Analisis Butiran Tanah

Analisis Butiran Tanah

Analisis butiran tanah adalah penentuan variasi ukuran partikel-partikel yang ada pada tanah. Variasi tersebut dinyatakan dalam presentase dari berat kering total ada dua cara yang umum digunakan untuk mendapatkan distribusi ukuran –ukuran tanah yaitu:

1.Analisis ayakan, untuk tanah berbutir kasar (>0,075mm)

2.Analisis hidrometer, untuk tanah berbutir halus (<0,075mm)

Analisis Ayakan

Analisis ayakan adalah mengayak menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan yang kita pilih, dimana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Untuk standar ayakan di Amerika serikat, nomor ayakan dan ukuran lubang seperti tabel berikut ini:

Mula–mula contoh tanah dikeringkan dengan oven, pada temperatur 105-110ºC, semua gumpalan-gumpalan harus benar-benar dipecah menjadi butir-butir yang berdiri sendiri, kemudian baru diayak pada seperangkat ayakan. Pengayakan dengan getaran (shieve shaker) lebih kurang 10 menit, didiamkan sebentar baru ditimbang masing-masing ayakan dan contoh tanah. Dihitung presentase masing-masing tanah pada setiap ayakan dan presentase kumulatif yang lolos pada tiap ayakan, kemudian digambar pada kertas semi log.

Tabel nomor dan ukuran ayakan

Ayakan Nomor (#No) Lubang (mm)

4 4,750 (batas G &S) USCS

6 3,350

8 2,360

10 2,000 (batas G & S) AASHTO

16 1,180

20 0,850

30 0,600

40 0,425

50 0,300

60 0,250

80 0,180

100 0,150

140 0,106

170 0,088

200 0,075 (batas halus & kasar)

Tabel perhitungan analisa ayakan

#No Diameter (mm)

Berat Ayak (gr)

Berat ayak+

tanah (gr)

Berat tanah

tertahan (gr)

% Tanah Tertahan

(gr)

% Tanah lolos kumulatif

1 2 3 4 5

(4-3)

6

(5/total tn)

x 100%

7

(100%-% Tertahan pada ayakan ybs)

4 4,750

30 0,600

60 0,250

80 0,180

100 0,150

140 0,106

200 0,075

pan -

Tabel perhitungan analisa ayakan (contoh tanah 500 gr)

#No Diameter (mm)

Berat Ayak (gr)

Berat ayak+

tanah (gr)

Berat tanah

tertahan (gr)

% Tanah Tertahan

(gr)

% Tanah lolos kumulatif

1 2 3 4 5

(4-3)

6

(5/total tn)

x 100%

7

(100%-% Tertahan pada ayakan ybs)

4 4,75 220 300 80 16 84

30 0,600 235 310 75 15 69

60 0,250 215 300 85 17 52

80 0,180 240 310 70 14 38

100 0,150 230 290 60 12 26

140 0,106 220 285 65 13 13

200 0,075 225 270 45 9 4

pan - 280 300 20 4 0

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Proyek : Diuji Oleh :JURUSAN TEKNIK SIPIL Lokasi : Nama :POLITEKNIK NEGERI JAKARTA No. Titik : Kelompok :

No. Sample : Kelas :Kedalaman : Tanggal Uji :

HASIL

PEMERIKSAAN

No. # ( mm ) % LOLOS

NO. 4 4,75

NO. 10 2,00

NO. 20 0,840

NO. 40 0,425

NO. 60 0,250

NO. 100 0,150

NO. 200 0,075

Diskripsi Tanah :

Cu = D60/D10 = ……………………

Cc = D302/(D10*D60) = ……………

IP = ……………..

Klasifikasi Tanah : ………………

System : Unified Soil Classification

Saringan

(US. Standard)DISTRIBUTION UKURAN BUTIR

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00

1

0.01 0.

1 1 10

DIAMETER BUTIRAN (mm)

% L

OLO

S SA

RIN

GA

N

Ukuran Efektif, Koefisien Keseragaman,

dan Koefisien Kelengkungan

Ukuran Efektif adalah, diameter dalam kurva gradasi yang bersesuian persen lolos 10%, atau disebut D10.

Koefisien keseragaman (Uniformity Coefficient=Cu) adalah perbandingan diameter yang bersesuaian dengan 60% lolos dengan diameter efektif (10 %).

Cu=(D60/D10)

Koefisien kelengkungan (Concavity Coeffisient=Cc) adalah perbandingan diameter yang bersesuaian dengan 30% lolos kuadrat dengan perkalian D60 x D10

Cc=D30²/ (D60 x D10)

#No Diameter (mm)

Berat Ayak (gr)

Berat ayak+

tanah (gr)

Berat tanah

tertahan (gr)

% Tanah Tertahan

(gr)

% Tanah lolos kumulatif

1 2 3 4 5

(4-3)

6

(5/total tn)

x 100%

7

(100%-% Tertahan pada ayakan ybs)

4 4,750 65 95

30 0,600 72 122

60 0,250 62 132

80 0,180 57 157

100 0,150 68 118

140 0,106 76 176

200 0,075 74 124

pan - 86 136

Tabel perhitungan analisa ayakan Totl tnh = 500 gr

Analisis Hidrometer

Analisis hidrometer didasarkan pada prinsip pengendapan (sedimentasi) butir-butir tanah dalam air. Bila suatu contoh tanah dilarutkan dalam air, partikel-partikel tanah akan mengendap dengan kecepatan yang berbeda-beda, tergantung pada bentuk, ukuran, dan beratnya. Untuk mudahnya dapat dianggap bahwa semua partikel tanah itu berbentuk bola (bulat) dan kecepatan mengendap dari partikel-partikel tersebut dapat dinyatakan dalam Hukum Stokes:

v=(js-jw) x D²/18ŋ

Dimana : v = kecepatan mengendap

js = berat volume partikel tanah

jw = berat volume air = 1gr/cm³

D = diameter partikel tanah

ŋ = kekentalan suspensi

Jadi persamaan tersebut dapat diubah menjadi sebagai berikut:

D= √18 ŋv = √ 18 ŋ x √ L

js-jw js –jw t

Dimana: v = jarak/waktu = L/t

Perhatikan bahwa js=Gsxjw

Dengan mengkombinasikan persamaan diatas maka:

D=√ 18ŋ x √ L

(Gs-1) jw t

Bila satuan ŋ adalah gr dt/cm², jw dalam gr/cm³, L dalam cm. t dalam menit dan D dalam mm, maka:

D(mm) = √ 18 ŋ [(gr.dt)]/cm²] √ L(cm) . Jw=1gr/cm³

10 (Gs-1) jw (gr/cm³) t(men)x60

D = √ 30 ŋ √ L

(Gs-1) jw t

D(mm) = K. √ L (cm) dimana -> K= √ 30ŋ

t (men) (Gs-1) jw

Harga K merupakan fungsi dari Gs dan ŋ, yang tergantung pada tempat uji. Pada tabel dibawah diberikan variasi harga K yang tergantung tempeatur harga Gs.

Tabel harga K tergantung nilai T dan Gs.

Percobaan hidrometer dilakukan dalam gelas ukur yang mempunyai volume 1000 ml, tinggi 457,2 mm (18 inci), diameter 63,5 mm (2,5 inci). Contoh tanah seberat 50 gram kering oven dicampur dengan Calgon (Natrium Hexametaphosphate) konsentrasi 2,5 %, dicampur dengan air hingga volume totalnya 1000ml. (Tanah+Calgon+Air= 1000ml). Fungsi calgon untuk memisahkan buturan tanah yang menggumpal (pendispersi). Alat hidrometer dimasukan pada larutan dan dicatat waktu (t), serta tinggi (L). Pencatatan dilakukan pada 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64;…… dst menit, hingga seluruh butiran mengendap dan airnya tampak sudah jernih.

Dengan mengetahui jumlah tanah didalam larutan, L dan t, kita dapatmenghitung persentase berat dari tanah yang lebih halus dari diameter yang ditentukan.

Perhatikan bahwa L adalah kedalaman yang diukur dari permukaan air terhadap pusat berat bola kaca dari alat hidrometer dimana kekentalan larutan diukur.

Rh

L

Grafik Hubungan Rh & L

Tabel pengukuran hidrometer Gs=……………….

No. t (menit)

Rh (bacaan hidrometer)

T (ºC) K D= K. (L/t) % lebih halus (lolos)

=1000 ( Gs )(Rh-1) x100%

50 (Gs-1)

Perhitungan persen lebih halus (%lolos)

Berat jenis suatu campuaran air dan tanah (suspensi) tergantung kepada konsentrasi butiran-butiran yang terkandung didalamnya. Jadi dengan cara mengukur berat jenis suspensi kita dapat menghitung banyaknya tanah yang ada dalam campuran tersebut.

Umpamanya kita anggap bahwa pada kedalaman L setelah waktu t terdapat butir-butir tanah sebanyak B gr/cm³, maka volume butir-butir tanah = (B/Gs)

Js nilainya=Gs

Sehingga volume air pada setiap cm³ suspensi adalah 1-(B/Gs)

Jumlah berat pada setiap cm³ suspensi adalah:

B+1-(B/Gs) = 1+B [(Gs-1)/Gs]

Jadi berat jenis suspensi = 1 + B [(Gs-1)/Gs], ini sama dengan bacaan hidrometer Rh. Sehingga B = [Gs/ (Gs-1)]x(Rh-1).

Maka, berat tanah dalam suspensi dengan ukuran lebih kecil dari diameter D adalah 100B, kalau volume suspensi = 1000 cm³. presentasi (P) dari seluruh contoh yang termasuk dalam suspensi adalah P=(1000B/W)x100%

W=berat tanah saja dalam suspensi=50gr.

Jadi, P=(1000/50)x[Gs/(Gs-1)]x(Rh-1)x100%