EAJ241-3 - KEJURUTERAAN GEOTENIK I JUN 1994

(1)

UNIVERSITI _SAINSI-iALAYSIA

Peperiksaan Semester Tambahan

Sidang Akademik

Iggi/g4

Jun 1994

EAJ 241/3

-

Eejgfglg533g_ggeleblib_I

Masa: [3

^jaml

4Elg4U-SEl4!4-94LgN'

7. sila pastlkan

bahawa

kertas soalan lnl

mengandungl SEBELAS (11) muka

surat

bercetak sebelum anda nemulakan peperikaan

ini.

Kertas ini

mengandungl LIMA

(S)

_soalan_senuanya.

Jawab SEMUA soALAN. senua soaran membawa markah yang sama.

semua jawapan _MESTILAHdlmulakan pada nuka

surat

yang baru.

Semua soalan MESTILAH dijawab dalam Bahasa Malaysia.

z.

3.

4, 5.

"43

|

^3''

.2/-

(2)

_ 2 _

^IEAJZ4LRI

1. Anda,

sebagai seorang

jurytera

mendapati bahawa_sebahagian daripada

tanah tapak lebuh raya Seputih-Meru

terpaksa

dibuang kerana ti$ak

sesuai. Seorang pengusaha

pula

mahu

mengisi

sebuah

kolam lombong- tinggal di Pasir Putih kerana hendak dijadikan padang bola.

Anda tentunya mendapati ada peluang tanah Seputih-Meru boleh dijual kepada pengusaha padang bola Pasir Putih

untuk diisi

kedalam

kolam

lombong tinggalnya.

Anggaran isipadu tanah yang hendak dibuang daripada tapak Seputih-

Meru

2 000 000 m3, sementara isipadu

kolam

lombong dianggarkan

2

550 000 m3.

Sekiranya tanah buangan tersebut

cukup-cukup

sahaja

untuk

mengisi lubang lombong tinggal itu:

i.

Tentukan nisbah diantara kefumpatan

kering

tanah

(pd di

Seputih-

Meru dengan ketumpatan kering tanah yang sama yang

sudah

'

dimasukkan kedalam lubang lombong

di

Pasir Putih.

(20 markah)

ii. Jika

ketumpatan

pepejal

tanah tersebut

(Cs)

_2.55

kg/m3,

tentukan nisbah diantara nisbah lompang tanah

di

Seputih-Meru dengan nisbah lompang tanah

yang

sama

yang

sudah dimasukkan kedalam lubang lombong

di

Pasir Putih.

(20 markah) Sejumlah sampel tanah daripada tapak Seputih-Meru diayak dan taburan

saiz zaruh seperti yang ditunjukkan di Rajah 1.1 didapati.

iii. Apakah tanah tersebut Tegred Sela (Gap graded),

Seragam

(Uniform),

atau Tergred

Baik (WeIl Graded).

(20 markah)

iv.

Tentukan pekali keseragaman

(cu)

dan pekari

kerengkun?ffiI?r!?j

Sejumlah sampel tanah berbutir halus

(<

0.425

mm)

diserahkan kepada anda untuk dianalisa.

v.

Anda mendapati had cecairnya 56 Vo sementara had

plastiknyt31

7o.

Tentukan

jenis

tanah tersebut menurut carta keplastikan Casagrande yang ditunjukkan di Rajah 1.2.

(20 markah)

Ii:

tFa a'^Il

a. l-

II

3l-

(3)

IEAJ 241/3]

-3-

No. 200 I0O 40 r00

80 ms.s'

'g ctr"'

:"E

40

gg

.L_ \J I

gE -,

g4l r'

60 EE ^I

-sl# ^I

EF

sEi

soE

^l:

o.

t00 60

40

20

0 lt6 F --.

SE_jn=

Eg

3fr

€E

sg

_{r=

6'6rg:g

gg

E

bo

o-

0.o01

r00 Garie pusat zarah (mrn)

Rajah 1.1

Rajah L.2

c 40

.gCI

tt

aIE

E30o .!o E

2A

l0

7 4 0

Tanah berpasir ban berfcgtoiak halus bermlka dan berdwialoru kefodak kenyat; tanah orgnnii,

!"*pung ^Oan^lempung

berkelodak Lempung pfaatJk rendah

-

tak organik; lernpung

: berpasir dan berkEt&at -

Lempung berkelodak;

kelodak berfempung dan pasir

_ Kelodak tak organik dan oL - organik can bijung -"

berkelodak keplastiGn rendah; tepung batuan; paslr hafus berkelodak atau

45

4l-

(4)

IEAJ 24rl3l a4-

2

Anda,

sebagai seorang

jurutera diberi

sejumlah sampel tanah yang di-nyatakan

untuk digunakan bagi *em-bina sebahigiu" auriiuou

sebuah empangan.

i. senaraikan sepuluh sifat-sifat tanah tersebut yang anda ingin

ketahui dan ujian-ujian bagi mendapatkan maklumat _tersebut.

(20

_markah)

Anda, sebagai seorang jurutera diberi sejumlah sampel

tanah

lempung.- yl"q terdiri daripada mineral-mineral'kaolinit,

montmorilonit,

dan

ilit.

ii.

Ter,angkan bagaimana.

setiap satu mineral tersebut iaitu

bagi

kaolinit, montmorillonit, oan itit terbentuk oleh lapirun-tupirul

hablur silica dan alumina dengan menunjukkan gambarajah

,f.-u

susunan lapisan-lapisan

hablur

tersebut. Nyataftan

jugi

saiz-saiz lapisan

yalg

rerlibat dan

ion-ion

pengikatrrya

(bondin! i*i

^uugi

setiap gambarajah skema _anda.

(20

_markah)

iii. Terangkan

saiz-saiz.

ketiga-tiga mineral iaitu bagi kaolinit, montmorilonit,..dul ilite

dengan menyatakan

ketebilan ghalib,

garispusat

ghalib,

dan permukaan

speiifik bagi

setiup

,r[rfing

mineral.

(20 _markah)

...5/'

46

(5)

IEAJ ^24113]

a 5 -

Diberi

Rajah

2.l

dibawah.

iv. Lakarkan diatas rajah tersebut suatu Garisan Optimum

^dan

nyatakan

apakah

maksud

garisah tersebut. Lakarkan

juga

_suatu

Garisan Lompang Udara Sifar dan nyatakan apakah

maksud garisan tersebut.

(20 markah)

Ketumpatan Kering

Kandungan Air

Rajatt 2.L

...6/-

(6)

IEAJ ^L+^Lt^r⁾

-6a

Diberi

Rajah

2.2

dibawah"

Ketebalan

lapisan

terlibat 2.0 m

dan lapisan tersebut

tersalir

ke dan lebawah.

tanah

lempung

yang dua arah

iaitu

keatas

v" Dengan

merujuk juga Jadual 5.1, tentukan nisbah pengukufal (V r) pada pertengahan lapisan tersebut iaitu 1.0 m dari

permukaan atas apabila pengukuhan purata

(Upuratd

0.60.

(20 markah)

Z:LtH

Rajah 2.2

'e .o'. 7l- 0.3 0.4 0.5 ^0.6

Nisbah Pengukuhan, ^U,

48

(7)

-7 -

-3. Anda diberi profil

tanah seperti

y*g

ditunjukftan

di

Rajah 3.1.

IEAI ^?41131

dan keliangntr, (20 rnarkah)

i.

^Dengan

diberi nilai-nilai

keturnpatan pepejal pasir Tentukan ketumpatan pasir diatas paras air.

ii. Tentukan pula ketumpatan pasir dibawah paras air iaitu

ketumpatan tepu.

(20 markah)

iii. Lakarkan

^taburan

jumlah

^tegasan

dan

^taburan

jumlah

^tegasan

berkesan

dari

permukaan

bumi

hinggalah keparas kedudukan

A

dengan rnununjukkan

nilai-nilainya

pada permukaan tanah, pada

paras air, pada paras

permukaan

kelodak (kedudukan B),

dan pada paras kedudukan A.

(20 markah)

iv. Air dipam keluar

dan parasnya

turun

sebanyak

2 m

iairu

sehingga paras permukaan lapisan kelodak (kedudukan B).

Tentukan

tegasan berkesan

di

^paraskedudukan

A

dan nyatakan

sama ada

tegasan berkesan

bertambah atau berkurangan jika dibandingkan

dengan keadaan sebelum

air dipam

dan tenfukan

nilai

pertambahan atau pengurangan

ini.

(20 markah)

v. Andaikan

pengepaman

untuk

soalan

iv dijalankan

dengan cepat menyebabkan paras

air

turun ke kedudukan

B

dengan serta merta

dan lapisan diantara kedudukan B

dengan

kedudukan A

ialah

lempung, bukan kelodak,

yang mempunyai

nilai

kebolehtelapan yang rendah. Tentukan tegasan berkesan dan tekanan

air liang di

paras kedudukan A sebaik-baik sahaja paras air turun

kekedudukan B.

(20 markah)

....r..

8/-

;,:49

(8)

IEAJ 24rl3l

,8-

2 tv'l Po"o"jat pasir ^='

2]a

^Mg/m

Keliangan, n = 0.50

Pasir

P

= ^{2-A Mg/rn}

'

tepu kelodak

kelodak

Rajah 3.1

...r,9 l-

Batu Hampar

::50

(9)

IEAJ 24y31

-9-

j

i.

^Lakarkan

jating

aliran bagi empangan yang ditunjukkan

di

Rajah 4.1.

Gunakan

4

saluran aliran.

(25 markah)

ii. Kira kadar aliran bagi

setiap

meter lebar

empangan sekiranya pekali kebolehtelapan 4.5

x l0-4

cmls.

(25 markatr) taburan tekanan

air

disepanjang

**pTgan

dari

(25

markah)

iv. Bagi satu petak jaring aliran iaitu yang teratas dan

^yang

terhampir sekali

dengan empangan

di tempat air keluar di

B, tentukan faktor keselarnatanny a daripada keadaan jerlus.

iii. Kira

dan lakarkan

A ke Il.

15m

(25 markah)

30

fn -,, -- -,-,Ff

I I

{l'"A

Tembok Potong

7m

--f>'l l* 1.s m

Rajah 4.L

t""*.5

I

n/-

(10)

IEAI ^Z4rl31

-10-

5.

Suatu sampel tanah

tak

terganggu

diambil

dari kawasan tapak binaan

lalu diuji di

makmal.menggunakan oedometbr. Mampatan dikenakan menurut yang sepatutnya dan lengkung mampatan yang ditunjukkan

di

Rajah 5.1 didapati.

i. Tentukan tegasan prapengukuhan menurut

Casagrande.

ii"

Apakah ertinya tegasan prapengukuhan

ini

dalam tapak binaan tersebut.

Ujian yang

^sama

juga memaparkan lengkung pengukuhan

yang ditunjukkan

di

Rajah 5.2.

iii.Tentukan bacaan daitr yang mungkin bersepadanan

dengan pengukuhan

0

To atau

U

₌O Vo menggunakan kaedah Casagrande.

(15

markah)

iv.Tentukan tJQ iaitu

masa

yang diperlukan bagi

mencapai status pengukuhan 50Vo atau

U =

50 ^Vo.

(15 markah)

v. Tentukan Cy

tanah

didalam kiraan m2 sehhun jika

oedometer digunakan mempunyai dua saliran,

iaitu

keatas dan kebawah, dan tebal awal sampel 25.05 mm. Gunakan jadual _5.1.

(20

markah)

kaedah

binaan (15 markah) konteks sejarah

(15

markah)

(20

markah)

vi.

Tenfukan indeks mampatan sekunder, Ccr tanah.

JADUAL

^5.1

Upurata

^T

0.

1

^0.008

0.2

^0.03^tr

0.3

^0.07¹

0.4

^0.126

0.5

^0.197

0.6

^0.287

4.7

^0.403

0 _"

8

^0.567

0.9

^0"⁸⁴⁸

0.95

^1.¹⁶³

LTI-

i, 52

(11)

- 11

^-

EAJ _241/3

tccc 3.2

3"1 3.0 2.9ol

gIc

2,9

_F I

"t 1.g

&e / G

2.6 ^z€ 2"5 2.4

{o Tegasan pengu6"#lr berkssan, o; ₎kfu-

Rajah

5.1

-r10 , ¹ ,. Masa ^(min)

Rajah 5.2

EE

E(E

Lr[

$()

o$ 6.8 6.6

&4 ^rr-

6"2 6.CI

5.8 5.6 5.4 5,2 5.0 4.8 4.6 4.4 4.2

o.r

h

53

(12)