PROGRAM DAN METODOLOGI KAJIAN
4.4 Ujian Makmal
4.4.4 Ujian Kekuatan Ricih
Penentuan kekuatan ricih tanah ditentukan menggunakan peralatan GDS. Ujikaji tiga paksi pengukuhan isotropi tak tersalir (CIU) yang dijalankan melibatkan penentuan tekanan air liang. Tiga sampel tanah tak terganggu telah disediakan bagi setiap ujikaji. Disebabkan oleh kekurangan sampel, sebanyak 16 daripada 24 sampel tanah telah diuji. Walaupun begitu setiap wilayah iaitu Utara, Selatan dan Timur ditentukan nilai parameter kekuatan ricihnya. Jadual 4.7 menunjukkan sampel-sampel bagi ujian kekuatan ricih yang mewakili wilayah masing-masing.
4.4.4.1 Penyediaan Peralatan Asas
Peralatan yang digunakan bagi ujian kekuatan ricih adalah GDS seperti yang diterangkan dalam bahagian 3.4. Rajah 4.11 menunjukkan peralatan bagi penyediaan sampel ujian kekuatan ricih. Sebelum ujian dijalankan, langkah-langkah persediaan awal perlu dijalankan supaya keputusan yang diperoleh adalah tepat. Antaranya ialah:
(i) Batu Telap Air
Dalam uji kaji ini, batu telap air digunakan pada bahagian bawah dan atas sampel. Bagi memastikan aliran air melalui batu telap air berjalan dengan lancar
semasa proses penepuan dan penyaliran, batu telap air dicuci menggunakan berus nilon bagi menyingkirkan tanah yang melekat dan kemudiannya direbus selama 15 minit. Ia kemudiannya dimasukkan ke dalam air nyah udara sebelum ianya
digunakan dalam ujikaji.
(ii) Kertas Penapis
Kertas penapis saliran tepi dipasang di sekeliling sampel bagi membantu mempercepatkan proses penyaliran. Bahan yang digunakan adalah kertas penapis Whatman No 54 yang mempunyai kebolehtelapan yang tinggi, kuat dan mudah dibuang daripada sampel selepas uji kaji. Saliran tepi jenis berpusar seperti yang digunakan oleh Marto (1996) dipilih kerana pembetulan ke atas pengukuran kekuatan tidak diperlukan. Empat pusaran kertas penapis dengan lebar 5mm setiap satu dilekatkan pada sekeliling sampel pada kecondongan 1.4 pada arah menegak dan 1 pada arah melintang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.12.
(iii) Selaput Getah dan Gelang-O
Selaput getah yang digunakan bagi sampel yang berdiameter 38 mm
mempunyai saiz 150 mm panjang dan 0.3 mm tebal. Ia disimpan di tempat gelap dan sejuk selepas di debukan dengan kapur french. Selaput getah yang baru dan sebarang kecacatan dan kebocoran disemak sebelum ianya digunakan. Selaput getah
direndamkan di dalam air selama 24 jam sebelum digunakan bagi mengelakkan penyerapan air dari sampel selain merendahkan kebolehtelapan selaput.
Dua gegelang-O getah diletakkan pada setiap hujung selaput getah bagi mengikat selaput getah dengan penutup atas dan alas bawah. Gelang-O dipasang dengan menggunakan gelang penegang belah.
(iv) Air Ternyah Udara
Air ternyah udara diperlukan bagi semua uji kaji yang melibatkan peralatan GDS. Dalam ujikaji tiga paksi GDS, air nyah udara digunakan di dalam pengawal
tekanan digital bagi menghasilkan tekanan sel, tekanan balik tekanan paksi. Ia juga dijadikan sebagai cecair terkurung dalam sel tiga paksi.
Penghasilan air ternyah udara dilakukan dengan memasak air suling sehingga mendidih selama setengah jam di dalam bekas yang agak besar dan dibiarkan sejuk. Semasa proses penyejukan, bekas tersebut ditutup dengan kerajang aluminium bagi mengelakkan udara sekeliling melarut dalam air tersebut. Setelah sejuk air nyah udara tersebut dimasukkan ke dalam sel tiga paksi dan juga ke dalam pengawal tekanan digital.
(v) Pengawal Tekanan Digital GDS
Sebelum menjalankan ujikaji, setiap pengawal tekanan digital diisi dengan air nyah udara yang baru. Kekunci ‘EMPTY’ di tekan bagi mengeluarkan semua air di dalam pengawal tekanan digital melalui tiub nilon. Apabila proses pengosongan tamat, tiub nilon dimasukkan ke dalam bikar yang mengandungi air nyah udara dan kekunci “FILL” ditekan bagi mengisi air ke dalam pengawal. Kekunci ‘STOP’ ditekan apabila air di dalam pengawal 3/4 penuh.
(vi) Semakan Geseran Gegendang Bellofram GDS
Dalam sistem GDS, tegasan paksi jumlah dalam sel tiga paksi dikira daripada bacaan sel beban, sel tekanan dan purata luas semasa bagi spesimen. Tegasan paksi dapat dicatatkan dengan baik jika selaput Bellofram mempunyai geseran yang kecil. Semakan geseran dibuat seperti berikut:
(a) Pengawal tekanan digital disambungkan kepada kebuk bawah sel tiga paksi
yang kosong. Injap kebuk bawah dipastikan dibuka.
(b) Suis pengawal tekanan digital di buka atau isi padu di kosongkan jika ianya
telah dibuka.
(c) Butang ‘EMPTY’ pada pengawal tekanan digital ditekan selama 10 saat,
kemudian butang ‘RESET’ ditekan.
(d) Bacaan tekanan yang dipaparkan pada skrin dicatatkan.
(e) Selepas itu butang ‘FILL’ ditekan selama 10 saat, diikuti dengan butang
(f) Separuh daripada nilai perbezaan tekanan adalah pembetulan geseran. Biasanya pembetulan geseran adalah kecil iaitu antara 3-4 kPa. Jika nilanya melebihi 5kPa, maka ianya adalah tidak normal. Ini mungkin disebabkan oleh selaput Bellofram telah tersekat oleh zarah tanah. Jika keadaan ini berlaku, gegendang
bellofram harus digantikan dengan yang baru.
4.4.4.2 Penyediaan Sel Tiga Paksi dan Sampel
Bahagian ini menerangkan tentang penyediaan sel tiga paksi dalam sistem GDS serta penyediaan sampel bagi ujian tiga paksi. Sebelum ujikaji dijalankan, suis pengawal tekanan digital serta komputer, yang dilengkapkan dengan perisian GDSLAB Versi 2 dan berupaya untuk menyimpan data ujikaji, dihidupkan.
(i) Sel Tiga Paksi
Sistem ini dilengkapi dengan komputer dan pencetak di sebelah kanan sel tiga paksi serta pengawal digital di sebelah kiri. Satu pengawal disambungkan kepada injap kebuk sel yang dinamakan ‘pengawal tekanan sel’, satu pengawal tekanan digital disambungkan kepada injap aliran air pada penutup atas yang dinamakan ‘pengawal tekanan balik’ dan satu lagi pengawal tekanan digital disambungkan kepada injap kebuk bawah yang dinamakan ‘pengawal tekanan paksi’. Susunan keseluruhan sistem boleh dilihat dalam Rajah 4.13. Rajah 4.14 pula menujukkan sel tiga paksi yang digunakan dalam ujikaji. Sebelum sampel diletakkan di dalam sel tiga paksi, air nyah udara perlu diisikan sehingga penuh di dalam tiub kecil bagi aliran tekanan balik serta pengukuran tekanan air liang. Ini adalah penting bagi mengelakkan udara terperangkap di dalam tiub tersebut. Penanjak bawah perlu diturunkan sehingga menyentuh had bawah dengan menekan butang ‘FILL’.
(ii) Sampel Ujian
Sampel tanah dikeluarkan daripada tiub pensampel menggunakan
penyemperit bermotor mendatar dan dimasukkan ke dalam tiub berdiameter 38 mm dan panjang melebihi 160 mm. Sampel di dalam bekas tersebut dikeluarkan
menggunakan penyemperit jenis berskru bersaiz 38 mm dan dimasukkan ke dalam bekas boleh belah. Sampel itu kemudiannya dikemaskan sehingga mempunyai diameter 38 mm dan tinggi 76 mm. Bekas serta tanah tersebut kemudiannya ditimbang bagi mendapatkan ketumpatan gembur sampel.
Sampel itu kemudiannya dikeluarkan dari bekas boleh belah dan diletakkan di atas batu berliang di tapak sel tiga paksi. Satu lagi batu berliang diletakkan pada bahagian atas sampel. Seterusnya kertas penapis diletakkan mengelilingi sampel tersebut seperti dalam Rajah 4.15. Selaput getah yang telah direndam di dalam air nyah udara pada bahagian luar sampel bagi mengurung sampel. Dua gegelang-O diletakkan pada bahagian tapak sel tiga paksi bagi mengikat selaput getah untuk mengelakkan air dari memasuki sampel. Selaput getah itu dilurut ke atas dan ke bawah bagi mengeluarkan udara berlebihan di antara selaput getah dan sampel.
Bahagian atas sampel diletakkan plat perspek dengan aliran tekanan balik. Penegang gelang-O terbelah yang berbentuk silinder digunakan untuk meletakkan dua lagi gelang-O bagi mengikat selaput getah pada perspek tersebut. Rajah 4.16 menunjukkan kedudukan sampel yang siap diletakkan di atas penanjak bawah. Gris silikon diletakkan pada bebola atas plat perspek serta bahagian pelantak atas. Penutup sel kemudiannya diletakkan dan diketatkan. Pelantak atas diturunkan sehingga menyentuh bebola atas. Ini adalah bertujuan mengelakkan udara
terperangkap di dalam lubang kecil pada pelantak. Setelah itu air diisikan ke dalam sel tersebut melalui injap sel tekanan sehingga penuh. Skru penutup lubang pada bahagian atas diketatkan apabila tiada lagi udara terperangkap di dalam sel tersebut.
Ketiga-tiga hujung tiub nilon untuk pengawal tekanan sel, pengawal tekanan balik serta pengawal kebuk bawah diletakkan pada bahagian tengah sel. Butang ‘EMPTY’ ditekan bagi mengeluarkan udara di dalam tiub tersebut bagi setiap sel kemudiannya tekan ‘RESET’. Kemudian bacaan tekanan sel serta isi padu pengawal