Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH NAMA PRAKTIKAN : Cut Olda Laviana 1306367795 Dwita Fitriani Wijayanti 1306368021 Septiana Kurnianingsih 1306367933 Seranty Bella Dwicahyanie 1306367920 KELOMPOK : L3 TANGGAL PRAKTIKUM : 3 Oktober 2015 JUDUL PRAKTIKUM : Permeability ASISTEN : Azzah Balqis PARAF DAN NILAI : I. PENDAHULUAN A. STANDAR ACUAN & REFERENSI ASTM D 2434 “Standartd Test Method for Permeability of Granular Soils (Constant Head)” AASHTO T 215 “Standartd Method of Test for Permeability of Granular Soils (Constant Head)” Modul Praktikum Mekanika Tanah Dasar - Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. B. MAKSUD DAN TUJUAN PERCOBAAN Mencari nilai permeabilitas k dari suatu sampel tanah C. ALAT ALAT DAN BAHAN a. Alat Mould Permeability Gelas ukur 1
26
Embed
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH PERMEABILITY.docx
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH
NAMA PRAKTIKAN : Cut Olda Laviana 1306367795
Dwita Fitriani Wijayanti 1306368021
Septiana Kurnianingsih 1306367933
Seranty Bella Dwicahyanie 1306367920
KELOMPOK : L3
TANGGAL PRAKTIKUM : 3 Oktober 2015
JUDUL PRAKTIKUM : Permeability
ASISTEN : Azzah Balqis
PARAF DAN NILAI :
I. PENDAHULUAN
A. STANDAR ACUAN & REFERENSI
ASTM D 2434 “Standartd Test Method for Permeability of Granular Soils (Constant Head)”
AASHTO T 215 “Standartd Method of Test for Permeability of Granular Soils (Constant
Head)”
Modul Praktikum Mekanika Tanah Dasar - Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia.
B. MAKSUD DAN TUJUAN PERCOBAAN
Mencari nilai permeabilitas k dari suatu sampel tanah
C. ALAT ALAT DAN BAHAN
a. Alat
Mould Permeability
Gelas ukur
Penggaris
Jangka sorong
Stopwatch
Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram
Alat Constant Head Test
Tamper
1
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
b. Bahan
Tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak ± 3 kg
Pasir
Air
Gambar 7.1 Peralatan praktikum permeability: a) Alat constant head test; b) penggaris; c)
Mould Permeability; d) Jangka sorong; e) Tamper; f) Gelas ukur
2
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
D. DASAR TEORI
Permeabilitas didefinisikan sebagai sifat bahan berpori yang memungkinkan aliran
rembesan dari cairan yang berupa air atau minyak mengalir lewat rongga porinya. Pori-pori
tanah saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Sehingga air dapat mengalir dari
titik yang mempunyai tinggi energi lebih tinggi ke titik yangmempunyai tinggi energi lebih
rendah. Untuk yanah, permeabilitas dilukiskan sebagai sifat tanah yang menyatakan atau
menggambarkan bagaimana air mengalir melalui tanah.
Di dalam tanah, aliran dapat bersifat laminer atau turbulen. Tahanan terhadap aliran
tergantung pada jenis tanah, ukuran butiran tanah, bentuk butiran tanah, rapat massa, serta
bentuk geometri rongga porinya. Selanjutnya temperarur juga sangat mempengaruhi tahanan
alirannya (kekentalan dan tegangan permukaan).
Walaupun secara teoritis, semua jenis tanah lebih atau kurang mempunyai rongga
pori, dalam praktekn ya istilah mudah meloloskan air (permeable) ditujukan untuk tanah
yang memang benar-benar mempunyai sifat meloloskan air. Sebaliknya, tanah disebut kedap
air (impermeable), bila tanah tersebut mempunyai kemampuan meloloskan air yang sangat
kecil.
Debit air yang mengalir q melalui tanah pada suatu cross-section areaA adalah
proporsional terhadap gradien i yaitu :
qA
i q=k i A
di mana: q = volume aliran air per satuan waktu,
A = luas penampang tanah yang dilewati air,
k = koefisien permeabilitas,
i = gradien hidrolik, dan
v = kecepatan aliran (discharge velocity).
Satuan koefisien permeabilitas sama dengan satuan kecepatan, yaitu m/detik. Koefisien k
disebut sebagai “koefisien permeabilitas” Darcy atau “koefisien permeabilitas” atau
“permeabilitas tanah”.
3
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Permeabilitas tergantung oleh beberapa faktor. Yang utama adalah sebagai berikut :
1. Ukuran butiran. Secara proporsional, ukuran pori berhubungan dengan ukuran
partikel tanah
2. Properti aliran pori. Untuk air adalah viskositasnya, yang akan berubah akibat
dipengaruhi perubahan temperatur.
3. Void ratio
4. Bentuk dan susunan pori-pori tanah
5. Derajat saturasi. Kenaikan derajat saturasi pada tanah akan menyebabkan kenaikan
nilai permeabilitas.
Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin
rendah 'koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah berbutir-kasar yang
mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang lebih rendah daripada tanah
berbutir kasar, koefisien permeabilitas merupakan fungsi dari angka pori. Kalau tanahnya
berlapis-lapis, permeabilitas untuk aliran sejajar lapisan lebih besar daripada permeabilitas
untuk aliran tegak lurus lapisan. Permeabilitas lempung yang bercelah (fissured) lebih besar
daripada lempung yang tidak bercelah (unfissured).
Permeabilitas dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang
berhubungan dengan seepage (rembesan) di bawah bendungan, disipasi air akibat
pembebanan tanah, dan drainase dari lapisan subgrade, bendungan, atau timbunan. Selain itu
tegangan efektif yang diperlukan dalam perhitungan masalah-masalah di atas juga secara
tidak langsung berkaitan dengan permeabilitas.
Setidaknya ada empat metode di laboratorium untuk mencari nilai permeabilitas
tanah, yaitu metode Capillarity Head Test, korelasi data konsolidasi untuk menghitung
permeabilitas, Variable Head Test, dan Constant Head Test. Constant Head umumnya lebih
sering digunakan pada tanah cohesionless daripada Variable Head karena instrumen yang
lebih sederhana.
Metode Constant Head Test
Metode ini hanya digunakan pada tanah dengan permeabilitas tinggi. Oleh karena itu,
pada percobaan yang akan dilakukan perlu ditambahkan pasir untuk memodifikasi
permeabilitas tanah lempung yang sangat kecil. Prinsip pada percobaan ini dapat dilihat pada
gambar.
4
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Gambar 7.2 Susunan alat Constant Head Permeability Test
Penentuan nilai k dilakukan dengan cara mengukur penurunan tinggi muka air selama
periode waktu tertentu dan pada saat ini tegangan air menjadi tidak tetap sehingga rumus
Darcy dapat digunakan. Misalnya pada ketinggian air (h), penurunan (dh) akan membutuhkan
waktu (dt), maka koefisien permeabilitas dapat diturunkan dari rumus Darcy sehingga
menjadi:
q=k i A
5
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
i= hL
k= q LA ht
dengan:
k = koefisien permeability
A = luas sample tanah
t = selang waktu
L = tinggi sampel tanah
Apabila air yang melalui sampel tanah sedikit seperti pada sampel tanah lempung
murni dimana nilai k sangat kecil, maka metode ini tidak efektif lagi digunakan untuk
mengukur nilai k. Sehingga akan lebih baik menggunakan cara yang kedua, yaitu metode
Variable Head.
Metode Variable Head Test
6
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Gambar 7.3 Susunan alat Variable Head Permeability Test
Jumlah air yang mengalir pada standpipe dalam waktu tertentu adalah :
q=a v=a−dhdt
dengan :
a = luas cross-sectionstandpipe
dh/dt = penurunan muka air
Sedangkan jumlah air yang merembes melalui tanah dalam waktu tertentu pada
permeameter adalah :
q=A khL
lalu dengan menyamakan jumlah air yang masuk = jumlah air yang keluar :
q¿=qout
↔dhdt
=A khL
↔∫h0
h1
dhh
=∫h0
h1
A k dta L
↔ lnh0
h1
= A k ta L
k=2.3a LA t
log10
h0
h1
dengan:
a = luas cross-section standpipe
L = panjang sampel di dalam permeameter
A = luas cross-section permeameter
t = jumlah waktu pada waktu pengukuran
h0, h1 = tinggi head (lihat gambar 7.2)
Koefisien Permeabilitas pada suhu kamar (ToC) adalah KT sedangkan untuk suhu
standar (20oC) perlu dikonversi menjadi:
K20=KT ( ηT
η20)
7
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
dimana:
ηT = viskositas cairan pada temperatur T°C.
η20 = viskositas cairan pada temperatur 20°C.
Perbandingan viskositas dapat dilihat pada gambar 7.3 di bawah ini (tabel koreksi
viskositas cairan).
Gambar 7.4 Grafik ηT /η20 (data International Critical Tables, Vol. V)
Menurut Tabel Koefisien Permeabilitas BS 8004: 1986, nilai-nilai permeabilitas untuk
berbagai jenis tanah pada suhu standar (20oC) adalah sebagai berikut: