Praktikum Mekanika Tanah Laboratorium Tambang
M – IV
PERMEABILITY
Disusun Oleh :
Nama : Bintang Saputra
NPM : 100.701.22.051
Shift : II (Dua)
Hari / Tanggal Praktikum : Senin / 07 Oktober 2024 Hari / Tanggal Laporan : Senin / 14 Oktober 2024
Asisten : 1. Urfan Fatin Haq
2. Denindra Destawan 3. Muammar Hanafi
Acc Laporan Nilai Akhir
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
1446H/2024
ii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum wr.wb
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT berkat segala anugrah, karunia, dan rahmat-Nya. Oleh karena kehadirat Allah SWT penulis dimudahkan dalam menyusun serta menyelesaikan tugas laporan awal praktikum mengenai Permeability. Tidak lupa juga penulis panjatkan Shalawat dan salam kepada Nabi Besar Muhammad SAW yang menuntun penulis dalam segala kesusahan dalam menulis laporan ini.
Adapun penyusunan laporan ini bertujuan untuk memenuhi tugas praktikum mekanika tanah serta dapat mengetahui dan memahami pengetahuan mengenai Permeability. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada jajaran asisten laboratorium tambang. Karena telah menuntun penulis dalam penulisan laporan praktikum mekanika tanah.
Penulis menyadari bahwa laporan awal praktikum mekanika tanah yang telah disusun ini masih jauh dari kata kesempurnaan. Maka dari itu, penulis sangat terbuka dengan masukan dari para pembaca seperti saran dan kritik yang dapat membantu penulis dalam menyempurnakan laporan kedepannya. Penulis sangat berharap laporan yang telah disusun dapat berguna dan diterima oleh para pembaca. Semoga laporan ini dapat membawa manfaat bagi para pembaca.
Wassalamu’alaikum wr.wb
Bandung, 5 Oktober 2024 Penyusun,
Bintang Saputra 100.701.22.051
iii
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR ... ii DAFTAR ISI ... iii M – IV PERMEABILITY... IV-4
4.1 Tujuan ... IV-4 4.2 Landasan Teori ... IV-4 4.3 Alat dan Bahan ... IV-8
4.3.1 Alat ... IV-8 4.2.3 Bahan ... IV-10 4.4 Prosedur ... IV-10 4.5 Rumus yang Digunakan ... IV-12 4.6 Data Hasil Pengujian ... IV-12 4.7 Pengolahan Data Hasil Pengujian ... IV-12 4.8 Analisa ... IV-14 4.9 Kesimpulan... IV-15 DAFTAR PUSTAKA ... IV-17 LAMPIRAN ... IV-18
IV-4
M – IV PERMEABILITY
4.1 Tujuan
Dalam pelaksanaan praktikum mengenai permeability terdapat beberapa output yang ingin dihasilkan dari percobaan ini, diantaranya:
1. Mampu menentukan nilai koefisien permeabilitas berdasarkan data hasil pengujian.
2. Mampu menentukan klasifikasi kelas permeabilitas daripada tanah yang diuji.
3. Mampu menganalisa faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat permeabilitas yang dimiliki suatu tanah.
4.2 Landasan Teori
Permeabilitas adalah kemampuan suatu material, seperti tanah atau batuan, untuk meloloskan air atau fluida lainnya melalui pori-pori atau celah-celah yang ada di dalamnya. Dalam konteks geoteknik dan hidrologi, permeabilitas tanah sangat penting karena mempengaruhi bagaimana air bergerak di dalam tanah, yang berkaitan erat dengan proses infiltrasi, drainase, dan retensi air.
Pengukuran permeabilitas tanah dilakukan dengan cara menghitung kecepatan aliran air yang melewati tanah dalam jangka waktu tertentu. Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas antara lain tekstur tanah, struktur tanah, dan ukuran pori-pori. Tanah yang memiliki tingkat permeabilitas tinggi, seperti pasir, memungkinkan air mengalir dengan cepat, sedangkan tanah yang kurang permeabel, seperti tanah liat, memperlambat aliran air.
Sumber : Ripon, 2023 Gambar 4.1 Permeabilitas Tanah
Untuk dapat mengetahui besar pada suatu masalah tentang sumur resapan, bendungan, tanggul tanah, dan juga semua yang berkaitan dengan air dan juga tanah. Data-data yang sudah didapatkan pada saat lapangan dikomparasikan dengan nilai koefisien pemeabilitas. Kemudian akan dihasilkan nilai awal dari perhitungan koefisien permeabilitas tersebut.
Tingkat permeabilitas pada tanah cenderung variatif, hal ini bergantung pada komposisi tanah itu sendiri. Oleh karena bervariasinya tingkat permeabilitas suatu tanah, maka terdapat suatu klasifikasi yang di kelompokkan berdasarkan waktu relatif penyerapan air. Berikut merupakan klasifikasi terkait:
Sumber : Uhland dan O’Neal, 1951
Gambar 4.2
Klasifikasi Permeabilitas
Permeabilitas intrinsik yang berasal dari akuifer dipengaruhi oleh efektivitas batuan dan material yang belum terkonsolidasi. Ruang kosong yang terbentuk sebelumnya dapat menyebabkan pelarutan dan patahan dalam material tersebut.
Faktor-faktor seperti distribusi kekerasan, ukuran butiran, bentuk partikel, serta susunan campuran material juga berperan dalam menentukan sifat permeabilitas tersebut.
Sumber : Noegroho Djarwati, 2008 Gambar 4.3
Skema Pengujian Falling Head
Permeabilitas juga dikenal sebagai pengukuran kemampuan tanah atau material berpori lainnya untuk menghantarkan aliran hidraulik, yang merupakan
IV-6
aliran fluida melalui material tersebut. Proses ini terjadi karena adanya hubungan antara pori-pori kapiler dalam tanah, yang memungkinkan air atau cairan lainnya mengalir. Pori-pori ini menciptakan jalur yang dilalui oleh fluida, sehingga semakin banyak pori dan semakin besar ukurannya, semakin cepat cairan dapat bergerak melalui media tersebut.
Kecepatan pergerakan cairan dalam tanah ditentukan oleh ukuran, bentuk, dan distribusi pori-pori, serta viskositas fluida itu sendiri. Proses ini mencerminkan seberapa efektif tanah dapat menghantarkan fluida dari satu titik ke titik lainnya.
Secara kuantitatif, konsep ini mengukur besarnya hantaran hidraulik dalam tanah, yang berhubungan erat dengan permeabilitas intrinsik tanah dan kapasitasnya untuk mendukung aliran fluida. Faktor-faktor seperti tekstur tanah, komposisi material, serta tingkat kepadatan juga turut berperan dalam menentukan sifat hidraulik tanah ini.
Sumber : Arga, 2017
Gambar 4.4 Rembesan Air Tunggal
Materi mekanika tanah ini menjadi pembahasan yang penting untuk pengujian permeabilitas ini. Pada materi ini terdapat perhitungan khusus untuk menghitung berapa banyak air yang dapat melewati atau mengalir lewat tanah dengan kondisi-kondisi tertentu.
Pengujian terhadap tingkat permeabilitas pada suatu tanah perlu dilakukan dengan baik dan memperhatikan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi jalnnya pengujian bahkan hingga nilai permeabilitas tanah itu sendiri, berikut merupakan beberapa faktor yang berdampak terhadap pengujian permeabilitas tanah:
1. Tekstur tanah
Pada faktor tekstur tanah ini menjadi salah satu yang berpengaruh pada proses uji permeabititas ini. Tekstur yang terdapat pada tanah ini yaitu hasil
dari perbandingan secara relatif dan dinyatakan dalam bentuk persentae (%). Hal tersebut dapat berupa fraksi liat, pasir, ataupun debu. Kapasitas yang tersimpan pada air pada tanah ini dapat dipengaruhi oleh tekstur tanah ini. Air ketika akan melewati tekstur tanah ini dengan berbeda-beda kecepatannya.
2. Porositas tanah
Faktor porositas ini dapat ditentukan dengan cara perhitungan pada volume tanah yang yang dimana daerah tersebut ditempati oleh bahan padat, kemudian hitung selisih pada bobot tanah jenuh dan tanah kering. Ruang pori yaitu suatu rongga yang letaknya diantara tanah-tanah, bisa juga diantara lapisan tanah yang di dalamnya telah diisi air dan juga udara.
Sumber : Sugiarto, 2008 Gambar 4.5
Ukuran Porositas dan Kualitas 3. Bahan orgnanik tanah
Faktor ini dijadikan komponen pada tanah yang pada umumnya berasal dari lapuknya atau yang sudah mati dari makhluk hidup, seperti tumbuhan ataupun hewan, hal tersebut di dalam tanah terdapat sekitar 0,5% hingga 5%. Proses kimiawi, fisika dan juga biologi dapat mempengaruhi sifat pada faktor tanah tersebut.
4. Kerapatan massa tanah
Berat volume yang terdapat pada tanah yang di segala ruang tanah tersebut dipenuhi oleh buiran berbentuk padat dan juga pori termasuk ke dalam perhitungan dinyatakan dalam kerapatan massa tanah ini. Pada berat volume tersebut dipastikan pada massa kesatuan volume tanah kering tersebut, dan juga volume yang diartikan tersebut ialah berkaitan dengan pori dan juga benda padat yang terdapat di dalam tanah tersebut.
5. Kerapatan partikel tanah
IV-8
Pada saat melakukan perhitungan kerapatan partikel tanah, sama dengan pada saat menghitung butir pada tanah. Berat butir yang berupa padatan yang terdapat di dalam tanah dinyatakan dengan kerapatan butir tersebut.
Kerapatan partikel tanah tidak beragam dengan berdasarkan oleh jumlah tersebut. Kadar air, bahan organic, topografi, tekstur tanah ini menjadi faktor yang berpengaruh pada kepadatan partikel.
6. Kedalaman efektif tanah
Kedalaman yang dangkal dapat dicirikan pada kedalaman tersebut telah dialaminya proses pelapukan. Hal tersebut menjadikan pada bagian tersebut dipakai menjadi batas kedalaman pada tanah tersebut.
4.3 Alat dan Bahan 4.3.1 Alat
Pengujian tingkat permeabilitas suatu tanah perlu dijalankan dengan peralatan yang mendukung dan berfungsi baik. Berikut merupakan beberapa alat yang perlu digunakan dalam melakukan pengujian permeabilitas pada suatu tanah diantaranya :
Tabel 4.1 Alat
Alat Foto Alat
Botol Aquades
Buret
IV-9
Kertas Saring
Ring berisi Sampel Tanah
Jangka Sorong
Alat Pemadat
Batu Pori
Penggaris
IV-10
4.2.3 Bahan
Bahan utama dalam pengujian ini yakni tanah yang berasal dari ayakan yang berukuran #30 dengan jumalah ± 500 gram ini merupakan bahan yang akan dijadikan bahan pengujian pada pengujian permeabilitas.
Sumber: Shift II Mekanika Tanah Gambar 4.6 Sampel Tanah Pengujian
4.4 Prosedur
Berikut merupakan tata cara atau prosedur yang harus dilakukan dalam kegiatan yang akan dikerjakan pada M-IV ini, adalah sebagai berikut :
1. Persiapkan sampel tanah dengan berat ± 500 gram.
2. Lalu, simpan silinder di atas pelat dasar, kemudian tanah di dalam silinder padatkan menggunakan alat pemadat yang disediakan.
3. Setelah itu, gunakan jangka sorong untuk mengukur dimensi sampel, kemudian tentukan kadar air tanah dan berat jenis tanah.
4. Kemudian, saat selang sudah terpasang dengan buret, pasang silinder yang sudah terisi dengan sampel.
5. Lalu, keran tutup dan bures diisi dengan air
6. Kemudian, buret diisi kembali dengan air sehingga mencapai suatu ketinggian, sehingga didapatkan h.
7. Lalu, air dialirkan dan stopwatch ditekan.
8. Setelah itu, diamkan air mengalir melalui sampel tanah sehingga air pada buret mencapai ketinggian tertentu.
9. Kemudian, matikan stopwatch dan air, catat waktu dan tinggi muka air pada buret untuk dapatkan h2.
10. Lalu, buret diisi kembali dengan air dan ulang sekali lagi tahapan 10.
11. Cek kembali setelah 24 jam.
Sumber : Praktikum Mekanika Tanah Shift II, Laboratorium Tambang, UNISBA, 2024 Gambar 4.7 Diagram Alir Permeability
IV-12
4.5 Rumus yang Digunakan
Adapun dalam menentukan tingkat ataupun nilai permeabilitas suatu tanah berdasarkan hasil percobaan, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini:
𝐤 = 𝟐, 𝟑𝟎𝟑 × (𝐚.𝐋
𝐀.𝐭) × 𝐥𝐨𝐠𝐡𝐡𝟏
𝟐………...(4.1)
Yang dimana, dapat diketahui arti rumus tersebut, ialah : a : Luas Penampang dalam buret (cm2) A : Luas Penampang Conto Tanah (cm2) t : Waktu pada ketinggian Air h1 dan h2 L : Tinggi pada tanah (cm)
h1 dan h2 : Perbedaan tinggi muka air (cm)
4.6 Data Hasil Pengujian
Adapun data-data yang diperoleh selama pengujian adalah sebagai berikut:
1. Diameter sampel tanah = 7 cm 2. Tinggi sampel tanah = 9 cm 3. Diameter buret = 1,4 cm 4. Berat tanah = 500 gr
4.7 Pengolahan Data Hasil Pengujian 1. Luas penampang dalam buret (πr2)
a = 3,14 (0,7)2 = 1,5386 cm2 2. Luas Sampel Tanah (πr2)
A = 3,14 (3,5)2 = 38,465 cm2 3. Pengambilan data 1
t = 5 s, h1 = 62,5 cm, h2 = 57,8 cm h1
h2 = 62,5 cm
57,8 cm
=
1,08 cm log (1,08) = 0,033 lt = 9 cm
5 s
=
1,8 cm/sK = 2,303 x (1,5386 cm38,465 cm22 x 9 cm x 5 s) 𝑥 0,033 = 0,0056 cm/s
4. Pengambilan data 2
t = 5 s, h1 = 57,8 cm, h2 = 52 cm h1
h2 = 57,8 cm
52 cm
=
1,11 cm log (1,11) = 0,045 lt = 9 cm
5 s
=
1,8 cm/sK = 2,303 x (1,5386 cm38,465 cm22 x 9 cm x 5 s) 𝑥 0,045 = 0,0076 cm/s 5. Pengambilan data 3
t = 5 s, h1 = 52 cm, h2 = 47,5 cm h1
h2 = 52 cm
47.5 cm
=
1,09 cm log (1,09) = 0,039 lt = 9 cm
5 s
=
1,8 cm/sK = 2,303 x (1,5386 cm38,465 cm22 x 9 cm x 5 s) 𝑥 0,039 = 0,0065 cm/s 6. Pengambilan data 4
t = 5 s, h1 = 47,5 cm, h2 = 35,7 cm h1
h2 = 47,5 cm
35,7 cm
=
1,33 cm log (1,33) = 0,124 lt = 9 cm
5 s
=
1,8 cm/sK = 2,303 x (1,5386 cm38,465 cm22 x 9 cm x 5 s) 𝑥 0,124 = 0,02 cm/s 7. Pengambilan data 5
t = 5 s, h1 = 35,7 cm, h2 = 30,6 cm h1
h2 = 35,7 cm
30,6 cm
=
1,166 cm log (1,166) = 0,066 lt = 9 cm
5 s
=
1,8 cm/sK = 2,303 x (1,5386 cm38,465 cm22 x 9 cm x 5 s) 𝑥 0,066 = 0,011 cm/s
IV-14
8. Rata-rata nilai K (koefisien)
K̅ =0,0056 + 0,0076 + 0,0065 + 0,02 + 0,011 5
K̅ = 0,0102 cm/s
Tabel 4.2
Hasil Pengolahan Data Permeabilitas
Berdasarkan Hasil pengolahan data dapat diketahui bahwasanya kelas permeabilitas daripada contoh tanah yakni medium permeability.
Sumber: Andrew, 2019 Gambar 4.8 Kelas Permeabilitas
4.8 Analisa
Pada kegiatan praktikum permeabilitas, yang mana dilakukan pengujian terhadap tanah untuk mengetahui koefisien permeabilitas dari sampel tanah yang di uji. Telah didapat beberapa data input dan juga output, dimana berdasarkan data ini penulis menyadari adanya perbedaan nilai K pada setiap pengambilan data. Hal ini dapat disebabkan oleh susunan di dalam silinder yang tidak tersusun
Date Time t (sec) h1(cm) h2(cm) h1/h2 log (h1/h2) l/t (cm/s) k (cm/s)
13.10 62.5
57.8
14.10 57.8
52
15.10 52
47.5
16.10 47.5
35.7
17.10 35.7
30.6
Average K 0.010285851
0.005629815 0.007615016 0.006518183 0.020565395 0.011100849 7/10/2024
0.0339522 0.0459245 0.0393097 0.1240254 0.0669468
1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 5
5 5 5 5
1.081315
1.094737 1.111538
1.330532 1.166667
dengan baik, adapun silinder yang digunakan pada pengujian ini baru saja melewati proses pembenahan. Sehingga terdapat perubahan bentuk dari silinder itu sendiri, namun cenderung kepada perubahan bentuk yang kecil. Tetapi perlu diingat bahwasanya perubahan ini berdampak kepada langkah-langkah percobaan selanjutnya.
Pemasagan antara penutup dan silinder yang tidak pas, mengakibatkan silinder memiliki posisi yang cenderung miring. Hal ini akan menyebabkan aliran air yang masuk sedikit terganggu, dan akan berpengaruh terhadap nilai K yang akan didapatkan. Adapun pada skala praktikum sendiri pengambilan data dilakukan sebanyak 5 kali dalam rentang waktu 1 jam selama 5 detik pembukaan kran. Berdasarkan hasil pengamatan dan pengambilan data, ditemukan bahwasanya tingkat penurunan tinggi air dari pengambilan pertama hingga terakhir dapat dikatakan cenderung tidak konsisten, hal ini juga disebabkan oleh beberapa kendala pengujian, namun tidak terlalu berpengaruh. Berdasarkan perhitungan atau pengolahan data didapatkan data nilai rata-rata K adalah 0,0102 cm/s, tentunya dengan nilai ini kita dapat membandingkan terhadap tabel nilai K yang telah tersedia. Nilai K rata-rata yang telah didapatkan termasuk kepada kategori permeabilitas sedang (medium permeability) dan mengindikasikan bahwa sampel tanah yang digunakan pada pengujian kali in adalah kerikil halus atau pasir.
4.9 Kesimpulan
Oleh karena praktikum permeabilitas telah dilaksanakan, maka penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan.
1. Pengujian terhadap tanah untuk mengetahui nilai koefisien permeabilitas telah dilaksanakan dan dilakukan pengolahan data. Berdasarkan hasil pengolahan data didapatkan bahwasanya nilai koefisien permeabilitas daripada tanah yang diuji adalah 0,0102 cm/s.
2. Berdasarkan hasil pengolahan data dan nilai dari koefisien permeabilitas tanah yang diuji, maka dapat ditarik Kesimpulan berdasarkan klasifikasi kelas permeabilitas bahwasanya contoh tanah uji memiliki kelas medium permeability.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat permeabilitas tanah dalam pengujian permeabilitas mencakup jenis butir tanah, struktur tanah,
IV-16
kelembaban tanah, dan tekanan air. Jenis butir tanah memainkan peran kunci, dengan tanah berbutir halus seperti lempung memiliki permeabilitas yang lebih rendah daripada tanah berbutir kasar seperti pasir. Struktur tanah juga berperan, di mana tanah yang padat memiliki permeabilitas lebih rendah dibandingkan dengan tanah yang longgar. Kelembaban tanah memengaruhi sifat aliran air dalam tanah, semakin tinggi kelembaban, semakin tinggi permeabilitasnya. Selain itu, tekanan air di dalam tanah juga memengaruhi permeabilitas; tekanan air yang tinggi cenderung meningkatkan permeabilitas tanah.
IV-17
DAFTAR PUSTAKA
1. Adam, Sadanan, 2018, ”Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Permeabilitas Tanah”, Diakses 05 Oktober 2024 pada theconstructor.org.
2. Dudal, R. 1957. “Soil Classification in Indonesia”. Pemberitaan Balai Besar Penyelidikan Tanah. Bogor.
3. Fajar, Ayu. 2003. “Dasar – Dasar Ilmu Tanah”. Diakses pada 05 Oktober 2024 pada books.google.co.id.
4. Kadir, Salam. 2020. “Ilmu Tanah”. Lampung: globalmadani. Press.
5. Sarief, S.1984. “Ilmu Tanah Pertanian”. Pustaka Guara Bandung. Bandung.
6. Utomo, M. 2016. “Ilmu Tanah Dasar – Dasar dan Pengelolaan”. Diakses pada 05 Oktober 2024 pada books.google.co.id.
