Date post: | 13-Apr-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | martha-veraida-silaen |
View: | 241 times |
Download: | 0 times |
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 1/12
I. HASIL PRAKTIKUM
1.1 Data Hasil Praktikum
Ring diameter = 6.32 cm
Ring height =1.9975 cm
Wt. of ring = 60.39 gr
Wt. of ring + wet soil = 175.53 gr
Wt. of can = 105.78 gr
Wt. of can + wet soil = 183.23 gr
Wt. of can + dry soil = 105.78 gr
Final wet Wt + ring = 176.65 gr
Final dry Wt + ring = 142.24 gr
1.2 Perhitungan
Ring Dimension
Diameter (cm) = 6.32
Height (gr) = 2.00
Area (cm2) = ¼πD2 = 31.371
Volume (cm3
) = ¼πD2
h = 62.663
Weight (gr) = 60.39
Initial Water Content Determination
Wt. wet soil + can (gr) = 183.23
Wt. dry soil + can (gr) = 160.74
Wt. of moisture (gr) = (Wt. wet soil + can) – (Wt. dry soil + can)
= 183.23 – 160.74 = 22.49Wt. of dry soil (gr) = (Wt. dry soil + can) – (Wt. of can)
= 160.74 – 105.78 = 54.96
Water Content (%) =
=
= 40.92
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 2/12
Calculation
Initial height of soils (Hi) = 2.00 gr
Specific gravity (Gs) = 2.64
Wt. ring + speciment = 175.53 gr
Wt. of ring = 60.39gr
Wt. wet soil (Wt) = (Wt. ring + speciment ) – (Wt. ring )
= 175.53 – 60.39 = 115.14 gr
Computed dry wt of soil (Ws’) =
=
= 81.71 gr
Oven dry wt of soil (Ws) = (Wt. dry + ring ) – (Wt. of ring )
= 142.24 – 60.39 = 81.85 gr
Computed Ht. of solids (Ho) =
=
= 0.99 cm
Initial Ht. of voids (Hv) = H i – Ho
= 1.9975 – 0.99 = 1.01 cm
Initial degree saturation (Si) =
=
= 1.05
Initial void ratio(e0) =
=
= 1.02
Final Water Content Determination
Wt. wet + ring (gr) = 176.65
Wt. dry + ring (gr) = 142.24
Wt. ring (gr) = 60.39
Oven dry wt of soil (gr) = (Wt. dry + ring ) – (Wt. ring )
= 142.24 – 60.39 = 81.85
Water Content (%) =
=
= 42.04
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 3/12
Initial degree saturation (Si) =
=
= 1.09
(Contoh Perhitungan dengan Loading 2 kg)
Mencari nilai t 90
1. Menghitung persentase tertahan (% strain) untuk setiap
pembebanan
% strain =–
–
% strain(t = 0.10) =
– = 6.67%
Tabel.10.1 Perhitungan persentase tertahan untuk setiap pembebanan
Time
(minute)√Time
Penurunan (10-3 mm)
1 kg % strain 2 kg%
strain4 kg
%
strain8 kg
%
strain16 kg
%
strain32 kg
%
strain
0.00 0.00 3724 0.00% 3640 0.00% 3700 0.00% 3820 0.00% 4026 0.00% 4400 0.00%
0.10 0.32 3766 91.30% 3642 6.67% 3704 5.71% 3830 7.19% 4045 7.72% 4412 3.70%
0.25 0.50 3769 97.83% 3643 10.00% 3710 14.29% 3838 12.95% 4060 13.82% 4434 10.49%
0.50 0.71 3770 100.00% 3644 13.33% 3711 15.71% 3844 17.27% 4074 19.51% 4446 14.20%
1 1.00 3770 100.00% 3645 16.67% 3716 22.86% 3853 23.74% 4102 30.89% 4461 18.83%
2 1.41 3768 95.65% 3647 23.33% 3720 28.57% 3864 31.65% 4122 39.02% 4482 25.31%
3 2.00 3760 78.26% 3649 30.00% 3725 35.71% 3875 39.57% 4142 47.15% 4509 33.64%
8 2.83 3749 54.35% 3650 33.33% 3729 41.43% 3887 48.20% 4164 56.10% 4543 44.14%
15 3.87 3730 13.04% 3652 40.00% 3734 48.57% 3896 54.68% 4184 64.23% 4577 54.63%
20 5.48 3702 -47.83% 3654 46.67% 3738 54.29% 3910 64.75% 4205 72.76% 4611 65.12%
60 7.75 3672 -113.04% 3657 56.67% 3744 62.86% 3920 71.94% 4220 78.86% 4657 79.32%
1440 37.95 3628 -208.70% 3670 100.00% 3770 100.00% 3959 100.00% 4272 100.00% 4724 100.00%
Unloading 4163 4248 4372 4476 4599 4724
2.
Menggambarkan Grafik Hubungan Akar Waktu (√t) dengan
Persentase Tertahan (% strain)
3. Menarik garis kecenderungan dari ujung grafik
4.
Menentukan x akar waktu yang bersinggungan dengan garis
kecenderungan
5. Menandai titik 1.15x akar waktu
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 4/12
6. Menarik garis ke titik 1.15x akar waktu dari ujung titik yang sama
saat menarik garis kecenderungan
7. Akan diperoleh titik perpotongan antara grafik hubungan √t vs. %
strain dengan garis kecenderungan titik tersebut merupakan titik
dimana terjadinya konsolidasi sebesar 90%.
8.
Menarik garis putus-putus ke atas untuk menemukan (√t) saat
terjadi konsolidasi 90%
9. Mengkuadratkan (√t90) yang didapatkan sehingga dapat diketahui
besarnya t90.
Grafik.10.1 Grafik hubungan akar waktu dengan persentase tertahan
√t90 = 0.614
(√t90)2 = 0.377 menit
t90 = 0.377 menit
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
110%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% S
t r a i n
Akar Waktu
Loading 2 kg
1.15x
√t90
x
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 5/12
Tabel.10.2 Hasil Pembacaan t 90 untuk setiap pembebanan
Beban
(kg)
√t90 t90
(menit)1 0.337 0.114
2 0.614 0.377
4 1.38 1.904
8 1.312 1.721
16 1.38 1.904
32 5.25 27.563
Menentukan Koefisien Konsolidasi (cv )
cv =
dimana, H =
cv=
dimana H =
H =
= 0.995
cv =
= 2.49 cm2/min
Tabel.10.3 Perhitungan Koefisien Konsolidasi
Change Averageb Length of Time Coeff. of
Pressure sample ht. for drainage for 90% consol.
(kg/cm2) ht (∆h) load path, (Hc) consol.
d (cv)
(cm) (cm) (cm) (min) (cm2/min)
(1) (3) (6) (7) (8) (9)
0 0.372 1.998 0.999
0.3167 -0.010 2.002 1.001 0.11 7.46
0.6335 0.004 2.000 1.000 0.34 2.52
1.2670 0.010 1.995 0.998 1.90 0.44
2.5340 0.019 1.986 0.993 1.72 0.49
5.0681 0.031 1.970 0.985 1.90 0.43
10.1362 0.045 1.948 0.974 27.56 0.03
5.0681 -0.013 1.954 0.977 1.90 0.43
2.5340 -0.012 1.960 0.980 1.72 0.47
1.2670 -0.010 1.965 0.983 1.90 0.43
0.6335 -0.012 1.971 0.986 0.34 2.44
0.3167 -0.009 1.976 0.988 0.11 7.26
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 6/12
Menentukan Tegangan Prakonsolidasi (Pc)
1. Menggambarkan grafik Hubungan Pressure vs. Void Ratio
2. Membuat garis dari titik 0 ke titik 32 (garis ).
3.
Membuat garis sejajar terhadap garis 1 dan bersinggungan dengan
titik lengkung (garis ).
4.
Membuat garis horizontal terhadap titik p (garis ).
5. Menarik garis melalui titik 16 dan 32 (garis ).
6. Membuat garis yang membagi sudut antara garis 2 dan 3 sama
besar (Δ1=Δ2) (garis ).
7. Titik perpotongan garis 4 dengan garis 5 dapat ditarik lurus ke atas
dan akan diperoleh nilai Pc.
Grafik.10.2 Grafik hubungan pressure dengan void ratio
Pc = 3.38
Po =
x H
=
x 100 = 0.184
1,03 1,031,02
1,00
0,96
0,920,92
0,93
0,940,95
0,970,98
0,90
0,92
0,94
0,96
0,98
1,00
1,02
1,04
0 1 10 100
V o i d R
a t i o ( e )
Pressure [kg/cm2]
loading
unloading
∆1
∆2
Pc
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 7/12
Pemeriksaan Kondisi Tanah
OCR =
=
18.370
OCR >1 , maka sampel berada dalam keadaan Over Consolidated
Menentukan Koefisien Pemampatan (Cc)
Tabel.10.4 Perhitungan Koefisien Pemampatan
Loading
(kg)
Pressure
(kg/cm2)
Initial Void Ratio
e
Unloading
(kg)
Pressure
(kg/cm2)
Initial Void Ratio
e1 0.3167 1.03 32 10.1362 0.92
2 0.6335 1.03 16 5.0681 0.93
4 1.2670 1.02 8 2.5340 0.94
8 2.5340 1.00 4 1.2670 0.95
16 5.0681 0.96 2 0.6335 0.97
32 10.1362 0.92 1 0.3167 0.98
Cc =
=
= 0.167
Cr =
=
= 0.0332
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 8/12
Membuat Grafik Hubungan Pressure dengan cv
Grafik.10.3 Grafik hubungan pressure dengan koefisien konsolidasi
II. ANALISA
4.1 Analisa Percobaan
Untuk melakukan percobaan yang bertujuan untuk menentukan koefisien
pemampatan (cc), koefisien konsolidasi (cv), dan mencari tegangan prakonsolidasi
( Pc) untuk mengetahui kondisi tanah dalam keadaan Normally Consolidated atau
Over Consolidated ini perlu melalui beberapa persiapan.Persiapan ini perlu
dilakukan untuk menyiapkan sampel tanah yang akan dikonsolidasi.
Pertama-tama, ring konsolidasi diukur dimensinya, baik diameter maupun
tingginya. Kemudian bagian dalam ring diolesi dengan vaselin agar saat
melakukan extruding sampel tanah tidak melekat pada dinding ring dan
permukaan yang licin dapat mengurangi gesekan. Setelah itu, barulah tanah
undisturbed yang diperoleh lewat praktikum handboring di-extrude langsung ke
ring konsolidasi. Sementara sampel konsolidasi diratakan, tanah yang sama
diambil sebagian, ditimbang dan dimasukkan ke dalam oven untuk mengukur
kadar air tanah tersebut. Sampel diratakan agar nantinya saat tanah menerima
tekanan, tekanan ini akan merata ke seluruh permukaan sampel. Kemudian
sampel bersama ring -nya ditimbang agar diperoleh berat sampel sebelum
menerima konsolidasi. Sampel kemudian disusun dengan kertas pori dikedua sisi
yang sebelumnya telah diratakan yang berfungsi sebagai penyaring. Batu porus
juga di susun dibagian atas dan bawah sampel sebagai media untuk meratakan
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10 12
c v
( c m
2 / m i n )
Pressure (kg/cm2)
Hubungan Pressure vs. Cv
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 9/12
tekanan yang berasal dari beban dan porus pada batu berguna untuk memberikan
celah pada kelebihan air untuk keluar.
Setelah sampel siap, modul konsolidasi ini diletakkan pada alat konsolidasi,
dan dituangkan air ke dalamnya untuk menciptakan kondisi jenuh karena
konsolidasi terjadi pada tanah jenuh. Dial dipasang dan dikalibrasi, sementara
lengan beban diatur tegak lurus. Hal ini dilakukan agar pembebanan yang
dilakukan hanya menyebabkan gaya tekan karena tanah tidak tahan terhadap gaya
tarik. Setelah itu barulah dilakukan pembebanan untuk mengeluarkan kelebihan
air pada tanah sampel dan melakukan pembacaan dial. Pembebanan dilakukan
dengan variasi 1 kg, 2 kg, 4 kg, 8 kg, 16 kg, dab 32 kg untuk memberikan variasi
tekanan dua kali lipat dari pembebanan sebelumnya pada sampel tanah.
Sedangk an pembacaan dial dilakukan pada 0”, 6”, 15”, 30”, 60”, 120”, 240”,
480”, dan 24 jam untuk memperoleh kecenderungan deformasi yang terjadi saat
pembebanan sehingga dari pembacaan pada waktu-waktu tersebut dapat
ditentukan nilai t90, waktu dimana terjadi konsolidasi sebesar 90% pada sampel
tanah.
4.2 Analisa Hasil
Pada praktikum konsolidasi ini, perolehan data dilakukan secara bertahap
dan rangkaian praktikumnya sendiri cukup memakan waktu yang lama karena
faktor waktu memiliki peranan penting selama jalannya praktikum. Hasil
pengecekan initial water content untuk mengetahui kadar air sampel undisturbed
sebelum mengalami konsolidasi sebesar 40.92%, sedangkan setelah mengalami
konsolidasi final water content sampel menjadi 42.04%. Hasil ini diperoleh
karena pada saat dilakukan konsolidasi, modul harus dalam kondisi jenuh
sehingga modul direndam dalam air. Maka dari itu kadar air setelah konsolidasi
lebih besar dari sebelumnya.
Hal ini juga yang mengakibatkan berat basah modul setelah konsolidasi
lebih besar daripada sebelum dilakukannya konsolidasi
Sebaliknya, besarnya nilai final void ratio lebih kecil setelah mengalami
konsolidasi daripada initial void ratio karena selama konsolidasi modul menerima
pembebanan yang memaksa keluar udara yang sebelumnya berada diantara
partikel tanah.
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 10/12
Sejalan dengan void ratio,final height of voids pun lebih kecil daripada
initial void ratio karena dengan berkurangnya void ratio maka height of voids pun
akan berkurang. Maka didapatlah perubahan tinggi modul antara sebelum dengan
setelah konsolidasi sebesar 0.1 cm.
Akan tetapi, terdapat kejanggalan dalam perubahan derajat saturasi pada
sampel dengan derajat saturasi pada modul setelah menerima konsolidasi.
Berdasarkan data yang diperoleh, kondisi tanah sebelum direndam dalam air
ternyata sudah dalam keadaan jenuh sehingga seharusnya saat diberi pembebanan
modul tidak mengalami pengembangan ( swelling ). Namun, terdapat
kemungkinan sebenarnya terjadi penurunan derajat saturasi pada modul.
Terlihat pada saat pembacaan dial untuk pertama sampai pada pembacaan
24 jam sebelum penambahan beban, modul masih mengalami swelling sehingga
nilai pembacaan dial menunjukkan penurunan. Barulah setelah beban 1 kg
ditambahkan, hasil pembacaan dial menunjukan peningkatan. Untuk proses
loading beban sampai 32 kg pun hasilnya menunjukkan peningkatan, sebelum
akhirnya beban unloading dan pembacaan dial menunjukkan penurunan. Swelling
yang terjadi juga mengakibatkan didapatlah perubahan tinggi modul antara
sebelum dengan setelah konsolidasi hanya sebesar 0.1 cm.
Selanjutnya, terlihat bahwa swelling yang dialami oleh modul sangat
berpengaruh pada perhitungan parameter-parameter konsolidasi. Untuk
mendapatkan waktu dimana terjadinya konsolidasi sebesar 90%, terlebih dahulu
harus dilakukan persentase tahanan (% strain) modul. Dengan metode akar
waktu diperolehlah % strain modul untuk setiap pembebanan. Seharusnya sampai
pembacaan ke 1440 menit persentase mencapai 100% seperti yang terjadi pada
pembebanan 2 kg sampai 32 kg. Namun, pada pembebanan 1 kg, persentase
100% sudah terjadi pada 1 menit pertama dan akibat swelling, pada menit ke
1440 persentase bernilai negatif. Maka dari itu, khusus pembebanan 1 kg grafik
akar waktu dan persentase strain hanya sampai penurunan mulai terjadi.
Dengan melihat kecenderungan garis pada pembacaan awal dial, saat
konsolidasi mencapai 90% menurut Taylor, absis x adalah 1.15 kali absis x dari
bagian linear kurva. Grafik t90 yang diperoleh dari hubungan antara akar waktu
dengan persentase tertahan membentuk kurva distribusi eksponensial. Terlihat
bahwa besarnya deformasi yand terjadi semakin kecil seiring dengan berjalannya
waktu. Pada awal penambahan beban terlihat bahwa kemiringan grafik lebih
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 11/12
curam karena terjadi penurunan segera, sedangkan seiring dengan berjalannya
waktu, tanah akan semakin mampat dan partikel-partikelnya merapat sehingga
walaupun selang waktu pembacaan terakhir deformasi yang terjadi tidaklah besar.
Pada pembebanan 1 kg, terjadi swelling pada menit ke 2 maka khusus untuk
penggambaran grafik t90 1 kg, hanya sampai menit ke 2. Sehingga nilai t90 yang
diperoleh dari pembebanan 1 kg sangatlah kecil. Sedangkan untuk pembebanan
selanjutnya grafik t90 sampai pada menit ke 1440 dengan nilai t90 relatif lebih
besar.
Efek dari swelling ini terlihat pada saat perhitungan koefisien konsolidasi
(cv).
Koefisien konsolidasi menyatakan seberapa cepat proses konsolidasi yang
terjadi pada suatu sampel tanah. Semakin besar nilai cv menandakan bahwa
proses konsolidasi yang dialami oleh suatu sampel tanah terjadi semakin cepat.
Pada grafik hubungan antara pressure dengan cv, seharusnya semakin besar
tekanan yang terjadi maka koefisien konsolidasi yang diperoleh juga akan
semakin besar dilihat pada penurunan segera yang terjadi pada awal pembacaan
dial. Akan tetapi, pada grafik hasil praktikum, diperoleh hasil pada pressure
0.3167 km/cm2, besarnya koefisien konsolidasi sebesar 7.46 cm
2/menit yang
merupakan nilai koefisien konsolidasi terbesar. Hal ini karena sebagai pembagi,
semakin kecil nilai t90 maka koefisien konsolidasi yang diperoleh akan semakin
besar nilai koefisien konsolidasi.
Untuk mengetahui kondisi tanah konsolidasi, maka digunakan grafik
hubungan pressure dengan void ratio untuk memperoleh nilai Pc, tegangan
efektif maksimum yang pernah dialami sebelumnya. Sedangkan untuk
mengetahui tegangan yang dialami saat praktikum, dilakukan perhitungan P 0.
Setelah membandingkan antara tegangan efektif Pc dengan P0, diperoleh nilai
OCR sebesar 18.370. Nilai OCR yang lebih besar dari 1 menandakan bahwa
tanah sampel memiliki kondisi Over Consolidated.
Jika jenis tanah sampel merupakan tanah overconsolidated, maka tegangan
efektif maksimum yang pernah dialami sebelumnya lebih besar daripada
tegangan efektif maksimum saat ini. Selain itu, perilaku tanah Over Consolidated
ini dapat diamati dengan membandingkan tegangan efektif yang dapat diterima.
Untuk tegangan di bawah maksimum tegangan efektif vertikal masa lalu, sebuah
tanah Over Consolidated akan berperilaku kurang lebih seperti bahan elastis
7/24/2019 HASIL PRAKTIKUM KONSOLIDASI
http://slidepdf.com/reader/full/hasil-praktikum-konsolidasi 12/12
sehingga penurunan yang terjadi akan menjadi kecil. Namun, untuk tegangan
lebih besar dari maksimum tegangan efektif vertikal masa lalu, tanah Over
Consolidated akan berperilaku seperti bahan elastoplastis (regangan yang terjadi
merupakan gabungan dari elastis dan plastis), mirip dengan tanah terkonsolidasi
normal tergantung pada seberapa besarnya kelebihan tegangan efektif. Sehingga
untuk tanah Over Consolidated ditemui kondisi batas penerimaan tekanan agar
penurunan tanah masih dapat ditolerir.
Kemudian dengan perhitungan void ratio dengan pressure, dapat diperoleh
besar nilai parameter konsolidasi, yaitu koefisien pemampatan (cc) dan koefisien
rekompresi (cr ). Koefisien pemampatan diperoleh dari pembagian antara void
ratio dan logaritma tekanan pada saat loading 16 kg dan 32 kg. Selain koefisien
pemampatan, diperoleh koefisien rekompresi (cr ) sebesar 0.0332. Nilai cc yang
diperoleh pada praktikum ini sebesar 0.167. Besarnya nilai cc menunjukkan
seberapa besar kompresibilitas yang dialami tanah dan nilai cc yang kurang dari
0.5 menggambarkan bahwa konsistensi tanah yang digunakan cukup kaku.
Berdasarkan modul, cc laboratorium sebesar 0.13 maka diperoleh kesalahan
literatur sebesar 28.46%.
Setelah menganalisis hasil praktikum, swelling yang terjadi sedikit banyak
mempengaruhi perolehan hasil yang sedikit anomali.
4.3 Analisa Kesalahan
Faktor penyebab kemungkinan kesalahan pada percobaan konsolidasi ini antara
lain sebagai berikut.
Tanah yang digunakan untuk praktikum konsolidasi diperoleh dari hasil
praktikum handboring yang memiliki kondisi tanah tidak begitu lembab.
Kadar air tanah yang semakin kecil memungkinkan terjadinya swelling karena
kondisi tanah yang kering memberi celah untuk air masuk.
Pada saat perhitungan derajat saturasi awal, hasil menunjukkan bahwa tanah
telah menunjukkan kondisi jenuh, sedangkan kondisi tanah yang ditemui tidak
demikian, sehingga kemungkinan kesalahan ini disebabkan oleh praktikan
selama proses penimbangan atau pengukuran.
Pembacaan dial yang harus dilakukan dengan cepat dapat menyebabkan
kekurangtelitian dan kesalahan paralaks