebut “dispersi” atau erosi oleh kelengkingan.

Soil dengan persentase kation sodium yang tinggi berhubungan dengan kalsium dan kation magnesium muncul hingga dapat kerentanan tinggi hingga dispersi.

Pertukaran kapasitas mengacu kepada kuantitas dari pertukaran kation pada soil; tidak semua kation dapat bertukar. Mereka bertambah dengan kejenuhan pada kristal soil/

Kejenuhan pada lempung ditunjukkan dengan rendahnya nilai dari pH atau tingginya nilai dari ratio silica-sequioxide SiO2/R2O3, dimana

R2O3=Fe2O3+Al2O3 (1.6)

Untuk soil, referensi terutama hingga kejenuhan dari partikel larut. Korosi pada besi atau baja tertanam dalam soil. Dalam adanya uap, bertambah kejenuhan soil.

Identifikasi

Suspensi: jika spesimen dari lempung dicampur dengan air jernih hingga membentuk tapal lalu terdispersi pada air murni, partikel umumnya berukuran lebih kecil dari 1 µm (10-3 mm) akan tetap pada suspensi hampir tidak teridentifikasi dan dianggap sebagai koloidal.

Mikroskop Elektron: digunankan untuk melih partikel berukuran sekitar 10-6 mm. Bentuk kristal digunakan untuk mengidentifikasi dari tipe lempung (lihat contoh Osipov dan Sokolov, 1978)

Difraksi x-ray: digunakan untuk mengidentifikasi partikel berukuran sekitar 10-8 mm. Dalam diffraktometer, sampel mineral bubuk dikumpulkan di gelas luncur lalu diputar pada sudut dalam sinar x-ray. Alat mengambilnya seperti Geiger tube, berputar pada axis yang sama, mendeteksi sinar diffracted. Impuls dikirimkan dan direkam pada diagram garis. Penunjukkan yang tersedia berhubungan dengan panjang gelombang pda radiasi dan sudut rotasi θ hingga d dimana d adalah jarak tertentu dari kumpulan bidang kristal pada dasar indentifikasi mineral (Walhstrom, 1973).

Analisis Diferensial Thermal: mengukur temperatur dan guncangan dari perubahan exothermik dan endothermik berdasrkan sampel ketika dipanasikan dalam laju seragam. Pengukuran dibuat oleh thermocouple tertanam dalam spesimen dan perubahan terjadi dalam spesimen selama pemanasan direkam dalam diagram strip. Kurva yang terbentuk ialah karakteristik dari bermacam variasi tipe lempung. Lihat Gillot (1968), Grim (1962), Leonards (1962) dan Lambe & Whitman (1969)