komposisi tanah 2010-2011

8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011

1/35

Politeknik Negeri Bandung

BAB III

KOMPOSISI

T N H

1

HENDRY, Dipl.Ing.HTL, MT.


2/35


Komposisi Tanah

Massa tanah terdiri dari dua bagian utama :

bagian padat (solid), berupa butir2 tanah (soil)

bagian pori (void) atau rongga-rongga antarabutir tanah, di isi oleh air (water) saja atauoleh air (water) dan udara (air).

2

Kondisi normal Kondisi jenuh Kondisi kering


3/35


Komposisi Tanah

Untuk keperluan perhitungan, massa tanah diuraikanmenjadi bagian-bagian seperti terlihat di bawah.

Bagian butir mempunyai berat dan volume yang tetap ; bagian porivolume tetap tetapi beratnya berubah tergantung pengisinya.

3

W v

W s

W a

W w

W

V a

V w V v

V s

V


4/35


Parameter Pokok Tanah

Bila bagian dari massa tanah tersebut dihubung-hubungkan satu sama lainnya, maka akandiperoleh suatu perbandingan yang bersifattetap, yang disebut parameter pokok tanah.

Parameter pokok tanah tersebut adalah :1. Berat Isi Tanah ()

2. Berat Isi Kering (d)

3. Berat Isi Butir (s) 4. Berat Isi Jenuh (sat)

5. Berat Isi Air (w)

4

W

V

dsW

V

s

s

s

W

V

V

W sat

sat

ww

w

W

V


5/35


Parameter Pokok Tanah

6. Berat Isi dalam Air (‘) => ‘ = sat - w

7. Berat Jenis Tanah (Gs)

8. Kadar Air ()

9. Angka Pori (e)

10. Porositas (n)

11. Derajat Kejenuhan (Sr)

5

'( )

W sub

V

s

G ss

w

W

W

w

s

eV

V

v

s

n VV

v

SV

Vr

w

v


6/35


Menetukan Nilai Parameter Pokok Tanah

Nilai parameter pokok tanah sangat diperlukan.Dalam penyelidikan tanah, yang pertamaditentukan adalah nilai parameter pokok

tanah, yang merupakan bagian dari sifat-sifatfisik (index properties) dari tanah

Penentuan nilai parameter pokok tanahdilakukan dengan dua cara, yaitu caralangsung (laboratorium) dan tidak langsung(hubungan fungsional / matematis).

6


7/35Politeknik Negeri Bandung

Menetukan Nilai Parameter Pokok Tanah

- cara langsung dengan pengujian lab. yaitu

* kadar air (w),

* berat isi (),* berat jenis (Gs).

- cara tidak langsung dengan hubungan

fungsional / matematis.7



Konsistensi Tanah

Sifat konsistensi tanah berubah-ubah sesuaiperubahan kadar airnya.

air bertambah ===>tanah bersifat cair

air berkurang ===>tanah memadat

8



Konsistensi Tanah

Perubahan kadar air tanah mengalami 4 fase/keadaan yang dikemukakan oleh A. Atterberg(1912). Batas-batas fase ini disebut sebagaibatas konsistensi Atterberg yang ditunjukkan

oleh kandungan kadar air.

9

Batas Susut

(SL)

Padat Semi

PadatPlastis Cair

Batas

Plastis

(PL)

Batas

Cair

(LL)

w [%]



BATAS-BATAS ATTERBERG

Batas susut (SL) : kadar air (dalam %), di mana terjaditransisi dari keadaan padat ke keadaan semi padat

Batas plastis (PL) : kadar air, di mana terjadi transisi dari

keadaan semi padat ke keadaan plastisBatas Cair (LL) : kadar air, di mana terjadi transisi dari

keadaan plastis ke keadaan cair

Indeks Plastisitas (PI) = LL – PL

solidsemi

solid

lastiscair

Vl

V p

Vs

SL PL LL

kadar air



PENENTUAN BATAS CAIR:



Grafik BATAS CAIR:

LL

Batas Cair didefinisikan juga sebagai kadar air (%) yangbila pada jumlah ketukan/pukulan sebanyak 25 kali,coakan tanah menjadi tertutup sepanjang 1.27 cm


13/35


PENENTUAN BATAS PLASTIS:

Batas Plastis didefinisikan juga sebagai kadar air (%)yang bila tanah digulung sampai dengandiameter 1/8 inci menjadi retak-ratak


14/35


PENENTUAN BATAS SUSUT:

Batas Susut didefinisikan juga sebagai kadar air (%)yang bila tanah berkurang kadar airnya mulai tidakterjadi penyusutan


15/35


Batas Susut Contoh tanah basah, bekas percobaan batas cair dicetak

dengan mangkok kecil (Shrinkage dish) yang diketahuivolumenya, ditimbang, dioven sampai kering. Kemudian

contoh tanah yang sudah kering ditimbang dan diukur

volumenya, maka akan diperoleh urutan kondisi sbb:

a) Contoh tanah basah, volume = V1 dan berat = W1

b) Contoh tanah pada kondisi batas susut, volume = V2

c) Contoh tanah pada kondisi kering, volume = Vd = V2

dan berat = Ws

maka : - berat air pada a) = W1 - W2

- kehilangan air dari a) ke b) = (V1 - V2) . w

- berta air pada b) = (W1 - W2) - (V1 - V2) . w

15


16/35

Politeknik Negeri Bandung 16

V1 V2 Vd V2 solid solid solid

W1 W2 W3

%100W

)VV()WW(%100

W

) b padaair beratSL

s

s2121

s

a b c


17/35


Cara menentukan volume kering (V2)•Contoh tanah yang sudah dikeringkan

tersebut (kondisi c)) dicelupkan kedalam air

raksa (mercury), maka volume air raksayang dipindahkan sama dengan volume

tanah tersebut.


18/35


air raksa yangdipindahkan

Cara menentukan volume kering (V2) :

Contoh tanah yang sudah dikeringkan tersebut (kondisic)) dicelupkan kedalam air raksa (mercury), maka volume

air raksa yang dipindahkan sama dengan volume tanah

tersebut.

V V air raksa berat air raksa yang tumpah

air raksa2


19/35


Distribusi dan Analisa Ukuran Butir

Tanah di lapangan campuran berbagai macam jenis danukuran butir. Variasi kandungan jenis dan ukuran inimerupakan salah satu indikasi kepadatan tanah dankekuatan dari lapisan tanah.

butir yang seragamrogga terisi udara dan air

butir yang bervariasi

kontak antar butiran makin besar

Distribusi ukuran butir diperoleh melalui analisa :a. Analisa saringanb. Analisa sedimentasi

19


20/35


Analisa Saringan

Analisa saringandilakukan untuk

tanah berbutir

kasar, tanahdengan ukuran

diameter butir yg

lebih besar dari

0.075 mm

(# 200).

20


21/35


Standar Saringan

Standar Amerika : No 4 (4.76 mm), No. 40(0.420 mm), No. 200 (0.074 mm)

Standar Inggris : No. 40 (0.422 mm), No.200 (0.076 mm)

Standar Jerman : No 4 (5.0 mm), No. 40(0.400 mm), No. 200 (0.071 mm)

Standar ASTM

Standar Prancis, Standar Jepang,

Standar India, dll

21


22/35


% passing

100 0,150 2,81

30,77 30,77

71,93

69,23

2,81

2,70200 0,075 2,70

2,05

0,00

0,92

74,74

87,88

60 0,250 2,05

40 0,425 11,09

% Retained

20

Sieve No. Diameter [mm] Wt. retained [gram]

4

2,00010 0,92

11,2011,09 76,79

99,08

100,00

0,840 11,20

4,750 0,00


23/35


Perhitungan Analisa Saringan

23

No.

Saringan Diameter

Berat

tertahan

Persen Berat

Tertahan

Persen

Lolos

# 4 4.750

# 10 2.000

# 20 0.840

# 40 0.425

# 60 0.250

# 100 0.150

# 200 0.075

PAN -


24/35


Analisa Sedimentasi

Analisa ini dilakukan

terhadap contoh

tanah yang lolos

saringan # 200.

Biasanya merupakan

kelanjutan atau

pelengkap dari

analisa saringan.

24


25/35


Analisa sedimentasi berdasarkan prinsip Hukum

Stokes, dengan asumsi : Butir-butir tanah berbentuk bulat

Tidak terjadi tubrukan antara butir saat pengendapan

Dinding kaca tempat larutan mengendap tidakberpengaruh pada butir-butir yang mengendap.

Butir-butir tanah memiliki berat jenis yang sama.

25

Prinsip hukum Stokes menyatakan bahwa kecepatan

mengendap dari butir-butir dalam larutan tergantung padabentuk, berat, dan ukuran butiran. Butir yang lebih besarakan mengendap lebih cepat dari butir yang lebih halus.


26/35


Butir tanah seberat W akan turun

dengan mendapatkan perlawanan airsebesar R + F,

dimana : R = gaya keatas dari air, dan

F = pengaruh kekentalan larutan

W

R

F

Bila butir mempunyai jari-jari r dan diameter D, maka :

W = 4/3 . . r3 . s

R = 4/3 . . r3

. w F = 6 . . r . . V

Keseimbangan pada setiap saat :

W = R + F D vs w

18

( )


27/35


Dimana :

r = jari-jari butir tanah (cm)

D = diameter butir (cm)

v = kecepatan mengendap (cm/dtk)

He = jarak jatuh butir tanah

T = waktu butir tanah jatuh

s = berat isi butir tanah (gr/cm3)

w = berat isi air (gr/cm3

)

w = 1 gr/cm3

= viskositas air (gr.dt/cm2)

= /g, => =viskositas absolut (poice=dyne.dt/cm2)

g = gravitas (cm/dt2)

27

D

Gs

H

t Gs

H

t

e e

1800

1 60

30

1

( ) ( )

He

sampel


28/35


Kurva distribusi ukuran butir

Untuk dapat melihat bentuk dan distribusitersebut, maka hasil analisa ukuran butir diatas digambarkan pada suatu grafik denganskala semi logaritma.

28

c a

c c

b

Lempung Lanau Pasir Kerikil


29/35


Grafik a = Gradasi baik (well graded), yaitu tanah

yang mempunyai aneka ragam ukuran butir danterbagi rata.

Grafik b = Gradasi buruk (poor graded) yaitu

ukuran butirnya tidak terbagi rata. Adakelebihan dan kekurangan ukuran butir-butirtertentu.

Grafik c = Gradasi seragam (uniform graded) yaitutanah yang mempunyai butir-butir denganukuran butir yang sama atau hampir sama.

29


30/35


Data Analisa Saringan

30

1.07

41.99 21.00

80.07

79.01

83.30

82.03

200 0.075

60 0.250 2.54 1.27

2.13

100 0.150 3.92 1.96

10 2.000 10.34 5.17

40 0.425 5.53 2.77

Saringan No. Diameter [mm] Berat tertahan [gram] %Tertahan

89.76

20 0.840 7.38 3.69 86.07

% Lolos Komulatif

4 4.750 10.15 5.07 94.93


31/35


Kurva Distribusi Ukuran Butir

31

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0001 0.001 0.01 0.1 1

% F

i n e r

Diameter [mm]

G r a v e lSand

SiltCMF

Clay


32/35


Ukuran Efektif, Koefisen Keseragaman, dan

Koefisien GradasiKurva distribusi ukuran butir dapat digunakan untuk

membandingkan beberapa jenis tanah yang berbeda.

Selain itu ada tiga parameter dasar yang dapatditentukan dari kurva tersebut yang berguna untukmengklasifikasian tanah berbutir kasar, yaitu:

a. Ukuran efektif (effective size) yaitu diameter dalamkurva distribusi ukuran butir yang bersesuaian dengan10 % yang lebih halus (lolos ayakan) atau D10, selainitu juga D30 dan D60.

32


33/35


b. Koefisien Keseragaman (uniformity

coefficient) Cu, yaitu perbandingan antaraD60 dan D10

c. Koefisien gradasi (coefficient ofgradation) Cc, yaitu perbandingan antara

kuadrat D30 dengan perkalian antara D60 dan D10

33

10

60

D

DCu

1060

2

30

DD

DCc


34/35



35/35

Terima

kasih

komposisi tanah 2010-2011

Documents