kuliah 7a (sifat dan pengujian tanah di lab)
Download
Report
Transcript kuliah 7a (sifat dan pengujian tanah di lab)
SIFAT- SIFAT TANAH DAN PENGUJIAN
DI LABORATORIUM
Kuliah ke 7
HUBUNGAN ANATAR MATA KULIAH
GAYA ANGKAT
DIBAWAH
BANGUNAN AIR
(6)
DISTRIBUSI
TEGANGAN
(8)
TEGANGAN
EFEKTIF
KUAT GESER
(7)
REMBESAN AIR
DALAM TANAH
(5)
PERENCANAAN
PONDASI
PEMAMPATAN
TANAH
(9)
STABILITAS
DAN
KEKUATAN
TANAH
EKSPLORASI
TANAH
(4)
DAYA
DUKUNG
TANAH
KLASIFIKASI
TANAH
(3)
TANAH
(1)
KOMPOSISI
TANAH
(2)
PEMADATAN
(10)
PERENCANAAN
BANGUNAN
TANAH TURAP
BAGAN ALIR BAHASAN
POKOK
BAHASAN
GAYA ANGKAT
DIBAWAH
BANGUNAN AIR
(6)
DISTRIBUSI
TEGANGAN
(8)
TEGANGAN
EFEKTIF
KUAT GESER
(7)
REMBESAN AIR
DALAM TANAH
(5)
EKSPLORASI
TANAH
(4)
KLASIFIKASI
TANAH
(3)
TANAH
(1)
KOMPOSISI
TANAH
(2)
A. Komposisi
Tanah
B. Parameter Fisik
Tanah
1. Hubungan
Volume
2. Hubungan
Berat Dan
Volume
3. Hubungan
, E, Wc, Gs
4. Kerapatan
Relatif
5. Konsistensi
Tanah
6. Aktivitas (A)
C. Struktur Tanah
MEKANIKA TANAH
A. Komposisi tanah
Tanah terdiri dari :
•
Butiran tanah yang padat (solid)
•
Air (water)
•
Udara (air)
MENGHITUNG VOLUME TANAH
BILA VOLUME TANAH = V
V = Vs + Vw + Va
Vs = Volume Solid
Vw = Volume air
Va = Volume udara
Vv = Vw + Va
Vv = Volume Pori
KOMPOSISI
TANAH
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
Air
Total
weight
(= W)
Ww
Total
volume W
(= V)
Ws
Kondisi tanah di alam
Water
VA
Vw
VV
V
solid
Vs
Tiga fase elemen tanah
Gambar
Sketsa butiran tanah (solid) dan
rongga (pori) dalam tanah
MEKANIKA TANAH
B. PARAMETER FISIK TANAH
1. Hubungan volume yang umum dipakai
• Angka pori ( void ratio) =
• Porositas ( porosity) =
n
• Derajat kejenuhan
(degree of saturation) =
• Hubungan
e
SR
e
Vv
Vs
Vv
n
100 %
V
Vw
SR
100%
Vv
e dan n
n
e
1 n
e
n
1 e
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
2. Hubungan berat dan volume
a. Kadar air (water content) = wc
b. Berat volume (unit weight)=
wc
Ww
100%
Ws
W
V
W
Ws 1 w
W Ws Ww
Ws Ws 1 wc
V
V
V
V
Bila :
Maka :
Ws
d
V
d = DRY UNIT WEIGHT
d 1 wc d
1 wc
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
Kombinasi dari tiga fase tanah
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
air
W
Vv = e
Ww=
w.Gs.w
water
Vw= w.Gs
Ws =
Gs.w
solid
Vs= 1
V=1+e
Tiga fase tanah yang terpisah dari elemen tanah ,
dimana volume solid/ butiran tanah = 1
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
water
Vv = V w = e
solid
Vs = 1
V=1+e
Ww = e.w
Volume
Ws = Gs.w
Weight
Elemen tanah jenuh dengan volume
solid/butiran tanah = 1
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
3. Hubungan , e, wc, Gs
a. SPESIFIC GRAVITY = GS
s
Gs
w
w
Ww
W
Vw w ........(1)
Vw
w
s
Ws
Vs
Untuk Vs = 1 s = Ws
,
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
Jadi :
Gs
Ws
wc
Ww
Ww wc Ws wc Gs W
Ws
w
Ws Gs W
Bila :
Ww wcGs w
1 dan 2
Ww
wcGs ....................(2)
V
Vw = wcGs
BILA : Vs = 1 e = VV
V = Vs + Vv V = 1+e
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
b. BERAT VOLUME =
Ww Ws
W
V
V
w G Gs w
c s w
1 e
G w 1
s w c
1 e
c. BERAT V KERING = d
Ws Gs w
d
V
1 e
d. DERAJAT KEJENUHAN = SR
Vw wcGs
SR
S R e wc Gs
Vv
e
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
e. BERAT VOLUME TANAH JENUH = SAT
W wc Gs w Gs w Gs w wc 1
V
1 e
1 e
d wc 1
SAT
SAT
ATAU
juga dapat ditulis sebagai berikut :
SR = 1 e = W c G s
SAT
e. w Gs w e Gs
w
1 e
1 e
KOMPOSISI
TANAH
Contoh soal
•
Suatu contoh tanah
diberikan e = 0.75, w =
22%, Gs=2.66. Hitunglah
porositas, berat volume
basah, berat volume
kering dan derajat
kejenuhan.
W Ws Ww sVs wWs
V
V
Vs Vv
( s / w ) wVs w sVs
Vs Vv
Gs w wGs w (1 w)Gs w
18.19kN / m3
1 e
1 e
d
Ws
V
G
s s s w 14.91kN / m3
V Vs Vv 1 e
Sr
Vv
V
Vv
Vv
e
s
n
0.43
V Vs Vv 1 Vv
1 e
Vs
Vw (Ww / w ) wWs / w
Vv
eVs
eVs
w sVs / w wGs
0.78
eVs
e
MEKANIKA TANAH
4. Kerapatan relative
a. Kerapatan relative ( DR) digunakan untuk
menentukan kerapatan tanah berbutir kasar di
lapangan.
DR
emax e
100%
emax emin
i---------------i---------------------------------i
e max
e
e min
e
= Angka pori tanah di lapangan
e max = Angka pori tanah kondisi paling lepas
e min = Angka pori tanah kondisi paling padat
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
b. Hubungan antara DR dengan
kondisi tanah di lapangan
D R (%)
0 - 15
Keadaan Tanah Di Lapangan
Sangat Lepas ( Very Loose)
15 - 50
Lepas ( Loose)
50 - 70
Tengah ( Medium)
70 - 85
Padat (dense)
85 - 100
Sangat padat ( very dense)
KOMPOSISI
TANAH
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
5. Konsistensi tanah
a. Sifat kohesive tanah dibagi dalam 4 keadaan pokok :
- Padat (solid)
- Semi padat (semi solid)
- Plastis (plastic)
- Cair (liquid)
Keadaan-keadaan tersebut terjadi karena adanya perubahan
kadar air ( wc)
PADAT
SEMI PADAT
PLASTIS
CAIR
wc
BATAS
SUSUT
(SL)
BATAS
PLASTIS
(PL)
BATAS
CAIR
(LL)
Alat uji batas cair (a) Metode Casagrande, (b) Cone Penetrometer
MEKANIKA TANAH
KOMPOSISI
TANAH
POKOK
BAHASAN
b. BATAS CAIR ( LIQUID LIMIT = LL)
LL = kadar air tanah dimana apabila dibuat goresan pada
tanah tersebut dengan spatula standard akan menutup
pada 25 kali pukulan.
A. Komposisi
Tanah
B. Parameter Fisik
Tanah
1. Hubungan
Volume
2. Hubungan
Berat Dan
Volume
3. Hubungan
, E, Wc, Gs
4. Kerapatan
Relatif
5. Konsistensi
Tanah
6. Aktivitas (A)
Apparatus and grooving
tool
Groove cut in sample
prior to the test
Groove closed over 12.5
mm – soil at wL if this
requires 25 “blows”
C. Struktur Tanah
Skema uji batas cair metode Casagrande (a) susunan alat uji batas
cair, (b) grooving tool, (c) pasta tanah sebelum pengujan, (d) pasta
tanah sesudah pengujian
MEKANIKA TANAH
c. BATAS PLASTIS ( PLASTIC LIMIT = PL)
PL = Kadar air tanah dimana apabila tanah
tersebut digulung sampai dengan diameter
3.2 mm mulai terjadi retak-retak.
KOMPOSISI
TANAH
Atterberg Limits (ASTM D 4318)
LIQUID LIMIT
PLASTIC LIMIT
TEST
TEST
NO. OF
TEST
WATER
NO.
BLOWS
NO.
CONTENT
1
6
61.13
%
5
23.75
2
15
53.73
%
6
24.85
3
27
47.24
%
4
39
43.53
%
65
%
%
60
%
MEAN
VALUE
24.30
%
LQUID LIMIT
wL :
48.06
%
PLASTC LIMIT
wP :
24.30
%
PLASTICITY INDEX
IP :
23.76
%
Water Content (%)
WATER
CONTENT
TEST
Flow Graph
55
50
45
NOTE:
40
1
10
25
Number of Blows
Liquid Limit
100
MEKANIKA TANAH
d. INDEKS PLASTIS (PLASTICITY INDEX = IP)
PI = IP = LL - PL
e. INDEKS KECAIRAN (LIQUIDITY INDEX= LI)
LI
wC PL
IP
0 < LI < 1 Tanah berada dalam daerah plastis
LI > 1
0
Tanah dalam keadaan cair/hampir cair
PL
SL
SOLID
LI
LL
CAIR
PLASTIS
SEMI SOLID
0
1
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
6. Aktivitas (A)
A=
IP
% BUTIRAN YANG LEBIH KECIL 2
NAMA MINERAL LEMPUNG
AKTIVITAS (A)
MONTMORILLONITE ( BENTONITE)
1–7
ILLITE
0.5 – 1
KAOLINITE
0.5
HALLOYSTE
0.5
ATTAPULGITE
0.5 – 1.2
ALLPHANE
0.5 – 1.2
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
Grafik Plastisitas Casagrande
KOMPOSISI
TANAH
MEKANIKA TANAH
Grafik Plastisitas British Standard
KOMPOSISI
TANAH
Analisa Saringan
Gravel
Sand
Silt
Clay
100
90
80
% Passing
70
60
50
40
30
20
10
0
100
10
1
0.1
0.01
Diameter ( mm )
%Tertahan
Wi tertahan
Wt
*100%
Wi lolos Wt Wi tertahan
% Lolos
Wi lolos
Wt
*100%
Kurva Gradasi
0.001
Hidrometer
DK
L
t
Diameter Tanah Berbutir Halus
Grained Size Distribution for Several Soil
Koefisien Keseragaman dan Kelengkungan
• Cu : koefisien keseragaman
• Cc : koefisien kelengkungan
• D10 : diameter pada 10 %
lolos
• D60 : diameter pada 60% lolos
• D30 : diameter pada 30% lolos
Contoh perhitungan:
• Hasil Analisa Saringan
adalah sbb:
No.
Ayakan
Masa tanah
(gram)
4
0
10
21.6
20
49.5
40
102.6
60
89.1
100
95.6
200
60.4
Lengser
31.2
• Tentukan prosentase
lolos tiap ayakan dan
gambar kurva gradasinya
• Tentukan D10,D30 dan
D60
• Tentukan koefisien
keseragaman Cu dan
koefisien gradasi Cc
• Apakah tanah bergrdasi
baik. Beri alasan
MEKANIKA TANAH
C. STRUKTUR TANAH
1. STRUKTUR TANAH :
- Susunan geometrik partikel tanah
- Gaya antar partikel
2. TANAH BERBUTIR KASAR ( GRANULAR SOIL)
Gaya antar partikel sangat kecil diabaikan ,
jadi :
struktur tanah = susunan geometrik partikel
3. TANAH BERBUTIR HALUS YANG KOHESIVE
(COHESIVE SOIL; MIS. LEMPUNG)
Gaya antar partikel sangat dominan
Jadi : struktur tanah kohesive = susunan geometrik
partikel tanah + gaya antar partikel
KOMPOSISI
TANAH
POKOK
BAHASAN
A. Komposisi
Tanah
B. Parameter Fisik
Tanah
1. Hubungan
Volume
2. Hubungan
Berat Dan
Volume
3. Hubungan
, E, Wc, Gs
4. Kerapatan
Relatif
5. Konsistensi
Tanah
6. Aktivitas (A)
C. Struktur Tanah
Tugas 1
1. Suatu tanah mempunyai berat
volume 126.8 lb/ft3 dengan
Gs=2.67
dan
w=12.6%.
Tentukan;
• Berat volume kering
• Angka pori
• Porositas
• Berat air yang dibutuhkan
untuk membuat tanah jenuh
(Sr=100%)
2.
•
•
•
•
Suatu tanah jenuh berat
volume keringnya 15.29kN/m3
dan
kadar
airnya
21%.
Tentukan:
Berat volume kondisi jenuh
Angka pori
Spesifik grafity
Berat volume kondisi jenuh
bila Sr=50%
3. Carilah soal mengenai komposisi tanah masing-masing 1 soal dan
selesaikan. Sebutkan sumber soalnya (buku). Tidak dibenar kan
soalnya sama dengan yang lain. Untuk itu koordinasikan sesama
teman.
No. 4
• Hasil uji batas cair
• Uji Batas Plastis kadar
air=21.3%
• Gambar kurva hasil uji batas
cair dan tentukan LL
• PI
• Berdasarkan grafik plastisitas
Casagrande tanah tentukan
penggolongannya
• Bila kadar air tanah di
lapangan adalah 25%
tentukan Index Cair (LI).
Menurut anda bagaiman sifat
tanah di lapangan
Jml Ketukan
Kadar Air
17
42.1
22
38.2
27
36.2
32
34.1