laboratorium mekanika tanah & geologi fakultas...
Post on 03-Mar-2019
229 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
i
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH & GEOLOGI
FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM
MEKANIKA TANAH I
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
ii
Dosen Pengasuh Mata Kuliah:
1. Dr. Eng. Yulvi Zaika, ST,MT.
2. Ir Suroso, Dipl.HE, M.Eng
3. Dr. Ir. As'ad Munawir MT
4. Dr. rer. nat. Ir. Arief Rachmansyah
5. Dr. Ir. Harimurti MT
6. Eko Andi , ST, MT,PHD
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
iii
TATA TERTIB PRAKTIKUM
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Tata Tertib Praktikum
Mekanika Tanah
1. Berpakaian rapi dan bersepatu
2. Dilarang merokok di dalam Laboratorium
3. Dilarang makan dan minum selama kegiatan di laboratorium
4. Praktikan bertanggung jawab atas alat-alat yang digunakannya
5. Praktikan bertanggung jawab atas kebersihan laboratorium
6. Praktikan dilarang meninggalkan kegiatan praktikum tanpa izin
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
iv
MANUAL PROSEDUR
PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Revisi : ke. 9
Tanggal : Februari 2018
Disetujui Oleh : Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Geologi
Tanggal: Tanggal: Tanggal:
Disahkan oleh: Disahkan oleh: Disahkan oleh:
PLP. Laboratorium
KKDK. Geoteknik
Kepala Laboratorium
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
v
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah senantiasa Kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena
atas berkat rakhmat dan hidayah-Nyalah hingga kami dapat menyelesaikan penyusunan
“Buku Panduan Praktikum Mekanika Tanah dan Geoteknik” ini tepat pada waktunya.
Kami menyadari dalam penyusunan Buku Panduan ini masih terdapat banyak
kesalahan dan kekurangan, namun kami senantiasa berharap semoga apa yang telah
kami susun ini tetap mampu menjadi bahan referensi dan acuan dalam pelaksaan
praktikum maupun penelitian yang berkaitan dengan Mekanika Tanah dan Geologi
Teknik.
Melalui lembaran ini, tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Eng. Alwafi Pujiraharjo, ST., MT., selaku Ketua Jurusan Sipil
Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
2. Dr. Ir. Harimurti, MT. selaku KKDK Geoteknik
3. Ir. Suroso, Dipl.HE, M.Eng.
4. Dr. Ir. As’ad Munawir, MT.
5. Dr. Eng. Yulvi Zaika, ST., MT.,
6. Dr. rer. nat. Ir. Arief Rachmansyah selaku dosen Geoteknik
7. Eko Andi Suryo, ST., MT., Ph.D. selaku Kepala Laboratorium Mekanika Tanah
dan Geologi
8. Ketut Sugiharto, ST., MT., selaku PLP (Laboratorium Mekanika Tanah )
9. Asisten Laboratorium Mekanika Tanah
10. Semua pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya Buku
Pedoman Pelaksanaan Praktikum Mekanika Tanah.
Semoga apa yang telah, sedang dan akan kita lakukan senantiasa mendapat
rakhmat dan petunjuk dariNya. Amin.Terima Kasih.
Malang, Februari 2018
Ka. Laboratorium Mekanika Tanah
dan Geologi
Eko Andi Suryo, ST., MT., Ph.D.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
vi
Daftar Isi
Kata Pengantar .................................................................................................. v
Daftar Isi ............................................................................................................ vi
PRAKTIKUM GEOLOGI
Pengenalan Mineral ....................... …………………………………………… 3
Pengenalan Batuan Beku ................................................................................... 13
Pengenalan Batuan Sedimen ............................................................................. 19
Pengenalan Batuan Metamorf ........................................................................... 30
Profil Tanah ........................................................................................................ 35
PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH
Hand Boring ~ Soil Sampling ... ……………………………………………… 37
Water Content ………………………………………………………………… 41
Density Test Dengan Drive Cylinder Methode ....... ………………………… 47
Spesific Gravity .. ……………………………………………………………… 52
Mechanical Grain Size .. ……………………………………………………… 57
Hydrometer ........................................................................................................ 60
Batas – Batas Atterberg
Plastic Limit ............................................................................................... 77
Liquid Limit ....... ………………………………………………………… 82
Shrinkage Limit …………………………………………………… .......... 87
Unconfined (Kuat Tekan Bebas) ...... ………………………………………… 92
Direct Shear ........................................................................................................ 98
Triaxial Compression Test UU . ……………………………………………… 102
Permiabilitas
Constant Head ............................................................................................. 109
Falling Head ............ ……………………………………………………… 114
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
37
Percobaan Hand Boring Soil Sampling
Gambar 3. Percobaan pengambilan sampel menggunakan Hand Boring
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
38
Percobaan Hand Boring Soil Sampling
a. Tujuan Percobaan
Untuk mendapatkan gambaran tanah berdasarkan jenis dan warna tanah
melalui pengamatan visual dan plastisitas dari gesekan dengan tangan. Pengambilan
contoh tanah untuk penyelidikan yang lebih teliti mengenai sifat-sifat lapisan tanah
ini tidak mengalami perubahan yang berarti dalam struktur, kadar air maupun
susunan kimianya.
b. Alat Dan Bahan
Mata bor (Auger)
Stang bor atau pipa bor (Rods)
Pengunci tabung sample (Stick Aparat)
Alat pemutar (Handle)
Kunci pipa
Kop pemukul
Tabung sampel, berupa tabung silinder yang panjangnya 30, 40, dan 50 cm
Ujungnya dari silinder berulis sedang yang lainnya meruncing
c. Langkah Percobaan
Pasang mata bor pada stang bor dan Handle bor pada bagian atas. Kemudian
pasang pula batang pemutar pada handle bor.
Pemboran dilakukan dengan keadaan batang bor harus selalu tegak lurus dengan
permukaan tanah dan dilakukan dengan arah putaran searah jarum jam.
Pada batang Handle bor dapat dilakukan penambahan beban (orang) agar mata
bor mudah melakukan penetrasi kedalam tanah.
Pengambilan sample dilakukan setiap kedalaman 20cm mulai dari tanah
permukaan, dengan cara mencabut bor tangan, apabila bor sukar untuk dicabut,
bor dapat diputar sambil diangkat tetap searah jarum jam, atau digali langsung
tanah sekitarnya. Sample tanah dapat langsung dianalisa di tempat. Lakukan
terus pengeboran dan pengambilan sample sampai kedalaman yang diperlukan.
d. Teori Praktikum
Dalam beberapa hal sering digunakan tripot (kaki tiga) dengan katrol dan tali
yang dipakai untuk mencabut kembali stang-stang augernya dari lubang bor
Bor tangan hanya dapat dilakukan dalam bahan-bahan yang cukup lunak
terutama dalam lempung (Soft Clay)
Adalah tidak mungkin untuk melakukan pemboran tangan dalam batuan lunak
(Soft Rock) atau dalam kerikil padat. Casing tidak bisa dipakai dalam pemboran
tangan, tapi dapat juga kalau dipandang perlu. Misalnya untuk pemboran dalam
bahan-bahan yang amat lunak atau bahan-bahan yang lepas, yang akan
mengalami keruntuhan bila tidak menggunakan casing, juga apabila muka air
tanah (Water Level) ditempat tersebut amat tinggi.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
39
Gb. IWAN BESAR Gb. IWAN KECIL
SPIRAL HELICAL
e. Macam – Macam Alat Bor Tangan
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
40
TABUNG
PENGAMBILAN
CONTOH TANAH ASLI
Pengambilan Contoh Tanah Asli
Gambar 4. Pengambilan contoh tanah
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
41
I. Format Tabel Praktikum Hand Boring
Lokasi : ………………………
Tanggal Praktikum : ………………………
Kelompok : ………………………
Asisten : ………………………
Kedalaman
(m) Kolom Tanah
Deskripsi
Warna Plastisitas Tekstur Jenis Tanah
0,2
0,4
0,6
0,8
1
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
42
Flowchart Percobaan Hand Boring Soil Sampling
Buat lubang dengan memutar mata bor sampai pada kedalam yang diperlukan. Mata bor
dicabut, tanah dikeluarkan untuk dideskripsikan dan diklasifikasikan secara manual
Ulangi pemboran sampai tercapai kedalaman maksimum yang dikehendaki
Casing diperlukan pada tanah yang tidak stabil, dimana lubang bor tidak dapat
terbuka pada pemboran di bawah permukaan air. Diameter casing harus lebih besar
daripada diameter luar mata bor yang dipakai
Jika menggunakan casing, maka casing harus dimasukkan pada kedalaman tertentu,
dengan tidak melebihi kedalaman sampel yang diambil
Ambil contoh tanah dengan menggunakan Shelby tube samplers (tabung) dengan
diameter 6.85 cm dengan jalan ditekan atau ditumbuk
Tabung kemudian diberi label yang mencantumkan lokasi, nomor boring, kedalaman
dan sebagainya
Tabung yang sudah terisi penuh dikeluarkan, pada kedua ujung tabung ini ditutup
dengan paraffin untuk menjaga kelembaban tidak berubah
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
43
Percobaan Water Content
Gambar 5. Pengambilan sampel uji water content
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
44
Percobaan Water Content
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mengetahui kadar air tanah, dimana kadar
air adalah perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat
tanah tersebut dalam persen.
b. Alat Dan Bahan
Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (100 ±
5)ºC
Cawan kedap udara dan tidak berkarat, dengan ukuran cukup. Cawan dapat
terbuat dari logam, gelas atau alumunium
Neraca dengan ketelitian 0,001gram
Gambar 6. Timbangan Digital
Gambar 7. Oven Listrik
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
45
Langkah Kerja
Sampel tanah ditempatkan pada cawan yang bersih yang telah diketahui
beratnya kemudian diukur berapa penambahan berat setelah ditambahkan
partikel sampel tanah
Sampel tanah kemudian dimasukkan ke dalam oven selama ± 6 jam sampai
keadaan sampel mencapai berat konstan
Setelah ± 6 jam dikeluarkan dari oven, ditimbang dan beratnya dicatat
d. Perhitungan
Kadar air yang dapat dihitung sebagai berikut :
Berat cawan + tanah ............................... W2 gram
Berat cawan + tanah kering .................... W3 gram
Berat cawan kosong ................................ W1 gram
Berat air .................................................. Wa = (W2 – W3) gram
Berat bahan kering .................................. Wt = (W3 – W1) gram
Kadar air ................................................. w = (W2 – W3)/(W3 – W1) x 100%
e. Dasar Teori
Istilah yang umum dipakai untuk hubungan berat adalah kadar air (water
content). Dimana kadar air adalah perbandingan antara berat air dan butiran padat
dari volume tanah yang diselidiki.
f. Form Tabel Data Percobaan Water Content
Lokasi : ………………………
Tanggal Praktikum : ………………………
Kelompok : ………………………
Asisten : ………………………
No. Cawan Satuan Rumus 1 2 3
1 Berat Cawan (W1) (gram)
2 Berat Cawan + Tanah Basah (W2) (gram)
3 Berat Cawan + Tanah Kering (W3) (gram)
4 Berat Air ( Wa) (gram) (W2 - W3)
5 Berat Tanah Kering (Wt) (gram) (W3 - W1)
6 Kadar Air (w) % (Wt
Wa)
7 Rata-Rata Kadar Air %
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
46
Flowchart Percobaan Water Content
Benda uji yang mewakili tanah yang diperiksa ditempatkan di dalam
cawan yang bersih, kering, dan diketahui beratnya
Cawan dan isinya kemudian ditimbang dan beratnya dicatat
Tutup cawan dibuka dan cawan ditempatkan di oven atau pengering
lainnya paling sedikit 4 jam (untuk oven) atau sampai berat konstan
Cawan ditutup kemudian didinginkan
Setelah dingin ditimbang dan beratnya dicatat
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
47
Percobaan Density Test Dengan Drive Cylinder Methode
a. Tujuan Percobaan
Untuk menentukan Density tanah di lapangan dengan cara Drive Cylinder
untuk tanah yang relatif Undisturbed dengan cara memasukkan Cylinder baja tipis
ke dalam tanah melalui Driving Head khusus.
Untuk test di permukaan tanah (kedalaman yang dangkal), kurang dari 1 meter
Untuk test yang kedalamannya lebih besar
Metode ini tidak dimaksudkan untuk sampel-sample tanah yang sangat keras,
yang tidak dapat ditusuk dengan Cylinder baja dan tidak untuk tanah-tanah yang
memiliki tingkat plastisitas rendah yang tidak bisa diambil dengan Cylinder.
Metode ini dilakukan di lapangan pada lubang-lubang bor atau test pit (galian)
pada kedalaman-kedalaman tertentu yang diinginkan.
b. Alat Dan Bahan
Gambar 8. Drive cylinder Gambar 9. Oven Listrik
Alat-alat yang digunakan dalam pengambilan sample di lapangan adalah :
Drive cylinder , diameter ± 2 – 2,5 (50 – 140 mm)
Ada dua jenis cylinder , yaitu :
Cylinder yang diberi nomer-nomer yang berbeda dan dengan cepat dapat
mudah diketahui sebelum ditimbang Ø3"
Z.½” - 3"
0.2"
Cylinder yang memakai drat digunakan untuk kedalaman yang lebih dari 1
meter Ø3"
½” Drat
ØZ.7/8"
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
48
Menurut Hvorslev untuk Drive Cylinder harus memiliki harga area ratio sekitar
10 – 15 %, yang dihitung dengan persamaan :
A.R = 1002
22
xD
DD
i
ie
Keterangan :
A.R : Area ratio (%)
De : Diameter luar maksimum dari drive cylinder
Di : Diameter dalam maksimum dari drive cylinder
Drive Head
Untuk kedalaman kurang dari 1 meter Sliting Weight untuk menusukkan ke
dalam tanah lebih dari 1 meter, digunakan Hummer dengan Extension Drive
Rood untuk memasukkan Cylinder ke dalam tanah.
Straightedge
Terbuat dari baja dengan satu sisi tajam untuk memotong ujung sample pada
permukaan Cylinder.
Shovel
Seperti sekop, untuk menggali cylinder keluar setelah ditusukkan pada
kedalaman yang dangkal.
Anker tipe Iwan atau tipe Auger lainnya untuk membuat lubang sampai
kedalaman yang akan ditusuk dengan Cylinder.
Neraca kapasitas 1 kg dengan ketelitian 1.0 gram dan kapasitas 500 gram
dengan ketelitian 0.10 gram.
Alat pengering (Dry Oven)
Alat-alat bantu lainnya : sikat, katrol untuk Hummer, kaleng dengan tutupnya
untuk kadar air test dan sebuah sendok besar.
c. Langkah Kerja
Timbang dan ukur volume Cylinder
Sebelum test dimulai, tentukan dulu berat masing-masing Cylinder sampai
ketelitian 1 gram, dan volume Cylinder dengan ketelitian 0,01 inchi (0,254).
Untuk kedalaman test kurang dari 1 meter
Bersihkan semua partikel yang melekat pada tanah yang akan ditest
Buat lubang bor atau galian dengan skop pada tanah yang akan dijadikan
sampel
Ukur kedalaman permukaan tanah yang akan dites
Pasang Drive Rod pada Cylinder
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
49
Cylinder ditekan dengan menginjak Drop Hummer
Buka Drive Head, gali Cylinder dengan sekop
Bersihkan kotoran yang melekat pada sampel, usahakan tanah tidak
mengalami guncangan atau hal-hal lain yang mengakibatkan kondisi tanah
menjadi terganggu
Timbang sampel dan Cylinder, keluarkan sampel dari dalam Cylinder, ambil
± 100 gram dari tengah-tengah sampel untuk tes kadar air
Untuk pengambilan sampel pada kedalaman lebih dari 1 meter
Buat lubang bor sampai pada lapisan yang akan dites
Bersihkan dasar lubang bor dari material yang jatuh dari mata bor dengan alat
pembersih
Sambungan Cylinder dengan Drive Head, masukkan Cylinder ke dalam
lubang bor, tumbukkan Hummer pada Cylinder melalui Drive Head
Hati-hati menumbuk agar tanah tidak tertekan
Sampel dipisahkan dari dasarnya dengan menggerakkan Rod dan Cylinder
Buka Drive Head, gali Cylinder dengan sekop
Bersihkan kotoran yang melekat pada sampel, usahakan tanah tidak
mengalami guncangan atau hal-hal lain yang mengakibatkan kondisi tanah
menjadi terganggu
Timbang sampel dan Cylinder, keluarkan sampel dari dalam Cylinder, ambil
± 100 gram dari tengah-tengah sampel untuk tes kadar air
d. Perhitungan
Perhitungan Kadar Air tanah :
Dimana :
W1 = Berat container + tanah basah
W2 = Berat container + tanah kering
W3 = Berat container
w = Kadar air
Perhitungan Berat Isi tanah :
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
50
Perhitungan Dry Unit Weight :
d =
Dimana :
m = Berat isi tanah basah
d = Berat isi tanah kering
e. Form Tabel Data Percobaan Berat Isi, Isi Pori, Derajat Kejenuhan
Lokasi : ………………………
Tanggal Praktikum : ………………………
Kelompok : ………………………
Asisten : ………………………
No. Keterangan Satuan 1 2 3
Tinggi Ring cm
Diameter Ring (Tabung) cm
1 Berat Ring gr
2 Berat Ring + Tanah Basah gr
3 Berat Tanah Basah (2)- (1) gr
4 Volume Tanah (Volume Ring) cm³
5 Berat Isi Tanah (3) / (4) gr/cm³
6 Berat Ring + Tanah Kering gr
7 Berat Tanah Kering (6) - (1) gr
8 Berat Air (3)- (7) gr
9 Kadar Air (8) / (7) X 100% %
10 γd (7) / (4) gr/cm³
11 Spesific Gravity (Gs)
12 Volume Tanah Kering (7) / (Gs)
13 Isi Pori (4) - (12) cm³
14 Derajat Kejenuhan Sr = (8) /(13) X 100 % %
15 Porositas (13) / (4) X 100 % %
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
51
Flowchart Percobaan Density Test (Drive Clynder Method)
Pengambilan Sampel Di Lapangan
Penimbangan Berat Sampel + Ring (Berat Tanah basah)
Sampel di oven Selama 24 Jam
Penimbangan Sampel + Ring (Berat Tanah Kering)
Catat Hasil Pengamatan
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
52
Percobaan Specific Gravity (GS)
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan Spesific Grafity yang
mempunyai butiran lewat saringan No. 4 dengan menggunakan picnometer.
Spesific Grafity adalah perbandingan antara berat butir tanah dan berat air
suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu.
b. Alat Dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan dalam pemeriksaan berat jenis butiran tanah
adalah :
Picnometer dengan kapasitas minimum 100 ml atau 50 ml
Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
Thermometer ukuran 0º - 100º C dengan ketelitian pembacaan 1ºC
Saringan no. 80, no. 100 dan no. 200
Botol dan air suling
Kompor listrik
Gambar 10. Saringan Gambar 11. Picnometer
C. Langkah Kerja
Benda Uji Yang Dipersiapkan :
Tanah yang tertahan saringan no, 80, no. 100, dan no. 200.
Benda uji dalam keadaan kering oven dan diambil 20 gram untuk botol ukuran
50 gram untuk picnometer
Kalibrasi Labu Ukur :
Menimbang labu ukur dengan ketelitian 0,01 gram
Labu diisi dengan air sampai 2/3 bagian kemudian dididihkan
Ketika air dalam labu mendidih, tambahkan air dingin sampai labu terisi penuh
kemudian diangkat
Timbang labu dengan ketelitian 0,01 gram
Ukur suhu dengan thermometer suhu
Ulangi langkah-langkah di atas sampai suhu mencapai 300C
Kemudian dari data yang ada dibuat grafik kalibrasi labu ukur
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
53
Pengukuran Berat Jenis :
Siapkan labu yang sudah dikalibrasi.
Siapkan sampel tanah kering 20 gram lolos saringan no, 80, no. 100, dan no.
200.
Masukkan sampel tanah ke dalam labu ukur dan tambahkan air sampai 2/3
bagian dan dididihkan tanpa tutup.
Setelah mendidih, angkat picnometer.
Tambahkan air sampai penuh kemudian ditimbang.
Ukur suhu labu tersebut dengan menggunakan thermometer suhu.
Ulangi langkah di atas sampai suhu di thermometer suhu mencapai 300C
d. Perhitungan
Perhitungan Spesific Gravity Tanah :
Gs =
Keterangan :
Gs = specific gravity
Ws = berat tanah kering (gram)
W1 = berat labu + air + tanah (gram)
W2 = berat labu + air (gram)
e. Teori Specific Gravity
Harga berat specific butiran tanah (bagian padat) sering dibutuhkan dalam
bermacam-macam keperluan perhitungan dalam mekanika tanah. Harga-harga
tersebut dapat ditentukan dengan akurat di laboratorium. Sebagian besar mineral
yang menjadi penyusun tanah berkisar antara 2,6 dan 2,9 . Berat spesifik dari bagian
padat tanah pasir yang berwarna terang , umumnya sebagian besar terdiri dari
quartz, dapat diperkirakan sebesar 2,65 . Untuk tanah berlempung atau berlanau,
harga tersebut berkisar antara 2,6 – 2,9.
t = Gs x w
Keterangan :
t = berat isi / berat satuan (unit weight) tanah
w = berat isi / berat satuan (unit weight) air
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
54
f. Form Data Percobaan Spesific Gravity
Lokasi : ………………………
Tanggal Praktikum : ………………………
Kelompok : ………………………
Asisten : ………………………
a. Tabel kalibrasi labu ukur (picnometer)
No. Pemeriksaan 1 2 3 4 5 6 7 8
Temperatur (οC)
Berat labu ukur + air (gram)
b. Tabel data percobaan Spesific Gravity
No.
1 2 3
Berat labu ukur
+ air + tanah
(gram)
Temp.
(◦C)
Berat labu ukur
+ air + tanah
(gram)
Temp.
(◦C)
Berat labu ukur
+ air + tanah
(gram)
Temp.
(◦C)
b. Tabel perhitungan Spesific Gravity
Labu Ukur Satuan 1 2 3
Berat Tanah Kering (Ws) (gram)
Berat Labu Ukur + Air + Tanah (W1) (gram)
Suhu (ºC) (ºc)
Berat Labu Ukur + Air (W2) (gram)
Spesific Gravity (Gs)
Rata- Rata Gs
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
55
Flowchart Percobaan Kalibrasi Alat Specific Gravity
Timbang labu ukur kap 100 ml + tutup dengan ketelitian 0.01 gram
Isi air 2/3 bagian kemudian didihkan.
Setelah mendidih tambahkan air sampai penuh terus diangkat
Tambahkan air sampai penuh terus di tutup dan
bersihkan yang menempel di labu tersebut
Timbang labu dengan ketelitian 0.01 gram
Ukur labu tersebut dengan menggunakan termometer
suhu.
Ulangi dua langka diatas beberapa kali sampai mendapat
suhu terendah
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
56
Flowchart Percobaan Specific Gravity
Siapkan labu yang sudah dikalibrasi
Siapkan sampel tanah kering 15 – 20 gram lolos saringan no. 9 / no. 10
Masukan sampel ke dalam labu ukur tambahkan air sampai setengah
bagian dan didihkan
Setelah mendidih tambahkan air pelan-pelan kemudian angkat
(perhatian saat mendidih, tutup jangan di pasang)
Tambahkan air sampai penuh, tutup kemnudian timbang
Ukur suhu labu tersebut dengan menggunakan termometer suhu
Ulangi dua langka di atas paad suhu termometer suhu di intervalkan kalibrasi
labu ukur
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
57
Percobaan Analisa Ayakan (Mechanical Grain Size)
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan pembagian butir (gradasi)
agregat halus dan agregat kasar dengan menggunakan saringan.
b. Alat Dan Bahan
Adapun alat yang digunakan dalam analisis butiran dengan metode mekanis
adalah :
Timbangan neraca dengan ketelitian 0,2 % dari berat benda uji
Satu set saringan (standar ASTM)
Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ±
5)ºC
Alat pemisah contoh tanah
Kuas, sendok, dan alat-alat lainnya
Gambar 10. Saringan Gambar 11. Picnometer
c. Langkah Kerja
Benda uji yang berupa campuran butiran tanah kasar dan halus dimasukkan
dalam oven dengan suhu tertentu
Benda uji dikeringkan di dalam oven dengan suhu (110 ± 5)°C sampai berat
tetap
Saringan disusun dengan ukuran saringan paling besar ditempatkan paling atas
Hitung prosentase berat benda uji yang tertahan di atas masing – masing
saringan terhadap berat total benda uji.
d. Perhitungan
% Komulatif Tertahan =
% Komulatif Lolos Saringan = 100% - % Komulatif Jumlah Tertahan
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
58
e. Teori Analisa Mekanis Tanah
Analisa mekanis tanah adalah penentuan variasi ukuran partikel-partikel yang
ada pada tanah. Variasi tersebut dinyatakan dalam presentase dari berat kering total .
Analisa ayakan adalah mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set
ayakan dimana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Untuk
standard ayakan amerika serikat, nomor ayakan dan lubang diberikan pada tabel
dibawah ini
Ayakan
no.
Diameter
(mm)
Ayakan
no.
Diameter
(mm)
4 4,750 60 0,25
6 3,350 80 0,18
8 2,360 100 0,15
10 2,000 140 0,106
16 1,180 170 0,088
20 0,850 200 0,075
30 0,600 270 0,053
40 0,425 Pan
50 0,300
f. Form Data Percobaan Sieve Analysis (Analisa Ayakan)
Lokasi : ................................................
Tanggal Praktikum : ................................................
Kelompok : .................................................
Asisten : ..................................................
saringan
berat
tertahan
saringan
jumlah
berat
tertahan
%
komulatif
berat
tertahan
% komulatif
berat lolos
saringan diameter
(mm) No (gram) (gram)
4,75 4
2,0 10
0,84 20
0,42 40
0,30 50
0.18 80
0,15 100
0,075 200
Pan
*Contoh grafik di percobaan Hydrometer
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
59
Flowchart Percobaan Analisa Ayakan (Mechanical Grain Size)
Benda uji berupa butiran tanah kasar dan halus dimasukan
dalam oven dengan suhu tertentu
Benda uji di kering dalam oven dengan suhu (110 ± 5)oC
sampai berat tetap
Saringan disusun dengan ukuran saringan paling besar
ditemptkan paling atas
Timbang berat tanah yang tertinggal dalam saringan dan
catat dalam tabel
Hitung prosentase komulatif sampel yang tertahan dalam
masing-masing saringan terhadap total sampel
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
60
Percobaan Hydrometer
Gambar 12. Percobaan Hydrometer
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
61
Percobaan Hydrometer
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mengetahui pembagian butir (gradasi)
agregat halus dan agregat kasar dengan menggunakan metode Hydrometer
b. Alat Dan Bahan
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan analisa butiran dengan
menggunakan metode Hydrometer adalah :
a. Hydrometer dengan skala konsentrasi ( 5 – 60 gram per liter)
b. Tabung-tabung gelas ukuran kapasitas 1000 ml. Dengan diameter ± 6,5 cm
c. Thermometer 0 – 50º C dengan ketelitian 0,1º C
d. Pengaduk mekanis dan mangkuk Disperse (Mechanical Stirrer)
e. Saringan-saringan standar ASTM
f. Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
g. Oven yang dilengkapi dengan pengaturan suhu untuk memanasi sampai (110 ±
5)º C
h. Tabung-tabung ukuran 50 ml dan 100 ml
i. Batang pengaduk dari gelas
j. Stopwatch
Gambar 13. Mixer listrik
c. Langkah Kerja
Sampel tanah ditumbuk, kemudian diayak hingga lolos saringan no.200, sample
yang lolos saringan no.200 diambil sebanyak 50 gram kemudian dicampur
dengan 100 ml larutan NaOH 10% kemudian didiamkan selama 24 jam.
Setelah direndam selama 24 jam, campuran ditambah larutan H2O2 3%
kemudian dimixer selama 15 menit.
Sambil menunggu larutan di mixer , dilakukan koreksi pembacaan Hydrometer,
yaitu Koreksi Meniscus dan Zero Correction, dengan cara :
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
62
- Isi tabung gelas dengan air suling sebanyak 1000 ml
- Masukkan hydrometer dalam tabung gelas tersebut lalu dilakukan
pembacaan pada ujung permukaan air yang menempel pada permukaan
hydrometer
- Pembacaan tersebut dinamakan Zero Correction, dengan ketentuan bila
di atas angka 0 (nol) berharga negatif dan bila di bawah angka 0 (nol)
berharga positif
- Koreksi Meniscus diperoleh dengan cara pembacaan permukaan air yang
mendatar dikurangi Zero Correction
Setelah di mixer larutan dicampur air sampai 1000 ml dan masukkan dalam
tabung gelas
Tutup rapat-rapat mulut tabung dengan telapak tangan dan kocoklah dengan
mendatar sampai tercampur
Setelah dikocok letakkan tabung gelas ditempat yang datar kemudian masukkan
Hydrometer
Biarkan Hydrometer terapung bebas dan tekanlah stopwatch
Catatlah angka skala pada Hydrometer pada rentang waktu ½, 1, dan 2 menit
dan ukur suhunya
Sesudah pembacaan di menit kedua, angkatlah Hydrometer dan cuci dengan
menggunakan air kemudian kocok kembali larutan dalam tabung
Masukkan kembali Hydrometer dengan hati-hati ke dalam tabung dan lakukan
pembacaan pada saat 15, 30, 60, 120 dan 1440 menit.
d. Teori Hydrometer
Analisa hydrometer didasarkan pada prinsip sedimentasi (pengendapan)
butir-butir tanah dalam air . Bila suatu contoh tanah dilarutkan dalam air, partikel-
partikel tanah akan mengendap dengan kecepatan yang berbeda-beda tergantung
pada bentuk, ukuran, dan beratnya.
Di dalam laboratorium, pengujian hydrometer dilakukan dalam silinder
pengendap yang terbuat dari gelas dan memakai 50 gram contoh tanah yang kering
oven dan lolos ayakan 200. Kemudian dicampurkan dengan larutan pendispersi
(pengendap)sesuai dengan kepekatan yang ada.
e. Perhitungan
Perhitungan analisa saringan dapat dilakukan seperti dalam cara pemeriksaan
analisa saringan agregat halus dan kasar
Dari pembacaan Rh tentukan diameter dengan menggunakan nomogram
terlampir. Untuk ini nilai pembacaan Th harus dituliskan disamping skala Rh
pada nomogram terlampir
Hitung diameter prosen dari berat butiran yang lebih kecil dari diameter (D) dari
rumus-rumus berikut :
Untuk hidrometer dengan pembacaan 5 – 10 gram/liter
P =
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
63
Untuk Hydrometer dengan pembacaan berat jenis 0.995 – 1.038
P =
K = Koreksi Suhu
a = Faktor Kalibrasi
Rumus-rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Rc = Ra – Zc + Ct
Dimana : Rc = Bacaan hidrometer terkoreksi.
Ra = Bacaan hidrometer saat pengujian.
Zc = Koreksi terhadap nol hidrometer.
Ct = Koreksi terhadap temperatur (lihat tabel 2).
2. % lolos = %100.
Ws
aRc
Dimana : Rc = Bacaan hidrometer terkoreksi.
a = Koreksi terhadap Gs (lihat tabel 1).
Ws = Berat benda uji kering.
3. R = Ra + 1
Dimana : R = Bacaan hidrometer hanya terkoreksi oleh meniskus.
Ra = Bacaan hidrometer saat pengujian
4. t
Lv
dimana : L = Jarak yang ditempuh butiran (lihat tabel 4).
v = Kecepatan butiran mengendap.
t = Waktu pengamatan.
5. t
LD x K
Dimana :
D = diameter butiran.
K = Besaran yang tergantung pada kekentalan air dan Gs (lihat tabel 3).
L = Jarak yang ditempuh butiran.
t = Waktu pengamatan.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
64
Tabel 1
Koreksi ( a ) terhadap berat jenis ( Gs )
Berat jenis
tanah
Faktor
koreksi
(Gs) ( a )
2.85 0.96
2.8 0.97
2.75 0.98
2.7 0.99
2.65 1.00
2.6 1.01
2.55 1.02
2.5 1.04
Tabel 2
Koreksi ( Ct ) terhadap temperatur
Temperatur Ct
( °C )
15 -1.10
16 -0.90
17 -0.70
18 -0.50
19 -0.30
20 0.00
21 0.20
22 0.40
23 0.70
24 1.00
25 1.30
26 1.65
27 2.00
28 2.50
29 3.05
30 3.80
Tabel 3
Nilai K pada persamaan t
LD x K
Temp
°C
Berat Jenis Tanah ( Gs )
2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
0.0151
0.0149
0.0148
0.0145
0.0143
0.0141
0.0140
0.0138
0.0137
0.0135
0.0133
0.0132
0.0130
0.0129
0.0128
0.0148
0.0146
0.0144
0.0143
0.0141
0.0139
0.0137
0.0136
0.0134
0.0133
0.0131
0.0130
0.0128
0.0127
0.0126
0.0146
0.0144
0.0142
0.0140
0.0139
0.0137
0.0135
0.0134
0.0132
.0.0131
0.0129
0.0128
0.0126
0.0125
0.0124
0.0144
0.0142
0.0140
0.0138
0.0137
0.0135
0.0133
0.1320
0.0130
0.0129
0.0127
0.0126
0.0124
0.0123
0.0122
0.0141
0.0140
0.0138
0.1360
0.0134
0.0133
0.0131
0.0130
0.0128
0.0127
0.0125
0.0124
0.0123
0.0121
0.0120
0.0139
0.0138
0.0136
0.0134
0.1330
0.1310
0.0129
0.0128
0.0126
0.0125
0.0124
0.0122
0.0121
0.0120
0.118
0.0137
0.0136
0.0134
0.0132
0.0132
0.0129
0.0128
0.0126
0.0125
0.0123
0.0122
0.0120
0.0119
0.0118
0.017
0.0138
0.0134
0.0132
0.0131
0.0129
0.0127
0.0126
0.0124
0.0123
0.0122
0.0120
0.0119
0.0117
0.0116
0.0115
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
65
Tabel 4
Nilai L ( Effective Depth ) untuk Hydrometer tipe 152H
Bacaan
hydrometer
terkoreksi
oleh Menikus
(R)
Effective
Depth
( L )
Bacaan
hydrometer
terkoreksi oleh
Menikus
( R )
Effective
Depth
( L )
Bacaan
hydrometer
terkoreksi oleh
Menikus
(R)
Effective
Depth
(L)
0 16.3 21 12.9 42 9.4
1 16.1 22 12.7 43 9.2
2 16.0 23 12.5 44 9.1
3 158 24 12.4 45 8.9
4 15.6 25 12.2 46 8.8
5 15.5 26 12.0 47 8.6
6 15.3 27 11.9 48 8.4
7 15.2 28 11.7 49 8.3
8 15.0 29 11.5 50 8.1
9 14.8 30 11.4 51 7.9
10 14.7 31 11.2 52 7.8
11 14.5 32 11.1 53 7.4
12 14.3 33 10.9 54 7.3
13 14.2 34 10.7 55 7.1
14 14.0 35 10.5 56 7.0
15 13.8 36 10.4 57 6.8
16 13.7 37 10.2 58 6.6
17 13.5 38 10.1 59 6.5
18 13.3 39 9.9
19 13.2 40 9.7
20 13.0 41 9.6
f. Form Data Percobaan Kalibrasi Hydrometer
Gambar : Dimensi dan istilah-istilah Hydrometer
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
66
Diameter tabung (Jar) D = ............ cm
Luas penampang tabung (A) = ............ cm2
Volume air sebelum penambahan Hydrometer (V1) = ............ cm3
Volume air setelah penambahan Hydrometer (V2) = ............ cm3
Volume Hydrometer (Vh = V2 + V1) = ............ cm3
Kenaikan permukaan air akibat penambahan Hyd. = ............ cm
L (Zr) = Kedalaman efektif Hydrometer
= Li – L/2
= (H + H1 + Δh ) - √H/2aj
L2 = Panjang kepala Hydrometer = cm
Rh Li H1 L/2
Vh/2aj R
L(Zr) (Li-L/2)
cm cm cm 1000(RhxK-1) cm
g. Form Data Percobaan Hydrometer
Lokasi : ....................................................
Tanggal Praktikum : ....................................................
Kelompok : ....................................................
Asisten : ....................................................
Data Analisa Ayakan :
saringan tertahan
saringan
jumlah
tertahan %
komulatif
tertahan
%
komulatif
lolos
saringan
diameter
(mm) No (gram) (gram)
4,75 4
2 10
0,84 20
0,42 40
0,30 60
0,15 100
0,075 200
Pan
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
74
Data pengujian Hydrometer :
Tipe Hidrometer : ................. Koreksil nol Hydrometer : .................
GS tanah : ................. Koreksi Meniskus : .................
Berat sampel : .................
Waktu Temperatur Bacaan Bacaan Prosentase Terkoreksi Effektive V = L/t
Nilai Diameter
Hidrometer Terkoreksi Lolos menikus Depth K Butiran
(t) (Ra) (Rc) (R) (L) (D)
(menit) °C (%) (mm)
0
0.5
1
2
15
30
60
120
1440
Catatan :
*Merupakan prosentasi komulatif lolos terhadap seluruh sampel merupakan “Prosentase (%) lolos pada analisa Hydrometer
dikalikan prosentase (%) lolos saringan No. 200 pada analisa saringan”.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
75
h. Grafik Data Percobaan Hydrometer
Keterangan :
Grafik analisa Hydrometer ini merupakan gabungan analisa ayakan dan analisa
Hydrometer.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
76
Flowchart Percobaan Hydrometer
Tanah sisa saringan disaring dengan saringan No. 200
Ambil hasil saringan 50 gram lalu larutkan dalam
sodium silikat selama 24 jam
Aduk dengan mixer sampai butiran merata
Kocok larutan dengan tangan lalu bolak balik hingga
larutan dianggap cukup homogen
Diamkan larutan, pada saat tertentu baca hydrometer
dan termometer
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
77
Percobaan Plastic Limit
Gambar 13. Percobaan plastik limit
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
78
Percobaan Batas Plastis (Plastic Limit)
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada
keadaan batas plastis. Batas plastis adalah kadar air minimum dimana suatu tanah
masih dalam keadaan plastis.
b. Alat Dan Bahan
Adapun alat yang digunakan dalam pemeriksaan Plastic Limit adalah :
Plat kaca 45 x 45 x 0,9 cm
Sendok dempul panjang 12,5 cm
Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
Cawan untuk menentukan kadar air
Botol tempat air
Air
Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu sampai (110 ± 5)º C
Gambar 14. Alat uji plastic limit
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
79
c. Langkah Kerja
Letakkan 100 gram benda uji yang sudah dipersiapkan di dalam sebuah wadah
Aduklah benda uji tersebut sambil menambahkan air sedikit demi sedikit sampai
kadar air merata
Setelah contoh menjadi campuran yang rata, buat bola-bola tanah dari benda uji
itu seberat 8 gram, kemudian bola-bola tanah itu di giling-giling di atas plat
kaca. Penggilingan dilakukan dengan telapak tangan sampai membentuk batang
dengan diameter ± 3 mm.
Jika pada saat penggilingan ternyata sebelum benda uji mencapai diameter ± 3
mm sudah retak, maka benda uji disatukan kembali, kemudian ditambah sedikit
air dan diaduk sampai merata. Setelah itu, buat bola-bola lagi dan lakukan
kembali penggilingan hingga mencapai diameter ± 3 mm.
Jika ternyata penggilingan bola-bola itu bisa mencapai diameter lebih dari 3 mm
tanpa menunjukkan retakan-retakan, maka contoh tanah perlu dibiarkan
beberapa menit di udara agar kadar airnya berkurang sedikit.
Pengadukan dan penggilingan diulangi terus sampai retakan-retakan itu terjadi
tepat pada saat pilinan mempunyai diameter ± 3 mm.
d. Perhitungan
Menentukan kadar air rata-rata (WC) sebagai harga batas plastis:
Kadar air pada batas plastis (plastic limit water content):
Berat air = (berat cawan+ tanah basah) – (berat cawan + tanah
kering)
Berat tanah kering = (berat cawan + tanah kering) – berat cawan
Perhitungan Kadar Air = wp =
e. Teori Plastic Limit
Batas plastis didefinisikan sebagai kadar air, dinyatakan dalam persen, dimana
tanah apabila digulung sampai dengan diameter 1/8” (3,2 mm) menjadi retak-retak.
Batas plastis merupakn batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
80
f. Form Data Percobaan Plastic Limit
Lokasi : ...................................................
Tanggal Praktikum : ...................................................
Kelompok : ...................................................
Asisten : ...................................................
Batas Plastis
Nomor Cawan 1 2 3
Berat cawan (gram)
Berat cawan + tanah basah (gram)
Berat cawan + tanah kering (gram)
Berat air (gram )
Berat tanah kering (gram)
Kadar air (%)
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
81
Flowchart Percobaan Batas Plastis (Plastic Limit)
Buat bola-bola tanah dari benda uji seberat 8 gram, kemudian digeleng-
gelengkan di atas plat kaca dengan telapak tangan dengan kecepatan 80-90
gelangan per menit
Penggelengan dilakukan terus hingga benda uji membentuk batang dengan
diameter 3 mm. jika benda uji sudah retak sebelum itu maka satukan
kembali ditambah air sedikit lalu diaduk sampai merata. Jika penggelengan
bola lebih kecil dari 3 mm tanpa menunjukkan keretakan, maka benda uji
perlu dibiarkan beberapa saat di udara agar kadar airnya berkurang
Letakan benda uji di atas plat kaca, aduk hingga kadar air merata
Pengadukan dan penggelengan diulangi terus hingga
retakan-retakan itu terjadi tepat pada saat gelengan
mempunyai diameter 3 mm
Periksa kadar air tanah diatas, pemeriksaan
dilakukan ganda benda ujiuntuk perbedaan kadar
air 5% (maksimum)
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
82
Percobaan Batas Cair (Liquid Limit)
Gambar 15. Percobaan Liquid Limit dengan alat Cassagrande
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
83
Percobaan Batas Cair (Liquid Limit)
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dilakukan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada
keadaan batas cair. Batas cair adalah kadar air batas dimana suatu tanah berubah
dari keadaan cair menjadi keadaan plastis.
b. Alat Dan Bahan
Adapun alat yang digunakan dalam pemeriksaan batas cair (Liquid Limit)
adalah:
Alat batas cair standard
Alat pembuat alur (Groofing Tool)
Sendok dempul
Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
Air
Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu sampai ( 110 ± 5)ºC
Gambar 16. Alat uji liquid Limit (cassagrande)
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
84
c. Langkah Kerja
a) Aduk benda uji sebanyak 100 ml dengan menggunakan spatula, dan tambahkan
air sambil diaduk hingga tanah menjadi homogen.
b) Setelah merata, letakkan sebagian benda uji diatas mangkuk batas cair, dan
ratakan permukaan hingga bagian paling tebal sekitar 1cm.
c) Buat alur dengan membagi 2 tanah sample tersebut dengan Grooving Tools.
d) Putar tuas alat dengan kecepatan jatuhan mangkuk 2 putaran perdetik
e) Lakukan putaran terus hingga belahan sample besinggungan sepanjang 1.25 cm
dan catat jumlah ketukannya.
f) Ulangi pekerjaan c dan e beberapa kali hingga didapat jumlah ketukan yang
sama.
g) Kembalikan lagi sampel uji, dan buat adonan baru dengan merubah kadar airnya
hingga dapat perbedaan jumlah pukulan sebesar 8 sampai 10 pukulan
d. Teori liquid limit
Untuk mengatur kadar air tanah yang bersangkutan agar memenuhi
persyaratan sangatlah sulit. Oleh karena itu, akan lebih baik jika dilakukan uji batas
cair paling sedikit empat kali pada tanah yang sama tetapi pada kadar air yang
berbeda-beda sehingga jumlah pukulan N yang dibutuhkan untuk menutup goresan
bervariasi antara 15-35.
Hubungan antara kadar air dan Log N dapat dianggap sebagai suatu garis
lurus. Garis lurus tersebut dapat dinamakan sebagai kurva aliran (Flow Curve)
Kadar air yang bersesuaian dengan N=25, yang ditentukan dari kurva aliran
adalah batas cair tanah yang bersangkutan . Sedangkan kemiringan garis aliran
(Flow Line) didefinisikan sebagai indeks aliran.
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
85
e. Form Data Percobaan Liquid Limit
Lokasi : ....................
Tanggal Praktikum : ....................
Kelompok : ....................
Asisten : ....................
Batas Cair (LL)
Banyaknya Pukulan Satuan
Nomor Cawan 1 2 3 4
Berat cawan gram
Berat cawan + tanah basah gram
Berat cawan + tanah kering gram
Berat air gram
Berat tanah kering gram
Kadar air %
f. Grafik Semilog Percobaan Liquid Limit
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
86
Flowchart Percobaan Liquid Limit
Tanah dicampur air
Ratakan di atterberg setebal 8 mm
Garuk dengan grooving tool casagrande
Mangkuk atterberg di putar antara 10 – 40 kali
Putar hingga tanah menutup lagi sepanjang 1.5 cm
Ulang percobaan di atas dengan sampel berbeda
Hasil percobaan di timbang dan catat beratnya
Oven selama 24 jam, timbang kembali hasil oven dan
catat
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
87
Percobaan Shrinkage Limit
Gambar 20. Percobaan Shrinkage Limit
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
88
Percobaan Batas Susut (Shrinkage Limit)
a. Tujuan Percobaan
Mencari kadar air tanah dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanah
setelah dioven, dimana pengurangan kadar air tidak akan menyebabkan
pengurangan volume massa tanah, tetapi penambahan kadar air tanah akan
menyebabkan penambahan volume massa tanah.
b. Alat Dan Bahan
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :
Evaporating Disk, porcelain ± 4,5”
Spatula (sudip/sendok) ; panjang ± 3”; lebar ¾”
Shrinkage Disk, dasar rata, dari porcelain atau monel ±1; ¾”, tinggi ± ½”
Straight Edge, ± panjang 12”
Glass, cup, permukaan rata ± 2”, tinggi ±1”
Glass Plate (Prong Plate)
Graduate Cylinder, 25 ml, tiap garis pembacaan ukuran volume : 0,2 ml
Balance, ketelitian 0,1 gram
Mercury (air raksa)
Gambar 21. Alat dan Bahan Percobaan Shrinkage Limit
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
89
c. Langkah Kerja
Menimbang berat Shringkage Disk
Mengisi Shringkage Disk dengan air raksa untuk menentukan volume tanah
basah
Sampel tanah yang digunakan diambil dari percobaan Liquid Limit dengan nilai
N (jumlah ketukan) mendekati 25 ketukan.
Masukkan tanah kedalam Shringkage Disk dan ratakan dengan mengetuk-
ngetuk agar cawan benar-benar terisi, kemudian ratakan permukaan tanah
dengan menggunakan Grass Plate.
Kemudian tanah tersebut ditimbang. Biarkan pasta mengering di udara dan
kemudian masukkan kedalam oven.
Setelah sample benar-benar kering, timbang ulang berat cawan kosong bersih
dan kering.
Alirkan raksa kedalam cawan yang berisi sampel yang sudah mengering, dan
kemudian press dengan kaca secara kuat hingga raksa yang berlebih mengalir
keluar.
Ukur banyaknya air raksa yang meluber untuk mengetahui volume tanah kering
(Vs)
d. Perhitungan
Kadar Air (w) =
Shrinkage Limit =
Ws = berat tanah asli
V = volume tanah asli
Vs = volume tanah kering
Berat air = (berat cawan+ tanah basah) – (berat cawan + tanah kering)
Kadar air = (berat air) / (berat tanah kering) x 100%
Shringkage limit = w - Δw
%100
Ws
VsVwSL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
90
e. Form Data Percobaan Shrinkage Limit
Lokasi : ......................................................
Tanggal Praktikum : ......................................................
Kelompok : ......................................................
Asisten : ......................................................
Batas Susut (Sl)
No. Cetakan Satuan 1 2
Berat cetakan gr
Berat cetakan + tanah basah gr
Berat cetakan + tanah kering gr
Berat tanah basah gr
Berat air gr
Berat tanah kering gr
Isi tanah basah ml
Isi tanah kering ml
Kadar Air (w) %
%100
Wo
VoVwSL
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
91
Flowchart Percobaan Shrinkage Limit
Menimbang shringkage disk
Mengisi shringkage disk dengan raksa
untuk menetukan volume tanah basah
Masukan tanah ke dalam cawan penyusut
dan ratakan dengan mengetuk-ketukagar
cawan benar-n\benar terisi, kemudian
ratakan permukaan tanah dengan
menggunakan grass plate
Timbang tanah tersebut, biarkan pasta
mengering di udara, kemudian masukan oven
Setelah sampel benar-benar bersih, timbang
ualang cawan kosong bersih dan kering
Alirkan raksa kedalam cawanyang berisi
sampel yang sudah mengering, dan
kemudian press dengan kaca secara kuat
hingga raksa yang berlebih mengalir keluar
Ukur banyak air raksa yang
meluber untuk mengetahui
volume tanah kering
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
92
Percobaan Unconfined
Gambar 22. Percobaan unconfined
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
93
Percobaan Unconfined
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan besarnya kekuatan tekan
bebas contoh tanah dan batuan yang bersifat kohesif dalam keadaan asli maupun
buatan (remolded).
Yang dimaksud dengan kekuatan tekan bebas adalah besarnya gaya Aksial per
satuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan atau pada saat tegangan
aksialnya mencapai 20 %.
b. Alat Dan Bahan
Mesin tekan bebas
Extruder
Cetakan benda uji
Pisau tipis
Neraca
Stopwatch
Pisau kawat
Gambar 23. Extruder Gambar 24. Alat uji unconfined
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
94
c. Langkah Kerja
Siapkan benda uji berupa silinder kemudian timbang benda uji tersebut
Letakkan benda uji pada mesin tekan bebas.
Atur jarum arloji pada angka nol.
Lakukan pembacaan beban pada regangan 0,5, 1,dan 2% tiap menit.
Lakukan hingga sampel mengalami keruntuhan.
d. Perhitungan
Dasar Regangan Aksial dihitung dengan rumus :
=
= Regangan Aksial (%)
∆L = Perubahan panjang benda uji (cm)
Lo = Panjang benda uji semula (cm)
Luas penampang benda uji rata-rata :
A1 =
Ao = Luas penampang benda uji semula (cm2)
Perhitungan besar Tegangan Normal :
σn = P/A (kg/cm2)
P = F X N ( kg)
N = Pembacaan Arloji Tegangan
F = Angka Kalibrasi dari cincin penguji (Proving Ring)
Unconfined Compression :
qu = ( kg/cm2)
Sensitivity :
St =
e. Gambarkan
Grafik hubungan Tegangan Dan Regangan untuk sampel tanah asli dan tanah
terganggu
Diagram Mohr
Tentukan Kohesi tanah dan Sudut Geser tanah
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
95
f. Form Data Percobaan Undisturbed
Lokasi : .......................................................
Tanggal Praktikum : .......................................................
Kelompok : .......................................................
Asisten : .......................................................
Pemb.
Arloji
(Penurunan)
(mm)
Pemb.
Arloji
(Tegangan)
(div.)
Regangan
(%)
Beban
(kg)
Luas
Terkoreksi
A' = Ao / (1-Ε)
(cm²)
Tegangan
(kg/cm²)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
96
g. Form Data Percobaan Remolded
Lokasi : .......................................................
Tanggal Praktikum : .......................................................
Kelompok : .......................................................
Asisten : .......................................................
Pemb.
Arloji
(Penurunan)
(mm)
Pemb. Arloji
(Tegangan)
(div.)
Regangan
(%)
Beban
(Kg)
Luas
Terkoreksi
A' = Ao / (1-Ε)
(cm²)
Tegangan
(Kg/cm²)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
97
Flowchart Percobaan Unconfined (Undisturbed & Remolded)
Memberikan tekanan 80 psi pada alat unconfined compression test dari alat
kompresor
Menyiapkan sample tanah diameter 5 cm dan tinggi 10 cm
Tempatkan sample pada alat unconfined compression test
Tutupkan tekanan kompresor
Proving ring dan dial gauge diatur pada angka nol
Tempatkan stopwatch sehingga mudah diamati
Putar kran pengatur tekanan dan perhatikan kedudukan dial gauge
Atur kran pada menit ke-n, catat besarnya tekanan yang diberikan. Atur kran
sehingga didapatkan kesesuaian antara regangan dengan waktu. Setelah sampel
runtuh percobaan dihentikan
Lakukan hal yang sama pada tanah yang tidak asli (remolded)
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
98
Percobaan Direct Shear
a. Tujuan Percobaan
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan parameter kuat geser tanah
kohesi (c) dan sudut geser tanah (Ø). Percobaan ini dilakukan pada tanah dengan
fraksi tanah berbutir kasarnya lebih besar.
b. Alat dan bahan
Alat geser langsung
Cincin retak benda uji
Neraca dengan ketelitian 0.01gr
Stopwatch
Oven
Gambar 25. Desikator Gambar 26. Percobaan direct shear
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
99
c. Langkah Kerja
Timbang dan pastikan contoh tanah asli dari dalam tabung ujungnya harus rata
Benda uji dimasukkan ke dalam cincin pemeriksaan yang telah terkunci menjadi
satu.
Stang penekan dipasang vertical untuk memberi beban normal pada benda uji
dan diatur sehingga beban yang diterima oleh benda uji sama dengan beban yang
diberikan pada stang tersebut
Arloji geser diatur sehingga menunjukkan angka nol.
Beban normal diberikan pertama sesuai dengan beban yang diperlukan
Lakukan pembacaan geseran dan dial reading hingga mendapatkan pembacaan
tiga kali nilainya sama, setelah itu ganti sampel tanah kemudian ulangi lagi
langkah di atas dengan beban normal yang berbeda.
d. Perhitungan
Perhitungan Tegangan Geser Maksimum :
= Tegangan Geser maksimum (kg/cm2)
P = Gaya geser (kg)
A = Luas bidang geser benda uji (cm2)
Perhitungan Beban Normal :
G =
G = Beban normal yang dibutuhkan
σ = Tegangan lapangan
A = Luas contoh tanah/benda uji
Perhitungan Tegangan Geser :
= Pembacaan X
e. Gambarkan
Grafik hubungan tegangan dan regangan
Grafik hubungan tegangan normal dan tegangan geser
Tentukan kohesi dan sudut geser dalam tanah
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
100
f. Form Data Percobaan Direct Shear
Lokasi : .................................
Tanggal Praktikum : .................................
Kelompok : .................................
Asisten : .................................
P1 P2 P3
Horizontal Dial
Reading (div)
Horizontal Disp. Δh
(mm)
σ1=P/A*F = 0,400 σ1=P/A*F = 0,800 σ1=P/A*F = 1,200
Load Ring Dial (div)
Gaya Geser (kg)
Tegangan Geser
(1)
Load Ring Dial
(div)
Gaya Geser (kg)
Tegangan Geser
(2)
Load Ring Dial (div)
Gaya Geser (kg)
Tegangan Geser
(1)
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
* faktor kalibrasi (kgf/div)
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
101
Flowchart Percobaan Direct Shear
Dengan pencetak sampel dibuat beberapa sampel
Masukkan sebuah sample kedalam frame bawah dan ditutupi dengan frame atas
lalu diisi dengan air
Letakkan frame pada tempatnya
Dial diatur agar dapat tempat menyinggung frame kemudian jarum
menunjukkan angka nol
Contoh tanah yang telah dipasang alat direct shear diberi beban yang telah
ditentukan. Mesin dijalankan untuk mendapatkan tegangan geser.
Sebelumnya untuk sampel yang pertama anak timbangan sebesar 4 Kg
Atur kran agar pada waktu ke-n menit, dial gauge menunjukkan m = 104
inchi
Pembacaan dial dilakukan tiap 0.5 menit. Setelah tanah runtuh, yaitu pada
saat dial menunjukkan harga konstan percobaan dihentikan, percobaan
diulangi lagi untuk sampel kedua dan ketiga untuk masing-masing 4 Kg, 8 Kg,
dan 12 Kg
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
102
Percobaan Triaxial Compression Test UU
Gambar 27. Percobaan Triaxial
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
103
Percobaan Triaxial Compression Test UU
a. Tujuan Percobaan
Pekerjaan ini dimaksudkan untuk mengukur Unconsolidated Undrained
stregnth terhadap sampel berbentuk silinder dari tanah kohesif, baik dalam keadaan
undisturbed maupun remoulded pada alat Compression Test Load, dimana sampel
menerima tekanan disekelilingnya dalam Triaxial Chamber.
Dalam pengukuran ini dilakukan pengukuran tegangan total yang bekerja
pada specimen dan selanjutnya dapat dikoreksi terhadap tekanan air pori.
b. Alat Dan Bahan
Alat uji Triaksial
Sampel tanah
c. Langkah Kerja
Ambil sampel benda uji dari lapangan dengan tabung yang telah disediakan
Keluarkan sampel tanah dari tabung dengan hati-hati, agar tidak terjadi
kerusakan pada sample tanah
Bungkus sample tanah dengan membran
Pasangkan sampel tanah yang telah dibungkus membran tersebut pada pada
Piston Triaxial
Pasang juga karet pada ujung atas dan bawah sample
Tutupkan tabung triaxial, hubungkan dengan alat pengukur tegangan, lalu isi
tabung tersebut dengan air hingga penuh
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
104
Arloji penunjuk beban dan arloji pengukur penetrasi diatur sampai menunjukkan
angka nol
Berikan Tekanan Axial pada sampel tanah tersebut sebesar 0,5 – 2% per menit,
dan catat beban dan perubahan-perubahan setiap 0,1; 0,3; 0,4; 0,5% (pada setiap
0,5% setelah dicapai 3% dan setiap 1% setelah 10% tegangan dan setiap 2% jika
tekanan telah melebihi 10%)
d. Perhitungan
Perhitungan Axial Strain ()
=
Perhitungan luas penampang rata-rata untuk setiap penambahan beban aksial
Ao = luas penampang rata-rata mula-mula dari Specimen
= Axial Strain untuk setiap keadaan penambahan beban Axial
v = Valumatric Strain, positif untuk penyusutan volume
Perhitungan selisih Principal Stress (σ1 – σ3)
σ1 – σ3 =
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
105
Form Data Percobaan Triaxial Compression Test (σ = 0,5 kg/cm2)
Lokasi : ....................................................
Tanggal Praktikum : ....................................................
Kelompok : ....................................................
Asisten : ....................................................
Pembebanan Δh ε 1 -
ε
Luas
Awal
(Ao)
Luas
Koreksi
(A')
Proving
Ring
Beban
(P)
P/A' =
σ1-σ3 σ1 σ3
div mm % cm2 cm2 div kg kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
Data Sampel
Ao (Luas Awal) =
Lo =
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
106
e. Form Data Percobaan Triaxial Compression Test (σ = 1,0 kg/cm2)
Lokasi : ....................................................
Tanggal Praktikum : ....................................................
Kelompok : ....................................................
Asisten : ....................................................
Pembebanan Δh ε 1 -
ε
Luas
Awal
(Ao)
Luas
Koreksi
(A')
Proving
Ring
Beban
(P)
P/A' =
σ1-σ3 σ1 σ3
div mm % cm2 cm2 div kg kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
Data Sampel
Ao (Luas Awal) =
Lo =
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
107
f. Form Data Percobaan Triaxial Compression Test (σ = 1,5 kg/cm2)
Lokasi : ....................................................
Tanggal Praktikum : ....................................................
Kelompok : ....................................................
Asisten : ....................................................
Pembebanan Δh ε 1 -
ε
Luas
Awal
(Ao)
Luas
Koreksi
(A')
Proving
Ring
Beban
(P)
P/A' =
σ1-σ3 σ1 σ3
div mm % cm2 cm2 div kg kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
Data Sampel
Ao (Luas Awal) =
Lo =
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
108
Flowchart Percobaan Triaxial Compression Test
Pengambilan Sampel di Lapangan
Potong Sampel sepanjang 12 cm
Masukkan Sampel pada Tabung yang telah dipasangi
membrane (karet)
Keluarkan Sampel dari tabung hingga sampel tanah hanya
terlapisi oleh membrane
Uji Sampel pada Alat Triaksial
Tutup rapat tabung triaksial hingga tidak ada celah
Sampel diberi tekanan dari compressor sebagai sebesar
0.5;1.0 dan 1.5 Kg/cm2. Isi tabung dengan air hingga
penuh. Jalankan pemutar alat dengan kecepatan tertentu
dan amati perputarab jarum pada dial gauge
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
109
Percobaan Constant Head
Gambar 28. Percobaan constant Head
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
110
Percobaan Constant Head
a. Tujuan Percobaan
Metode test ini meliputi prosedur untuk menetapkan Coefisien Of Permeability
dengan cara constant head untuk aliran air yang melalui tanah berbutir halus.
b. Alat Dan Bahan
Constant Head Filter Tank
Sample tanah
Gambar 29. Alat constant Head
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
111
c. Langkah Kerja
Tanah berbutir kasar diletakkan di permeameter
Tempatkan kasa kawat dengan membukanya sedikit untuk menahan specimen
yang melewati piringan berlubang dekat dasar permeameter
Kemudian permeameter dialiri air yang terhubung dengan selang air dari kran
sampai specimen terendam air sepenuhnya dengan keadaan klep bawah tertutup
Setelah specimen jenuh air dan permeameter terisi penuh dengan air, buka klep
bawah
Tunggu sampai air yang keluar dari klep bawah mengalir dengan konstan
Setelah konstan, taruh tabung ukur di bawah aliran air yang konstan tersebut
Tunggu aliran air yang konstan tersebut mengisi tabung ukur selama satu menit
Kemudian ukur tinggi air yang ada di tabung ukur tersebut
Ulangi percobaan tersebut sampai hasil tinggi air yang didapat mempunyai nilai
yang sama setidaknya mendekati
Ambil beberapa data yang mempunyai nilai yang sama atau hampir mendekati
d. Perhitungan
Perhitungan Koefisien Permiabilitas :
k =
k = Koefisien Permiabilitas
Q = Debit Air Yang Keluar
L = Jarak Antar Manometer
H = Perbedaan Tinggi Tekanan Dalam Manometer
t = Total Waktu Rembesan
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
112
e. Form Data Percobaan Constant Head
Lokasi : ....................................
Tanggal Praktikum : ....................................
Kelompok : ....................................
Asisten : ....................................
No. Contoh Satuan 1 2 3
Φ dalam pipa (cm)
A pot.dalam pipa (cm²)
Φ contoh tanah (cm)
A pot.contoh tanah (cm²)
Panjang contoh tanah l (cm)
Waktu mulai t1 (det)
Waktu akhir t2 (det)
H (cm)
(t2 - t1) (det)
L/h
Q (cm³)
Q/(t2 - t1)
(cm/detik)
kT= L
h .
Q
A (t2- t1)
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
113
Flowchart Percobaan Constant Head
Ambil sampel tanah
Masukkan tanah tersebut dalam Mold pengetesan permeability
Tutup sampel yang sudah dilapisi kertas
saring dengan batu pori atas bawahnya
Hubungkan dengan buret + tutup kran + isi
buret dengan air
Jenuhkan tanah dengan membuka kran
sehingga air dapat mengalir melului contoh
tanah
Isi kembali buret dengan air dann ukur tinggi
dari ujung bawah contoh tanah
Alirkan air sehingga air dalam buret hampir
kosong
Catat waktunya dengan menggunakan
stopwatch. Catat hasil percobaan
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
114
Percobaan Falling Head
a. Tujuan Percobaan
Metode test ini meliputi prosedur untuk mendapatkan nilai koefisien K. Yaitu
nilai-nilai yang menyatakan kemudahan aliran air melalui contoh tanah berbutir
halus.
b. Alat Dan Bahan
Tabung permeater yang terdiri dari :
- Batu pori 2 buah
- Siil dari karet 2 buah
- Pegas (peer)
Pipa vertical (pisometer)
Gelas ukur
Timbangan
Alat pencatat waktu
Sample tanah
c. Langkah Kerja
Tanah yang dipakai dalam keadaan undisturbed sample atau tanah asli
Ambil contoh di lapangan yang sudah ditentukan dengan cetakan (ring)
permeabilitas
Ratakan pada ujung dan pangkalnya dengan pisau
Masukkan contoh tanah dengan extruder ke dalam tabung permeameter yang
sudah dilengkapi dengan porostone (batu pori) pada ujung dan pangkalnya
Setelah itu ukur tinggi sampel lalu timbang (berat contoh + tabung saja)
Di atas batu pori diletakkan kertas filter, lalu contoh tanah di atasnya beri lagi
kertas filter baru batu pori, lalu kertas
Kemudian tutup tabung permeameter sampai menekan pegas sehingga pegas
memberi tekanan pada contoh tanah, selain itu juga untuk menjaga tanah tetap
pada tempatnya sewaktu tanah menjadi jenuh
Air dialirkan pada pisometer, hilangkan gelembung-gelembung udaranya
Pembacaan pertama setelah contoh tanah jenuh, ukur tinggi air (Ho) dari datum
sampai tinggi mula-mula, catat waktunya (To)
Pembacaan kedua dari datum sampai tinggi setelah penurunan air (H1), catat
waktunya (T1).
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
115
d. Perhitungan
2
1log3.2
h
h
tA
aLkT
kT = Koefisien Rembesan (cm/det)
a = Luas pipa (cm²)
L = Panjang contoh tanah (cm)
A = Luas contoh tanah
h1 = Tinggi air pada t1
h2 = Tinggi air pada t2
e. Form Data Percobaan Falling Head
Lokasi : ........................................................
Tanggal Paktikum : ........................................................
Kelompok : ........................................................
Asisten : ........................................................
No. Contoh Satuan 1 2
Ф Dalam Pipa cm
A Pot. Dalam Pipa cm2
Ф Contoh Tanah cm
A Pot Contoh Tanah cm2
Panjang Contoh Tanah cm
Waktu
Tinggi Air Pada T1 H1
Tinggi Air Pada T2H2
H1/H2
Log H1/H2
A*L
A*L/A
2.3/(T2-T1)
2
1log3.2
h
h
tA
aLkT
T0c
k20 = kT
0
0
20
26
X
X
Koef Rembesan cm/s
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
116
Flowchart Percobaan Falling Head
Sample dalam keadaan undisturbed sampel atau tanah
aslli
Ambil contoh dilapangan yang sudah ditentukan dengan ring permeabilitas
Ratakan ujung dan pangkal ring dengan pisau
Masukkan contoh tanah ke dalam tabung permeameter yang
sudah dilengkapi porostone pada ujung dan pangkal
Timbang sample dengan tabungnya serta ukur tinggi tabung
Kemudian tutup tabung permeameter sampai menekan pegas sehingga pegas memebrikan
tekanan pada sample, selain itu menjaga sample tetap pada tempatnya
Aliran air pada pisometer, hilangkan gelembung-gelembung udaranya
Pembacaan pertama setelah sample, ukur tinggi air(h0) dari datum
sampai tinggi mula-mula. Pembacaan kedua dari datum sampai tinggi
setelah penurunan catat waktunya
Diatas batu pori letakkan kertas filter kemudian letakkan sample tanah dan beri
kertas filter lagi baru batu porus
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
117
Flowchart Percobaan Permeabilitas Lapangan
Tentukan titik pengujian
Bor titik pengujian
Masukkan tabung uji ke dalam tanah
Masukkan air ke dalam tabung uji
Lakukan pembacaan tinggi air
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
118
Percobaan Permeabilitas Lapangan
a. Tujuan Percobaan
Pengujian Permeabilitas Lapangan digunakan untuk menetapkan
koefisien permeabilitas (coefisien of permeabilit) dengan melakukan pengujian
langsung di tempat/lapangan.
Studi mengenai aliran air melalui pori-pori tanah diperlukan dalam
mekanika tanah karena hal ini sangat berguna di dalam memperkirakan jumlah
rembesan air dalam tanah, menyelidiki permasalahan-permasalahan yang
mengyangkut konstruksi bawah tanah.
b. Peralatan dan Bahan
Seperangkat alat uji permeabilitas
Bor tangan (untuk membuat lubang)
Air
Linggis / cangkul
Alat pencatat waktu / Stopwacth
c. Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan.
2. Buatlah lubang dengan diameter lubang 20 cm dan kedalaman 20 cm.
3. Masukkan tabung uji ke dalam tanah sedalam 15 cm dari permukaan tanah
galian seperti terlihat pada Gambar .
4. Masukkan air ke dalam tabung uji lalu tunggu beberapa saat sampai tanah
dia area pengujian jenuh.
5. Lakukan pembacaan tinggi air dengan rentang waktu sesuai yang telah
ditentukan (sesuai form).
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
119
Gambar 1
d. Perhitungan
Dimana :
k = koefisien permebilitas
Q = jumlah air yang di tuangkan dalam pipa lindung
R = jari-jari pipa lindung
H = tinggi energi
e. Form Data Percobaan Permeabilitas Lapangan
Lokasi : ........................................................
Tanggal Paktikum : ........................................................
Kelompok : ........................................................
Asisten : ........................................................
20 cm
H
2R
Q
15 cm
20 cm
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
120
Data percobaan Permeabilitas Lapangan :
Kedalaman = cm
R tabung uji = cm
A = cm2
h = cm
No t
(menit)
t
(detik) h (cm) Δh
1 0 0 2 1 60 3 2 120 4 3 180 5 4 240 6 5 300 7 7,5 450 8 10 600 9 15 900 10 20 1200 11 25 1500 12 30 1800
top related