Download - 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.
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
2/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
3/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
4/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
5/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
6/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
8/35Politeknik Negeri Bandung
Konsistensi Tanah
Sifat konsistensi tanah berubah-ubah sesuaiperubahan kadar airnya.
air bertambah ===>tanah bersifat cair
air berkurang ===>tanah memadat
8
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
9/35Politeknik Negeri Bandung
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 [%]
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
10/35Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
11/35Politeknik Negeri Bandung
PENENTUAN BATAS CAIR:
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
12/35Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
13/35
Politeknik Negeri Bandung
PENENTUAN BATAS PLASTIS:
Batas Plastis didefinisikan juga sebagai kadar air (%)yang bila tanah digulung sampai dengandiameter 1/8 inci menjadi retak-ratak
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
14/35
Politeknik Negeri Bandung
PENENTUAN BATAS SUSUT:
Batas Susut didefinisikan juga sebagai kadar air (%)yang bila tanah berkurang kadar airnya mulai tidakterjadi penyusutan
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
15/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
17/35
Politeknik Negeri Bandung 17
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.
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
18/35
Politeknik Negeri Bandung 18
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
19/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
20/35
Politeknik Negeri Bandung
Analisa Saringan
Analisa saringandilakukan untuk
tanah berbutir
kasar, tanahdengan ukuran
diameter butir yg
lebih besar dari
0.075 mm
(# 200).
20
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
21/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
22/35
Politeknik Negeri Bandung 22
% 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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
23/35
Politeknik Negeri Bandung
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 -
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
24/35
Politeknik Negeri Bandung
Analisa Sedimentasi
Analisa ini dilakukan
terhadap contoh
tanah yang lolos
saringan # 200.
Biasanya merupakan
kelanjutan atau
pelengkap dari
analisa saringan.
24
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
25/35
Politeknik Negeri Bandung
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.
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
26/35
Politeknik Negeri Bandung 26
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
( )
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
27/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
28/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
29/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
30/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
31/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
32/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
33/35
Politeknik Negeri Bandung
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
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
34/35
Politeknik Negeri Bandung 34
-
8/19/2019 Komposisi Tanah 2010-2011
35/35
Terima
kasih