LAPORAN PRAKTIKUM GEOLOGI TEKNIK DAN PROPERTI TANAH

BAB VIIPERMEABILITY

KELOMPOK 6

Bram Timoteus S.P. (0906630216)Harya C.K. (0906630286)Hendriawan Kurniadi (0906630292)Martinus Armand (0906630361)Muhammad Azmi (0906630374)Muhammad Rizki H.P. (0906630405)

Tanggal praktikum : 21 Februari 2011Asisten praktikum : Rifa IkhsanTanggal disetujui : Nilai :Paraf asisten :

LABORATORIUM MEKANIKA TANAHDEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2011

PERMEABILITY

A. Tujuan PercobaanMencari nilai permeabilitas k dari suatu sampel tanah.

B. Peralatan Percobaan Can permeability Gelas ukur Penggaris Jangka sorong Stopwatch Timbangan dengan ketelitian 0.1 gram Tanah lolos saringan No. 4 ASTM Pasir Alat Constant Head Test

C. TeoriDebit air yang mengalir q melalui tanah pada suatu cross-section area Aadalah proporsional terhadap gradien i yaitu :

Koefisien k disebut sebagai “koefisien permeabilitas” Darcy atau “koefisien permeabilitas” atau “permeabilitas tanah”. Sehingga dengan begitu, 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 : Ukuran butiran. Secara proporsional, ukuran pori berhubungan dengan ukuran

partikel tanah Properti aliran pori. Untuk air adalah viskositasnya, yang akan berubah akibat

dipengaruhi perubahan temperatur. Void ratio Bentuk dan susunan pori-pori tanah 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 TestMetode ini hanya digunakan pada tanah dengan permeabilitas tinggi. Oleh karena itu, pada percobaan yang akan dilakukan perlu ditambahkan pasir untuk memodifikasi permeabilitas tanah lempung yang sangat kecil. Prinsip pada percobaan ini dapat dilihat pada gambar.

Penentuan nilai k dilakukan dengan cara mengukur penurunan tinggi muka air selama 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 :

dengan :k = koefisien permeabilityA = luas sample tanahL = tinggi sampel tanah

Apabila air yang melalui sampel tanah sedikit seperti pada sampel tanah lempung 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.

D. Prosedur Percobaan Persiapan pengujian

1. Tanah kering yang lolos saringan No. 4 ASTM disiapkan sebanyak ±800 g, dan pasir sebanyak ±800 g disiapkan.

2. Mould permeability disiapkan, kemudian mencatat data diameter, tinggi, serta berat mould.

3. Tanah dicampur pasir dengan perbandingan 1:1, kemudian diaduk sampai rata.

4. Kemudian campuran tanah dan pasir untuk setiap masing-masing perbandingan tersebut dimasukkan ke dalam mould hingga padat dan filter pada bagian atas dan dasar mould harus selalu terpasang.

5. Lalu mould ditutup dan diletakkan pada alat permeability. Jalannya Percobaan

1. Percobaan yang dilakukan adalah Constant Head Test, pertama-tama air dialirkan melalui selang, naik ke reservoir di atas kemudian masuk ke mould permeability hingga seluruh tanah di dalam mould jenuh sempurna.

2. Udara yang berada pada alat permeability dikeluarkan hingga benar-benar tidak ada lagi udara yang tersisa di dalam dengan cara membuka sedikit bolt untuk mengeluarkan gelembung udara.

3. Tinggi muka air dan reservoir ke mould diukur (h).4. Menampung air yang telah melalui can yang berisi tanah dengan gelas ukur.5. Volume yang tertampung selama setiap 5 menit diukur (V).6. Percobaan selesai jika telah didapatkan tiga data volume yang berbeda tidak

lebih dari 10 ml antara data yang satu dengan data sebelum atau sesudahnya.

E. Pengolahan data percobaanr mould = 0,0379 mL tanah = 0,246 mm can = 0,11786 kgm sand = 0,8 kgm can+tanah = 0,91786 kgT = 28 °Ct = 5 menit

= 300 s

h = 0,246 + 1,07= 1,316 m

A = π × r2

= 3,14 × 0,03792

= 0,0045 m2

V1 = 0,00018 m3

V2 = 0,000175 m3

V3 = 0,0001725 m3

Vavg = 0,000175833 m3

q = Vavg/t= 0,000175833/300= 0,000000586111 m3/s

k28 = (q × L) / (A × h)= (0,000000586111 × 0,246) / (0,0045 × 1,316)= 2,43 × 10-5 m/s

k20 = k28 × (η28 / η20)= 2,43 × 10-5 × 0,83= 2,0169 × 10-5 m/s

Grafik koreksi suhu

F. Analisis Analisa Percobaan

Dalam percobaan ini, diperlukan tanah lolos saringan no.4, dan juga pasir dengan perbandingan 1:1, lebih tepatnya tanah 800 g, dan pasir 800 g. Tanah dan pasir ini diaduk hingga rata, hal ini dilakukan untuk menaikkan permeabilitas dari tanah, jika tidak dicampur dengan pasir, maka butuh waktu yang terlalu lama bagi air untuk turun melalui tanah tersebut.

Campuran tanah dengan pasir tersebut dimasukkan ke dalam can, dengan filter atas dan bawah terpasang, hal ini dilakukan agar tanah yang ada di dalam can tidak keluar dari can tersebut.

Setelah can terpasang dengan baik pada alat permeability test, dilalukan pengisian air dengan membuka keran, air akan mengisi wadahnya, lalu turun ke dalam can dan keluar ke gelas ukur. Tinggi permukaan air di dalam wadah tetap, karena kelebihan air terbuang melalui satu selang pembuangan air.

Dilakukan pengukuran volume air yang turun ke gelas ukur setiap lima menit. Percobaan selesai ketika telah didapatkan tiga data volume yang berbeda tidak lebih dari 10 ml antara data yang satu dengan data sebelum atau sesudahnya. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa tanah sudah cukup jenuh air.

Analisa HasilNilai k dari tanah yang diujikan pada praktikum ini adalah 2,0169 × 10 -5 m/s. Berdasarkan Tabel Koefisien Permeabilitas BS 8004: 1986, tanah yang diuji pada praktikum ini adalah pasir sangat halus, lanau dan lempung-lanau berlapis-lapis. Menurut Cassagrande, tanah yang diuji pada praktikum ini adalah pasir/campuran pasir-kerikil. Berdasarkan Wesley, tanah yang diuji pada praktikum ini adalah pasir halus.

Analisa KesalahanTerdapat beberapa faktor yang mungkin menyebabkan deviasi pada percobaan ini, antara lain:1. Presisi yang kurang pada skala gelas ukur.2. Kurang meratanya pengadukan tanah dengan pasir.3. Kurang akuratnya waktu pegisian gelas ukur.4. Kurang akurat dan/ presisinya pengukuran dimensi can, dan tinggi

permukaan air pada wadah air.

G. Kesimpulan Nilai k dari tanah yang diujikan pada praktikum ini adalah 2,0169 × 10-5 m/s. Jenis tanah yang mungkin adalah : pasir sangat halus, lanau dan lempung-lanau

berlapis-lapis, pasir/campuran pasir-kerikil, pasir halus.

H. Referensi Modul praktikum mekanika tanah. Soil Mechanics & Foundations, Muni Budhu.

LAMPIRAN