MEKANIKA TANAH (CIV -205)

MEKANIKA TANAH

(CIV -205)

OUTLINE

• Definisi tanah & lingkup mekanika tanah

• Proses pembentukan tanah dan batuan

• Susunan partikel tanah

• Komposisi dan fase tanah

• Analisis butiran tanah

APA ITU TANAH ???

Material yang terdiri dari butiran

mineral-mineral padat (agregat) yang tidak

tersementasi satu sama lain, dan atau dari

bahan organik yang melapuk, dimana

diantara butiran terdapat ruang-ruang

kosong yang terisi oleh zat cair dan udara

GEOTEKNIK

Rock Mechanic Soil Mechanic

TANAH VS BATUAN

Tanah

relatif dapat lebih mudah terurai

menjadi unsur mineral atau partikel

organik.

batuan (rock)

memiliki sifat ikatan

internal (kohesi) dan kemampuan

mempertahankan ikatan butiran

mineral yang kuat.

MEKANIKA TANAH ….???

Karena tanah banyak digunakan sebagai material konstruksi maka dalam teknik sipil harus mempelajari sifat – sifat tanah seperti asal-usul

pembentukan tanah, distribusi ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat kemampatan apabila dibebani, kapasitas daya dukung terhadap beban, tegangan geser dan lain-lain

Mekanika tanah (soil mechanics) merupakan cabang ilmu

pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat fisik dari tanah dan

perilaku masa tanah akibat menerima berbagai macam gaya. Soil

engineering merupakan ilmu terapan dari mekanika tanah untuk

SOIL MECHANIC RELATED WITH OTHERS

Geologi  formasi (landform)  soils/rocks  informasi engineer dan potensi masalah di lapangan

Secara umum, setiap formasi merupakan fungsi dari

• Asal usul batuan dan tanah (hubungan antara komposisi dan strukturnya)

• Proses yang terjadi pada batuan dan tanah (mis. Aliran air tanah dll)

SIKLUS BATUAN – PEMBENTUKAN TANAH

• Secara umum,

tanah (soils) terbentuk akibat dari

pelapukan batuan

• Sifat-sifat fisis tanah terutama ditentukan dari mineral yang

terkandung pada butiran/partikel tanah ATAU batuan tsb berasal

• sifat-sifat fisis dari tanah dipengaruhi oleh ukuran,

bentuk, dan komposisi kimia butiran.

• Berdasarkan asal usul pembentukan batuan

, maka dapat dibagi

menjadi tiga tipe batuan induk :

batuan beku (igneous rocks),

batuan endapan (sedimentary rocks), dan batuan metamorf

(metamorphic rocks)

BATUAN BEKU

terbentuk dari proses pembekuan atau pengkristalan magma

yang mencair yang dikeluarkan dari dalam mantel bumi

Batuan beku dalam terbentuk pada

masa lalu dapat muncul di permukaan

sebagai hasil dari proses erosi material

yang menutupinya. Secara umum

butiran yang dihasilkan batuan beku

dalam adalah berbutir kasar (coarse

BATUAN SEDIMEN /ENDAPAN

Terbentuk batuan yang terbentuk dari akumulasi material hasil erosi atau hasil aktivitas kimia maupun organisme yang diendapkan lapis demi lapis pada permukaan bumi

• Batuan beku dalam terbentuk pada masa lalu dapat muncul di permukaan sebagai hasil dari proses erosi material yang menutupinya. Secara umum butiran yang dihasilkan batuan beku dalam adalah berbutir kasar

(coarse grained)

• Ciri khas batuan sendimen adalah pelapisannya

(membentuk lapisan-lapisan),sehingga batuan sendimen disebut juga batuan berlapis (strata=lapisan).

BATUAN SEDIMEN /ENDAPAN

Terdapat dua tipe batuan sedimen , yaitu :

Batuan sedimen detrital atau klastik, batuan ini

terbentuk dari unsur-unsur sementasi yang mengisi ruang-ruang di antara butiran dan membentuk batuan sedimen. Contohnya

konglomerat, breccia, sandstone,mudstone, dan shale.

Batuan sedimen kimia, batuan jenis ini terbentuk

dari proses pengendapan bersama air dan

mengalami proses reaksi kimia, dikelompokkan berdasarkan kandungan mirealnya, contohnya limestone, gipsum, dolomite, gamping,

BATUAN METAMORF

Terbentuk akibat proses perubahan tekanan (P), temperatur (T) atau

keduanya di mana batuan memasuki kesetimbangan baru tanpa adanya

perubahan komposisi kimia (isokimia) dan tanpa melalui fasa cair (dalam keadaan padat), dengan temperatur berkisar antara 200-800⁰C

mengubah mineral dan hubungan antar butiran/kristalnya bila batas kestabilannya terlampaui

PROSES GEOLOGI DAN PERUBAHAN BENTUK MUKA BUMI

Perubahan bentuk muka bumi dapat menjelaskan bagaimana proses geologi yang membentuknya, sehingga menjadi sesuatu yang penting untuk

mengenal perbedaan bentuk muka bumi dan bagaimana material yang membentuknya

Proses geologi dapat dideskripsikan berdasarkan tempat aktifitas

geologinya, yaitu

• pada permukaan bumi, termasuk pelapukan, gravitasi, permukaan air, es, angin, aktivitas vulkanik

• di bawah permukaan bumi, antara lain air tanah dasar, proses tektonik dan plutonik

• kasus extraordinary, antara lain jatuhnya benda luar angkasa seperti meteor

PROSES PELAPUKAN

Merupakan suatu proses terurainya atau berubahnya komposisi atau struktur batuan pada atau dekat permukaan bumi oleh proses kimia, fisik/mekanis dan biologi.

Pelapukan mekanis disebabkan terurainya batuan secara mekanikal akibat

perubahan temperatur (pembekuan atau pencairan) dari unsur-unsur es gletser, gelombang air laut dan udara. Umumnya terjadi di daerah dengan temperatur rendah

Pelapukan kimiawi adalah proses dimana mineral batuan induk diubah

menjadi mineral-mineral baru melalui proses kimia seperti oksidasi, reduksi, hidrolisis, karbonisasi dan asam-asam organik. Umumnya terjadi di daerah dengan temperatur tinggi

PROSES GRAVITASI

Pergerakan massa dalam proses geologi merupakan pergerakan tanah dan batuan ke bawah pada lereng akibat pengaruh gravitasi. Bentuk umumnya disebut longsoran (landslide)

PROSES AIR PERMUKAAN

 Air permukaan adalah unsur geologi yang penting dan

terdapat di mana-mana. Erosi, transportasi, dan endapan

oleh aliran sungai, danau dan laut memiliki pengaruh

terhadap struktur geologi permukaan

 Dengan berjalannya waktu, suatu sistem jaringan

sungai akan membentuk pola pengaliran tertentu

diantara saluran utama dengan cabang-cabangnya dan

pembentukan pola pengaliran ini sangat ditentukan

PROSES PENDINGINAN

• Struktur tanah yang

terbentuk dari proses Gracial memiliki sifat material yang sangat bervariasi bahkan dalam area yang saling

berdekatan dalam horisontal dan vertikal.

• secara teknik tidak baik

untuk untuk dikerjakan karena sifat

PROSES ANGIN

Struktur batuan yang

dipengaruhi angin banyak ditemukan di daerah gurun dan pantai. Deposit yang paling penting pada

struktur eolian adalah

dunes, yang tersusun dari

pasir dan jarang tersusun dari silt (lanau)

PROSES VULKANIK

Proses vulkanik merupakan hasil dari ekstrusi magma ke

permukaan bumi. Ketika gunung berapi meletus,

material seperti lava dan batuan piroklastik dan debris

(puing) dikeluarkan dan membentuk struktur batuan

Lava sesungguhnya adalah batuan yang meleleh dan

mengalir dari gunung berapi melalui erupsi celah

( fissure eruption) yang menghasilkan aliran lava pada

permukaan tanah

PROSES TEKTONIK

• Proses tektonik yang terjadi pada kerak bumi dan pada lapisan dangkal merupakan proses yang terjadi pada area seismik aktif dan membentuk struktur batuan yang penting dalam rekayasa sipil

• patahan akan menghasilkan

struktur bumi dan unsur topografi yang khas. Patahan curam yang dihasilkan besarnya ditentukan oleh pergeseran dan juga oleh

Komposisi Mineral pembentuk tanah

MINERAL = komposisi + struktur kristalin

Empat tipe mineral utama :

• Silacates : Quartz, feldspar, mica, chlorite, amphibole,

pyroxene, olivine, serpentine, talc dan clay

• Carbonates

: calcite, dolomite

• oxides

: limonite, hematite

• kelompok lainnya (kelompok

salt

) : gypsum, anhydrite,

halite (NaCl), pyrite dan graphite.

MINERAL LEMPUNG

Mineral lempung merupakan senyawa aluminium silikat yang

komplek yang terdiri dari satu atau dua unit dasar yaitu :

• Silikat tetrahedra

INDEKS PROPERTIES

• Sifat-sifat indeks (index properties) menunjukkan sifat-sifat tanah yang mengindikasikan jenis dan kondisi tanah, serta memberikan hubungan terhadap sifat-sifat mekanis

(engineering properties) seperti kekuatan dan pemampatan atau kecenderungan untuk mengembang, dan permeabilitas. • Untuk tanah berbutir kasar (coarse-grained), sifat-sifat

partikelnya dan derajat kepadatan relatif adalah sifat-sifat yang paling penting. Sedangkan, untuk tanah berbutir halus (fine-grained), konsistensi (keras atau lunak) dan plastisitas merupakan sifat-sifat yang paling berpengaruh

INDEKS PROPERTIES

TANAH

Kohesif (diperlukan suatu gaya untuk memisahkan butiran tanah pada saat kering)

Non – kohesif (butiran tanah sudah terpisah pada saat kering, melekat saat basah saja)

Berbutir halus (fine grained)

Berbutir kasar (coarse grained) Berdasarkan

analisis saringan

UKURAN PARTIKEL

Tanah merupakan campuran partikel-partikel yang terdiri dari satu atau seluruh jenis berikut :

• Berangkal (boulders)

• Kerikil (gravel)

• Pasir (sand)

• Lanau (silt)

• Lempung (clay)

Dari segi mineral (bukan ukurannya) yang disebut tanah lempung (dan mineral lempung) adalah yang memiliki partikel mineral

SUSUNAN TANAH GRANULAR

PENGARUH AIR PADA LEMPUNG

• Air tidak mempengaruhi perilaku tanah non kohesif

(granular), contoh kuat geser pasir sama pada kondisi

kering/basah

• Pada tanah non kohesif

 distribusi ukuran partikel

yang dominan

• Pada tanah lempung

 variasi kadar air mempengaruhi

Bagaimana mekanisme nya ???

Partikel lempung memiliki muatan negatif, untuk mengimbanginya , partikel lempung akan menarik ion muatan positif dari garam yang ada di air pori

KOMPOSISI FASE TANAH

Suatu massa tanah terdiri dari :

 Partikel padat (solid)

 Air (water)

 Udara (air)

Asumsi :

total volume V

_t

, dengan volume

massa padat V

_s

dan volume rongga V

_v

yang dapat terdiri dari volume terisi

air V

_w

dan volume terisi udara V

_a

HUBUNGAN VOLUME – BERAT

HUBUNGAN VOLUME – BERAT

volume total tanah dapat dinyatakan :

a w s v s V V V V V V      Dimana :

V_s = volume butiran padat V_v = volume pori (void)

V_w = volume air dalam pori V_a = volume udara dalam pori

Udara dianggap tidak memiliki berat maka berat total dari contoh tanah dapat

dinyatakan sebagai : w s

W

W

W





Dimana :

W_s = berat butiran padat W_w = berat air

angka pori (e) : perbandingan antara volume pori dan volume butiran

padat. Umumnya dinyatakan dalam desimal dibandingan persen. Besaran

nilai angka pori dari 0 sampai tidak terhingga. s

v

V V e 

porositas (n) : perbandingan antara volume pori dan volume tanah total,

umumnya dinyatakan dalam persen. Besaran nilai porositas antara 0 sampai 100 % % 100   t v V V n

derajat kejenuhan (S), : perbandingan antara volume air dan volume

pori,dinyatakan dalam persen. Bila tanah telah kering maka S = 0 % dan bila pori terisi seluruhnya air maka S = 100 %.

% 100   v w V V S

kadar air (w) : perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari

volume tanah yang diselidiki  _s 100%

w

W W w

Hubungan perbandingan volumetrik yang umum dipakai dalam menentukan fase tanah ini adalah :

Hubungan perbandingan volumetrik yang umum dipakai dalam menentukan fase tanah ini adalah :

Berat volume : berat tanah per satuan volume, berat

dipengaruhi gravitasi (W = mg)

Berat volume juga dapat dinyatakan dalam berat

butiran padat, kadar air, dan volume total  

V w W V W W W V W W V W s _s w s w s              1 1  g g V m V W .      w s s w s s V W G    _ 

Berat jenis (specific gravity), didefinisikan sebagai

berat jenis dari butiran tanah padat, Gs.

Hubungan antara berat volume, angka pori, kadar air dan berat spesifik

Karena volume butiran padat adalah 1, maka volume dari pori sama

dengan angka porinya (e). Berat dari butiran padat dari air dapat dinyatakan sebagai :

W_s = G_s _w

TANAH DALAM KONDISI JENUH 𝛾_𝑠𝑎𝑡 = 𝑊 𝑉 = 𝑊_𝑠 + 𝑊_𝑤 𝑉 = 𝐺_𝑠𝛾_𝑤 + 𝑒𝛾_𝑤 1 + 𝑒 = 𝐺_𝑠 + 𝑒 𝛾_𝑤 1 + 𝑒 Berat Volume tanah jenuh air

HUBUNGAN ANTARA BERAT VOLUME, POROSITAS DAN KADAR AIR

Karena V = 1, maka V_v sama dengan n. Sehingga V_s = 1 – n . Berat butiran

padat (W_s) dan berat air (W_w) dapat dinyatakan sebagai berikut :

𝑊_𝑆 = 𝐺_𝑠𝛾_𝑤(1 − 𝑛)

𝑊_𝑤 = 𝑤𝑊_𝑠 = 𝑤𝐺_𝑠𝛾_𝑤 1 − 𝑛

Jadi berat volume kering sama dengan :

𝛾_𝑑 = 𝑊𝑠

𝑉 =

𝐺_𝑠𝛾_𝑤(1−𝑛)

1 = 𝐺𝑠𝛾𝑤(1 − 𝑛)

Berat isi tanah sama dengan : 𝛾 = 𝑊𝑠+𝑊𝑤

HUBUNGAN ANTARA BERAT VOLUME, POROSITAS DAN KADAR AIR

Pada tanah jenuh air

Berat isi tanah sama dengan : 𝛾 = 𝑊𝑠+𝑊𝑤 𝑉 = 𝐺𝑠𝛾𝑤(1 − 𝑛)(1 + 𝑤) 𝛾_𝑠𝑎𝑡 = 𝑊𝑠+𝑊𝑤 𝑉 = 1−𝑛 𝐺_𝑠𝛾_𝑤+𝑛𝛾_𝑤 1 = 1 − 𝑛 𝐺𝑠𝛾𝑤 + 𝑛𝛾𝑤

Kadar air dari tanah jenuh air dinyatakan sebagai : 𝑤 = 𝑊𝑤 𝑊_𝑆 = 𝑛𝛾_𝑤 1−𝑛 𝛾_𝑤𝐺_𝑠 = 𝑛 1−𝑛 𝐺_𝑠

Kerapatan Relatif

Kerapatan relatif atau relative density digunakan untuk

menunjukkan kerapatan dari tanah berbutir (granular) di lapangan. Kerapatan relatif didefinisikan sebagai perbandingan antara angka pori tanah pada keadaan paling lepas dan keadaan tanah di

lapangan terhadap perbedaan antara angka pori pada keadaan paling lepas dan paling padat.

𝑫_𝒓 = 𝒆𝒎𝒂𝒌𝒔 − 𝒆 𝒆_{𝒎𝒂𝒌𝒔} − 𝒆_𝒎𝒊𝒏

Dimana :

D_r = kerapatan relatif (dalam %) e = angka pori tanah di lapangan

CONTOH SOAL :

Dalam keadaan asli, suatu tanah basah memiliki volume 0.009345 m3 _{dan berat 18.111 kg.}

Setelah dikeringkan dalam oven , berat tanah kering adalah 15.667 kg. Apabila G_s =2.71,

hitung kadar air, berat volume basah, berat volume kering, angka pori ,porositas dan derajat kejenuhan Pembahasan : 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 𝑤 = 𝑊𝑤 𝑊_𝑠 = 𝑊 − 𝑊_𝑠 𝑊_𝑠 = 18,111 − 15.667 15.667 × 100% = 15,6% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ = 𝛾 = 𝑊 𝑉 = 18.111 0.009345 = 1938.041 𝑘𝑔/𝑚 3 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 = 𝛾_𝑑 = 𝑊𝑠 𝑉 = 15.667 0.009345 = 1676.511 𝑘𝑔/𝑚 3 𝐴𝑛𝑔𝑘𝑎 𝑝𝑜𝑟𝑖 = 𝑒 = 𝑉𝑣 𝑉_𝑠, w = 1000 kg/m 3 𝑉_𝑠 = 𝑊𝑠 𝐺_𝑠𝛾_𝑤 = 15.667 2.71 × 1000 = 0.00578 𝑚 3 𝑉_𝑣 = 𝑉 − 𝑉_𝑠 = 0.009345 − 0.00578 = 0.003565 𝑚3 𝑒 = 0.003565 0.00578 = 0.6167 ≈ 0.62

𝑉_𝑣 = 𝑉 − 𝑉_𝑠 = 0.009345 − 0.00578 = 0.003565 𝑚3 𝑒 = 0.003565 0.00578 = 0.6167 ≈ 0.62 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 = 𝑛 = 𝑒 1 + 𝑒 = 0.62 1 + 0.62 = 0.38 𝑥 100% = 38% 𝑑𝑒𝑟𝑎𝑗𝑎𝑡 𝑘𝑒𝑗𝑒𝑛𝑢ℎ𝑎𝑛 = 𝑆 = 𝑉𝑤 𝑉_𝑣 𝑉_𝑤 = 𝑊𝑤 𝛾_𝑤 = 2.444 1000 = 0.002444 𝑚 3 𝑆 = 𝑉𝑤 𝑉_𝑤 = 0.002444 0.003565 = 68.5 %

CONTOH SOAL 2 :

Suatu sampel tanah basah pada piringan adalah 462 gr. Setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 110⁰C dan kemudian ditimbang berat sampel dan piringan adalah 364 gr. Berat piringan kosong itu sendiri adalah 39 gr. Tentukan kadar air sampel tanah tersebut.

Berat total (basah) sampel + piringan = 462 gr Berat sampel kering + piringan = 364 gr

Berat air = 462 – 364 = 98 gr Berat piringan = 39 gr

Berat tanah kering = 364 – 39 = 325 gr

Pembahasan :

kadar air = 98

ANALISIS UKURAN BUTIRAN

• Sifat tanah sangat tergantung dari ukuran butirannya

• Analisis ukuran butiran digunakan sebagai dasar pemberian nama dan klasifikasi tanah.

• Definisi : penentuan persentase berat butiran pada satu unit saringan, dengan ukuran diameter lubang tertentu.

ANALISIS UKURAN BUTIRAN

Bila Wi adalah berat tanah yang tertahan pada saringan ke-i (dari atas

susunan saringan) dan W adalah berat tanah total, maka persentase berat yang tertahan adalah :

% 𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒕𝒆𝒓𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒑𝒂𝒅𝒂 𝒔𝒂𝒓𝒊𝒏𝒈𝒂𝒏 = 𝑾𝒊

𝑾 × 𝟏𝟎𝟎 %

Dan persentase lebih kecil dari saringan ke-i :

% 𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒍𝒆𝒃𝒊𝒉 𝒌𝒆𝒄𝒊𝒍 𝒅𝒂𝒓𝒊𝒑𝒂𝒅𝒂 𝒔𝒂𝒓𝒊𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒌𝒆 − 𝒊 = 𝟏𝟎𝟎% − ෍

𝒊=𝟏 𝒊=𝒏

Parameter penting adalah

ukuran efektif (effective size), koefisien keseragaman (uniformity coefficient) , koefisien gradasi (curvature coefficient)

• Diameter dalam kurva distribusi ukuran yang bersesuaian dengan 10% yang lebih halus(lolos ayakan) didefinisikan sebagai ukuran efektif atau D₁₀. Nilai D₁₀ yang besar menunjukkan tanah lebih kasar dan memiliki karakteristik drainase yang baik

Koefisien keseragaman (C_u) menunjukkan kemiringan kurva dan menunjukkan sifat keseragaman tanah. Cu makin kecil maka kurva makin tajam dan butiran tanah makin seragam.

Gradasi baik jika Cu > 4 untuk kerikil dan Cu > 6 untuk pasir

Koefisien gradasi (Cc)_, suatu tanah dianggap

lengkungnya baik jika 1 < Cc < 3 dan jelek jika Cc < 1 dan Cc > 3, dinyatakan sebagai :

10 60 D D C_u    10 60 2 30 D D D C_c  

Hasil dari analisis saringan diberikan sebagai berikut :

No.Saringan (ASTM) Massa tanah tertahan pada saringan (gr) #4 0 10 40 20 60 40 89 60 140 80 122 100 210 200 52 pan 12

Gambarkan kurva distribusi ukuran partikel dan tentukan D₁₀, D₃₀, D₆₀ , C_u dan C_c

Penyelesaian

Untuk membuat kurva distribusi ukuran partikel, dihitung dulu persen butir tanah yang lebih kecil :

Penyelesaian :

Jumlah kumulatif massa tanah yang tertahan pada saringan ke – i ( misalnya saringan No.10) dihitung :

𝛴𝑀 _#10 = 𝑀 _#4 + 𝑀 _#10 = 0 + 40 = 40 𝑔𝑟

Dan pada saringan no.20 adalah 𝛴𝑀 _#20 = 𝑀 _#10 + 𝑀 _#20 = 40 + 60 = 100 𝑔𝑟

Persen masa tanah yang lolos saringan atau persen butir lebih kecil dari ukuran diameter tertentu (misalnya 4,75 mm), dihitung : % 100 % 100 729 0 729 % 100 (%) (#4) ) 4 (#           M M M F

Dan persentase massa tanah yang lolos saringan no.10 :

% 5 , 94 % 100 729 40 729 % 100 (%) (#10) ) 10 (#       







M M M F

ANALISIS HIDROMETER

Untuk menentukan gradasi butir-butir halus (< 0.075 mm) dan menentukan distribusinya

digunakan analiss hidrometer. Analisis

hidrometer didasarkan pada prinsip sedimentasi (pengendapan) butir-butir tanah dalam air

Analisis ini didasarkan pada hukum Stokes yang menyatakana bahwa butiran partikel

mengendap dengan kecepatan konstan, yaitu :

  2 18 D w s v      T L v v D w s w s            18 18 w s s G    .   T L K T L G D w s       1 18

KONSISTENSI DAN PLASTISITAS

• ilmuwan Swedia bernama Atterberg telah menggembangkan suatu metode untuk menjelaskan “sifat konsistensi tanah” berbutir halus pada kadar air yang bervariasi

APA ITU KONSISTENSI ???

merupakan sifat fisika tanah yang menggambarkan ketahanan tanah pada saat

memperoleh gaya atau tekanan dari luar yang menggambarkan bekerjanya gaya kohesi (tarik menarik antar partikel) dan adhesi (tarik menarik antara partikel dan air) dengan

berbagai kadar air yang diberikan.

Sifat ini karena adanya air yang terserap di sekeliling permukaan dari partikel

lempung. Bila mana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan

BATAS CAIR (LIQUID LIMIT)

Batas cair adalah kadar air tanah pada batas cair dan batas plastis atau kadar air maksimum dimana tanah memiliki geser minimum yaitu pada ketukan ke 25

Ditentukan dengan melakukan percobaan

Casagrande sesudah “25 pukulan” yang dilakukan sebanyak minimum 4 kali percobaan dengan

kadar air yang berbeda dan jumlah pukulan (N) antara 15 sampai 35

BATAS CAIR (LIQUID LIMIT)

BATAS CAIR (LIQUID LIMIT)

Atas dasar hasil analisis dari beberapa uji batas cair, US waterways Experiment Station, Vicksburg, Mississipi (1949) mengajukan suatu persamaan empiris untuk menentukan batas cair , yaitu :

 tan 25       w N LL _N Dimana :

N = jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk menutup goresan 0.5 in. w_N = kadar air untuk menutup dasar goresan dari contoh tanah yang

dibutuhkan pukulan sebanyak N

tan β = 0.121 (tidak semua tanah memiliki nilai tan β = 0.121)

BATAS PLASTIS (PLASTIC LIMIT)

Batas plastis (PL) didefinisikan sbg kadar air pd kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu % kadar air dimana tanah dgn diameter silinder 3,2 mm mulai retak2 ketika digulung

Batas plastis dapat ditentukan dengan pengujian yang

sederhana dengan cara menggulung sejumlah tanah dengan menggunakan tanah secara berulang menjadi bentuk

ellipsoidal

Kadar air contoh tanah yang mana tanah mulai retak-retak didefinisikan sebagai batas plastis

Indeks plastisitas (plasticity Index) adalah perbedaan antara

BATAS PLASTIS (PLASTIC LIMIT)

DESKRIPSI INDEKS PLASTISITAS

Non plasticity 0

Slighty plasticity 1 - 5

Low plasticity 5 -10

Medium plasticity 10 - 20

High plasticity 20 - 40

Very High plasticity > 40

Burmister (1949) mengklasifikasikan indeks plastisitas berdasarkan tabel

Indeks Cair (liquidity index) - LI

didefinisikan sbg kadar air tanah asli relatif pada kedudukan plastis dan cair

𝐿𝐼 = 𝑤𝑁 − 𝑃𝐿 𝐿𝐿 − 𝑃𝐿 =

𝑤_𝑁 − 𝑃𝐿 𝑃𝐼

BATAS SUSUT (SHRINKAGE LIMIT)

Kadar air dimana perubahan volume suatu massa tanah berhenti

Ketika kadar air pada tanah butiran halus

berkurang di bawah batas plastis, penyusutan massa tanah berlanjut hingga batas susut tercapai

BATAS SUSUT (SHRINKAGE LIMIT)

Uji batas susut (ASTM Test Designation D-427) dilakukan di laboratorium dengan menggunakan mangkok porcelin yang memiliki diameter 1.75 in ( 44,4 mm) dan tinggi kira-kira 0.5 in (12,7 mm).

(%) (%) w

w

SL  _i  

Batas susut ditentukan menurut gambar kurva adalah :

Dimana :

w_i = kadar air tanah mula-mula pada saat ditempatkan dalam mangkok uji.

Sedangkan rumus kadar air mula-mula adalah 100 (%) 2 2 1    m m m w_i Dimana :

m_i = massa tanah basah dalam mangkok(gram) m₂ = massa tanah kering (gram)





100 (%) 2     m V V w i f w

Selain itu : _{Dimana :}

V_i = volume tanah basah saat permulaan pengujian/ volume mangkok (cm3)

V_f = volume tanah kering ρ_w = kerapatan air ( g/cm3₎









100 100 2 2 2 1             m V V m m m SL i f w

Contoh soal

Pengujian di laboratorium untuk menentukan batas konsistensi suatu tanah adalah sebagai berikut :

Tentukan batas cair (LL) , indeks plastisitas (IP) dan indeks cair (LI) tanah tersebut. Diketahui tanah memiliki PL =20% , kadar air lapangan = w_N= 38 %

Benda Uji 1 2 3 4

Jumlah pukulan 12 17 23 28

Berat tanah basah + cawan (gr) 28.15 23.22 23.20 23.18

Berat tanah kering + cawan (gr) 24.20 20.8 20.89 20.9