OBJEKTIF
Objektif Am
: Menggunakan graf tebal sampel melawantekanan dan nisbah rongga melawan tekanan untuk mendapatkan pekali kebolehmampatan isipadu dari ujian oedometer.
Objektif Khusus
: Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-1. mengira pekali kebolehmampatan isipadu tanah dari ujian oedometer dengan menggunakan graf tebal sampel melawan tekanan.
2. mengira pekali kebolehmampatan isipadu tanah dari ujian oedometer dengan menggunakan graf nisbah rongga melawan tekanan.
UNIT 18
KEBOLEHMAMPATAN
INPUT
18. Pengenalan
Anda telahpun mengetahui tentang pengukuhan tanah dan juga istilah- istilah penting dalam pengukuhan. Di dalam unit ini anda akan didedahkan kepada ciri-ciri tanah iaitu kebolehmampatan tanah yang mana ianya mempunyai hubung kait dengan pengukuhan.
Kebolehmampatan tanah boleh diukur iaitu dengan mendapatkan pekali kebolehmampatan isipadu tanah, Mv.
Hasil daripada ujian oedometer yang dijalankan keatas sampel tanah, nilai Mv dapat dikira dengan menggunakan
kaedah :
a. graf tebal sampel melawan tekanan b. graf nisbah sampel melawan tekanan.
Unit ini akan membantu anda untuk mengira pekali kebolehmampatan tanah dengan menggunakan kedua-dua kaedah di atas.
18.1 Pengiraan pekali kebolehmampatan isipadu tanah, Mv dengan kaedah graf tebal sampel melawan
tekanan.
Sila lihat contoh berikut dan marilah kita bersama menyelesaikan masalah ini.
Contoh 18.1
Tekanan ( kN/m2) Tebal sampel selepas 24 jam (mm)
0 25.0
50 24.6
100 24.4
200 24.2
400 23.9
800 23.7
0 24.2
Kandungan lembapan pada akhir ujian ialah 23.1% dan graviti tentu bagi butiran tanah ialah 2.68. Dengan menggunakan keadah graf tebal sampel melawan tekanan, dapatkan pekali kebolehmampatan isipadu tanah.Mv apabila tekanan yang dikenakan
ialah 400 kN/m2.
Penyelesaian :
Langkah 1
Sila sediakan sumber dan peralatan berikut : a. kertas graf
b. pembaris c. pensil
d. French curve
Langkah 2
Pelotkan graf tebal sampel melawan tekanan. (rujuk graf contoh 18.1a) di atas kertas graf. Sambungkan titik-titk yang diperolehi dengan menggunakan
“French curve.”
Langkah 3
Unjurkan garis tegak daripada tekanan P = 400 kN/m2 dari paksi-x sehingga bersilang dengan graf lengkungan.
Langkah 4
Dapatkan satu garis tangen yang menyentuh titik persilangan di atas.
Anda harus berhati-hati supaya garis tersebut tangen kepada titik persilangan dan bukannya pada titik yang lain.
Imbas kembali rumus pekali kebolehmampatan isipadu, Mv
Langkah 6
Oleh yang demikian,
9 . 23
10 903 6
v
M
mm m kN
mm
2 /
kN m Mv 37.8106 2/
Adakah anda mendapat jawapan seperti di atas.Ingat ! kesalahan ketara mungkin wujud semasa anda melukis garis tangen. Awas semasa membuat lakaran.
Nota :
GRAF CONTOH 18.1A
TEBAL CONTOH (H) MELAWAN TEKANAN (P)
23.6 23.8 24 24.2 24.4 24.6 24.8 25 25.2
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
TEKANAN(kN/m2) - P
TE
B
A
L
C
O
N
TO
H
(m
m
AKTIVITI 18A
Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ... Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.
SELAMAT MENCUBA ! !
Aktiviti 18A-1
Keputusan berikut telah diperolehi daripada satu ujian pengukuhan ke atas sampel tanah liat tepu. Setiap tambahan tekanan dibiarkan selama 24 jam.
Tekanan (kN/m2) Ketebalan sampel selepas pengukuhan (mm)
0 20.0
50 19.65
100 19.52
200 19.35
400 19.15
800 18.95
0 19.25
Maklum balas Aktiviti 18A-1
Pelotkan graf tebal sampel melawan tekanan. (rujuk graf Aktiviti 18a-1)
Pastikan anda mendapat satu lengkungan.
Unjurkan garis tegak dari paksi-x iatu P= 250kN/m2 dan P = 350 kN/m2 sehingga bersilang dengan garis lengkung. Daripada graf,
0
Oleh yang demikian,
H
Awas! Anda hendaklah berhati-hati semasa melukis garis tangen terhadap lengkung tersebut.
Jika anda mendapat jawapan yang betul.Syabas. Jika tidak. Ulangi semula input ini.
GRAF AKTIVITI 18A-1
TEBAL CONTOH (H) MELAWAN TEKANAN (P)
18.8 19 19.2 19.4 19.6 19.8 20 20.2
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
TEKANAN - P (kN/m2 )
TE
B
A
L
C
O
N
TO
H
H
(
m
m
INPUT
18.2 Pengiraan pekali kebolehmampatan isipadu tanah, Mv dengan kaedah graf nisbah rongga
melawan tekanan
Sila lihat contoh berikut dan marilah bersama kita menyelesaikannya.
Contoh 18.2
Keputusan mampatan berikut diperolehi dari ujian oedometer yang dijalankan keatas sampel tanah liat tepu. Setiap tekanan yang dikenakan dikekalkan konstan selama 24 jam.
Tekanan ( kN/m2) Tebal sampel selepas 24 jam (mm)
0 25.0
50 24.6
100 24.4
200 24.2
400 23.9
800 23.7
0 24.2
Kandungan lembapan pada akhir ujian ialah 23.1% dan graviti tentu bagi butiran tanah ialah 2.68. Dengan menggunakan keadah graf nisbah rongga melawan tekanan, dapatkan pekali kebolehmampatan isipadu tanah.Mv apabila tekanan yang dikenakan
Penyelesaian :
Langkah 1
Sila sediakan sumber dan peralatan berikut : a. kertas graf
Bina satu jadual yang mana di dalamnya perlu ada nilai P, H, e dan e2
Imbas kembali perkara berikut :
a. H boleh didapati
H = H – Hf di mana
H = perubahan tebal sampel tanah H = tebal sampel tanah
Hf = tebal sampel tanah di akhir ujian.
b. Pada akhir ujian w = 23.1% dan Gs = 2.68
Oleh yang demikian,
Untuk tanah liat tepu sepenuhnya,
s
Dengan menggunakan hubungan ini nilai e boleh dikira.
d. Anda juga boleh mendapatkan nilai e1 dengan
menggunakan rumus. e1 = e2 + e
Diketahui bahawa e2 = ef = 0.62
Langkah 4
Pelotkan graf nisbah rongga melawan tekanan. (rujuk graf contoh 18.2a) di atas kertas graf. Sambungkan titik-titk yang diperolehi dengan menggunakan French curve.
Anda sepatutnya mendapat graf lengkungan.
Langkah 5
Unjurkan garis tegak daripada tekanan P = 400 kN/m2 dari paksi-x sehingga bersilang dengan graf
lengkungan.
Langkah 6
Dapatkan satu garis tangen yang menyentuh titik persilangan di atas.
Anda harus berhati-hati supaya garis tersebut tangen kepada titik persilangan dan bukannya pada titik yang lain.
Langkah 7
Tentukan kecerunan bagi garis tangen pada titik persilangan.
Langkah 8
Apabila tekanan, P = 400 kN/m2, e1 = 0.6
Oleh yang demikian,
)
Adakah anda mendapat jawapan seperti di atas.Ingat ! kesalahan ketara mungkin wujud semasa anda melukis garis tangen. Awas semasa membuat lakaran.
Nota :
GRAF CONTOH 18.2a
NISBAH RONGGA (e) MELAWAN TEKANAN (P)
0.58 0.59 0.6 0.61 0.62 0.63 0.64 0.65 0.66 0.67 0.68
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
TEKANAN - P (kN/m2)
N
ISB
AH
R
ON
GGA
-
e
(
m
m
AKTIVITI 18B
Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya ... Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.
SELAMAT MENCUBA ! !
AKTIVITI 18B-1
Keputusan berikut telah diperolehi daripada satu ujian pengukuhan ke atas sampel tanah liat tepu. Setiap tambahan tekanan dibiarkan selama 24 jam.
Tekanan (kN/m2) Ketebalan sampel selepas pengukuhan (mm)
0 20.0
50 19.65
100 19.52
200 19.35
400 19.15
800 18.95
0 19.25
Maklum balas Aktiviti 18B-1
Bina satu jadual yang mengandungi perkara berikut :
P
(kN/m2) 0 50 100 200 400 800 0
H
(mm) 0.75 0.40 0.27 0.10 -0.10 -0.30 0
e
(mm) 0.065 0.035 0.023 0.009 -0.009 -0.026 0
e1
(mm) 0.727 0.697 0.685 0.671 0.653 0.636 0.662
Dapatkan H, e dan e1 dengan menggunakan rumus berikut :
H = H – Hf
) 1 ( f
f
e H
H e
dimana ef = w.Gs bagi tanah liat tepu
sepenuhnya e1 = e2 + e
Kemudian pelotkan graf nisbah rongga melawan tekanan. (rujuk graf aktiviti 18B-1)
Pastikan anda mendapat satu lengkungan.
Unjurkan garis tegak dari paksi-x iatu P= 250kN/m2 dan P = 350 kN/m2 sehingga bersilang dengan garis lengkung.
Daripada graf,
Oleh yang demikian,
)
Awas! Anda hendaklah berhati-hati semasa melukis garis tangen terhadap lengkung tersebut.
GRAF AKTIVITI 18B-1
NISBAH RONGGA (m m ) MELAWAN TEKANAN (P)
0.62 0.64 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
TEKANAN - P (kN/m2 )
N
IS
B
A
H
R
O
N
G
G
A
e
(
m
m
PENILAIAN KENDIRI
ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN.
Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini bagi mengetahui objektif unit ini telah tercapai.
Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.
SELAMAT MENCUBA ! ! SEMOGA BERJAYA ! !
SOALAN 1
Satu sampel tepu bagi tanah liat terkukuh secara normal memberikan keputusan berikut apabila diuji di dalam radas pengukuhan (setiap tambahan pembebanan dikenakan dibiarkan 24 jam).
Tekanan Pengukuhan (kN/m2)
Ketebalan sampel (mm)
0 17.32
53.65 16.84
107.3 16.48
214.6 16.18
429.2 15.85
0 16.51
Selepas sampel dibenarkan mengembang selama 24 jam ia didapati mempunyai kandungan lembapan 30.2%. Graviti tentu zarah tanah ialah 2.65.
a. Pelotkan graf tebal contoh melawan tekanan.
c. Satu lapisan tanah tadi yang setebal 6.1 m mengalami tekanan tanggung atas berkesan yang sedia wujud bernilai 107.3 kN/m3 di pusatnya. dan satu beban asas yang akan meningkatkan tekanan di pusat lapisan sebanyak 80.5 kN/m2. Kirakan pekali kebolehmampatan isipadu tanah tersebut dengan kaedah graf tebal sampel melawan tekanan dan graf nisbah rongga melawan tekanan.
MAKLUM BALAS KENDIRI
Adakah anda telah mencuba dahulu ?
Jika YA, Sila semak jawapan anda
.
Maklum balas Soalan 1
i. Anda hendaklah memelot graf tebal sampel melawan tekanan. Jawapan anda betul jikalau anda mendapat satu graf lengkung. Pastikan anda menggunakan sekil yang tepat. Bandingkan jawapan anda dengan jawapan yang di beri.
ii. Anda hendaklah memelot graf nisbah rongga contoh melawan tekanan. Jawapan anda betul jikalau anda mendapat satu graf lengkung. Pastikan anda menggunakan sekil yang tepat. Bandingkan jawapan anda dengan jawapan yang diberi.
iiia. Kaedah graf tebal contoh melawan tekanan
Unjurkan satu garis tegak dari P = 107.3 kN/m2 dan
P = 187.8 kN/m2.. Kemudian lukis satu garis tangen yang menyentuh lengkung dalam julat tersebut .(Rujuk graf Soalan 1a). Awas semasa melukis.Dapatkan kecerunannya. Nilai pekali kebolehmamapatan isipadu boleh didapati dengan menggunakan rumus.
H P H Mv
1
51 . 16
1 385
18 . 1
v
M
Mv = 1.857 x 10-4 m2/kN
Bina jadual yang mengandungi perkara berikut :
Dapatkan H, e dan e1 dengan menggunakan rumus berikut :
H = H – Hf
Kemudian pelotkan graf nisbah rongga melawan tekanan. (rujuk Graf Soalan 1b)
Pastikan anda mendapat satu lengkungan.
Unjurkan garis tegak dari paksi-x iatu P= 107.3Kn/m2 dan P = 187.8 Kn/m2 sehingga bersilang dengan garis lengkung.
Daripada graf,
) 1 (
1
1 e P
e Mv
) 797 . 0 1 (
10 45 .
3 4
v
M
mm m kN
mm
2 /
4 10 92 .
1
v
GRAF SOALAN 1a
TEBAL CONTOH (H) MELAWAN TEKANAN (P)
15.6 15.8 16 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.2 17.4
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
TEKANAN - P (kN/m2 )
T
E
B
A
L
C
O
N
T
O
H
H
(
m
m
GRAF SOALAN 1b
NISBAH RONGGA (e) MELAWAN TEKANAN (P)
0.7 0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 0.84 0.86 0.88 0.9
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
TEKANAN - P (kN/m2 )
N
IS
B
A
H
R
O
N
G
G
A
e
(
m
m
