Percobaan Pemeriksaan Kepadatan Lapangan Dengan Sand Cone

1. TUJUAN

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan kepadatan di tempat dari lapisan tanah atau perkerasan yang telah dipadatkan. Alat yang diuraikan di sini hanya terbatas untuk tanah yang mengandung butir kasar diameternya tidak lebih besar dari 5 cm. Kepadatan lapangan adalah berat kering per satuan isi.

     2. DASAR TEORI

 Percobaan sand cone merupakan salah satu jenis pengujian yang dilakukan dilapangan, untuk menentukan berat isi kering (kemadatan) tanah asli ataupun hasil suatu pekerjaan pemadatan, yang dapat dilakukan pada tanah kohesif maupun non-kohesif.

              Cara lain yang dapat dilakukan untuk tujuan yang sama yaitu :

     a.      Metoda silinder (Drive Silinder method), khusus untuk tanah kohesif.

     b.      Metoda balon karet (Rubber Ballon method), untuk semua jenis tanah

     c.      Metoda Nuclear (Nuclear method), untu semua jenis tanah.

           Nilai berat isi tanah kering yang diperoleh melalui percobaan ini, biasanya digunakan untuk mengevaluasi hasil pekerjaan pemadatan dilapangan yang dinyatakan dalam derajat pemadatan (degree of compaction), yaitu perbandingan antara γ_d (kerucut pasir) dengan γ_{d maks.} Hasil percobaan dilaboratorium dalam (%).

3. PERALATAN

1.        Botol transparan tempat pasir dengan isi ± 4 liter.
2.       Corong kerucut diameter 16,51 cm.
3.        Plat untuk corong pasir ukuran 30,48 x 30,48 cm dengan lubang bergaris tengah 16,51 cm.
4.       Neraca kapasitas 10 kg dengan ketelitian sampai 1,0 gram.
5.       Neraca kapasitas 500 gram dengan ketelitian sampai 0,1 gram.
6.        Pasir Ottawa yang bersifat bersih, kering, keras dan tidak mengandung bahan pengikat, serta bergradasi lewat saringan No. 10 dan tertahan pada saringan No.200.
7.       Oven
8. .      Peralatan lain seperti : palu, sendok, pahat, mistar dan sebagainya.

4. BENDA UJI

Benda uji diambil dari lapangan yang merupakan tanah terganggu (disturb). Untuk pengambilan dan lokasi benda uji lihat pengambilan contoh tanah di lapangan.

4.  PROSEDUR PERCOBAAN

•       Menentukan isi botol

-       Timbanglah alat (botol + corong).

-       Isi botol dengan air jernih sampai penuh.

-       Timbang botol beserta air.

-       Langkah tersebut dilakukan 3 (tiga) kali dan diambil harga rata-ratanya.

•       Menentukan berat isi pasir

-       Isi botol dengan pasir Ottawa sampai penuh.

-       Timbang alat tersebut.

•        Menentukan berat pasir dalam corong

-       Isi botol perlahan-lahan dengan pasir secukupnya dan ditimbang.

-       Letakkan alat dengan corong di bawah pada pelat corong.

•       Menentukan berat isi tanah

-       Isi botol dengan pasir secukupnya lalu ditimbang.

-       Ratakan permukaan yang akan diperiksa. Letakkan pelat corong pada permukaan yang telah rata tersebut dan kokohkan dengan paku pada keempat sisinya.

-       Kemudian digali lubang sedalam minimal 10 cm di sekitar lubang pelat dasar.

-       Seluruh tanah hasil galian dimasukkan kaleng tertutup dimana berat kaleng tersebut sudah terlebih dahulu diketahui beratnya, lalu ditimbang kaleng beserta tanah tersebut.

-       Letakkan alat dengan posisi terbalik pada pelat dasar yang telah digali tadi, lalu kran dibuka secara perlahan-lahan sehingga pasir masuk ke dalam lubang. Setelah pasir berhenti mengalir, kran ditutup. Kemudian botol, corong beserta sisa pasir ditimbang.

-       Seluruh pasir yang dipakai tadi dikumpulkan dengan hati-hati agar jangan ada bahan lain yang terbawa, karena pasir tersebut akan dipakai lagi untuk percobaan selanjutnya.

-       Ambil tanah sedikit dari kaleng untuk penentuan kadar airnya.

5.   ANALISA DATA

SAND CONE
PB-0103-76

I.   Menentukan Berat Isi Tanah Pasir  ps gr/cc

Berat Container + pasir	7434  gr/cc
Berat Container	197    gr
Berat pasir dalam Container	7237  gr
Volume Container	4933  cc
Berat Isi Kering Pasir	1,47   gr/cc

         Analisa Perhitungan :

·         Berat pasir dalam Container     : (1)-(2)

                                                      : 7434 -197

                                                      : 7237 gr 

·         Volume Botol                           : 4933 cc

·         Berat isi kering pasir                :  = 7237 : 4933 = 1, 47 gr/cc

 

II.  Menentukan Berat Pasir dalam Corong

Berat Botol + Corong + pasir	9197 gr
Berat Botol + Corong + Sisa Pasir	8040 gr
Berat Pasir dalam Corong	1157 gr
Berat Pasir dalam Lubang	3168 gr

Analisa Perhitungan :

·         Berat pasir dalam ( Corong + Lubang )          : 3168 gr + 1157 gr

                                                                              : 4325 gr

III  Menentukan Volume Lubang = Vcc

Berat Botol + Corong + pasir	9197 gr
Berat Botol + Corong + Sisa Pasir	4872 gr
Berat Pasir dalam (Corong+Lubang)	4325 gr
Berat Pasir dalam Corong	1157 gr
Berat Pasir dalam Lubang =	3168 gr
Volume Lubang	1670,89  cc

            Analisa Perhitungan :

·         Volume Lubang :

IV  Menentukan Berat Isi Tanah Kering ( lap ) d lap gr/cc

Berat Tanah Basah + tempat	2730 gr
Berat Tempat	0 gr
Berat Tanah Basah = Wtb	2730 gr
Berat Isi Tanah Basah =	1,63 gr/cc
Berat Isi Tanah Kering x 100	1,62  t/m3

            Analisa Perhitungan :

·         Berat tanah basah                       : 2730 gr – 0 gr

                                                         : 2730 gr

·         Berat Isi Tanah Basah (g)            : = 1,63 gr/cc

·         Berat Isi Tanah Kering (gd lap)    :

                                                         : (1,63 gr/cc : (100 + 0,6734)) x  100%  

                                                         :  1,62 t/m³
   Catatan: Kadar air (W) = 67,34 %
 

V.    Menentukan Berat Pasir dalam Corong

	100 % D max	95% D max
Berat Isi Kering Laboratorium  d lab	1,5     t/m3	1,43    t/m3
Berat Isi Kering Lapangan = d lap	1,62     t/m3	1,54   t/m3
Derajat Kepadatan lab =	92,56      %	92,86   %

         Analisa Perhitungan :

·   Derajat Kepadatan lab       =

                                          = ( 1,5 : 1,62 ) x 100%

                                          = 92,59 %               

VI. Menentukan Kadar Air

Berat Tanah Basah + Krus	59,3   gr
Berat tanah Kering + Krus	39,3 gr
Berat Air	20   gr
Berat Krus	9,6   gr
Berat tanah Kering	16,7  gr
Kadar Air =W %	138  %

 Analisa Perhitungan :

§     Berat Air                     : 59,3 gr – 39,3 gr

                                         : 20 gr

§     Berat Tanah Kering    : 39,3 gr –9,6 gr

                                          : 29,7 gr

§     Kadar Air                    :

                                         : ( 20 gr : 29,7 gr) x 100%

                                         : 67,34  %

6.   KESIMPULAN

Berat Isi Kering (gd lab)                                  = 1,500 t/m³

Berat pasir dalam corong                                = 1157 gr

Volume lubang                                                = 1670,89 gr

Berat Isi Kering lab 95%  (gd lab)max            = 1,54 t/m³

Berat Isi Kering lab 100%  (gd lap)max          = 1.62 t/m³

Derajat Kepadatan lab                                    =

                                                                        = 92,59 %

Kadar air (w%)                                                = 67,34 %

7.   NOTASI & KETERANGAN

                     =  berat isi tanah basah (gr/cm³)

w                   =  kadar air (%)

= berat isi kering dari pemeriksaan PB-0113-76 (gr/cm³)

 sumber : http://heryudhahendra.blogspot.com/2017/12/percobaan-iii-pemeriksaan-kepadatan.html

Metode Uji Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Strength Test) UCS

Sebenarnya udah lama mau buat sendiri artikel tentang UCS Test, memang klo di lihat ada banyak blog yang membahas tentang pengujian UCS ini, tapi kebanyakan ga teratur dan ga jelas kemana arah dan ga ada hasilnya sama sekali. Kali ini saya akan mencoba dan menjelaskan apa fungsi dan tujuan dari UCS test, bagimana melakukan testnya dan nanti akan saya sertakan juga bagaimana saampai akhirnya kita mendapatkan nilai UCS dari suatu sampel batuan, ya batuan bukan tanah.

Setiap material apabila dikenai beban maka akan mengalami perubahan bentuk (deformasi). Gaya atau tekanan per satuan luas disebut stress, (). Selain stress, perubahan bentuk dalam hal ini perubahan dalam panjang, (∆l) dibanding dengan panjang semula, (l) disebut strain, (ε). Untuk tingkat tegangan yang lemah plot antara stress vs strain akan membentuk suatu garis lurus seperti yang terjadi pada material logam yang merupakan jenis material linear elastis. Gambar 1. menunjukkan keadaan tersebut.

Tentu saja ada stress maksimum yang dapat diterima oleh suatu bahan sebelum patah. Material untuk pemipaan seperti baja, peralon, mempunyai sifat seperti ini, ketika stress dinaikkan sampai tingkat paling tinggi maka patahan akan terjadi. Pada material rapuh seperti batuan, patahan bisa terjadi tiba-tiba dengan sedikit tambahan strain. Stress yang dibutuhkan untuk menyebabkan patahan disebut dengan uniaxial compressive strength, (Co). Closure pressure (stress) adalah harga rata-rata minimum dimana rekahan dapat terjadi. Nilai ini dapat meningkat jika tekanan pori-pori naik (poro-elasticeffect).

Unconfined Compression Strength test atau pengujian kuat tekan batuan utuh untuk menentukan kuat kekuatan batuan intact dengan sampel berbentuk silinder hasil dari pengeboran full coring. Pengujian ini menggunakan mesin tekan untuk menekan sampel batuan yang berbentuk silinder dari satu arah (uniaksial). Perbandingan antara tinggi dan diameter percontoh (l/D) mempengaruhi nilai kuat tekan batuan. Untuk pengujian kuat tekan secara umum digunakan perbandingan L= 2D. L adalah Length atau panjang dari sampel sedangkan D adalah diameter dari sampel batuan yang akan diuji. Sebagai standard bisa dicek di ASTM D 2166 Unconfined Compressive Strength.

Berikut saya sertakan ilustrasi gaya gaya regangan  yang bekerja pada saat dilakukannya penjuian kuat tekan batuan

Perpindahan gaya regangan dari sampel batuan baik aksial (∆l) maupun lateral (∆D) selama pengujian dapat diukur dengan menggunakan dial gauge secara manual yang membutuhkan ketelitian tinggi atau bisa juga dengan electric strain gauge yang hasilnya akan tercatat secara otomatis secara komputerisasi dan lebih praktis. Dari hasil pengujian kuat tekan, dapat digambarkan kurva tegangan-regangan (stress-strain) untuk tiap sampel batu, kemudian dari kurva ini dapat ditentukan sifat mekanik batuan. Sebenarnya dari UCS test tidak hanya nilai UCS yang bisa kita dapat tetapi nilai nilai seperti batas elastik, modulus Young dan Poison Ratio juga dapat kita tentukan dari hasil plot ke kurva tegangan - regangan. Lihat gambar dibawah.

Masih bingung ?. memang kalo cuma baca teori dan ga praktek langsung akan sulit, saya juga lebih senang learning by doing. Untuk prosedur pengujian mungkin bisa di cari sendiri ya, saya akan menjelaskan secara singkat pada dan jelas.

Sangat penting untuk diperhatikan bahwa bidang bagian atas dan bawah sampel batuan harus benar benar rata dan lurus agar mendapatkan nilai UCS yang maksimal. Selanjutnya sampel batuan bisa langsung dipasang di mesin uji tekan yang ada dial gauges nya. 

Disini masih digunakan dial gauges yang manual jadi harus benar benar cepat dalam mencatat perubahan dari dial gauge tersebut untuk nilai dari gaya deformasi yang diberikan (P1) ditunjukkan dial gauge berwarna putih, biasanya pada pengujian deformasi yang diberikan kita tentukan terlebih dahulu per berapa deformasi yang akan kita catat perubahan regangan lateral nya pada dial gauges berwarna kuning, bisa kelipatan 10, 20, ataupun 50 tergantung jenis batuan tersebut, jika batuan keras maka kita bisa tentukan kelipatan yang tinggi, jika batuan lunak maka kita bisa tentukan dengan kelipatan yang lebih kecil. Dari sampel diatas bisa kita lihat jenis batuan silty clay berarti batuan lunak, maka kita tentukan kelipatan 20 dengan kalibrasi dial gauge per 1 unit = 0.01 mm dan load dial per 1 unit = 0.3154 lb.

Dari gambar di atas setelah pengujian dilakukan maka dapat kita lihat perubahan dari sampel batuan yang diberi tekanan setelah dicatat dan diamati perubahan yang terjadi pada sampel batuan tersebut pada tabel berikut.

Yang kita dapatkan dari hasil pengujian adalah Deformation dial reading dan Load dial reading seperti yang sudah saya terangkan sebelumnya. Maka untuk pengisian tabel selanjutnya saya jelaskan dibawah ini:

1. Sample Deformation (∆l) = (Deformation dial reading) x (Angka Kalibrasi, saya gunakan 0.01 mm)

2. Regangan (Strain)(ε) = ∆l /Lo  (Panjang Sampel)

3. % Strain = Strain *100

4. Corrected area A = Ao/(1-ε1) = (Luas penampang awal) / (1- strain)

6. Load(lb)  = Load Dial Reading * 0.3154 lb

7. Load (KN) = (Load (lb) x konversi pound ke kg (0.4536) x gravitasi (m/s2).

8. Stress = P = F/ A = Load (KN)/ Corrected area

Hal yang harus benar benar diperhatikan adalah konversi satuan pada masing masing unit tabel dan perhitungan. Maka setelah semua langkah dan urutan selesai kita tinggal melakukan pengeplotan kedalam kurva tegangan dan regangan sehingga didapat nilai UCS dari sampel tersebut.

Maka dari kurva tegangan regangan didapat nilai UCS pada titik puncak sebelum batuan pecah atau failure dengan nilai 72 KPa. 

Pada kurva Mohr Coulumb bisa kita dapat nilai kohesi dari sampel batuan yang diuji yaitu c = qu/ 2.

Dengan nilai 36 KPa.

Referensi;

• ASTM D2166 / D2166M - 16 Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil

sumber : http://tambangunp.blogspot.com/2016/04/uji-kuat-tekan-bebas-unconfined.html#:~:text=Unconfined%20Compression%20Strength%20test%20atau,dari%20satu%20arah%20(uniaksial).