komposisi tanah_2
DESCRIPTION
komposisi tanahTRANSCRIPT
Gambar diatas menunjukkan elemen tanah dengan Volume (V) dan Berat (W)
Volume Total contoh tanah :
Dimana :
𝑽=𝑽 𝒔+𝑽 𝒗=𝑽 𝒔+𝑽 𝒘+𝑽 𝒂
Hubungan Volume yang umum dipakai :
•Angka Pori (Void Ratio) ; e•Porositas (Porosity); n•Derajat Kejenuhan ( Degree of Saturation); S
Hubungan Berat yang umum dipakai :
•Kadar air (moisture/water content ; w)•Berat volume (Unit weight ; )
Berat Volume ()
…… (6) Berat volume yang diberikan dalam persamaan ini dapat pula diartikan lainsebagai berat volume basah (moist unit weight).
Berat volume tanah dapat juga dinyatakan dalam berat butiran tanah, kadar air dan volume total
…… (7)
Seringkali, dalam pekerjaan geoteknik perlu juga untuk mengetahuiberat per satuan volume, tidak termasuk air yang dikandung dalam tanah.Berat volume ini diartikan sebagai berat volume kering (dry unit weight, γd).
Dalam satuan Sistem Internasional
atau SI , satuan yang digunakan untuk
menyatakan berat volume adalah
kN/m2. Dikarenakan satuan Newton
(N) adalah satuan turunan, dapat pula
menyatakan berat volume tanah
dalam rapat masa tanah (soil mass
density, ρ). Satuan SI untuk rapat
masa adalah kg/m3. Persamaan massa
jenis dapat ditulis :
dan
Dimana : = rapat masa tanah (kg/m3),d = masa jenis kering (kg/m3),M = massa total sample tanah (kg),Ms = massa butiran tanah (kg).
Satuan dari volume total (V) adalah m3
Berat volume tanah yang dinyatakan dalam kN/m3 dihasilkan dari rapat massa yang dinyatakan dalam kg/m3 yaitu :
dimana, g = percepatan gravitasi = 9.81 m/s2. Sebagai catatan bahwa berat volume air (γw) adalah 9.81 kN/m3 atau 62426/ft3 atau 1000 kgf/m3.
Untuk memperoleh hubungan antara berat volume (atau rapat masa), angka pori, dan kadar air, dapat diasumsikan dimana volume butiran tanah adalah 1 (Vs = 1) sebagaimana ditunjukkan pada Gambar diatas.
Jika volume butiran tanah adalah 1, maka volume rongga secara numerik akan sama angka pori (e). Hubungan berat butiran tanah dan air dapat dituliskan :
Berat jenis didefinisikan secara umum sebagai perbandingan antara berat volume butiran tanah ( s) dan berat volume air (w) pada temperatur 4oC, yang dapat dinyatakan :
Berat jenis merupakan nilai
yang tidak bersatuan (non-
dimensional values). Nilai berat
jenis suatu tanah akan sangat
bervariasi tergantung pada
mineral penyusunnya, namun
secara umum tanah
mempunyai berat jenis antara
2,6 dan 2,8.
Berdasarkan pengalaman
pada permasalahan
geoteknik, berat jenis tanah
yang biasa diambil sebesar
2,7. Beberapa nilai berat
jenis untuk tipikal tanah
diberikan pada Tabel berikut
Dengan menggunakan definisi berat volume dan berat volume kering persamaan sebelumnya dapat dituliskan :
Kemudian, berdasarkan definisi dari derajat kejenuhan
atau
Persamaan ini sangat bermanfaat digunakan untuk memberikan hubungan antara ketiga fase elemen tanah
Jika sample tanah pada gambar diatas dalam keadaan jenuh air, yaitu ruang-ruang pori terisi penuh oleh air, maka hubungan berat jenis jenuh (saturated unit weight, sat) dapat dinyatakan :
Bila dinyatakan dalam rapat masa, dalam satuan SI, dengan mengacu pada hubungan berat volume maka dapat ditulis :Rapat massa :
Persamaan Rapat massa diatas dapat diturunkan dengan mengacu pada pada elemen tanah seperti ditunjukkan pada Gambar berikut ini, yang mana volume butiran tanah adalah sama dengan 1 dan volume pori sama dengan e. Dan, massa butiran tanah, ms, sama dengan Gs w.
Kadar air sebagaimana diberikan pada persamaan sebelumnya, yaitu :
Dimana, mw = massa air
Karena masa tanah dalam elemen tanah adalah Gs w , massa air :
Karena masa tanah dalam elemen tanah adalah Gs w , massa air :
Dari pers. Massa jenis, rapat massa :
Hubungan Antara Berat Volume, Porositas dan Kadar Air
Hubungan antara berat volume, porositas,
dan kadar air dapat dikembangkan dengan
cara yang sama seperti telah ditunjukkan
sebelumnya. Dengan mengasumsikan tanah
yang mempunyai volume total sama dengan
1, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar
berikut :
Dari persamaan
Jika, V = 1, dan Vv = n, maka Vs = 1 – n. Berat butiran tanah (Ws) dan berat air (Ww) dapat dinyatakan sebagai berikut :
Berdasarkan gambar ini maka,
Kadar air tanah pada kondisi jenuh air dapat dinyatakan sebagai berikut :
Kerapatan Relatif Kerapatan relatif umumnya dipakai untuk menunjukkan tingkat kerapatan dari tanah berbutir ( granular soil) di lapangan.
Kerapatan relatif didefinisikan sebagai :
Dimana :Dr = kerapatan relatif (%)e = angka pori tanah di lapangane maks = angka pori tanah dalam
keadaan paling lepase min = angka pori tanah dalam
keadaan paling padat
Harga kerapatan relatif bervariasi dari harga terendah = 0 untuk tanah yang sangat lepas, sampai harga tertinggi = 1 untuk tanah yang sangat padat.
Tabel berikut ini menjelas kan keadaan tanah berbutir kasar berdasarkan kerapatan relatifnya dan harga angka pori, kadar air dari tanah jenuh air dan berat volume kering dari tanah asli
Kerapatan relatif
Penjelasan deposit tanah
0 - 15 Sangat lepas15 - 50 Lepas50 - 70 Menengah70 - 85 Padat85 - 100 Sangat Padat
Dengan menggunakan definisi berat volume kering, kerapatan relatif juga dapat dinyatakan dengan istilah berat volume kering maksimum dan minimum yang mungkin
Dengan :• d (min) = berat volume kering dalam kondisi lepas (yaitu untuk emax)
• d = berat volume kering di lapangan (yaitu untuk e)• d (max) = berat volume kering dalam kondisi padat (yaitu untuk emin).
Contoh Soal 1
Dalam keadaan asli, suatu tanah basah mempunyai volume
= 0,33 ft3 dan berat = 39,93 lb. Setelah dikeringkan dalam
oven, berat tanah kering adalah 34,54 lb.
Apabila Gs = 2,71, Hitung :
• Kadar air
• Berat volume basah
• Berat volume kering
• Angka pori
• Porositas
• Derajat kejenuhan