buku panduan praktikum mekanika tanah

Upload: amara-chrisantie-meidina

Post on 08-Jul-2018

316 views

Category:

Documents


18 download

TRANSCRIPT

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    1/183

     

    BUKU PANDUAN

    PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    2/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah i

    PENDAHULUAN

    Buku ini merupakan buku panduan untuk Mahasiswa dalam melakukan praktikum

    mekanika tanah. Buku panduan praktikum mekanika tanah ini dibagi menjadi 3

    bagian:

      Bagian 1: Terdiri dari modul praktikum Mekanika Tanah Dasar. Praktikum

    Mekanika Tanah Dasar mencakup praktikum untuk mendapatkan indeks properti

    fisik tanah, seperti pengujian batas cair, batas plastis, dan batas susut tanah,

    pengujian berat jenis, ukuran butiran, pengujian CBR laboratorium, dan pengujian

    koefisien permeabilitas tanah.

      Bagian 2: Terdiri dari modul praktikum Mekanika Tanah. Praktikum Mekanika

    Tanah mencakup praktikum untuk mendapatkan indeks properti mekanik tanah,

    seperti pengujian kuat geser tanah, parameter konsolidasi; serta pengujian

    lapangan seperti pengambilan sampel tanah tak terganggu dan pengujian sondir.

      Bagian 3: Terdiri dari modul praktikum Investigasi Geoteknik Lanjut. Praktikum

    Investigasi Geoteknik Lanjut mencakup praktikum untuk mendapatkan indeks

    properti fisik tanah lanjutan, seperti pengujian pengembangan tanah, kerapatan

    tanah di lapangan, dan pengujian CBR lapangan.

    Perbaruan yang dilakukan dalam buku panduan praktikum ini mencakup perubahan

    susunan modul praktikum menjadi:

    1.  Standar Acuan

    2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    3.   Alat-alat dan Bahan

    4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    5.  Prosedur Praktikum

    6.  Pengolahan Data

    Tim Penyusun

    ©2015 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    3/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah ii

    DAFTAR ISI

    BAGIAN 1 

    BAB 1 ATTERBERG LIMITS  ................................................................................... 2 

     A.  LIQUID LIMIT (BATAS CAIR) .............................................................. 2 

    B.  PLASTIC LIMIT(BATAS PLASTIS) ....................................................... 10 

    C.  SHRINKAGE LIMIT (BATAS SUSUT) ................................................... 14 

    BAB 2 SPECIFIC GRAVITY  .................................................................................. 20 

    BAB 3 HYDROMETER .......................................................................................... 29 

    BAB 4 SIEVE ANALYISIS  ..................................................................................... 41 

    BAB 5 COMPACTION  .......................................................................................... 46 

    BAB 6 CALIFORNIA BEARING RATIO  ................................................................... 56 

    BAB 7 PERMEABILITY ......................................................................................... 64 

    BAGIAN 2 

    BAB 8 HAND BORING & SAMPLING  ..................................................................... 87 

    BAB 9 CONE PENETRATION TEST  (SONDIR) ....................................................... 93 

    BAB 10 TRIAXIAL UU (UNCONSOLIDATED-UNDRAINED) TEST  ........................... 104 

    BAB 11 CONSOLIDATION TEST  ........................................................................ 120 

    BAB 12 DIRECT SHEAR TEST  ............................................................................ 137 

    BAB 13 UNCONFINED COMPRESSION TEST  ....................................................... 145 

    BAGIAN 3 

    BAB 14 SWELLING TEST  .................................................................................. 160 

    BAB 15 SAND CONE TEST  ................................................................................ 170 

    BAB 16 FIELD - CALIFORNIA BEARING RATIO (FIELD - CBR)  ............................. 176 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    4/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 1

    BAGIAN 1

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    5/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 2

    BAB 1

     ATTERBERG LIMITS  

     A.  LIQUID LIMIT (BATAS CAIR) 

    1.1.  Standar Acuan

     ASTM D 4318  "Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and

    Plasticity Index of Soils "

     AASHTO T 89 "Determining the Liquid Limit of Soils "

    SNI 1967:2008 "Cara uji penentuan batas cair tanah"

    1.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mencari kadar air pada liquid limit (batas cair) dari sampel tanah.

    Hasil uji batas cair ini dapat diterapkan untuk menentukan konsistensi perilaku

    material dan sifatnya pada tanah kohesif, dimana konsistensi tanah

    tergantung dari nilai batas cairnya. Disamping itu, nilai batas cair ini dapat

    digunakan untuk menentukan nilai indeks plastisitas tanah yaitu nilai batas

    cair dikurangi dengan nilai batas plastis.

    1.3.   Alat-alat dan Bahan

    a.   Alat 

       Alat Cassagrande

      Standard grooving tool

      Can

      Spatula

      Mangkuk porselin

      Oven

      Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

      Botol penyemprot

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    6/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 3

    b.  Bahan

      Sampel tanah lolos saringan No. 40 ASTM sebanyak ± 1 kg

       Air suling

    Gambar 1.1 Peralatan praktikum liquid limit : a) Alat Cassagrande ; b) Standard grooving

    tool ; c) can; d) Alat penyemprot

    1.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Di dalam laboratorium, liquid limit   didefinisikan sebagai kadar air dimana

    sampel tanah yang telah dimasukkan pada alat cassagrande , dibuat celah di

    tengahnya dengan standard grooving tool   lalu alat cassagrande   diputar

    dengan kecepatan 2 ketukan per-detik dan tinggi jatuh 10 mm, sehingga pada

    ketukan ke-25 sampel tanah yang digores dengan grooving tool   merapat

    sepanjang 0,5 inch. 

    Dalam batas cair kita mempelajari kadar air dalam keadaan tertentu. Dalam

    hal ini hanya dipelajari/diuji dalam tiga keadaan, yaitu batas cair, batas plastis,

    dan batas susut dari tanah, atau secara skematis diwakili pada sebuah

    diagram yaitu:

    a b c d

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    7/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 4

    Cair  Plastis  Semi Plastis  Solid 

    BATAS CAIR BATAS PLASTIS BATAS SUSUT

    Gambar 1.2 Diagram Atterberg Limits  

    Semakin ke kanan diagram di atas, kadar airnya semakin sedikit. Batas cair

    ini ditentukan dengan percobaan memakai alat percobaan liquid limit . Alat ini

    dikembangkan oleh Cassagrande  dan besarnya batas cair ditentukan pada

    ketukan ke-25.

    = −− ×100%  (1.1) 

    dengan :

    W = kadar air

    w1  = berat tanah basah + can

    w2 = berat tanah kering + can

    w3  = berat can

    1.5.  Prosedur Praktikum

    1.5.1.  Persiapan

    1.  Siapkan tanah lolos saringan no. 40 ASTM, dengan kondisi kering udara.

    2.  Pastikan kebersihan alat –alat.

    3.  Kalibrasi timbangan yang akan digunakan.4.  Siapkan botol penyemprot dan air suling.

    5.  Siapkan dan keringkan can  yang diperlukan.

    1.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Masukkan sampel tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian

    campur dengan air suling dan aduk dengan spatula hingga tanah menjadi

    homogen.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    8/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 5

    2.  Masukkan sampel tanah ke dalam mangkuk cassagrande   selapis demi

    selapis dan diusahakan tidak ada udara di antara setiap lapisan dengan

    spatula. Tebal tanah yang dimasukkan kurang lebih hingga setebal 0.5inch pada bagian tengahnya.

    3.  Buat celah di tengah-tengah tanah dalam mangkuk cassagrande  dengan

    menggunakan grooving tool  dalam arah tegak lurus mangkuk, dilakukan

    dengan hati –hati agar tidak terjadi retak pada bagian bawahnya (gambar

    1.3).

    Gambar 1.3 Membuat celah dengan grooving tool

    4.  Jalankan alat cassagrande  dengan kecepatan konstan 2 putaran per-detik

    dan tinggi jatuh 1 cm, dilakukan hingga tanah tepat merapat sepanjang

    0.5 inch. Pada saat itu hentikan alat cassagrande   dan catat jumlah

    ketukan (gambar 1.4).

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    9/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 6

    Gambar 1.4 Tanah yang merapat sepanjang ½ inch 

    5.  Timbang can  terlebih dahulu, lalu ambil sebagian tanah dalam mangkuk

    cassagrande  dan masukkan ke dalam can  dan kemudian timbang berat

    can + tanah. Terakhir, masukkancan + tanah ke dalam oven.

    6.  Ulangi seluruh langkah di atas untuk lima sampel dan dengan nilai ketukan

    antara 10 hingga 50 ketukan, hal ini dibantu dengan cara menambahkan

    air suling atau menambahkan tanah.

    7.  Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, keluarkan sampel tanah dari

    oven dan timbang kembali.

    8.  Hitung kadar airnya.

    1.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

    Pada ASTM jumlah ketukkan adalah antara 25 – 35 ketukan, sedangkan pada

    percobaan ini jumlah ketukan adalah antara 10 – 50 ketukkan, hingga tanah

    merapat sepanjang 0.5 inch.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    10/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 7

    1.6.  Pengolahan Data

    1.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    1.6.2.  Perhitungan

    I II III IV V

    Jumlah ketukan 1…  2…  3…  4…  5… 

    Berat tanah basah + can   …  …  …  …  … 

    Berat tanah kering + can   …  …  …  …  … 

    Berat can   …  …  …  …  … 

    Berat tanah kering …  …  …  …  … 

    Berat air …  …  …  …  … 

    Kadar air … %  … %  … %  … %  … % 

    Kadar air rata-rata … % 

    Menentukan nilai Liquid Limit  

    Cara 1 

    Batas cair didapat dengan menarik garis vertikal pada N = 25 sampai

    memotong grafik. Regresi logarithmic  antara N (jumlah ketukan) dengan W

    (kadar air):

    N  ( x ) 1…  2…  3…  4…  5… 

    W  ( y ) …%  … %  … %  … % … % 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    11/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 8

    Gambar 1.5 Contoh grafik untuk menentukan liquid limit  

    Dari grafik di atas, didapat persamaan kurva: y = …Ln(x) + … 

    maka untuk N  = 25 Liquid Limit  = …Ln(25) + … = … % 

    Cara 2

    Dengan rumus:

    = .

      (1.2) 

    keterangan:

    LL   = liquid limit  

    W n  = kadar air pada ketukan ke-n

    N   = jumlah ketukan

    LL 1  = … % 

    LL 2  = … % 

    LL 3  = … % 

    LL 4  = … % 

    LL 5  = … % 

    y = … Ln(x) + …

    74

    75

    76

    77

    78

    79

    80

    81

    82

    0 10 20 30 40 50 60

    Jumlah ketukan

    W(%)

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    12/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 9

    No. Can   Jumlah ketukan W n (%) LL  (%)

    1 1…  … %  … % 

    2 2…  … %  … % 

    3 3…  … %  … % 

    4 4…  … %  … % 

    5 5…  … %  … % 

    LL rata-rata = … % 

    Kesalahan relatif =%100

    1

    21

    cara

    caracara

     LL

     LL LL

     = … % 

    Menentukan harga Flow Index (FI )

    Untuk mendapatkan harga Flow Index  (FI ) ialah dengan menarik garis lurus

    sehingga memotong sumbu pada ketukan ke-10 dan ketukan ke-100.

    Kadar air untuk N  = 10; W  = … Ln(10) + … = … % 

    Kadar air untuk N  = 100; W  = … Ln(100) + … = … % 

    FI   =W N=100 – W N=10  (1.3) 

    = …

     

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    13/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 10

    B.  PLASTIC LIMIT (BATAS PLASTIS) 

    1.1.  Standar Acuan 

     ASTM D 4318  "Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, andPlasticity Index of Soils "

     AASHTO T 90"Determining The Plastic Limit and Plasticity Index Of Soils " 

    SNI 1966:2008 "Cara uji penentuan batas plastis dan indeks plastisitas

    tanah"

    1.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mencari kadar air pada batas plastis (plastis limit ) dari sebuah sampel tanah

    atau untuk menentukan batas terendah kadar air ketika tanah dalam keadaan

    plastis, dan angka Indeks Plastisitas suatu tanah.

    1.3.   Alat-alat dan Bahan:

    a.   Alat 

      Pelat kaca

      Container

      Spatula

      Mangkuk porselin

      Oven

      Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

    b.  Bahan

      Sampel tanah lolos saringan No. 40 ASTM

       Air suling

    1.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan:

    Di dalam laboratorium, plastic limit  didefinisikan sebagai kadar air pada batas

    dimana sampel tanah digulung pada pelat kaca hingga mencapai diameter

    kurang lebih ⅛ inch (3.2 mm) dan tanah tersebut tepat retak  –retak halus.

    Dari percobaan ini dapat ditentukan Plastic Index (IP), dimana:

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    14/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 11

    I P  = LL – PL  (1.4) 

    Kadar air tanah dalam keadaan aslinya biasanya terletak antara batas plastis

    dan batas cair. Rumus yang digunakan sama seperti persamaan (1.1):

    = ×100% 

    dengan:

    W   = kadar air

    w 1  = berat tanah basah + container  

    w 2 = berat tanah kering + container  

    w 3  = berat container  

    1.5.  Prosedur Praktikum 

    1.5.1.  Persiapan1.  Bersihkan alat –alat yang akan digunakan.

    2.  Siapkan botol penyemprot dan air suling.

    3.  Siapkan tanah lolos saringan No.40 ASTM.

    4.  Timbang berat kedua container. 

    1.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Masukkan sampel tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudiancampur dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga homogen.

    2.   Ambil sampel tanah tersebut sedikit lalu gulung di atas pelat kaca sampai

    berdiameter ⅛ inch. Bila kadar air berlebih, pada waktu sampel tanah

    mencapai diameter ⅛ inch tidak terjadi retak–retak, maka percobaan ini

    harus diulang kembali dengan menambahkan sampel tanah. Sedangkan

    bila kadar air kurang, sampel tanah akan retak-retak sebelum mencapai

    diameter ⅛ inch. Percobaan ini harus diulang kembali dengan

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    15/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 12

    menambahkan air sehingga sampel tanah tepat retak  –retak pada waktu

    mencapai diameter ⅛ inch (gambar 1.5) 

    Gambar 1.6 Proses menggulung sampel tanah 

    3.  Masukkan sampel tanah yang mulai retak  –retak halus pada diameter ⅛

    inch ke dalam dua container   yang sudah ditimbang beratnya. Berat 

    container  + tanah minimum adalah 15 gram.

    4.  Tutup container   secepatnya agar kadar air tidak berkurang karena

    penguapan. Kemudian timbang container  yang telah berisi tanah tersebut.

    5.  Masukkan container  dalam keadaan terbuka ke dalam oven berisi tanah

    yang telah ditimbang selama kurang lebih 18 jam.

    6.  Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, keluarkan lalu timbang container  

    berisi tanah tersebut guna mencari kadar airnya. Pada saat menghitung

    kadar air ini jangan lupa tambahkan berat penutup container  agar berat

    total container   seperti pada saat menimbang berat tanah basah

    sebelumnya.

    1.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

      Pada percobaan, waktu penggulungan tanah tidak ditentukan, sedangkan

    pada ASTM waktu penggulungan tanah maksimum adalah dua menit.

      Pada percobaan, setelah tanah digulung dan terjadi retak  –retak, maka

    tanah tersebut dibagi menjadi dua bagian sama besar dan dimasukkan ke

    dalam container . Sedangkan pada ASTM, tanah yang telah digulung akan

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    16/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 13

    diremukkan kembali dan digulung kembali sampai sampel tanah tersebut

    sukar untuk digulung kembali.

    1.6.  Pengolahan Data 

    1.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    1.6.2.  Perhitungan :

    Can  No. 1 2

    Berat tanah basah + Can   w 1 (gr) …  … 

    Berat tanah kering + Can   w 2 (gr) …  … Berat Can   w 3 (gr) …  … 

    Berat tanah kering w 2  – w 3 (gr)  …  … 

    Berat air w 1  – w 2 (gr) …  … 

    Kadar air W = %10032

    21  xww

    ww

      … %  … % 

    Kadar airrata –rata ( plastic limit )  … 

    Plastic Index (Rumus 1.4)

    I P   = LL   – PL

    I P   = … 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    17/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 14

    C.  SHRINKAGE LIMIT (BATAS SUSUT) 

    1.1.  Standar Acuan 

     ASTM D 427 "Standard Test Method for Shrinkage Factors of Soils by theMercury Method "

     AASHTO T 92 "Standard Method of Test for Determining the Shrinkage

    Factors of Soils "

    SNI 3422:2008 "Cara uji penentuan batas susut tanah"

    1.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mencari kadar air pada batas susut dari suatu sampel tanah.

    1.3.   Alat-alat dan Bahan:

    a.   Alat 

      Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

      Coated dish

      Shrinkage dish

    b.  Bahan

       Air Raksa

      Sampel tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering oven

       Vaselin

    Gambar 1.7 Peralatan praktikum shrinkage limit : a) Shrinkage dish ; b) Coated dish ; c) AirRaksa

    a

    b

    c

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    18/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 15

    1.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan:

    Shrinkage limit  adalah kadar air pada batas keadaan semi plastis dan beku. Di

    dalam laboratorium, shrinkage limit  didefinisikan sebagai batas dimana tidakakan terjadi perubahan volume pada massa tanah, apabila kadar airnya

    dikurangi. Pada tahapan ini tanah mengering tanpa diikuti perubahan volume.

    Batas susut ditunjukkan dengan kadar air tanah pada tahap mengering dan

    tidak terdapat perubahan/pengurangan volume. Rumus yang digunakan:

    = (−)−(−)  ×100%  (1.6) 

    dengan :

    w w   = berat tanah basah

    w d   = berat tanah kering

    V w   = volume tanah basah

    V d   = volume tanah kering

     ρ w   = berat jenis air = 1 gram/cm3 

    = ×100%  (1.7) 

    1.5.  Prosedur Praktikum

    1.5.1.  Persiapan

    1.  Siapkan tanah lolos saringan No. 40 ASTM kering udara.

    2.  Siapkan air suling dan botol penyemprot.

    3.  Timbang coated dish  atau container  yang diperlukan.

    1.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Masukkan butiran tanah ke dalam mangkuk porselin dan beri air suling

    secukupnya kemudian aduk dengan spatula hingga homogen.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    19/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 16

    2.  Perlakukan sampel tanah yang sudah homogen tersebut seperti pada

    langkah-langkah percobaan liquid limit , usahakan tanah telah merapat

    sepanjang 0.5 inch pada kisaran 20-25 ketukan.3.   Ambil sampel tanah dari alat cassagrande  tersebut ke dalam coated dish  

    yang sudah diolesi vaseline . Jangan lupa untuk mengetuk-ngetuk coated

    dish   agar sampel tanah mengisi penuh seluruh bagian coated dish   dan

    permukaannya rata.

    4.  Timbang sampel tanah dan coated dish  tersebut.

    5.  Ulangi percobaan tersebut sebanyak dua kali.

    6.  Diamkan coated dish   dan sampel tanah di udara terbuka kurang lebih

    selama 18 jam agar tidak mengalami retak-retak akibat pemanasan secara

    tiba-tiba.

    7.  Setelah 18 jam, masukkan sampel tanah ke dalam oven.

    8.  Setelah sekitar 18 –24 jam di oven, keluarkan coated dish dan tanah kering

    dari oven. Timbangnya lagi, dan kemudian hitung volume tanah basah

    dan volume tanah kering.

    * Hitung volume tanah basah:

      Timbang coated dish  (w 1). 

      Masukkan raksa ke dalam coated dish   sampai penuh, lalu ratakan

    permukaan raksa dengan pelat kaca agar sejajar dengan pinggiran coated

    dish. 

      Kemudian timbang coated dish  beserta isinya (w 2).

       Volume tanah basah adalah:

    = =−

      (1.8) 

    ** Hitung volume tanah kering:

      Masukkan raksa ke dalam shrinkage dish   sampai penuh dan ratakan

    dengan pelat kaca.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    20/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 17

      Timbang shrinkage dish  beserta isinya sehingga diperoleh berat air raksa

    dalam shrinkage dish  (wHg+S)

      Celupkan sampel tanah kering ke dalam shrinkage dish  yang berisi raksadengan menekannya secara hati –hati dengan pelat kaca berkaki tiga

    sehingga permukaan sampel tanah benar –benar berada tepat di

    permukaan air raksa. Sebagian raksa akan tumpah keluar. Proses ini

    disebut sub-merging soil cake  (gambar 1.6).

    Gambar 1.8 Proses sub-merging soil cake

      Keluarkan sampel tanah dan timbang kembali shrinkage dish  + raksa yang

    tersisa (wHg)

       Volume tanah kering adalah:

    = −  

    (1.9) 

    1.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

      Pada percobaan di dalam laboratorium, coated dish   yang telah diolesi

    vaselin  dan diisi tanah diketuk  –ketuk agar tidak tersisa gelembung udara

    di dalamnya. Sedangkan menurut standar ASTM D-427, coated dish  hanya

    digoyang –goyangkan.

      Pada metode ASTM alat yang dipakai untuk menampung tanah adalah

    mangkuk porselin yang mempunyai diameter ±1.75 inch dan tinggi ±0.5

    inch, sedangkan dalam percobaan di dalam laboratorium dipakai coateddish .

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    21/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 18

    1.6.  Pengolahan Data

    1.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    1.6.2.  Perhitungan :

    KeKeterangan :

    Shrinkage Limit  (SL )dish  1  =

    %100

    wd wd w

    w

    V V ww     

    = %100...

    1............  

    = … 

    Shrinkage Ratio  (SR )dish  1 = %100d 

    = %100...

    ...  

    = … 

    No. coated dish   1 2

    Berat tanah basah + coated dish   w w+c (gr) …  … 

    Berat coated dish   w c (gr) …  … 

    Berat tanah basah w w = w w+c  - w c (gr) …  … 

    Berat tanah kering + coated dish   w d+c (gr) …  … 

    Berat tanah kering w d  = w d+c  - w c (gr) …  … Berat raksa + coated dish   w Hg+c (gr) …  … 

    Berat raksa w Hg (gr) …  … 

     Volume tanah basah ( V w ) w Hg  / 13.53 …  … 

    Berat raksa + shrinkage dish   w Hg+s (gr) …  … 

    Berat raksa + shrinkage dish  (setelah sub- 

    merging soil cake )w’ Hg+s (gr)

    …  … 

    Berat raksa yang dipindahkan (w Hg+s ) –(w’ Hg+s ) …  … 

     Volume tanah kering ( V d ) (w’ Hg ) / 13.53 …  … Shrinkage Limit   SL …  … 

    Shrinkage Ratio   SR …  … 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    22/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 19

    Shrinkage Limit  (SL )dish  2  =

    %100

    wd wd w

    w

    V V ww     

    = %100...1............

     

    = … 

    Shrinkage Ratio  (SR )dish  2 = %100d 

    = %100...

    ...  

    = … 

    Shrinkage Limit  (SL )rata-rata   =2

    21   dishdish   SLSL    

    =2

    ...... 

    = … 

    Shrinkage Ratio  (SR )rata-rata   =2

    21   dishdish   SRSR    

    =2

    ...... 

    = … 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    23/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 20

    BAB 2

    SPECIFIC GRAVITY  

    2.1.  Standar Acuan

     ASTM D 854 "Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by

    Water Pycnometer "

     AASHTO T 100 "Specific Gravity of Soils "

    SNI 1964:2008 "Cara Uji Berat Jenis Tanah"

    2.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mendapatkan nilai specific gravity dari butiran tanah, yaitu perbandingan

    berat isi tanah dan berat isi air suling pada suhu 4°C.

    Specific gravity  pada tanah dapat digunakan untuk menghitung hubungan

    pada fase tanah, seperti angka pori (void ratio ), derajat kejenuhan (degree of

    saturation ), serta densitas dari tanah.

    2.3.   Alat-alat dan Bahan

    a.  Alat

      Pycnometer dengan volume 500 ml

      Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram

      Oven

      Kompor Listrik

      Termometer

      Can

       Alat Penyemprot

    b.  Bahan

      Sampel tanah lolos saringan No. 40 sebanyak 500 gram, kering oven

       Air suling

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    24/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 21

    Gambar 2.1 Peralatan praktikum specific gravity : a) Termometer; b) Can ; c) Alat

    penyemprot; d) Pycnometer ; e) Kompor listrik

    2.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Spesifik gravity pada tanah didefinisikan sebagai berat jenis tanah

    dibandingkan dengan berat jenis air suling pada suhu 4°C, dengan persamaan

    sebagai berikut:

    =   (2.1) Dimana:

    Gs = spesifik gravity

      = berat jenis tanah

      = berat jenis airUntuk tanah, berat jenisnya merupakan perbandingan antara berat tanah

    dengan volume tanah:

    =   (2.2) Dimana:

    w  = berat tanahV  = volume tanah

    a e

    b cd

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    25/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 22

    Untuk air, berat jenisnya didefinisikan sebagai berikut:

    =   (2.3) Dimana:

      = berat air  = volume air

    Dalam percobaan, volume tanah (V s ) selalu harus diusahakan sama dengan

    volume air (V w ), sehingga Vw  = Vs  dan persamaan 2.1. menjadi sebagai

    berikut:

    =   (2.4) 

    Percobaan specific gravity ini dilakukan pada kondisi suhu T°C, sehingga nilai

    tersebut harus dikoreksi dengan faktor koreksi α, sehingga rumus 2.4 tersebut

    menjadi:

    =   (2.5) Dimana:

      = berat tanah  = berat air  = faktor koreksi suhu T°C yang berhubungan dengan temperatur

    ruangan pada saat percobaan

    Tabel 2.1 berikut merupakan faktor koreksi suhu () yang digunakanberdasarkan acuan standar SNI 1964:2008.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    26/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 23

    Tabel 2.1 Hubungan kerapatan relatif air dan faktor koreksi suhu

    No.Temperatur

    (°C)Hubungan Kerapatan

    Relatif AirFaktor Koreksi

    Suhu, α 

    1 18 0.99862 1.00042 19 0.99843 1.0002

    3 20 0.99823 1.0000

    4 21 0.99802 0.9998

    5 22 0.99780 0.9996

    6 23 0.99757 0.9993

    7 24 0.99733 0.9991

    8 25 0.99708 0.9989

    9 26 0.99682 0.9986

    10 27 0.99655 0.9983

    11 28 0.99627 0.9980

    12 29 0.99598 0.9977

    13 30 0.99568 0.9974

    Sumber: SNI 1964:2008

    Nilai Gs pada umumnya yang dapat digunakan untuk mengetahui apakah hasil

    percobaan benar atau tidak adalah sebagai berikut:

    Tabel 2.2 Nilai Gs beberapa jenis tanah

    TIPE TANAH  GS 

    Pasir 2.65 - 2.67

    Pasir kelanauan 2.67 - 2.70

    Lempung anorganik 2.70 - 2.80

    Tanah dengan mika dan besi 2.75 - 3.00

    Tanah organik 1.0+ - 2.60

    Sumber: Bowles (2001)

    2.5.  Prosedur Praktikum2.5.1.  Persiapan

    1.  Siapkan empat buah pycnometer  yang telah dibersihkan dan dikeringkan.

    2.  Untuk bahan uji digunakan sampel tanah sebanyak 400 gram lolos

    saringan No. 40 ASTM dan sudah dikeringkan dalam oven selama ± 24

     jam dengan temperatur 110° ± 5°C (230 ± 9° F).

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    27/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 24

    2.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Isi pycnometer dengan air suling sebanyak 500 ml dan timbangberatnya

    sehingga didapatkan berat air dan berat pycnometer  (wbw). 2.  Catat suhu air dalam pycnometer  dengan menggunakan termometer.

    3.  Kembalikan air dalam pycnometer ke dalam wadah awalnya, kemudian

    bersihkan dan keringkan kembali pycnometer .

    4.  Masukkan sampel tanah masing-masing sebanyak 100 gram kedalam

    empat pycnomete r secara hati-hati (diusahakan tidak ada butiran tanah

    yang menempel pada dinding leher pycnometer karenaakan mengurangi

    volume tanah).

    5.  Isi kembali pycnometer dengan air suling hingga ± ¾ bagianvolumenya.

    6.  Panaskan pycnometer untuk menghilangkan udara yang terperangkap

    dalam tanah pada  pycnometer dengan cara dididihkan ± 15 menit

    (gunakan kompor listrik).

    7.  Diamkan  pycnometer selama ± 15 jam agar suhu air akhir

    diharapkan sama dengan suhu air awal. 

    8.  Catat kembali suhu yang terjadi setelah didiamkan selama ± 15

     jam dengan menggunakan termometer. Apabila suhu akhir

    sudah sama dengan suhu awal air, timbang kembali pycnometer

    berisi air dan tanah tersebut sehingga didapatkan berat

    pycnometer + berat air + berat tanah (w bws). 

    2.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

     Alat dan bahan yang digunakan pada prosedur ASTM D 854-58: 

      Pycnometer  yang digunakan dapat berupa botol labu dengan volume100

    ml atau stop erred bottle dengan volume 50 ml.

      Sampel tanah yang digunakan adalah seberat 25 gram untuk botol labu

    dan 10 gram untuk stoperred bottle .

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    28/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 25

    Jalannya percobaan menurut prosedur ASTM:

    1.  Pycnometer  dibersihkan dan dikeringkan, kemudian dicatat beratnya.

    2.  Pycnometer   diisi dengan air suling (dianjurkan memakai kerosin) danditimbang beratnya (wbw).

    3.  Dibuat tabel untuk wbw pada beberapa suhu air yang diinginkan.

    4.  Sampel tanah dimasukkan ke dalam botol labu/stoperred bottle   yang

    berisi air suling/kerosin.

    5.  Udara yang terperangkap di dalamnya dapat dihilangkan dengan cara:

      Dididihkan

      Diberi tekanan udara

    6.  Pycnometer diisi dengan air suling kembali sampai penuh.

    7.  Berat botol labu/stoperred bottle   yang telah berisi tanah dihitungdan

    dicatat suhunya.

    Perbedaan antara prosedur praktikum dengan prosedur ASTM:

       Volume pycnometer  yang digunakan adalah 500 ml.

      Sampel tanah yang dipakai 100 gram, lolos saringan No. 40 ASTM

    dankering oven.

      Banyaknya percobaan yang dilakukan bukan berdasarkan suhu air

    yangdiinginkan tetapi berdasarkan jumlah sampel yang diinginkan.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    29/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 26

    2.6.  Pengolahan Data

    2.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    2.6.2.  Perhitungan

    = b  (2.6) 

    Dimana:

    Ww = berat air

    ws = berat tanah = 100 gram

    wbw  = berat pycnometer + air 500 ml

    wbws  = berat pycnometer + air + tanah setelah didinginkan

    =  

    Sampel 1Ww  = ws = wbw - wbws

    = ... + ... - ...

    = ...

    Gs  =  = ... x

    …… 

    = ...

    Sampel 2

    Ww  = ws = wbw - wbws

    = ... + ... - ...

    = ...

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    30/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 27

    Gs  =  = ... x

    …… 

    = ...

    Sampel 3

    Ww  = ws = wbw - wbws

    = ... + ... - ...

    = ...

    Gs  =  = ... x

    …… 

    = ...

    Sampel 4

    Ww  = ws = wbw - wbws

    = ... + ... - ...

    = ...

    Gs  =  = ... x

    …… 

    = ...

    Nilai specific gravity rata-rata 

    ̅ = ∑ = ⋯ 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    31/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 28

    Kesalahan Relatif

    Sampel 1

      = |−̅ |̅    = ⋯ % 

    Sampel 2

      = |−̅ |̅    = ⋯ % 

    Sampel 3

      = |−̅ |̅    = ⋯ % 

    Sampel 4

      =|−̅ |

    ̅ 

      = ⋯ % 

    Kesalahan Relatif rata-rata

     ̅ = +++   ̅ = ⋯ % 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    32/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 29

    BAB 3

    HYDROMETER  

    3.1.  Standar Acuan

     ASTM D 421 "Standard Practice for Dry Preparation of Soil Samples for

    Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants "

     ASTM D 422 "Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils "

     AASHTO T 88 "Standard method of test for particle size analysis of soils "

    SNI 3423:2008  “Cara uji analisis ukuran butir tanah"

    3.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Menentukan distribusi dari butiran tanah yang memiliki diameter yang lebih

    kecil dari 0.074 mm (lolos saringan No. 200 ASTM) dengan cara pengendapan

    (hydrometer analysis ).

    3.3.   Alat-alat dan Bahan

    a.  Alat 

      Hydrometer (tipe 152 H)

      Hydrometer  jar (1000 ml)

      Gelas ukur

      Stopwatch

      Pengaduk mekanis (mixer )

      Oven

      Termometer Celcius

      Gelas belimbing

      Saringan No. 200 ASTM

      Timbangan (ketelitian 0.01 gram)

    b.  Bahan

      Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM, masing  –  masing 50gram(untuk 3 sampel)

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    33/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 30

      Larutan pendispersi 4% (water glass )

    Gambar 3.1 Peralatan praktikum hydrometer : a) Gelas mixer; b) Hydrometer jar;

    c) Termometer; d) Stopwatch ; e) Gelas ukur; f) Hydrometer 152H; g) Alat penyemprot;

    h) Waterglass ; i) Gelas belimbing; j) Mixer

    3.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Praktikum ini didasarkan pada hubungan antara kecepatan jatuh dari suatu

    butiran di dalam suatu larutan, diameter butiran, berat jenis butiran, berat

     jenis larutan dan kepekaan larutan tersebut. Hubungan tersebut dapat

    dijabarkan oleh hukum Stokes sebagai:

    = −  

    menjadi

    = 2√  ..−  (3.1) 

    d

    a

    g

    c

    f

    i j

    h

    eb

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    34/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 31

    dengan:

     V = kecepatan jatuh dari butiran ( cm/s )

    γS  = berat jenis butiran ( gr/cm3

     )γW  = berat jenis larutan ( gr/cm3 )

    η = kepekatan larutan ( dyne.s/cm2 )

    D = diameter butiran ( cm )

    Batasan dari Hukum Stokes:

      Hukum ini hanya berlaku jika: 0.0002 mm < D < 0.2 mm.

      Butiran yang lebih besar dari 0.2 mm akan menyebabkan turbulensipada

    larutan, sedangkan butiran yang lebih dari 0.0002 mm cenderungakan

    melakukan gerak Brown (hal ini dipengaruhi oleh gaya tarik dantolak antar

    partikel).

      Jumlah sampel yang dipergunakan harus jauh lebih sedikit dari

    padabutiran yang dipakai (±5 %) ini dilakukan agar tidak terjadi

    interferensiselama pengendapan berlangsung. Menurut Bowles,

    hydrometer tipe152 H dikalibrasi untuk suspensi larutan yang

    mengandung 60 gramdalam 1000 ml air.

      Butiran tanah diasumsikan bundar, walaupun asumsi ini tidak 100

    %benar. Tanah –tanah yang akan dipakai harus diuraikan dengan

    bahandispersi berikut:

      untuk tanah yang bersifat alkali/basa diberi sodium metafosfat

    (NaPO3) dengan nama dagang Calgon .

      untuk tanah yang bersifat asam diberi sodium silikat (Na2SiO3)dengan

    nama dagang WaterGlass .

    Kecepatan jatuh butiran:

    =   (3.2) 

    = 0.5 ( /A)  (3.3) 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    35/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 32

    dengan:

    v = kecepatan jatuh dari butiran.

    L = tinggi jatuh butiranT = waktu

     Vb = volume Bulb Hydrometer  

     A = luas penampang Hydrometer  

    L1  = dapat dilihat pada tabel 3.5 sesuai pembacaanhydometer tipe 152 H

    dan dikoreksi terhadap miniskus

    Untuk yang sudah dikoreksi :

    = CT  (3.4) 

    dengan:

    C T = koreksi terhadap temperatur yang dapat dilihat pada tabel 3.3

    untuk GS = 2.65 rumus yang digunakan :

    % = ×100%  (3.5) 

    sedangkan untuk Gs ≥ 2.65 : 

    % =×

    ×100%  (3.6) 

    Dimana: = . .(−) .  (3.7) 

    atau harga a dapat dilihat dalam tabel 3.2 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    36/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 33

    Untuk memudahkan perhitungan :

    = √  .(−) 

    menjadi

    = √    (3.8) 

    keterangan :

    -  satuan dalam L (cm) dan t (menit)

    -  koefisien K dapat dilihat pada tabel 3.2 

    Setelah % finer dan D yang saling terkait telah dihitung, maka didapatsuatu

    grafik distribusi butiran. Dari grafik ini akan didapat D10, D30 dan D60.

      D10 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak10%

    (%finer  = 10%)

      D30 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak30%

    (%finer  = 30%)

      D60 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak60%

    (%finer  = 60%)

    Sehingga koefisien keseragaman (CU) kita bisa dapatkan dengan rumus:

    =  (3.9) 

    Definisi koefisien keseragaman untuk beberapa nilai:

    CU = 1 , tanah yang hanya memililki satu ukuran butiran

    2 < CU< 3 , tanah yang gradasinya sangat buruk

    CU > 15 , tanah bergradasi baik

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    37/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 34

    Selain itu koefisien curvature (kelengkungan) CC  kita bisa dapatkan

    denganrumus:

    = ×  (3.10) 

    1 < CC < 3, dapat dianggap suatu range untuk tanah yang bergradasi baik.

    Berikut merupakan tabel yang digunakan pada perhitungan analisis butiran

    metode hidrometer. Semua tabel (3.1 –3.5) bersumber dari “Engineering

    Properties of Soil and Their Measurement” (Bowles, 2001).

    Temp.(°C)

    Unit weightof water,

    g/cm3 

     Viscosityof water,

    poise*4 1.00000 0.01567

    16 0.99897 0.01111

    17 0.99880 0.0108318 0.99862 0.01056

    19 0.99844 0.01030

    20 0.99823 0.01005

    21 0.99802 0.00981

    22 0.99780 0.00958

    23 0.99757 0.00936

    24 0.99733 0.00914

    25 0.99708 0.00894

    26 0.99682 0.00874

    27 0.99655 0.0085528 0.99627 0.00836

    29 0.99598 0.00818

    30 0.99568 0.00801

    Gs of soilsolids

    Correctionfactor α 

    2.85 0.96

    2.80 0.97

    2.75 0.982.70 0.99

    2.65 1.00

    2.60 1.01

    2.55 1.02

    2.50 1.04

    Temp.(°C)

    CT 

    15 1.10

    16 -0.90

    17 -0.7018 -0.50

    19 -0.30

    20 0.00

    21 +0.20

    22 +0.40

    23 +0.70

    24 +1.00

    25 +1.30

    26 +1.65

    27 +2.0028 +2.50

    29 +3.05

    30 +3.80

    Tabel 3.1 Properti dari air suling(η = absolut) 

    Tabel 3. 2 Faktorkoreksi α untuk Gs tanah

    Tabel 3.3 Faktorkoreksi temperatur, CT 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    38/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 35

    Tabel 3.4 Nilai K* untuk beberapa nilai Gs tanah dan temperaturnya

    Temp. (°C) Gs of Soil Solids

    2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85

    16 0.0151 0.0148 0.0146 0.0144 0.0141 0.0139 0.0137 0.0136

    17 0.0149 0.0146 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134

    18 0.0148 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132

    19 0.0145 0.0143 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132 0.0131

    20 0.0143 0.0141 0.0139 0.0137 0.0134 0.0133 0.0131 0.0129

    21 0.0141 0.0139 0.0137 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127

    22 0.0140 0.0137 0.0135 0.0133 0.0131 0.0130 0.0128 0.0126

    23 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0124

    24 0.0137 0.0134 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0125 0.0123

    25 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0123 0.0122

    26 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0124 0.0122 0.012027 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0120 0.0119

    28 0.0130 0.0128 0.0126 0.0124 0.0123 0.0121 0.0119 0.0117

    29 0.0129 0.0127 0.0125 0.0123 0.0121 0.012 0.0118 0.0116

    30 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0120 0.0118 0.0117 0.0115

    Tabel 3.5 Nilai L (kedalaman efektif) yang digunakan pada rumus Stokes untuk diameterpartikel pada alat hidrometer 152 H berdasarkan ASTM

    Originalhydrometer

    reading(corrected

    for meniscusonly)

    Effectivedepth L, cm

    Originalhydrometer

    reading(corrected

    for meniscusonly)

    Effectivedepth L, cm

    Originalhydrometer

    reading(corrected

    for meniscusonly)

    Effectivedepth L, cm

    0 16.3 21 12.9 42 9.41 16.1 22 12.7 43 9.22 16.0 23 12.55 44 9.13 15.8 24 12.4 45 8.94 15.6 25 12.2 46 8.85 15.5 26 12.0 47 8.66 15.3 27 11.9 48 8.47 15.2 28 11.7 49 8.3

    8 15.0 29 11.5 50 8.19 14.8 30 11.4 51 7.910 14.7 31 11.2 52 7.811 14.5 32 11.1 53 7.612 14.3 33 10.9 54 7.413 14.2 34 10.7 55 7.314 14.0 35 10.5 56 7.115 13.8 36 10.4 57 7.016 13.7 37 10.2 58 6.817 13.5 38 10.1 59 6.618 13.3 39 9.9 60 6.519 13.2 40 9.7

    20 13.0 41 9.6

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    39/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 36

    3.5.  Prosedur Praktikum

    3.5.1.  Persiapan

    1.  Siapkan sampel tanah sebanyak 50 gram kering oven.2.  Timbang 40 gram water glass  sebagai bahan dispersi danmasukkan water

    glass  ke dalam hydrometer jar , kemudiancampur dengan air suling hingga

    mencapai 1000 ml, diaduk hinggahomogen. Campuran ini kemudian

    disebut sebagai larutan dispersi.

    3.  Tuang larutan dispersi sebanyak 125 ml ke dalam gelasbelimbing yang

    sudah berisi tanah sebanyak 50 gram dandiamkan selama ± 18 jam.

    4.  Siapkan satu tabung silinder (1000 ml), kemudian masukkan125 ml

    larutan dispersi dan tambahkan air suling hingga 1000 mlke dalam tabung

    silinder, tabung ini berfungsi sebagai tabung kontrol.

    3.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Periksa koreksi miniskus dan koreksi nol pada alat hydrometer tipe 152 H

    dengan jalan memasukkannya ke dalam tabung kontrol dancatat

    pembacaannya. 

    2.  Masukkan campuran tanah dan larutan dispersi yang telah direndam

    selama ± 18 jam ke dalam mixer cup  dan kemudian tambahkan sejumlah

    air suling dengan pipet sehingga mencapai kurang lebih 2/3 dari mixer

    cup . Kemudian aduk selama kurang lebih 10 menit.

    3.  Pindahkan campuran dari mixer cup   ke dalam hydrometer jar   lalu

    tambahkan air suling hingga mencapai 1000 ml.

    4.  Tutup tabung dengan karet penutup dan mengocoknya secara horizontal

    selama kurang lebih satu menit, sampai homogen (gambar 3.1).

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    40/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 37

    Gambar 3.2 Proses pengadukan hydrometer jar

    5.  Segera setelah tabung diletakkan, masukkan hydrometer tipe 152 H

    (lakukan dengan hati-hati seperti gambar 3.2). Baca hydrometer (R 1) tepat

    pada menit pertama, lalu pada menit kedua kembali membaca hydrometer

    (R 2) kemudian angkat kembali hydrometer.

    Gambar 3.3 Cara memasukkan hydrometer yang benar (tidak dilepas tiba-tiba)

    6.  Pada menit yang ke-2.5, masukkan kembali hydrometer dan baca kembali

    skalanya hingga menit keempat (R 4).

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    41/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 38

    7.  Kembali melakukan pembacaan hidrometer untuk menit ke-8, 15, 30, 60,

    120, 240, 960 dan 1440.

    8.  Pada tiap pembacaan hydrometer, suhu pada tabung control selalu dibaca.9.  Ulangi langkah 1 sampai 8 untuk beberapa sampel, sebaiknya rentang

    antara setiap pembacaan menit ke-1 untuk seluruh sampel adalah 10

    menit (misal: R 1 sampel no. 1 adalah pada pukul 10.00, maka R 1 sampel

    no. 2 adalah pada pukul 10.10, dan seterusnya).

    10. Setelah seluruh sampel sudah dilakukan pencatatan, tuang larutan setiap

    sampel ke saringan No. 200 ASTM (jangan dicampur). Butiran tanah yang

    tertahan pada saringan ini selanjutnya akan dipakai pada percobaan Sieve

     Analysis .

    3.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

    Pada prosedur ASTM, pembacaan hydrometer tidak dilakukan pada menit ke-

    120, 240, 480 dan 960.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    42/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 39

    3.6.  Pengolahan Data

    3.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    3.6.2.  Perhitungan:

    Sampel No. 1

    Dari percobaan Specific Gravity  didapat Gs= ...

    Dari tabel 3.2., a = ...

    Berat tanah Ws = 50 gram

    Koreksi nol = ...

    Koreksi miniskus = ...

    Contoh perhitungan pada pembacaan menit pertama:

    T = 29°C → CT dari tabel 3.3 →...

    Ra ( Actual Hydrometer Reading ) = R1 = ...

    R c (Correction Hydrometer Reading ) = R a - koreksi nol + CT 

    = ... - ... + ...

    = ...

    % = × ×100%=…×…

    … ×100%= ...R c (Hydrometer Correction only for Reading ) = R a+ koreksi miniskus

    = ... + ...

    = ...

    Dari tabel 3.5, dengan R = ... maka akan diperoleh L = ...

    Pada saat menit pertama, t  = 1, maka L/t = .../1 = ...

    Dari relasi temperatur dengan Gs pada tabel 3.4, maka akan diperoleh nilai K

    = ...

    Terakhir, diperoleh nilai = √   = √ ……= ...

    Untuk hasil perhitungan seluruh pembacaan data dapat dirangkum pada

    sebuah tabel seperti di bawah ini:

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    43/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah 40

    Tanggal Waktu

    pembacaan

    t

    (menit ke-)

    Temp.

    (oC)

     Actual

    Hyd.

    Reading

    (R a )

    Corr. Hyd.

    reading  

    (R C )

    %

    Finer  

    Hyd.Corr.

    only for

    Reading

    (R h )

    L

    (Tabel 3.5)L/t

    K

    (Tabel 3.4)D  (mm)

    1

    2

    4

    8

    15

    30

    60

    120

    240

    480

    960

    1440

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    44/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  41

    BAB 4

    SIEVE ANALYISIS  

    4.1.  Standar Acuan

     ASTM D 421"Standard Practice for Dry Preparation of Soil Samples for

    Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants "

     ASTM D 422 "Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils "

     AASHTO T 88 "Standard method of test for particle size analysis of soils "

    SNI 3423:2008  “Cara uji analisis ukuran butir tanah"

    4.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mengetahui distribusi ukuran butiran tanah yang berdiameter 4.76 mm sampai

    0.074 mm (lolos saringan No. 4 ASTM dan tertahan saringan No. 200) dengan

    cara mekanis.

    4.3.   Alat-alat dan Bahan

    a.   Alat 

      Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram

      Saringan standar ASTM No. 10, 18, 40, 60, 100, 200, serta Pan

      Piringan kaleng

      Can

      Motorized Dynamic Sieve Shaker  

      Sikat gigi  Oven

    b.  Bahan

      Tanah dari percobaan hydrometer   yang tertahan saringan No. 200

     ASTM

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    45/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  42

    Gambar 4.1 Peralatan praktikum sieve analyisis : a) Satu set saringan standar ASTM dan

    pan; b) Motorized dynamic sieve shaker  

    4.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Tanah terdiri atas tiga unsur yaitu butiran, air, dan udara. Sifat-sifat suatu

    tanah tertentu banyak tergantung pada ukuran butirannya. Ukuran butiran

    menentukan klasifikasi macam tanah tersebut. Untuk butiran yang kasar

    dipakai metode sieving  dalam penentuan distribusi ukurannya.

    Tanah dikeringkan dan disaring pada serangkaian saringan dengan ukuran

    diameter kisi saringan tertentu mulai dari yang kasar hingga yang halus.

    Dengan demikian butiran tanah terpisah menjadi beberapa bagian dengan

    batas ukuran yang diketahui. Rumus yang digunakan untuk percobaan sieve

    analysis  ini adalah:

    Persentase tanah tertahan (% tertahan) =

    ×100%  (4.1) Persentase tanah lolos (% lolos) = 100 % - % tertahan (4.2) 

    a

    b

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    46/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  43

    wtertahan= wtanah  – wtanah total sesudah penyaringan 

    Kesalahan relatif penimbangan sampel tanah sebelum dan sesudahpenyaringan adalah:

    KR =W−W

    W ×100%  * tidak boleh melebihi 2% 

    dengan :

    wd  = berat butiran tanah sebelum proses sieving  

    wt  =berat butran tanah total setelah proses sieving  

    4.5.  Prosedur Praktikum

    4.5.1.  Persiapan

    1.  Saring tanah yang digunakan dalam percobaan hydrometer  

    dengan saringan No. 200 ASTM agar bersih dari butiran clay , silt ,

    dan koloid-koloid.

    2.  Masukkan tanah yang sudah bersih ke dalam can, lalu masukkan

    ke dalam oven selama  18 jam.

    4.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Keluarkan tanah dari oven dan diamkan sejenak, lalu timbang

    beratnya.

    2. 

    Susun saringan menurut urutan nomor yaitu: 4, 10, 18, 40, 100,200 (dari yang terbesar di atas hingga yang terkecil), dan

    terbawah adalah pan.

    3.  Masukkan tanah yang telah ditimbang ke atas saringan No. 4

    ASTM.

    4.  Letakkan susunan saringan pada mesin pengguncang listrik

    (Motorizied Dynamic Sieve Shaker ) dan tutup, kemudian

    nyalakan selama 15 menit.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    47/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  44

    5.  Kumpulkan sampel tanah yang tertahan pada masing-masing

    saringan dan selanjutnya timbang dan catat beratnya.

    6.  Bersihkan saringan dari butiran-butiran tanah yang tertinggalpada setiap saringan dengan bantuan sikat gigi.

    4.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

    Menurut standar ASTM, susunan saringan yang dipakai adalah No. 4, 10, 18,

    40, 60, 100, 200, dan pan. Sedangkan pada praktikum ini susunan saringan

    yang digunakan hampir sama dengan ASTM, hanya saja saringan No. 60 dan

    saringan No. 4 tidak dipasang.

    4.6.  Pengolahan Data

    4.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    4.6.2.  Perhitungan

    Sampel No. 1

    Berat sampel tanah pada percobaan hydrometer = 50 gram

    Berat sampel setelah percobaan hydrometer kering oven (w1) = … gram 

    Berat sampel yang tertahan pada saringan:

    No. 10 ASTM = … gram 

    No. 18 ASTM = … gram 

    No. 40 ASTM = … gram 

    No. 100 ASTM = … gram 

    No. 200 ASTM = … gram 

    Pan = … gram 

    Total (w2) = … gram 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    48/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  45

    Presentase Kesalahan=   %1001

    21

    w

    ww = … % 

    Hasil pengolahan data dapat dirangkum seperti pada tabel di bawah ini :

    SIEVENO.

    DIAMETER(mm)

    W. RETAINED(gram)

    %RETAINED

    %PASSING

    4 4.75 …  …  … 

    10 2 …  …  … 

    18 0.84 …  …  … 

    40 0.42 …  …  … 100 0.15 …  …  … 

    200 0.075 …  …  … 

    …  … 

    PAN …  …  … 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    49/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  46

    BAB 5

    COMPACTION  

    5.1.  Standar Acuan

     ASTM D 698 "Standard Test Methods forLaboratory Compaction

    Characteristics of Soil UsingStandard Effort "

     ASTM D 1557 "Standard Test Methods forLaboratory Compaction

    Characteristics of Soil UsingModified Effort "

     AASHTO T 99 "The Moisture-Density Relations of Soils Using a 2.5-kg (5.5- 

    lb) Rammer and a 305-mm (12-in) Drop "

     AASHTO T 180 "The Moisture-Density Relations of Soils Using a 4.54-kg (10- 

    lb) Rammer and 457-mm (18-in) Drop "

    SNI 03-2832-1992  "Metode pengujian untuk mendapatkan kepadatan

    tanah maksimum dengan kadar air optimum"

    5.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mencari nilai kerapatan kering (γdry) maksimum pada kadar air optimum (Wopt)

    dari suatu sampel tanah yang dipadatkan.

    Uji pemadatan laboratorium digunakan sebagai dasar dalam menentukan

    presentase pemadatan dan kadar air yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi

    pemadatan yang sesuai di lapangan.

    5.3.   Alat-alat dan Bahan (Standard )

    a.   Alat 

      Mould , lengkap dengan collar dan base plate

      Hammer seberat 5.5 lbs, dengan tinggi jatuh 12 inch

      Hydraulic extruder

      Pelat baja pemotong

      Gelas ukur

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    50/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  47

      Wadah untuk mencampur tanah dengan air

      Pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggi tanah

      Timbangan  Oven

      Jangka sorong

    b.  Bahan

      Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak minimal 5 kantong

    @ 2kg (lebih baik digunakan 6 kantong)

    Gambar 5.1 Peralatan praktikum compaction : a) Mould (lengkap); b) Hammer ; c) Pelat

    besi/penggaris; d) Jangka sorong

    5.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Compaction (pemadatan tanah) adalah suatu proses dimana pori-pori tanah

    diperkecil dan kandungan udara dikeluarkan secara mekanis. Suatu

    pemadatan tanah adalah juga merupakan usaha (energi) yang dilakukan

    a

    b

    cd

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    51/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  48

    padamassa tanah. Suatu pemadatan (Compactive Effort  = CE) yang dilakukan

    tersebut adalah fungsi dari variabel-variabel berikut:

    = ...   (5.1) 

    dengan:

    CE = Compactive Effort  (lb/ft2)

    W = berat hammer  (lb)

    H = tinggi jatuh (inch)

    L = jumlah layer  

    B = jumlah pukulan per-layer  

     V = volume tanah (ft3)

    Pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium pada umumnya terdiridari

    dua macam, yaitu:

    1.  Standard Proctor -  AASHTO T 99 (ASTM D 698)

    2.  Modified Proctor  - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)

    Perbedaan mengenai dua metode tersebut dirangkum pada tabel di bawah ini:

    Table 5.1. Perbedaan Modified Proctor  dan Standard Proctor  pada uji pemadatan

    Test IdentificationStandard Proctor

     AASHTO T 99(ASTM D 698)

    Modified Proctor AASHTO T 180(ASTM D 1557)

    Diameter Mould (inch) 4 6 4 6

    Berat Hammer (lbs) 5.5 5.5 10 10

    Tinggi Jatuh Hammer(Inch)

    12 12 18 18

    Jumlah Layer 3 3 5 5

    Jumlah Pukulan Per-Layer

    25 56 25 56

    C.E (ft-lb/ft3) 12.400 12.400 56.000 56.000

    Ukuran ButiranMaksimum Yang Lolos

    No.4 (3/4)" No.4 (3/4)" No.4 (3/4)" No.4 (3/4)"

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    52/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  49

    Kepadatan tanah bergantung pada kadar airnya. Untuk membuat suatu

    hubungan tersebut dibuat beberapa sampel tanah minimal empat contoh

    dengan kadar air yang berbeda-beda, dengan perbedaan kurang lebih 4%antara setiap sampel.

    Dari percobaan tersebut kemudian dibuat grafik yang menggambarkan

    hubungan antara kepadatan dan kadar air, sehingga dari grafik tersebut

    diperoleh γdry maksimum pada kadar air optimumnya. Dengan demikian dapat

    disimpulkan bahwa suatu tanah yang dipadatkan dengan kadar air tanah lebih

    dari Wopt akan diperoleh nilai kepadatan yang lebih kecil dari γdry maksimum.

    Gambar 5.2. Perbedaan grafik pemadatan Modified Proctor  dan Standard Proctor  

    Gambar 5.1. menunjukkan perbedaan dari energi pemadatan antara metodestandard proctor   dan juga menggunakan modified proctor . Penggunaan

    modified proctor   yang memiliki energi pemadatan yang hampir 5 kali lebih

    besar dari standard proctor  menghasilkan γdry maksimum yang lebih tinggi

    dibanding standard proctor   namun menghasilkan kadar air optimum (wopt)

    yang lebih rendah dibandingkan standard proctor .

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    53/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  50

    Penentuan kadar air

    = ×100%  (5.2)

    = ( 1 )  (5.3) 

    = (+)  (5.4) 

    dengan:

    W = kadar airwwater = berat air (gram)

    wdry  = berat tanah kering (gram)

    wwet = berat tanah basah (gram)

    Penentuan penambahan volume air

    = −+ ×   (5.5) 

    dengan:

     Vadd  = volume air yang akan ditambahkan

    WX  = kadar air yang akan dibuat

    W0 = kadar air awal

    w = berat sampel tanah (gram)

    Perhitungan nilai γwet dan γdry

     γ =   (5.6)

     γ = = (+W) = (+W)  (5.7) 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    54/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  51

    dengan:

    γwet = berat isi tanah dalam keadaan basah (gr/cm3)

    wwet  = berat tanah basah (gr) V = volume sampel tanah yang telah dipadatkan (cm3)

    γdry  = berat isi tanah dalam keadaan kering (gr/cm3)

    wdry  = berat tanah kering(gr)

    W = kadar air (%)

    Perhitungan nilai Zero Air Void Line (ZAV-line)

    ZAV-line adalah garis yang menggambarkan hubungan antara berat isikering

    dengan kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.

    = . +(W.G)/Sr  (5.8) 

    dengan:

    GS = nilai specific gravity  γW  = berat jenis air (gr/cm3)

    W = kadar air (%)

    Sr = derajat kejenuhan

    Perhitungan nilai Compaction Effort (CE)

    lihat kembali persamaan (5.1)

    = ...  

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    55/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  52

    5.5.  Prosedur Praktikum

    5.5.1.  Persiapan

    1.  Siapkan 6 kantong sampel tanah masing-masing 2 kg, lolos saringan No.4 ASTM.

    2.  Campur seluruh sampel dalam kantong dengan rata dalam satu wadah,

    nilai kadar air awal dalam hal ini dianggap sama.

    3.   Ambil sebagian sampel yang dianggap mewakili nilai kadar air seluruhnya,

    dan mencari nilai kadar air sampel tersebut.

    4.  Kembalikan sampel tanah ke kantongnya masing-masing.

    5.  Hitung kadar air pada keesokan harinya, lalu tambahkan air pada masing-

    masing kantong agar mencapai kadar air yang berbeda-beda.

    6.  Masukkan sampel tanah ke dalam kantong plastik dan diamkan selama 18-

    24 jam (diperam) agar kadar airnya merata.

    5.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Siapkan mould , collar , dan base plate .

    2.  Timbang mould   dan ukur dimensinya untuk mengetahui volume tanah

    hasil pemadatan.

    3.  Masukkan sampel tanah ke dalam mould , perkirakan jumlahnya

    sedemikian rupa sehingga setelah dipadatkan tingginya mencapai 1/3

    tinggi mould  (karena total lapisan pemadatan sebanyak 3 lapis).

    4.  Tumbuk 25 kali pada setiap lapisan secara merata dengan hammer  

    seberat 5.5 lb dan tinggi jatuh 12 inch (Standard Proctor  ASTM).

    5.  Setelah pemadatan lapis ketiga selesai, buka collar  dan ratakan kelebihan

    tanah pada mould  dengan pelat pemotong.

    6.  Timbang berat tanah beserta mould .

    7.  Keluarkan sampel tanah dari mould  dengan bantuan extruder .

    8.   Ambil bagian atas, tengah, bawah dari sampel tanah tersebut untuk

    diperiksa kadar airnya, dengan demikian akan diperoleh kadar air rata-rata

    dari sampel tanah setelah dipadatkan.

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    56/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  53

    5.6.  Pengolahan Data

    5.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    5.6.2.  Perhitungan

    Menentukan Hubungan W - γdry (contoh: sampel I)

    Dimensi mould:

      d = … cm 

      tinggi = … cm 

      berat = … gram 

      volume = ¼.π.d2.tinggi = … cm3 

    Menentukan kadar air sebelum pemadatan

    wcan  = … gr 

    w(c+w) = wcan + wwet  = … gr 

    * setelah dioven

    w(c+d) = wcan + wdry  = … gr 

    wwater = w(c+w) - w(c+d)  = … gr 

    wdry = w(c+d) - wcan  = … gr 

    W0  =

    ×100%  = ... %Kadar air untuk sampel lainnya dapat dirangkum dalam sebuah tabel seperti

    di bawah ini:

    Sample wcan w(c+w) w(c+d) wwater wdry W0I … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … % 

    II … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … % 

    III … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … % 

    IV … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … % 

     V … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … % 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    57/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  54

    Menghitung penambahan volume air untuk compaction  (contoh: sampel I)

    W0  =… %

    Wx  =… %w   =… gr

     Vadd  =−+ ×   = ... ml

    Untuk volume air yang perlu ditambahkan pada sampel lainnya, dapat

    dirangkum dalam sebuah tabel seperti di bawah ini:

    Sample wcan w(c+w) w(c+d) wwater wdry W0 W x  V addI … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … %  … %  … ml

    II … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … %  … %  … ml

    III … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … %  … %  … ml

    IV … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … %  … %  … ml

     V … gr  … gr  … gr  … gr  … gr  … %  … %  … ml

    Menentukan kadar air sesudah pemadatan

    Pada percobaan, tanah yang sudah dipadatkan diambil sebagian kecil bagian

    atas, tengah, dan bawahnya. Sampel tanah pada ketiga lapisan ini dianggap

    sama kadar airnya sehingga dapat disatukan dalam satu can .

    wcan  = … gr 

    w(c+w) = wcan + wwet  = … gr 

    * setelah dioven

    w(c+d) = wcan + wdry  = … gr 

    wwater = w(c+w) - w(c+d)  = … gr 

    wdry = w(c+d) - wcan  = … gr 

    W =

    ×100%  = ... %

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    58/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  55

    Menentukan kerapatan kering γdry 

    W = … % 

    Wsoil+mould   = … gr Wmould   = … gr 

    Wsoil   = … gr 

     Vsoil = Vmould   = … cm3 

    γwet   = Wsoil  / Vsoil   = … cm3 

      = (+)  = … gr/cm3 

    Untuk hubungan W - γdry  setelah compaction pada sampel lainnya, dapatdirangkum dalam sebuah tabel seperti di bawah ini:

    Sample w γdry 

    I … gr  … gr /cm3

    II … gr  … gr/cm3 

    III … gr  … gr/cm3 

    IV … gr  … gr/cm3 

     V … gr  … gr/cm3

     

    Menghitung Garis “Zero Air Void ”  (contoh: sampel I)

    Sr  = 100%

    GS  = …  (percobaan specific gravity )

    γwater  = 1 gr/cm3 

    ZAV= . +(W.G)/Sr 

    Sample W Gs  ZAV

    I … %  …  … II … %  …  … III … %  …  … IV … %  …  …  V … %  …  … 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    59/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  56

    BAB 6

    CALIFORNIA BEARING RATIO  

    6.1.  Standar Acuan

     ASTM D 1883  “Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of

    Laboratory-Compacted Soils ”  

     AASHTO T 193  “Standard Method of Test for The California Bearing Ratio ”  

    SNI 1744:1989  “Metode Pengujian CBR Laboratorium”  

    6.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mendapatkan nilai CBR (California Bearing Ratio ) tanah pada kondisi kadar air

    optimum atau pada rentang kadar air tertentu dari uji pemadatan.

    Nilai CBR ini merupakan metode dalam evaluasi kualitas dan kekuatan dari

    lapisan subgrade , subbase , dan base soils  pada perkerasan jalan berdasarkan

    uji laboratorium.

    6.3.   Alat-alat dan Bahan

    a.   Alat 

      Compaction Hammer

      Mould

      Sendok pengaduk tanah

      Wadah untuk mencampur tanah dengan air

      Botol penyemprot air

      Pisau baja (straight edge )

      Timbangan

      Oven

       Aluminum can

      Stopwatch

      Beban logam berbentuk lingkaran ( ± 10 lbs)

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    60/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  57

      Bak air

      Piringan berlubang dengan dial pengukur swell

      Mesin Uji CBR

    b.  Bahan

      Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak minimal 3 kantong

    @ 5 kg

    Gambar 5.1 Peralatan praktikum CBR : a) mesin CBR; b) Piringan berlubang dengan dial;

    c) Beban logam

    6.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Nilai CBR adalah perbandingan antara kekuatan sampel tanah (dengan

    kepadatan tertentu dan kadar air tertentu) terhadap kekuatan batu pecah

    a b c

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    61/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  58

    bergradasi rapat sebagai standar material dengan nilai CBR = 100. Untuk

    mencari nilai CBR dipakai rumus:

    CBR= e (p)r (p) ×100%  (6.1) 

    Dengan Standard Unit Stress pada harga-harga penetrasi:

    Tabel 6.1 Standard Unit Stress  pada pengujian CBR

    PENETRATION STANDARD UNIT STRESS

    mm inch MPa psi

    2.5 0.10 6.9 1000

    5.0 0.20 10.3 1500

    7.5 0.30 13.0 1900

    10.0 0.40 16.0 2300

    12.7 0.50 18.0 2600

    Sumber: AASHTO T 193

    Beban (load ) didapat dari hasil pembacaan dial penetrasi yang kemudian

    dikorelasikan dengan grafik Calibration Prooving Ring .

    Test Unit Load (psi) = tegangan (σ) 

    =

    = ()

      (6.2) 

    Dengan:

     A = Luas Piston

    P = M. LRC

    M = dial reading  

    LRC = faktor kalibrasi

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    62/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  59

    Nilai CBR didapatkan berdasarkan rasio beban untuk penetrasi sedalam 2.5

    mm (0.1 inch). Namun, jika nilai CBR pada saat penetrasi 5.0 mm lebih besar,

    maka pengujian seharusnya diulang. Jika pengujian kedua memiliki nilai CBRyang lebih besar pada saat penetrasi 5.0 mm, maka nilai CBR tersebut dapat

    digunakan.

    Dalam uji CBR, dilakukan dua pengujian, yaitu pengujian segera (unsoaked

    condition ) dan pengujian jenuh (soaked condition ). Pengujian unsoaked

    condition dilakukan segera setelah sampel tanah dipadatkan. Pengujian

    soaked condition   dilakukan setelah sampel tanah dalam  mould  

    direndam/dijenuhkan selama 96 jam sambil dibebani oleh beban surcharge  

    sesuai dengan tekanan perkerasan jalan. Dilakukan pula pembacaan

    pengembangan tanah (swell reading ) pada interval waktu tertentu.

    Perendaman ini dilakukan untuk mengetahui nilai CBR pada saat berada dalam

    kondisi jenuh. Nilai CBR pada kondisi jenuh ini akan memberikan informasi

    terkait peristiwa pengembangan tanah (soil expansion ) di bawah perkerasan

     jalan ketika tanah menjadi jenuh, serta memberikan indikasi adanya

    perlemahan kekuatan tanah akibat penjenuhan yang terjadi.

    Nilai CBR digunakan untuk mengetahui kualitas tanah terutama yang

    digunakan sebagai lapisan base dan subgrade dibawah perkerasan jalan atau

    lapangan terbang. Berikut merupakan penilaian CBR dan klasifikasinya

    berdasarkan The Asphalt Handbook (1970).

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    63/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  60

    Tabel 6.2 Nilai CBR tanah beserta kualitas dan juga kegunaan serta sistem klasifikasinya

    Nilai

    CBR Kualitas Kegunaan

    Sistem Klasifikasi

    Unified AASHTO

    0-3 Sangat rendah Subgrade OH, CH, MH, OL A5, A6, A7

    3-7 Rendah s/d cukup baik Subgrade OH, CH, MH, OL A4, A5, A6, A7

    7-20 Cukup baik Subbase OL, CL, ML, SC,

    SM, SP

     A2, A4, A6, A7

    20-50 Baik Base atau

    Subbase

    GM, GC, SW,

    SM, SP, GP

     A1b, A2-5, A-3,

     A2-6

    >50 Sangat baik Base GW, GM A1a, A2-4, A3

    Sumber: The Asphalt Handbook (1970)

    6.5.  Prosedur Praktikum

    6.5.1.  Persiapan

    1.  Siapkan 3 plastik sampel tanah lolos saringan No.4 ASTM seberat 5 kg.

    2.  Rencanakan kadar air pada masing-masing kantong. Kadar air ini

    divariasikan -2% s/d -2.5% dari kadar air optimum pada percobaan

    Compaction , dan +2 s/d +2.5% dari kadar air optimum. Untuk membuat

    kadar air yang diinginkan, cari kadar air awal terlebih. Kemudian

    tambahkan air dengan volume tertentu (V ) untuk mencapai kadar air yang

    diinginkan menggunakan persamaan berikut:

    = −+ × = … ml  (5.5) 

    3.  Setelah sampel tanah dicampur dengan air hingga merata,

    diamkan/peram sampel tanah tersebut selama ± 24 jam sebelum dilakukan

    proses pemadatan.

    6.5.2.  Jalannya Praktikum

    1.  Padatkan sampel tanah seperti pada percobaan Compaction. 

    2.  Lakukan penetrasi sampel pada kondisi Unsoaked .

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    64/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  61

    a.  Timbang mould  dan tanah, kemudian diletakan pada mesin CBR dan

    berikan beban ring di atas permukaan sampel tanah. Piston diletakkan

    di tengah-tengah beban ring sehingga menyentuh permukaan tanah.b.  Periksa dan set coading  dan dial  sehingga menjadi nol.

    c.  Lakukan penetrasi dengan penurunan konstan 0.05“/menit. 

    d.  Catat pembacaan dial pada penetrasi sebagai berikut: 0.025”, 0.050”,

    0.075”, 0.100”, 0.125”, 0.150”, 0.175”, 0.200”, 0.250”. 

    3.  Lakukan penetrasi pada kondisi Soaked. 

    a.  Setelah percobaan pada kondisi unsoaked , rendam sampel tanah tadi

    ± 96 jam untuk mengetahui nilai CBR pada kondisi swelling .

    b.  Lakukan pencatatan swelling  pada jam pertama dan jam kedua sejak

    mulai dimasukkan ke dalam bak air. Catat pembacaan selanjutnya

    pada jam ke-24, 48, 72, dan 96 jam.

    c.  Setelah ±  96 jam, angkat mould   dan tanah, kemudian lakukan

    penetrasi seperti pada percobaan unsoaked namun permukaan yang

    digunakan adalah yang sebaliknya.

    d.  Setelah selesai, keluarkan sampel tanah dan kemudian ambil sebagian

    tanah di lapisan atas, sebagian tanah di lapisan tengah, dan sebagian

    lagi tanah pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.

    6.5.3.  Perbandingan dengan ASTM

    1.  Menurut ASTM, pembacaan dial dilakukan pada jam pertama, kedua,

    ketiga, hari ke-2, hari ke-3, dan hari ke-4. Sedangkan pada praktikum ini

    hanya dilakukan pembacaan pada dua jam pertama berturut-turut dan

    dilanjutkan hari ke-2, hari ke-3, dan hari ke-4.

    2.  Menurut ASTM pembacaan dial dilakukan hingga dial menunjukkan 0.3“,

    sedangkan pada praktikum ini dilakukan pembacaan dial hingga 0.25“. 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    65/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  62

    6.6.  Pengolahan Data

    6.6.1.  Data Hasil Praktikum (terlampir) 

    6.6.2.  Perhitungan

    Menentukan Volume air yang ditambahkan

    W0  = … % 

    W1  = … % 

    = −+ × = … ml  (5.5) = …− …+ … × … = … ml 

    Membuat Grafik yang Menunjukkan Penetrasi Tanah terhadap

    Tegangan/Beban (terlampir) 

    Menentukan Nilai CBR pada penetrasi 0.1” dan 0.2” pada kondisi Unsoaked  

    dan Soaked  

    Penetrasi 0.1”  

      Unsoaked : CBR= …×…… × 100% = …%   Soaked : CBR= …×…… × 100% = …% 

    Penetrasi 0.2”  

      Unsoaked : CBR= …×……

    × 100% = …%   Soaked : CBR= …×…… × 100% = …% 

    Penetration (inch)CBR

    Unsoaked Soaked

    0.1 ... ...

    0.2 ... ...

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    66/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  63

    Membuat Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi

    Menghitung Nilai Swelling Test

    = dial (96 jam × 2.54 × 0.001)tinggi mould ×100% 

    Hasil pengamatan dapat dirangkum seperti tabel di bawah ini:

    t (waktu) Dial Reading Swell (%)0 jam

    1 jam

    2 jam

    3 jam

    4 jam

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    67/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  64

    BAB 7

    PERMEABILITY  

    7.1.  Standar Acuan

     ASTM D 2434  "Standard Test Method for Permeability of Granular Soils

    (Constant Head)"  

     AASHTO T 215 "Standard Method of Test for Permeability of Granular Soil

    (Constant Head) "

    7.2.  Maksud dan Tujuan Percobaan

    Mencari nilai permeabilitas k  dari suatu sampel tanah.

    7.3.   Alat-alat dan Bahan

    a.   Alat 

      Mould permeability

      Gelas ukur

      Penggaris

      Jangka sorong

      Stopwatch

      Timbangan dengan ketelitian 0.1 gram

       Alat Constant Head Test  

    b.  Bahan

      Tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak ± 3 kg

      Pasir

       Air

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    68/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  65

    Gambar 7.1 Peralatan praktikum permeability : a) Alat constant head test ; b) penggaris; c)

    Mould Permeability ; d) Jangka sorong; e) Hammer ; f) Gelas ukur

    7.4.  Teori dan Rumus yang Digunakan

    Debit air yang mengalir q  melalui tanah pada suatu cross-section areaA  adalah

    proporsional terhadap gradien i   yaitu :

     A

    q~ i q  = k i A (7.1)

    Koefisien k   disebut sebagai “koefisien permeabilitas” Darcy atau “koefisien

    permeabilitas” atau “permeabilitas tanah”. Sehingga dengan begitu,

    c

    d e f

    a

    b

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    69/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  66

    permeabilitas adalah properti tanah yang menunjukkan kemampuan tanah

    untuk meloloskan air melalui partikel-partikelnya.

    Permeabilitas dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang

    berhubungan dengan seepage  (rembesan) di bawah bendungan, disipasi air

    akibat pembebanan tanah, dan drainase dari lapisan subgrade, bendungan,

    atau timbunan. Selain itu tegangan efektif yang diperlukan dalam perhitungan

    masalah-masalah di atas juga secara tidak langsung berkaitan dengan

    permeabilitas.

    Permeabilitas tergantung oleh beberapa faktor. Yang utama adalah sebagai

    berikut :

    1.  Ukuran butiran. Secara proporsional, ukuran pori berhubungan dengan

    ukuran partikel tanah

    2.  Properti aliran pori. Untuk air adalah viskositasnya, yang akan berubah

    akibat dipengaruhi perubahan temperatur.

    3.   Void ratio

    4.  Bentuk dan susunan pori-pori tanah

    5.  Derajat saturasi. Kenaikan derajat saturasi pada tanah akan menyebabkan

    kenaikan nilai permeabilitas.

    Setidaknya  ada empat metode di laboratorium untuk mencari nilai

    permeabilitas tanah, yaitu metode Capillarity Head Test , korelasi data

    konsolidasi untuk menghitung permeabilitas, Variable Head Test , dan

    Constant Head Test . Constant Head umumnya lebih sering digunakan pada

    tanah cohesionless daripada Variable Head  karena instrumen yang lebih

    sederhana.

    Metode Constant Head Test  

    Metode ini hanya digunakan pada tanah dengan permeabilitas tinggi. Oleh

    karena itu, pada percobaan yang akan dilakukan perlu ditambahkan pasir

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    70/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  67

    untuk memodifikasi permeabilitas tanah lempung yang sangat kecil. Prinsip

    pada percobaan ini dapat dilihat pada gambar.

    Gambar 7.2 Susunan alat Constant Head Permeability Test

    Penentuan nilai k dilakukan dengan cara mengukur penurunan tinggi muka airselama periode waktu tertentu dan pada saat ini tegangan air menjadi tidak

    tetap sehingga rumus Darcy dapat digunakan. Misalnya pada ketinggian air

    (h ), penurunan (dh ) akan membutuhkan waktu (dt ), maka koefisien

    permeabilitas dapat diturunkan dari rumus Darcy sehingga menjadi:

    q = k i A

    hi

     L  

    t h A

     I qk 

     (7.2) 

    dengan:

    k   = koefisien permeability

     A   = luas sample tanah

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    71/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  68

    t   = selang waktu

    L   = tinggi sampel tanah

     Apabila air yang melalui sampel tanah sedikit seperti pada sampel tanahlempung murni dimana nilai k  sangat kecil, maka metode ini tidak efektif lagi

    digunakan untuk mengukur nilai k . Sehingga akan lebih baik menggunakan

    cara yang kedua, yaitu metode Variable Head .

    Metode Variable Head Test  

    Gambar 7.3 Susunan alat Variable Head Permeability Test  

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    72/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  69

    Jumlah air yang mengalir pada standpipe dalam waktu tertentu adalah :

    dt dhavaq  

     

    dengan :

    a = luas cross-sectionstandpipe

    dh/dt = penurunan muka air

    Sedangkan jumlah air yang merembes melalui tanah dalam waktu tertentu

    pada permeameter adalah :

     L

    hk  Aq  

     

    lalu dengan menyamakan jumlah air yang masuk = jumlah air yang keluar

    out in   qq    

     L

    hk  A

    dt 

    dh..  

     

    1

    0

    1

    0

    h

    h

    h

    h  La

    dt k  A

    h

    dh 

     La

    t k  A

    h

    h

    1

    0ln  

    1

    010log3.2

    h

    h

    t  A

     Lak 

      (7.3) 

    dengan:

    a   = luas cross-section standpipe

    L   = panjang sampel di dalam permeameter  

     A   = luas cross-section permeameter

    t   = jumlah waktu pada waktu pengukuran

    h 0 , h 1   = tinggi head (lihat gambar 7.2) 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    73/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  70

    Koefisien Permeabilitas pada suhu kamar (ToC) adalah K T sedangkan untuk

    suhu standar (20oC) perlu dikonversi menjadi:

    K 20 = K T( η T / η 20 )  (7.4)

     

    dimana:

    ηT  = viskositas cairan pada temperatur T°C.

    η20  = viskositas cairan pada temperatur 20°C.

    Perbandingan viskositas dapat dilihat pada gambar 7.3 di bawah ini (tabel

    koreksi viskositas cairan).

    Gambar 7.4 Grafik ηT  /η20 (data International Critical Tables, Vol. V) 

    Temperatur oC 

  • 8/19/2019 Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah

    74/183

    Laboratorium Mekanika TanahDepartemen Teknik Sipil - Fakultas TeknikUniversitas Indonesia

    Buku Praktikum Mekanika Tanah  71

    Menurut Tabel Koefisien Permeabilitas BS 8004: 1986, nilai-nilai permeabilitas

    untuk berbagai jenis tanah pada suhu standar (20o

    C) adalah sebagai berikut:

    Tabel 7.1 Koefisien permeabilitas (m/s) (BS 8004: 1986)

    1 10-1  10-2  10-3  10-4  10-5  10-6  10-7  10-8  10-9  10-10

    Kerikil

    bersih

    Pasir bersih dan

    campuran pasir-kerikil

    Pasir sangat halus,

    lanau dan lempung-

    lanau berlapis-lapis

    Lempung tak bercelah dan

    lempung lanau (>20%

    lempung)Lempung yang mengalami pengawetan dan

    bercelah

    Menurut Cassagrande pada tahun 1938, nilai-nilai permeability  untuk berbagai

     jenis tanah pada suhu standar (20oC) adalah sebagai berikut:

    Tabel 7.2 Koefisien permeabilitas menurut Cassagrande

    Jeni