hasil praktikum konsolidasi

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



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



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



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



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



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



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



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



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.



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



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



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

hasil praktikum konsolidasi

Documents