KAJIAN LITERATUR
2.16 Korelasi-korelasi Ciri-ciri Kejuruteraan Tanah Baki
Bagi mempercepatkan proses rekabentuk, para jurutera boleh menggunakan korelasi antara ciri-ciri kejuruteraan yang telah diwujudkan oleh pengkaji lepas. Sehingga kini tidak banyak korelasi yang diterbitkan bagi tanah baki. Kolerasi yang telah diwujudkan adalah kolerasi kandungan lempung dengan ciri-ciri keplastikan, kolerasi parameter pengukuhan dengan ciri-ciri indeks, kolerasi kandungan lembapan dengan pekali kebolehtelapan dan kolerasi kekuatan ricih dengan ciri-ciri indeks.
2.16.1 Korelasi Kandungan Lempung dengan Ciri-ciri Keplastikan Tanah Baki
Perkaitan di antara kandungan lempung dengan ciri-ciri keplastikan telah banyak dilaporkan bagi kawasan tanah beriklim sederhana. Sebagai contoh, Road Research Laboratory (1942) telah membuat satu hubung kait antara kandungan lempung dengan ciri-ciri indeks tanah seperti dalam Rajah 2.35. Rajah tersebut menunjukkan had cecair, had plastik dan kandungan lembapan semulajadi meningkat dengan pertambahan kandungan lempung dalam tanah. Kajian oleh Gidigsu (1976) juga menunjukkan bahawa kandungan lempung mempengaruhi had cecair, had plastik dan kandungan lembapan semulajadi seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.36 dan Rajah 2.37. Semakin tinggi nilai kandungan lempung, semakin tinggi nilai had cecair, had plastik, kandungan lembapan semula jadi dan indeks keplastikan tanah baki granit.
2.16.2 Korelasi Parameter Pengukuhan dengan Ciri-ciri Indeks
Tidak banyak pengkaji yang membuat korelasi parameter pengukuhan dengan ciri-ciri indeks tanah. Vaughan (1988) mengatakan bahawa, indeks mampatan bertambah dengan pertambahan kandungan lempung. Azzouz, et al. (1977) dan Poh, et al. (1985) telah membuat beberapa korelasi. Azzouz, et al.(1977) telah membuat kolerasi di antara indeks mampatan dengan had cecair seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.38 yang mana korelasi tersebut membentuk satu persamaan seperti berikut:
Cc = 0.007 (wL-70) (2.19)
di mana,
Cc = indeks mampatan
Winn, et al. (2001) juga membuat korelasi tersebut tetapi tiada persamaan dapat diwujudkan walaupun secara umum keputusannya menghampiri apa yang diperoleh oleh Azzouz, et al. (1977) seperti yang dapat dilihat dalam Rajah 2.38.
Azzouz, et al. (1977) juga telah menerbitkan satu persamaan di antara indeks mampatan dengan nisbah lompang asal tanah iaitu:
Cc = 0.30 (eo – 0.27) (2.20)
di mana,
Cc = indeks mampatan
eo = nisbah lompang asal
Selain Azzouz, et al. (1977), Poh, et al. (1985) juga telah membuat korelasi antara indeks mampatan dengan nisbah lompang asal tetapi dengan persamaan:
Cc = 0.40 (eo – 0.19) (2.21)
Winn, et al. (2001) telah membuat perbandingan dengan
keputusan-keputusan yang diperoleh oleh Azzouz, et al. (1977) dan Poh, et al. (1985). Didapati data-data terletak di sekitar dua garis persamaan yang diwujudkan oleh Azzouz, et al. (1977) dan Poh, et al. (1985) seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.39. Satu
perhubungan di antara indeks mampatan dan nisbah lompang asal juga telah diterbitkan oleh Yong, et al. (1985) seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.40. Persamaan tersebut dinyatakan sebagai:
Cc = 0.4(eo– 0.19) (2.22)
Yong, et al. (1985) juga telah menerbitkan korelasi antara indeks mampatan dengan kandungan lembapan semulajadi seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.41. Korelasi tersebut membentuk satu persamaan berikut:
di mana,
Cc = indeks mampatan
w = kandungan lembapan semulajadi
Keputusan menunjukkan semakin tinggi kandungan air dalam tanah maka semakin tinggi nilai enapan yang boleh berlaku.
2.16.3 Korelasi Kandungan Lembapan dengan Pekali Kebolehtelapan
Kajian oleh Poh, et al. (1985) menunjukkan kolerasi antara kandungan lembapan dengan pekali kebolehtelapan yang diperoleh dari tiga kaedah dapat diwujudkan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.42. Walau bagaimanapun keputusan menunjukkan satu julat had atas dan had bawah yang besar yang mana sukar untuk dijadikan panduan kepada para jurutera. Secara umumnya hubungan tersebut menunjukkan bahawa nilai pekali kebolehtelapan tanah baki meningkat dengan pertambahan kandungan lembapan.
2.16.4 Korelasi Kekuatan Ricih dengan Ciri-ciri Indeks
Kajian oleh Tuncer (1988) ke atas tanah baki basalt menunjukkan nilai sudut geseran dalaman meningkat dengan peningkatan saiz liang tanah tetapi kejelekitan tanah semakin berkurang. Peningkatan saiz liang menunjukkan tanah tersebut mengandungi zarah yang berbutir kasar.
Todo & Pauzi (1989) telah membuat korelasi di antara kejelekitan tak bersalir berbanding kedalaman seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.43. Rajah tersebut menunjukkan bahawa kejelekitan tak bersalir bagi tanah baki di Malaysia adalah di
antara 20 kN/m2 sehingga 50 kN/m2 dan tidak menunjukkan perubahan yang ketara
dengan kedalaman. Walau bagaimanapun bagi tanah baki Singapura, secara
juga cuba membuat korelasi antara sudut geseran dengan kandungan lempung, namun tiada kolerasi yang dapat diwujudkan.
Winn, et al. (2001) yang menjalankan kajian tanah baki granit di Bukit Timah, Singapura telah membuat beberapa korelasi di antara sudut geseran dengan peratus lempung dan indeks keplastikan. Rajah 2.44 menunjukkan hubungan antara sudut geseran berkesan (φ’) dengan kandungan lempung. Nilai φ’ yang diperoleh kebanyakannya bernilai di antara 20° dan 40º. Selain itu nilai φ’ juga didapati berkurang dengan pertambahan kandungan lempung dengan persamaan berikut:
φ’ = 0.14 (234.5 – % lempung) (2.20)
Rajah 2.45 pula menunjukkan hubungan di antara φ’ dengan indeks keplastikan. Rajah tersebut menunjukkan φ’ berkurangan dengan pertambahan indeks keplastikan dengan persamaan berikut:
φ’ = 0.32 (117 – IP) (2.21)
di mana,
φ’ = sudut geseran berkesan
IP = indeks keplastikan
2.16.5 Korelasi Unsur Oksida dengan Mineralogi Tanah Baki
Menurut Shamsudin (1983) dan Mohr (1973), terdapat korelasi di antara komposisi kimia khususnya nilai pH, kepekatan kation dan unsur oksida dengan mineralogi tanah mempunyai hubungan penentuan. Menurut mereka, nilai pH yang rendah (berasid dan pH < 7.0) akan menyebabkan pembentukan aktif bagi mineral kaolinit. Ini adalah disebabkan oleh saiz zarah lempung (mineral kaolinit) yang bersaiz < 2 μm membolehkan pertukaran kation berlaku dengan aktif. Maka, cas-cas positif yang berada di luar permukaan lempung akan tertarik kepada permukaan
lempung yang terdiri daripada cas-cas negatif (ion OH-) berdasarkan Lapisan Dwi
menyebabkan penarikan kation-kation oleh zarah-zarah tanah untuk menjadikannya lebih padat. Penarikan kation tersebut adalah melibatkan beberapa kation yang
terpenting dalam tanah seperti ion K+, Na+, Mg2+ dan Ca2+. Menurut Mohr (1973)
dan Shamsudin (1983), mineral kaolinit dan haloisit masing-masing bertaburan dengan major dan minor disebabkan oleh kepekatan kation yang rendah. Jika
kepekatan kation Mg2+ > Ca2+ dan Na+, ini akan menyebabkan mineral
montmorilonit hadir dalam tanah dan juga, jika kepekatan kation K+ yang tinggi,
mineral ilit akan hadir dalam tanah baki. Kajian-kajian korelasi seperti Shamsudin (1983) dan Mohr (1973), mendapati korelasi antara unsur oksida dan mineralogi dapat dirumuskan seperti berikut:-
(i) Apabila kedalaman meningkat; peratus unsur SiO2 yang bertambah,
akan menggalakkan pembentukan mineral kuarza dalam tanah, dan
jika peratus SiO2 menurun, proses penyahsilikonan akan berlaku.
(ii) Apabila kedalaman meningkat; peratus unsur Al2O3 yang bertambah
akan menggalakkan pembentukan mineral kaolinit dalam tanah, dan
jika peratus Al2O3 menurun, proses larutresap dan podzolisasi akan
berlaku.
(iii) Apabila kedalaman meningkat; peratus unsur Fe2O3 yang bertambah
akan menggalakkan pembentukan mineral goetit, hematit dan magnetit sebagai mineral minor dalam tanah. Proses baki
penumpukan oleh ion-ion ferum dalam tanah berlaku yang disebabkan oleh pergerakan air dalam tanah. Ketika kejadian hujan yang lebat, air akan masuk akan ke dalam liang-liang tanah secara penyusupan. Oleh itu, pergerakan air secara terkebawah menyebabkan kepekatan ferum berkurangan yang disebabkan oleh baki-baki oksida dan baki
Jadual 2.1 : Jenis-jenis tanah baki serta struktur tanah (Brink, et al., 1982)
Batuan Asal Contoh Tanah Baki Struktur Tanah
Batu hablur berasid Tanah baki granit, tanah
baki gneis
Pasir berlempung atau lempung berpasir
Batu igneus asas Tanah baki gabro, tanah
baki dolerit, tanah baki basalt
Lempung ( biasanya tergred sehingga lempung berpasir dengan kedalaman
Batu berkapur Tanah baki batu kapur,
tanah baki dolomit
Kerikil Batu sedimen
lempungan
Tanah baki batu lumpur, tanah baki syal
Kelodak atau lempung berkelodak
Batu sedimen pasiran atau metamorfik
Tanah baki batu pasir, tanah baki kurzit
Pasir ( pasir berlempung bagi tanah baki arkos atau batu pasir berfeldsfar
Rajah 2.1 : Pengaruh iklim terhadap pembentukan tanah baki