Bab 5 [PDF]

Citation preview

PERCOBAAN V PENGUJIAN PERMEABILITAS TANAH MENGGUNAKAN METODE FALLING HEAD PERMEBILITY (ASTM.D.2343)



5.1. MAKSUD Percobaan ini dimaksudkan untuk menentukan koefisien permeabilitas dari sampel tanah yang dipadatkan. Percobaan tersebut menggunakan sistem Falling Head Permeability dengan nama alat compaction permeameter. Koefisien permeabilitas tanah (k) digunakan untuk mengetahui besarnya rembesan pada permasalahan bendungan, saluran irigasi, tanggul tanah, sumur resapan dan lainnya. Metode yang biasa digunakan untuk pengukuran permeabillitas tanah ini menggunakan metode falling head test dan constant head test. Pengukuran dapat dilakukan di lapangan maupun di dalam laboratorium. Pada pengukuran di laboratorium dengan metode falling head yang memanfaatkan sensor ketinggian dapat digunakan untuk mengetahui laju aliran fluida sehingga diharapkan mampu mendapatkan nilai koefisien permeabilitas tanah yang tepat dan akurat. (Djarwanti,2008)



5.2. PERALATAN a. Compaction permeameter. b. Jangka sorong. c. Mold. d. Stopwatch. e. Air biasa atau destilasi. f. Tanah yang sudah dipadatkan.



5.3. PELAKSANAAN a. Mengukur diameter mold dan mencatat hasilnya lalu mengukur diameter buret dan mencatat kembali hasilnya. b. Memasukan air sesuai dengan ketinggian yang diinginkan misalnya (100



59



cm) setelah menentukan ketinggian awalnya lalu memasukan datanya ke dalam form sementara. c. Setelah menentukan tinggi awal kemudian menentukan tinggi akhir misalnya 90 cm dan mencari waktunya berapa kecepatan yang dibutuhkan untuk menempuh dari 100 ke 90 cm. d. Membuka keran dan melakukan pembacaan waktu dengan menngunakan stopwatch. e. Setelah mendapatkan ketinggian yang diinginkan lalu mencatat waktunya f. Ada 3 percobaan dengan baret yang berbeda bisa dengan menentukan kecepatannya terlebih dahulu, lalu pengujian selesai.



60



1 1 1 v f v 1 1 1 2 1 3



1



1



Gambar 5.1 Compaction Permeameter



Keterangan : 1. Buret 2. Kran 3. Selang 4. Mold



v4 1 f 1 v v 1 f 1 v v 1 f 1 1 v 1 1 1 1 1



61



5.4. BAGAN ALIR Mulai



Membuka tutup atas mold Memasukkan sampel benda uji ke dalam 1/3 bagian dari mold



Menyiapkan collar bawah



Menempatkan pegas pada collar bawah ,lalu batu pori dan mesh penyaring



Menempatkan mold di atas collar bawah



Menempatkan mesh penyaring, batu pori, pegas penekan ,collar atas dan tutupnya di atas mold, lalu mengencangkan dengan baut Menyambungkan semua selang



Mengisi burret sampai penuh dan mengalirkannya



Membuka tutup atas mold



Tidak



Mengamati air mengalir atau tidak



Menutup kran apabila air mengalir dengan konstan



A



62



A



Membaca dan mencatat hasilnya



Mengalirkan air dan menhidupkan stopwatch sampai waktu yang di tentukan lalu menghentikan aliran air dan mematikan stopwatch dan mengamati penurunan air dan waktunya



Membaca dan mencatat hasilnya



Mulai



63



5.5. HITUNGAN Koefisien permeabilitas dihitung dengan persamaan berikut: K=



𝑑2. ℎ 𝑑2



. 𝑡



K = 2,303



ln



𝐻0 𝐻𝑡



𝑑2. ℎ 𝑑2



. 𝑡



atau log



𝐻0 𝐻𝑡



Keterangan: K



= Koefisien permeabilitas



d



= Diameter pipa falling head parameter (cm)



D



= Diameter sampel tanah (cm)



H



= Tinggi sampel



t



= Interval waktu (dt)



H0



= Ketinggian air dalam pipa mula-mula pada saat t0



H1



= Ketinggian air pada t1



Bila dikehendaki koefisien permeabilitas pada suhu tertentu (T) dapat dihitung dengan rumus: Kr = Kt. (vt / vr) Keterangan: Kr



= Koefisien permeabilitas tanah pada suhu T



Kt



= Koefisien permeabilitas pada t



Vt



= Koefisien air pada saat pengujian (t)



Vr



= Viskositas air pada T



64



Gambar 5.2 Skema Pengujian Permeabilitas Dengan Tipe Constant Head Permeameter 5.6. ANALISIS HITUNGAN Diameter dalam mold (D)



= 15,25 cm



Luas tampang mold (A)



= 182,653 cm2



• Percobaan I Diameter buret (D)



= 1,018 cm



Head awal (Ho)



= 100 cm



Head akhir (Hi)



= 41,0 cm



Waktu



= 151,67 detik



• Percobaan II Diameter buret (D)



= 1,655 cm



Head awal (Ho)



= 100 cm



Head akhir (Hi)



= 53,0 cm



Waktu



= 145,22 detik



• Percobaan II Diameter buret (D)



= 1,018 cm



Head awal (Ho)



= 100 cm



Head akhir (Hi)



= 53,6 cm



Waktu



= 120 detik



a. Luas mold (A)



65



Diameter mold



= 15,25 cm



Luas tampang mold



= ¼ . 𝜋 . D2 = ¼ . 𝜋 . 15,252 = 182,654 cm2



1) Percobaan I Diameter buret (D)



= 1,018 cm



Luas tampang mold



= ¼ . 𝜋 . D2 = ¼ . 𝜋 . 1,0182 = 0,8139 cm2



Beda tinggi



= Ho – Hi = 100 – 41 = 59 cm



Koefisien permeabilitas (K) a



= 0,8139 cm2



^1



= 59 cm



t



= 151,67 detik



A



= 181,654 cm2



Ho



= 100 cm



Hi



= 41 cm



Koefisien permeabilitas (K)



=



=



𝑎×(1 )



ℎ𝑜



𝐴×𝑡



ℎ𝑖



ln



0,8139×59)



ln



181,654×151,67



100 41



= 0,0015 cm/detik = 0,0155 mm/detik 2) Percobaan II Diemater buret (D)



= 1,655 cm



Luas tampang mold



= ¼ . 𝜋 . D2 = ¼ . 𝜋 . 1,6552 = 2,1512 cm2



Beda tinggi



= Ho – Hi = 100 – 53 = 47 cm



66



Koefisien permeabilitas (K) a



= 2,1512 cm2



^1



= 47 cm



t



= 145,22 detik



A



= 181,654 cm2



Ho



= 100 cm



Hi



= 53 cm



Koefisien permeabilitas (K)



=



𝑎×(1 )



ℎ𝑜



𝐴×𝑡



ℎ𝑖



ln



2,1512 ×47)



= 181,654×145,22ln



100 53



= 0,0024 cm/detik = 0,0242 mm/detik 3) Percobaan III Diemater buret (D)



= 1,018 cm



Luas tampang mold



= ¼ . 𝜋 . D2 = ¼ . 𝜋 . 1,0182 = 0,8139 cm2



Beda tinggi



= Ho – Hi = 100 – 53,6 = 46,4 cm



Koefisien permeabilitas (K) a



= 0,8139 cm2



^1



= 46,4 cm



t



= 120 detik



A



= 181,654 cm2



Ho



= 100 cm



Hi



= 53,6 cm



Koefisien permeabilitas (K)



=



=



𝑎×(1 )



ℎ𝑜



𝐴×𝑡



ℎ𝑖



ln



0,8139 ×46,4)



100



181,654×120



53,6



ln



= 0,0011 cm/detik = 0,0107 mm/detik 67



Koefisien permeabilitas rata-rata Koefisien permeabilitas I



= 0,0155 mm/detik



Koefisien permeabilitas II



= 0,0242 mm/detik



Koefisien permeabilitas III



= 0,0107 mm/detik + = 0,0504 mm/detik



Rata-rata



= 0,0504/3 = 0,0168 mm/detik



5.7. PEMBAHSAN Percobaan dengan compaction parameter dimaksudkan untuk menentukan eksistensi pemeabilitas jarak compaction parameter. Pengujian ini biasanya digunakan untuk tanah yang relative cair, yaitu tanah lempung, tanah lanau dan tanah berpasir yang disebut pori-pori tanah. Pori-pori tanah ini dihubungkan dengan yang lain, jenisnya dapat dilalui air yang megalir dalam rongga tanah tersebut, peristiwa ini disebut rembesan. Tabel 5.1 Harga-harga Permeabilitas Pada Umumnya Jenis Tanah Kerikil



Koefisien Permeabilitas >1,00



Pasir kasar Pasir halus



1,00 - 0,01 0,01 - 0,001



Lanau Lempung



0,001 - 0,0001 0 < 0,00001



Sumber : Hary Christady H. Mekanika Tanah II Pengujian permeabilitas tanah menggunakan metode Falling head permeability digunakan untuk tanah yang memiliki butiran halus dan memiliki koefisien permeabilitas yang rendah. Di lapangan pengujian ini digunakan untuk : a. Memperkirakan jumlah rembesan dalam tanah. b. Menyelidiki permasalahan-permasalahan yang menyangkut pemompaan air konstruksi di bawah tanah. c. Menganalisa kestabilan dari suatu kandungan tanah dan konstruksi dinding penahan yang terkena gaya rembesan Sumber : Kajian permeabilitas tanah di lahan percobaan kwala berfala melalui uji laboratorium dan lapangan. 2013



68



5.8. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian permeabilitas tanah menggunakan metode Falling head permeability diperoleh nilai koefisien 0,00168 cm/detik. dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa tanah tersebut termasuk pasir halus.



69