Upload
baron-al-amru
View
335
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Dalam kegitan budidaya tanaman atau lebih umumnya kegiatan pertanian
hal yang paling pertama adalah pengolahan lahan agar supaya tanah siap untuk
ditanami dengan harapan dapat memberikan hasil yang optimal. Pada dasarnya,
pengolahan tanah merupakan manipulasi mekanik terhadap tanah yang diperlukan
untuk menciptakan keadaan tanah olah yang siap tanam.
Pengolahan tanah berkaitan erat dengan produksi tanaman, terutama dalam
menyiapkan struktur tanah yang cocok untuk pertumbuhan. Pengolahan tanah
selain akan menggemburkan, sekaligus memadatkan tanah yang berpengaruh
terhadap fisik dan mekanika tanah, dan pengaruh ini pun memberikan akibat
perubahan udara dan air dalam tanah, juga memberikan pembatasan mekanis pada
perkembangan akar dengan lapisan keras pada tanah. Di dalam kegiatan tanah
perlu adanya perhitungan yang memperhatikan besarnya gaya luar yang dapat
diberikan agar tanah yang diolah tidak mengalami kerusakan secara fisik.
Sehingga pengolahan tanah tersebut dapat memberikan kondisi tanah yang cocok
bagi pertumbuhan tanaman, bukan sebaliknya menghambat pertumbuhan dengan
adanya pemadatan akibat pengolahan tanah. Oleh karena itu, praktikum mengenai
cone index dan shear strength ini sangat membantu praktikan dalam upaya
mempelajari mengenai ketahanan tanah.
1.2 Tujuan praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini diharapkan agar mahasiswa dapat
mengetahui apa yang dimaksud serta dapat melakukan pengukuran mengenai cone
index dan shear strength.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kekuatan Geser Tanah
Kekuatan geser suatu massa tanah merupakan perlawanan internal tanah
tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang
geser dalam tanah yang dimaksud. Untuk menganalisis masalah stabilitas tanah
seperti daya dukung, stabilitas talud (lereng), dan tekanan tanah ke samping pada
turap maupun tembok penahan tanah, mula-mula kita harus mengetahui sifat-sifat
ketahanan pergeseran tanah tersebut. Pendekatan secara teoritis untuk
menyelesaikan permasalahan mengenai mekanika tanah pada lahan yang miring
adalah dengan menggunakan konsep yang berlaku umum di mekanika tanah
berdasarkan stabilitas massa tanah pada lereng tak hingga dan konsep berdasarkan
hukum kekekalan massa dan kekekalan momentum. Dari kedua pendekatan
tersebut dengan menggunakan parameter-parameter tanah yaitu : rapat massa butir
tanah, rapat massa air, angle of repose, porositas dan koefisien gesek statik
didapatkan rumusan/persamaan sudut kemiringan lereng kritis yang sama,
meskipun terdapat perbedaan (Capper,1976). Mohr (1980) mengatakan bahwa
keruntuhan terjadi pada suatu material akibat kombinansi kritis antara tegangan
normal dan geser, dan bukan hanya akibat tegangan normal maksimum atau
tegangan geser maksimum saja.
Tahanan Gesek terdiri dari:
1. Gesekan interna l: gesekan antar partikel tanah
2. Kohesi : tahanan yang terjadi karena adanya gaya tarik menarik antar partikel di
dalam satuan massa tanah.
Secara umum, jenis tanah kuarsa seperti tanah pasir memiliki tahanan gesek
yang sepenuhnya berasal dari 2 kombinasi 1 dan 2 diatas.
Terdapat 3 tipe tanah,yaitu:
1.Tanah butiran kuarsa yang friksional tapi tidak kohesif (Ф = 450)
2.Tanah butrian halus yang kohesif ( Ф = 0)
3.Tanah butiran halus kuarsa yang friksional dan kohesif ( c-Ф).
Harga parameter-parameter kekuatan geser tanah dapat ditentukan dengan
pengujian di laboratorium, yaitu terutama dengan melakukan dua pengujian pokok
uji geser langsung dan uji triaksial.
Tabel 1. Parameter Kekuatan Geser Tanah
Tipe Tanah Ф(deg)
Pasir : butiran bulat
Renggang/lepas
Menengah
Padat
27-30
30-35
35-38
Pasir : butiran bersudut
Renggang/lepas
Menengah
Padat
30-35
35-40
40-45
Kerikil bercampur pasir 34-38
Lanau 26-35
Pada uji tegangan - terkendali (stress - controlled), tegangan geser diberikan
dengan menambahkan beban mati secara bertahan, dan dengan penambahan yang
sama besar setiap kali, sampai runtuh. Keruntuhan akan terjadi sepanjang bidang
bagi dari kotak metal tersebut. Setelah melakukan penambahan beban, maka
pergerakan geser pada belahan kotak sebelah atas diukur dengan menggunakan
sebuah arloji ukur horizontal. Selama pengujian berlangsung dapat diukur dengan
pertolongan sebuah arloji ukur lain yang mengukur perubahan gerak arah vertical
dari pelat beban.
Pada uji regangan-terkendali, suatu kecepatan gerak mendatar tertentu
dilakukan pada bagian belahan atas dari pergerakan geser horizontal tersebut
dapat diukur dengan bantuan arloji ukur horizontal. Besarnya gaya hambatan dari
tanah yang bergeser dapat diukur dengan membaca angka pada sebuah arloji ukur
ditengah sebuah pengukur beban lingkaran.
Keterandalan Uji Geser Langsung adalah pada umumnya agak mudah
dilakukan, tetapi uji tersebut mempunyai beberapa kelemahan. Hal ini karena
pada uji ini sampel tanah tidak dapat runtuh pada bidang geser yang terlemah
tetapi runtuh sepanjang bidang di antara dua belahan kotak geser tersebut. Juga
distribusi tegangan geser pada bidang geser mungkin tidak merata akan
tetapi,biarpun dengan adanya kekurangan-kekurangan tersebut, uji geser langsung
tetap merupakan uji yang paling mudah dan paling ekonomis untuk tanah-tanah
pasir jenuh maupun kering (BM.Das).
Uji traksial adalah uji yang paling dapat diandalkan untuk menentukan
parameter tegangan geser. Uji ini telah digunakan secara luas untuk keperluan
pengujian biasa ataupun keperluan riset. Uji triaksial ini berlawanan dengan
keadaan uji geser langsung, karena bidang keruntuhan pada benda uji dalam uji
triaksial tidak dapat ditentukan sebelumnya. Dan dari berbagai diskusi tentang uji
triaksial, bahwa kekuatan geser dari tanah tergantung pada besarnya tegangan air
pori yang terjadi selama uji berlangsung. Tegangan air pori akan berkurang dan
menghilang akibat adanya drainase dari dan ke dalam benda uji. Dan tentu saja uji
triaksial lebih sukar dan mahal dilakukan dibandingkan dengan uji geser
langsung. Dimana kondisi pengukurannya :
a. Undrained test, gesekan tanpa drainase.
b. Consolidated undrained test, tanah dibiarkan mengalami proses konsolidasi,
lalu gesekan diukur tanpa drainase.
c. Drained test, gesekan diukur pada kondisi tidak ada tekanan pori
(BM.Das,1995).
2.2 Cone Index
Cone index adalah ukuran dari resistansi tanah terhadap tindakan penetrasi
dan juga sebagai indicator dari kekuatan tanah. Para peneliti berpendapat bahwa
cone indeks mempunyai hubungan terhadap sifat-sifat fisik tanah. Fulton (1996)
telah meneliti antara bulk densitas dengan cone index terhadap nilai kemungkinan
ekonomis dari nilai kedalaman pada pengolahan tanah. Kedua faktor tersebut
berhubungan dengan kekuatan tanah. Cone index sudah ditentukan dari 1,5 – 2
Mpa sebagai indikasi yang cukup dan beberapa perlambatan pertumbuhan akar,
dengan berturut-turut, analisa yang berdasarkan nila cone index terhadap
kedalaman dari tiap sampel lokasinya. Cone index mempunyai hubungan linear
terhadap bulk density dan dipengaruhi oleh kelembaban (R. K. Taylor et al,2002).
Didalam pratikum ini, kita menggunakan penetrometer dengan kombinasi dari
suatu sensor kapasitansi dan suatu ASAE tangkai penetrasi standard diuraikan.
TDR yang dibandingkan dengan kombinasikan penetrometer, didapat beberapa
keuntungan, yaitu:
- Tanggapan cepat untuk pengukuran yang berlanjut.
- Biaya rendah dengan ketelitian yang cukup.
- Ketahanan/kesehatan relative dalam kaitan dengan struktur dan geometrisnya.
Kaitan pemulihan geometris yang menyangkut tangkai penetrasi, suatu
pendugaan yang berlebihan untuk pengukuran cone index didalam bidang diamati
dan suatu best-fit penyamaan ditemukan melakukan koreksi kesalahan
ini.Disamping itu, literature menunjukkan bahwa nilai aplikasi ini tergantung
betul pada mutu penafsiran dari data yang dikumpulkan. Pengukuran cone index
terbagi atas :
1. Uji Penetrasi atau Uji duga
Gaya yang diperlukan untuk menekan atau memancang sebuah alat duga
kedalam tanah merupakan ukuran kekuatan tanah.
2. Uji Penetrasi Standar
Dalam pengujian ini biasanya sebuah sampel tanah terganggu tetapi
representative didapatkan dari tabung alat sampel guna identifikasi visual.
Pengujian penetrasi standar paling sering digunakan untuk mengukur
kepadatan relative tanah-tanah granular. Berbagai faktor dapat mempengaruhi
hitungan pukulan yang diperoleh, sehingga perlu bertindak hati-hati saat
mengevaluasi hasil-hasil pengujian, seperti kerikil dalam tanah, penggunaan
batang bor yang lebih berat, sepatu alat sampel yang tumpul, kecerobohan
menjatuhkan palu terhadap tinggi jatuh yang dipersyaratkan.
3. Uji Penetrasi Kerucut.
Penetrometer kerucut terdiri dari kerucut 600 dengan luas dasar lingkaran 1000
mm. Kerucut ditekan masuk kedalam tanah pada kecepatan 10 sampai 20
mm/detik dengan tekanan hidrolis yang diberikan pada batang-batang bor yang
memanjang dari kerucut hingga permukaan tanah. Tahanan penetrasi q didapat
dengan membagi gaya terukur dengan luas kerucut sebesar 1000 mm. Tahanan
ini juga biasa disebut dengan cone index yaitu besarnya tekanan yang diberikan
pada batang bor dengan luas dasar kerucut.
Gambar 1. Penetrometer Kerucut
Dalam (Sutton, 1975) Ketika suatu tanah diberikan tekanan atau gaya dari
luar, gaya vertikal yang melingkupi suatu, massa tanah akan bertambah besar.
jika ingin menghitung gaya tersebut, terlebih dahulu diasumsikan bahwa tanah
tersebut. elastis, homogen dan Isotropik Kemudian dengan menggunakan teori
Elastisitas, persamaan yang dapat dikembangkan adalah sebagai berikut :
S = 300T
2 π r 3 ..............(1)
Dimana:
S = tahanan geser (kg.f-m/cm²)
T = torsi (kgf-m)
Alat pengukur tahanan geser tanah yang digunakan dirancang sedemikian rupa
sehingga persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi:
S =
T2 ..........(2)
Cara Mengukur Cone Index
1) Pasang cone pada ujung penetrometer
2) Tegakkan secara vertikal pada tanah yang akan diuji
3) Tekankan kedalam tanah dengan gaya tekan yang tetap sampai ujung cone
berada di bawah permukaan tanah
4) Pada kedalaman tertentu dibaca besarnya tekanan vertikal yang diberikan
untuk menekan alat tersebut
Draft Spesifik Tanah
Nilai draft spesifik tanah diperoleh dari persamaan Kisu (1972) cit Santosa
(1993) yaitu:
F = 80 x F'
75,5−Ip………..(3)
Dengan :
F = Draft spesifik tanah (kg / cm2),
F’ = Draft spesifik tanah yang dimodifikasi dengan indeks plastisitas tanah (kg /
cm2), dan Ip = Indeks plastisitas tanah (%).
Nilai F’
Dapat dihitung dengan rumus :
F’ = Ci2
600+ 1
Ci….…...(4)
Dengan :
Ci adalah indeks kerucut (cone index) dalam kg / cm2. Nilai indeks kerucut diukur
pada kedalaman 5 cm, 10 cm, 15 cm, dan 20 cm dengan menggunakan
penetrometer.
Ci = 1n∑k=1
n Gk
A ……….(5)
Dengan:
Ci = index kerucut (kgf.cm2)
Gk = beban yang diberikan pada setiap kedalaman penetrometer (kg)
A = luas alas kerucut penetrometer (cm2).
K = pengukuran pada kedalaman tertentu.
n = jumlah pengukuran, masing-masing pada kedalaman yang berbeda
Sedangkan indeks plastisitas tanah dihitung dengan menggunakan rumus:
Ip = 0,8 x C – 4,5 ..............(6)
Dengan:
Ip = Indeks plastisitas tanah (%),
C = Kandungan lempung (clay) tanah (%).
Untuk keperluan tersebut, maka dilakukan analisis tekstur tanah. Besarnya
gaya tekan penetrometer bergantung pada kadar air tanah. Dengan demikian
juga dilakukan pengukuran kadar air tanah
BAB IV
HASIL
4.1. Hasil
A. Data hasil pengukuran cone index (indeks kerucut) (Kelompok 3)
Lokasi Kedalaman Beban (kg.F) Rerata (kg)
(cm) 1 2 3
1
0 1,9x103 1,9 x 103 2 x 103 1,93 x 103
5 34,9 x 103 20,4 x 103 23,2 x 103 26,17 x 103
10 45,8 x 103 29,6 x 103 31,4 x 103 35,6 x 103
15 - 32,5 x 103 48,1 x 103 40,3 x 103
20 - - 49,1 x 103 49,1 x 103
25 - - - -
2
0 0,6 x 103 0 2 x 103 1,3 x 103
5 24,2 x 103 15,5 x 103 0,2 x 103 13,3 x 103
10 26,1 x 103 18,6 x 103 20,7 x 103 21,8 x 103
15 19 x 103 18,3 x 103 37,4 x 103 24,9 x 103
20 18 x 103 28,3 x 103 - 23,15 x 103
25 36,7 x 103 - - 36,7 x 103
B. Data hasil pengukuran shear stress
Lokasi kedalaman (cm) Tekanan maks 25 kg.F.m
0 0
10 0,5
20 0,9
Data Semua Kelompok
A. Cone Index
Kelompok LokasiRata-rata beban (N)
0 5 10 15 20 25
3 1 1930 26170 35600 40300 49100 -
2 866,67 13300 21800 24900 23150 36700
4 1 530 9030 8970 15770 - -
2 0 11300 30260 - - -
5 1 0 150 560 690 - -
2 0 220 450 670 800 730
6 1 0 866,7 961,67 1000 - -
2 0 355 402 473,3 529,67 623,67
1 1 0 20 550 - - -
2 0 80 1040 550 610 590
2 1 0 230 400 491,67 566,67 703,3
2 0 203,3 353,3 456,67 490 516,67
Rata-rata beban
tiap kedalaman
(Gk)
277,22 5160,4 8445,5 8530,110749,
46643,94
Gk/A (N/cm2) 138,61 2580,2 4222,75 4265,05 5374,7 3321,97
Gk/A 19903,28 N/cm2
Ci = 1/12. Gk/A 1658,6 N/cm2 = 169,07 Kg.F
Maka, nilai index kerucut untuk seluruh lahan yang digunakan dalam
praktikum kali ini adalah sebesar 1658,6 N/cm2 . Hubungan antara kedalaman
tanah dan tahanan penetrasi tanah dapat ditunjukkan pada grafik berikut ini :
0 5 10 15 20 25 300
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah
Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah
Kedalaman Tanah
Gk/A
Grafik 1. Hubungan Kedalaman dan Gk/A
B. Shear stress
Kelompok
Torsi Maksimum Tanah Pada Setiap
Kedalaman (KgF.m)
0 cm 10 cm 15 cm
3 0 0,5 0,9
4 0 0,73 0,9
5 0,4 0,5 0,3
6 0,4 0,5 0,7
1 0 0,9 0,5
2 0,4 0,5 0,3
Rata-rata 0,2 0,605 0,6
Torsi total 0,468 KgF.m . 9,81 = 4,59 Nm
S=T/2 0,234 KgF.m/cm2 . 9,81= 2,295 Nm/cm2
Maka, nilai shear stress untuk seluruh lahan yang digunakan dalam
praktikum kali ini adalah sebesar 0,234 KgF.m/cm2 atau 2,295 Nm/cm2.
Hubungan antara kedalaman tanah dan torsi maksimum tanah dapat ditunjukkan
pada grafik berikut
0 5 10 15 20 250
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7f(x) = 0.0200000000000001 x + 0.283333333333334R² = 0.657534246575343
Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum
Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi MaksimumLinear (Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum)
Kedalaman Tanah
Tors
i Mak
simum
Grafik 2. Hubungan Kedalaman dan Rata-rata Torsi
TUGAS
1. Plotlah hubungan antara tahanan penetrasi tanah (G/A) dengan kedalaman.
Berilah penjelasan mengapa hal itu terjadi.
2. Bila lahan tersebut digunakan bajak singkal dengan lebar kerja 120 cm
dengan kedalaman pengolahan 25 cm dan kecepatan maju 6 km/jam.
Berapa daya yang harus tersedia pada drawbar traktor yang akan
digunakan ?
3. Untuk lahan ini, bagaimana hubungan antara kedalaman pembajakan
dengan kebutuhan daya pengolahan tanah ?
4. Bila pada lahan yang sama akan dilakukan pembajakan dengan bajak putar
dengan lebar kerja 100 cm dan kedalaman 20 cm pada kecepatan putaran
PTO 450 rpm. Berapa kebutuhan dayanya ?
5. Hitung kebutuhan energy pembajakan per hektar untuk kedua bajak
6. Apakah anda yakin bahwa indeks kerucut merupakan variabel pendiga
yang tepat untuk draft pengolahan gtanah ? bukankah bajak bergerak
horizontal sementara penetrometer bergerak vertical di dalam tanah ?
Jawaban No.1 :
Kelompok Lokasi Rata-rata beban (N)
0 5 10 15 20 25
3 1 1930 26170 35600 40300 49100 -
2 866,67 13300 21800 24900 23150 36700
4 1 530 9030 8970 15770 - -
2 0 11300 30260 - - -
5 1 0 150 560 690 - -
2 0 220 450 670 800 730
6 1 0 866,7 961,67 1000 - -
2 0 355 402 473,3 529,67 623,67
1 1 0 20 550 - - -
2 0 80 1040 550 610 590
2 1 0 230 400 491,67 566,67 703,3
2 0 203,3 353,3 456,67 490 516,67
Rata-rata beban
tiap kedalaman
(Gk)
277,22 5160,4 8445,5 8530,110749,
46643,94
Gk/A (N/cm2) 138,61 2580,2 4222,75 4265,05 5374,7 3321,97
Gk/A 19903,28 N/cm2
Ci = 1/12. Gk/A 1658,6 N/cm2 = 169,07 Kg.F
Maka harga index kerucut untuk seluruh lahan adalah 169,07 Kg.F atau
1658,6 N/cm2. Hubungan antara tahanan penetrasi tanah (G/A) dengan kedalaman
ditunjukkan pada grafik :
0 5 10 15 20 250
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah
Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah
Kedalaman Tanah
Gk/A
Grafik menunnjukkan bahwa nilai tahanan penetrasi tanah dengan
kedalaman mempunyai hubungan berbanding lurus. Artinya, semakin dalam tanah
maka tahanan penetrasi yang dimilikinya akan semakin besar. Begitupun
sebaliknya, tahanan penetrasi kecil jika kedalaman tanah berkurang atau kecil.
Jawaban No.2 :
Bila untuk lahan tersebut akan digunakan bajak singkal dengan lebar kerja
120 cm, dengan kedalaman pengolahan 25 cm dan kecepatan maju 6 km/jam,
maka :
Tahanan Spesifik (F’) = Ci2
600 Ci + 1 =
(169,07 )2600(169,07)
+ 1 = 1,28 kg/cm2
Indeks Plastisitas Tanah (P1) = 0,8 (0,3) – 4,5 = -4,22
Unit draft (F) = 80 F '
77,5−p 1 = 1,25 kgf/cm2 = 12,26 N/cm2
Draft = Unit draft x lebar kerja x kedalaman
= 12,26 N/cm2 x 120 cm x 20 cm
= 29424 kN
Daya = Draft x kecepatan
= 29424 kN x 0,216nm/s
= 6355,584 kWatt
= 851,95 HP
Jawaban No.3 :
Hubungan antara kedalaman pembajakan dengan kebutuhan daya
pengolahan tanah adalah berbanding lurus. Hal ini disebabkan semakin dalam
tanah maka tahanan penetrasi tanah semakin besar sehingga daya yang diperlukan
untuk mengolahnyapun besar.
Jawaban No.4 :
Kelompok
Torsi Maksimum Tanah Pada Setiap
Kedalaman (KgF.m)
0 cm 10 cm 15 cm
3 0 0,5 0,9
4 0 0,73 0,9
5 0,4 0,5 0,3
6 0,4 0,5 0,7
1 0 0,9 0,5
2 0,4 0,5 0,3
Rata-rata 0,2 0,605 0,6
Torsi total 0,468 KgF.m . 9,81 = 4,59 Nm
S=T/2 0,234 KgF.m/cm2 . 9,81= 2,295 Nm/cm2
Maka, nilai shear strength (S) pada lahan adalah sebesar 0,247 Kg.Fms2 atau
0,234 KgF.m/cm2. Ditunjukan pada grafik :
1 2 30
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum
Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum
Kedalaman Tanah
Tors
i Mak
simum
Torsi spesifik PTO :
Ts = S
32
56 + 0,013 = 0,075 Nm/cm2
Gaya = Ts x d x w
= 0,075 Nm/cm2 x 100 cm x 20 cm
= 150 Nm
Daya = 380 x 2 (20 )
putaran x 75 putaran/detik = 7958,7 Watt
= 1066,85 HP
Jawaban no. 5 :
Hitunglah kebutuhan energy pembajakan per hektar untuk kedua bajak. Mengapa
ada perbedaan kebutuhan energy diantara keduanya?
Energi bajak singkal = draft x jarak
1 h ektar =
573,99 N x 30 m1 h ektar
= 17,2197 KNm/hektar = 1,72197 KJ/hektar.
Energi bajak putar = draft x jarak
1 h ektar=233,088 N x30 m
1h ektar
= 6,9927 KNm/hektar = 6,9927 KJ/hektar.
Perbedaan kebutuhan energy pada kedua bajak dapat terjadi karena terdapat
perbedaan arah gaya diantara keduanya. Kebutuhan energy pada bajak singkal
lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan energy pada bajak rotary karena
bajak singkal melawan arah gaya dari Soil Resistance. Sedangkan bajak rotary
mengangkat arah gaya dari Soil Resistance.
Jawaban No. 6 :
Indeks kerucut (cone index) merupakan variabel penduga draft pengolahan yang
tepat walaupun bajak bergerak horizontal.
4.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini akan membahas mengenai pendugaan draft
pembajakan. Draft merupakan salah satu unsur kinerja bajak yang dapat
menunjukkan besarnya gaya yang harus diberikan oleh traktor pada bajak untuk
suatu pembajakan. Alat yang akan digunakan dalam penentuan draft pembajakan
adalah cone penetrometer dan shearing ring. Kedua alat tersebut termasuk pada
metode pengukuran empirik yang akan membantu dalam menentukan atau
menduga besarnya draft spesifik dan torsi spesifik.
Pada pengukuran cone index di lapangan menggunakan penetrometer, hal
pertama yang dilakukan adalah penentuan titik-titik pengukuran. Semakin banyak
lokasi atau titik pengukuran pada suatu lahan maka makin teliti hasil yang akan
diperoleh. Dalam praktikum ini setiap kelompok akan melakukan 2 kali
pengukuran menggunakan penetrometer, sehingga nantinya akan diperoleh 12
titik pengukuran cone index. Pada setiap satu titik akan diukur cone index untuk
setiap kedalaman 0 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, dan 25 cm. Dengan
kedalaman tersebut, maka nilai cone index akan berbeda-beda hal ini dikarenakan
cone index merupakan kekuatan tanah dalam menahan penetrasi, penetrasi yang
digunakan pada praktikum ini yaitu penetrasi kerucut. Dengan kedalaman yang
berbeda-beda, diketahui bahwa semakin dalam nilai cone index akan semakin
besar, hal ini berarti bahwa semakin dalam nilai ketahanan atau resistansi tanah
akan semakin besar. Dari hasil pengukuran di lapangan, beberapa kelompok
mengalami kesulitan untuk mengetahui nilai beban saat kedalaman 20 - 25 cm, hal
ini karena bagian tanah yang sangat keras. Selain itu dalam beberapa hari sebelum
praktikum dilaksanakan di daerah Jatinangor tidak mengalami hujan sehingga
membuat tanah menjadi lebih keras. Nilai cone index yang diperoleh yaitu sebesar
1658,6 N/cm2.
Pada pengukuran tahanan geser, pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui
besarnya perlawanan atau kekuatan tanah pada tiap satuan luas terhadap geseran
tanah. Nilai dari hasil pengukuran akan menunjukan beban maksimum yang dapat
ditahan oleh tanah sebelum tanah tersebut mengalami keruntuhan. Untuk
pengukuran tahanan geser, pengukuran dilakukan pada satu titik dengan beberapa
kedalaman yang berbeda, yaitu 0 cm, 10 cm, dan 15 cm. Dari pengukuran yang
Tafsir
240110090003
dilakukan diperoleh nilai tahanan geser yaitu sebesar 2,295 Nm/cm2. Beberapa
kendala yang diperoleh dari pengukuran tahanan geser ini ialah terkadang alat
yang digunakan belum dilakukan tindakan kalibrasi terlebih dahulu sehingga skala
yang ditunjukan oleh jarum kurang tepat. Lahan yang digunakan seharusnya
dibersihkan terlebih dahulu dari rumput dan akar-akar tanaman pengganggu dan
benar-benar dicangkul sedalam 10 - 15 cm, namun karena kondisi tanah yang
keras dan praktikan yang malas untuk mencangkul sesuai kedalaman yang telah
ditentukan, kedalaman 10 - 15 cm tidak tercapai dengan benar.
4.2 Pembahasan
Pada praktikum mesin dan peralatan pertanian yang kedua kami
melakukan pengukuran besar indeks kerucut dan kekuatan geser pada tanah yang
berada pada lahan Gedung Baru FTIP.
Cone index atau indeks kerucut adalah ukuran dari resistensi tanah
terhadap tindakan penetrasi dan juga sebagai indicator dari kekuatan tanah. Cone
index sudah ditentukan dari 1,5 – 2 Mpa sebagai indikasi yang cukup dan
beberapa perlambatan pertumbuhan akar, dengan berturut-turut, analisa yang
berdasarkan nilai cone index terhadap kedalaman dari tiap sampel lokasinya. Cone
index mempunyai hubungan linear terhadap bulk density dan dipengaruhi oleh
kelembaban (R. K. Taylor et al,2002).
Didalam pratikum ini, kita menggunakan penetrometer. Penetrometer
yang kami gunakan adalah penetrometer digital. Penetrometer digital memiliki
nilai yang lebih presisi dibandingkan dengan penetrometer manual, karena
penetrometer ini sangat sensitif dengan perubahan apapun di sekitarnya. Hanya
saja hasil dari pengukuran menggunakan penetrometer digital ini masih dalam
satuan kilogram sehingga harus dikalikan dengan 1000 untuk mendapatkan
konversi nilai dalam satuan kilogram force.
Masing-masing kelompok melakukan pengukuran di 2 titik lokasi. Setiap
lokasi diukur besar indeks kerucutnya pada kedalaman 0,5,10,15,20,25 cm hingga
penetrometer menunjukkan nilai maksimal, maka itu berarti pada tanah tersebut
nilai indeks kerucutnya sudah sangat tinggi. Seperti pada lokasi pertama
pengukuran kelompok kami, pengukuran indeks kerucut berhenti pada kedalam
lubang 20 cm. Hal ini terjadi karena pada saat menuju kedalaman 25 cm
penetrometer tidak dapat lagi bertambah nilainya dan sudah menunjukkan angka
maksimal. Pada saat nilai indeks kerucut pada penetrometer sudah menunjukkan
angka maksimal maka penetrometer sebaiknya tidak didorong lagi ke dalam
tanah, karena akan menyebabkan kerusakan atau bahkan dapat mengakibatkan
alat menjadi patah. Selanjutnya pada lokasi kedua penetrometer dapat mengukur
besar cone indeks hingga kedalam 25 cm. Hal ini menunjukkan bahwa tanah di
lokasi pengukuran pertama memiliki nilai indeks kerucut yang lebih besar
dibandingkan dengan indeks kerucut pada tanah di lokasi pengukuran kedua.
Nela Angela Sihole
240110090008
Selanjutnya kami juga melakukan pengukuran kekuatan geser tanah
dengan menggunakan sebuah alat bernama Shearing Ring. Kekuatan geser suatu
massa tanah merupakan perlawanan internal tanah tersebut per satuan luas
terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah yang
dimaksud. Untuk menganalisis masalah stabilitas tanah seperti daya dukung,
stabilitas talud (lereng), dan tekanan tanah ke samping pada turap maupun tembok
penahan tanah, mula-mula kita harus mengetahui sifat-sifat ketahanan pergeseran
tanah tersebut. Pada pengukuran ini kami hanya mengukur pada satu lokasi saja
dengan 3 variasi kedalaman tanah. Kami mengukur besar kekuatan geser tanah
pada kedalaman 0, 10, dan 20 cm dengan tekanan maksimal sebesar 25
kilogramforce meter. Pada kedalaman tanah sebesar 0 cm, maka nilai kekuatan
geser tanahnya juga tidak ada. Selanjutnya pada kedalaman tanah 10 cm,
dihasilkan kekuatan geser sebesar 0,5. Terakhir, pada kedalaman tanah sebesar 20
cm dihasilkan nilai kekuatan geser tanah sebesar 0,9 kilogram force meter per
centimeter kuadrat. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar kedalaman pada
tanah, maka nilai kekuatan gesernya juga akan semakin besar.
4.2. Pembahasan
Pada praktikum mesin dan peralatan pertanian kali ini praktikan melakukan
pendugaan draft pembajakan. Draft menunjukkan besarnya gaya yang harus
diberikan oleh traktor pada bajak untuk suatu pembajakan. Apabila draft telah
diketahui, maka untuk ukuran bajak, traktor, dan kecepatan pembajakan dapat
ditentukan. Besarnya draft dapat diketahui dengan cara mengukurnya secara
langsung atau dengan menduganya dengan metode tertentu, yakni metode empiris,
metode semi-empiris, dan analisa plastisitas. Pada praktikum ini menggunakan
metode empiris, dimana draft diduga dengan sifat fisik tanah tertentu. Sifat fisik
tanah diukur dengan cone penetrometer dan shearing ring.
Pada percobaan cone index, penentuan titik sebanyak 12 dengan masing-
masing kedalaman 0,5,10,15,20,25. Setelah dilakukan pengukuran, maka didapat
nilai index kerucut untuk seluruh lahan sebesar 1658,6 N/cm2. Pada grafik
hubungan kedalaman dan penetrasi tanah, terlihat bahwa garis semakin lama
semakin naik keatas kemudian mengalami penurunan. Lalu pada percobaan shear
stress penentuan titik sebanyak 6 dengan masing-masing kedalaman 0,10,dan 20
cm dengan tekanan maksimal pada saat pecobaan 25 kgFm dan didapatlah nilai
shear stress untuk seluruh lahan sebesar 0,234 KgF.m/cm2 atau 2,295 Nm/cm2.
Pada grafik hubungan kedalaman dan torsi maksimum terlihat bahwa garis
semakin lama semakin naik keatas kemudian mengalami penurunan.
Pada saat melakukan praktikum, waktu yang digunakan sangat tidak efektif
dikarenakan alat tersedia terbatas dan anggota praktkum yang sedikit.
Yollanda R. K.
240110090023
4.2 Pembahasan
Pada praktikum Mesin dan Peralatan Pertanian kali ini akan membahas
mengenai kekuatan tanah menahan beban, baik dari arah vertikal maupun beban
geser pada tanah. Untuk itu alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah
cone penetrometer dan shear ring.
Pengukuran kekuatan tanah terhadap gaya vertikal menggunakan alat cone
penetrometer. Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan memberikan tekanan
terhadap tanah dari atas, lalu pada kedalaman tertentu akan menunjukkan tekanan
yang diberikan terhadap tanah. Pada umumnya, semakin dalam cone masuk
kedalam tanah maka gaya yang diperlukan juga semakin besar. Namun terdapat
beberapa kondisi yang menyebabkan tekanan menurun pada tingkat kedalaman
yang lebih tinggi. Hal ini disebakan oleh struktur tanah yang bervariatif, dimana
tingkat kepadatannya berbeda-beda pada kedalaman tertentu. Nilai index kerucut
untuk seluruh lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah sebesar
1658,6 N/cm2.
Selanjutnya adalah pengukuran kekuatan tanah terhadap tekanan dari arah
horizontal. Tekanan ini menyebabkan bergesernya lapisan tanah bagian atas yang
ditunjukkan oleh gejala pecah atau retaknya lapisan tanah. Pengukuran ini
dilakukan di satu lokasi untuk menghemat waktu. Metode pengukuran shear
strength dilakukan dengan memberikan gaya yang bervariasi antara kedalaman 0,
10, dan 15 cm. Semakin besar tekanan yang diberikan kedalam tanah, makan
dibutuhkan kekuatan lebih besar untuk menggeser permukaan tanah. Nilai shear
stress untuk seluruh lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah
sebesar 0,234 KgF.m/cm2 atau 2,295 Nm/cm2.
Pembacaan dari alat cone penetrometer dan shear ring dapat menentukan
tingkat keakuratan dalam pengukuran. Sebab alat ukur berupa instrumen analog
membutuhkan ketepatan dalam pembacaan skala, yaitu tegak lurus, sedang
penggunanan alat yang membutuhkan tenkanan akan menyebabkan alat tidak
berdiri stabil sehingga pembacaan skala harus dilakukan dengan seksama. Lapisan
tanah yang terlalu keras juga menjadi kendala dalam praktikum kali ini, karena
sulit untuk menekan tanah yang sangat kering serta terdapat banyak akar pohon
didalamnya.
Baron Al Amru
240110090027
4.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengukur dan menentukan cone
index dan shear strength pada suatu tanah yaitu dengan cara menggunakan cone
penetrometer dan shear ring. Dengan alat tersebut kita dapat menetukan kekuatan
tanah dalam menerima gaya horizontal dan vertikal.
Pertama-tama dilakukan pengukuran cone index pada dua lokasi yang
berbeda dimana pada setiap lokasi tersebut dilakukan pengukuran setiap
kedalaman sebesar 5cm. Pada literatur menunjukkan bahwa setiap penambahan
kedalaman tanah maka tekanan akan meningkat, akan tetapi yang terjadi pada bab
hasil yaitu tekanan pada setiap kedalaman bervariatif. Hal tu menunjukan struktur
tanah pada setiap kedalaman tertentu berbeda-beda membentuk sebuah profil
tanah yang menyebabkan daya tahan terhadap tekanan yang berbeda. Selain itu
dikarenakan saat penekanan cone penetrometer kecepatannya tidak konstan
sehingga datanya pun tidak akurat. Adapaun nilai index kerucut untuk seluruh
lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini sebesar 1658,6 N/cm2. Selanjutnya
pada pengukuran shear strength dilakukan di satu titik saja. Prinsip kerja yang
dilakukan pada pegukuran shear strength adalah tanah dikenakan gaya luar berupa
arah vertikal kemudian diukur dengan menggunakan shear ring untuk mengetahui
daya tahan tanah terhadap gaya luar tersebut. Dapat dilihat pada hasil bahwa
semakin dalam dengan tekanan semakin besar maka kekuatan geser atau nilai
shear strengthnya akan semakin besar. Adapun nilai shear stress untuk seluruh
lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah sebesar 0,234 KgF.m/cm2
atau 2,295 Nm/cm2.
Pada praktikum kali ini terdapat beberapa kesalahan yang dapat
menyebabkan kesalahan data pada praktikum yaitu seperti kesalahan praktikan
pada saat pembacaan nilai pada alat cone penetrometer. Akibat dari kesalahan
data tersebut menyebabkan data tidak sesuai dengan literatur yang ada. Faktor
kesalahan lainnya selain dari kesalahan praktikan adalah kondisi tanah yang tidak
normal mengingat cuaca yang akhir-akhir ini jarang turun hujan menyebabkan
kondisi tanah yang kering sehingga menyulitkan praktikan untuk menggunakan
alat-alat tersebut.
Luby Pratama
240110090038
BAB V
KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari pelaksanaan praktikum kali ini antara lain :
1. Cone index ialah ukuran dari resistansi tanah terhadap tindakan penetrasi dan
juga sebagai indikator dari kekuatan tanah.
2. Semakin lunak tanah yang digunakan sebagai lokasi pengukuran, maka nilai
cone index yang diperoleh semakin kecil.
Tafsir
240110090003
3. Perbandingan antara kedalaman tanah dengan nilai cone index berbanding
lurus, artinya semakin dalam maka nilai cone indexnya akan semakin besar.
4. Nilai shear strength menunjukan beban maksimum yang dapat ditahan oleh
tanah sebelum tanah tersebut mengalami keruntuhan.
5. Kekuatan tanah dari setiap titik lokasi pengukuran berbeda-beda karena
tekstur serta struktur setiap lahan tidaklah sama.
6. Besarnya nilai tekanan yang diberikan pada tanah bergantung pada tingkatan
kepadatan tanah dan nilai pori suatu tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Ariadi, Derry. 2009. Cone Index. http://derryariadi.blogspot.com/2009/06/cone-
index.html. Diakses pada tanggal 29 September 2012.
Dr. Ir. E. Saifuddin Sarief. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. 1986. Bandung. Penerbit :
Pustaka Buana.
Pandu, Ragil. 2010. Kuat Geser Tanah.
http://ragilpandu.blogspot.com/2010/05/mekanika-tanah-2-kuat-geser-tanah.html.
Diakses pada tanggal 29 September 2012.
Triyadi, Ricky. 2011. Cone Index.
http://triyadirikky06.blogspot.com/2011/10/cone-index-fisika-mekanika-
tanah.html. Diakses pada tanggal 29 September 2012.