1 bahan kuiah mekanika tanah 1 kelas a pdf

Oleh : Ir.Nursyah Effendi

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

http://www.easycomputing.com/pdf


SEKOLAH TINGGI ILMU TEKNIK

TRISULA BENGKULU JL.Jend.Sudirman II No. 02 Pintu Batu Bengkulu 38115 Telp/Fax. (0736) 347437

Email :[email protected] Website : stittrisula.ac.id

Mata Kuliah : Mekanika Tanah 1 Program Studi : Teknik Sipil S1 / D3 Kode Mata Kuliah : MKK 213 / MKK 212 Jumlah SKS : 2 SKS Status : Kelas A Semester/Ke/Tahun : Gasal / 2 (Dua) / 201011 Perkiraan Jumlah Mahasiswa : 20 Orang Mahasiswa Nama Dosen/Assisten : Ir.Nursyah Effendi / Juwita Cahyani,ST Kuliah Dosen Tutorial : 2 ( dua ) Jam x Perminggu Tujuan Mata Kuliah ; Agar mahasiswa dapat menguasai sifat-sifat berbagai jenis tanah dan parameternya termasuk berbagai metode penyelidikan tanah di lapangan dan di laboratorium. Diharapkan mahasiswa dapat mendata klasifikasi tanah dengan percobaan-percobaan Isi Mata Kuliah : Pendahuluan; Sifat-sifat indexs tanah ; Mineral Lempung ; Klasifikasi Tanah ; Klasifikasi Visual ; Penyelidikan Tanah Lapangan ; Pemadatan Tanah ; Prinsip-prinsip Tegangan Efektif, Lingkaran Mohr,Permeabilitas. Tugas : Membuat makalah/himpunan kuliah diketik komputer, satu judul buku nomor 1,2 dan 3 perkelompok dan sebelum semester dikirim ke email : [email protected] ,

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

mailto:[email protected]



Ujian dan Penilaian : 1.Ujian Harian : 2 (dua) kali, sewaktu tutorial / work shop. 2.Ujian Tengah Semester : 1 (satu) kali, sewaktu tutorial / work shop; 3. Ujian Akhir Semester : 1 (satu) kali, sewaktu tutorial / work shop Penilaian : 1. Absen kuliah : 10 %; 2.Tugas : 20 %; 3.Ujian Harian : 10 %; 4 Ujian Tengah Semester : 20 %; 5 Ujian Akhir Semester : 40 % Bentuk Soal : Teori Essay test Daftar Pustaka : Buku Wajib:

1. Bowles, J. E.,Sifat Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah) , Terjemahan Penerbit Erlangga,Edisi Kedua tahun 1991. (Physical and Geoteehnikal Engineering, 2nd ed, McGraw-Hill Book Company, New York, 1984.

2. Craig RF. Mekanika Tanah,Penerbit Erlangga Edisi Keempat,tahun 1989

3. Braja M.Das, Mekanika Tanah ,Prinsip-prinsif Rekayasa Geoteknis, terjemahan oleh Noor Endah Indrasurya B.Moehtar, Jilid 1,penerbit Erlangga ,tahun 1995

4. Hardiyatmo, Hary C., “ Mekanika Tanah 1” , PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1992

5. Nursyah Effendi, Himpunan Kuliah Mekanika Tanah .

Buku Buku Anjuran 1. Sunggono KH, Mekanika Tanah, penerbit Nova,Bandung,1984 2. Wesley, L.D., Mekanika Tanah, Departemen PUTI, Jakarta, !977. 3. Lambe, T.W. & Whitman,R. V., Soil Mechanies, John Wiley & Son Ine., New York, 1979.

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



No Kuliah Ke

Pokok Bahasan Tugas membaca

1 1 Sabtu, 02 April

2011

Pendahuluan; Parameter Tanah (Pengantar Mekaikan Tanah / Geoteknik)

Buku Wajib 1, Hal 1 sd 22

2 2 Sabtu, 09 April

2011

Parameter Tanah; Sifat Tanah Fisis dan Indeks


3 3 Sabtu,

16 April 2011

Pemadatan Sifat Geologi, Pembentukan deposit tanah alamiah dan air tanah


4 4 Sabtu,

23 April 2011

Pemadatan Pengujian klasifikasi Tanah dan system yang terdapat


5 5 Sabtu, 30 April

2011

Air tanah, Permeabilitas dan rembesan Struktur lempung dan mineral lempung


6 6 Sabtu, 07 Mei 2011

Air tanah, Permeabilitas dan rembesan Ekplorasi tanah dan pengambilan contoh


7 7 Sabtu, 14 Mei 2011

Air tanah, Permeabilitas dan rembesan Pemadatan dan stabilitas tanah , Hidrolika tanah.permeabilitas,kapilaritas dan penyusutan

Buku Wajib 1, Hal 201 sd 235 Buku Wajib 1, Hal 238 sd 270

8 8 Sabtu, 21 Mei 2011

Ujian Tengah Semester

Materi Kuliah 1 sd 7

9 9 Sabtu,

Tegangan efektif Rembesan dan teori jaringan aliran


Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



28 Mei 2011

10 10 Sabtu, 28 Mei 2011

Tegangan efektif Tegangan,regangan dan konsepreologis

Buku Wajib 1 sd 348

11 11 Sabtu, 04 Juni 2011

Tegangan efektif Konsolidasi dan penurunan konsolidasi


12 12 Sabtu, 11 Juni 2011

Tingkat konsolidasi Buku Wajib 1, Hal 381 sd 404

13 13 Sabtu, 18 Juni 2011

Kuat Geser Tanah Buku Wajib 1, Hal 407 sd 462

14 14 Sabtu, 25 Juni 2011

Kuat Geser Tanah Karakteristik statistic dan Dinamis Tegangan Regangan


15 15 Sabtu, 02 Juli 2011

Kuat Geser Tanah Tekanan lateral,daya dukung dan penurunan, Stabilitas lereng

Buku Wajib 1, Hal 488 sd 521 Buku Wajib 1, Hal 525 sd 547

16 16 Sabtu, 16 Juli 2011

Ujian Akhir Semester Jadual sesuai dengan kalender akademik

Materi kuliah 1 sd 15

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Tabel Kuliah,Pokok Bahasan dan Tugas Membaca :

Satuan Acara Perkuliahan MEKANIKA TANAH 1 (SIFAT-SIFAT FISIK TANAH)

MINGGU

KE POKOK

BAHASAN SUB POKOK BAHASAN SASARAN

BELAJAR MEDIA TUGAS REFE

RENSI 1 Parameter

Tanah 1. Berat volume tanah dan

hubungan-hubungannya 2. Mineral lempung 3. Susunan tanah granular 4. Penyesuaian partikel-

partikel

Mahasiswa mengetahui dan memahami parameter-parameter tanah

OHP, in Focus Papan tulis

1, 2, 3

2 Parameter Tanah

5. Analisis ukuran butir 6. Batas-batas atterberg

Mahasiswa mengetahui dan memahami parameter-parameter tanah


PR 1, 2, 3

3 Pemadatan 1. Pengujian pemadatan 2. sifat-sifat tanah lempung yang dipadatkan

Mahasiswa mengetahui dan memahami tentang pemadatan tanah lempung dan faktor-faktornya


1, 2, 3

4 Pemadatan 3. Spesifikasi pemadatan tanah dilapangan

4. Kontrol kepadatan dilapangan


PR 1, 2, 3

5 Air tanah, Permeabilitas dan rembesan

1. Air tanah -Tekanan kapiler -Pengaruh tekanan kapiler

Mahasiswa mengerti dan memahami karakteristik air tanah dan hubungannya dengan tanah


PR 1, 2, 3

6 Air tanah, Permeabilitas dan

2. Permeabilitas - Garis aliran - Aliran air dalam tanah

Mahasiswa memahami permeabilitas,

OHP, in Focus Papan

PR 1, 2, 3

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



rembesan - Pengujian permeabilitas laboartorium

- Pengujian permeabilitas di lapangan

- Hitungan koefisien permeabilitas

Hubungan permeabilitas dengan angka pori tanah pasir

pengujian, dan hitungan koefisien permeabilitas.

tulis

7 Air tanah, Permeabilitas dan rembesan

3. Rembesan - jaring arus (flownet) - Tekanan rembesan - Kondisi tanah tak

isotropis - Kondisi tanah berlapis - Rembesan pada struktur

bendung 4. Filter

Mahasiswa mengerti rembesan dan menghitung debitnya pada berbagai kondisi tanah serta filter tanah.


PR 1, 2, 3

8 Tegangan efektif

Tegangan efektif pada tanah tak jenuh

Mahasiswa mengetahui tegangan efektif pada tanah jenuh


PR 1, 2, 3

9 Tegangan efektif

Pengaruh gaya rembesan pada tegangan efektif

Mahasiswa mengerti pengaruh gaya rembesan pada tegangan efektif


PR 1, 2, 3

10 Kuat Geser Tanah

Pengujian kuat geser tanah

Mahasiswa memahami pengujian-pengujian parameter tanah pada kondisi tanah berinterkasi dengan air


PR 1, 2, 3

11 Kuat Geser Tanah

Kuat geser tanah pasir Kuat geser tanah lempung

Mahasiswa memahami pengujian-pengujian

OHP, in Focus Papan

PR 1, 2, 3

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



parameter tanah pada kondisi tanah berinterkasi dengan air

tulis

12 Kuat Geser Tanah

Sensitivitas tanah lempung



PR 1, 2, 3

13 Kuat Geser Tanah

Kuat geser tanah tak jenuh Koefisien tekanan tanah lateral diam



PR 1, 2, 3

14 Kuat Geser Tanah

Stress path Mahasiswa memahami pengujian-pengujian parameter tanah pada kondisi tanah berinterkasi dengan air


PR 1, 2, 3

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



1.SIFAT-SIFAT TANAH Pengenalan, sifat-sifat tanah adalah mempelajari kelakuan kondisi tanah yang berbeda-beda yang sering ditemukan dalam wujud tanah tidak seperti besi/baja dan beton yang tidak banyak ragam sifat-sifat fisiknya. Keragaman ini menentukan sifat tanah dengan berbagai persoalan sesuai dengan kondisi tertentu yang dikehendaki dalam pelaksanaan. Tetapi kesimpulan ditentukan oleh penggunaan dari tanah dengan anggapan-anggapan yang disederhanakan yang mana memberi tafsiran terhadap situasi terakhir dan dengan kemungkinan-kemungkinan yang ada dalam pengetahuan mekanika tanah untuk membantu para ahli menyelesaikan/memecahkan berbagai macam persoalan yang berhubungan dengan tanah. Persoalan Mekanika Tanah, tanah secara garis besar diklasifikasikan sebagai berikut :Hal keseimbangan ; Hal deformasi ; dan Hal deformasi. Stabilitas, untuk ini perlu diketahui : Beban/muatan yang bekerja pada tanah ; Muatan yang bekerja pada tanah tergantung dari tipe/macam struktur dan berat tanah ; a. Besar dan distribusi tekanan akibat muatan terhadap tanah,tanah dianggap material yang isotropis, tekanan dapat

dihitung secara analisa matematik. b. Perlawanan dari tanah,perlu adanya pengambilan contoh tanah untuk penyelidikan di Laboratorium buat mengetahui

kerakteristik/sifat tanah. Deformasi, dapat dalam keadaan plastis atau elastis. Sehubungan dengan hal tersebut, perlu diketahui : Muatan yang bekerja (beban kerja) ; Besar dan distribusi tekanan yang berpengaruh dan Besar dan perbedaan penurunan. Drainase, menyangkut hal deformasi dan stabilitas. Sifat-sifat Penting Tanah,Sifat-sifat penting untuk sebuah proyek tergantung pada jenis/fungsi proyek. Sesuai dengan sifat-sifatnya, penting diketahui tipe proyek yang dilaksanakan.Adapun sifat-sifatnya antara lain :a.Permeabilitas (Permeability) Sifat ini untuk mengukur/menentukan kemampuan tanah di lewati air melalui pori-porinya. Sifat ini penting dalam konstruksi bendung tanah urugan (erth dam) dan persoalan drainase. b.Konsolidasi (Consolidation),Pada kosolidasi di hitung dari perubahan isi pori tanah akibat beban. Sifat ini dipergunakan untuk menghitung penurunan (settlement) bangunan. c.Tegangan geser (Shear strength).Untuk menentukan kemampuan tanah yang menahan tekanan-tekanan tanpa mengalami keruntuhan. Sifat ini dibutuhkan dalam perhitungan stabilitas pondasi/dasar yang dibebani, stabilitas tanah isian/timbunan dibelakang bangunan penahan tanah dan stabilitas timbunan tanah. Sifat-sifat phisik lainnya adalah batas-batas Atterberg (Aterberg limit), kadar air, kadar pori, kepadatan relative, pembagian butir, kepekaan dan sebagainya. Hubungan Berat dan Volume, Tanah terdiri dari dua bagian, yaitu padat dan bagian rongga. Bagian padat terdiri dari partikel-partikel padat, sedangkan bagian berongga terisi air atau udara sepenuhnya bila tanah tersebut jenuh atau kering. Apabila gumpalan tanah tidak sepenuhnya dalam keadaan basah (Jenuh), maka rongga tanah akan terisi oleh air dan udara.

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Sekarang kita ambil tanah dengan volume = V, Volume total (keseluruhan) terdiri dari bagian-bagian yang berbeda seperti terlihat dalam gambar 1-1.

Keterangan : V = Volume keseluruhan (total) Va = Volume udara (dalam bagian berrongga) Vw = Volume air (dalam bagian berrongga) Vs = Volume butir tanah Vv = Volume rongga = Va + Vw V = Va + Vw +Vs

Kadar pori (e) dari tanah menyatakan perbandingan antara volume rongga dengan volume/isi butir tanah (bagian padat).

e = VV

s

v = s

wa

VV V ……………………………………. (1.1)

Porositas (n) tanah menyatakan perbandingan antara volume rongga dengan volume keseluruhan.

n = VVv =

Vs Vw VaVw Va …………………………… (1.2)

n =

VsVw Va 1

VsVw Va

= Vs Vw Va

Vw Va …………………………… (1.3)

Udara

Air

Butir tanah

Nol Ww Ws

V W

Gambar 1-1

Va Vv Vw Vs

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



e = n - 1

n =

Vs Vw VaVw Va - 1

Vs Vw VaVw Va

= Vs

Vw Va …………. ( 1.4)

Derajad kejenuhan (S) dari tanah menyatakan perbandingan antara volume air dengan volume rongga.

S = VaVw =

Vw VaVw ………………………………………….. (1.5)

Seandainya tanah dalam keadaan jenuh, maka Va = 0 dan berarti porositas

nw = V

Vw & n = V

Vw

Factor nn -n w , menunjukkan kekurangan kejenuhan ……………………….. (1.6)

Kadar air (w) dari tanah menyatakan perbandingan antara berat air (Ww) dengan berat butir tanah.

W = s

w

WW ………………………………………………………………………. (1.7)

Berat isi tanah ( ) menunjukkan erbandingan antara berat tanah dengan isi tanah.

= VW =

Vv Vs Ww Ws =

VsVv 1Vs

WsWw 1 Ws

……………………….. (1.8)

Berat jenis tanah (G) dan berat isi air ( w)

.G VW

s

sw

s

s

VW = berat isi butir = s

G = ws ; s = G. w

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



WsWw = dan

VsVv = e ; persamaan ini dimasukan kedalam persamaan (1.8), Jadi :

= G. w)e1(

w) (1 ……………………………………………………. (1.9)

Jika tanah dalam keadaan kering maka Ww = 0 dan w = 0

d = e 1(w G. ……………………………………………………………… (1.10)

Kita dapatkan :

e = VsVv =

VsVv .

VwVw =

VwVv .

sVVw ……………………………………… (1.11)

wVWw = w = berat isi air

Jadi : Vw = w

Ww

VsWs = s = berat isi butir

G = ss , jadi s = G . w dan Vs =

wG.Ws

Sekarang masukkan nilai Vw dan Vs ke dalam persamaan (1.11) maka didapat :

E = s1

wG.Ws

wWw

= S1 .

WsWw . G =

S W.G ……………………… (1.12)

Untuk tanah yang dalam keadaan jenuh, S = 1 jadi : e = W G

Berat isi jenuh ( sat ) :Dari persamaan (1.9) : = )1(

w)(1 w G.e

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Jadi : sat = )1(wG)w(G

e =

)1(e)w(G

e…………………………. (1.13)

Berat isi celup tanah ( sub ), menyatakan suatu harga dari berat isi jenuh dikurangi berat isi air,

Jadi : sub = sat - w = e1

e)w(G - w

= e1

we-w-wewG

= )1(1)w(G

e…………………………………………….. (1.14)

Hubungan berat isi kering dan berat isi tanah :

WsWw 1

1 . V

Wv Ws w 1 = d

VWs

Ww WsWs .

V Wv Ws .. (1.14a)

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



BATAS-BATAS KONSISTENSI (BATAS-BATAS ATTERBERG)

Batas-batas Atterberg tergantung pada air yang terkandung dalam massa tanah, ini dapat menunjukkan beberapa kondisi tanah sebagai berikut : Cair, Kental, Plastis, Semi Plastis, Padat. Perubahan dari keadaan yang satu ke keadaan yang lain sangat penting di perhatikan sifat-sifat phisiknya.

Batas kadar air tanah dari satu keadaan berikutnya dikenal sebagai batas-batas kekentalan / konsistensi. Batas-batas konsistensi yang penting adalah : 1. Batas Cair (liquid limit) = L.L

Menyatakan kadar air minimum dimana tanah masih dapat mengalir di bawah beratnya atau kadar air tanah pada batas antara keadaan cair ke keadaan plastis 2. Batas Plastis (plastis limit) = P.L

Menyatakan kadar air minimum dimana tanah masih dalam keadaan plastis atau kadar air minimum dimana tanah dapat di gulung-gulung sampai diameter 3,1 mm (1/8 inchi).

3. Batas Sudut (shrinkage) = S.L Menyatakan batas dimana sesudah kehilangan kadar air, selanjutnya tidak menyebabkan penyusutan volume tanah lagi.

Suatu contoh tanah kering dicampur dengan air sampai menjadi dalam keadaan plastis. Contoh tanah ini dibentuk dalam sebuah tabung dengan berat W,

kemudian di celupkan kedalam air raksa dan dengan demikian volumenya (V) dapat ditentukan/ditetapkan. Contoh itu kemudian dikering anginkan dengan oven selama 48 jam pada suhu 1050C. kemudian berat dan volume kering (Ws dan V1) dapat ditentukan.

Dari gambar 1-2 terlihat bahwa contoh yang telah melewati batas susut diantara (i) dan (iii). Setelah air yang ada diuapkan/dihilangkan dengan tidak mengurangi volume/isi, maka kadar air dapat ditentukan dengan :

WsWw w

Pada saat awal, berat air adalah (W – Ws). Setelah ada penguapan isi sebesar (V – V1) dengan berat (V – V1) w, karena itu berat air sisa pada batas susut adalah :

Ww = (W – Ws) – (V – V1) w

LL PL SL Keadaan Keadaan Keadaan Keadaan Cair plastis semi padat plastis

V –V1 V V Ws Ws V1

Air

Butiran tanah

Air

Butiran tanah

Udara

Butiran tanah

(i) Kondisi asli

(ii) Kondisi batas susut

(iii) Kondisi sesudah

di keringkan Gambar 1-2

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Di substitusikan ke persamaan :

WsWw w , maka didapat :

S.L = Ws

w )V - (V - Ws)-W ( 1 …………………………… (1.15)

Beberapa hal yang penting : Indek plastis (Plastisity Index) = P.I., menunjukkan sejumlah kadar pada saat tanah dalam kondisi plastis, dimana harga ini adalah selisih antara batas cair dan batas plastis. P.I. = L.L. – P.L. ………………………………………. (1.16)

Indek cair (Liquidity Index) = L.I., menyatakan perbandingan dalam persentase antara kadar air tanah dikurangi batas plastis dengan indek plastis.

L.I. + P.I.

P.L. - w …………………………………….. (1.17)

Konsistensi relative (Relative Consistency) = R.C., menunjukkan perbandingan antara batas cair di kurangi kadar air tanah dengan indeks plastis.

R.C. = P.I.

w- L.L. ……………………………………. (1.18)

Indek pengaliran (Flow index) = If, adalah kemiringan dari lengkung aliran :

If = 21

21

N log - N log w- w

Indek kekasaran (Toughness Index) = It, adalah nilai perbandingan antara indek plastis dan indek pengaliran.

It = fI

P.I. ………………………………………………… (1.19)

Nilai susut (Shrinkage Ratis) = SR, adalah perbandingan antara selisih isi (dinyatakan dalam persentase isi kering) dengan kadar air yang bersangkutan.

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



CONTOH-CONTOH SOAL

1. Sebuah contoh pasir yang mempunyai porositas 30 % dan berat jenis butirnya 2,7 Hitunglah :

a. Berat isi kering dari pasir tersebut. b. Berat isi pasir tersebut, bila S = 0,56 c. Derajad kejenuhan contoh, pada kadar air 14% d. Berat isi celup pasir

Penyelesaian :

N = 30%, 0,3 - 1

0,3 n - 1

n e = 0,428.

a. 3wd g/cm 1,895

1,4282,7

0,428 12,7

e - 1 G.

b. S = 0,56

1,4282,94

1,4280,428 . 0,56 2,7

e 1SeG

= 2,06 g/cm3

c. e = SG w

S =

428,0378,0

0,4282,7 . 0,14

e.G w

= 88,3%

d. 1,4281,7

0,428 11 - 2,7 .

e 11 -G wsub

= 1,19 g/cm3

2. Sebuah contoh tanah tidak jenuh. Kadar airnya 22% dan kepadatanya 2 gr /cm3. Seandainya berat jenis adalah 2,65 dan berat isi air 1 gr / cm3, carilah derajat kejenuhan dan kadar pori. Jika tanah dalam keadaan jenuh, berapakah berat isi jenuhnya ? Penyelesaian :

Ambil sejumlah tanah dengan satu-satuan berat. Ketiga phase tanah dapat digambarkan sebagai berikut :

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Berat seluruhnya = 1,0 + 0,22 g

Isi seluruhnya = 3cm 0,61 2,0

1,22

Isi udara = 0,61 – (Vw + Vs)

= 0,61 - (0,22 + 2,66

1

= 0,61 – 0,597 = 0,013 cm3

Derajad kejenuhan :

S = 94,4%.atau 0,944 0,2330,22

ronga isiair isi

Kadar pori :

e = 0,618 0,3770,233

hbutir tana isirongga isi

Berat isi jenuh :

0,013 0,22 0,3770,013 1,22

jenuh tanah isijenuhh berat tana sat

= 3g/cm 2,025 0,6100,233

3. Sebuah contoh tanah lempung yang jenuh mempunyai isi 180 cm3 dan beratnya 320 g. Jika berat jenis 2,6 hitunglah kadar pori, kadar air dan berat isi contoh tanah tersebut.

Udara Air

Butir tanah

Wa=0

Ww=0,22 Ws=1,0

Ws

Vw Vs

Gambar 1 - 3

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Penyelesaian :

a. Kadar pori

Berat air + berat butir tanah = 320 g Isi air + isi butir tanah = 180 cm3 Dalam satuan metric : berat air = isi air 2,6 (isi tanah) – isi tanah = 320 – 180 = 140

Isi tanah = 3cm 87,5 1,6140

1 - 2,6140

Isi air = 180 – 87,5 = 92,5 cm3

Kadar pori = 1,055 87,592,5

tanahisirongga isi

b. Porositas

0,515 2,0551,055

2,055 11,055

e 1e n

c. Kadar air

Sw.G e

Tanah jenuh S = 1

Ge w

d. Berat isi

w . e 1w) (1G

= 2,055

1,406 . 2,60 1,055 1

0,406) (1 2,6

= 1,78 g/cm3

4. Sebuah contoh tanah jenuh sebagian, mempunyai isi 60 cm3 dan berat 92 g, tanah ini di keringkan dengan oven dan berat kering 73,8 g. jika berat jenisnya 2,62 ; hitunglah derajat kejenuhanya. (lihat gambar I – 3 ). Penyalesaianya :

Kadar air :

W = 73,8

73,8-92 =

8,732,18

= 24,62%

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Berat isi :

= 6092 = 1,53 g /cm3

Ambil sejumlah tanah dengan satu-satuan berat. Ketiga phase tanah lihat pada gambar 1 – 3. Berat seluruhnya = 1 + 0,2462 = 1,2463

Isi seluruhnya = 1,53

1,2462 = 0,809 cm3

Isi air contoh tanah = 0,2462 cm3

Isi udara : Va =0,809 - ( Vw + Vs )

= 0,809 - ( 0,2462 + ½, 62

= 0,809 - ( 0,2462 + 0,382

= 0,1808 cm3 Derajat kejenuhanya :

S = pori / rongga isi

air isi

S = 0,1808 0,2462

0,2462 =

0,42700,2462

= 0,586 = 58,6%

5. Sebuah contoh tanah pasir memiliki kadar air 25% dan berat isi 1,9 g/cm3. Dari penyelidikan laboratorium dengan bahan yang sama menunjukkan behwa perbandingan ruang pori pada kondisi lepas dan padat masing-masing adalah 0,90 dan 0,50. Hitunglah kepadatan relative dan derajat kejenuhan contoh tanah tersebut. Penyelesaian :

Berat is : = )1( w) (1 w.G.

w

Misalkan G = 2,7 dan harga ini masukkan ke persamaan berat isi tadi, maka :

1,9 = 1g/cm3we 10,25) (1 2,7

1,9 = e 1

1,25 . 2,7

= 1,9 + 1,9e = 3,37

e = 9,1

1,9 - 3,37

1,91,47

= 0,774

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



e = S w.G

s = e w.G

= 774,0

0,25 . 2,70,7740,675

= 0,873 = 87,30%

Kepadatan relative (Relative Density) Dr ditentukan demikian :

Dr = minmak

mak

e-ee-e

Dimana emak = Kadar pori tanah maksimum (pada kondisi lepas)

emin = Kadar pori tanah minimum (pada kondisi padat)

E = Kadar pori asli

Dr = 5,09,0

0,774 - 0,90,4

0,126 = 0,315

6 Sebuah contoh tanah dicelupkan kedalam wadah (pot) yang terisi penuh dengan air raksa. Berat air raksa tanpa wadah adalah 330g. Kemudian contoh tanah itu dikeringkan dengan oven dan beratnya menjadi 20,32g. Berapakah kadar pori, kadar air dan derajat kejenuhan tanah apabila berat jenis tanah 2,70 dan berat contoh tanah asli adalah 34,60g. Penyelesaian : Diketahui : Berat tanah asli (awal) = 34,60g Berat tanah sesudah dikeringkan = 20,32g Berat jenis G = 2,70 Berat air raksa = 330g Ditanya : Kadar pori (e) Kadar air w Derajat kejenuhan s Hitungan :

Isi air raksa = 13,6330

= 24,3 cm3 = isi contoh

Kadar air ; w = 32,2020,32-34,6

= 20,2814,28

= 0,703

Kadar pori : e = VsVv

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Vs = G

Ws =

7,232,30

= 7,53

E = 53,7

53,73,24

53,777,16

= 2,222

Derajat kejenuhan :

S = pori isiair isi

. 100%

= 16,7714,28

. 100% = 85%

7. Hitunglah kadar pori, porositas dan derajat kejenuhan dari sebuah contoh tanah yang memiliki kepadatan basah 2,0g/cm3 dan kepadatan dan kepadatan kering 1,8g/cm3. Berat jenis tanah 2,7 Penyelesaian : Kepadatan basah = berat isi asli : g/cm30,2 Kepadatan kering = berat isi kering 1,8g/cm3

d = e 1w .G

1,8 = e 1

2,7.1 ; w = 1g/cm3

1,8 = 1,8e = 2,7

1,8e = 0,9

E = 0,5

Porositas : n = e 1

e = 0,5 1

0,5 = 0,33

Derajat kejenuhan : S

= e1

) w 1 w(G.

2,0 = 5,01

) w 1 ( 1 . 2,7

2,7 + 2,7w = 1,5 . 2,0 = 3,00

w = 7,23,0 = 0,11

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



e = s w.G

s = s w.G

= 5,00,11 . 2,7

0,50,297 = 59,4%

8. Satu massa tanah dibungkus dengan lapisan paraffin tipis yang beratnya 485g. Bila tanah itu dicelupkan kedalam air dalam wadah, maka air tumpah sebanyak 320 cm3. Parafin dilepaskan dan beratnya 18g. Berat jenis tanah = 2,70 dan berat jenis paraffin = 0,9 Hitunglah kadar pori tanah bila kadar airnya 10% Penyelesaian :

Barat tanah + paraffin = 485g

Berat paraffin = 18g

Berat tanah = 467g

Isi tanah + paraffin = 320cm3

Isi paraffin = 0,918 = 20cm3

Jadi is tanah = 320 – 20 = 300cm3

Berat isi = = VW =

300467 = 1,558g/cm3

= e1

) w 1 (G e10,1)(1 2,7

1+e = 1,558

1,1 - 2,7 = 1,99

E = 0,91

Dapat juga diselesaikan sebagai berikut :

Ambil massa tanah dengan satuan-satuan berat :

Berat total tanah = 1+0,1 = 1,1

Isi massa tanah = 1,558

1,1 = 0,707

Isi air : Vw = 0,1cm3

Isi butir tanah

Udara Air

Butir tanah

Wa=0

Ww=0,22 Ws=1,0

Ws

Vw Vs

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Vs = 2,71,0 = 0,37

Isi udara : Va = 0,707 – (0,37+0,10)

= 0,237

Kadar pori : e = VsVv =

37,00,10,237 =

0,370,337 = 0,91

9. Satu contoh tanah lempung mempunyai kadar air asli 15,8% berat jenis 2,72. Persentase kejenuhanya 70,8%. Tanah itu dibiarkan menyerap air dan akhirnya derajat kejenuhanya bertambah menjadi 90,8%. Hitunglah kadar air tanah itu pada keadaan terakhir. Penyelesaian : Ambil massa tanah dengan berat yang sama. Ketiga tanah terlihat pada gambar 1-5. Tinjauan kondisi awal :

Kadar air : w = 15,8%

Ww = 0,158

Derajat kejenuhan :

S = rongga / pori isi

air isi

0,708 = VaVw

Vw = Va0,158

0,158

Vw = 0,158

0,708 . 0,158 + 0,708 Va = 0,158

Va = 0,48350,0462 = 0,0652

Isi massa tanah seluruhnya :

V = Vs + Vw + Va = 2,7200,708 + 0,158 + 0,0652 = 0,4835

Bila tanah diijinkan menyerap air dan kejenuhanya berubah, isi massa tanah seluruhnya akan sama, hanya sebanyak ruamg udara akan terisi oleh air lebih banyak. Derajat kejenuhan berobah menjadi 0,908.

Jadi ; VaVw

Vw = 0,908

Udara Air

Butir tanah

Ws

Vw Vs

Wa=0

Ww=0,22 Ws=1,0

Gambar 1 - 5

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Vw = 0,908 Vw + 0,908 Va

Va = 0,9080,092 Vw = 0,1012 Vw

Isi tanah seluruhnya menjadi : = Vs + Vw + Va

= 0,368 + Vw + 0,1012 Vw = 0,5965

Vw = 1,10120,2285 = 0,2075 cm3

Kadar air pada keadaan kedua ini :

e =hbutir tanaberat

airberat = 1,00

0,2075 = 0,2075 = 20,75%

10. Sebuah bendungan lama yang terbuat dari timbunan tanah. Timbunan tanah itu mempunyai kadar pori 0,85 % setelah mengalami pemadatan. Dekat dengan bendung tersebut terdapat tiga lubang bahan (borrow pit) yang dapat digunakan, seperti terluhat dalam A, B, C. Kadar pori tanah pada masing-masing lubang dan perkiraan biaya untuk pemindahan tanah ke Bendung dapat dilihat pada table sebagai berikut :

Lobang Kadar pori Biaya pemindahan tanah

Per m3 dalam rupiah

A 0,95 23

B 1,90 16

C 1,60 21

Lubang bahan mana yang paling murah apabila tanah yang akan dipindahkan sebanyak 500.000 m3. Penyelesaian : Misalkan isi / volume yang dikehendaki untuk masing-masing tipe A,B,C adalahV1, V2, dan V3. V adalah isi tanah dibutuhkan,

v

V1 = e 1e1 1

V1 = V( e 1e1 1 )

= 500.000(0,85 10,95 1 )

= 500.000(1,852,9 ) = 527.400m3

V2 = V (e 1e2 1 )

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



= 500.000 (85,165,2 ) = 716.000 m3

Biaya tipe A = 527.400.23 = Rp. 12.130.200,- Biaya tipe B = 784.000.16 = Rp. 12.544.000,- Biaya tipe C = 716.000.21 = Rp. 15.036.000,- Jadi tanah dari lubang bahan A yang paling ekonomis.

11. Sebuah kotak / wadah yang berkapasitas 1000m3 diisi penuh dengan pasir lepas dan kemudian dicoba diisi penuh dengan pasir yang dipadatkan. Berat kering pasir yang dari kedua kondisi masing-masing adalah 1520 g dan 1830 g. Pasir tersebut mempunyai kadar pori 0,64. Apabila berat berat jenis pasir adalah 2,65 tentukanlah batas kadar pori dan kepadatan relatifnya. Penyelesaian : Isi kotak = 1000m3 ; G = 2,7 ; w = 1g/cm3

Pada kondisi I :

Kepadatan kering d = vw =

10001520 = 1,52 =

mak e 1wG.

(Dalam kondisi lepas, kadar porinya adalah e mak)

1 + e mak = 1,522,7 = 1,74

E mak = 0,74

Pada kondisi II :

Kepadatan kering d = 10001830 = 1,83 =

mak e 1wG.

(Dalam kondisi padat, kadar porinya adalah e min)

1 + E min = 83,17,2 = 1,445

e min = 0,445

Kepadatan relative : Dr = minmak

mak

e - ee- e

= 0,295

0,1 0,445 74,0

64,074,0

= 0,338

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Batas kadar pori e mak = 0,74

e min = 0,445

12. Penelitian terhadap suatu contoh tanah lempung menunjukkan sifat-sifatnya sebagai berikut : a) Kadar air asli 45,6 % b) Batas cair 49,1 % c) Batas plastis 26,5% d) Ukuran dengan diameter 0,0060 mm ada 60 % e) Ukuran dengan diameter 0,0005 mm ada 10% Hitunglah indek cair dan koefisien keragaman tanah itu. Penyelesaian :

Indek cair L.I. = P.I.

P.L. - w

P.I. = 26,5 - 49,1 P.L. - L.L. - L.L.

L.I. = 0,845 22,6

26,5 - 45,6

Koefisien Keragaman :

12 0,00050,006

DD Uc

10

60

Konsistensi relative :

0,1545 6,2245,6 - 49,1

P.L. w- L.L RC

13. Ketika pemboran sedang dilakukan, didapatkan contoh tanah jenuh dengan minyak tanah. Berat isi jenuh tanah adalah 2,4 g/cm3. tentukan, kadar

pori dan berat isi kering dari tanah itu. Diketahui pula berat jenis butir tanah dan minyak tanah masing-masing 2,65 dan 0,89. Penyelesaian :

Tanah dalam kedaan jenuh, berati seluruh ruang porinya terisi oleh minyak tanah.

Ambil massa tanah dengan satu-satuan berat.

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Isi banyak minyak tanah yang terdapat pada tanah disebut Vo.

Isi butir tanah :

2,65

1 Vs

Berat butir tanah = 1 g.

Berat minyak = 0,89 Vo

Berat keseluruahan massa tanah = 1 + 0,89 Vo

Kepadatan jenuh :

0,0629

Vo 377,0Vo 0,89 1

1 + 0,89 Vo = 2,4 Vo + 2,4 . 0,377

Vo = 0,0629 1,5100,095

Minyak tanah

Butir tanah

Vo

Vs

Wo

Ws=1

Gambar 1-6

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Kadar pori = hbutir tana isi

isi hbutir tana isi

pori isi

= 0,167 0,3770,0629

Jika tanah dalam keadaan kering, minyak di uapkan dan ruang dari minyak 0,0629 di ambil oleh udara yang tidak punya berat, berarti

berat massa tanah = 1 + 0

Isi tanah = 0,377 + Vo

= 0,377 + 0,0629 = 0,4399

Kepadatan kering = 0,4399

1 = 2,279 g/cm3

14. Hitunglah persentase kadar pori dari contoh tanah yang mempunyai berat isi 1,86 g/cm3 dan kadar air 20%. Berat jenis butir tanah adalah

2,72

penyelesaian :

Ambil massa tanah dengan satu-satuan berat.

Berat butir tanah = 1 g

w = 20%; (berat air dalam contoh tanah).

= 0,20 g.

Berat total keseluruhan massa tanah = 1 + 0,20 = 1,20 g

Isi total = cm3 0,64 1,861,20

Isi udara = Va

= Isi total massa tanah - (isi air + isi butir tanah)

= 0,64 - ( Vw + Vs)

= 0,64 - ( 0,20 + 2,72

1

= 0,64 - ( 0,20 + 0,367)

= 0,073 cm3

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Kadar pori tanah = % 100 . hbutir tana isi

udara isi

= % 19,9 100% . 0,3670,073

15. Satu contoh tanah lempung yang dicelupkan kedalam air raksa dan isinya 20,8 cm3. berat contoh tanah 31,2 g. setelah di keringkan selama 48 jam,

berat tanah berkurang menjadi 19,6 g sedangkan isinya menjadi 10,2 cm3. tentukan batas susut, kadar pori, berat jenis dan nilai susut tanah. Penyelesaian :

Ws

w . V1)- (V - Ws)-(W S.L.

Dimana; W = 31,2 g

Ws = 19,6 g

V = 20,8 cm3

V1 = 10,2 cm3

S.L. = 6,19

10,2) - (20,8 - 19,6) - (31,2

= 5,12%atau 0,0512 6,1910,6 - 11,6

e 1

e) (G w

sat

Dari data yang ada, kita dapat :

3g/cm 15 20,831,2

VW sat

1,5 = e 1e)(G 1

1,5 + 1,5 e = G + e

0,5 e = G - 1,5 ……………………………… (1)

Untuk tahan jenuh : e = w.G

Sedangkan,

W = 0,592 6,1919,6 - 31,2

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



E = 0,592 G ……………………………. (2)

Nilai persamaan (2) dimasukkan ke persamaan (1), maka :

0,5 . 0,592 G = G - 1,5

G = 2,130

e = 0,592 . 2,130 = 1,261

S.R = 1,922 0,54081,04

0512,0592,02,1010,2 - 20,8

Jadi ;

S.L. = 5,12%

G. = 2,130

e = 1,261

S.R. = 1,922

16. Berapakah besar kepadatan absolut dan batas sudut dari sebuah contoh tanah lempung jenuh yang mempunyai kadar air 32% dan berat

jenis 1,87 yang ternyata turun menjadi 1,67 setelah keringkan dengan oven.

Penyelesaian :

Pandang / tinjau massa tanah dengan satu-satuan berat.

Berat air = isi air = 0,32

Isi masa tanah = 0,706 1,871,32

Isi butir tanah = 0,706 - 0,32 = 0,386 cm3

Kepadatan absolute = 2,6 0,386

1

Sesudah dikeringkan :

Berat butir tanah + air = 1,67 . 0,706 = 1,18

Berat butir tanah = 1,0 g

Berat air = 0,18 g

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Batas sudut = 18% 0,18 1,000,18

17. Timbunan tanah yang dipadatkan mempunyai kepadatan kering 1,84 g/cm3 pada kadar air 15%. Kepadatan lapangan/ditempat (insitu

density) dan akdar air dalam lubang tes bahan (borrow pits) adalah 1,77 g/cm3 dan 80%. Berapakah banyaknya galian tanah di butuhkan

(dari daerah borrow pits ) untuk timbunan per m3.

Penyelesaian :

2,118 0,15) (1 1,84 w) 1 ( w 1

d d

ee 10,15) 91 2,7

1w) (1G

1 + e1 = 1,772,918

e1 = 0,648

jadi isi galian yang dibutuhkan = V1

e 1e1 1

VV1

V1 = V 0,470 10,648 1 , V = 1 m3

V1 = m3 1,12 1,4701,648

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



Latihan Kumpul : Hari Sabtu, 30 April 2011

1. Gambarkanlah grafik pembagian butir untuk dua contoh tanah A dan B. berat total contoh tanah adalah 500 g dari masing-masing

contoh.

Hitunglah :

a. Koefisien keseragaman untuk kedua contoh tanah dan jelaskan hasil tersebut.

b. Diameter efektif dari contoh B.

Ukuran saringan (mm) 4,78 2,41 1,20 0,60 0,30 0,15 0,075 Pan

Contoh A Berat yang tertahan (g) - 72 91 75 182 15 55 10

Contoh B Berat yang tertahan (g) - - 4 8 201 52 227 8

2. menurut percobaan batas cair, menunjukkan sebagai berikut :

jumlah ketokan 10 20 31 40

kadar air 82,0% 74,3% 68,0% 65,05

dua percobaan batas plastis yang telah dilakukan, menunjukkan harga 28,2 dan 29,4.

Masukkan kedalam grafik dan tentukan batas cair, indek plastis dan indek pengaliran (If)

Apabila berat jenis contoh tanah adalah 2,71 tentukanlah kadar pori dalam keadaan jenuh pada batas cair.

3. Perubahan isi suatu massa tanah pada batas cair adalah 80% dan batas plastis 28 %. Dari percobaan menunjukkan batas plastis 24. apabila indek plastis 35, tentukan batas cair, batas susut, dan nilai susut (shrinkage ratio) dari tanah. (selisih isi tanah ditentukan pada keadaan kering).

4. Dari percobaab pemadatan Procor, berat contoh tanahnya adalah 1,905kg pada kadar air 17,54%. Diameter mould 10,4 cm dan tingginya 11,2 cm, tentukan kadar pori, kepadatan dan derajad kejenuhan tanah itu. Berat jenis butir tanah 2,64

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om

Nu kopen

!

PDF-XChange

ww

w.easyco mputing.c

om



1 bahan kuiah mekanika tanah 1 kelas a pdf

Documents