Standpipe Piezometer
Standpipe Piezometer
Standpipe Piezometer memberikan metode yang mudah dan ekonomis untuk mengukur tekanan air pori pada tanah dan batuan.
Aplikasi
Mengukur ketinggian permukaan air di dalam tanah atau batuan pada:
- Pemantauan pengendalian stabilitas konstruksi pada timbunan, dam dan reservoir. - Pengedalian operasi drainase
- Investigasi hidrologi dan suplai air - Studi polusi lingkungan
- Pengukuran permeability tanah
Cara Kerja
Standpipe piezometer yang memiliki lubang-lubang pada ujungnya dimasukkan melalui lubang bor ke dalam tanah. Sekeliling lubang bor di atas standpipe piezometer di grouting dengan bentonite hingga permukaan tanah. Hal ini untuk menjaga agar air bawah tanah hanya dapat masuk melalui lubang-lubang pada ujung tabung standpipe piezometer.
Kedalaman air dapat diukur dengan memasukkan water level meter. Tekanan air pori tanah berhubungan dengan ketinggian permukaan air di dalam standpipe.
Keunggulan
- Piezometer yang ideal untuk mengetahui kondisi piezometric level pada investigasi tanah. - Sederhana dan biayanya relatif lebih murah.
- Dalam keadaan yang baik standpipe dapat dipasang hingga kedalaman 200 meter dengan grouting yang relatif bagus.
Spesifikasi Umum
Tipe Casagrande Ceramic:
Piezometer yang terdiri elemen keramik kasar yang pada kedua ujungnya ditutup plastik kaku dan dilengkapi dengan fitting untuk pipa PVC
Metode pemasangan yang tepat untuk jenis ini adalah dengan lubang bor pada tanah atau batuan jenuh.
Piezometer yang elemennya dibungkus dengan pipa plastik rigid berpori dan tertutup pada kedua ujungnya yang dilengkapi dengan fitting untuk dihubungkan dengan pipa standpipe PVC.
Metode pemasangan yang tepat untuk jenis ini adalah dengan lubang bor pada tanah atau batuan jenuh.
Tipe Casagrande Drive-in:
Tabung porous plastic berlapis pipa galvanis mild steel dan mild steel pada ujung piezometer dan dengan kopling untuk disambung dengan pipa standpipe galvanis.
Metode pemasangan disambung dengan standpipe pipa besi yang ditanam ke dalam tanah lunak jenuh.
Alat Ukur Tekanan Fluida
ada 2 tipe:
Dengan prinsip penyeimbangan kolom cairan “tube gauge” Secara mekanis “ mechanical gauge”
Tube Gauge: Piezometer Manometer : Simple manometer Mikromanometer Differensial manometer
Inverted differensial manometer
PIEZOMETER adalah bentuk sederhana dari manometer, dimana tekanan cairan yang diukur dapat dilihat secara langsung pada ketinggian cairan tersebut di dalam tabung.
Tekanan cairan “pressure head”
P = γ1 .h1
Tekanan dapat juga dinyatakan dalam kolom air p/γair = (γ1/γair ) h
Dimana , s = specific gravity = γzat/γair
Kelemahan Piezometer:
Tidak dapat untuk mengukur tekanan fluida kompresibel (gas) Tidak dapat untuk mengukur tekanan negatif (p < patm )
MANOMETER merupakan pengembangan dari piezometer, dimana :
dapat untuk mengukur tekanan fluida kompresibel
dapat untuk mengukur tekanan negatif
pada tabung manometer diisi cairan. dengan syarat cairan:
tidak dapat bercampur dengan fluida yang akan diukur
berat jenis cairan lebih berat daripada berat jenis fluida yang diukur.
1. Simple Manometer / U-Tube Manometer Tekanan positif
Dimana,
P = γ1 .h1
z - z’ = garis keseimbangan
Tekanan fluida dalam pipa p + γ1 . h1 = γ2 . h2
p = γ2 . h2 - γ1 . h1
Atau, h = s2 . h2 - s1 . h1
Tekanan negatif
Tekanan fluida dalam pipa p + γ1 . h1 + γ2 . h2 = 0 p = - (γ1 . h1 + γ2 . h2 ) Atau, h = - (s1 . h1 + s2 . h2 ) 2. Mikromanometer
Misal: penurunan cairan pada tangki yang sangat kecil akan berakibat pada kenaikan cairan pada tabung yang cukup tinggi.
• Pada keadaaan mula-mula, tekanan cairan dalam pipa p + γ1 . h1 = 0
p = - γ1 . h1
Jika cairan dalam tangki turun (Δh) maka, cairan tabung akan mengalami kenaikan sebesar h2 dari keadaan mula-mula.
h2 = (A/a) Δh Δh = (a/A) h2 p + γ1 . h1 + γ1 . Δ h = γ2 . h2 + γ2 . Δ h p = γ2 . h2 - γ1 . h1 + Δ h (γ2 - γ1 ) p = γ2 . h2 - γ1 . h1 + (a/A) h2 (γ2 - γ1 ) Atau, h = s2 . h2 - s1 . h1 + (a/A) h2 (s2 - s1 ) contoh :
Sebuah tangki tertutup berisi udara bertekanan dan minyak (SGminyak=0,90) seperti pada
gambar di bawah ini. Sebuah manometer tabung U yang menggunakan air raksa (SGHG =
13,6) dihubungkan ke tangki tersebut seperti yang ditunjukkkan. h1 = 36 in, h2 = 6 in, h3 = 9 in.
Tentukan bacaan tekanan (dalam psi) dari alat ukur. Penyelesaian:
Aturannya, dimulai dari sebuah ujung sistem manometer dan menelusurinya sampai ke ujung yang lain.
Tekanan pada permukaan (1)
Tekanan ini sama dengan tekanan pada permukaan (2), karena kedua titik ini berada pada ketinggian yang sama di dalam suatu fluida homogen yang diam.maka,
atau
untuk nilai :
Piezometers
Pemantauan tekanan air pori untuk menentukan tingkat yang aman dari mengisi atau penggalian.
Pemantauan tekanan air pori untuk mengevaluasi stabilitas lereng. Pemantauan sistem dewatering yang digunakan untuk penggalian.
Pemantauan sistem perbaikan tanah, seperti saluran vertikal dan pasir mengalir. Pemantauan tekanan pori untuk memeriksa kinerja bendungan dan tanggul earthfill. Pemantauan tekanan pori untuk memeriksa sistem penahanan di tempat pembuangan sampah dan bendungan tailing.
Jenis Piezometers Standpipe Piezometers
Para piezometer standpipe adalah yang paling dasar dari jenis piezometer. Ini terdiri dari ujung filter bergabung ke pipa riser. Aliran air dari tanah sekitarnya menjadi keran itu. Pembacaan diperoleh dengan indikator tingkat air.
Keuntungan: komponen dikalibrasi Sederhana, dapat diandalkan, bukan listrik, tidak ada. Keterbatasan: Akurasi tergantung pada keahlian operator, membaca membutuhkan seorang pria di situs; membaca remote tidak mungkin; lambat untuk menunjukkan perubahan tekanan air pori.
Vibrating Piezometers Kawat
Para piezometer kawat bergetar adalah yang paling sering digunakan piezometer dan cocok untuk hampir semua aplikasi. Ini terdiri dari transduser tekanan kawat dan kabel sinyal bergetar. Hal ini dapat dipasang di lubang bor, tertanam dalam mengisi, atau ditangguhkan dalam suatu keran. Pembacaan diperoleh dengan pembacaan portabel atau data logger.
Keuntungan: Mudah dibaca, sangat akurat; waktu respon yang baik di semua tanah; mudah untuk mengotomatisasi; pembacaan jarak jauh yang handal.
Keterbatasan: Harus dilindungi dari transien listrik. Multi-Level Piezometer getar Kawat
Multi-level sistem VW piezometer digunakan untuk memantau tekanan air pori di
beberapa zona dalam lubang bor. Ini terdiri dari sejumlah Piezometers VW di perumahan khusus, kabel sinyal, pas nat, dan komponen pengguna beberapa disediakan ( terutama pipa PVC) . Sistem ini digrout ke lubang bor. Pembacaan diperoleh dengan pembacaan portabel atau data logger.
Keuntungan: Memecahkan atau menghindari sebagian besar masalah dengan tradisional multi-level instalasi piezometer.
Keterbatasan: Sama seperti Piezometers VW. Kawat berventilasi Transduser Tekanan getar
Para piezometer kawat bergetar terdiri dari transduser tekanan kawat bergetar, kabel sinyal berventilasi, dan ruang pengering. Hal ini dirancang untuk tingkat monitoring air
di sumur, cekungan menenangkan, dan wiers. Pembacaan diperoleh dengan pembacaan portabel atau data logger.
Keuntungan: Mudah dibaca, akurat, dan dapat terhubung ke data logger. Tidak memerlukan kompensasi tekanan barometrik.
Keterbatasan: kebisingan listrik dari pompa di dalam sumur yang sama dapat mengganggu pengoperasian.
Transducer Tekanan titanium
Para transduser tekanan titanium adalah perangkat 4-20mA yang kompatibel dengan data logger industri. Hal ini digunakan untuk memonitor tingkat air di pompa sumur dan untuk pemantauan tekanan air pori dalam lingkungan yang akan menimbulkan korosi pada stainless steel.
Keuntungan: Cocok untuk pengukuran dinamis, mudah dibaca, sangat tahan terhadap gangguan listrik.
Keterbatasan: 4-20mA sirkuit memerlukan daya lebih kurang cocok untuk baterai-operasi. Stabilitas jangka panjang mungkin tidak cukup baik untuk beberapa aplikasi. Pneumatic Piezometers
Para piezometer pneumatik beroperasi dengan tekanan gas. Ini terdiri dari transduser tekanan pneumatik dan tabung pneumatik. Hal ini dapat dipasang di lubang bor, tertanam dalam mengisi, atau ditangguhkan dalam suatu keran. Pembacaan diperoleh dengan indikator pneumatik.
Keuntungan: Handal, membaca jauh mungkin, tidak listrik, indikator dapat dikalibrasi setiap saat.
Keterbatasan: Akurasi tergantung pada keahlian operator, sulit dan mahal untuk mengotomatisasi, sehingga membaca membutuhkan pria di situs; waktu membaca meningkat dengan panjang tabung, tabung pneumatik dapat diblokir oleh kondensasi jika tidak sering diisi dengan gas nitrogen kering.
