Komposisi Mineral Dan Sifat Sifat Tanah

(1)

M

PROG

JURUSAN T

UNI

BAHAN AJAR

MEKANIKA TANAH I

OLEH: SUPRIYONO

GRAM DIPLOMA TEKNIK SIPIL

N TEKNIK SIPIL, FAKULTAS TEKNIK

NIVERSITAS GADJAH MADA

JOGJAKARTA

(2)

I.

BUTIR TANAH

Tanah dapat terdiri dari bebe

butiran dan pori-pori rongga u

butiran dan air pori dan tanah

padat atau butiran, pori-pori ud

Vs = Volume bahan padat

Vv = Volume poni (void)

Vw = Volume air

Va = Volume udara

V = Volume total

Ws = berat bahan padat

Ww = berat air

Wa = berat udara (diangga

W = berat total

Hubungan antara Komponen T

1. Berat jenis tanah (G) & be

Berat jenis bahan : p

volume yang sama

SIFAT — SIFAT UMUM TANAH

Rongga:

1. Udara penuh

2. Udara + air

3. air penuh

berapa bagian. Tanah yang kering terdiri dari p

udara, tanah kenyang air atau jenuh terdiri dari

ah basah (tidak jenuh) terdiri dari tiga bagian ya

i udara dan air pori.

at (volume butiran)

gap = 0)

n Tanah

berat volume bahan butiran ( )

: perbandingan antara berat bahan dengan bera

padat atau

yaitu bagian

(3)

Berat volume bahan b

2. Angka pori (e) & kadar po

Angka pori : perbandingan

Kadar pori (porosity = n)

Kadar pori : perbandingan

3. Derajat kenyang air (S)

Perbandingan antara v

Dalam desimal atau %

4. Kadar air tanah (w)

Perbandingan antara b

Dalam %

5. Berat Volume Tanah (γ)

Secara umum, berat

total (termasuk butiran

& tanah).

n butiran (γs) : perbandingan antara berat & volum

pori (n)

an antara volume pori dengan volume bahan pad

an antara pori dengan volume seluruh tanah

a volume air dengan volume pori

%

a berat air dengan berat butir

t volume tanah adalah perbandingan antara be

an dan air) dengan volume total tanah (termasuk ume

adat

berat tanah

(4)

Hal —hal khusus tenta

a. berat volume basa

dan udara (W) den

γb =

V

W

b. berat volume keri

kering (berat butira

γk =

V

Ws

c. berat volume keny

d. berat volume teren

Hubungan Antar Parameter

1. Hubungan antar angka po

Keduanya dapat men

Makin padat suatu tan

Dalam praktek; e = (0,3

n = (26

e = (0,6

n = (40

2. Hubungan antara berat ba

Jika tanah mempunyai ka

Berat tanah basah: W tang γ

sah perbandingan antara berat butiran tanah ter

engan volume total tanah (V)

ering : perbandingan antara berat tanah dalam

tiran tanah) dengan seluruh volume tanah

γk digunakan untuk ukuran kepadatan tanah (dry

nyang air

endam

pori (e) dengan kadar pori (n)

enunjukkan kepadatan tanah

tanah, e dan n makin kecil karena volumenya ber

0,3 5 — 1) untuk pasir

26—50)%

0,67—1) untuk lempung

40—60)%

basah (W) dengan berat kering (Wk)

kadar air sebesar w

= Ws + Ww

termasuk air

am keadaan

dry density)

(5)

Bila tanah dikeringkan

Wk = Ws

Contoh:

Tanah beratnya W = 10

Kadar air w = 25 %

Berapa berat tanah jika

Wk =

w

W

25 ,

0

1

10

1 +

=

+

=

3. Hubungan antara berat

(G,e,w,S)

an (air diuapkan) Ww = 0 ; berarti beratnya me

10kg

jika dikeringkan?

kg

8 =

jenis, angka pori, kadar air dan derajat ke

Diambil volume bahan pad

Vv

Vs=1 Vvc.(c=

Vs

Vv

)

V = 1 + e Vs + w

Ws = G. 1 = G

Ww = w .Ws = w .G

Vw = w.Ws = w.G

Vw =

w

Y

G

w

.

menjadi W =

kenyang air

(6)

Maka hubungan antara G, e, w

4. Hubungan antara berat vo

(w)

5. Hubungan antara , G, e, p

a. Berat volume kering

Dari rumus γk =

V

Ws

V

Wk

=

b. Berat volume basah den

c. Berat volume tanah keny

• Pada kondisi kenyan

d. Berat volume tanah tere

• Berat butir-butir ta

dipindahkan

• Maka berat butir-buti

, w, S adalah

t volume basah ( ), berat volume kering ( ), dan

, pada kondisi kering, basah, kenyang air & terend

V

Ws

maka γk =

e

G

+

1

dan gambar butir tanah

engan kadar air w

nyang air ( saturated)

ang air S = 1

rendam (tanah dalam air)

tanah beratnya berkurang sebesar berat

utirnya: W’ = Ws + Vs. w

an kadar air

ndam

(7)

• Berat volume tanah d

• Dari rumus terdahulu

Satuan : T/m3 Kg/dm3 Gr/cm3

Catatan:

e

n

Hasil :

• Kondisi kering

• Kondisi basah

• Kondisi kenyang ai

• Kondisi terendam

Contoh :

1. Hitung harga dari

γ

a. Tanah pasir de

e = 1

b. Tanah lempung

e=0,67 & e=1

dengan berat jenis G = 2,66 dengan angka pori e

ng yang mempunyai berat jenis G=2,70 dengan a

engan G = 2,65 dan e = 0,35

rumus-rumus berat volu terhadap n

ri e = 0,35 &

(8)

Universitas Gadjah Mada

2. dengan cara yang sama

Pasir k = 1,325

Ditanyakan:

a. berat volume kering; derajat kenyang air; angka pori; dan kadar pori

tanah

b. seandainya tanah ini menjadi kenyang air berapa kadar airnya

Jawab:

mencari angka pori

(9)

mencari S :

3. Suatu sample tana

dikeringkan dan be

w, e, n, k, & ?

Cara 1: Diagram Blok

Pada kondisi kenyang

Dikeringkan

Maka berat air : Ww =

Volume air

Volume butir

Volume pori

Volume tanah total

Dari data tersebut dima

Berat volume mula-mu

33

ila tanah menjadi kenyang air

S=1

nah, keadaannya kenyang air beratnya 102,8 gr.

beratnya menjadi 73,4 gr. G tanah = n 2,741, dit

g air : W1 = Ws + Ww = 102,8 gr

imasukkan dalam rumus-rumus yang ada :

(10)

Universitas Gadjah Mada

Cara 2 : Menggunakan rumus yang ada

• Kadar air dihitung dengan persamaan: W1 = Wk (1+ w) w = 40 %

%. Hitung Berat volume kering?

b. Tanah berkadar air 30 %, dengan kadar air ini derajad kenyang airnya naik 20 %. Berapa volume air yang ditambahkan:

a. pada 1,5 m3 tanah b. pada 25 kg tanah

Jawab:

(11)

5. a. Tanah mempunya

sehingga berat vo

dipadatkan seban

harus disediakan?

b. Tanah mula-mula

Jika tanah mula-m

yai Berat volume kering 1,2 gr/cm3. Tanah d volume kering = 1,5 gr/cm3. Untuk volume tana anyak 1250 m3_{. Berapa banyak tanah tidak pa} n?

la berangka pori 1,2 dipadatkan sehingga angka

mula 1500 m3. Berapa volume tanah setelah dipa

dipadatkan

nah setelah

padat yang

gka pori 0,8.

(12)

Jawab:

Prinsip Umum:

a. Tanah asal mempu

mempunyai ,

b. Tanah semula mempu

Diagram blok dengan

PERCOBAAN LABORATORI 1. Menentukan kadar air tana

Kadar air →

Yang harus diketahui

punyai berat volume kering , dipadatkan

punyai e1 dipadatkan sehingga mempunyai e2 n Vs = 1

RIUM nah

Ww = berat air yang ada dalam tanah

Ws = berat butir tanah

(13)

Sampel = 10 — 50

kemudian dikeringkan

Pada keadaan basah b

W2 = Ws

∴Berat air dalam tanah

Catatan: suhu oven ko

2. Menentukan berat volume

yang harus dicari :

W = berat tanah, terma

V = volume tanah, term

W = ditimbang

V dengan beberapa ca

a. tanah kohesif

1) memotong

2) cincin baja

− ditekan

− seperti

b. Tanah keras

Gumpalan/poto

raksa

0 gram tanah yang masih basah, ditimbang

n dalam oven, setelah kering ditimbang lagi W2.

h berat tanah W1 = Ws + Ww setelah dikeringkan

ah Ww = W1 - W2

konstan 105 - 110 °C

e tanah

masuk air dalam tanah

rmasuk pori dalam tanah

cara:

basah — tidak terlalu keras

ng membentuk kubus/balok

ja tajam : diketahui φ & tingginya

ankan ke dalam tanah

rti cetakan

tongan, kaca ditempeli beberapa paku, mangkok

g misal W1,

an beratnya

(14)

Dengan mema

ditekan masuk

c. Menentukan B

diperlukan a

w no. 1)

d. Menentukan B

Berat butira

Mencari vo

berlubang k

1) Piknome

2) Piknome

3) Piknome

→ berat

4) Piknome

→ ditimb

Skema penentuan b.j.

Maka berat butiran tan

Berat air yang volumen

akai lempeng kaca yang ditempeli paku gumpa

k ke dalam air raksa.

Berat Volume kering Tanah (= ukuran kepadatan

atau (seperti pada no. 2) dan kadar air tanah

Berat Jenis Tanah

iran tanah Ws menimbang tanah yang telah kering

volume butir tanah Vs dengan botol piknome

g kapiler sangat halus)

meter kosong ditimbang → beratnya W1

meter diisi butiran tanah kering → ditimbang W1 meter diisi dengan air sampai penuh (tanpa butir

ratnya W3

meter diisi butiran tanah, kemudian diisi air sam

imbang W4

anah: Ws = (W2 — W1) enya = volume butiran tanah

palan tanah

tan)

ah w (seperti

ring

meter (tutup

utiran tanah)

(15)

e. Menentukan A

Dari G &

Setelah e d

Memeriksa kep

Berat volum

Yang khusu

ii) dengan

cone me

boto

plat

pasi

bera

volu

botol dii

− plat

− tana

− bera

− Boto

men i) dengan

tanah k kerikil/b ujung seperti tanah = ditimba

Angka Pori dan kadar pori tanah

e diketahui:

epadatan tanah di lapangan dicari

lume basah →

lume kering →

usus; penentuan volume contoh tanah (V)

n cara kerucut (“sand

method)

tol transparan, kerucut dan

at dasar berlubang

sir berbulir/seragam/uniform

rat volume konstan = ,

lume = V0

diisi pasir, ditimbang → w1

at dasar diletakkan diatas tanah

nah digali (V)

rat tanah galian (W) dengan kadar air (w)

otol + pasir dibalik dan dipasang, keran dibu

engisi kerucut & lubang galian (V + V0) an silinder pengambil sampel

h kohesif & tidak mengandung il/batu - batu. Silinder baja, tajam dipukul, didapat rti cetakan sehingga volume h = volume silinder, beratnya

bang

(16)

− Kran

W1

-Volu

volu

sehi

w dik

iii) Dengan

Plat das

pompa b

− muk

− plat

− tana

− kada

ran ditutup, botol dan pasir ditimbang W2

- W2 = berat pasir yang mengisi kerucut & luban

olume kerucut + lubang → pas

lume kerucut (V0) → diketahui

lume sampel tanah yang dicari → V = V1 — V0

hingga V dan W diketahui → dapat dicari

diketahui → dapat dicari

an cara balon karet (“Rubber Balloon Method”)

asar berlubang, gelas ukuran terisi air,

a berupa bola karet, balon karet

uka tanah diratakan

at dasar diletakkan

nah dibawahnya digali & diukur/dikumpulkan → W

dar airnya (w), volume (V) dipasang seperti gamb

ang galian

asir uniform

W (berat)