Modul Mektan 1
description
Transcript of Modul Mektan 1
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 1
BAB 1
ATTERBERG LIMITS
A. LIQUID LIMIT
1.1 PENDAHULUAN
1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mencari kadar air pada liquid limit(batas cair) dari sampel tanah
1.1.2 Alat-alat dan Bahan:
Alat Cassagrande
Standard Grooving Tool
Can
Spatula
Mangkuk porselin
Sampel tanah lolos saringan No. 40 ASTM
Air suling
Oven
Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
Botol penyemprot
1.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan:
Di dalam laboratorium, liquid limit didefinisikan sebagai kadar air dimana
contoh 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 contoh tanah yang digores dengan grooving tool merapat sepanjang 0,5
inch.
Dalam batas cair kita mempelajari kadar air dalam keadaan tertentu.
Selain itu untuk percobaan selanjutnya tanah diuji dalam tiga keadaan, yaitu
batas cair, batas plastis, dan batas susut dari tanah, atau secara skematis
diwakili pada sebuah diagram yaitu:
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 2
Gambar 1.1 Diagram Atterberg Limits
Semakin ke kanan diagram di atas, kadar airnya semakin sedikit. Batas
cair ini ditentukan dengan percobaan memakai alat liquid limit. Alat ini
dikembangkan oleh cassagrande dan besarnya batas cair ditentukan pada
ketukan ke-25.
%10032
21 ⋅−−
=wwwwW (1.1)
dengan :
W = kadar air
w1 = berat tanah basah + can
w2 = berat tanah kering + can
w3 = berat can
1.2 PRAKTIKUM
1.2.1 Persiapan Percobaan
1. Menyiapkan tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering udara
2. Memastikan kebersihan alat–alat
3. Mengkalibrasi timbangan yang akan digunakan
4. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling
5. Mempersiapkan dan mengeringkan can yang diperlukan
1.2.2 Jalannya Percobaan
1. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian
mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga
homogen
2. Memasukkan contoh 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 0.5 inch pada bagian tengahnya
3. Membuat celah di tengah-tengah tanah dalam mangkuk cassagrande
dengan menggunakan grooving tool dalam arah tegak lurus mangkuk,
Cair Plastis Semi Plastis Solid
BATAS CAIR BATAS PLASTIS BATAS SUSUT
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 3
dilakukan dengan hati–hati agar tidak terjadi retak pada bagian
bawahnya (gambar 1.2)
Gambar 1.2 Membuat celah dengan grooving tool
4. Menjalankan 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 alat cassagrande dihentikan dan
jumlah ketukan dicatat (gambar 1.3)
Gambar 1.3 Tanah yang merapat sepanjang ½ inch
5. Menimbang can terlebih dahulu, lalu mengambil sebagian tanah dalam
mangkuk cassagrande dan memasukkannya ke dalam can dan
ditimbang berat can + tanah, terakhir can + tanah dimasukkan ke
dalam oven.
6. Mengulangi 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, contoh tanah dikeluarkan dan
ditimbang kembali
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 4
8. Menghitung kadar airnya
1.2.3 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.
1.3 HASIL PRAKTIKUM
1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
1.3.2 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 ) … % … % … % … % … %
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 5
y = … Ln(x) + …
74
75
76
77
78
79
80
81
82
0 10 20 30 40 50 60
Jumlah ketukan
W (
%)
Gambar 1.4 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 :
121.0
25⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
NWLL n (1.2)
keterangan :
LL = liquid limit
Wn = kadar air pada ketukan ke-n
N = jumlah ketukan
LL1 = … %
LL2 = … %
LL3 = … %
LL4 = … %
LL5 = … %
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 6
No. Can Jumlah ketukan Wn (%) LL (%)
1 1… … % … %
2 2… … % … %
3 3… … % … %
4 4… … % … %
5 5… … % … %
LLrata-rata = … %
Kesalahan relatif = %1001
21 ×−
cara
caracara
LLLLLL
= … %
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 = WN=100 – WN=10 (1.3)
= …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 7
B. PLASTIC LIMIT
1.1 PENDAHULUAN
1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mencari kadar air pada batas plastis (plastis limit) dari sebuah sampel
tanah.
1.1.4 Alat-alat dan Bahan:
Pelat kaca
Container
Contoh tanah lolos saringan No. 40 ASTM
Spatula
Mangkuk porselin
Air suling
Oven
Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
1.1.5 Teori dan Rumus yang Digunakan:
Di dalam laboratorium, plastic limit didefinisikan sebagai kadar air pada
batas dimana contoh 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:
IP = 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):
%10032
21 ×−−
=wwwwW
dengan :
W = kadar air
w1 = berat tanah basah + container
w2 = berat tanah kering + container
w3 = berat container
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 8
1.2 PRAKTIKUM
1.2.1 Persiapan Percobaan
1. Membersihkan alat–alat yang akan digunakan
2. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling
3. Mempersiapkan tanah lolos saringan No.40 ASTM
4. Menimbang berat kedua container
1.2.2 Jalannya Percobaan
1. Memasukkan contoh tanah ke dalam mangkuk porselin dan kemudian
mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga
homogen
2. Mengambil contoh tanah tersebut sedikit lalu menggulungnya di atas
pelat kaca sampai berdiameter ⅛ inch. Bila kadar air berlebih, pada
waktu contoh tanah mencapai diameter ⅛ inch tidak terjadi retak–
retak, maka percobaan ini harus diulang kembali dengan
menambahkan contoh tanah. Sedangkan bila kadar air kurang, contoh
tanah akan retak – retak sebelum mencapai diameter ⅛ inch.
Percobaan ini harus diulang kembali dengan menambahkan air
sehingga contoh tanah tepat retak–retak pada waktu mencapai
diameter ⅛ inch (gambar 1.5)
Gambar 1.5 Proses menggulung sampel tanah
3. Contoh tanah yang mulai retak–retak halus pada diameter ⅛ inch
dimasukkan ke dalam dua container yang sudah ditimbang beratnya.
Berat container + tanah minimum adalah 15 gram.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 9
4. Container harus secepatnya ditutup agar kadar air tidak berkurang
karena penguapan. Container yang telah berisi tanah tersebut
kemudian ditimbang.
5. Memasukkan 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, container berisi tanah
dikeluarkan untuk ditimbang guna mencari kadar airnya. Pada saat
menghitung kadar air ini jangan lupa untuk menambahkan berat
penutup container agar berat total container seperti pada saat
menimbang berat tanah basah sebelumnya.
1.2.3 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 diremukkan kembali dan digulung kembali sampai contoh tanah
tersebut sukar untuk digulung kembali.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 10
1.3 HASIL PRAKTIKUM
1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
1.3.3 Perhitungan :
Can No. 1 2
Berat tanah basah + Can w1 (gr) … …
Berat tanah kering + Can w2 (gr) … …
Berat Can w3 (gr) … …
Berat tanah kering w2 – w3 (gr) … …
Berat air w1 – w2 (gr) … …
Kadar air W = %10032
21 xwwww−−
… % … %
Kadar airrata–rata (plastic limit) …
Plastic Index
IP = LL – PL (1.5)
= …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 11
C. SHRINKAGE LIMIT
1.1 PENDAHULUAN
1.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mencari kadar air pada batas susut dari suatu sampel tanah
1.1.2 Alat-alat dan Bahan:
Raksa
Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
Contoh tanah lolos saringan no. 40 ASTM, kering oven
1.1.3 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
tidak akan 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×−−−
=d
wdwdw
wVVwwSL ρ
(1.6)
dengan :
ww = berat tanah basah
wd = berat tanah kering
Vw = volume tanah basah
Vd = volume tanah kering
ρw = berat jenis air = 1 gram/cm3
%100×=d
d
VwSR (1.7)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 12
1.2 PRAKTIKUM
1.2.1 Persiapan Percobaan
1. Mempersiapkan tanah lolos saringan No. 40 ASTM kering udara
2. Mempersiapkan air suling dan botol penyemprot
3. Menimbang coated dish atau container yang diperlukan
1.2.3 Jalannya Percobaan
1. Memasukkan butiran tanah ke dalam mangkuk porselin dan diberi air
suling secukupnya kemudian diaduk dengan spatula hingga homogen
2. Sampel tanah yang sudah homogen tersebut diperlakukan seperti pada
langkah-langkah percobaan liquid limit, diusahakan tanah telah
merapat sepanjang 0.5 inch pada kisaran 20-25 ketukan
3. Mengambil 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. Menimbang sampel tanah dan coated dish tersebut
5. Lakukan untuk dua kali percobaan
6. Mendiamkan 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, baru sampel tanah dimasukkan ke dalam oven
8. Setelah sekitar 18–24 jam di oven, coated dish dan tanah kering
dikeluarkan dari oven. Menimbangnya lagi, dan kemudian menghitung
volume tanah basah dan volume tanah kering.
* Menghitung volume tanah basah :
Menimbang coated dish (w1)
Memasukkan raksa ke dalam coated dish sampai penuh, lalu
permukaan raksa diratakan dengan pelat kaca agar sejajar dengan
pinggiran coated dish
Kemudian coated dish beserta isinya ditimbang (w2)
Volume tanah basah adalah:
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 13
HgHg
Hgw
wwwV
ρρ12 −== (1.8)
** Menghitung volume tanah kering :
Memasukkan raksa ke dalam shrinkage dish sampai penuh dan
meratakannya dengan pelat kacaMenimbang shrinkage dish beserta
isinya dan diperoleh berat air raksa dalam shrinkage dish (wHg+S)
Mencelupkan contoh tanah kering ke dalam shrinkage dish yang
berisi raksa dengan 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 1.6 Proses sub-merging soil cake
Mengeluarkan sampel tanah dan menimbang kembali shrinkage dish
+ raksa yang tersisa (wHg)
Volume tanah kering adalah:
Hg
HgsHgw
wwV
ρ−
= + (1.9)
1.2.3 Perbandingan dengan ASTM
Pada percobaan di dalam laboratorium, coated dish yang telah diolesi
vaseline 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
coated dish.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 14
1.3 HASIL PRAKTIKUM
1.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
1.1.3 Perhitungan :
Keterangan :
Shrinkage Limit (SL)dish 1 = ( ) ( ) %100×
−−−
d
wdwdw
wVVww ρ
= ( ) ( ) %100
...1............×
−−−
= …
Shrinkage Ratio (SR)dish 1 = %100×d
d
Vw
= %100......×
= …
No. coated dish 1 2
Berat tanah basah + coated dish ww+c (gr) … …
Berat coated dish wc (gr) … …
Berat tanah basah ww = ww+c - wc (gr) … …
Berat tanah kering + coated dish wd+c (gr) … …
Berat tanah kering wd = wd+c - wc (gr) … …
Berat raksa + coated dish wHg+c (gr) … …
Berat raksa wHg (gr) … …
Volume tanah basah ( Vw ) wHg / 13.53 … …
Berat raksa + shrinkage dish wHg+s (gr) … …
Berat raksa + shrinkage dish (setelah
sub-merging soil cake) w’Hg+s (gr)
… …
Berat raksa yang dipindahkan (wHg+s) – (w’Hg+s) … …
Volume tanah kering ( Vd ) (w’Hg) / 13.53 … …
Shrinkage Limit SL … …
Shrinkage Ratio SR … …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Atterberg Limits 15
Shrinkage Limit (SL)dish 2 = ( ) ( ) %100×
−−−
d
wdwdw
wVVww ρ
= ( ) ( ) %100
...1............×
−−−
= …
Shrinkage Ratio (SR)dish 2 = %100×d
d
Vw
= %100......×
= …
Shrinkage Limit (SL)rata-rata = 2
21 dishdish SLSL +
= 2
......+
= …
Shrinkage Ratio (SR)rata-rata = 2
21 dishdish SRSR +
= 2
......+
= …
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Specific Gravity 16
BAB 2
SPECIFIC GRAVITY
2.1 PENDAHULUAN
2.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mendapatkan harga spesific gravity dari butiran tanah, yaitu perbandingan
berat isi tanah dan berat isi air pada suhu 40oC
2.1.2 Alat-alat dan Bahan:
Pycnometer dengan volume 500 ml
Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
Oven
Kompor listrik
Termometer
Sampel tanah lolos saringan No. 40 sebanyak 500 gram, kering oven
2.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan:
Rumus dasar yang digunakan:
W
SSG
γγ
= (2.1)
Untuk tanah: S
SS V
w=γ (2.2)
Untuk air: W
WW V
w=γ (2.3)
Dalam percobaan selalu diusahakan agar volume tanah (VS) sama dengan
volume air (Vw). Sehingga Vw = Vs, maka rumus di atas menjadi:
W
S
wwGs = (2.4)
dengan:
wS = berat tanah pada suhu 40oC
wW = berat air pada suhu 40oC
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Specific Gravity 17
Untuk percobaan pada ToC, maka harga tersebut harus dikoreksi dengan
nilai α, sehingga rumus menjadi:
W
S
wwGs α= (2.5)
dengan:
wS = berat tanah
wW = berat air
α = faktor koreksi suhu ToC yang berhubungan dengan temperatur
ruangan pada saat percobaan
2.2 PRAKTIKUM
2.2.1 Persiapan Percobaan
1. Mempersiapkan 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
2.2.2 Jalannya Percobaan
1. Pycnometer diisi dengan air suling sebanyak 500 ml dan ditimbang
beratnya (wbw)
2. Mencatat suhu air dalam pycnometer
3. Air dalam pycnometer dikembalikan ke dalam wadah awalnya,
kemudian pycnometer dibersihkan dan dikeringkan kembali
4. Sampel tanah masing-masing sebanyak 100 gram dimasukkan ke
dalam empat pycnometer secara hati-hati (diusahakan tidak ada
butiran tanah yang menempel pada dinding leher pycnometer karena
akan mengurangi volume tanah)
5. Pycnometer diisi kembali dengan air suling hingga ± ¾ bagian
volumenya
6. Udara yang terperangkap dalam tanah pada pycnometer dihilangkan
dengan cara dididihkan ± 15 menit (gunakan kompor listrik)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Specific Gravity 18
7. Pycnometer disimpan selama ± 15 jam agar suhu air akhir diharapkan
sama dengan suhu air awal, kemudian pycnometer berisi air dan tanah
tersebut ditimbang kembali (wbws)
2.2.3 Perbandingan dengan ASTM
Alat dan bahan yang digunakan pada prosedur ASTM D 854-58:
Pycnometer yang digunakan dapat berupa botol labu dengan volume
100 ml atau stop erred bottle dengan volume 50 ml.
Sampel tanah yang digunakan adalah seberat 25 gram untuk botol labu
dan 10 gram untuk stop erred bottle.
Jalannya percobaan menurut prosedur ASTM:
1. Pycnometer dibersihkan dan dikeringkan, kemudian dicatat beratnya
2. Pycnometer diisi dengan air suling (dianjurkan memakai kerosin) dan
ditimbang beratnya (wbw)
3. Dibuat tabel untuk wbw pada beberapa suhu air yang diinginkan
4. Contoh tanah dimasukkan ke dalam botol labu/stop erred bottle yang
berisi air suling/kerosin
5. Udara yang terperangkap di dalamnya dapat dihilangkan dengan cara:
Dididihkan
Diberi tekanan udara
Pycnometer diisi dengan air suling kembali sampai penuh
Berat botol labu/stop erred bottle yang telah berisi tanah dihitung
dan 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 dan
kering oven
Banyaknya percobaan yang dilakukan bukan berdasarkan suhu air yang
diinginkan tetapi berdasarkan jumlah sampel yang diinginkan
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Specific Gravity 19
2.3 HASIL PRAKTIKUM
2.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
2.3.2 Perhitungan :
ww = ws + wbw – wbws (2.6)
dengan:
ww = berat air
wS = berat tanah = 100 gram
wbw = berat pycnometer + air 500 ml
wbws = berat pycnometer + air + tanah setelah didinginkan
W
sS w
wG α=
Sampel 1
ww = ws + wbw – wbws
= … + … - …
= …
GS = W
s
wwα
= … x …/…
= …
Sampel 2
ww = ws + wbw – wbws
= … + … - …
= …
GS = W
s
wwα
= … x …/…
= …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Specific Gravity 20
Sampel 3
ww = ws + wbw – wbws
= … + … - …
= …
GS = W
s
wwα
= … x …/…
= …
Sampel 4
ww = ws + wbw – wbws
= … + … - …
= …
GS = W
s
wwα
= … x …/…
= …
Nilai Spesific Gravityrata-rata
....== ∑nGs
Gs
Kesalahan Relatif
Sampel 1
Gs
GsGsX
−=
11
1X = … %
Sampel 2
Gs
GsGsX
−=
22
2X = … %
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Specific Gravity 21
Sampel 3
Gs
GsGsX
−=
33
3X = … %
Sampel 4
Gs
GsGsX
−=
44
4X = … %
Kesalahan Relatifrata-rata
44321 XXXXX +++
=
X = … %
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 22
BAB 3
HYDROMETER
3.1 PENDAHULUAN
3.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Menentukan distribusi dari butiran tanah yang memiliki diameter yang
lebih kecil dari 0.074 mm (saringan no. 200 ASTM) dengan cara pengendapan
(hydrometer analysis)
3.1.2 Alat-alat dan Bahan:
Hydrometer (tipe 152 H)
Hydrometer jar (1080 ml)
Gelas ukur
Larutan pendispersi 4% (water glass)
Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM, masing – masing 50 gram
(untuk 3 sampel)
Stopwatch
Pengaduk mekanis (mixer)
Oven
Termometer Celcius
Gelas belimbing
Saringan No. 200 ASTM
Timbangan (ketelitian 0.01 gram)
3.1.3 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 :
2
292
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
=Dv WS
ηγγ
WS
vDγγ
η−⋅⋅
=292 (3.1)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 23
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 turbulensi
pada larutan, sedangkan butiran yang lebih dari 0.0002 mm cenderung
akan melakukan gerak Brown (hal ini dipengaruhi oleh gaya tarik dan
tolak antar partikel)
Jumlah sampel yang dipergunakan harus jauh lebih sedikit dari pada
butiran yang dipakai (±5 %) ini dilakukan agar tidak terjadi interferensi
selama pengendapan berlangsung. Menurut Bowles, hydrometer tipe
152 H dikalibrasi untuk suspensi larutan yang mengandung 60 gram
dalam 1000 ml air
Butiran tanah diasumsikan bundar, walaupun asumsi ini tidak 100 %
benar. Tanah–tanah yang akan dipakai harus diuraikan dengan bahan
dispersi 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 Water Glass
Kecepatan jatuh butiran :
tLv = (3.2)
L = L1 + 0.5 (L2 – Vb / A) (3.3)
dengan :
v = kecepatan jatuh dari butiran.
L = tinggi jatuh butiran
T = waktu
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 24
Vb = volume Bulb Hydrometer
A = luas penampang Hydrometer
L1 = dapat dilihat pada tabel 6.5 (lampiran) sesuai pembacaan
hydometer tipe 152 H dan dikoreksi terhadap miniskus
Untuk yang sudah dikoreksi :
RC = Raktual – Zero Correction + CT (3.4)
dengan :
CT = koreksi terhadap temperatur yang dapat dilihat pada tabel 6.3
(lampiran)
untuk GS = 2.65 rumus yang digunakan :
%100% ×=S
C
WRfiner (3.5)
sedangkan untuk Gs ≥ 2.65 :
%100% ×⋅
=S
C
WaRfiner (3.6)
dimana : ( ) 65.2165.1
−⋅
=S
S
GGa (3.7)
atau harga a dapat dilihat dalam tabel 6.2 (lampiran)
Untuk memudahkan perhitungan :
( ) tL
GGD
WS 98030−
⋅=
η
tLKD = (3.8)
keterangan :
- satuan dalam L (cm) dan t (menit)
- koefisien K dapat dilihat pada tabel 6.2 (lampiran)
* semua tabel yang terlampir (6.2–6.5) bersumber dari “Engineering Properties of Soil and
Their Measurement”
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 25
Setelah % finer dan D yang saling terkait telah dihitung, maka didapat
suatu grafik distribusi butiran. Dari grafik ini akan didapat D10, D30 dan D60.
D10 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak
10% (%finer = 10%)
D30 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak
30% (%finer = 30%)
D60 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak
60% (%finer = 60%)
Sehingga koefisien keseragaman (CU) kita bisa dapatkan dengan rumus:
10
60
DDCU = (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
Selain itu koefisien curvature(kelengkungan) CC kita bisa dapatkan dengan
rumus:
6010
230
DDDCC ×
= (3.10)
1 < CC < 3, dapat dianggap suatu range untuk tanah yang bergradasi baik
3.2 PRAKTIKUM
3.2.1 Persiapan Percobaan
1. Menyediakan contoh tanah sebanyak 50 gram kering oven.
2. Menimbang 40 gram water glass sebagai bahan dispersi dan
memasukkan water glass ke dalam hydrometer jar, kemudian
dicampur dengan air suling hingga mencapai 1000 ml, diaduk hingga
homogen. Campuran ini kemudian disebut sebagai larutan dispersi.
3. Menuangkan larutan dispersi sebanyak 125 ml ke dalam gelas
belimbing yang sudah berisi tanah sebanyak 50 gram dan
mendiamkannya selama ± 18 jam
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 26
4. Menyiapkan satu tabung silinder (1000 ml) , kemudian memasukkan
125 ml larutan dispersi dan menambahkan air suling hingga 1000 ml
ke dalam tabung silinder, tabung ini berfungsi sebagai tabung kontrol
3.2.2 Jalannya Percobaan
1. Memeriksa koreksi miniskus dan koreksi nol pada alat hydrometer tipe
152 H dengan jalan memasukkannya ke dalam tabung kontrol dan
pembacaan dicatat
2. Memasukkan campuran tanah dan larutan dispersi yang telah direndam
selama ± 18 jam ke dalam mixer cup dan kemudian menambahkan
sejumlah air suling dengan pipet sehingga mencapai kurang lebih 2/3
dari mixer cup. Kemudian melaksanakan pengadukan selama kurang
lebih 10 menit.
3. Memindahkan campuran dari mixer cup ke dalam hydrometer jar lalu
menambahkan air suling hingga mencapai 1000 ml
4. Menutup tabung dengan karet penutup dan mengocoknya secara
horizontal selama kurang lebih satu menit, sampai homogen (gambar
3.1)
Gambar 3.1 Proses pengadukan hydrometer jar
5. Segera setelah tabung diletakkan, masukkan hydrometer tipe 152 H
(lakukan dengan hati-hati seperti gambar 3.2). Baca hydrometer (R1)
tepat pada menit pertama, lalu pada menit kedua kembali membaca
hydrometer (R2) kemudian angkat kembali hydrometer
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 27
Gambar 3.2 Cara memasukkan hydrometer yang benar (tidak dilepaskan tiba-tiba)
6. Pada menit yang ke-2.5, masukkan hydrometer kembali dan baca
kembali hingga menit keempat (R4)
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: R1 sampel no. 1 adalah pada pukul 10.00, maka R1
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.
3.2.3 Perbandingan dengan ASTM
Pada prosedur ASTM, pembacaan hydrometer tidak dilakukan pada menit
ke- 120, 240, 480 dan 960.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 28
3.3 HASIL PRAKTIKUM
3.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
3.3.2 Perhitungan :
Sampel No. 1
Dari percobaan Specific Gravity didapat GS = …
Dari tabel 6.2, a = …
Berat tanah WS = 50 gram
Koreksi nol = …
Koreksi miniskus = …
Contoh perhitungan pada pembacaan menit pertama :
T = 29ºC CT dari tabel 6.3 …
Ra (Actual Hydrometer Reading) = R1 = …
RC (Correction Hydrometer Reading) = Ra - koreksi nol + CT
= … – … + …
= …
% finer = %100×⋅
S
C
WaR
= %100...
......×
⋅ = … %
R (Hydrometer Correction Only for Reading) = Ra + koreksi miniskus
= … + …
= …
Dari tabel 6.5, dengan R = … maka akan diperoleh L = …
Pada saat menit pertama, t = 1, maka L/t = …/1 = …
Dari relasi temperatur dengan GS pada tabel 6.4, maka akan diperoleh
nilai k = …
terakhir, diperoleh nilai tLKD =
...
......= = …
Untuk hasil perhitungan seluruh pembacaan data dapat dirangkum pada
sebuah tabel seperti di bawah ini:
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 29
Tanggal Waktu
pembacaan
t
(menit ke-)
Temperatur
(oC)
Actual
Hyd.
Reading
(Ra)
Corr.
Hyd.
Reading
(RC)
%
Finer
Hyd.Corr.
only for
Reading
(Rh)
L dari
Tabel 6-5 L/t
K dari
Tabel 6-
4
D
(mm)
1
2
4
8
15
30
60
120
240
480
960
1440
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hydrometer 30
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sieve Analysis 31
BAB 4
SIEVE ANALYSIS
4.1 PENDAHULUAN
4.1.1 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)
4.1.2 Alat-alat dan Bahan:
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
Tanah hasil percobaan hydrometer yang tertahan saringan No. 200
ASTM
4.1.3 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×total
tertahan
ww
(4.1)
Persentase tanah lolos (% lolos) = 100 % - % tertahan (4.2)
wtertahan = wtanah – wtanah total sesudah penyaringan
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sieve Analysis 32
Kesalahan penimbangan sampel tanah sebelum dan sesudah penyaringan
adalah:
Kesalahan relatif = %100×−
d
td
WWW
* tidak boleh melebihi 2%
dengan :
wd = berat butiran tanah sebelum proses sieving
wt = berat butran tanah total setelah proses sieving
4.2 PRAKTIKUM
4.2.1 Persiapan Percobaan
1. Menyaring tanah yang digunakan dalam percobaan hydrometer dengan
saringan No. 200 ASTM agar bersih dari butiran clay, silt, dan koloid-
koloid
2. Memasukan tanah yang sudah bersih ke dalam can, lalu memasukan
ke dalam oven selama ± 18 jam
4.2.2 Jalannya Percobaan
1. Mengeluarkan tanah dari oven kemudian menimbangnya
2. Menyusun saringan menurut urutan nomor yaitu : 4, 10, 18, 40, 100,
200 (dari yang terbesar di atas hingga yang terkecil), dan terbawah
adalah pan.
3. Tanah yang telah ditimbang dimasukkan ke atas saringan No. 4 ASTM
4. Meletakan susunan saringan pada mesin pengguncang listrik
(Motorizied Dynamic Sieve Shaker) dan menutupnya, dinyalakan
selama 15 menit
5. Mengumpulkan sampel tanah yang tertahan pada masing-masing
saringan dan selanjutnya menimbang dan mencatatnya
6. Membersihkan saringan dari butiran-butiran tanah yang tertinggal pada
setiap saringan dengan bantuan sikat gigi
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sieve Analysis 33
4.2.3 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.
4.3 HASIL PRAKTIKUM
4.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
4.3.2 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 nomor :
10 ASTM = … gram
18 ASTM = … gram
40 ASTM = … gram
100 ASTM = … gram
200 ASTM = … gram
Pan = … gram
Total (w2) = … gram
Presentase Kesalahan= %1001
21 ×−w
ww = … %
Hasil pengolahan data dapat dirangkum seperti pada tabel di bawah ini:
NO. SIEVE DIAM (mm) W. RETAINED (gram) % RETAINED % PASSING
4 4.75 … … …
10 2 … … …
18 0.84 … … …
40 0.42 … … …
100 0.15 … … …
200 0.075 … … …
… …
PAN … … …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sieve Analysis 34
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 35
BAB 5
COMPACTION
5.1 PENDAHULUAN
5.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mencari nilai kerapatan kering (γdry) maksimum pada kadar air optimum
(Wopt) dari suatu sampel tanah yang dipadatkan
5.1.2 Alat-alat dan Bahan:
Mould, lengkap dengan collar dan base plate
Hammer seberat 10 lbs, dengan tinggi jatuh 18 inch
Hydraulic extruder
Pelat baja pemotong
Gelas ukur
Wadah untuk mencampur tanah dengan air
Pelat besi/penggaris untuk mengukur tinggi tanah
Timbangan
Oven
Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak 4 kantong @ 5kg
Jangka sorong
5.1.3 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 pada
massa tanah. Suatu pemadatan (Compactive Effort = CE) yang dilakukan
tersebut adalah fungsi dari variabel-variabel berikut:
VBLHWCE ⋅⋅⋅
= (5.1)
dengan :
CE = Compactive Effort (lb/ft2)
W = berat hammer (lb)
H = tinggi jatuh (inch)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 36
L = jumlah layer
B = jumlah pukulan per-layer
V = volume tanah (ft3)
Pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium pada umumnya terdiri
dari 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:
Tabel 5.1 Tabel Perbandingan metode Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D 698)
dengan Modified Proctor - AASHTO T 180 (ASTM D 1557)
AASHTO T 99 AASHTO T180 Test Identification
ASTM D 698 ASTM D 1557
Diameter mould (inch) 4” 6” 4” 6”
Berat hammer (lb) 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 (lb/ft2) 12.375 12.375 56.25 56.25
Ukuran butiran maksimum
yang lolos No.4 (3/4”) No.4 (3/4”) No.4 (3/4”) No.4 (3/4”)
Kepadatan tanah bergantung pada kadar airnya. Untuk membuat suatu
hubungan tersebut dibuat beberapa contoh 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.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 37
Menentukan kadar air
%100×=dry
water
ww
W (5.2)
( )Www drywet += 1 (5.3)
( )Ww
w wetdry +
=1
(5.4)
dengan:
W = kadar air
wwater = berat air (gram)
wdry = berat tanah kering (gram)
wwet = berat tanah basah (gram)
Menentukan penambahan volume air
wWWW
V Xadd ×
+−
=0
0
1 (5.5)
dengan:
Vadd = volume air yang akan ditambahkan
WX = kadar air yang akan dibuat
W0 = kadar air awal
w = berat sampel tanah (gram)
Menghitung nilai γwet dan γdry
Vwwet
wet =γ (5.6)
( ) ( )WVWw
Vw wetwetdry
dry +=
+==
11γ
γ (5.7)
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 (%)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 38
Menghitung nilai Zero Air Void Line (ZAV-line)
ZAV-line adalah garis yang menggambarkan hubungan antara berat isi
kering dengan kadar air dalam kondisi derajat kejenuhan (Sr) 100%.
( ) SrGWG
ZAVS
WS
/1 ⋅+⋅
=γ
(5.8)
dengan:
GS = nilai specific gravity
γW = berat jenis air (gr/cm3)
W = kadar air (%)
Sr = derajat kejenuhan
Menghitung nilai Compaction Effort (CE)
lihat kembali persamaan (5.1)
VBLHWCE ⋅⋅⋅
=
dengan :
CE = Compactive Effort (lb/ft2)
W = berat hammer (lb), yang digunakan pada percobaan ini adalah 5.5 lb
H = tinggi jatuh (inch), pada percobaan ini adalah 12 inch
L = jumlah layer, pada percobaan ini adalah 3 lapisan
B = jumlah pukulan per-layer, pada percobaan ini adalah 56 kali
V = volume tanah (ft3)
5.2 PRAKTIKUM
5.2.1 Persiapan Percobaan
1. Menyiapkan 4 kantong sampel tanah masing-masing 5 kg, lolos
saringan No. 4 ASTM
2. Seluruh sampel dalam kantong dicampur dengan rata dalam satu
wadah, nilai kadar air awal dalam hal ini dianggap sama
3. Mengambil sebagian sampel yang dianggap mewakili nilai kadar air
seluruhnya, dan mencari nilai kadar air sampel tersebut
4. Sampel dikembalikan ke kantongnya masing-masing
5. Sehari kemudian kadar air telah diketahui, masing-masing kantong
ditambahkan air agar mencapai kadar air yang berbeda-beda
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 39
6. Contoh tanah dimasukkan ke dalam kantong plastik dan dibiarkan
selama 18-24 jam(diperam) agar campuran air merata
5.2.2 Jalannya Percobaan
1. Mould, collar, dan base plate disiapkan
2. Mould ditimbang dan diukur dimensinya untuk mengetahui volume
tanah hasil pemadatan
3. Tanah dimasukkan ke dalam mold, perkirakan jumlahnya sedemikian
rupa sehingga setelah dipadatkan tingginya mencapai 1/3 tinggi mold
(karena total lapisan pemadatan sebanyak 3 lapis)
4. Setiap lapisan ditumbuk 56 kali merata dengan hammer seberat 5.5 lb
dan tinggi jatuh 12 inch(Standard AASHTO)
5. Setelah pemadatan lapis ketiga selesai, collar dibuka – kelebihan tanah
pada mould diratakan dengan pelat pemotong
6. Tanah beserta mould ditimbang
7. Contoh tanah dikeluarkan dari mould dengan bantuan extruder
8. Ambil bagian atas, tengah, bawah dari contoh tanah tersebut untuk
diperiksa kadar airnya – dengan demikian akan diperoleh kadar air
rata-rata dari contoh tanah setelah dipadatkan
5.2.3 Perbandingan dengan ASTM
Percobaan ini dilakukan sesuai Standard Proctor - AASHTO T 99 (ASTM D
698)
5.3 HASIL PRAKTIKUM
5.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
5.3.2 Perhitungan :
Menentukan Hubungan W - γdry (contoh: Sampel No. 1)
Dimensi mould :
d = … cm
tinggi = … cm
berat = … gram
volume = ¼.π.d2.tinggi = … cm3
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 40
Penentuan 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
%1000 ×=dry
water
ww
W = … %
Kadar air untuk sampel lainnya dapat dirangkum dalam sebuah tabel seperti di bawah ini:
Sample wcan w(c+w) W(c+d) wwater wdry W0
I … gr … gr … gr … gr … gr … % II … gr … gr … gr … gr … gr … % III … gr … gr … gr … gr … gr … % IV … gr … gr … gr … gr … gr … %
Menghitung penambahan volume air untuk compaction (contoh: sampel
no. 1)
W0 = … %
WX = … %
w = … gr
wWWW
V Xadd ×
+−
=0
0
1 = … ml (persamaan 5.5)
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 Wx Vadd
I … 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
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 41
Penentuan 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
%100×=dry
water
ww
W = … %
Menentukan kerapatan kering γdry
W = … %
Wsoil+mould = … gr
Wmould = … gr
Wsoil = … gr
Vsoil = Vmould = … cm3
γwet = Wsoil / Vsoil = … cm3
( )Wwet
dry +=
1γ
γ = … gr/cm3
Untuk hubungan W - γdry setelah compaction pada sampel lainnya, dapat dirangkum dalam
sebuah tabel seperti di bawah ini:
Sample W γdry
I … % … gr/cm3
II … % … gr/cm3
III … % … gr/cm3
IV … % … gr/cm3
Menghitung Garis ’Zero Air Void’ (contoh: sampel 1)
Sr = 100%
GS = …
γwater = 1 gr/cm3
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Compaction 42
( ) SrGWG
ZAVS
WS
/1 ⋅+⋅
=γ
= …
Sample W GS ZAV
I … % … … II … % … … III … % … … IV … % … …
Menentukan ’Density’
Kelompok … Kelompok … Kelompok … Kelompok …
Data C Data CBR
Data C Data CBR
Data C Data CBR
Data C Data CBR
Kadar air awal
Kadar air
Berat tanah + mould
Berat mould
Berat tanah dalam mould
Density tanah basah
Density tanah kering
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – C.B.R 43
BAB 6
CALIFORNIA BEARING RATIO
6.1 PENDAHULUAN
6.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mendapatkan nilai CBR pada kepadatan dan kadar air tertentu.
6.1.2 Alat-alat dan Bahan:
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)
Bak air
Piringan berlubang dengan dial pengukur swell
Mesin Uji CBR
6.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan:
Nilai CBR adalah perbandingan antara kekuatan sampel tanah (dengan
kepadatan tertentu dan kadar air tertentu) terhadap kekuatan batu pecah
bergradasi rapat sebagai standar material dengan nilai CBR = 100. Untuk
mencari nilai CBR dipakai rumus:
test unit load(psi)CBR 100%
standard unit load(psi)= × (6.1)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – C.B.R 44
Dengan Standard Unit Load pada harga-harga penetrasi:
Penetrasi Standard Unit Load
0.1” 1000 psi
0.2” 1500 psi
0.3” 1900 psi
0.4” 2300 psi
0.5” 2600 psi
Beban (load) didapat dari hasil pembacaan dial penetrasi yang kemudian
dikorelasikan dengan grafik Calibration Prooving Ring.
Test Unit Load (psi) = tegangan (σ)
( )ALRCM
AP==σ (6.2)
dengan: A = luas piston
P = M . LRC
M = dial reading
LRC = faktor kalibrasi
6.2 PRAKTIKUM
6.2.1 Persiapan Percobaan
1. Siapkan satu plastik tanah lolos saringan No.4 ASTM seberat 5 kg
2. Masing-masing kantong direncanakan kadar air yang diinginkan. Kadar
air ini divariasikan -2% dari kadar air optimum pada percobaan
compaction, pada kadar air optimum, dan +2% dari kadar air
optimum. Untuk membuat kadar air yang diinginkan, perlu diketahui
terlebih dahulu kadar air awal. Kemudian ditambahkan air dengan
volum tertentu (V) untuk mencapai kadar air yang diinginkan seperti
berikut:
wW
WWV X
add ×+−
=0
0
1 = … ml (persamaan 5.5)
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – C.B.R 45
6.2.2 Jalannya Percobaan
1. Memadatkan sampel tanah seperti pada percobaan Compaction
2. Penetrasi sampel pada kondisi Unsoaked
a. Mold dan tanah ditimbang, kemudian diletakan pada mesin CBR dan
diberikan beban ring di atas permukaan sampel tanah. Piston
diletakkan di tengah-tengah beban ring sehingga menyentuh
permukaan tanah.
b. Coading dan dial diperiksa dan diset nol
c. Penetrasi dilakukan 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. Penetrasi pada Kondisi Soaked
a. Setelah percobaan pada kondisi unsoaked, contoh tanah tadi
direndam ± 96 jam untuk mengetahui pada kondisi swelling.
b. Pencatatan swelling dilakukan pada jam pertama dan jam kedua
sejak mulai dimasukkan ke dalam bak air. Selanjutnya dicatat pada
jam ke-24, 48, 72, dan 96 jam.
c. Setelah ± 96 jam, mould dan tanah diangkat, kemudian dilakukan
penetrasi seperti pada percobaan unsoaked namun permukaan yang
digunakan adalah yang sebaliknya
d. Setelah selesai, sampel tanah dikeluarkan dan kemudian diambil
sebagian di lapisan atas, sebagian di lapisan tengah, dan sebagian
lagi pada lapisan bawah untuk dihitung kadar airnya.
6.2.3 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“.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – C.B.R 46
6.3 HASIL PRAKTIKUM
6.3.1 Data Hasil Praktikum (terlampir)
6.3.2 Perhitungan :
Menentukan Volume Air yang Ditambahkan
W0 = … %
W1 = … %
wW
WWV X
add ×+−
=0
0
1 (persamaan 5.5)
...............×
+−
=
= … ml
Membuat Grafik yang Menunjukan 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...
......×
×= … %
CBR (%) Penetration (inch)
Unsoaked Soaked
0.1 … … 0.2 … …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – C.B.R 47
Membuat Grafik Tegangan terhadap Penetrasi
Grafik Tegangan Terhadap Penetrasi
0
50
100
150
200
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
Penetration (in)
Pene
trat
ion
Resi
stan
ce (p
si)
UnsoakedSoaked
(Contoh) Gambar 6.1 Grafik tegangan terhadap penetrasi
Menghitung Nilai Swelling Test
Swell = %100001.054.2)96(×
××dtinggimoul
jamdial
Hasil pengamatan dapat dirangkum seperti tabel di bawah ini :
t Dial reading Swell (%) 0 jam 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 48
BAB 7
PERMEABILITY
7.1 PENDAHULUAN
7.1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan :
Mencari nilai permeabilitas k dari suatu sampel tanah
7.1.2 Alat-alat dan Bahan:
Mould permeability
Gelas ukur
Penggaris
Jangka sorong
Stopwatch
Timbangan dengan ketelitian 0.1 gram
Tanah lolos saringan No. 4 ASTM
Pasir
Alat Constant Head Test
7.1.3 Teori dan Rumus yang Digunakan:
Debit air yang mengalir q melalui tanah pada suatu cross-section area A
adalah proporsional terhadap gradien i yaitu :
Aq
~ i q = k i A (7.1)
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.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 49
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 untuk
memodifikasi permeabilitas tanah lempung yang sangat kecil. Prinsip pada
percobaan ini dapat dilihat pada gambar.
Gambar 7.1 Susunan alat Constant Head Permeability Test
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 50
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 :
q = k i A
hiL
=
thALqk⋅⋅
⋅=
(7.2)
dengan :
k = koefisien permeability
A = luas sample tanah
t = selang waktu
L = 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.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 51
Metode Variable Head Test
Gambar 7.2 Susunan alat Variable Head Permeability Tes
Jumlah air yang mengalir pada standpipe dalam waktu tertentu adalah :
dtdhavaq −
=⋅=
dengan :
a = luas cross-section standpipe
dh/dt = penurunan muka air
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 52
1
010
1
0
log3.2
ln
..
1
0
1
0
hh
tALak
LatkA
hh
LadtkA
hdh
LhkA
dtdh
h
h
h
h
outin
⋅⋅
=
⋅⋅⋅
=⇔
⋅⋅⋅
=⇔
=⇔
=
∫∫
Sedangkan jumlah air yang merembes melalui tanah dalam waktu tertentu
pada permeameter adalah :
LhkAq ⋅⋅=
lalu dengan menyamakan jumlah air yang masuk = jumlah air yang keluar
(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
h0, h1 = tinggi head (lihat gambar 7.2)
Koefisien Permeabilitas pada suhu kamar (ToC) adalah KT sedangkan untuk
suhu standar (20oC) perlu dikonversi menjadi:
K20 = KT ( ηT / η20 ) (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).
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 53
Gambar 7.3 Grafik ηT /η20 (data International Critical Tables, Vol. V)
Menurut Tabel Koefisien Permeabilitas BS 8004: 1986, nilai-nilai
permeabilitas untuk berbagai jenis tanah pada suhu standar(20oC) 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
Pasir bersih dan
campuran pasir-kerikil
Pasir sangat halus,
lanau dan
lempung-lanau
berlapis-lapis
Kerikil
bersih
Lempung yang mengalami pengawetan dan
bercelah
Lempung tak bercelah dan
lempung lanau (>20%
lempung)
y = -0.4963Ln(x) + 2.4848
0.78
0.82
0.86
0.9
0.94
0.98
1.02
1.06
1.1
1.14
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
ηT
/ η
20
Temperatur oC
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 54
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
Jenis Tanah k (m/s)
Kerikil 1x10-2 – 1
Pasir/campuran pasir-kerikil 1 x10-5 - 1x10-2
Pasir halus, lanau organik, campuran pasir, lanau, clay 1x10-9 - 1x10-5
Clay padat 1x10-11 – 1x10-9
Menurut Wesley pada suhu standar(20oC):
Tabel 7.3 Koefisien permeabilitas menurut Wesley
Jenis Tanah k (m/s)
Pasir berlempung, pasir berlanau 5x10-5 - 1x10-4
Pasir halus 1x10-5 - 5x10-5
Pasir kelanauan 1x10-6 - 2x10-5
Lanau 1x10-7 - 5x10-6
Lempung 1x10-11 – 1x10-8
7.2 PRAKTIKUM
7.2.1 Persiapan Percobaan
Tanah kering yang lolos saringan No. 4 ASTM disiapkan sebanyak ±5
kg, dan pasir sebanyak ±5 kg disiapkan
Mould permeability disiapkan, kemudian mencatat data diameter,
tinggi, serta berat mould
Tanah dicampur pasir dengan perbandingan tertentu (tanah : pasir =
1:1 / 1:2 / 2:1) sehingga terdapat 3 sampel campuran tanah dan pasir,
kemudian diaduk sampai rata
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
Lalu mould ditutup dan diletakkan pada alat permeability
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 55
7.2.2 Jalannya Percobaan
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
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
Air yang berada di reservoir dibuat tetap tingginya, dijaga agar tidak
terjadi gelombang
Tinggi muka air dan reservoir ke mould diukur (h)
Air yang keluar dari mould diperhatikan, hingga tidak terjadi perubahan
(konstan)
Kemudian air limpahan tersebut ditampung ke dalam gelas ukur
Volume yang tertampung selama waktu yang ditentukan tersebut
kemudian diukur (V)
Percobaan diulang untuk sampel 2 dan 3, kemudian dilakukan
perhitungan nilai permeabilitas rata-rata dari ketiga sampel tersebut
7.2.3 Perbandingan dengan ASTM
Percobaan yang dilakukan pada dasarnya menggunakan metode menurut
cara ASTM. Ada beberapa perbedaan percobaan yang dilakukan, dengan cara
ASTM D2434-65T, yaitu:
1. ASTM menggunakan a = 11.71 cm2 sedangkan percobaan yang
dilakukan menggunakan a = 0.2123716 cm2
2. ASTM menggunakan penurunan (dh) sebesar 1, 4, 7 serta 10 cm.
3. Suhu standar ASTM 20°C, sedangkan suhu kamar di laboratorium
tercatat 29°C.
4. Pemadatan tanah tidak sama dengan cara ASTM. Selain itu standar
yang ditetapkan ASTM tidak dapat dipenuhi karena peralatan dalam
laboratorium tidak memungkinkan. Misalnya, tidak tersedianya pipa
yang berdiameter sesuai standar ASTM, serta tidak adanya pengatur
suhu ruangan yang dapat membuat suhu kamar menjadi 20°C.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 56
7.3 HASIL PRAKTIKUM
7.3.1 Data Hasil Praktikum
Dimensi Mold
Diameter (D) = ... mm = ... x 10-3 m
Sampel 1 : W pasir = ... gr
W tanah = ... gr
Tinggi sampel (L)= ... cm = ... x 10-2 m
Luas (A) = D x L = ... m2
Tinggi constan head (h) = ... cm = ... x 10-2 m
Volume air tertampung (V) = ... ml = ... x 10-6 m3 (dalam ... detik)
Sampel 2 : W pasir = ... gr
W tanah = ... gr
Tinggi sampel (L)= ... cm = ... x 10-2 m
Luas (A) = D x L = ... m2
Tinggi constan head (h) = ... cm = ... x 10-2 m
Volume air tertampung (V) = ... ml = ... x 10-6 m3 (dalam ... detik)
Sampel 3 : W pasir = ... gr
W tanah = ... gr
Tinggi sampel (L)= ... cm = ... x 10-2 m
Luas (A) = D x L = ... m2
Tinggi constan head (h) = ... cm = ... x 10-2 m
Volume air tertampung (V) = ... ml = ... x 10-6 m3 (dalam ... detik)
7.3.2 Perhitungan:
Koefisien Permeabilitas pada suhu kamar ( 29oC )
K29 = ( V. L ) / ( A . h . t2 )
sehingga untuk suhu standar (20oC)
K20 = K29 ( η29 / η20 ) ; η29 / η20 = …
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 57
Keterangan : V = volume air yang tertampung
L = tinggi sampel
A = luas sampel
h = tinggi konstan
t = waktu
Sampel 1
Tinggi (L) = … m
Beda Tinggi (h) = … m
Luas (A) = D x L
= … x …
= … m2
Volume air (V) = … m3 ( dalam … detik )
K29 = ( V . L ) / ( A . h . t2 )
= ( … . … ) / ( … . … . … 2 )
= … m/s
K20 = K29 . ( η29 / η20 )
= … . …
= … m/s
Sampel 2
Tinggi (L) = … m
Beda Tinggi (h) = … m
Luas (A) = … m2
Volume air (V) = … m3 ( dalam ... detik )
K29 = ( V . L ) / ( A . h . t2 )
= … m/s
K20 = K29 . ( η29 / η20 )
= … . …
= … m/s
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Permeability 58
Sampel 3
Tinggi (L) = … m
Beda Tinggi (h) = … m
Luas (A) = … m2
Volume air (V) = … m3 ( dalam ... detik )
K29 = ( V . L ) / ( A . h . t2 )
= … m/s
K20 = K29 . ( η29 / η20 )
= … . …
= … m/s
Nilai-nilai k yang didapat kemudian dirangkum pada sebuah tabel di bawah ini :
No. Sampel K29 (m/s) K20 (m/s)
1 … …
2 … …
3 … …
REFERENSI
Lambe T.W. “Soil Testing For Engineers”. John Willey and Sons. New York.
1951.
Punmia, B.C. “Soil Mechanic and Foundation”. Standard Book House. Delhie.
1981.
Wesley, LD. “Mekanika Tanah”. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. 1977.
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
LAMPIRAN 1
LEMBAR DATA PERCOBAAN
Proyek ______________________ No. Pekerjaan _________________Lokasi proyek _______ No. Boring ___________ No. Sampel ________Deskripsi tanah ____________________________________________Kedalaman _________ Diuji oleh ____________Tanggal____________
COATED DISH 1 2 3
1) Berat coated dish + tanah basah
2) Berat coated dish
3) Berat tanah basah (1 - 2)
4) Berat coated dish + tanah kering
5) Berat tanah kering (4 - 2)
6) Berat coated dish + mercury
7) Berat mercury (6 - 2)
8) Volume tanah basah (7/13.53)
9) Berat mercury + shrinkage dish
10) Berat mercury + shrinkage dish
(setelah sub-merging soil cake )
11) Berat mercury yang tumpah (9 - 10)
12) Volume tanah kering (11/13.53)
13) Shrinkage Limit [(3 - 5) - (8 - 12)]:3
14) Shrinkage Ratio 5:12
SHRINKAGE LIMIT
Proyek ______________________ No. Pekerjaan _________________Lokasi proyek _______ No. Boring ___________ No. Sampel ________Deskripsi tanah ____________________________________________Kedalaman _________ Diuji oleh ____________Tanggal____________
PENENTUAN BATAS-BATAS ATTERBERG
Penentuan Batas Cair
NO. CAN 1 2 3 4 5 6
Berat tanah basah + can
Berat tanah kering + can
Berat can
Berat tanah keringoven
Berat tanah kering udara
Kadar air, ω %
Jumlah ketukan, N
Penentuan Batas Plastis
NO. CAN 1 2 3 4 5 6
Berat tanah basah + can
Berat tanah kering + can
Berat can
Berat tanah keringoven
Berat tanah kering udara
Kadar air, ω % = ω p
10 15 20 25 30 40 50 60 708090100
Jumlah ketukan, N
Kadar
air,
%ω
Proyek ______________________ No. Pekerjaan _________________Lokasi proyek _______ No. Boring ___________ No. Sampel ________Deskripsi tanah ____________________________________________Kedalaman _________ Diuji oleh ____________Tanggal____________
SPECIFIC GRAVITY GsDARI TANAH SOLID ( )
NO. TES
Vol. piknometer pada 20oC
Metode air removal1
Berat piknometer + air + tanah = W bws
Temperatur,oC
Berat piknometer + air2
= W bw
No. evaporate dish
Berat evaporate dish + tanah kering
Berat evaporate dish
Berat tanah kering = W s
W w = W s + W bw – W bs
G s = αW s /W w
1mengindikasikan pengeluaran udara dengan divakum atau dengan aspirator
2Wbw adalah berat piknometer yang diisi air yang kuantitasnya sama dengan cairan pendispersiyang telah ditambahkan pada campuran air-tanah dan pada temperatur yang sama
Catatan ______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
rata-rata dari tanah solid = _____________________________________________Gs
Proyek _________________________________ No. Pekerjaan _____________________________Lokasi proyek ___________________________ No. Boring ___________ No. Sampel __________Deskripsi tanah __________________________ Kedalaman _______________________________Diuji oleh _______________________________ Tanggal Pengujian __________________________
ANALISIS UKURAN BUTIRAN - METODE HYDROMETER
No. __________________ = ____________Larutan pendispersi _______________ Jumlah
Hydrometer GS
__________ Ws =Berat sampel tanah, _________Koreksi nol = ____________________________ Koreksi meniskus = _______________________
a = ____________________________
TanggalWaktu
pembacaan
t
(menit ke-)
Temperatur
(oC)
Actual
Hyd.
Reading
(Ra)
Corr.
Hyd.
Reading
(RC)
% Finer
Hyd.Corr.
only for
Reading
(Rh)
L dari
Tabel 6-5L/t
K dari
Tabel 6-
4
D
(mm)
1
2
4
8
15
30
60
120
240
480
960
1440
Keterangan := - koreksi nol +
% finer = ( )/R R C
aC aktual T
R WD K L / t
C S
=
Proyek ______________________ No. Pekerjaan _________________Lokasi proyek _______ No. Boring ___________ No. Sampel ________Deskripsi tanah ____________________________________________Kedalaman _________ Diuji oleh ____________Tanggal____________
ANALISIS UKURAN BUTIRAN - METODE MEKANIK
No. Saringan Diameter (mm) Berat sampel tertahan % tertahan % lolos
% lolos = 100% - Σ %tertahan
Analisis saringan dan bentuk butiran
Berat kering sampel + container
Berat container
Berat kering samel, W d
Diameter nominal dari Berat minimum
partikel terbesar sampel, g
Saringan No. 10 200
Saringan No. 4 500
3/4 in. 1500
Ukuran Sampel Tanah (ASTM D1140-54)
Soil Mechanics LaboratoryCivil Engineering Department, Faculty of Engineering University of IndonesiaDepok 16424 Telp. +62 21 788 49102, Fax. +62 21 788 49102
COMPACTION TESTNAMA PROYEK
LOKASI SAMPEL DIUJI OLEH
NOMOR PROYEK :
MAXIMUM DRY DENSITY (γdrymax) kN/m3
OPTIMUM WATER CONTENT (wopt) %SPECIFIC GRAVITY (Gs)
TANGGAL PENGUJIAN
Water Content vs Dry Density
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
16.0
17.0
18.0
19.0
20.0
10 15 20 25 30 35 40 45 50Water Content (%)
Dry
Den
sity
(kN
/m3 )
Soil Mechanics LaboratoryCivil Engineering Department, Faculty of Engineering University of IndonesiaDepok 16424 Telp. +62 21 788 49102, Fax. +62 21 788 49102
CBR LABORATORIUMNAMA PROYEK
LOKASI NO. SAMPEL DIUJI OLEH
NOMOR PROYEK :
Penetration
(inch) unso
aked
soak
ed
unso
aked
soak
ed
0.000
0.025
0.050
0.075
0.100
0.125
0.150
0.175
0.200
0.250
Penetration
(inch)
0.10.2
Dry Density (gr/cm3)
Unsoaked
Soaked
Water content (%)
Unsoaked
Soaked
Swelling (%) CatatanProving Ring :Brand :LRC : lbf/div
CBR (%)
soakedunsoaked
TANGGAL PENGUJIAN
Penetration vs ResistanceDial Reading Stress (psi)
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40Penetration (inch)
Pene
trat
ion
Res
ista
nce
(psi
)
UNSOAKEDSOAKED
Proyek _________________________________ No. Pekerjaan _____________________________Lokasi proyek ___________________________ No. Boring ___________ No. Sampel __________Deskripsi tanah __________________________ Kedalaman _______________________________Diuji oleh _______________________________ Tanggal Pengujian __________________________
KOEFISIEN PERMEABILITAS ( , )Contant Head Falling Head
Dimensi: Diameter ______________ m Luas = ____________Berat tanah + awal __________ gr =pan V
m2
mm
3
3
h = ____________ m____________
Berat tanah + akhir __________ gr Berat isi = ____________ kN/pan
Constant Head
kT = q L / A h t = ________________ ηT / η20 = ___________________
= ________________ m/s kT = k20 ηT / η20 = _________ m/s
Falling Head
Tipe = __________________Luas , = ___________________
StandpipeStandpipe a m
2
No. Tesh0,
cm
h1,
cmt, s
qin,
m3/s
qout,
m3/s
No.
Tes
h0,
cm
h1,
cmt, s
qin,
m3/s
qout,
m3/s
No. Tes t, s q, m3/s T,
oC No. Tes t, s q, m
3/s T,
oC
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
LAMPIRAN 2
GAMBAR ALAT PERCOBAAN