Permeabilitas [PDF]

Citation preview

Ahayu Rachmadini Chandrarien 195060400111022 Rekayasa Geoteknik B Resume Pengujian Permeabilitas di Laboratorium Koefisien permeabilitas tanah (k) digunakan untuk mengetahui besarnya rembesan pada permasalahan bendungan, saluran irigasi, tanggul tanah, sumur resapan dan lainnya. Metode untuk menentukan koefisien permeabilitas (k) dapat menggunakan metode laboratorium yaitu dengan constant head permeability test atau falling head permeability test A. Constant Head Permeability Test 



Pengujian ini diperuntukan pada tanah yang memiliki permeabilitas tinggi dan tanah berbutir seperti pasir.







Tanah benda uji dimasukkan kedalam tabung pengujian. (Gambar 1)



Gambar 1 



Kedudukan tinggi energy hilang (h) diatur konstan (sampel



panjang L dan luas



penampang A) 



Volume air yang keluar ditampung di dalam gelas ukur.







Waktu pengumpulan air dicatat







Data pengamatan diolah menggunakan persamaan Darcy Q = qt = kiAt



Karena I = h/L, dengan L adalah sampel panjang, maka



Q = k(h/L)At Maka, diperoleh persamaan koefisien permeabilitas: k=



QL (m/det) ^¿ ¿



Dengan : Q = volume air tertampung dalam gelas ukur (m³) L = anjang aliran air dalam contoh tanah (m) h = beda tinggi muka air ata tinggi energy hiraulik (m) A = luas penampang tabung (m²) T = waktu pengaliran (dt) 



Contoh perhitungan 1. Pada suatu pengujian diperoleh data sebagai berikut Panjang contoh tanah (pasir), L = 16 cm Luas penampang = 50 cm² Selisih tinggi muka air, h = 45 cm Air tertampung dalam gelas kuran 450 ml dalam 15 menit Hitung koefisien permeabilitas tanah ! Penyelesaian : L = 16 cm ; A = 50 cm² ; h = 45 cm ; Q = 450 ml ; t = 15 x 60 = 900 det k=



QL 450 x 16 cm ^¿= =0,0036 ¿ 45 x 50 x 900 det



2. Dua lapisan contoh tanah disusun seperti gambar 2. Contoh tanah I :k1 ¿ 12 x 10− 4 cm/det, panjang L1 = 40 cm dan luas penampang A1=180 cm² Contoh tanah 2 : panjang L2 = 30 cm dan luas penampang A2= 25 cm². Pada waktu pengaliran t= 10 menit diperoleh volume air 25 cm³. Hitung koefisien permeabilitas k2! Penyelesaian:



Gambar 2 (a) Bila h PR adalah selisih tinggi energi antara P dan R, maka h PR=hPQ +h QR=30 cm Jadi hQR =30−hPQ Pada waktu t = 10 menit, volume air tumpah Q = 25 cm³ Debit rembesan : q



=Q/t = 25/(10 x 60) = 0,042 cm³/det



q=q lapisan1=q lapisan2 q=k 2 i 2 A 2 ¿ k2 ¿ k 2=¿ ¿ ¿



0,05 …………………………………. (a) hQR



Pada tanah I q=k 1 ¿ q=12 x 10−4 x



h PQ x 180 40



( )



0,042=54 x 10−4 hPQ h PQ=7,78 cm Jadi hQR =30−7,78=22,22 cm Dari subtitusi ke persamaan (a), diperoleh koefisien permeabilitas tanah 2 : 0,05 ( 22,22 )=2,25 x 10



k 2=



−3



cm det



B. Falling Head Permeability Test 



Pengian ini diperuntukkan pada tanah dengan koefisien rembesan kecil atau tanah berbutir halus.







Tanah benda uji ditempatkan dalam tabung (gambar 3).







Pipa pengukur didirikan di atas benda uji.







Air dituangkan lewat pipa pengukur.







Ketinggian air keadaan awal pengujian h1 pada saat waktu t 1= 0 dicatat.







Pada saat waktu tertentu t 2 setelah pengujian berlangsung, penurunan muka air adalah h2 debit dihitung dengan bersamaan : q=kiA =k



h dh A=−a L dt



dengan : h = tinggi energy hidralik pada sembarang waktu t (m) A = luas enamoang benda uji (m²) a = luas pipa pengukur (m²) L = panang benda uji (m) Maka, h1 h1 aL aL ∈ =2,303 log At h2 At h2



( )( )



k=



( ) ( )



Nilai a, L, A, t , h1 , h2 dieroleh dari pencatatan data. 



Contoh perhitungan 1. Pada uji permeabilitas falling head, diperoleh data sebagai berikut: tinggi energy hidrolik awal h1= 40 cm. Pada waktu 10 menit, tinggi energy hidraulik menjadi h2 = 35 cm Pertanyaan :



a. Jika contoh tanah mempunyai luastampang A = 50 cm², luas tampang pipa pengukur 0,5 cm² dan tebal contoh 5 cm, hitung koefisien permeabilitas tanah



b. Hitung waktu (dihitung dari awal pengujian) yang dibutuhkan ntuk menghasilkan tinggi energy hidraulik h3 = 20cm



Penyelesaian : a. Koefisien Permeabilitas: h1



( aLAt ) log ( h ) 0,5 x 5 40 ¿ 2,303 ( log ( ) ) 50 x 10 x 60 35 k =2,303



2



¿ 1,1 x 10−5



cm det



b. Waktu yang dibutuhkan untk menghasilkan tinggi energy hidraulik h3 = 20 cm. t=2,303



h1 aL log Ak h3



( ) ( )



¿ 2,303



( 50 x0,51,1xx510 ) log( 4020 )



¿ 1368,32 det



−5