Konsolidasi

BAB 3 KORELASI PARAMETER UJI LABORATORIUM

3.2. Konsolidasi

Ada beberapa parameter yang menentukan perilaku konsolidasi tanah liat. Mereka termasuk, indeks kompresi, indeks recompression, modulus dibatasi, Koefisien konsolidasi dan koefisien kompresi sekunder. Mereka dibahas secara terpisah di bagian ini.

3.2.1. Indeks Kompresi (Compression Index) (C

c

)

Indeks kompresi (Cc) berfungsi untuk mengukur seberapa kaku tanah lempung ketika kondisi terkonsolidasi biasa, dan merupakan parameter penting dalam proses konsolidasi akhir. Kulhawy dan Mayne (1990) mengklasifikasikan kompresibilitas tanah lempung seperti pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Klasifikasi Kompresibilitas berdasarkan nilai Cc (Kulhawy dan Mayne, 1990)

Kompresibilitas Cc

Sedikit atau rendah <0.2 Sedang atau menengah 0.2-0.4

Tinggi >0.4

Winterkorn dan Fang (1975) menghimpun berbagai korelasi empiris untuk Indeks Kompresibilitas seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.2. Sridharan dan Nagaraj (2000) dan Djoenaidi (1985) secara lebih lanjut menghimpun berbagai nilai tipikal Indeks Kompresi berdasarkan jenis tanah seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.3.

30

Tabel 3.2 Korelasi Empiris untuk Cc (Ameratunga et. al, 2016)

Korelasi Keterangan Referensi

Cc = 0.009 (LL-10) Undisturbed clay of sensitivity less

than 4. Reliability ± 30% Terzaghi and Peck (1948)

Cc = 0.007 (LL-10) Remoulded clay Skempton (1944)

Cc = 0.0046 (LL-9) Sao Paulo, Brazil clays Cozzolino (1961)

Cc = 0.0186 (LL-30) Soft silty Brazilian clays Cozzolino (1961)

Cc = 0.01 (LL-13) All clays USACE (1990)

Cc = 0.008 (LL-8.2) Indiana soils Lo and Lovell (1982)

Cc = 0.21 + 0.009 LL Weathered & soft Bangkok clays Balasubramaniam and Brenner (1981)

Cc = 0.30 (e0-0.27) Inorganic silty clay Hough (1957)

Cc = 1.15 (e0-0.35) All clays Azzouz et al. (1976)

Cc = 0.75 (e0-0.50) Soil of very low plasticity Azzouz et al. (1976) Cc = 0.4 (e0-0.25) Clays from Greece & part of US Azzouz et al. (1976) Cc = 0.141𝐺_𝑆^1.2 (^{1+ 𝑒0}

𝐺𝑆 )^2.382 90 samples; Bowles (1988) suggest

e0 be less than 0.8 Rendon-Herrero (1980) Cc = 0.256 + 0.43(e0-0.84) Brazilian clays Cozzolino (1961)

Cc = 0.54 (e0-0.35) All clays Nishida (1956)

Cc = 0.22 + 0.29 e0 Weathered and soft Bangkok clays Balasubramaniam and Brenner (1981)

Cc = 0.575 e0 - 0.241 French clays Balasubramaniam and

Brenner (1981) Cc = 0.5363( e0 - 0.411) Indiana soils Goldberg et al. (1979)

Cc = 0.496 e0 - 0.195 Indiana soils Lo and Lovell (1982)

Cc = 0.40( e0 - 0.25) Clays from Greece & parts of US Azzouz et al. (1976)

Cc = 0.01 wn Chicago clays Azzouz et al. (1976)

Cc = 0.01 wn Canada clays Koppula (1981)

Cc = 0.0115 wn Organic soils, peat USACE (1990) and Azzouz

et al. (1976)

Cc = 0.012 wn All clays USACE (1990)

Cc = 0.01 (wn – 5) Clays from Greece & parts of US Azzouz et al. (1976)

Cc = 0.0126 wn – 0.162 Indiana soils Lo and Lovell (1982)

Cc = 0.008 wn + 0.20 Weathered soft Bangkok clays Balasubramaniam and Brenner (1981)

Cc = 0.0147 wn – 0.213 French clays Balasubramaniam and

Brenner (1981) Cc = (1 + e0)[0.1 + 0.006 (wn – 25)] Varved clays USACE (1990)

Tabel 3.3 Nilai tipikal indeks kompresi untuk lempung tak terganggu (Ameratunga et. al, 2016)

Jenis Tanah Cc Referensi

Normally consolidated medium sensitive clays 0.2-0.5 Holtz and Kovacs (1981) Organic silt and clayey silts (ML-MH) 1.5-4.0

Organic clays (OH) >4

Peat (Pt) 10-15

Boston blue clay, undisturbed (CL) 0.35 Lambe and Whitman (1979)

Chicago clay undisturbed (CH) 0.42

Cincinnati clay (CL) 0.17

Louisiana clays, undisturbed (CH) 0.33 New Orleans clay undisturbed (CH) 0.29

Siburua clay (CH) 0.21

Kaolinte (CL/CH) 0.21-0.26

Na-Montmotillonite (CH) 2.6

Chicago silty clay (CL) 0.15-0.30 Holtz and Kovacs (1981)

Boston blue clay (CL) 0.3-0.5

Vicksburg buckshot clay (CH) 0.5-0.6

Swedish medium sensitive clays (CL-CH) 1-3

Canadian Leda clays (CL-CH) 1-4

Mexico City clay (MH) 7-10

San Francisco Bay mud (CL) 0.4-1.2

Bangkok clays (CH) 0.4

Uniform sand, loose (SP) 0.05-0.06 USACE (1990)

Uniform sand, dense (SP) 0.02-0.03

Uniform silts (ML) 0.2

3.2.2. Indeks Rekompresi (C

r

) dan Indeks Pengembangan(C

s

)

Belum ada korelasi yang dapat diandalkan dari literature yang ada terkait Indeks Rekompresi (Cr) atau Indeks Pengembangan (Cs). Selama proses rekompresi, hubungan antara m^v dan C^r seperti pada persamaan berikut.

𝑚_𝑣= 0.434𝐶𝑟

(1 + 𝑒0)𝜎′𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒

Dimana 𝜎’average adalah rata-rata nilai tegangan normal vertikal.

3.2.3.

Compression Ratio (CR) dan Recompression Ratio (RR)

Compression Ratio (CR) dan Recompresion Ratio (RR) umumnya digunakan untuk perhitungan penurunan konsolidasi. Berdasarkan nila CR dan RR, kompresibilitas pada tanah lempung dapat diklasifikasikan seperti pada Tabel 3.4. Djoenaidi (1985) menghimpun beberapa pilihan korelasi dari compression ratio yang ditunjukan pada Tabel 3.5.

32

Tabel 3.4 Klasifikasi kompresibilitas tanah lempung berdasarkan nilai CR/RR (Ameratunga et. al, 2016)

Deskripsi ^𝐶𝑐

1+𝑒0 or ^𝐶𝑟

1+𝑒0

Very slightly compressible <0.05

Slightly compressible 0.05-0.10

Moderately compressible 0.10-0.20

Highly compresibble 0.20-0.35

Very highly compressible >0.35

Tabel 3.5 Korelasi empiris untuk Compression Ratio (Djoenaidi, 1985)

Jenis Tanah Korelasi Referensi

Marine clays of southeast Asia CR = 0.0043 wn Azzouz et al. (1976)

CR = 0.0045 LL Balasubramaniam and

Brenner (1981)

Bangkok clays CR = 0.00463LL – 0.013 Balasubramaniam and

Brenner (1981) CR = 0.0039 wn + 0.013

French clays CR = 0.0039 wn + 0.013 Balasubramaniam and

Brenner (1981)

Indiana clays CR = 0.0249 +0.003 wn Lo and Lovell (1982)

CR = 0.0294 + 0.00238 LL CR = 0.0125 + 0.0152 e0

Indiana clays CR = 0.2037 (e0 – 0.2465) Goldberg et al. (1979) Clays from Greece & part of US CR = 0.002 (LL + 9) Azzouz et al. (1976)

CR = 0.14 (e0 – 0.007) CR = 0.003 (wn + 7)

CR = 0.126 (e0 + 0.003LL-0.06)

Chicago clays CR = 0.208 e0 + 0.0083 Azzouz et al. (1976) Inorganic & organic clays and silty

soils CR = 0.156 e0 + 0.0107 Elnaggar and Krizek

(1970)

3.2.4. Constrained Modulus (D)

Constrained modulus berkaitan dengan tekanan prakonsolidasi. Canadian Geotechnical Society (1992) mendefinisikan constrained modulus dalam persamaan berikut.

𝐷 = (40 𝑡𝑜 80)𝜎′𝑝

Dengan 𝜎’p yaitu tekanan prakonsolidasi serta kisaran batas atas berlaku untuk tanah lempung kaku dan kisaran batas bawah berlaku untuk tanah lempung lunak.

3.2.5. Koefisien Konsolidasi (c

v

)

U.S. Navy (1982) mengusulkan grafik hubungan antara nilai cv dengan LL (Gambar 3.2) sebagai perkiraan awal untuk pengecekan nilai cv yang dilakukan pada laboratorium.

Gambar 3.2 Hubungan Cv – LL (U.S. Navy, 1982)

3.2.6. Konsolidasi Sekunder

Mesri dan Godlewski (1977) mengusulkan bahwa rasio dari Ca/Cc

umumnya bervariasi pada kisaran 0.025-0.10. Mesri et al. (1994) menyarankan beberapa hubungan Ca/Cc dengan jenis tanahnya seperti yang disajikan pada tabel 3.6.

Tabel 3.6 Beberapa nilai tipikal Ca/Cc (Mesri et al, 1994)

Material C^a/C^c

Granular soils including rockfill 0.02 ± 0.01

Shale and mudstone 0.03 ± 0.01

Inorganic clays and silts 0.04 ± 0.01 Organic clays and silts 0.05 ± 0.01

Peats and muskeg 0.06 ± 0.01

Menurut US Navy (1982), sebagai pendekatan awal Indeks pemampatan sekunder (C^ae) pada tanah lempung terkonsolidasi normal dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

34 𝐶𝛼𝜀 = 0.0001𝑤𝑛 for 10 < 𝑤𝑛 (%) < 3000

Untuk kondisi termodifikasi, Indeks kompresi sekunder dapat diestimasikan menggunakan Gambar 3.3 untuk kondisi tanah lempung terkonsolidasi normal. Berdasarkan nilainya, C^ae dapat diklasifikasikan seperti pada Tabel 3.7.

Tabel 3.7 Classification based on Cαε (Ameratunga et al, 2016)

Deskripsi Cαε

Sangat rendah <0.002 ± 0.01

Rendah 0.002 - 0.004

Sedang 0.004 - 0.008

Tinggi 0.008 - 0.016

Sangat tinggi 0.016 - 0.032

Tinggi sekali 0.064

Gambar 3.3 Hubungan indeks kemampatan sekunder termodifikasi dengan kadar air natural (Holtz and Kovacs 1981; Mesri 1973)