PENGUJIAN TINGGI ENERGI TURUN (FALLING HEAD) UNTUK PENGUJIAN

KOEFISIEN PERMEABILITAS DI LABORATORIUM

Untuk menentukan koefisien permeabilitas. Pengujian di lapangan yang dilakukan menghasilkan data uji lapangan yang kemudian akan diperbandingkan dengan hasil uji laboratorium. Nilai koefisien permeabilitas lapangan berdasar model alat uji dan laboratorium dengan menggunakan alat uji falling head permeameter.

a. Falling Head Permeameter

Cocok untuk tanah berbutir halus

Data pengamatan yang dicatat :

T, h1, h2, A, L

b. Tujuan Percobaan

Metode test ini meliputi prosedur untuk mendapatkan nilai koefisien K. Yaitu nilai-

nilai yang menyatakan kemudahan aliran air melalui contoh tanah berbutir halus.

c. Alat dan Bahan

Tabung permeater yang terdiri dari :

- Batu pori 2 buah

- Siil dari karet 2 buah

- Pegas (peer)

Pipa vertical (pisometer)

Gelas Ukur

Timbangan

Alat Pencatat waktu

Sample tanah

d. Prosedur Percobaan Falling Head Test

Tanah yang dipakai dalam keadaan undisturbedsample atau tanah asli

Ambil contoh di lapangan yang sudah ditentukan dengan cetakan (ring) permeabilitas

Ratakan pada ujung dan pangkalnya dengan pisau

Masukkan contoh tanah dengan extruder ke dalam tabung permeameter yang sudah

dilengkapi dengan porostone (batu pori) pada ujung dan pangkalnya

Setelah itu ukur tinggi sampel lalu timbang (berat contoh + tabung saja)

Di atas batu pori diletakkan kertas filter, lalu contoh tanah di atasnya beri lagi kertas

filter baru batu pori, lalu kertas

Kemudian tutup tabung permeameter sampai menekan pegas sehingga pegas memberi

tekanan pada contoh tanah, selain itu juga untuk menjaga tanah tetap pada tempatnya

sewaktu tanah menjadi jenuh

Air dialirkan pada pisometer, hilangkan gelembung-gelembung udaranya

Pembacaan pertama setelah contoh tanah jenuh, ukur tinggi air (ho) dari datum sampai

tinggi mula-mula, catat waktunya (to)

Pembacaan kedua dari datum sampai tinggi setelah penurunan air (h1), catat waktunya

(t1).

e. Flowchart Percobaan

Sample dalam keadaan undisturbed sampel atau tanah aslli

Ambil contoh dilapangan yang sudah ditentukan dengan ring permeabilitas

Ratakan ujung dan pangkal ring dengan pisau

Masukkan contoh tanah ke dalam tabung permeameter yang sudah dilengkapi porostone pada ujung dan pangkal

Timbang sample dengan tabungnya serta ukur tinggi tabung

Kemudian tutup tabung permeameter sampai menekan pegas sehingga pegas memebrikan tekanan pada sample, selain itu menjaga sample tetap pada tempatnya

Aliran air pada pisometer, hilangkan gelembung-gelembung udaranya

Pembacaan pertama setelah sample, ukur tinggi air(h0) dari datum sampai tinggi mula-mula. Pembacaan kedua dari datum sampai tinggi setelah penurunan catat waktunya

Diatas batu pori letakkan kertas filter kemudian letakkan sample tanah dan beri kertas filter lagi baru batu porus

f. Perhitungan

Untuk test Falling Head, air didalam pipa yang dipasang diatas contoh tanah dibiarkan turun. Volume air yang melewati contoh tanah adalah sama dengan volume air yang hilang di dalam pipa :

k. (h/L). A. dt = a. dh (1)

Dimana :A = luas penampang contoh tanaha = luas penampang pipa (tabung buret)dt = waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalirdh = tinggi air didalam pipa yang hilang

Persamaan (1) diatas dapat dituliskan :

dt = (a.L/A.k). (dh/h)......atau t = (aL/Ak) ln (h1/h2)

Atau dapat disederhanakan menjadi :

KT=aLA

2.3( t1 − t2 )

logh1

h2 (2)

Keterangan :

KT = Koefisien Rembesan (cm/det)

a = Luas pipa (cm²)

L = Panjang contoh tanah (cm)

A = Luas contoh tanah

h1 = tinggi air pada t1

h2 = tinggi air pada t2

g. Contoh Perhitungan Uji Permeabilitas Falling Head

No. Contoh 1 2 3 4

1.Φ Dalam Pipa (cm) 1,5 1,5 1,5 1,5

2.a Pot. Dalam Pipa (cm2) 1,7663 1,7663 1,7663 1,7663

3.Φ Contoh Tanah (cm) 6 6 6 6

4.A Pot. Contoh Tanah (cm2) 28,260 28,260 28,260 28,260

5.Panjang Contoh Tanah L

(cm)2 2 2 2

6.Waktu (menit) 1440 1440 1440 1440

7.Tinggi Air Pada t1 --> h1 46,8 36,8 48,8 38,8

8.Tinggi Air Pada t2 --> h2 36,8 32,8 38,8 34,8

9.h1 / h2

10.log h1 / h2

11.a. L

12.a. L / A

13.2,3 / (t2 - t1)

14.kT = a.L/A.2.3/(t2-t1).log

h1/h2

15.T (oC) 26 26 26 26

16.XT / X20oC

17.K20 = kT.XT / X20oC

19.Koefisien Kerembesan

(cm/dt)

Contoh Perhitungan

Diameter Contoh Tanah = 6 cm

Diameter Dalam Pipa = 1,45 cm

Luas Pipa (a) = 0,25 × π × 1,452 = 1,6505 cm2

Panjang Contoh Tanah (L) = 6 cm

Luas Contoh Tanah (A) = 0,25 × π × 62 = 28,26 cm2

Pembacaan Pengukuran

Pada hari pertama

Tinggi air pada (t1) : h1 = 45,6 cm

Tinggi air pada (t2) : h2 = 36,2 cm

t = 1 hari

= 1 × 24 jam × 60 menit × 60 detik

= 86400 detik

Suhu air (T) = 26o

Dari grafik variasi

XTO C

X20O C , maka didapatkan :

X26O C

X20O C = 0,867 Ratio kekentalan

maka...

k T =

a×LA

× 2,3( t2−t1 )

×logh1

h2

=

1,6505×628 ,26

× 2,3(86400−0 )

×log45 ,636 ,2

= 9,35213 ×10-7 cm/detik

k T

200C = kT ×

XTO C

X20O C

= 9,35213 ×10-76 × 0,867 = 8,10829 ×10-7 cm/detik

Koefisien permeabilitas rata-rata :

KT

200C =

8,10829x10-7+2 ,81141 x10-7+8 ,75479 x10-7+4 ,17053 x10-7

4

= 5,96125 x 10-7 cm/det

Dari percobaan falling head diperoleh koefisien permeabilitas sebesar

5,96125 x 10-7 cm/det, sehingga disimpulkan jenis tanah pada percobaan ini adalah

lempung ( k pada suhu 20 oC= 10-8 - 10-5 mm/dt )

Penurunan Rumus :

dQ = kx

hL

xAxdt

axdh = kx

hL

xAxdt

axdhh =

kxAL

xdt

dimana : dQ = a x dh ; a = luas pipa

Integrasi antara batas h1 – h2 dan 0 – t

ax∫h1

h2dhh

= kx

AL

x∫0

1

dt