BAB 4 HASIL DAN ANALISIS

(1)

commit to user 4.1 Hasil Uji Klasifikasi Tanah

Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Desa Jono, Kecamatan Tanon, Kabupaten Sragen. Pengujian klasifikasi tanah meliputi sebagai berikut :

4.1.1 Pengujian Spesific Gravity (Gs)

Hasil uji Spesific Gravity (Gs) diperoleh nilai Gs sebesar 2,627. Hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lampiran A.

4.1.2 Percobaan Analisa Ukuran Butiran (Grain Size Analysis)

Hasil uji gradasi butiran tanah dipresentasikan dalam kurva ditunjukkan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Kurva distribusi ukuran butiran

Didapat hasil pengujian analisa ukuran butiran diperoleh gradasi butiran sebesar :

Gravel (> Ø 4,74 mm) = 0,00 %

Sand (Ø 4,74 – Ø0,075 mm) = 4,95 %

Silt and Clay (< Ø 0,075 mm) = 95,05 %

Hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lampiran A.

4.1.3 Percobaan Batas Konsistensi Atterberg(Atterberg Limit)

Dari hasil percobaan batas konsistensi Atterberg (Atterberg Limit) diperoleh hasil sebagai berikut :

a. Batas cair / Liquit Limit (LL) = 92,71 % b. Batas plastis / Liquit Limit (PL) = 36,73 %

c. Indeks Plastis / Plastic Index (PI) = 92,71 % - 36,73 % 1

(2)

commit to user

= 55,98 %

Hasil dari percobaan yang diperoleh selanjutnya diplot ke dalam grafik sebagaimana ditunjukkan Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik plastisitas cassagrande

Berdasarkan klasifikasi Unified Systemof Classification (USCS) (Hardiyatmo, 2006) sampel tanah yang berasal Desa Jono, Kecamatan Tanon, Kabupaten Sragen dikategorikan lempung anorganik dengan plastisitas tinggi (CH). Hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lampiran A.

4.2 Hasil Pengujian Utama 4.2.1 Konsolidasi

Sampel tanah yang telah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan

preloading, selanjutnya dilakukan pengujian konsolidasi. Pengujian ini dilakukan

untuk menentukan besarnya parameter-parameter konsolidasi yaitu indeks pemampatan (Cc), koefisien konsolidasi (Cv), besarnya penurunan (Sc) dan lamanya penurunan berlangsung (t). Sampel tanah pada model dibagi menjadi 3 bagian yaitu posisi anoda, tengah dan katoda baik tanpa preloading maupun dengan preloading.

4.2.2.1 Hubungan parameter Cc dengan beda potensial

Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter Cc dan dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Rekapitulasi parameter nilai Cc metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading

(3)

commit to user Beda

Potensial (V)

Indeks Pemampatan (Cc)

Tanpa Preloading Dengan Preloading Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda

0 0,504 0,511 0,513 0,504 0,505 0,505

4,5 0,497 0,503 0,507 0,486 0,492 0,499

9 0,489 0,497 0,502 0,478 0,488 0,492

12 0,476 0,490 0,496 0,453 0,474 0,483

Tabel 4.1 digambarkan hubungan antara parameter Cc dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda ditunjukkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Hubungan antara parameter Cc dengan beda potensial

Pengamatan Gambar 4.3 diperoleh nilai Cc pada saat diberi elektroosmosis tanpapreloading lebih besar dibanding nilai Cc pada saat diberi elektroosmosis denganpreloading. Nilai Cc diberi elektroosmosis tanpa preloading pada beda potensial 0 V posisi anoda sebesar 0,504, posisi tengah sebesar 0,511 dan posisi katoda sebesar 0,513. Beda potensial 4,5 V posisi anoda turun sebesar 0,497, posisi tengah sebesar 0,503 dan posisi katoda sebesar 0,507. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 0,489, posisi tengah sebesar 0,497 dan posisi katoda sebesar 0,502. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 0,476, posisi tengah sebesar 0,490 dan posisi katoda sebesar 0,496. Sedangkan nilai Cc pada saat diberi elektroosmosis dengan preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 0,504, pada posisi tengah 0,505 dan posisi katoda sebesar 0,505. Beda potensial 4,5 V posisi anoda turun sebesar 0,486, posisi tengah sebesar 0,492 dan posisi katoda sebesar 0,499. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 0,478, posisi tengah sebesar 0,488 dan posisi katoda sebesar 0,492. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 0,457, posisi tengah sebesar 0,474 dan posisi katoda sebesar 0,487.

Disimpulkan dari nilai diatas bahwa sampel tanah diberi elektroosmosis dengan

(4)

commit to user

elektroosmosis tanpa preloading. Preloading dengan gejala elektroosmosis membuktikan pengaruh yang signifikan, dimana terlihat pemampatan awal telah terjadi dibanding dengan menggunakan gejala elektroosmosis tanpa preloading. Besarnya penerapan beda potensial yang diberikan juga mempengaruhi besarnya pemampatan yang terjadi, dimana semakin besar beda potensial yang diberikan, maka semakin besar pula penambahan pemampatannya. Terutama pemampatan terjadi lebih besar pada posisi anoda dibanding pada posisi tengah dan katoda. 4.2.2.2 Hubungan parameter Cv dengan beda potensial

Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter Cv dan dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Rekapitulasi parameter nilai Cv metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading

Beda Potensial

(V)

Koefisien Konsolidasi / Cv (cm²/det)

Tanpa Preloading Dengan Preloading

Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda

0 0,046 0,042 0,042 0,059 0,042 0,049

4,5 0,057 0,043 0,047 0,065 0,052 0,053

9 0,059 0,047 0,048 0,069 0,056 0,058

12 0,091 0,049 0,058 0,071 0,053 0,051

Tabel 4.2 digambarkan hubungan antara parameter Cv dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda, ditunjukkan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Hubungan antara parameter Cv dengan beda potensial

Berdasarkan Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa nilai Cv mengalami naik dan turun. Nilai Cv ketika diberi elektroosmosis tanpa preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 0,046, pada posisi tengah sebesar 0,042 dan pada posisi katoda 0,042. Penerapan beda potensial 4,5 V pada posisi anoda terjadi

(5)

commit to user

kenaikan sebesar 0,057, pada posisi tengah sebesar 0,043 dan pada posisi katoda sebesar 0,047. Penerapan beda potensial 9 V pada posisi anoda naik sebesar 0,059, pada posisi tengah sebesar 0,047 dan pada posisi katoda sebesar 0,048. Penerapan beda potensial 12 V pada posisi anoda naik sebesar 0,091, pada posisi tengah sebesar 0,049 dan pada posisi katoda sebesar 0,058. Sedangkan nilai Cv diberi elektroosmosis dengan preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 0,059, pada posisi tengah sebesar 0,042 dan pada posisi katoda sebesar 0,049. Penerapan beda potensial 4,5 V pada posisi anoda juga mengalami kenaikan sebesar 0,065, pada posisi tengah sebesar 0,052 dan pada posisi katoda sebesar 0,053. Penerapan 9 V pada posisi anoda naik sebesar 0,069, pada posisi tengah sebesar 0,056 dan pada posisi katoda sebesar 0,058. Penerapan beda potensial 12 V pada posisi anoda naik sebesar 0,071, pada posisi tengah sebesar 0,053 dan pada posisi katoda sebesar 0,051.

Besarnya koefisien konsolidasi (Cv) dapat dilihat semakin besar potensial diberikan maka nilai Cv semakin besar. Nilai Cv mempengaruhi proses terjadinya konsolidasi berlangsung lebih cepat.

4.2.2.3 Hubungan parameter Sc dengan beda potensial

Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter Sc dan dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Rekapitulasi parameter nilai Sc metode elektroosmosis tanpa Preloading dan dengan preloading

(V)

Penurunan / Sc (g/cm2)

0 1,112 1,123 1,185 1,078 1,075 1,084

4,5 1,067 1,093 1,114 1,028 1,043 1,060

9 1,050 1,078 1,101 1,006 1,028 1,037

(6)

commit to user

Tabel 4.3 digambarkan hubungan antara parameter Sc dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda, ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Hubungan antara parameter Sc dengan beda potensial

Pengamatan Gambar 4.5 diperoleh nilai Sc yang diberi elektroosmosis tanpa

preloading pada beda potensial 0 V posisi anoda sebesar 1,112, posisi tengah

sebesar 1,123 dan posisi katoda sebesar 1,185. Beda potensial 4,5 V posisi anoda sebesar 1,067, posisi tengah sebesar 1,093 dan posisi katoda sebesar 1,114. Beda potensial 9 V posisi anoda sebesar 1,050, posisi tengah sebesar 1,078 dan posisi katoda sebesar 1,101. Beda potensial 12 V posisi anoda sebesar 1,030, posisi tengah sebesar 1,058 dan posisi katoda sebesar 1,088. Sedangkan nilai Sc pada saat diberi elektroosmosis dengan preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 1,078, pada posisi tengah 1,075 dan posisi katoda sebesar 1,084. Beda potensial 4,5 V posisi anoda sebesar 1,028, posisi tengah sebesar 1,043 dan posisi katoda sebesar 1,060. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 1,006, posisi tengah sebesar 1,028 dan posisi katoda sebesar 1,037. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 0,946, posisi tengah sebesar 0,998 dan posisi katoda sebesar 1,019.

Nilai Cc berbanding lurus dengan nilai Sc. Penerapan beda potensial dan pemberian preloading mempengaruhi nilai Sc semakin besar pemberian beda potensial semakin kecil nilai Sc. Hal ini membuktikan pada saat diberi elektroosmosis semakin besar penerapan beda potensial yang diberikan maka semakin besar pula penurunan yang terjadi. Pada posisi anoda tanah lebih kaku dibanding pada posisi tengah dan katoda, sehingga pada saat uji konsolidasi menghasilkan nilai Sc pada posisi anoda lebih kecil dibanding pada posisi tengah

(7)

commit to user

dan katoda. Nilai Cc yang digunakan untuk menghitung nilai Sc menggunakan Cc laboratorium.

4.2.2.4 Hubungan parameter t dengan beda potensial

Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter t dan dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Rekapitulasi parameter nilai t metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading

(V)

Lama Penurunan / t (hari)

0 2,137 2,154 2,363 1,684 2,133 1,977

4,5 1,730 2,266 2,079 1,522 1,901 1,868

9 1,698 2,096 2,180 1,425 1,762 1,801

12 1,161 2,000 1,684 1,389 1,838 1,935

Tabel 4.4 digambarkan hubungan antara parameter t dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda, ditunjukkan pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Hubungan antara parameter t dengan beda potensial

Pengamatan Gambar 4.6 diperoleh nilai t yang diberi elektroosmosis tanpa

preloading pada beda potensial 0 V posisi anoda sebesar 2,137, posisi tengah

sebesar 2,154 dan posisi katoda sebesar 2,363. Beda potensial 4,5 V posisi anoda mengalami penurunan sebesar 1,730, posisi tengah sebesar 2,266 dan posisi katoda sebesar 2,079. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 1,698, posisi tengah sebesar 2,096 dan posisi katoda sebesar 2,180. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 1,161, posisi tengah sebesar 2,000 dan posisi katoda sebesar 1,684. Sedangkan nilai t pada saat diberi elektroosmosis dengan preloading

(8)

commit to user

penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda juga mengalami penurunan sebesar 1,684, pada posisi tengah 2,133dan posisi katoda sebesar 1,977. Beda potensial 4,5 V posisi anoda turun sebesar 1,522, posisi tengah sebesar 1,901 dan posisi katoda sebesar 1,868. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 1,425 posisi tengah sebesar 1,762 dan posisi katoda sebesar 1,801. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 1,389, posisi tengah sebesar 1,838 dan posisi katoda sebesar 1,935.

Kecepatan penurunan terjadi ketika sampel diberi penerapan beda potensial (volt), semakin besar beda potensial yang diberikan maka semakin cepat waktu penurunan (t) yang terjadi. Waktu penurunan akan semakin cepat bertambah ketika penambahan preloading di atas sampel tanah. Kecepatan penurunan tanah ini terjadi karena berkurangnya volume tanah dipengaruhi oleh kecepatan air pori merembes melewati lapisan tanah lempung.

4.2.2 Volume Komulatif Air Keluar

Hasil yang diperoleh dari pengamatan volume air yang keluar pada masing-masing beda potensial dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Volume komulatif air keluar metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading

Waktu Pengamatan

(jam)

Volume Komulatif Air Keluar (ml)

0 V 4,5 V 9 V 12 V 0 V 4,5 V 9 V 12 V 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 0 15 50 70 0 16 58 126 24 0 36 105 148 2 40 126 268 48 0 42 138 174 2 68 162,5 308 72 0 50 163 180 2 75 168 343

Tabel 4.5 digambarkan hubungan antara volume air keluar dengan waktu pada saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading, ditunjukkan pada Gambar 4.7.

(9)

commit to user

Gambar 4.7 Hubungan antara volume komulatif air keluar dengan waktu

Gambar 4.7 menunjukkan volume air yang paling banyak keluar ketika pada proses elektroosmosis pemberian penerapan beda potensial 12 V dengan

preloading volume air yang keluar sebesar 343 ml pada waktu 72 jam. Sedangkan

pada waktu yang sama volume air yang keluar pada pemberian beda potensial 4,5 V dengan preloading volume air yang keluar sebesar 75 ml. Berbeda dengan proses elektroosmosis penerapan beda potesial 12 V tanpa preloading volume air yang keluar selama 72 jam sebesar 180 ml, sedangkan pemberian penerapan beda potensial 4,5 V volume air yang keluar sebesar 50 ml. Secara umum dapat dilihat bahwa semakin besar beda potensial (volt) yang diberikan, maka semakin banyak volume air yang dikeluarkan. Jika tanah lempung bercampur dengan air, partikel -partikel tanah lempung yang memiliki muatan negatif apabila dialiri potensial listrik partikel tersebut akan bergerak dari anoda menuju katoda. Partikel bebas yang bergerak melalui air dalam sebuah sistem yang amat renggang akan menyebabkan pemadatan tanah disekitar anoda sehingga membuat kondisi tanah di sekitar anoda menjadi lebih padat dan akan menguraikan tanah yang berada di sekitar katoda.

Ketika di elektroosmosis pada pemberian preloading volume air yang keluar lebih besar dibandingkan tanpa preloading. Pemberian preloading diatas sampel tanah menyebabkan tanah terdesak sehingga air yang berada di dalam rongga pori tanah keluar mencari pori tanah yang lebih besar sampai keluar model, preloading juga mempercepat air mengalir dari anoda menuju katoda serta memadatkan pori-pori tanah yang renggang di sekitar anoda.

4.2.3 Kadar Air Sebelum dan Setelah diberi Elektroosmosis

Sampel tanah yang berada di dalam box kaca atau model elektroosmosis dibagi menjadi 3 bagian yaitu anoda, tengah dan katoda. Setiap bagian tersebut di uji kadar airnya baik diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading. 4.2.3.1 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading

(10)

commit to user

Data kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading pada masing-masing beda potensial dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading Beda

Kadar Air (%)

Sebelum di Elektroosmosis Setelah di Elektroosmosis

0 98,782 98,991 99,614 98,296 98,104 98,438 4,5 99,613 99,110 99,248 86,261 93,426 94,760 9 98,763 98,133 97,841 84,626 89,416 93,367 12 99,275 98,589 99,405 75,850 85,921 86,351

Tabel 4.6 digambarkan hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading, ditunjukkan pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading

Gambar 4.8 menunjukkan kadar air sebelum diberi elektrosmosis dianggap hampir sama pada setiap penerapan beda potensial. Kadar air sebelum diberi elektroosmosis, contohnya pada beda potensial 12V posisi anoda sebesar 99,275%, tengah sebesar 98,991% dan katoda sebesar 99,614%. Kadar air setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dengan penerapan beda potensial 12V menunjukkan penurunan kadar air, pada posisi anoda kadar airnya sebesar 75,850%, tengah sebesar 85,921%, dan katoda sebesar 86,351%.

Penerapan elektroosmosis beda potensisal (volt) juga mempengaruhi kadar air di dalam model. Semakin besar beda potensial yang diberikan semakin kecil kadar airnya. Kadar air pada anoda lebih kecil daripada sekitar katoda, disebabkan saat penerapan beda potensial air mengalir dari anoda menuju katoda melalui pori-pori tanah lempung sehingga air berkumpul di katoda dan sebagian keluar melalui lubang-lubang katoda, mengakibatkan tanah di sekitar area anoda mengeras dan memiliki kadar air yang lebih kecil daripada di sekitar area katoda.

(11)

commit to user

4.2.3.2 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan

preloading

Data kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading pada masing-masing beda potensial dapat dilihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading Beda

Kadar Air (%)

Sebelum di Elektroosmosis Setelah di Elektroosmosis

0 99,534 99,724 99,205 97,751 97,906 97,559 4,5 99,496 98,991 99,151 84,557 92,094 93,425 9 99,301 99,774 99,268 82,777 88,599 92,835 12 99,612 99,024 99,962 72,844 84,804 85,998

Tabel 4.7 digambarkan hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading, ditunjukkan pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading

Gambar 4.9 menunjukkan kadar air sebelum diberi elektrosmosis dianggap hampir sama pada setiap penerapan beda potensial. Kadar air sebelum diberi elektroosmosis, contohnya pada beda potensial 12 V posisi anoda sebesar 99,612%, tengah sebesar 99,024% dan katoda sebesar 99,962%. Kadar air setelah diberi elektroosmosis penerapan beda potensial 12 V pada posisi anoda sebesar 72,844%, tengah sebesar 84,804%, dan katoda sebesar 85,998%.

Penerapan elektroosmosis beda potensisal juga mempengaruhi kadar air di dalam model. Semakin besar beda potensial yang diberikan semakin kecil kadar airnya. Kadar air pada anoda lebih kecil daripada sekitar katoda. Penerapan beda potensial mengakibatkan air mengalir dari anoda menuju katoda melalui pori-pori tanah lempung sehingga air berkumpul di katoda dan sebagian keluar melalui

(12)

commit to user

lubang-lubang katoda, mengakibatkan tanah di sekitar area anoda mengeras dan memiliki kadar air yang lebih kecil daripada di sekitar area katoda.

Kadar air di beri elektroosmosis dengan preloading memiliki kadar air yang lebih kecil dibanding dengan kadar air yang diberi elektroosmosis tanpa preloading karena dipengaruhi oleh pemberian beban diatas sampel tanah.