Tugas kuliah Penyelidikan Tanah

PERMEABELITAS

Serli Carlina(0915011131)Sherli Novita Sari N(0915011023)12/23/2011

Pendahuluan

Permeabilitas adalah tanah yang dapat menunjukkan kemampuan tanah meloloskan air. Tanah

dengan permeabilitas tinggi dapat menaikkan laju infiltrasi sehingga menurunkan laju air

larian. Pada ilmu tanah, permeabilitas didefenisikan secara kualitatif sebagai pengurangan

gas-gas,cairan-cairan atau penetrasi akar tanaman atau lewat.

Selain itu permeabilitas juga merupakan pengukuran hantaran hidraulik tanah. Hantaran

hidraulik tanah timbul adanya pori kapiler yangsaling bersambungan dengan satu dengan

yang lain. Secara kuantitatif hantaran hidraulik jenuhdapat di artikan sebagai kecepatan

bergeraknya suatu cairan pada media berpori dalam keadaan jenuh.

Dalam hal ini sebagai cairan adalah air dan sebagai media pori adalah tanah. Penetapan

hantaran hidraulik didasarkan pada hukum Darcy. Dalam hukum ini tanah dianggap sebagai

kelompok tabung kapiler halus dan lurus dengan jari-jari yang seragam. Sehingga gerakan

air dalam tabung tersebut di anggap mempunyai kecepatan yang sama.

DEFINISI PERMEABILITAS

• Permeabilitas tanah adalah suatu kesatuan yang melipui infiltrasi tanah dan

bermanfaatsebagai permudahan dalam pengolahan tanah. (Dede rohmat, 2009)

• Permeabilitas tanah memiliki lapisan atas dan bawah. Lapisan atas berkisar antara

lambatsampai agak cepat (0,20 – 9,46 cm jam-1), sedangkan di lapisan bawah

tergolong agak lambatsampai sedang (1,10 -3,62 cm- jam-1).

• Permeabilitas suatu batuan merupakan ukuran kemampuan batuan untuk mengalirkan

fluida. Permeabilitas merupakan parameter yang penting untuk menentukan kecepatan

aliran fluida di dalam batuan berpori dan batuan rekah alami. Permeabilitas biasanya

dinyatakan dalam satuan mD (mili Darcy), dibidang geothermal seringkali dinyatakan

dalam m2 , dimana 1  Darcy besarnya sama dengan 10-12 m2. Besarnya permeabilitas

batuan tidak sama kesegala arah (anisotropy), umumnya permeabilitas pada arah

horizontal jauh lebih besar dari permeabilitas pada arah vertikal (Saptadji, 2002).

( N.Suharta dan B. H Prasetyo.2008)

ASTM D6476 - 08

ASTM D6476 - 08 Standard Test Metode Penentuan Permeabilitas Air Dinamis dari Kain Inflatable Restraint

Signifikansi dan Penggunaan

Untuk hal yang berkaitan dengan penerimaan banyak pengiriman komersial dan kesesuaian dengan spesifikasi atau standar lainnya, lihat Bagian 13 dari metode pengujian.

Cara uji ini berguna dalam seleksi dan validasi desain permeabel, kain uncoatable digunakan di tiup bantal menahan diri. Kondisi dinamis dan perbedaan tekanan yang lebih tinggi dari metode pengujian yang lebih baik dapat mensimulasikan siklus inflasi dan deflasi dari modul airbag selama penyebaran daripada kondisi kondisi mapan Metode Uji D 737.

5.2.1 Hanya dilapisi, kain permeabel harus digunakan. Gunakan kain dilapisi dapat menghasilkan hasil yang tidak valid dan berpotensi merusak alat uji.

Dalam batas-batas varians dinyatakan dalam Pasal 12, metode pengujian berguna untuk validasi desain dan mungkin cocok untuk dipasang pada sebuah spesifikasi material atau untuk menguji banyak penerimaan pengiriman komersial. Perhatian disarankan pada kain permeabilitas sangat rendah atau dengan 200 cm 3. ukuran uji panas karena presisi antara-laboratorium seperti yang disajikan dalam Pasal 12 dapat setinggi 21%.

Cara uji ini dapat digunakan untuk bahan selain kain penahan pengalaman permeabilitas tiup yang dinamis dalam semburan udara tiba-tiba. Dalam kasus tersebut, aparat fisik atau algoritma perangkat lunak yang mungkin membutuhkan modifikasi untuk memberikan kesesuaian untuk digunakan.

Karena selang waktu sekejap untuk pengujian, tekanan terhadap data waktu tunduk pada anomali pencatatan dan kebisingan elektronik. Data harus secara digital disaring untuk mendapatkan tekanan yang mendasari kurva halus sebelum analisis data. Perangkat lunak dalam aparatur mencakup algoritma yang handal baik untuk kurva halus dan untuk menentukan eksponen permeabilitas udara.

Hal ini melekat dalam desain dan operasi dari peralatan yang komponen utama kunci kalibrasi dan pengukuran khusus untuk kepala uji individu. Ukuran atau rentang pengukuran permeabilitas kepala tes ini biasanya dipilih untuk sesuai dengan spesimen kain yang akan diuji. Presisi metode pengujian ini sangat tergantung pada ukuran kepala uji. Ketepatan data yang dikumpulkan menggunakan kepala uji harus digunakan untuk memperkirakan ketepatan data yang dikumpulkan dengan menggunakan uji beda kepala, bahkan pada aparat yang

sama.

1. Cakupan

1,1 metode pengujian ini meliputi prosedur yang digunakan untuk menentukan dalam kondisi aliran udara yang dinamis permeabilitas tekanan tinggi permeabel, kain dilapisi biasanya digunakan untuk pengekangan tiup. Untuk penentuan permeabilitas udara kain menahan diri tiup dalam kondisi tekanan rendah pada aliran udara pada kondisi mapan, lihat Uji Metode D 737.

1,2 Prosedur dan aparatus selain yang disebutkan dalam metode pengujian dapat digunakan oleh kesepakatan pembeli dan pemasok dengan deviasi tertentu dari standar yang diakui dalam laporan.

1.3 The values stated in either SI units or inch-pound units are to be regarded separately as standard. 1.3 nilai-nilai baik dinyatakan dalam satuan SI atau unit inci-pon harus dianggap secara terpisah sebagai standar. The values stated in each system are not exact equivalents; therefore, each system must be used independently of the other. Nilai-nilai yang tercantum dalam setiap sistem tidak setara yang tepat, karena itu, setiap sistem harus digunakan secara terpisah dari yang lain.

1,4 Standar ini tidak dimaksudkan untuk mengatasi seluruh masalah keamanan, jika ada, terkait dengan penggunaannya. Ini adalah tanggung jawab pengguna standar ini untuk menetapkan keamanan yang tepat dan praktek kesehatan dan menentukan batasan penerapan peraturan sebelum digunakan.

G. Uji Permeabilitas (Permeability Test)

1. Tujuan

Percobaan ini ditujukan untuk memeriksa kemampuan tanah untuk mengalirkan air, khususnya pada tanah berbutir halus.

2. Bahan

a. Tanah terganggu yang lolos saringan No.4 seberat 2,5 kg

Gambar 3.G.150 Tanah tidak asli

b. Air Bersih secukupnya

Gambar 3.G.151 Air bersih

3. Peralatan

a. Set alat permeability

Gambar 3.G.152 Set alat permeability

b. Batu pori

Gambar 3.G.153 Batu pori

c. Stopwatch

Gambar 3.G.154 Stopwatch

d. Kertas saring

Gambar 3.G.155 Kertas Saring

4. Langkah Kerja

a. Mencampurkan tanah dengan air sesuai perbandingan kadar air optimum pada percobaan pemadatan tanah.

Gambar 3.G.156 Mencampurkan tanah dengan air

b. Memasukkan tanah yang telah dicampur ke dalam plastik selama 24 jam agar airnya merata.

c. Menimbang mold yang akan dipakai dan mengukur diameter dan tinggi mold.

Gambar 3.G.157 Menimbang mold

d. Mengambil sebagian tanah untuk pengujian kadar air sebelum percobaan.e. Melakukan penumbukan tanah setelah 24 jam sebagaimana percobaan pemadatan tanah

(dibagi 3 bagian, menumbuk masing-masing 25 kali pukulan).

Gambar 3.G.158 Melakukan Penumbukan pada sampel tanah

f. Meratakan tanah lalu mengunci dengan kunci pas.

Gambar 3.G.159 Meratakan permukaan tanah

g. Menimbang mold beserta tanah (sebelum percobaan).

Gambar 3.G.160 Menimbang mold + sampel tanah

h. Menghubungkan kran air dari permeability meter ke mold.

Gambar 3.G.161 Menghubungkan kran air

i. Membuka kran dan membiarkan air mengalir sampai tanah jenuh.

Gambar 3.G.162 Membuka kran

j. Untuk mempercepat penjenuhan dibantu dengan Vacuum pump.k. Setelah tanah jenuh dilakukan pengujian sebagai berikut :

1. Mengukur burret yang akan di uji sesuai dengan tanah yang akan di uji.2. Mencatat tinggi awal (sebelum percobaan ) / h0 pada saat

t (waktu) = 0.

3. Membuka kran bersamaan dengan menekan stopwatch.4. Mencatat beda tinggi setiap satu menit dengan menekan stopwatch atau sesuai dengan

jenis tanah lempung dan lanau biasanya setiap 5 ( lima) menit, sedangkan untuk tanah berpasir biasanya setiap 1 (satu) atau 2 (dua) menit).

5. Menimbang tanah beserta mold (berat setelah pengujian).

Gambar 3.G.162 Menimbang sampel + mold

6. Mengeluarkan tanah dari mold dan mengambil tanah untuk pengujian kadar air (2 kontainer).

Gambar 3.G.163 Mengeluarkan sampel tanah

5. Data Hasil Percobaan

a. Berat Mold + tanah = 3541 gramb. Berat Mold = 1213 gramc. Berat Sampel Tanah = 3541 – 1213 = 2328 gramd. Diameter Burret = 0,5 cme. Temperatur = 28 ° C

Tabel 3.G.19 hasil perhitungan nilai kadar air sebelum pengujian

Sampel Wcs (gr) Wds (gr) Wc (gr) Ws (gr) Ww (gr)

1 38,35 35,04 9,31 25,73 3,31

Tabel 3.G.20 hasil perhitungan nilai kadar air sesudah pengujian

Sampel Wcs (gr) Wds (gr) Wc (gr) Ws (gr) Ww (gr)

1 38,35 35,04 9,31 25,73 3,31

Keterangan:

Wcs = Berat kontainer + tanah basah

Wds = Berat kontainer + tanah kering

Wc = Berat kontainer

Ws = Berat tanah kering

Ww = Berat air

Tabel 3.G.21 beda tinggi pada jenis tanah yang akan diuji

Percobaan Waktu (s) 1 (cm)

H1 (cm) 30 169

H2 (cm) 60 168,5

H3 (cm) 90 168

H4 (cm) 120 167

H5 (cm) 150 166,5

H6 (cm) 180 166

6. Perhitungan

Perhitungan data sebelum pengujian Permeabilitas

a. Luas Penampang Burret (A)A = ¼ π D2

= ¼ x 3,14 x 0,52

= 1,0350 cm2

b. Volume Mold (V)

V = Luas Mold x t

= 70,8463 x 10,12

= 716,9641 cm3

c. Kadar Air (ω)

ω1 =

WwWs

x 100 %

=

3 ,3125 ,73

x100 %

= 12,8644 %

d. Berat Volume (γ)

γ =

WV

=

2328716 , 9641

= 3,247 gr/cm3

e. Berat Volume Kering (γd)

γd =

γ(1+ω)

=

3 ,247(1+0 ,1286 )

= 2,877 gr/cm3

f. Nilai Pori (e)

e =

(1+ω) xGsγ

−1

=

(1+0 ,1286 ) x 2 ,36213 ,247

−1

= 0,8210

g. Derajat Kejenuhan

Sr =

ω x Gs x 100 %e

=

(0 , 1286 x 2 , 3621 )0 , 8210

×100%

= 36,9995%

Perhitungan data setelah pengujian Permeabilitas

a. Luas Penampang Burret (A)A = ¼ π D2

= ¼ x 3,14 x 0,52

= 1,0350 cm2

b. Volume Mold (V)

V = Luas Mold x t

= 70,8463 x 10,12

= 716,9641 cm3

c. Kadar Air (ω)

ω1 =

WwWs

x 100 %

=

3 ,3125 ,73

x100 %

= 12,8644 %

d. Berat Volume (γ)

γ =

WV

=

1966716 , 9641

= 2,7421 gr/cm3

e. Berat Volume Kering (γd)

γd =

γ(1+ω)

=

2 ,7241(1+0 ,1286 )

= 2,4297 gr/cm3

f. Nilai Pori (e)

e =

(1+ω) xGsγ

−1

=

(1+0 ,1286 ) x 2 ,36212 ,7241

−1

= 0,9786

g. Derajat Kejenuhan

Sr =

ω x Gs x 100 %e

=

(0 , 1286 x 2,3621 )0 ,9786

×100 %

= 31,0409 %

h. Koefisien rembesan (Kt)

Kt =

a x L x 2,3A x ( tn−t n−1 )

x ( loghn−1

hh

)

Kt1 =

3 ,14 x 10 x 2,31, 0350 x (60−30)

x ( log169168 ,5

)

= 0,0030 x 10-3cm/s2

Kt2 =

3 ,14 x 10 x 2,31, 0350 x (90−60 )

x ( log168 ,5168

)

= 0,0030 x 10-3cm/s2

Kt3 =

3 ,14 x 10 x 2,31, 0350 x (120−90)

x ( log168167

)

= 0,0060 x 10-3cm/s2

Kt4 =

3 ,14 x 10 x 2,31, 0350 x (150−120)

x ( log166 ,5166

)

= 0,0030 x 10-3cm/s2

i. Koefisien permeabilitas (Kt)Suhu 28°C diperoleh faktor koreksi

Viskositas untuk permeabilitas (k20) sebesar 0,8447

Kt1 = 0,8447 x 0,0030 x 10-3

= 0,0025 x 10-3 cm/s2

Kt2 = 0,8447 x 0,0030 x 10-3

= 0,0025 x 10-3 cm/s2

Kt3 = 0,8447 x 0,0060 x 10-3

= 0,0051 x 10-3 cm/s2

Kt4 = 0,8447 x 0,0030 x 10-3

= 0,0025 x 10-3 cm/s2

j. Koefisien Permeabilitas rata-rata

Kt rata-rata =

( Kt1+ Kt2+Kt 3+Kt 4 )4

=

(0,0025 +0,0025 +0 ,0051+0,0025 )x 10-3

4

= 0,0032 x 10-3 cm/s2

Tabel 3.G.22 Hasil perhitungan

Pembacaan Kt (cm/sec2) Kt’ (cm/sec2)

1 0,0030 x 10-3 0,0025 x 10-3

2 0,0030 x 10-3 0,0025 x 10-3

3 0,0060 x 10-3 0,0051 x 10-3

4 0,0030 x 10-3 0,0025 x 10-3

7. Simpulan dan Saran

1). Simpulan

Dari hasil percobaan dan perhitungan diperoleh :

a. Pengaruh nilai K terhadap rembesan : Tabel 3.G.23 Pengaruh nilai K

Deskripsi Nilai K

Lolos Air 10-3

Semi Lolos Air 10-3 – 10-4

Kedap Air 10-5

Berdasarkan table diatas, dapat disimpulkan bahwa tanah uji merupakan jenis tanah pasir kelanau dan perembesan terhadap jenis pasir kelanauan adalah lolos air dengan nilai K sebesar 10-3.

b. Koefisien rembesan masing-masing tanah berbeda sesuai jenisnya seperti yang dideskripsikan sebagai berikut :Tabel 3.G.24 Koefisien rembesan tanah

Deskripsi Nilai

Pasir Mengandung Lempung 1.10-2 – 5.10-2

Pasir Halus 5.10-2 – 2.10-3

Pasir Kelanauan 2.10-3 – 5.10-4

Lanau 5.10-4 – 5.10-5

Lempung 5.10-5 – 5.10-9

Besar nilai Kt yang diperoleh adalah sebagai berikut:

o Pembacaan 1 = 0,0030 x 10-3 cm/sec2

o Pembacaan 2 = 0,0030 x 10-3 cm/sec2

o Pembacaan 3 = 0,0060 x 10-3 cm/sec2

o Pembacaan 4 = 0,0030 x 10-3 cm/sec2

Berdasarkan tabel koefisien rembesan dan data hasil perhitungan, dapat disimpulkan bahwa sampel 1, 2, dan 3 termasuk tanah lanau. Sedangkan sampel 4 termasuk tanah lempung.

c. Besar nilai Kt’ yang diperoleh adalah sebagai berikut:o Pembacaan 1 = 0,0025 x 10-3 cm/sec2

o Pembacaan 2 = 0,0025 x 10-3 cm/sec2

o Pembacaan 3 = 0,0051 x 10-3 cm/sec2

o Pembacaan 4 = 0,0025 x 10-3 cm/sec2

2). Saran

a. Praktikan berharap agar perarlatan laboratorium yang digumakan untuk percobaan Uji Pemadatan Tanah Standar agar lebih diperhatikan lagi mutu dan kelengkapannya. Sehingga diharapakan pada percobaan yang akan datang praktikan dapat melaksanakan pengujian dengan lebih efektif dan lebih efisien lagi.

b. Praktikan berharap kerapihan dan kebersihan kaboratorium Mekanika Tanah untuk lebih diperhatikan lagi, agar praktikan dapat merasa lebih nyaman dan lebih kondusif dalam melaksanakan percobaan.