STUDI MO DEL FISIK STA BILITA S SA ND BO ILING PA DA KO NSTRUKSI BENDUNG (KA SUS TA NA H BERPA SIR DENG A N LA PISA N HO MO G EN)
Ya ssir Ara fa t *
Abstrac t
O b se rva tio n o f sa nd b o iling p ro c e sse s o n we a r c o nstruc tio n b y using a mo de l te st tha t is de sig ne d fo r simula te d so il sta b ility disturb a nc e (sa nd b o iling ) c a use d b y g ro und wa te r flo w b e lo w the c o nstruc tio n side . Te st a nd o b se rva tio n a re do ne to the p a ra me te rs suc h a s up stre a m wa te r le ve l (hw), do wn stre a m wa te r le ve l whe n sa nd b o iling o c c urre d (hc ), e ffe c t o f she e t p ile le ng th a nd p o sitio n o f she e t p ile o n we a r c o nstruc tio n, a nd the me dium (sa nd typ e ) o f flo w a nd thic k o f the me dium la ye r, to g e t c ritic a l wa te r le ve l (hc ) whe n first sa nd b o iling o c c urre d. The va ria b le wa s ma de in a c o mp a riso n va lue o f the re la tio n o f dime nsio nle ss p a ra me te rs tha t is a na lyze d b y a g ra p h. The te st mo de l sho w tha t the le ng th a nd p o sitio n o f p ile she e t, the tic k o f sa nd la ye r, a nd typ e o f sa nd me dium; g ive the b e st re sista nc e whe re the sa nd b o iling o c c urre d.
Ke ywords: Sa nd b o iling , We ir c o nstruc tio n, She e t p ile
A b stra k
Pe ng a m a ta n p ro se s sa nd b o iling p a d a ko nstruksi b e nd ung d e ng a n m e ng g una ka n sua tu m o d e l uji ya ng d ira nc a ng d a p a t m e nsim ula sika n a d a nya g a ng g ua n sta b ilita s ta na h (sa nd b o iling ) a kib a t tim b ulnya p e ng a lira n p a d a m e d ium d i b a wa h ko nstruksi. Pe ng ujia n d a n p e ng a m a ta n d ila kuka n te rha d a p p a ra m e te r b e rup a ting g i a ir (hw ) d ihulu b e nd ung , ting g i a ir d ihilir b e nd ung sa a t p e ristiwa sa nd b o iling te rja d i (hc ), p e ng a ruh p a nja ng she e t p ile d a n p o sisi p e ne p a ta n she e t p ile p a d a ko nstruksi b e nd ung , d a n jug a je nis m e d ium p e ng a lira n (p a sir) d a n te b a l la p isa n m e d ium (T), untuk m e nd a p a tka n b e sa rnya ting g i m uka a ir kritis (hc ) d im a na p e rta m a ka li te rliha t ke ja d ia n sa nd b o iling . Va ria b e l ini d ib ua t d a la m sua tu nila i p e rb a nd ing a n hub ung a n p a ra m e te r ta np a d im e nsi ya ng d ia na lisis d a la m sua tu g ra fik. Mo d e l uji m e m p e rliha tka n p a nja ng d a n p o sisi she e t p ile , te b a l la p isa n p a sir, d a n je nis m e d ium p a sir ya ng m e m b e rika n ha m b a ta n te rb a ik d im a na p e risitiwa sa nd b o iling te rja d i.
Ka ta kunc i: sa nd b o iling , ko nstruksi b e ndung , she e t p ile .
* Sta f Pe ng a ja r Jurusa n Te knik Sip il Fa kulta s Te knik Unive rsita s Ta d ula ko , Pa lu 1. Pe nd a hulua n
Alira n a ir d id a la m me d ium m a ssa ta na h te rja d i ke tika a d a p e rb e d a a n ting g i e ne rg i m uka a ir p a d a sa tu sisi d e ng a n sisi ya ng la in. Misa lnya ko nstruksi b e nd ung , p a d a sa tu sisi d ila kuka n usa ha p e ning g ia n m uka a ir se m e nta ra p a d a sisi hilir e le va si m uka a ir le b ih re nd a h. Akib a t p e ning g ia n te rse b ut te rja d i p e rb e d a a n ting g i e ne rg i a ir d id e p a n d e ng a n d ib e la ka ng b e nd ung . Ko nse kue nsi d a ri p e rb e d a a n ting g i e ne rg i ini a ka n m e ng a kib a tka n te rja d inya a lira n d id a la m m e d ium ta na h d ib a wa h d a sa r b e nd ung ka re na a d a nya p e rb e d a a n te ka na n
Alira n a ir d id a la m m a ssa ta na h m e ng a kib a tka n tim b ulnya g a ya
se e p a g e. G a ya se e p a g e ini m e rup a ka n fung si d a ri g ra d ie nt hid ro lik, b e ra t je nis a ir(c a ira n) d a n g ra vita si. G a ya se e p a g e m e nim b ulka n sua tu g a ya a ng ka t. Da la m m e d ium ta na h ya ng p o ro us se p e rti ta na h b e rp a sir d a p a t m e ng a kib a tka n te ra ng ka tnya b utira n p a sir jika g a ya se e p a g e ini le b ih b e sa r d a ri g a ya b e ra t m a te ria l p a sir ya ng d ila lui a lira n te rse b ut.
d ua la p isa n ho m o g e n ya ng b e rb e d a . Pe ne litia n d ila kuka n d i la b o ra to rium Me ka nika Ta na h Jurusa n Sip il Fa kulta s Te knik Unive rsita s Ta d ula ko d e ng a n m e ng g una ka n sua tu m o d e l uji ya ng m e nsim ula sika n a d a nya g a ng g ua n sta b ilita s sa nd b o iling a kib a t tim b ulnya p e ng a lira n p a d a m e d ium d ib a wa h ko nstruksi b e nd ung te rse b ut.
Mo d e l ko la m p e rc a b a a n d ila b o ra to rium (p a nja ng x le b a r x ting g i = 150 c m x 100 c m x 100 c m ) ya ng d id e sa in se d e mikia n hing g a d a p a t m e nsim ula sika n a d a nya p ip ing d a n sa nd b o iling p a d a m o d e l. Ba ha n ko la m d id e sa in se d e mikia n rup a p a d a sa tu sisi m e rup a ka n d ind ing tra nsp a ra n ya ng d ile ng ka p i p ita ukur untuk m e ng e ta hui te b a l la p isa n p a sir (T), ting g i a ir d id e p a n b e nd ung (hw), ting g i muka a ir kritis d i
b e la ka ng b e nd ung (hc ), ke d a la m a n/ p a nja ng she e t p ile d ib a wa h
d a sa r b e nd ung (S), ja ra k p e ne m p a ta n she e t p ile d ib a wa h b e nd ung d iukur d a ri m uka b e nd ung (x), le b a r b e nd ung (B).
Pa sir ya ng d ig una ka n lo lo s sa ring a n No . 4 d a n te rta ha n sa ring a n No . 40 d a n p a sir ha lus lo lo s sa ring a n No . 40 d a n te rta ha n sa ring a n No . 200. Se b e lum d ite m p a tka n d a la m ko la m p e rc o b a a n p a sir te rle b ih d a hulu d ije nuhka n. Ko la m p e rc o b a a n se la njutnya d iisi d e ng a n a ir kura ng le b ih ½ d a ri to ta l tim g g i la p isa n p a sir d a n suhu a ir d i d a la m ko la m p e rc o b a a n d iukur, d a n se b e lum p e rc o b a a n d ila kuka n m a ka te rla b ih d a hulu d ip a stika n tid a k a d a g e le m b ung ud a ra ya ng te rp e ra ng ka p d id a la m susuna n la p isa n p a sir.
G a m b a r1. Lo ka si ke runtuha n a kib a t g a ya se e p a g e
T h c
h w
s x
B
P asir,kn
A ir m asu k A ir k elu ar
P elim p a san
L
G a m b a r 8. Mo d e l ko la m p e rc o b a a n Ke te ra ng a n :
T = te b a l la p isa n ta na h p a sir d i b a wa h b e nd ung (c m ). B = le b a r b e nd ung (c m ).
X = ja ra k p e ne m p a ta n she e t p ile d i b a wa h b e nd ung d iukur d a ri m uka b e nd ung (c m ).
S = ke d a la m a n/ p a nja ng she e t p ile d i b a wa h d a sa r b e nd ung (c m ). hc = ting g i m uka a ir kritis (c m )
Se te la h susuna n la p isa n p a sir d ib e ntuk, she e t p ile d ip a sa ng d i b a wa h b e nd ung d e ng a n ja ra k d a ri d e p a n b e nd ung d a n ting g i she e t p ile d ise sua ika n d e ng a n va ria si ya ng te la h d ite ta p ka n. Ke m ud ia n b e nd ung d im a sukka n ke d a la m ko la m p e rc o b a a n p a d a te m p a t ya ng te la h d ite ta p ka n. Dig una ka n p la stic in untuk m e m a stika n tid a k a d a ke b o c o ra n a nta r b e nd ung d e ng a n ka c a , d a n b e nd ung d e ng a n she e t p ile .
Pa d a sa a t p o sisi b e nd ung sud a h te rp a sa ng p a d a te m p a tnya d e ng a n b a ik m a ka ke ra n d ib uka untuk m e m a sukka n a ir d a ri d e p a n d a n b e la ka ng b e nd ung se c a ra b e rsa m a a n. Pa d a sa a t ting g i m uka a ir sud a h m e nc a p a i hw ya ng d ite ta p ka n m a ka ke ra n d itutup d a n d ib ia rka n se la m a 5 m e nit. Pa d a sa a t p e ng a m a ta n kita m ula i, m a ka p o sisi m uka a ir d ip e rta ha nka n d a n p o sisi m uka a ir d i b e la ka ng b e nd ung d iturunka n p e rla ha n-la ha n d e ng a n m e ng e lua rka n a ir m e la lui ke ra n p e m b ua ng a n. Se la m a te rja d i p e nuruna n m uka a ir d i b e la kng b e nd ung m a ka p o sisi m uka a ir d i d e p a n b e nd ung d ip e rta ha nka n, d a n p e rub a ha n sta b ilita s p e rm uka a n ta na h d i b e la ka ng b e nd ung d ia m a ti sa m p a i te rja d i sa nd b o iling. Ke ting g ia n m uka a ir d i b e la ka ng b e nd ung p a d a sa a t te rja d i sa nd b o iling d iukur d a n d ic a ta t, ya itu nila i hc . Se te la h nila i hc d ic a ta t p a d a ta b e l ya ng te la h d ib ua t, m a ka ko la m d ikura s a irnya d e ng a n ja la n m e m b uka ke d ua ke ra n p e m b ua ng a n ya ng d i b e la ka ng ko la m , d a n se la njtnya b e nd ung d ike lua rka n d a ri ko la m p e rc o b a a n.
Pro se d ur p e rc o b a a n ini d iula ng i d e ng a n m e la lui ta ha p a n ya ng sa m a untuk tia p -tia p m o d e l p e rc o b a a n d e ng a n m e mva ria sika n va ria b e l ya ng a ka n d ite liti ya itu susuna n p a sir ka sa r d a n p a sir ha lus , ja ra k she e t p ile d a ri m uka
b e nd ung (X) d a n ting g i she e t p ile d i b a wa h b e nd ung (S) ya ng te la h d ite ta p ka n.
4. Ha sil d a n Pe m b a ha sa n
Me d ium p a sir ya ng d ig una ka n d ua je nis ya itu p a sir ka sa r d e ng a n ka ra kte ristik b e ra t je nis (G s)= 2.61; b e ra t vo lum e je nuh (γsa t.)=1.905 g r/ c c ;
p e rm e a b ilita s (K20)=0.05321813 c m / d e t.
La p isa n p a sir ha lus m e m p unya i b e ra t je nis (G s)= 2.66; b e ra t vo lum e je nuh (γsa t.)=1.917 g r/ c c ; p e rm e a b ilita s (K20)=
0.01001160
G a m b a r 1. G ra fik hub ung a n hw/ hc vs S/ T untuk susuna n la p isa n p a sir ka sa r
4.1 Pa nja ng she e t p ile
Pa nja ng she e t p ile (s) d iva ria sika n m ula i d a ri ya ng te rp e nd e k = 2 c m , 4 c m , 6 c m sa m p a i ya ng te rp a nja ng 8 c m .. G ra fik m e nunjukka n b a hwa se m a kin b e sa r ra sio S/ T se ma kin sulit te rja d inya sa nd b o iling , se hing g a se m a kin b e sa r ke d a la m a n d a ri she e t p ile d ita na m a ka n m e m p e rsulit te rja d inya sa nd b o iling . Did a p a tka n b a hwa sa nd b o iling le b ih sulit te rja d i p a d a she e t p ile ya ng te rp a nja ng , ha l ini d ise b a b ka n o le h p e ng ura ng a n e ne rg i d a n ke c e p a ta n
1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30
1.35 1.40 1.45 1.50
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80
S/ T
X/ B=0.07 X/ B=0.35 X/ B=0.63 X/ B=0.93 Exp o n. (X/ B=0.93) Exp o n. (X/ B=0.63) Exp o n. (X/ B=0.35) Exp o n. (X/ B=0.07)
h
w
/
h
a ir ya ng sa m p a i d i p e rm uka a n p a sir
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70
1. Sa nd b o iling te rja d i a p a b ila ting g i m uka a ir d id e p a n d a n b e la ka ng b e nd ung te rd a p a t b e d a ting g i. Sa nd b o iling a ka n le b ih m ud a h te rja d i b ila she e t p ile d ite m p a tka n d e ka t m uka b e nd ung .
2. Sa nd b o iling sulit te rja d i b ila she e t p ile d ite m p a tka n le b ih d a la m 3. Dib utuka n e ne rg i (hw/ hc ) ya ng
le b ih b e sa r p a d a p a sir ka sa r d ib a nd ing ka n d e ng a n p a sir ha lus.
5.2 Sa ra n
G una p e ng e m b a ng a n p e ne litia n stud i m o d e l sta b ilita s sa nd b o iling p a d a ko nstruksi b e nd ung p e rlu m e la kuka n p e ne litia n untuk m e ng a m a ti p e rila ku. Sta b ilita s p ip ing p a d a ko nstruksi b e nd ung ka re na p e nulis tid a k d a p a t m e la kuka n a kib a t ke te rb a ta sa n a la t uji m o d e l d a n wa ktu.
6. Da fta r Pusta ka
A.C . Pa lm e r, (1991), Sp e e d e ffe c t in c utting a ng p lo ug hing, Jo urna l G e o te c hniq ue ,
Vo l.49.No .03,p p .285-294.
Bo wle s, Jo se p h E, (1979), Physic a l a nd G e o te c hnic a l p ro p e rtie s o f so ils, Mc G ra w-Hill Inc Ko g a kusha .
C e d e rg re e n, Ha rry R, (1989), Se e p a g e , Dra ina g e a nd Flo w Ne ts, third e d itio n, Jo hn Wile y a nd So ns, Unite d Sta te s o f Am e ric a .
Da s, Bra ja , M, (1998), Princ ip le s o f G e o te c hnic a l Eng ine e ring, Fo urth e d itio n, PWS Pub lishing , Unite d Sta te o f Am e ric a .
Ed il,B Tunc e r, (1982), Se e p a g e , Slo p e a nd e mb a nkme nts, C la ss No te C EE30, De p a rte m e n o f C ivil a nd Enviro nm e nta l Eng ine e ring Unive rsity o f Winsc o nsin-Ma d iso n
G riffith, D.V, (1994), Se e p a g e b e ne a th unsymtri c o ffe rda m, Jo urna l G e o te c hniq ue , Vo l.44, No .02, p p .297-305.
Ho ltz, Ro b e rt D, (1981) An intro duc tio n to g e o te c hnic a l e ng ine e ring, Pre ntic e -Ha ll Inc , Eng le wo o d C liffs.
