MEKANIKA TANAH
SoalSoal -soal (Sifat Dasar Tanah)1. Pengambilan sampel di
lapangan dengan volume 10cm3 berat basah 18gr. Setelah dimasukan
oven didapat berat kering 16gr. Jika berat jenis tanah 2,71 (berat
volume air1 gr/cm3). Tentukan : 1. kadar air (w) 2. berat volume
basah (b) 3. Berat volume kering (d) 4. Angka pori (e) 5. porositas
(n) 6. derajat kejenuhan (Sr)
2. Hasil pengukuran yang diperoleh dari contoh tanah lempung
jenuh adalah sebagai berikut : Ketinggian = 80 mm= 8 cm Diameter =
63 mm=6,3 mm Berat = 425 gr Berat setelah dikeringkan = 275,2 gr
Tentukan 1. berat satuan tanah 2. kadar air 3. angka pori 4. berat
jenis
3.
Untuk mengetahui sifat-sifat tanah lempuang yang telah
dipadatkan, permukaan tanah digali dan volume lubang tersebut telah
dihitung, yaitu 0,3 m3. Tanah galian tersebut langsung ditimbang
dan memiliki berat 506,3 kg. tanah tersebut kemudian diletakkan ke
dalam oven untuk dkeringkan, berat kering 386,2 kg. berat jenis
telah diukur yaitu 2,69. Tentukan : 1. Berat satuan 2. Berat satuan
kering 3. Kadar air 4. Angka pori 5. Derajat kejenuhan 6. Kadar
udara
4. Sebuah tanggul dibangun dengan menggunakan tanah lempung yang
berasal dari sumber yang dekat. Tanah tersebut adalah lempung yang
jenuh air dengan berat satuan 17,35 kN/ m3, dan kadar airnya 41,5%.
Setelah digali, tanah tersebut diangkut dan ditambahkan dengan air
sebelumdipadatkan di tanggul tersebut. Volume tanggul adalah 75.000
m3, dengan berat satuan kering = 10,40 kN/ m3 dan kadar air 48,5%.
Tentukan : 1. Berat jenis dari tanah tersebut 2. Volume air yang
haru s ditambahkan ke setiap m3 tanah urugan supaya tanah tersebut
dapat mencapai kadar air yang diinginkan untuk pemadatan 3. Kadar
udara tanah yang telah dipadatkan 4. Volume tanah yang harus digali
dari sumber
KLASIFIKASI SIFAT-SIFAT TANAH
Klasifikasi tanah Tanah berbutir kasaryang berpengaruh
terhadap
perilaku engineeringnya adalah tekstur dan distribusi ukuran
butir. Ditentukan dengan cara menyaring pada 1 unit saringan
standar.
Tanah berbutir halusyang berpengaruh terhadap
perilaku engineeringnya adalah kehadiran air. Ditentukan dengan
cara sedimentasi (Hk. Stokes) yang berkenaan dengan kecepatan
mengendap butiran pada larutan suspensi).
Tabel Golongan Tanah Utama dengan Batas Ukuran ButirnyaTanah
Berbutir Kasar (tanah tak berkohesi) Kerikil 60 2 Pasir Kasar 0.6
Sedang 0.2 Halus 0.06 Tanah berbutir halus (Atau tanah berkohesi)
Lanau 0.002 lempung
Ukuran Butir (mm)
Tabel Batasan Ukuran Butir Menurut Berbagai Standar
Klasifikasi Tanah (Pengujian Lab)Untuk memperoleh hasil
pengklasifikasian yang lebih teliti dapat dilakukan dengan
pengujian di lab yang meliputi : Distribusi ukuran butir (Grain
Size Analiysis) yang dilakukan dengan analisa ayakan dan analisa
hidrometer Pengujian sifat plastis tanah dengan pengujian
batas-batas Atterberg Pengujian campuran bahan-bahan organik dengan
menggunakan bahanbahan kimia Klasifikasi tanah diambil standar yang
sudah dikenal di negara maju, a.l. : USDA = United states
Departement of Agriculture FAA = Federal Aviation Administration
MIT = Massachusett Institute of Technology ASTM = American Society
for Testing Material AASHTO = American Association of State Highway
and Transportation Banyak dipakai : USCS dan AASHTO
Grain Size Analysis
Analisa Ayakan (Sieve Analysis)
Tabel US Standard Sieve Sizes
Analisa Hidrometer (Hydrometer Analysis)
Untuk tanah yang berbutir halus (butiran yang lolos ayakan no.
200) analisa ukuran butirannya menggunakan alat yang disebut
hidrometer. Analisa hidrometer didasarkan pada prinsip sedimentasi
(pengendapan) butirbutir tanah dalam air. Contoh tanah dilarutkan
dalam air, partikel-partikel tanah akan mengendap dengan kecepatan
yang berbeda-beda tergantung pada bentuk, ukuran dan beratnya.
Kurva Distribusi Ukuran ButirHasil dari analisis yang telah
dijelaskan sebelumnya umumnya digambar di atas kertas semi
logaritmik atau kurva distribusi ukuran butir. Dari kurva dapat
dibedakan : Well graded : tanah bergradasi tidak seragam Uniform
graded : tanah bergradasi seragam Gap graded/skip graded : tanah
bergradasi celah/buruk
Untuk menentukan tipe gradasi tersebut ada parameter lain, yaitu
: 1. Koef. Keseragaman (Cu) D60 = diameter butir (mm), 60% lolos
D10 = diameter butir (mm), 10% lolos Harga Cu makin kecil : tanah
makin seragam Cu= 1 : tanah hanya mempunyai 1 ukuran Tanah
bergradasi sangat jelek (pasir pantai, Cu =2 atau 3) Tanah
bergradasi sangan baik Cu > 15 atau lebih (Cu s/d 1000) 2. Koef.
Kelengkungan (Cc) D30 = diameter butir (mm), 30% lolos 1 6 untuk
pasir
Pengujian Batas-Batas Atterberg Untuk tanah berbutir halus juga
dianalisa sifat plastisnya. Metoda untuk menentukan sifat-sifat
plastis atau konsistensi tanah pada kadar air yang bervariasi, pada
awal tahun 1900 dikembangkan oleh seorang ilmuwan Swedia bernama
Atterberg. Atas dasar air yang dikandung tanah, kondisi tanah dapat
dipisahkan kedalam empat fase yaitu padat, semi padat,plastis dan
cair Kadar air (dalam persen) pada transisi keadaan-keadaan tanah
seperti gambar di atas disebut batas cair (liquid limit (LL) antara
cair dan plastis), batas plastis ( plastic limit (PL) antara
plastis dan semi padat) dan batas susut (shrinkage limit(SL) antara
semi padat dan padat).
Grafik Batas-batas Aterrberg
Menurut Atterberg nilai : batas cair (Ll= Liquid Limit ) batas
plastis (PL= Plastic Limit ) dan indeks plastisitas (IP= Plasticity
Index = LL PL) Berdasarkan jenis dan kondisi tanah digambar-kan
seperti pada tabel berikut. Tabel Kondisi Tanah Berdasarkan
Batas-batas Atterberg
Cara Menentukan Batas cair Pengujian Batas Cair menggunakan alat
Casagrande yang terdiri dari sebuah mangkok
kuningan yang dapat diangkat dan dijatuhkan pada plat dasar
dengan menggunakan sebuah pengungkit eksentris.
Gambar Alat Pengujian Batas Cair
Prosedur Percobaan Batas Cair1. 2. 3. Ambil contoh tanah lewat
ayakan 0,425 mm kemudian ditambah air secuku pnya, aduk dengan
spatula hingga rata( pasta tanah). Siapkan alat Cassagrande. Ambil
pasta tanah dan letakkan pada cawan dengan ketebalan1cm. Buatlah
alur dengan membagi dua bagian benda uji dalam mengkok dengan alat
pembuat alur (Grooving tool ). Pada waktu membuat alur grooving
tool tegal lurus dasar mangkok. Putar engkol Cassagrande dan hitung
jumlah ketukan yang terjadi pada saat alur bersinggungan sepanjang1
cm serta cari kadar airnya. Lakukan langkah tersebut di atas
minimal tiga kali hingga mendapatkan jumlah ketukan antara 10 x
sampai dengan 50 x. Gambarkan grafik semi logaritma antara kadar
air dan jumlah ketukan, kemudian cari nilai kadar untuk jumlah
ketukan 25x. Nilai kadar air tersebut yang dinamakan Batas Cair
(Liquid Limit ).
4. 5. 6. 7.
Hasil Pengujian Batas Cair
Grafik Hasil Pengujian Batas Cair
Cara Menentukan Batas Plastis
Pengujian dilakukan secara manual dengan langkah : 1. Contoh
tanah lewat ayakan 0.425 (no. 40) ditambah air secukupnya. 2.
Letakan contoh di atas plat kaca dan digulung dengan telapak tangan
sampai mempunya diameter 3 mm dan retak-retak pada diameter
tersebut menunjukkan batas plastis dari contoh tanah. 3. Penentuan
nilai batas plastis yaitu dengan menentukan kadar air tanah
gulungan tersebut.
Cara Menentukan Batas Susut Batas susut dilakukan dengan
menggunakan tabugn
belah atau mangkok poselin yang standar (ASTM D27) diisi dengan
tanah berbutir halus jenuh sampai penuh kemudian dioven. Setelah
dioven dihitung vol dan berat tanah pada kondisi basah atau kering.
Nilai batas susut (SL=shrinkage limit) dapat dicari dengan rumusan
:
Indeks Plastisitas Indeks plastisitas (PI) selisih batas cair
dan batas plastis
PI=LL-PL Indeks plastisitas (PI) merupakan interval kadar air
dimana
tanah masih bersifat plastis Indeks plastisitas menunjukkan
sifat keplastisan tanah. Jika PI tinggi : tanah mengandung banyak
butiran lempung Jika PI rendah, seperti lana, sedikit pengurangan
kadar air berakibat tanah menjadi kering
Indeks cair Indeks cair (LI)Kadar air tanah asli relatif pada
kedudukan
plastis dan cair
Jika Wn = LL, maka LI=1 Jika Wn = PL maka LI =0 Jadi untuk tanah
asli dalam kedudukan plastis LL > Wn > PL
Aktivasi Ketebalan air mengelilingi butiran tanah lempung
tergantung
dari mineralnya, sehingga diharapkan plastisitas tanah lempung
tergantung oleh : a). Sifat mineral lempung yang ada pada
butirannya, dan b). Jumlah materialnya Bila ukuran butiran semakin
kecil, maka luas permukaan butiran semakin besar. Pada konsep
Atterberg, jumlah air yang tertarik oleh permukaan partikel tanah
akan bergantung pada jumlah partikel tanah. Berdasarkan alasan ini
Skempton mendefinisikan aktivasi sebagai perbandingan antara indeks
plastisitas dengan persen fraksi ukuran lempung .
Grafik Variasi Indeks Plastisitas dengan Persen Fraksi
Lempung
Thank U For Ur Attention
