c4008 geoteknik 2 unit19

Diploma Kej. Awam C4008/19/1

NORAINAZAIDIMEGAT-PPD

OBJEKTIF

Objektif Am : Menggunakan Kaedah Taylor dan Kaedah Casagrande bagi mendapatkan pekali

pengukuhan,Cv dari Ujian Oedometer dan

seterusnya menggunakan nilai-nilai yang

diperolehi ini untuk mendapatkan enapan

pengukuhan dan jangka masa enapan.

Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :-

1. mengira pekali pengukuhan, Cv dengan menggunakan

Kaedah Taylor.

2. mengira pekali pengukuhan, Cv dengan menggunakan

Kaedah Casagrande.

3. mengira jangka masa enapan dan enapan

UNIT 19 PENGUKUHAN TANAH - KAEDAH TAYLOR,

KAEDAH CASAGRANDE SERTA PENGIRAAN ENAPAN TANAH



INPUT

19. Pengenalan

Sila imbas kembali unit 18 dan unit 19 dan ingat semula fakta

berikut :

Kesan gabungan kedua-dua faktor ini iaitu kebolehmampatan

dan ketelapan meyumbang kepada pembentukan pekali

pengukuhan, Cv.

Hasil dari Ujian Oedometer, anda juga boleh mengira pekali

pengukuhan, Cv. Penentuannya boleh dikira dengan

menggunakan dua kaedah :

a. Kaedah Taylor

b. Kaedah Casagrande

Kaedah Taylor dan Casagrande adalah merupakan kaedah

grafik di mana data-data daripada Ujian Oedometer di pelotkan

di kertas graf. Di sini anda boleh lihat kawasan di mana enapan

pengukuhan utama dan sekunder terjadi.

Unit ini akan membantu anda memahami kaedah-kaedah ini

dan seterusnya meyelesaikan sebarang masalah yang

berkaitan dengannya.

Proses pengukuhan mengakibatkan pengurangan nisbah rongga dan

penambahan tekanan efektif. Jumlah perubahan isipadu disebabkan

seunit pertambahan tekanan efektif bergantung kepada ciri-ciri tanah

iaitu kebolehmampatan. Ianya diukur dengan mendapatkan pekali

kebolehmampatan isipadu, Mv. Tempoh proses pengukuhan berlaku

pula bergantung kepada berapa cepatkah air boleh keluar daripada

tanah iaitu ketelapan tanah, k.



19.1. Pengiraan pekali pengukuhan tanah, Cv dengan

Kaedah Taylor (Kaedah Punca Masa).

Sila lihat contoh berikut dan marilah kita bersama

menyelesaikan masalah ini.

Contoh 19.1

Keputusan berikut diperolehi dari Ujian Oedometer yang

dijalankan ke atas sampel tanah liat setebal 20 mm yang

mempunyai saliran ke atas dan ke bawah apabila

tekanan ditambah dari 100 kN/m2 ke 200 kN/m2.

Masa t

(minit) 0.25 1.00 2.25 4.00 9.00 16.00 25 36 49

Ketebalan

sampel(mm) 19.82 19.64 19.50 19.42 19.28 19.12 18.98 18.84 18.68

Masa t

(minit) 64 81 100 121 144 169 196

Ketebalan

sampel(mm) 18.54 18.40 18.28 18.20 18.10 18.04 17.99

Selepas 24 jam ketebalan sampel ialah 17.61 mm.

a. Pelotkan graf mampatan (tebal sampel) melawan

punca masa (Kaedah Taylor) dan tunjukkan di graf

tersebut kawasan di mana enapan pengukuhan berlaku.

b. Anggarkan pekali pengukuhan, Cv untuk tanah

tersebut.

c. Jikalau di dapati bahawa pekali kebolehmampatan

isipadu, Mv ialah 0.00011 m2/kN, anggarkan pekali

ketelapan tanah,k.

Baca langkah-langkah berikut dan mari kita lakukan

bersama .



Langkah 1

Sila sediakan sumber dan peralatan berikut :

a. Kertas graf

b. Pembaris

c. Pensil

d. French Curve

Langkah 2

Dapatkan punca kuasa dua masa,t.

Langkah 3

Pelotkan graf tebal sampel melawan punca masa di atas

kertas graf. Sambungkan titik-titik yang diperolehi dengan

menggunakan French Curve. Anda sepatutnya mendapat

graf lengkungan. (rujuk Rajah contoh 19.1a)

Langkah 4

Di atas kertas graf, lukiskan satu garis sentuh(tangen)

AC kepada lengkungan yang lurus. Titik A menandakan

tempat permulaan pengukuhan utama berlaku. Titik C

boleh diletakkan di mana sahaja di sepanjang garisan

tersebut. (rujuk Rajah contoh 19.1a)

Langkah 5

Lukis garisan selari dengan paksi t melalui titik C, dan

menyilang pada paksi H (tebal sampel) di titik B. Tanda

titik D supaya BD = 1.15BC.

(rujuk Rajah contoh 19.1a)

Langkah 6

Sambungkan titik A dan D dengan garisan lurus. Titik

persilangan antara garisan AD dan lengkungan

pengukuhan di E menandakan tahap 90% pengukuhan.

(rujuk Rajah contoh 19.1 a)



Langkah 7

Bina satu lagi paksi y di sebelah kiri graf yang sama bagi

mewakili darjah pengukuhan. Di paksi tersebut tandakan

pengukuhan 0% iaitu bermula dari titik A dan

pengukuhan 90% di titik B. Sekilkan pada paksi tersebut

darjah pengukuhan dari 0% hingga 100%.

(rujuk Rajah contoh 19.1a)

Langkah 8

Bandingkan hasilkerja anda dengan jawapan yang

diberikan pada graf contoh 19..1b. Adakah geraf anda

sama dengan jawapan yang diberikan.

Jikalau ada kelainan, kaji dan fikirkan di manakah

silapnya.

Seterusnya untuk menjawab soalan contoh 19.1a,

Kawasan daripada titik 0 asal hingga ke titik A (0 baru)

adalah enapan tanah akibat mampatan oedometer.

Kawasan dari titik A (pengukuhan 0%) hingga titik F

(pengukuhan 100%) adalah kawasan di mana enapan

pengukuhan utama berlaku.

Manakala kawasan daripada titik F (pengukuhan 100%)

hingga titik mampatan sampel 24 jam adalah kawasan

enapan pengukuhan sekunder berlaku.

Langkah 9

Rujuk kemballi kepada graf anda. Dari titik E

(pengukuhan 90%) lukiskan satu garis tegak ke atas

sehinggga bersilang dengan dengan paksi x.

Dapatkan nilai t 90 pada titik persilangan tersebut dan

seterusnya kira nilai t90.

Langkah 10

Bagi menjawab soalan contoh 19.1b, sila

imbas kembali rumus Faktor Masa di unit 17,



2d

tCT

v

v .. 1

Oleh kerana pada darjah pengukuhan 90%, nilai Faktor

Masa Tv adalah 0.848 (untuk keterangan lanjut sila rujuk

Jadual 19.1a), maka

Cv = 90

2848.0

t

d.2

di mana :

d = tebal sampel jika ianya saliran dua hala dan,

d = tebal sampel jika ianya saliran satu hala.

Baca kembali soalan dan pastikan bentuk saliran

samada ianya sehala atau dua hala.Dapatkan jawapan

pekali pengukuhan tanah Cv.

Langkah 11

Soalan contoh 19.1c boleh diselesaikan seperti berikut :

Imbas kembali rumus di unit 17,

Cv = vwM

k

.3

di mana,

k = pekali ketelapan tanah

w = berat unit air

Mv = pekali kebolehmampatan isipadu.

Anda boleh menentukan ketelapan tanah,k dengan

memasukkan nilai Cv, w dan Mv ke dalam persamaan di

atas.

Langkah 12

Sila bandingkan jawapan anda dengan jawapan contoh

19.1. Jikalau betul syabas, jika tidak kaji semula di

manakah kesillapan anda.



t

A

B

C D

E

0%

90%

100%

H

Rajah Contoh 19.1a

Enapan oedometer

Enapan

pengukuhan

utama

Enapan

sekunder



Darjah Pengukuhan (Uv) Faktor Masa,Tv

0.0 0.0

0.1 0.008

0.2 0.031

0.3 0.071

0.4 0.126

0.5 0.197

0.6 0.287

0.7 0.403

0.8 0.567

0.9 0.848

0.95 1.129

1.00

Nota : Nilai Faktor masa Tv adalah berubah bergantung kepada darjah pengukuhan tanah. Rumus berikut boleh juga digunakan untuk menentukan Faktor Masa,Tv dengan syarat darjah pengukuhan, Uv tidak melebihi 60%. Rumusnya adalah seperti berikut :

Tv = 2

4vU

bagi Uv %60

Jadual 19.1



Penyelesaian contoh 19.1a Graf Contoh 19.1a

GRAF TEBAL SAMPEL MELAWAN PUNCA MASA

17.5

18

18.5

19

19.5

20

0 2 4 6 8 10 12 14 16

PUNCA MASA

TE

BA

L S

AM

PE

L



t 0.25 1.00 2.25 4.00 9.00 16 25 36 49 64 81

t 0.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9

t 100 121 144 169 196

t 10 11 12 13 14

a. Rujuk jawapan anda pada graf contoh 19.1b.

b. 90t = 13.4

Dari persamaan 1 Tv = 2d

tCv

Pada 90% darjah pengukuhan, Uv, Tv = 0.848

0.848 = 2

2

10

4.13vC

Cv = 0.472 mm

2/min = 7.87 x 10-9 m2/s c. Jikalau Mv = 0.00011 m

2/kN

Dari persamaan 3 Cv = wvM

k

k = 7.87 x 10-9 x 0.00011 x 9.81 = 8.49 x 10-12 m/s



AKTIVITI 19A Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ...

Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman

berikutnya.

SELAMAT MENCUBA !

Aktiviti 19A-1 Keputusan berikut di ambil dari satu peringkat Ujian pengukuhan

ke atas sampel tanah liat tepu apabila tekanan di tambah dari 50

kN/m2 hingga ke 100 kN/m2.

Masa dalam minit

0 0.1 0.25 0.50 1.0 2.0 4.0 8.0 15

Bacaan Tolok dail (mm)

1.007 1.085 1.11 1.128 1.15 1.183 1.23 1.30 1.395

Masa dalam minit

30 60 135 240 1180 1600 2625

Bacaan Tolok dail (mm)

1.51 1.62 1.705 1.75 1.85 1.87 1.90

Selepas 2625 minit, ketebalan sampel tanah liat diukur dan

didapati ianya ialah 37.13 mm.

a. Pelotkan graf bacaan Tolok dail melawan punca masa t.

b. Tentukan nilai pekali pengukuhan, Cv untuk tanah tersebut.

c. Jikalau di dapati bahawa pekali kebolehmampatan isipadu, Mv

adalah 4.7 x 10-4 m2/kN, tentukan pekali ketelapan tanah, k.



Maklum balas Aktiviti 19A-1

Langkah 1

Dapatkan punca masa t terlebih dahulu.

t (minit) 0 0.1 0.25 0.50 1.0 2.0 4.0 8.0 15

t 0 0.32 0.50 0.71 1.0 1.41 2.0 2.83 3.87

t (minit) 30 60 135 240 1180 1600 2625

t 5.48 7.75 11.62 15.49 34.35 40.00 51.23

Langkah 2 Pelotkan graf bacaan Tolok dail melawan punca masa (Rujuk Graf

Aktiviti 19a-1) di atas kertas graf.

Langkah 3

Pastikan anda mendapat lengkungan. Di kertas graf tersebut

dapatkan titik pengukuhan 0% dan titik pengukuhan 90%. Sekilkan

darjah pengukuhan dari 0% hingga 100%. (Sila rujuk kembali input

19.1).

Langkah 4

Seterusnya, unjurkan satu garisan tegak dari titik pengukuhan 90%

supaya bersilang dengan paksi x. Dapatkan punca masa t pada

titik persilangan tersebut.

Langkah 5

Sila buat pengiraan seperti yang dikehendaki oleh soalan.

b. 90t = 7.6

MAKLUM BALAS



Dari persamaan 1 Tv = 2d

tCv

Pada 90% darjah pengukuhan, Uv, Tv = 0.848

0.848 = 2

26.7

d

Cv

di mana : d = tebal sampel kerana arah aliran air adalah dua hala

Dalam kes ini tebal asal sampel perlu di cari :

Pengurangan ketebalan sampel akibat pertambahan tekanan

= Bacaan akhir tolok dail Bacaan awal tolok dail

= 1.90 mm 1.007 mm

= 0.893 mm

Oleh yang demikian,

Purata tebal asal sampel = tebal akhir sampel + pengurangan tebal

semasa pertambahan Sampel /2

tekanan

= 37.13 mm + 0.893 mm/2 = 37.576 mm

Oleh yang demikian, d = ( 37.576) = 18.79 mm Sekarang,

0.848 = 2

2

79.18

6.7vC

Cv = 5.183 mm

2/min = 8.63 x 10-8 m2/s c. Jikalau Mv = 4.7 x 10

-4 m2/kN

Dari persamaan 3 Cv = wvM

k

k = 8.63 x 10-8 x 4.7 x 10-4 x 9.81 = 3.98 x 10-10 m/s

Jika anda mendapat jawapan yang betul.Syabas.

Jika tidak. Ulangi semula input ini.



Graf Aktiviti 19A-1

GRAF BACAAN TOLOK DAIL MELAWAN PUNCA MASA

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54

PUNCA MASA

BA

CA

AN

TO

LO

K D

AIL



INPUT

Pengiraan pekali pengukuhan tanah, Cv dengan Kaedah Casagrande ( Kaedah Log masa)

Sebelum ini anda telah mencuba kaedah punca masa

untuk mendapatkan nilai Cv secara grafik. Kaedah yang

kedua ini pula merupakan satu kaedah yang

dicadangkan oleh Casagrande yang juga memerlukan

penyelesaian secara grafik di mana graf ketebalan

sampel melawan log masa perlu di pelotkan.

Bagi memahami kaedah ini dengan lebih lanjut lagi, sila

tumpukan perhatian anda kepada langkah berikut dan

marilah kita bersama menyelesaikan contoh yang

diberikan :

Contoh 19.2a :

Pada satu peringkat pembebanan dalam ujian oedometer

perubahan ketebalan sampel telah dicatat :

Masa

(minit)

0.00 0.04 0.25 0.50 1.00 2.25 4.00 6.25 9.00 12.25

Perubahan

tebal

sampel

(mm)

0.00 0.121 0.233 0.302 0.390 0.551 0.706 0.859 0.970 1.065

Masa

(minit)

16.00 25.00 36.00 64.00 100 360 1440

Perubahan

tebal

sampel

(mm)

1.127 1.205 1.251 1.300 1.327 1.401 1.482

Di peringkat akhir pembebanan (1440 minit), ketebalan

sampel adalah 17.55 mm. Tekanan pula ditingkatkan



kepada 100 kN/m2. Dengan menggunakan kaedah

Casagrande :

a. pelotkan graf tebal sampel melawan log masa.

b. Tentukan pekali pengukuhan , Cv.

c. Tentukan nilai pekali ketelapan, k jika di beri Mv =

0.723 m2/MN.

Sila baca langkah- langkah berikut dan marilah bersama

kita lakukan :

Langkah 1

Sila sediakan sumber dan peralatan berikut :

a. Pensil

b. Pembaris

c. Kertas graf semi-log

d. French curve

Langkah 2

Pelotkan graf ketebalan sampel melawan log masa di

atas kertas graf semi log. Perhatikan !!

Anda sepatutnya memperolehi graf lengkungan yang

boleh dibahagikan kepada tiga bahagian.

Pertama ialah lengkungan awal berbentuk parabola

diikuti keduanya ialah satu garisan yang lurus dan ketiga

pula lengkungan akhir.

Jika ketiga-tiga bahagian ini tidak terdapat pada graf

anda, sila semak kembali.

Langkah 3

Sila pilih 2 titik di atas lengkungan parabola, katakan titik

A dan B. Penentuan titik A dan B ini dibuat berdasarkan

kepada nilai t pada paksi x yang mana ianya mestilah

dalam nisbah 1 : 4. Contohnya 1 minit dan 4 minit, 2

minit dan 8 minit dan lain-lain pasangan. Pindahkan ke

lengkungan dengan mengunjurkannya dari paksi x.



Langkah 4

Jarak tegak di antara A dan B diukur dan catatkan

ukurannya. Seterusnya gunakan pembaris dan setkan

jarak tegak AB tadi dengan memindahkannya ke titik A.

Dari titik A ke atas unjurkan jarak tegak AB tadi.

Tandakan titik yang di dapati pada paksi y dengan titik

P. Nilai dari titik OP adalah jumlah mampatan awal.

Titik P ialah titik di mana darjah pengukuhan Uv = 0%.

Langkah 5

Lihat kembali lengkungan yang ketiga.Ia sepatutnya

hampir lurus tetapi tidak mendatar. Pada lengkungan

tersebut unjurkan satu garis lurus.

Pada lengkungan yang kedua yang terletak ditengah,

unjurkan pula satu garis lurus supaya ianya bersilang

dengan garis lurus unjuran dari lengkungan ketiga. Titik

persilangan di antara dua garis tersebut ialah titik di

mana darjah pengukuhan Uv = 100%.

Dari titik Q, buat satu garisan lurus yang selari dengan

paksi - x ke paksi -y . Tandakan titik persilangan tersebut

sebagai titik R. Kawasan di antara P dan R ialah

kawasan di mana mampatan utama terjadi.

Langkah 6

Pada paksi-y, dapatkan titik S yang mewakili darjah

pengukuhan 50% [ PS = SR = PR]

Sila gunakan pembaris untuk mendapatkan PR ( titik

S).

Langkah 7

Unjurkan satu garis lurus dari titk S ke lengkungan. Dari

persilangan di lengkungan, unjurkan pula garis tegak ke

paksi-x. Catatkan bacaan t50 di paksi x. ( t50 bermaksud

masa pada darjah pengukuhan 50%).



Langkah 8

Tentukan nilai Cv dengan menggunakan rumus berikut :

50

2

50

t

dTCv

Langkah 9

Sila semak hasil kerja anda dengan jawapan contoh

yang diberi.

Penyelesaian contoh 19.2a

a. Sila rujuk graf contoh 19.2a untuk membandingkan

hasil kerja anda dengan jawapan yang diberi.

b. Daripada graf di dapati pada Uv = 50%, t50 = 3.35

minit.

Kemudian dengan merujuk pula pada Jadual 19.1, di

dapati darjah pengukuhan 50%, nilai Tv = 0.197.

Oleh yang demikian,

Pekali pengukuhan tanah, Cv = 50

2

50

t

dT

= 35.3

197.0 2d1

di mana,

d ialah jarak saliran dan bagi kes ini

d = (ketebalan sampel).

Sebelum itu, perkara berikut perlu di kira :

Ketebalan purata sampel yang dibebankan

= 17.53 + 2

)0482.1(

= 18.27 mm.

jarak saliran = d = 18.27/2 = 9.14 mm.



Masukkan nilai ini ke dalam 1.

Oleh yang demikian,

Cv = 35.3

197.0 2d

= 35.3

14.9197.0 2

= 4.91 mm2/minit

c. Pekali ketelapan tanah, k = CvMv w

Di beri Mv = 0.723 m2/ MN

Oleh yang demikian,

Cv = 4.91 x 10-6 x 0.723 x 10-3 x 9.81

= 3.5 x 10-8 m/minit.



Graf Contoh 19.2a

GRAF KETEBALAN SAMPEL MELAWAN LOG MASA

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0.01 0.1 1 10 100 1000 10000

LOG MASA

KE

TE

BA

LA

N S

AM

PE

L

P

A B

QR

S

t 4t 3.3

5



AKTIVITI 19B Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ...


berikutnya.

SELAMAT MENCUBA !

Aktiviti 19B-1 Keputusan berikut diperolehi dari Ujian Oedometer yang

dijalankan ke atas sampel tanah liat setebal 20 mm yang

mempunyai saliran ke atas dan ke bawah apabila tekanan

ditambah dari 100 kN/m2 ke 200 kN/m2.

Masa t

(minit) 0.25 1.00 2.25 4.00 9.00 16.00 25 36 49

Ketebalan

sampel(mm) 19.82 19.64 19.50 19.42 19.28 19.12 18.98 18.84 18.68

Masa t

(minit) 64 81 100 121 144 169 196

Ketebalan

sampel(mm) 18.54 18.40 18.28 18.20 18.10 18.04 17.99

Selepas 24 jam ketebalan sampel ialah 17.61 mm.

a. Pelotkan graf mampatan (tebal sampel) melawan log masa

(Kaedah Casagrande).

b. Anggarkan pekali pengukuhan, Cv untuk tanah tersebut.

c. Jikalau di dapati bahawa pekali kebolehmampatan isipadu,

Mv ialah 0.00011 m2/kN, anggarkan pekali ketelapan

tanah,k.



Maklum balas Aktiviti 19B-1

a. Rujuk Graf Aktiviti 19b-1 dan bandingkan graf ketebalan

sampel melawan log masa yang anda pelotkan. Adakah

anda mendapat graf lengkungan yang mengandungi tiga

bahagian. Jika betul ,syabas. Jika tidak, sila semak semula

pelotan graf anda.

b. Daripada graf di dapati pada Uv = 50%, t50 = 13.5 minit.

Kemudian dengan merujuk pula pada Jadual 19.1, di

dapati darjah pengukuhan 50%, nilai Tv = 0.197.

Oleh yang demikian,

Pekali pengukuhan tanah, Cv = 50

2

50

t

dT

= 5.13

197.0 2d1

di mana,

d ialah jarak saliran dan bagi kes ini

d = (ketebalan sampel).

Sebelum itu, perkara berikut perlu di kira :

Ketebalan purata sampel yang dibebankan

= 37.13 + 2

)007.19.1(

= 37.58 mm.

jarak saliran = d = 37.58/2 = 18.79 mm.

Masukkan nilai ini ke dalam 1.

Oleh yang demikian,

MAKLUM BALAS



Cv = 5.13

197.0 2d

= 5.13

79.18197.0 2

= 5.15 mm2/minit

= 8.59 x 10-8 m2/s

c. Pekali ketelapan tanah, k = CvMv w

Di beri Mv = 4.7 x 10-4 m2/ kN

Oleh yang demikian,

Cv = 8.59 x 10-6 x 4.7 x 10-4 x 9.81

= 3.96 x 10-8 m/s

AKTIVITI 19A DAN AKTIVITI 19B ADALAH AKTIVITI YANG

SAMA CUMA KAEDAHNYA SAHAJA YANG BERBEZA.

CUBA BANDINGKAN JAWAPAN ANDA DI DALAM KEDUA-

DUA AKTIVITI TERSEBUT. ADAKAH JAWAPAN ANDA SAMA

APABILA MENGGUNAKAN KAEDAH PUNCA MASA DAN

KAEDAH LOG MASA.

JIKA BETUL DAN SAMA, SYABAS.

JIKA SALAH, JANGAN PUTUS ASA, SEMAK BACA KEMBALI

INPUT DAN KENAL PASTI DI MANAKAH KESILAPAN ANDA.



Graf Aktiviti !9B-1

GRAF BACAAN TOLOK DAIL MELAWAN LOG MASA

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

0.1 1 10 100 1000 10000

LOG MASA

BA

CA

AN

TO

LO

K D

AIL

t 4

t

P

QR

S

13.

5

A

B



INPUT

19.3 Pengiraan jangka masa enapan dan enapan

Sebelum ini anda telah di dedahkan kepada konsep

pengukuhan, pengiraan pekalikebolehmampatan isipadu

dan pengiraan pekali pengukuhan. Kesemua perkara ini

telah dijelas di dalam unit 17, unit 18 dan unit 19 dengan

terperinci.

Di dalam unit ini anda dikehendaki menggunakan nilai-

nilai di atas untuk meramalkan jangka masa enapan dan

enapan yang akan berlaku.

Sila anda imbas kembali unit 17 dan bayangkan rumus

yang di gunakan bagi menyelesaikan masalah

pengukuhan tanah :

Bagi rumus Faktor Masa, Tv ianya juga boleh dinyatakan

dalam bentuk nisbah rongga, e :

Uv = fee

ee

1

21 ..1 di mana

e1 = nisbah rongga awal

e2 = nisbah rongga pada masa t.

ef = nisbah rongga akhir

Jangka masa enapan yang di dapati dari Ujian

Oedometer boleh di gunakan untuk meramalkan

jangkamasa enapan di tapak dengan syarat sampel

Pekali kebolehmampatan isipadu, PH

HM v

1

Pe

eeM v

1

1 1

21 , Pekali pengukuhan, vw

vM

kC

Faktor Masa, Tv = 2d

tCv

Darjah pengukuhan, Uv = T

t

H

H



tanah adalah dari tanah yang sama dengan saliran yang

sama. Ini dapat dijelaskan dalam rumus berikut :

2

2

1

2

1

d

d

t

t.2 di mana,

t1 = jangka masa enapan di makmal

t2 = jangkamasa enapan di tapak

d1 = jarak saliran bagi sampel di makmal

d2 = jarak saliran bagi tanah di tapak

Untuk memahami dengan lebih lanjut lagi dan

menggunakan rumus yang di beri, sila tumpukan

perhatian anda kepada contoh-contoh berikut :

Contoh 19.3a :

Ujian pengukuhan telah di jalankan keatas sampel tanah

liat yang mempunyai ketebalan 2.3 cm. Semasa ujian

dijalankan di dapati bahawa 50% mampatan sampel

berlaku dalam masa lima minit. Di bawah keadaan

saliran yang sama, berapa lamakah masa yang

diperlukan bagi sebuah bangunan yang didirikan di atas

lapisan tanah liat sedalam 6 m mengenap separuh

daripada jumlah enapan.

Penyelesaian :

Di makmal Di tapak

t1 = 5 minit t2 = ?

d1 = 2.3 cm d2 = 6 m = 600 cm

Gunakan rumus 2 bagi dua tanah yang untuk mencapai

darjah pengukuhan yang sama :

2

2

1

2

1

d

d

t

t



2

2 600

3.25

t

t2 = 5 x

2

3.2

600

minit

t2 =

2460

87.26052

hari

t2 = 236.29 hari.

Contoh 19.3b :

Sampel tanah liat tepu yang telah diuji mempunyai

indeks mampatan, Cc = 0.27. Nisbah rongganya pada

tekanan 125 kN/m2 ialah 2.04, dan ketelapan bagi tanah

tersebut pula ialah 3.5 x 10-8 cm/s. Kirakan :

a. perubahan nisbah rongga jika tekanan di tambah

kepada 187.5 kN/ m2..

b. enapan bagi (a) jika ketebalan lapisan tanah ialah 5

m.

c. masa yang diperlukan bagi 50% pengukuhan jika

saliran adalah satu hala dan Faktor masa ialah 0.196

bagi 50 % pengukuhan.

Penyelesaian :

a. Bagi menyelesaikan soalan ini , anda hendaklah

menggunakan rumus berikut :

e2 = e1 - Cc log100

0

P

PP

di mana P0 = tekanan efektif = 125 kN/m2,e1 = 2.04

2/5.621255.187 mkNP

Cc = 0.27

Oleh yang demikian :

e2 = 2.04 - 0.27 log10 125

5.187

e2 = 1.993



e = perubahan nisbah rongga = e2 e1

= 1.993 2.04

= (-)0.047

Ini bermaksud bahawa nisbah rongga telah di

kurangkan sebanyak 0.047.

b. H = ?

H = 5 m = 500 cm

Imbas kembali rumus berikut :

P

ee

H

H

21

50004.21

047.0

500

h

50004.3

047.0H

Oleh yang demikian,

H = 7.73 cm

c. Bagi mendapatkan t50 , anda hendaklah menentukan

Cv terlebih dahulu.

Imbas kembali rumus berikut :

PH

HM v

1

=5.62500

73.7

Mv = 2.47 x 10-4 m2/kN

Diberi k = 3.5 x 10-8 cm/s = 3.5 x 10-10 m/s

Oleh itu,

vw

vM

kC

81.91047.2

105.34

10

vC

Cv = 1.44 x 10-7 m2/s



Seterusnya untuk mendapatkan masa yang

diperlukan untuk 50% pengukuhan :

Tv = 2d

tCv

0.197 = 5025t

Cv

t50 = 71044.1

25197.0

t50 = 3.403 x 107

ditukar kepada hari

t50 = 246060

10403.3 7

t50 = 393.84 hari.



AKTIVITI 19C Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ...


berikutnya.

SELAMAT MENCUBA ! Aktiviti 19C-1 Satu lapisan tanah liat setebal 5 m mempunyai nilai pekali

pengukuhan 50 x 10-4 cm2/s . Saliran bagi lapisan tersebut adalah

dua hala. Anggarkan jangka masa enapan jika nilai enapan adalah

50% daripada jumlah enapan.

Aktiviti 19C-2 Tentukan jangka masa enapan bagi 50% pengukuhan terhadap

lapisan tanah yang mempunyai ketebalan 9 m dengan lapisan

telap di atas dan di bawahnya. Juga, tentukan nilai pekali

pengukuhan tanah, Cv jika di beri ,

k = 10-9 m/s, e1 = 1.5

kNmP

e/103 23

Tv = 0.2



Penyelesaian Aktiviti 19C-1

Ingat kembali rumus berikut :

Tv = 2d

tCv

Oleh kerana darjah pengukuhan Uv = 50%, maka

Dari jadual 19.1

0.197 = 502

41050t

d

Dinyatakan juga saliran adalah dua hala

d = kedalaman lapisan

= ( 5)

= 2.5 m = 250 cm

Oleh yang demikian,

4

2

501050

250197.0

t saat

t50 = 4

2

1024606050

250197.0

hari

t50 = 28.36 hari

MAKLUM BALAS



Penyelesaian Aktiviti 19C-2

Tulis semula maklumat-maklumat yang di beri :

d = 2

H =

2

9 kerana ianya adalah saliran dua hala

d = 4.5 m

t50 = ?

Cv = ?

Tv = 0.2

k = 10-9 m/s

e1 = 1.5

kNmP

e/103 23

Gunakan rumus berikut untuk mendapat jangka masa enapan :

td

CT vv 2

2dC

Tt

v

v

2

50 5.42.0

vCt 1

Untuk mendapatkan Cv,

Cv = wvM

k

di mana

Mv =

11

1

eP

e

= 3 x 10-3

5.11

1

= 1.2 x 10-3 m2/kN

Oleh itu,

Cv = 81.9102.1

103

9

Cv = 8.49 x 10-8 m2/s



Sekarang, gunakan rumus 1,

2

50 5.42.0

vCt

t50 = 2

8)5.4(

1049.8

2.0

saat

t50 = 4.77 x 107 saat

t50 =246060

1077.4 7

t50 = 552 hari

Jika anda mendapat jawapan yang betul.Syabas.

Jika tidak. Ulangi semula input ini.



PENILAIAN KENDIRI ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini bagi mengetahui objektif unit ini telah tercapai. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. SELAMAT MENCUBA ! ! SEMOGA BERJAYA ! ! SOALAN 1

Bacaan-bacaan mampatan berikut telah di ambil semasa ujian

oedometer ke atas sampel tanah liat tepu (Gs = 2.73) apabila

tekanan yang dikenakan bertambah dari 214kN/m2 kepada 429

kN/m2 :

Masa (minit)

0 0.25 0.5 1 2.25 4 9 16 25

Bacaan Tolok (mm)

5.00 4.67 4.62 4.53 4.41 4.28 4.01 3.75 3.49

Masa (minit)

36 49 64 81 100 200 400 1440

Bacaan Tolok (mm)

3.28 3.15 3.06 3.00 2.96 2.84 2.76 2.61

Selepas 1440 minit, ketebalan sampel menjadi 13.60 mm dan kandungan air 35.9%. a. Pelotkan graf ketebalan sampel melawan punca masa.

Dapatkan pekali pengukuhan, Cv tanah liat tersebut. b. Pelotkan graf ketebalan sampel melawan log masa.

Dapatkan peali pengukuhan, Cv tanah liat tersebut.

c. Tentukan nilai pekali ketelapan tanah,k.



SOALAN 2 Di dalam suatu ujian oedometer ke atas contoh tanah liat tepu

(Gs = 2.72), tekanan yang dikenakan telah dinaikkan dari 107

kepada 214 kN/m2 dan bacaan-bacaan mampatan berikut telah

direkodkan :

Masa (minit)

0 0.25 0.5 1 2.25 4 6.25 9 16

Bacaan Tolok (mm)

7.82 7.42 7.32 7.21 6.99 6.78 6.61 6.49 6.37

Masa (minit)

25 36 49 64 81 100 300 1440

Bacaan Tolok (mm)

6.29 6.24 6.21 6.18 6.16 6.15 6.10 6.02

Selepas 1440 minit ketebalan sampel menjadi 15.30 mm dan

kandungan air ialah 23.2%. Tentukan nilai-nilai pekali

pengukuhan, Cv daripada :

a. pelotan punca masa b. pelotan log masa.

c. Tentukan nilai pekali ketelapan tanah,k bagi tanah liat

tersebut.

SOALAN 3

Di dalam satu ujian oedometer, satu sampel tanah liat tepu

yang tebalnya 19 mm mencapai 50% pengukuhan dalam masa

20 minit. Berapa lamakah yang akan di ambil untuk tanah liat ini

yang tebalnya 5 m bagi mencapai darjah pengukuhan yang

sama di bawah keadaan-keadaan penyaliran dan tekanan yang

sama. Berapa lamakah yang akan diambil oleh lapisan untuk

mencapai 30% pengukuhan.



MAKLUM BALAS KENDIRI Adakah anda telah mencuba dahulu ? Jika YA, Sila semak jawapan anda. Maklum balas Soalan 1 a. Cv = 0.46 m

2/tahun b. Cv = 0.45 m

2/tahun c. k = 1.0 x 10-10 m/s Maklum balas Soalan 2 a. Cv = 2.7 m

2/tahun b. Cv = 2.6 m

2/tahun c. k = 8.1 x 10-10 m/s Maklum Balas Soalan 3

a. t50 = 2.6 tahun b. t50 = 0.95 tahun

c4008 geoteknik 2 unit19

Documents