Latar Belakang
Namun hasil diatas diyakini masih jauh dari cukup, masih belum diketahui bagaimana besarnya perilaku pengembangan volumetrik tanah dipengaruhi oleh perubahan kadar air tanah, daya isap, derajat kejenuhan, bagaimana batas cairnya, indeks plastis dan aktivitas tanah mempengaruhi pengembangan volumetrik tanah; dan bagaimana beban tambahan dapat mempengaruhi pembengkakan volumetrik pada tanah ekspansif. Adanya rumusan baku umum mengenai pembengkakan volumetrik tanah akibat perubahan kadar air tanah, akibat nilai plastisitas dan aktivitas tanah, serta akibat adanya beban tambahan yang besar pada tanah ekspansif, akan sangat diperlukan dalam upaya perbaikan pembengkakan. dan sifat susut pada tanah ekspansif.
Tujuan Khusus
2 Untuk analisis pengembangan pada kondisi lapangan sebenarnya, pengujian pengembangan di laboratorium juga harus mampu mengukur deformasi pengembangan volumetrik yang meluas ke dalam pola tiga dimensi (Taboada, 2003). Selain itu, derajat pembengkakan dan penyusutan tanah dipengaruhi oleh perubahan kandungan air tanah, batas Atterberg (Batas Cair, Indeks Plastis dan Aktivitas) tanah, serta adanya beban tambahan pada tanah; misalnya seperti yang dijelaskan oleh Maakar (2002).
Urgensi (Keutamaan) Penelitian
Artinya perancangan pondasi pada tanah lempung ekspansif miring, dinding penahan tanah dan terowongan kurang optimal. Untuk itu, sebagai upaya optimalisasi perancangan bangunan dan jalan pada tanah lempung ekspansif serta untuk mengevaluasi kerusakan yang diakibatkan oleh pengembangan tanah lempung ekspansif, maka perlu dikembangkan model muai volumetrik tiga dimensi (3-D) untuk perilaku pembengkakan di laboratorium. Penelitian ini akan mencari faktor-faktor dominan terjadinya pembengkakan tiga dimensi (volumetric swell) tanah lempung ekspansif dari variasi pengujian yang mengakomodasi kondisi geografis Indonesia yang berada di negara tropis.
Selain itu tanah lempung ekspansif antara satu tempat dengan tempat lain mempunyai perbedaan sifat tanah, indeks plastisitas dan aktivitasnya. Hal ini tentu saja menyebabkan perilaku pengembangan volumetrik yang berbeda-beda, sehingga perlu diketahui pengaruh variasi sifat tanah, variasi indeks plastisitas dan aktivitas ekspansif lempung terhadap perilaku pengembangan volumetrik. Dengan mengetahui model eksperimen dan model matematis perilaku pengembangan volumetrik akibat faktor-faktor tersebut, maka akan dirancang rumus umum untuk memprediksi besarnya pengembangan pada tanah lempung ekspansif.
Dengan mengetahui model dan rumus umum perilaku pengembangan volumetrik tanah liat ekstensif di Indonesia, maka perencanaan konstruksi dan jalan serta evaluasi kerusakan akibat pengembangan volumetrik tanah liat ekstensif dapat diprediksi dan diantisipasi secara akurat, efektif dan optimal.
Karakteristik Tanah lempung Ekspansif
5 Penambahan kadar air pada tanah ekspansif akan meningkatkan jumlah sistem muatan listrik dalam satu satuan tanah, tergantung pada kapasitas muatan listrik struktur mineral pembentuknya. Kapasitas pertukaran muatan listrik yang besar ini mengakibatkan tanah ekspansif mempunyai potensi muai susut yang tinggi (Myers, 2005).
Struktur Kristal Dan Mineral Lempung
Mineral lempung mempunyai muatan bersih negatif permanen (muatan lapisan) akibat adanya penggantian bagian padat kation pada lapisan tetrahedral dan oktahedral, seperti terlihat pada Tabel 2.1.
Mekanisme kembang tiga dimensi (volumetric swelling)
Pada tahap selanjutnya, setelah retakan-retakan pada tanah lempung tertutup akibat pembasahan atau bertambahnya kadar air tanah lempung, pemuaian volumetrik tanah lempung hanya satu dimensi saja sehingga menyebabkan permukaan tanah lempung naik (Gambar 2.5b). ) ). Kadar Air Awal Tanah liat ekspansif yang kadar air awal rendah (kondisi kering) akan mempunyai potensi muai lebih besar dibandingkan dengan tanah liat ekspansif yang sama yang mempunyai kadar air awal tinggi. Variasi kadar air Perubahan kadar air pada zona aktif dekat permukaan tanah lempung ekspansif menentukan gaya dorong tanah (HV).
Pada lapisan ini terjadi perbedaan kadar air yang signifikan dan akan terjadi perubahan volume. Iklim Besarnya dan variasi curah hujan dan evapotranspirasi sangat mempengaruhi ketersediaan kadar air dan kedalaman fluktuasi kadar air. Tanah liat yang terkonsolidasi berlebihan mempunyai sifat ekspansif yang lebih besar dibandingkan tanah liat yang terkonsolidasi secara normal.
Tanah yang umumnya bersifat plastis dengan zona kandungan air terbatas dan mempunyai batas cair yang tinggi akan mengalami pengembangan dan penyusutan.
Identifikasi Tanah Ekspansif
Tungau dan kaolinit lebih sedikit mengembang tetapi dapat menyebabkan perubahan volume jika ukuran partikelnya sangat halus (<0,001 mm). Tidak ada metode tunggal untuk menganalisis potensi penyusutan dan pembengkakan tanah yang akurat untuk semua jenis tanah. Dalam literatur, hanya sedikit metode tidak langsung yang dapat mengenali potensi perubahan jumlah tanah ekspansif (Thomas, 1998).
Metode langsung mencakup semua metode yang mengevaluasi secara kuantitatif karakteristik perubahan volume tanah ekspansif (Thomas, 1998; Sahu, 2000; Al-Rawas dan Ghoosen, 2006). Metode kombinasi melibatkan korelasi metode mineralogi, metode langsung, dan metode tidak langsung untuk menyederhanakan perubahan volume dan menghasilkan teknik estimasi kuantitatif perubahan volume akhir. Contoh perilaku pengembangan tanah lempung ekspansif pada kondisi satu dimensi telah dilakukan oleh beberapa peneliti seperti terlihat pada Tabel 2.4 di bawah ini.
11 Rumusan umum yang dikembangkan pada Tabel 2.4 hanya digunakan untuk memprediksi perilaku pengembangan satu dimensi, sehingga untuk perilaku pengembangan tiga dimensi perlu dibuat rumusan umum yang dapat digunakan untuk memprediksi pemuaian volume tiga dimensi (3-D) . ).
Uji Kembang Bebas (Free Swelling)
Tanah ekspansif dengan pemuaian bebas 100% dapat merusak bangunan ringan dan jalan jika tanah menjadi basah, dan tanah dengan pemuaian bebas kurang dari 50%. Pada uji muai bebas yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya (Gambar 2.6) dilakukan pada tabung gelas ukur, sehingga terjadi perubahan volume pada kondisi kendala lateral, sehingga pada penelitian ini dikembangkan metode uji muai bebas dengan variasi kepadatannya sehingga benda uji dapat mengembang dengan bebas tanpa hambatan. . Uji pengembangan bebas di lapangan dilakukan oleh Sorochan (1991) terhadap 3 contoh tanah di Russia, uji pengembangan dilakukan dengan cara menggali tanah pada kedalaman 2,5 m, 4,0 m dan 5,5 m yang pada saat hujan diamati. . musim dengan dial gauge yang dipasang pada arah vertikal dan horizontal lapisan tanah bawah, hasil pengujian membuat diagram swell vertikal dan horizontal seperti pada Gambar 2.7 di bawah ini.
Tujuan
Manfaat
Rancangan Penelitian Tahun Kedua a. Uji Suction
Prosedur ini digunakan untuk mengidentifikasi titik data mana yang berpengaruh, outlier, dan pelanggaran asumsi model regresi. Secara khusus dalam penelitian ini digunakan program multivariat untuk memperoleh hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat dalam suatu persamaan matematis. Dalam dialog program multi-versi, nama variabel awal var 0001, var 0002, var 003.. diganti dengan nama variabel penelitian huruf kecil.
Pilih variabel tampilan pada Gambar 4.3, pada kolom nama masukkan nama pendek variabel dengan huruf kecil (maksimal 8 karakter), pada kolom label masukkan nama panjang variabel penelitian, boleh huruf besar atau huruf kecil ( maksimum 235 karakter). Metode ini akan memilih dan menghilangkan variabel independen dalam persamaan berdasarkan nilai signifikansi yang terletak pada Options. Klik Paste untuk menggunakan sintaks tersebut sebagai perintah regresi linier, dengan menu ini anda tidak perlu mengisi data variabel berulang-ulang, cukup copy paste perintah pertama kemudian perintah yang disalin akan tergantikan sesuai perintah berikutnya, hasilnya seperti pada Gambar 4.6 dibawah ini.
19 11. Untuk menghasilkan regresi yang diinginkan, blok sintaks perintah, . lalu klik icon Run seperti terlihat pada Gambar 4.7 dibawah ini.
Hasil Penelitian
Hasi Uji Matric Suction
Kadar air kertas saring hasil uji laboratorium diganti dengan persamaan 5.1 dan persamaan 5.2 seperti terlihat pada tabel 5.1 – tabel 5.4 dibawah ini. Hasil uji hisap matrik berdasarkan kadar air tanah asli pada benda contoh tanah lempung Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran. Dari kadar air tanah dapat ditentukan nilai derajat kejenuhan (Sr) pada tanah lempung ekspansif.
24 Tanah liat karang jati (Ngawi) dan tanah campuran dengan perubahan kadar air kertas saring cenderung berperilaku linier (Gambar 5.2 – Gambar 5.5), sehingga dapat dianalisis menggunakan analisis regresi. Pada penelitian ini nilai hisap matrik hanya sebatas persyaratan analisis kadar air yang dihasilkan pada pengujian pengembangan vertikal dan horizontal, sehingga kadar air tanah (wi) < 10,00% dan (wi) > 90,00% belum dapat digunakan. 26 Tabel 5.5 Hasil hubungan nilai hisap matrik tanah Karang Jati dan tanah campuran terhadap kadar air (w) tanah.
Hasil hubungan nilai hisap matrik dengan kadar air tanah serta hubungan nilai hisap matrik dengan derajat kejenuhan (Sr) mempunyai reliabilitas yang baik karena nilai rata-rata R2 yang merupakan nilai analisis regresi yang dihasilkan mempunyai nilai reliabilitas yang baik. nilai 0,97 atau mendekati 1.
Penurunan Persamaan Prediksi swelling
Pengaruh matric suction terhadap perilaku kembang (swelling)
Validasi hubungan bunga yang dihasilkan dilakukan dengan membandingkan hasil penghitungan hubungan bunga secara empiris dengan data penelitian bunga yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Data yang tersedia dari penelitian pembungaan tanah ekspansif merupakan hasil penelitian vertical heave dan volumetric heave, sehingga hubungan antara vertical heave dan volumetric heave akan dibandingkan dengan data penelitian vertical heave yang dilakukan oleh Seed (1962) dan Chen (1975). . ) dan pembengkakan volumetrik oleh Holtz dan Gibbs (1956). Hasil perhitungan korelasi heave vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) dengan data penelitian heave vertikal yang dilakukan oleh Seed (1962) dan Chen (1975) dengan kelonggaran sebesar 6,9 kPa ditunjukkan dalam satu grafik korelasi indeks plastisitas ( IP) dan heave vertikal (Sz) seperti pada Gambar 5.13 di bawah ini.
33 Hubungan antara pengembangan vertikal (Sz) dan indeks plastisitas (IP) pada Gambar 5.65 menunjukkan hasil perhitungan hubungan pengembangan vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) yang terletak di antara data penelitian pengembangan vertikal oleh Seed (1962 ) dan Chen (1975). Dengan demikian, hubungan pembangunan vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) merupakan hubungan pembangunan yang dapat digunakan untuk memprediksi secara tidak langsung potensi pembangunan vertikal. Validasi rumus bunga volumetrik yang dihasilkan dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan hubungan volumetrik bunga dengan data penelitian volumetrik bunga yang dilakukan Holtz dan Gibbs (1956).
Volumetrik bunga hasil perhitungan dengan hubungan bunga vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) dengan data penelitian Holtz dan Gibbs (1956) tentang indeks plastisitas (IP). nilai volumetrik yang dilakukan oleh Holtz dan Gibbs (1956) dan hasil perhitungan menggunakan hubungan pembengkakan volumetrik (Sudjianto, dkk, 2013) bertepatan, namun nilai pembengkakan volumetrik yang dihasilkan dari penelitian Holtz dan Gibbs (1956) tetap konstan ketika terjadi inflasi.
Kesimpulan
Saran
Al - Shamrani, M.A., dan Al-Mhaidib, A.I., 2000, Vertical swelling of expansive soils under conditions of total and partial lateral restraint, Unsaturated Soils for Asia, Rahardja, Toll & Leong, Balkema, p. 627-632, A.A. Chen, F.H., 1975, Foundation on Expansive Soils, Developments in Geotechnical Engineering, Elseveier Scientific Publication Company, New York, USA. Federal Emergency Management Agency (FEMA), 1982, Soil Expansive in Monte Vista Study, Report and Damage Expansive Soils, Colorado, USA.
Holtz, R.D., en Gibbs, H.J., 1956, Prediction on Swelling Potential for Compacted Clay, Journal of the Soil mechanisms and Foundation devision, ASCE, Discussion, Vol 88, nr.SM4. Sapaz, B., 2004, Laterale versus verticale deiningsdruk in uitgestrekte bodems, etd.lib.metu.edu/upload/1053040/index. Seed, H.B., Woodward R.J. en Lundgren R., 1962, Prediction of Swelling Potential for Cpmpacted Clays, Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, Vol.88.
Syawal, 2004, Identifikasi Potensi dan Tekanan Perkembangan Tanah Lempung Ekspansif Menggunakan Oedometer (Studi Kasus Jalan Cepu – Ngawi), Tesis Magister, Program Pascasarjana Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
