13 0 880 KB
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=
π2. β π2
. π‘
K = 2,303
ln
π»0 π»π‘
π2. β π2
. π‘
atau log
π»0 π»π‘
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
β’ Percobaan I Diameter buret (D)
= 1,018 cm
Head awal (Ho)
= 100 cm
Head akhir (Hi)
= 41,0 cm
Waktu
= 151,67 detik
β’ Percobaan II Diameter buret (D)
= 1,655 cm
Head awal (Ho)
= 100 cm
Head akhir (Hi)
= 53,0 cm
Waktu
= 145,22 detik
β’ 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
= ΒΌ . π . D2 = ΒΌ . π . 15,252 = 182,654 cm2
1) Percobaan I Diameter buret (D)
= 1,018 cm
Luas tampang mold
= ΒΌ . π . D2 = ΒΌ . π . 1,0182 = 0,8139 cm2
Beda tinggi
= Ho β Hi = 100 β 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)
=
=
πΓ(1 )
βπ
π΄Γπ‘
βπ
ln
0,8139Γ59)
ln
181,654Γ151,67
100 41
= 0,0015 cm/detik = 0,0155 mm/detik 2) Percobaan II Diemater buret (D)
= 1,655 cm
Luas tampang mold
= ΒΌ . π . D2 = ΒΌ . π . 1,6552 = 2,1512 cm2
Beda tinggi
= Ho β Hi = 100 β 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)
=
πΓ(1 )
βπ
π΄Γπ‘
βπ
ln
2,1512 Γ47)
= 181,654Γ145,22ln
100 53
= 0,0024 cm/detik = 0,0242 mm/detik 3) Percobaan III Diemater buret (D)
= 1,018 cm
Luas tampang mold
= ΒΌ . π . D2 = ΒΌ . π . 1,0182 = 0,8139 cm2
Beda tinggi
= Ho β Hi = 100 β 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)
=
=
πΓ(1 )
βπ
π΄Γπ‘
βπ
ln
0,8139 Γ46,4)
100
181,654Γ120
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