2/25/2017
1
KOMPOSISI TANAHMEKANIKA TANAH I
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
NORMA PUSPITA, ST. MT.
2
Komposisi Tanah
Tanah terdiri dari dua atau tiga fase, yaitu:
Butiran padat
Air
Udara
2/25/2017
2
Sehingga Volume Total Contoh Tanah
V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va
Vs = Volume butiran padat (solid)
Vv = Volume pori (void)
Vw = Volume air (water) di dalam pori
Va = Volume udara (air) di dalam pori
Sedangkan Berat total contoh tanah adalah:
W = Ws + Ww
Ws = Berat butiran padat
Ww = Berat air
Komposisi
Tanah
Hubungan Volume yang sering dipakai dalam Mekanika Tanah yaitu Kadar
air (w %), angka pori (e), porositas (n) dan derajat kejenuhan (Sr)
Kadar Air (w) adalah perbandingan massa air terhadap massa butiran
padat
Angka pori (e) adalah perbandingan Volume pori dan volume butiran
padat
Porositas (n) adalah perbandingan Volume pori terhadap Volume total
contoh tanah
Derajat Kejenuhan (Sr) adalah perbandingan volume air dan volume pori
Nilai derajat kejenuhan berkisar antara 0 โ 1 (atau 100%), nilai 1 untuk
tanah jenuh sempurna
Komposisi
Tanah
๐ =๐ด๐
๐ด๐ร 100 %
๐ =๐ฝ๐๐ฝ๐
๐ =๐ฝ๐๐ฝ
๐บ๐ =๐ฝ๐๐ฝ๐
2/25/2017
3
Volume spesifik (v) adalah volume total tanah yang mengandung satuan
volume butiran padat
Kandungan udara (A) adalah perbandingan volume udara dan volume
total tanah
Kerapatan butiran / bulk density (ฯ) adalah perbandingan Massa total dan
Volume total contoh tanah
Berat isi tanah (๐ธ) adalah perbandingan antara berat total dan volume
toral contoh tanah
g = gravitasi 9.8 m/s2
Komposisi
Tanah
๐ = 1 + ๐
๐จ =๐ฝ๐๐ฝ
๐ =๐ด
๐ฝ
๐ธ =๐พ
๐ฝ=
๐ด๐
๐ฝ
Hubungan Antar Fase
๐ =๐
๐ โ ๐๐ =
๐
๐ + ๐ ๐ฎ๐ =๐ด๐
๐ฝ๐ ๐๐๐๐ = ๐๐๐๐ ๐๐/๐๐
๐บ๐ =๐ ๐ฎ๐๐
๐บ๐ = ๐ ;
๐ = ๐ ๐ฎ๐๐จ =
๐ โ ๐ ๐ฎ๐๐ + ๐
๐ =๐ฎ๐(๐ + ๐)
๐ + ๐๐๐ ๐๐๐๐ =
๐ฎ๐ + ๐
๐ + ๐๐๐
๐จ = ๐ ( ๐ โ ๐บ๐)
๐๐ =๐ฎ๐
๐ + ๐๐๐ ๐ธ =
๐ฎ๐(๐ + ๐)
๐ + ๐๐ธ๐ ๐ธ =
๐ฎ๐ + ๐บ๐ ๐
๐ + ๐๐ธ๐
๐ธ๐ = ๐. ๐ ๐๐ต/๐๐
๐ธโฒ =๐ฎ๐ โ ๐
๐ + ๐๐ธ๐
๐ธโฒ = ๐ธ๐๐๐ โ ๐ธ๐
๐ธ๐๐๐ =๐ฎ๐ + ๐
๐ + ๐๐ธ๐
๐ธ = ๐ฎ๐๐ธ๐(๐ โ ๐)(๐ + ๐)
๐ =๐
(๐ โ ๐)๐ฎ๐
๐ธ๐ = ๐ฎ๐๐ธ๐(๐ โ ๐)๐ซ๐ =
๐๐๐๐๐ โ ๐
๐๐๐๐๐ โ ๐๐๐๐
2/25/2017
4
Contoh Soal
Pada kondisi aslinya, sebuah contoh tanah mempunyai massa 2290 gr dan
volume 1,15 x10-3 m3 . Setelah dikeringkan dalam oven, massanya menjadi
2035 gr. Gs = 2,68. Tentukan kerapatan butiran, berat isi, kadar air, angka
pori, porositas, derajat kejenuhan, dan kandungan udara.
Konsistensi Tanah Pada awal tahun 1900, seorang ilmuwan dari Swedia bernama Atterberg
mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah
berbutir halus pada kadar air yang bervariasi.
Apabila kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi
sangat lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang
dikandung tanah, tanah dapat dipisahkan ke dalam empat keadaan
dasar, yaitu : padat, semi padat, plastis, dan cair
Transisi dari keadaan padat ke keadaan semi-padat didefinisikan sebagai
batas susut (shrinkage limit). Sedangkan transisi dari keadaan semi-padat
ke keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis (plastic limit), dan dari
keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limit). Batas
โ batas ini dikenal juga sebagai batas-batas Atterberg (Atterberg limits).
2/25/2017
5
Batas Cair (Liquid Limit)
Untuk menentukan Batas Cair (LL) dilakukan dengan menggunakan alat
yang terdiri dari mangkok kuningan yang bertumpu pada dasar karet yang
keras, yang dapat diangkat dan dijatuhkan dengan menggunakan
pengungkit yang diputar.
Cara melakukan pengujian, pasta tanah diletakkan di dalam mangkok
kuningan, kemudian tanah digores ditengahnya dengan menggunakan
alat standar .
โข Dengan menjalankan alat pemutar, mangkok kuningan dinaik-
turunkan dari ketinggian (10 mm) sampai goresan tanah menutup
kembali.
โข Jumlah putaran sampai saat goresan tanah menutup dicatat
sebagai jumlah pukulan (N) untuk kadar air yang terdapat pada
sampel tanah.
โข Pengujian ini ulang kembali paling sedikit 4x dengan kadar air yang
berbeda, untuk mendapatkan jumlah pukulan (N) setiap kali
pengujian antar 15 sampai 35 pukulan.
2/25/2017
6
Batas Plastis (Plastic Limit)
โข Batas Plastis (PL) didefinisikan sebagai kadar air, dimana apabila tanah
digulung sampai dengan diameter โ inch (3,2 mm) menjadi retak-retak.
โข Batas Plastis merupakan batas terendah dari tingkat keplastisan suatu
tanah.
โข Cara pengujiannya sangat sederhana, yaitu dengan cara menggulung
massa tanah berukuran elipsoida dengan telapak tangan diatas kaca
datar.
โข Indeks Plastisitas [Plasticity Index (PI)] adalah perbedaan antara batas cair
(LL) dan batas batas palstis (PL) suatu tanah.
PI = LL โ PL
Pemeriksaan Batas Cair
No Cawan 1 2 3 4
Berat Tanah + Cawan (gr)
Berat Tanah Kering + Cawan (gr)
Berat Cawan (gr)
Berat Tanah Kering (gr)
Berat Air (gr)
Kadar Air (%)
Kadar Air Rata - Rata (%)
Jumlah Pukulan
Pemeriksaan Batas Plastis
No Cawan 1 2
Berat Tanah + Cawan (gr)
Berat Tanah Kering + Cawan (gr)
Berat Cawan (gr)
Berat Tanah Kering (gr)
Berat Air (gr)
Kadar Air (%)
Kadar Air Rata - Rata (%)
2/25/2017
7
Indeks Plastisitas (PI)
Batas Cair (LL) merupakan kadar air % pada jumlah pukula N = 25
Batas Plastis (PL) merupakan kadar air rata โ rata % pada pemeriksaan / uji
batas plastis
Indeks Plastisitas (PI) = Batas Cair (LL) โ Batas Plastis (PL)
2/25/2017
8
Batas Susut (Shrinkage Limit)
โข Batas Susut (SL) dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut :
SL = wi (%) - โw (%)
%1002
21
m
mmwi
dimana :
wi = kadar air tanah mula-mula pada saat ditempatkan di dalam mangkok uji batas
susut
m1 = massa tanah basah dalam mangkok pada saat permulaan pengujian
(gram)
m2 = massa tanah kering (gram)
โw = perubahan kadar air tanah (yaitu antara kadar air mula-mula dan kadar air
pada batas susut)
Vi = volume contoh tanah basah pada saat permulaan pengujian (cm3)
Vf = volume tanah kering sesudah dikeringkan di dalam oven (cm3)
ฯw = kerapatan air (gr/cm3)
%100)(
2
m
VVw
wfi
Grafik Plastisitas
โข Garis empiris A memisahkan antara tanahlempung anorganik (inorganic clay) dari tanahlanau anorganik (inorganic silt).
โข Tanah lempung anorganik terletak di atas garis A ,dan lanau anorganik terletak di bawah garis A.
โข Tanah lanau anorganik dengan kemampuanmemampat sedang (di bawah garis A dengan LLberkisar antara 30 s/d 50).
โข Tanah lempung organik (organic clay) berada didalam daerah yang sama seperti tanah lanauanorganik dengan kemampuan memampattinggi (di bawah garis A dengan LL > 50).
โข Keterangan dalam bagan plastisitas merupakandasar dalam pengelompokan tanah berbutirhalus dengan sistem unified (USCS)
2/25/2017
9
Aktivitas
Hubungan antara PI dengan fraksi berukuran lempung untuk tiap-tiap tanah
mempunyai garis yang berbeda-beda.
Skempton mendefinisikan suatu besaran yang dinamakan Aktivitas (Activity)
yang merupakan kemiringan dari garis yang menyatakan hubungan antara
PI dan persen butiran yang lolos ayakan 2ฮผ
Aktivitas digunakan sebagai indeks untuk mengidentifikasi kemampuan
mengembang dari suatu tanah lempung.
)(% lempungberukuranfraksiberat
PIA