ANALISIS KEKUATAN GESER TANAH PADA BERBAGAI TEKSTUR TANAH SKRIPSI AKHMAD IRFAN F

ANALISIS KEKUATAN GESER TANAH PADA BERBAGAI TEKSTUR TANAH

SKRIPSI

AKHMAD IRFAN F14061825

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

SOIL SHEAR STRENGTH ANALYSIS IN VARIOUS SOIL TEKSTURE Akhmad Irfan and Gatot Pramuhadi Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, Po Box 220, Bogor, West Java, Indonesia. Phone 62 857 43636585, e-mail: [email protected]

ABSTRACT Plants can grow and obtain a maximum production on an optimum soil condition. Plants growth and farm machinery application were influenced by physical and mechanical soil properties. Its depend on soil texture. The objective of the research was to analyse interaction between physical and mechanical soil properties on soil texture variation. Consistency test, Proctor test, and direct shear test were applied to many soil sampel with vary of soil texture of clay, clay loam, loam, sandy loam, and sandy clay loam. The research showed that the increasing of clay fraction content would increased soil cohesion, while the increasing of sand fraction content would increased soil dry bulk density , but it would decreased soil cohesion. Soil shear strength increased by the increasing of soil dry bulk density before it reached an optimim soil moisture content for compaction, and it increased by the increasing of soil cohesion. Soil shear strength decreased by the decreasing of soil dry bulk density caused by the increasing of soil moisture content after it reached an optimum soil moisture content for compaction and it decreased by the increasing of sand fraction content. Keywords: Soil shear strength, dry bulk density, soil cohesion, soil texture

Akhmad Irfan. F14061825. Analisis Kekuatan Geser Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah. Di Bawah bimbingan Gatot Pramuhadi. 2011.

RINGKASAN

Kegiatan pengolahan tanah merupakan kegiatan budidaya yang paling banyak memakan tenaga sehingga dalam kegiatan ini memerlukan alat bantu berupa alat dan mesin pertanian untuk mempercepat kegiatan tersebut. Dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian akan menghasilkan hubungan timbal balik antara tanah (dalam hal ini sifat fisik dan mekanik tanah) dengan alat dan mesin pertanian. Sifat-sifat tanah yang menonjol diantaranya adalah permeabilitas (ketertembusan), pemampatan (konsolidasi), dan kekuatan geser. Kekuatan geser merupakan kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami kerusakan. Kekuatan geser ini akan berpengaruh terhadap proses pengolahan tanah terutama oleh mesin (traktor). Dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian diperlukan kepadatan tanah yang cukup besar untuk menghasilkan traksi antara tanah dengan roda. Namun demikian tanaman membutuhkan kondisi yang gembur untuk distribusi nutrisi dan pertumbuhan akar. Pada umumnya tanah berpasir memiliki densitas yang tinggi. Dengan tingginya densitas tanah maka mekanisasi pertanian akan dapat diaplikasikan, sebagai contohnya aplikasi mekanisasi pada budidaya tebu lahan kering. Kandungan pasir, debu dan liat berpengaruh secara nyata dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian. Penelitian ini dimaksudkan untuk menganalisis hubungan antara sifat fisik dan mekanik tanah dengan berbagai macam tekstur tanah yang diambil dari berbagai tempat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengamati perubahan sifat fisik (batas cair, batas plastis dan dry bulk density) dan mekanik (kekuatan geser) serta menganalisis hubungan interaksi antara sifat fisik dan mekanik tanah pada berbagai tekstur tanah. Penelitian ini dilakukan terhadap sampel tanah dari berbaagai daerah yang memiliki tekstur yang berbeda-beda. Sampel-sampel tanah tersebut diambil dari Lahan tebu PT Laju Perdana Indah, site Oku Timur, Sumatra Selatan; Lahan Tebu PG Jati Tujuh, Subang, Jawa Barat; Lahan kering di Desa Gataksari Kecamatan Kejajar Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah; Lahan kering di Desa Buntu kecamatan kejajar Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah; dan Lahan kering di Desa Cibatok Kecamatan Cibumbulang Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Menurut Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) tanah yang digunakan dalam pengujian memiliki kelas tekstur lempung, lempung berpasir, lempung berliat, lempung liat berpasir dan liat. Fraksi liat dalam tanah akan meningkatkan kohesi tanah, hal ini disebabkan karena liat bersifat kohesif. Tanah yang mempunyai fraksi pasir dalam jumlah yang besar akan mempunyai densitas yang tinggi, namun demikian kohesi tanah berpasir lebih rendah dibandingkan tanah berliat. kekuatan geser akan meningkat dengan meningkatnya fraksi liat yang ada pada tanah dan akan turun dengan meningkatnya jumlah fraksi pasir dalam tanah.

ii

ANALISIS KEKUATAN GESER TANAH PADA BERBAGAI TEKSTUR TANAH

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh AKHMAD IRFAN F14061825

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

i

Judul Skripsi

:

Analisis Kekuatan Geser Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah

Nama

:

Akhmad Irfan

NIM

:

F14061825

Menyetujui, Pembimbing,

(Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si.) NIP. 19650718 199203.1.001

Mengetahui : Ketua Departemen,

(Dr. Ir. Desrial, M. Eng.) NIP 19661201 199103.1.004

Tanggal Lulus :

ii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Analisis Kekuatan Geser Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Juni 2011 Yang membuat pernyataan

Akhmad Irfan F 14061825

© Hak cipta milik Akhmad Irfan, tahun 2011 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, microfilm dan sebagainya

BIODATA PENULIS Akhmad Irfan. Lahir pada 27 November 1987 di Gataksari, Kecamatan Kejajar Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah dari pasangan Slamet Suparyono dan Wuryanti yang merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis mengawali pendidikan formal pada SD 02 Serang, Kejajar (1994 –2000). Penulis menyelesaikan tingkat pendidikan lanjutan pada SMP 1 Kejajar, Wonosobo (2000 – 2003) dan SMA Muhammadiyah, Wonosobo (2003 – 2006). Sejak tahun 2006, Penulis memasuki program Strata-1, dengan program studi Teknik Pertanian Departemen Teknik Mesin dan Biosistem pada Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI). Selama masa kuliah, Penulis aktif di sejumlah organisasi dan kepanitiaan, Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) FATETA dan Unit Kegiatan Mahasiswa AIKIDO sebagai tempat Penulis berbakti dan mengembangkan diri. Pada tahun 2009-2010 Penulis menjadi asisten mata kuliah Motor dan Tenaga Pertanian untuk program Sarjana (S1) Teknik Pertanian dan pada tahun yang sama Penulis menjadi asisten mata kuliah Alat dan Mesin Pekebunan untuk program Diploma (D3) Perkebunan Kelapa Sawit Sinarmas. Penulis pernah memperoleh beberapa beasiswa, seperti beasiswa SUPERSEMAR pada tahun 2007-2008 dan beasiswa BBM pada tahun 2008-2010. Pada juli-agustus 2009 Penulis melakukan Praktik Lapangan dengan topik “Aspek Keteknikan pada Pengolahan Tanah dan Penanaman Tebu Lahan Kering di PT Laju Perdana Indah, Oku Timur, Sumatera Selatan”.

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas rahmat dan karunia-Nya hingga skripsi dengan judul Analisis Kekuatan Geser Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah dapat diselesaikan dengan sebaik-baiknya. Shalawat serta salam Penulis panjatkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW yang selalu memberi teladan kepada umat manusia. Penulis menyadari bahwa kelancaran pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tak luput dari bantuan berbagai pihak. Dengan penuh ketakziman Penulis mengucapkan terimakasih sebesarbesarnya kepada: 1. Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si, selaku dosen pembimbing yang telah membimbing Penulis selama masa perkuliahan, praktik lapangan, penelitian dan penulisan skripsi dengan penuh pengertian, 2. Prof. Dr. Ir. Tineke Mandang L., MS dan Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan dalam penyempurnaan penulisan skripsi, 3. Kedua orang tua Penulis, Slamet Suparyono dan Wuryanti yang selalu mencintai Penulis, selalu memberi semangat, do’a dan dukungan sepenuh hati serta menguatkan Penulis dikala dalam keadaan sulit, 4. Kedua adik Penulis, alm. Tutut Widiastuti dan Hanifaturrohmah yang selalu menginspirasi Penulis dan atas cinta, semangat, do’a dan dukungannya, 5. Saudara Dymaz Gonggo Y. A. yang telah menjadi sahabat yang baik dalam suka ataupun duka selama mengarungi pendidikan di IPB, 6. Seluruh staf dan karyawan Depertemen Teknik Pertanian, terutama Pak Trisnadi, yang telah membantu Penulis selama penelitian dan penulisan skripsi ini, 7. Vian Arif Permana, Syazali, Nono, Erick, Handoko, Arif, Ipung dan seluruh keluarga AL Fath 12, seluruh keluarga AIKIDO IPB, dan Tarung Derajat IPB yang selalu menberikan motivasi, kebahagiaan dan keceriaan, 8. Teman-teman Teknik Pertanian angkatan 43 kenangan indah selama proses belajar, penelitian dan penulisan skripsi ini. 9. Trya Adhesi Holqi dan M. Akhir Natali Harahap yang telah mendukung Penulis baik dukungan materiil dan moril, 10. Semua pihak yang telah membantu dan mendoakan Penulis dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran yang membangun senantiasa Penulis harapkan untuk perbaikan diri di masa yang akan datang. Permohonan maaf Penulis sampaikan setulus-tulusnya kepada semua pihak karena tidak ada manusia yang luput dari kesalahan. Semoga skripsi ini berguna bagi kita semua, mampu memberikan arti dan menambah wawasan bagi yang membaca. Amien.

Bogor, Juni 2011

Penulis

ix

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...........................................................................................................................ix DAFTAR ISI ........................................................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................................xi DAFTAR TABEL ................................................................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................................................... xiii I. PENDAHULUAN ............................................................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG .............................................................................................................. 1 B. TUJUAN ................................................................................................................................... 2 C. HIPOTESIS............................................................................................................................... 2 D. MANFAAT ............................................................................................................................... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................................................... 3 A. TANAH SECARA UMUM ...................................................................................................... 3 B. SIFAT FISIK DAN MEKANIK TANAH ................................................................................ 3 III. METODOLOGI PENELITIAN ...................................................................................................... 11 A. WAKTU DAN TEMPAT ....................................................................................................... 11 B. ALAT DAN BAHAN ............................................................................................................. 11 C. PROSEDUR PENELITIAN.................................................................................................... 13 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................................................... 19 A. SIFAT FISIK TANAH PADA BERBAGAI TEKSTUR TANAH ......................................... 19 B. SIFAT MEKANIK TANAH PADA BERBAGAI TEKSTUR TANAH ................................ 26 V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................................................ 30 A. KESIMPULAN ....................................................................................................................... 30 B. SARAN ................................................................................................................................... 30 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 31 LAMPIRAN .......................................................................................................................................... 32

x

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah dan sebaran besaran butiran ................................................. 4 Gambar 2. Batas-batas Attenberg............................................................................................................ 7 Gambar 3. Pengaruh kadar air terhadap konsistensi................................................................................ 8 Gambar 4. Grafik kekuatan geser ............................................................................................................ 9 Gambar 5. Keruntuhan tanah dalam proses pemotongan ...................................................................... 10 Gambar 5. Alat uji pemadatan tanah (Uji Proctor)................................................................................ 12 Gambar 7. Alat uji geser langsung (Direct Shear Apparatus) ............................................................... 13 Gambar 8. Bagan alir kegiatan penelitian ............................................................................................. 14 Gambar 9. Penentuan titik-titik pengambilan contoh tanah .................................................................. 15 Gambar 10. Batas cair dan batas plastis ................................................................................................ 20 Gambar 11. Bagan indeks plastisitas ..................................................................................................... 21 Gambar 12. Densitas tanah PT Laju Perdana Indah .............................................................................. 22 Gambar 13. Densitas tanah Desa Buntu ................................................................................................ 22 Gambar 14. Densitas tanah Desa Gataksari .......................................................................................... 23 Gambar 15. Densitas tanah PG Jati Tujuh ............................................................................................ 23 Gambar 16. Densitas tanah Desa Cibatok ............................................................................................. 24 Gambar 17. Kekuatan geser pada A ...................................................................................................... 26 Gambar 18. Kekuatan geser pada A1..................................................................................................... 27 Gambar 19. Kekuatan geser pada A2..................................................................................................... 27

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah .................................................................................. 8 Tabel 2. Pengklasifikasian tekstur tanah ............................................................................................... 19 Tabel 3. Batas Cair dan Batas Plastis Tanah ......................................................................................... 20 Tabel 4. Densitas maksimum dan kadar air optimum ........................................................................... 24 Tabel 5. Kekuatan Geser ....................................................................................................................... 28 Tabel 6. Kohesi dan sudut geser dalam ................................................................................................. 29

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil Uji Konsistensi ........................................................................................................ 33 Lampiran 2. Hasil Uji Proctor ............................................................................................................... 36 Lampiran 3. Pengujian kekuatan geser.................................................................................................. 41

xiii

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh 4 faktor yaitu faktor tanah, faktor tanaman itu sendiri, faktor iklim dan faktor tindakan budidaya yang dilakukan. Tanah sangat berperan penting dalam kehidupan terutama dalam bidang pertanian. Tanah yang baik adalah tanah yang memiliki partikel yang halus dan kuat sehingga mampu menciptakan lingkungan yang lembab yang diperlukan untuk perkecambahan dan pertumbuhan akar. Dalam pertanian tanah berfungsi sebagai tempat tumbuh dan penyedia nutrisi bagi tanaman. Sebagai tempat tumbuh tanaman, tanah harus mampu menopang tanaman agar mampu tegak berdiri dengan kokoh sedangkan sebagai penyedia nutrisi tanah harus mampu mengikat dan mendistribusikan air, udara dan unsur hara untuk tanaman. Kondisi tersebut tercapai pada tanah yang cukup kuat dan cukup gembur atau memiliki struktur remah. Untuk menciptakan kondisi yang demikian perlu dilakukan tindakan pengolahan tanah. Pengolahan tanah meliputi primary tillage (pengolahan tanah primer) berupa pembajakan (plowing) dan secondary tillage (pengolahan tanah sekunder) yang merupakan kegiatan setelah pembajakan tanah yang biasanya berupa penggaruan (harrowing). Kegiatan pengolahan tanah merupakan kegiatan budidaya yang paling banyak memakan tenaga sehingga dalam kegiatan ini memerlukan alat bantu berupa alat dan mesin pertanian untuk mempercepat kegiatan tersebut. Dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian akan menghasilkan hubungan timbal balik antara tanah dalam hal ini sifat fisik dan mekanik tanah dengan alat dan mesin pertanian. Sifatsifat tanah yang menonjol diantaranya adalah permeabilitas (ketertembusan), pemampatan (konsolidasi), dan kekuatan geser. Sifat-sifat tersebut dipengaruhi oleh tekstur tanah. Dalam penggunaan alat dan mesin pertanian pemadatan akan terjadi pada tanah akibat berat dari alat dan mesin pertanian itu sendiri. Pemadatan ini akan berpengaruh terhadap proses budidaya selanjutnya yang dapat mempengaruhi produktivitas tanaman. Tekstur tanah adalah perbandingan relatif fraksi-fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur tanah merupakan penentu sifat-sifat fisika, fisika-kimia dan kimia tanah (Hakim et al. 1986). Dengan demikian maka fraksi penyusun tanah akan menentukan proses mekanisasi yang dilakukan karena dengan beranekaragamnya komposisi fraksi-fraksi penyusun tersebut akan menghasilkan sifatsifat tanah yang berbeda-beda pula. Kekuatan geser merupakan kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami kerusakan. Kekuatan geser ini dipengaruhi oleh gaya-gaya yang bekerja pada butiran-butiran, meliputi bagian yang bersifat kohesi dan bagian yang mempunyai gesekan. Kekuatan geser ini akan berpengaruh terhadap proses pengolahan tanah terutama oleh mesin (traktor). Dengan diketahuinya kekuatan geser tanah maka proses pengolahan tanah dapat berlangsung dengan efektif dan efisien. Dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian diperlukan kepadatan tanah yang cukup besar untuk menghasilkan traksi antara tanah dengan roda. Namun demikian tanaman membutuhkan kondisi yang gembur untuk distribusi nutrisi dan pertumbuhan akar. Pada umumnya tanah berpasir memiliki densitas yang tinggi. Dengan tingginya densitas tanah maka mekanisasi pertanian akan dapat diaplikasikan, sebagai contohnya aplikasi mekanisasi pada budidaya tebu lahan kering. Kandungan pasir, debu dan liat berpengaruh secara nyata dalam pengaplikasian

mekanisasi pertanian. Penelitian ini dimaksudkan untuk menganalisis hubungan antara sifat fisik dan mekanik tanah dengan berbagai macam tekstur tanah yang diambil dari berbagai tempat.

B. Tujuan Penelitian Analisis Kekuatan Geser Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah ini bertujuan untuk: 1. 2. 3.

Mengamati perbedaan sifat fisik (batas cair, batas plastis dan dry bulk density) tanah pada berbagai tekstur tanah. Mengamati perbedaan sifat mekanik (kekuatan geser) tanah pada berbagai tekstur tanah. Menganalisis hubungan interaksi antara sifat fisik dan mekanik tanah pada berbagai tekstur tanah.

C. Hipotesis Tanah dengan kandungan fraksi liat yang tinggi akan memiliki kekuatan geser yang besar sedangkan tanah yang memiliki kandungan fraksi pasir yang tinggi akan memiliki kekuatan geser yang lebih kecil.

D. Manfaat Hasil penelitian ini bermanfaat sebagai: 1. Bahan pertimbangan bagi penggunaan mesin-mesin pertanian pada pengoperasian di lapang. 2. Bahan pertimbangan dalam peracangan alat dan mesin pertanian dalam menentukan jenis dan ukuran alat pengolah tanah. 3. Bahan pertimbangan dalam perancangan dan pembangunan bangunan pertanian.

2

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah Secara Umum Menurut Harjowigeno (1995) tanah memiliki arti yang khusus dalam bidang pertanian. Menurutnya, tanah sebagai tempat tumbuhnya tanaman darat. Tanah merupakan hasil dari pelapukan batu yang bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dari organisme (vegetasi atau hewan) yang hidup di atasnya atau di dalamnya. Dalam tanah juga terdapat air dan udara. Ikatan antara butiran-butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik, atau oksida-oksida yang mengendap di antara partikel-partikel (Hardiyatmo 1992). Tanah merupakan campuran bahan mineral dengan bahan organik yang di dalamnya terdapat air yang berasal dari air hujan yang tertahan oleh tanah. Dalam proses pembentukannya terbentuk juga lapisan-lapisan tanah atau horison. Dengan demikian definisi ilmiah tanah adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison, terdiri dari campuran bahan mineral bahan organik, air dan udara, dan merupakan media tumbuh untuk tanaman (Harjowigeno 1995). Bahan mineral tanah terbentuk dari pelapukan batu-batuan yang nantinya terbentuk dalam berbagia ukuran yaitu pasir, debu, dan liat. Mineral tanah ini terdiri dari dua jenis yaitu mineral primer, yang merupakan mineral yang terbentuk dari pelapukan batuan yang dilapuk dan mineral sekunder yaitu mineral bentukan baru yang terbentuk selama proses pembentukan tanah berlangsung. Mineral primer pada umumnya dalam fraksi pasir dan debu sedangkan mineral sekunder umumnya dalam fraksi liat. Susunan mineral tanah berbeda-beda sesuai dengan mineral batu-batuan yang dilapuk (Harjowigeno 1995). Butiran-butiran mineral yang membentuk bagian padat dari tanah merupakan hasil pelapukan dari batuan. Ukuran dari setiap butiran padat tersebut sangat bervariasi dan sifat-sifat fisik dari tanah banyak tergantung dari faktor-faktor ukuran, bentuk, dan komposisi kimia dari butiran (Braja 1993). Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tanah. Meski jumlahnya hanya 3 s.d. 5 % namun memiliki pengaruh yang besar terhadap sifat-sifat tanah yang salah satunya adalah sebagai granulator yang dapat memperbaiki struktur tanah. Tanah yang banyak mengandung bahan organik adalah tanah-tanah lapisan atas atau top soil. Semakin ke lapisan bawah tanah maka kandungan bahan organik semakin berkurang. Oleh karena itu top soil perlu dipertahankan (Harjowigeno 1995). Air juga merupakan bahan penyusun tanah. Air dalam tanah akan ditahan (diserap) oleh masa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Air di dalam tanah dapat meresap ataupun ditahan karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi dan gravitasi (Harjowigeno 1995).

B. Sifat Fisik Dan Mekanik Tanah 1. Tekstur Tanah Menurut Haridjadja (1980) tekstur tanah adalah distribusi besar butir-butir tanah atau perbandingan secara relatif dari besar butir-butir tanah. Butir-butir tersebut adalah pasir, debu dan liat. Gabungan dari ketiga fraksi tersebut dinyatakan dalam persen dan disebut

sebagai kelas tekstur. Pada umumnya tanah asli merupaka campuran dari butiran-butiran yang mempunyai ukuran yang berbeda-beda (Braja 1993). Tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Kelas tekstur tanah dikelompokkan berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan liat. Tanahtanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah bertekstur liat mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi (Hardjowigeno 1995). Dalam sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur, tanah diberi nama atas dasar komponen utama yang dikandungnya, misalnya lempung berpasir (sandy clay), lempung berlanau (silty clay), dan seterusnya (Braja 1993). Terdapat hubungan yang erat antara tekstur tanah dengan sifat-sifat tanah yang lain, seperti kapasitas tukar kation (KTK), porositas, kecepatan infiltrasi dan permeabilitas (Soedarmo dan Prayoto 1985). Komposisi ketiga fraksi tanah akan menentukan sifat-sifat fisika, fisika-kimia dan kimia tanah. Sebagai contoh, besarnya lapangan pertukaran dari ionion di dalam tanah amat ditentukan oleh tekstur tanah (Hakim et al. 1986). Sifat fisik dan kesuburan tanah sanggat dipengaruhi oleh tekstur tanah. Dari segi fisis tanah, tekstur berperan pada struktur, rumah tangga, air dan udara serta suhu tanah. Dalam segi kesuburan, tekstur memegang peranan penting dalam pertukaran ion, sifat penyangga, kejenuhan basa dan sebagainya. Fraksi liat merupakan fraksi yang paling aktif sedangkan kedua fraksi yang lain disebut kurang aktif (Haridjadja 1980). Braja (1993) menyatakan bahwa kelas tekstur dapat ditetapkan dengan menggunakan diagram segi tiga tekstur menurut USDA dalam Gambar 1. Sistem ini didasarkan pada ukuran batas dari butiran tanah yang meliputi: a. Pasir : butiran dengan diameter 2.0 s.d. 0.05 mm b. Debu : butiran dengan diameter 0.05 s.d. 0.002 mm c. Liat: butiran dengan diameter lebih kecil dari 0.002 mm

Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah dan sebaran besaran butiran

4

Fraksi pasir terdiri dari pecahan-pecahan batu dengan berbagai ukuran dan bentuk. Butiran-butiran pasir hampir selalu terdiri dari satu macam zat mineral, terutama kwartz (Wesley 1973). Partikel-partikel pasir memiliki ukuran yang jauh lebih besar dan memiliki luas permukaan yang kecil (dengan berat yang sama) dibandingkan dengan partikel-partikel debu dan liat. Oleh karena luas permukaan pasir adalah kecil, maka peranannya dalam ikut mengatur sifat-sifat kimia tanah adalah kecil sekali. Disamping itu, disebabkan fraksi pasir itu memiliki luas permukaan yang kecil, tetapi memiliki ukuran yang besar, maka fungsi utamanya adalah sebagai penyokong tanah dalam disekelilingnya terdapat partikel debu dan liat yang lebih aktif. Kecuali terdapat dalam jumlah yang lebih kecil, maka jika semakin tinggi persentase pasir dalam tanah, makin banyak ruang pori-pori diantara partikel tanah semakin dapat memperlancar gerakan udara dan air (Hakim 1986). Menurut Wesley (1973), debu merupakan bahan peralihan antara liat dan pasir halus. Fraksi ini kurang plastis dan lebih mudah ditembus air daripada liat dan memperlihatkan sifat dilatasi yang tidak terdapat pada liat. Luas pernukaan debu lebih besar dari luas permukaan pasir per gram, tingkat pelapukan debu dan pembebasan unsur-unsur hara untuk diserap akar lebih besar dari pasir. Partikel-partikel debu terasa licin sebagai tepung dan kurang melekat. Tanah yang mengandung fraksi debu yang tinggi dapat memegang air tersedia untuk tanaman (Hakim 1986). Fraksi liat pada kebanyakan tanah terdiri dari mineral-mineral yang berbeda-beda komposisi kimianya dan sifat-sifat lainnya dibandingkan dengan debu dan pasir. Fraksi liat memiliki luas permukaan yang besar. Di dalam tanah molekul-molekul air mengelilingi partikel-partikel liat berbentuk selaput tipis, sehingga jumlah liat akan menentukan kapasitas memegang air dalam tanah. Permukaan liat dapat mengadsorbsi sejumlah unsur-unsur hara dalam tanah. Dengan denikian liat yang permukaannya bermuatan negatif dianggap sebagai penyimpan air dan makanan tanaman (Hakim 1986). Liat terdiri dari butiran-butiran yang sanggat kecil dan menunjukkan sifat plastisitas dan kohesi. Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian-bagian bahan itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat yang memungkinkan bentuk bahan itu dirubah-rubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk asalnya, dan tanpa terjadi retakan atau terpecah-pecah (Wesley 1973).

2. Struktur Tanah Menurut Haridjadja (1980) struktur tanah adalah susunan butiran tanah secara alami menjadi agregat dengan bentuk tertentu dan dibatasi oleh bidang-bidang dan Hardjowigeno (1995) mendefinisikan struktur tanah sebagai gumpalan kecil dari butiran-butiran tanah. Gumpalan struktur ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran, dan kemantapan (ketahanan) yang berbeda-beda. Struktur tanah meliputi bentuk dan susunan agregat (tipe struktur), ukuran agregat (kelas struktur) dan kemantapan agregat (taraf perkembangan) (Haridjadja 1980). Menurut Hardjowigeno (1995) tanah dengan struktur baik (granuler, remah) mempunyai tata udara yang baik, unsur-unsur hara lebih mudah tersedia dan mudah diolah. Struktur tanah yang yang baik adalah yang bentuknya membulat sehingga tidak dapat saling bersinggungan dengan rapat. Akibat dari itu maka pori-pori tanah akan banyak terbentuk. Struktur tanah juga harus tidak mudah rusak (mantap) sehingga pori-pori tanah tidak cepat tertutup bila terjadi hujan.

5

3. Kadar Air Tanah Tanah terdiri dari tiga fase yaitu cair, padatan dan gas. Fase cair adalah air tanah yang mengisi bagian-bagian atau seluruhnya dari ruangan kosong diantara zarah-zarah padat (Haridjadja 1980). Air terdapat di dalam tanah karena ditahan (diserap oleh masa tanah), tertahan oleh lapisan kedap air, atau keadaan drainase yang kurang baik. Gaya adhesi, kohesi dan gravitasi mempengaruhi ditahan atau meresapnya air dalam tanah (Hardjowigeno 1995) Kadar air tanah merupakan nisbah antara berat air dengan berat tanah kering (basis kering), atau nisbah antara berat air dengan berat tanah basah (basis basah), atau nisbah antara volume air dengan volume tanah utuh (basis volume). Kadar air tanah dinyatakan dalam persen berat atau persen volume (sapei et al. 1990). Haridjadja (1980) memaparkan bahwa penetapan kadar air tanah dapat dilakukan dilapangan dan laboratorium. Metode penentuan kadar air dapat diklasifikasikan menjadi gravimetrik, tensiometri, tahanan listrik dan pembauran neutron. Cara gravimetrik dilakukan dengan cara sejumlah tanah basah dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC hingga 110oC selama 24-48 jam. Air yang hilang selama pemanasan merupakan air yang terdapat dalam tanah basah. Persamaan yang menyatakan besarnya kadar air tanah dapat dituliskan sebagai berikut:
  = 

 

100%

(Kadar air basis kering)

dengan X adalah bobot contoh tanah dan Y adalah bobot contoh tanah yang telah dikeringkan di dalam oven (Haridjadja 1980).

4. Konsistensi Tanah Konsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya kohesi butir-butir tanah atau daya kohesi butir-butir tanah dengan benda lain. Konsistensi tanah merupakan bagian dari ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan bentuk (deformation) dan aliran suatu benda (flow) atau sering disebut sebagai Ilmu Rheologi. Sifat-sifat rheologi tanah dipelajari dengan menentukan angka-angka Atterberg, yaitu angka-angka kadar air tanah pada beberapa kondisi tanah. Angka Atterberg meliputi batas cair, batas plastis, batas melekat. Dalam keadaan kering, tanah dibedakan ke dalam konsistensi lunak sampai keras. Dalam keadaan basah dibedakan plastisitasnya yaitu dari plastis sampai tidak plastis atau kelekatannya yaitu dari tidak lekat sampai lekat. Dalam keadaan lembab atau kering konsistensi tanah dibedakan menjadi gembur jika dalam keadaan lembab atau lunak dalam keadaan kering dan teguh (lembab) atau keras (kering) (Harjowigeno 1995). Atas dasar air yang dikandung tanah, tanah dapat dipisahkan kedalam empat keadaan dasar,yaitu: padat, semi padat, plastis dan cair, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

6

Gambar 2. Batas-batas Attenberg a.

Batas Cair [Liquid Limit (LL)]

Batas cair adalah jumlah air terbanyak yang dapat ditahan tanah. Kalau air lebih banyak tanah bersama air akan mengalir. Dengan kadar air yang tinggi ini, tanah dapat melekat pada alat pengolahan tanah seperti bajak dan cangkul. Bila air berkurang maka melekatnya melekatnya tanah pada alat pengolahan juga berkurang, sehingga bila kadar air terus berkurang tanah tidak dapat melekat lagi (Harjowigeno 1995). b.

Batas Plastis [Plastic Limit (PL)] Batas plastis adalah kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak dapat digolek-golek (digulung-gulung) lagi. Kalau digolek-golek tanah akan pecah-pecah ke segala jurusan. Pada kadar air lebih kecil dari batas plastis tanah sukar diolah (Harjowigeno 1995). Batas plastis merupakan batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah (Braja 1993).

c.

Indeks Plastisitas [Plasticity Index (PI)] Menurut Braja (1993) indeks plastisitas adalah perbedaan antara batas cair dengan batas plastis suatu tanah, atau

 =    Tanah-tanah liat pada umumnya memiliki indeks plastisitas yang tinggi sedangkan tanah-tanah berpasir mempunyai indeks plastisitas yang rendah (Harjowigeno 1995). Jumlah dan ciri bahan koloid mempengaruhi plastisitas. Fraksi-fraksi liat silika menunjukkan plastisitas yang kuat dibandingkan dengan sesquioksida. Monmorillonit lebih plastis plastis dibandingkan dengan liat koalinit (Hakim 1986). Menurut Haridjadja (1980) konsistensi memiliki peran penting dalam penggarapan tanah (tillage). Pengolahan tanah dalam keadaan yang sanggat basah atau sanggat kering akan menyebabkan rusaknya struktur tanah yang akan berimbas pada memburuknya drainase tanah dan sukarnya akar menembus tanah. Tanahtanah yang mempunyai konsistensi baik umumnya mudah diolah dan tidak melekat pada alat pengolah tanah (Harjowigeno 1995). Dalam Hardiyatmo (1992) batasan mengenai indeks plastis, sifat, macammacam tanah dan kohesinya diberikan oleh Attenberg seperti pada tabel 1.

7

PI 0 <7 7-17 > 17

Tabel 1. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah Sifat Macam Tanah Kohesi Nonplastis Pasir Nonkohesif Plastisitas rendah Lanau Kohesif sebagian Plastis sedang Lempung berlanau Kohesif Plastisitas tinggi Lempung Kohesif

Kohnke (1980) menambahkan bahwa pengaruh dari kadar air mengakibatkan perubahan terhadap konsistensi. Hubungan antara konsistensi dan kadar air digambarkan seperti berikut.

Gambar 3. Pengaruh kadar air terhadap konsistensi

5. Densitas Tanah Bulk Density atau kerapatan lindak menunjukkan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk pori-pori tanah. Bulk Density merupakan petunjuk kepadatan tanah, semakin padat suatu tanah maka semakin tinggi bulk density, artinya semakin sulit meneruskan air atau ditembus akar tanaman. Pada umumnya bulk density tanah berkisar antara 1.1 – 1.6 g/cm3. Akan tetapi ada juga beberapa jenis tanah yang mempunyai bulk density kurang dari 0.85 g/cm3 (Hardjowigeno 1995). Menurut Pramuhadi (2005), pertumbuhan dan produksi tebu maksimum serta pertumbuhan gulma minimum terjadi pada kisaran densitas tanah 1.2 – 1.3 g/cm3. Pada suatu usaha pemadatan tanah yang tetap, bulk density tanah merupakan fungsi kadar air tanah. Bulk Density tanah meningkat mulai dari meningkatnya kadar air tanah dan mencapai puncak yang disebut sebagi kadar air optimum, selanjutnya menurun seiring dengan meningkatnya kadar air tanah (Hillel 1980).

6. Kekuatan Tanah Kekuatan tanah adalah kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami kerusakan, baik berupa perpecahan, perpisahan ataupun aliran. Secara kuantitatif kekuatan tanah dapat didefinisikan sebagai tegangan maksimal yang dapat diberikan kepada tanah

8

tertentu tanpa menyebabkan kerusakan pada tanah tersebut (Hillel 1980). Kekuatan tanah tergantung pada gaya-gaya yang bekerja diantara butir-butirnya (Wesley 1973). Kekuatan geser tanah merupakan gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan (Hardiyatmo 1992). Wesley (1973) menambahkan bahwa kekuatan geser tanah adalah akibat gerak relatif antara butiran, bukan karana butirannya sendiri hancur. Menurut Hardiyatmo (1992), bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh: a. Kohesi tanah yang terkandung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi tidak tergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada bidang geseran. b. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya. Couloumb (1773) mendefinisikan fungsi f(σ) sebagai:  =    tan  dengan τ= kuat geser tanah, c= kohesi tanah, σ =tegangan normal pada bidang runtuh dan θ=sudut gesek dalam tanah. Hubungan dari persamaan ini dapat digambarkan seperti berikut.

Gambar 4. Grafik kekuatan geser

Dalam tanah tidak berkohesi, kekuatan gesernya hanya terletak pada gesekan antara butiran tanah saja (c=0) sedangkan pada tanah berkohesi dalam kondisi jenuh, maka θ=0 dan τ=c (Sunggono 1984). Hardiyatmo (1992), mengungkapkan bahwa kekuatan geser tanah dari benda uji yang diperiksa di laboratorium, biasanya dilakukan dengan besar beban yang ditentukan terlebih dahulu dan dikerjakan dengan menggunakan tipe peralatan khusus. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya kekuatan geser tanah yang diuji di laboratorium adalah : a. Kandungan mineral dan butiran tanah b. Bentuk partikel c. Angka pori dan kadar air d. Sejarah tegangan yang pernah dialami e. Tegangan yang ada di lokasi (di dalam tanah) f. Perubahan tegangan selama pengambilan contoh dari dalam tanah g. Tegangan yang dibebankan sebelum pengujian h. Cara pengujian i. Kecepatan pembebanan j. Kondisi drainasi yang dipilih, drainasi terbuka (drained) atau tertutup (undrained) k. Tekanan air pori yang ditimbulkan l. Kriteria yang diambil untuk penentuan kuat gesernya

9

Terdapat beberapa batasan ataupun kekurangan dalam pengujian kekuatan geser langsung, yaitu: a. Tanah benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (fail) pada bidang yang telah ditentukan sebelumnya. b. Distribusi tegangan pada bidang kegagalan tidak seragam. c. Tekanan air pori tidak dapat diukur. d. Deformasi yang diterapkan pada benda uji hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat geser langsung dapat digerakkan. e. Pola tegangan pada kenyataannya adalah sangat kompleks dan arah dari bidangbidang tegangan utama berotasi ketika ketika regangan geser ditambah. f. Drainase tidak dapat dikontrol. Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geser berkurang ketika pengujian berlangsung. Tetapi pengaruhnya sangat kecil pada hasil pengujian, sehingga dapat diabaikan. Keruntuhan mekanis biasanya terjadi pada proses pemotong tanah pada bagian permukaan pemotongan dalam (internal rupture surface) tanah dan pada batas tanah dengan permukaan alat pemotong. Dalam menganalisis mekanisme dari keruntuhan tanah diperlukan pengetahuna mengenai sifat mekanis tanah dalam hal ini kekuatan geser yang merupakan penjumlahan dari proses gesekan dan kohesi. Dengan menganalisis keruntuhan mekanis tanah ini dapat dirancang tipe alat pemotong yang efektif dan efisien (McKyes, 1985).

Gambar 5. Keruntuhan tanah dalam proses pemotongan

10

III. METODOLOGI PENELITIAN

A.

WAKTU DAN TEMPAT Penelitian dilaksanakan mulai Agustus 2010 sampai Februari 2011 di Laboratorium Teknik Mesin dan Budidaya Pertanian Leuwikopo dan di Laboratorium Mekanika Dan Fisika Tanah, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

B.

ALAT DAN BAHAN

1. Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Pengambilan Contoh Tanah: 1) Cangkul 2) Plastik wadah contoh tanah 3) Sekop kecil (kored) b.

Pengukur kadar air: 1) Wadah (cawan) contoh tanah 2) Neraca elektronik 3) Mesin pengering (Oven)

c.

Uji Pemadatan Tanah (Uji Proktor): 1) Mold dengan diameter 10 cm, volume 1 liter 2) Base Plate 3) Collar 4) Reamer seberat 2.5 kg 5) Neraca elektronik 6) Peralatan pengukur kadar air 7) Ayakan tanah ᴓ 4.76 mm 8) Wadah (baki plastik) 9) Extruder

11

Gambar 5. Alat uji pemadatan tanah (Uji Proctor)

d.

Uji Konsistensi Tanah (Batas Cair Dan Batas Plastis): 1) Permukaan gelas/kaca yang halus 2) Silinder ᴓ 3 mm (sebagai acuan) 3) Spatula (pisau colet) 4) Ayakan ᴓ 0.42 mm 5) Peralatan pengukur kadar air tanah 6) Semprotan air 7) Standard Casagranda 8) Pembuat alur

Gambar 6. Alat uji batas cair (Standard Casagrande) e.

Uji Geser Langsung: 1) Peralatan uji geser langsung (Direct Shear Apparatus) 2) Peralatan pembuat contoh tanah (Trimmer) 3) Peralatan pengukur kadar air

12

Gambar 7. Alat uji geser langsung (Direct Shear Apparatus)

2. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah contoh tanah yang diambil dari: 1) Lahan tebu PT Laju Perdana Indah, site Oku Timur, Sumatra Selatan 2) Lahan Tebu PG Jati Tujuh, Subang, Jawa Barat 3) Lahan kering di Desa Gataksari Kecamatan Kejajar Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah 4) Lahan kering di Desa Buntu kecamatan kejajar Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah 5) Lahan kering di Desa Cibatok Kecamatan Cibumbulang Kabupaten Bogor, Jawa Barat.

C.

PROSEDUR PENELITIAN Prosedur penelitian yang akan dilakukan secara garis besar meliputi pengambilan contoh tanah, pengukuran kadar air dan bulk density tanah lapangan, pengeringan contoh tanah, persiapan contoh tanah, pengujian kekuatan geser langsung, pengujian konsistensi tanah, pengujian pemadatan tanah seperti terlihat bagan alir penelitian pada Gambar 8.

1. Pengambilan Contoh Tanah Contoh tanah diambil dengan menggunakan alat bantu berupa cangkul, kantong plastik, dan sekop kecil (kored). Agar contoh tanah yang diambil dapat mewakili kondisi keseluruhan lahan maka dilakukan pengambilan contoh tanah di beberapa titik (5 titik) seperti pada gambar berikut :

13

Mulai

Pengambilan Contoh Tanah

Analisis Tekstur Tanah

Pengeringan Contoh Tanah

Persiapan Contoh Tanah

Uji Konsistensi

Batas Cair dan Batas Plastis

Uji Geser Langsung

Uji Pemadatan

Kekuatan Geser Maksimum

Densitas Maksimum dan Kadar Air Optimum untuk Pemadatan

Analisis hubungan interaksi

Selesai

Gambar 8. Bagan alir kegiatan penelitian

14

2

3 1

5

4

Gambar 9. Penentuan titik-titik pengambilan contoh tanah

2. Analisis Tekstur Tanah Analisis tekstur tanah dilakukan untuk mengetahui persentase kandungan debu, liat, dan pasir yang terkandung dalam contoh tanah. Analisis ini dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Jumlah tanah yang dibutuhkan untuk analisis ini adalah 200 gram tiap contoh tanah.

3. Pengeringan Contoh Tanah Sebelum dilakukan pengujian, contoh tanah harus dikering-udarakan terlebih dahulu. Dilakukan pengeringan dengan kondisi kering-udara agar sifat-sifat yang dimiliki tanah tidak berubah. Proses pengeringan contoh tanah dilakukan dalam kurun waktu 2 (dua) minggu di Laboratorium Teknik Mesin Dan Budidaya Pertanian Leuwikopo.

4. Persiapan Contoh Tanah Contoh tanah yang telah dikeringkan selanjutnya dihancurkan agar diperoleh tanah dengan lolos ayakan ᴓ 4.76 mm guna keperluan uji pemadatan dan kekuatan geser tanah dan juga tanah dengan lolos ayakan ᴓ 0.42 mm guna uji konsistensi tanah. Persiapan contoh tanah dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Dan Budidaya Pertanian Leuwikopo dengan alat bantu palu kayu, ayakan (ᴓ 4.76 mm dan ᴓ 0.42 mm), dan kantong plastik.

5. Uji Konsistensi Tanah (Uji Casagranda) Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui batas cair dan batas plastis serta indeks plastisitas dari masing-masing contoh tanah. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Dan Fisika Tanah. a.

Prosedur Penentuan Batas Cair: 1) Contoh tanah lolos ayakan ᴓ 0.42 mm sebanyak 100 gram diletakkan di permukaan gelas/kaca es

15

2) Contoh tanah dibuat pasta dengan penambahan air, lalu ditutup selama 30 menit dengan kain basah 3) Pasta tanah dimasukkan ke mangkuk Casagranda setebal 1 cm, lalu dibuat alur 4) Arah pembuatan alur vertikal sedemikian sehingga tanah tidak rusak atau tergeser 5) Memasang mangkuk ke alat Casagranda 6) Alat diputar dengan kecepatan 2 putaran/detik 7) Diketuk hingga kedua sisi bertemu sepanjang 1.5 cm 8) Hitung banyaknya ketukan, ukur kadar air di sekitar tempat pertemuan tersebut 9) Batas cair hasil percobaan terhadap contoh tanah adalah kadar air tanah pada 25 ketukan tanah bertemu. Caranya bisa ditempuh dengan interpolasi 3 kali dibawah 25 ketukan dan 3 kali di atas 25 ketukan pada batas ketukan antara 10 sampai 50 ketukan. b.

Prosedur Penentuan Batas Plastis: 1) Contoh tanah lolos ayakan ᴓ 0.42 mm sebanyak 100 gram diletakkan di permukaan gelas/kaca es 2) Contoh tanah dibuat pasta dengan penambahan air, lalu tutup selama 30 menit dengan kain basah 3) Contoh tanah dibuat silinder sebesar ᴓ 3 mm dengan tangan 4) Apabila gulungan contoh tanah retak sebelum mencapai ᴓ 3 mm maka tanah terlalu kering, harus diulangi 5) Apabila gulungan contoh tanah belum retak setelah mencapai ᴓ < 3 mm maka tanah terlalu basah, harus diulangi 6) Batas plastis tercapai apabila gulungan contoh tanah retak saat contoh tanah tepat mencapai ᴓ 3 mm 7) Tanah ᴓ 3 mm retak dikumpulkan ke dalam wadah sebanyak 6 gram, kemudian diukur kadar airnya, Langkah ini dilakukan 2 kali ulangan 8) Selisih perbedaan kadar air kedua ulangan tersebut tidak boleh lebih dari 2% 9) Batas plastis hasil percobaan terhadap contoh tanah adalah rata-rata nilai kadar air kedua ulangan tersebut

6. Uji Kekuatan Geser Langsung Tanah Pengukuran kekuatan geser dalam penelitian ini dilakukan dengan uji geser langsung (Direct Shear Test) menggunakan alat uji geser langsung (Direct Shear Apparatus). Contoh tanah yang akan diteliti dimasukkan ke dalam Direct Shear Apparatus kemudian diberikan beban vertikal (tegangan normal) yang konstan. Kemudian contoh tanah tersebut diberikan tegangan geser sampai nilai maksimum. Tegangan geser ini diberikan dengan kecepatan bergerak (Strainrate) yang konstan dan cukup pelan (2% / menit) sehingga tegangan air pori selalu tetap nol. Prosedur pengukuran kekuatan geser tanah menggunakan Direct Shear Apparatus adalah sebagai berikut : a. Buat contoh tanah dengan menggunakan Trimmer b. Ukur berat, dimensi dan kadar air contoh tanah

16

c. d. e. f. g. h. i. j.

Letakkan / masukkan contoh tanah ke dalam kotak geser Pasang kotak geser ke peralatan geser Set pengukur beban (R) dengan deformasi (δ) = 0 Beri beban normal (σ) Pemberian beban normal minimal ada tiga macam, yaitu 0.5 kgf/cm2, 1.0 kgf/cm2, dan 1.5 kgf/cm2, supaya dapat dibuat kurva garis lurus dalam kurva τ terhadap σ. Beri beban geser dengan laju pembebanan 2% / menit Catat beban (R) pada setiap deformasi (δ) sebesar 20 skala, dengan nilai k = 0.2693 kgf/skala R Hitung kekuatan geser (τ) dengan rumus :

τ=

R .k A

=

R .k

1/4 пD2

Dari ketiga kurva hubungan τ terhadap σ diperoleh τmax pada tiap kurva. Buat kurva hubungan τmax terhadap σ, sehingga diperoleh suatu garis lurus, dan didapatkan nilai kohesi (c) dan sudut gesek dalam (Φ)

7. Uji Pemadatan Tanah Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis. Cara mekanis yang digunakan dalam pemadaatan boleh bermacam-macam. Di lapangan biasanya dipakai cara menggilas, sedangkan dilaboratorium dipakai cara memukul. Untuk setiap daya pemadatan tertentu (certain compactive effort) kepadatan yang tercapai tergantung kepada banyaknya air di dalam tanah tersebut, yaitu kepapda kadar airnya. Air berlaku sebagai bahan pelumas sehingga tanah akan mudah dipadatkan dan ruang kosong antara butiran akan menjadi lebih kecil. Pada kadar air yang lebih tinggi lagi kepadatan akan turun lagi karena pori-pori tanah menjadi penuh terisi air yang tidak dapat dikeluarkan dengan cara memadatkan. Kepadatan tanah biasanya diukur (dinilai) dengan menentukan berat isi keringnya, bukan dengan menentukan angka porinya. Lebih tinggi berat isi kering maka lebih kecil angka pori dan lebih tinggi derajat kepadatannya (Wesley 1973). Tujuan pemadatan di lapangan adalah mendapatkan tanah pada keadaan kadar air optimumnya, sehingga tercapai keadaan paling padaat. Dengan demikian tanah tersebut akan memiliki kekuatan yang relatif besar, compressibility yang kecil dan pengaruh air terhadapnya akan diperkecil (Wesley 1973). Jenis tanah, yang diwakili oleh distribusi ukuran-butiran, bentuk butiran tanah, berat spesifik bagian padat tanah dan jumlah serta jenis mineral lempung yang ada pada tanah mempunyai pengaruh besar terhadap harga berat volume kering maksimum dan kadar air optimum dari tanah tersebut (Braja 1993). Tanah lanau (debu) yang dipadatkan umumnya akan stabil dan mampu memberikan kuat geser yang cukup dan sedikit kecenderungan perubahan volume. Tapi, tanah lanau sangat sulit dipadatkan bila dalam keadaan basah karena permeabilitasnya rendah. Tanah lempung (liat) yang dipadatkan dengan benaar akan memberikan kuat geser yagn tinggi. Stabilitas terhadap kembang-susut tergantung dari jenis kandungan mineralnya. Lempung padat memiliki permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat

17

dipadatkan dengan baik pada waktu basah. Bekerja dengan tanah lempung yang basah akan mengalami banyak kesulitan (Hardiyatmo 1992). Traksi dan alat transportasi dirancang untuk menghasilkan gaya traksi atau untuk memberikan pijakan bagi kendaraan agar pergerakan roda lebih optimum dan untuk pertimbangan energi. Ketika fungsi utama alat traksi terpenuhi, deformasi tanah menjadi bagian dari hubungan antara tanah dengan alat traksi dan harus diperhatikan (Reidy dan Reed, 1966). Traksi yang terjadi pada tanah akan mengakibatkan terjadinya pemadatan tanah dan intensitas kontak antara alat traksi dengan tanah akan meningkatkan pemadatan tanah (McKyes, 1985). Uji ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik pemadatan (kompaksi) tanah yang tergantung oleh jenis tanah, ukuran partikel tanah, kadar air, dan perlakuan pemadatan. Uji kompaksi terhadap contoh tanah pada penelitian ini menggunakan metode Standard Proctor dengan cara wetting process (perubahan dari kondisi kering ke basah) dan pengambilan contoh tanahnya secara repeating sample (berulang-ulang). Prosedur penelitian uji pemadatan tanah menggunakan metode Standard Proctor adalah: a. 3 kg contoh tanah lolos ayakan ᴓ 4.76 mm dimasukkan ke dalam wadah b. Tanah dipadatkan dengan membuat 3 lapisan, masing-masing lapisan diberikan tekanan dengan reamer sebanyak 25 kali ketukan c. Bagian tepi atas tanah dipotong d. Ukur bulk density tanah dengan cara: 1) Timbang berat mold + base plate (m1) 2) Timbang berat mold + base plate + tanah padat (m2) 3) Hitung kadar air contoh tanah (w) 4) Hitung densitas basah (ρt) 5) Hitung densitas kering (ρd) 6) Hitung densitas tanah (ρs) dengan menggunakan persamaan:

ρs =

ρw (

1 GS

+

w 100

)

dimana : ρw = densitas air ( ≈ 1 g/cm3) GS = specific gravity ( ≈ 2.7 ) w = kadar air contoh tanah (%) 7) Kadar air tanah diubah dengan cara: a) Tanah dikeluarkan dengan alat extruder b) Tanah dihancurkan kembali c) Ditambahkan air 8) Tanah dipadatkan kembali, diulang terus hingga densitasnya turun (± 5 kali ulangan)

18

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sifat Fisik Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah Sifat fisik tanah yang diamati dalam penelitian ini meliputi tekstur tanah, konsistensi tanah dan densitas tanah. Tekstur tanah merupakan faktor yang digunakan sebagai pembanding dalam penelitian ini. Menurut sistem klasifikasi tekstur tanah atas dasar persentase fraksi-fraksi penyusunnya oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) sampel-sampel yang digunakan dalam pengujian memiliki kelas tekstur lempung, lempung berpasir, lempung berliat, lempung liat berpasir dan liat. Sampel tanah dari PT Laju Perdana Indah dan Desa Buntu memiliki fraksi pasir yang besar yaitu 70% sedangkan fraksi liat yang paling tinggi terdapat pada sampel tanah dari lahan tebu PG Jati Tujuh dengan nilai 54.39%. Pengklasifikasian tekstur tanah secara lengkap tersaji pada Tabel 2. Tabel 2. Pengklasifikasian tekstur tanah Tekstur Lokasi

pasir

debu

liat

(%)

(%)

(%)

kelas tekstur menurut USDA

Pulau Jawa Desa Cibatok Kecamatan Cibumbulang Kabupaten Bogor

12.14

33.47

54.39

Liat (Clay)

Lahan Tebu PG Jati Tujuh

25.29

35.49

39.22

lempung berliat (Clay loam)

Desa Gataksari Kecamatan Kejajar Kabupaten Wonosobo

44.17

36.06

19.77

Lempung (Loam)

Desa Buntu kecamatan kejajar Kabupaten Wonosobo

70.33

19.04

10.63

lempung berpasir (Sandy Loam)

7.89

21.74

lempung liat berpasir (Sandy clay loam)

Pulau Sumatera Lahan tebu PT Laju Perdana Indah

70.37

Pengamatan pada konsistensi tanah meliputi pengamatan terhadap kadar air batas plastis (plastic limit), kadar air batas cair (liquid limit), dan indeks plastisitas tanah yang merupakan angkaangka Attenberg. Konsistensi dalam pertanian dapat digunakan sebagai parameter mudah-tidaknya tanah untuk diolah. Hasil pengamatan terhadap parameter konsistensi tanah tersaji dalam Tabel 3 dan data mengenai masing-masing sampel tersaji pada Lampiran 1. Dari hasil pengamatan batas cair dan batas plastis yang dilakukan terhadap sampel tanah diperoleh nilai batas plastis dan batas cair yang beragam. Nilai batas cair dan batas plastis tertinggi terjadi pada contoh tanah yang diambil di Desa Cibatok yaitu 56.01% untuk kadar air batas cair dan 35.96% untuk kadar air batas plastis. Tingginya batas cair dan batas plastis ini diakibatkan oleh besarnya fraksi liat yang terkandung dalam contoh tanah. Seperti yang talah dipaparkan oleh Wesley (1973) bahwa liat menunjukkan sifat plastisitas dan kohesi. Dengan adanya kohesi ini maka bagian-

bagian penyusun tanah akan saling berikatan dan melekat satu dengan yang lainnya. Kadar air batas cair dan batas plastis contoh tanah yang diuji tersaji pada Gambar 10. Tabel 3. Batas Cair dan Batas Plastis Tanah Konsistensi

Tekstur Lokasi

Desa Cibatok Jati Tujuh Laju Perdana Indah Desa Gataksari Desa Buntu

Indeks Plastisitas

Debu (%)

Liat

12.14

33.47

54.39

liat

56.01

35.96

20.05

25.29

35.49

39.22

Lempung Berliat

54.08

24.84

29.24

70.37

7.89

21.79

Lempung liat berpasir

40.40

20.05

20.34

44.17

36.06

19.77

Lempung

-

-

-

70.33

19.04

10.63

Lempung Berpasir

-

-

-

56,01

54,08

50,00 Kadar Air (%)

Batas Plastis (%)

Pasir

60,00

Kelas Tekstur

Batas Cair (%)

40,00

40,40

35,96 24,84

30,00

20,05 20,00 10,00 0

0

0

0

0,00 Cibatok Batas Cair

Jati Tujuh

Batas Plastis

LPI

Gataksari

Buntu

Lokasi

Gambar 10. Batas cair dan batas plastis Pada contoh tanah dari Desa Buntu dan Desa Gataksari besarnya nilai kadar air batas cair dan batas plastis tidak dapat diuji. Pada pengujian batas cair tanah yang telah menjadi pasta sulit dibentuk di mangkuk kuningan dan pada saat telah mampu dibentuk kadar air yang tercapai terlalu tinggi sehingga hanya dalam lima ketukan saja tanah telah menyatu. Pada pengujian batas plastis tanah tidak dapat digulung-gulung. Tidak mampunya kedua contoh tanah tersebut untuk diuji disebabkan karena keduanya tidak memiliki jumlah fraksi liat yang cukup. Nilai batas plastis dan batas cair tidak dapat diperoleh disebabkan karena tingginya fraksi debu. Fraksi debu bersifat sanggat mudah menyerap air namun memiliki ikatan yang lemah sehingga tanah dengn fraksi debu yang tinggi akan lebih cepat basah dan berikatan lemah. Dari pengujian sampel tanah diperoleh data indeks plastisitas seperti pada Gambar 11 dan Gambar 12. Pada kurva tampak bahwa indeks plastisitas dari sampel tanah yang diambil dari Desa

20

Buntu dan Desa Gataksari memiliki nilai nol. Hal ini karena nilai batsa cair dan batas plastisnya tidak dapat diperoleh. Menurut Harjowigeno (1992) tanah-tanah liat pada umumnya memiliki indeks plastisitas yang tinggi sedangkan tanah berpasir memiliki indeks plastisitas yang rendah. Dari hasil pengujian, tanah Cibatok yang memiliki fraksi liat lebih banyak indeks plastisitasnya lebih rendah dibandingkan dengan tanah Jati Tujuh. Bahkan indeks plastisitas tanah Cibatok hampir sama dengan tanah LPI yang memiliki fraksi pasir lebih tinggi yaitu 70.37%. Fenomena ini bisa disebabkan oleh berbedanya jenis fraksi liat yang terkandung dalam masing-masing sampel tanah seperti yang telah dipaparkan oleh Hakim (1986) bahwa monmorillonit lebih plastis dibandingkan dengan liat koalinit. Namun demikian pembahasan lebih mendalam mengenai jenis-jenis liat tidak menjadi bahasan dalam penelitian ini.

Jati Tujuh LPI Cibatok Buntu Gataksari 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 Kadar Air (%) Gambar 11. Bagan indeks plastisitas Tanah jati tujuh akan lebih mudah diolah dibandingkan dengan tanah yang lainnya, hal ini disebabkan karena tanah dengan indeks plastisitas yang tinggi akan lebih mudah diolah dibandingkan dengan tanah yang memiliki indeks plastis yang kecil. Pada selang batas plastis dan batas cair tanah akan mudah diolah. Pada daerah di bawah batas plastis tanah akan sulit diolah karean keras dan hasil dari pengolahan tanah akan berupa gumpalan. Pada kondisi setelah batas cair tanah akan sulit diolah. Pemadatan tanah diperoleh dengan uji Proctor terhadap kelima sampel tanah yang digunakan dalam penelitian. Pengujian ini dilakukan untuk memperoleh hubungan antara kadar air dengan berat volume kering tanah (dry bulk density) yang nantinya akan digunakan untuk mementukan kadar air optimum dan berat volume kering maksimum. Hasil dari pengujian pemadatan tahah terlampir dalam Lampiran 2. Pemadatan tanah dilakukan bertahap dengan melakukan manipulasi kadar air pada sampel tanah. Berat volume kering tanah (dry bulk density) dalam hal ini densitas yang diperoleh pada mulanya akan turun dan berikutnya akan naik hingga mencapai maksimum. Setelah mencapai titik maksimum ia akan turun, hal ini berjalan dengan bertambahnya kadar air. Kadar air pada densitas maksimum ini adalah kadar air optimum yang merupakan nilai kadar air yang terbaik untuk mencapai densitas terbesar atau kepadatan maksimum. Berikut adalah gambar dry bulk density masing-masing contoh tanah.

21

2,8 2,6 y = -2E-05x3 + 0,001x2 - 0,070x + 2,696 R² = 1

Densitas (g/cc)

2,4 2,2 2 1,8 1,6

y = -0,000x3 + 0,003x2 + 0,011x + 1,440 R² = 0,956

1,4 1,80

6,80

11,80

16,80

21,80

Kadar Air (%) Dry Bulk Density

Air Void Ratio

Gambar 12. Densitas tanah PT Laju Perdana Indah

2,5 y = -1E-05x3 + 0,001x2 - 0,068x + 2,691 R² = 1

Densitas (g/cc)

2,3 2,1 1,9 1,7

y = -4E-05x3 + 0,001x2 - 0,012x + 1,398 R² = 0,863 1,5 1,3 2,55

7,55

12,55

17,55

22,55

27,55

32,55

Kadar Air (%) Dry Bulk Density Gambar 13. Densitas tanah Desa Buntu

22

2,2 2 y = -5E-06x3 + 0,000x2 - 0,057x + 2,622 R² = 1

1,6 1,4 1,2 1 y = -9E-06x3 + 0,000x2 - 0,015x + 1,068 R² = 0,911 0,8 10

20

30

40

50

60

Kadar Air (%)

Dry Bulk Density

Gambar 14. Densitas tanah Desa Gataksari 2,5

2,3 Densitas (g/cc)

Densitas (g/cc)

1,8

y = -1E-05x3 + 0,001x2 - 0,065x + 2,677 R² = 1 2,0

1,8

1,5 y = -6E-05x3 + 0,002x2 - 0,026x + 1,513 R² = 0,876

1,3 6,70

11,70

16,70

21,70

26,70

31,70

36,70

Kadar Air (%) Air Void Ratio Gambar 15. Densitas tanah PG Jati Tujuh

23

2,35

Densitas (g/cc)

2,15

y = -8E-06x3 + 0,001x2 - 0,063x + 2,664 R² = 1

1,95 1,75 1,55 y = -6E-05x3 + 0,004x2 - 0,071x + 1,579 1,35 R² = 0,892 1,15 8,5

13,5

18,5

23,5

28,5

33,5

38,5

Kadar Air (%) Dry Bulk Density

Air Void Ratio

Gambar 16. Densitas tanah Desa Cibatok Dalam hal pengaruh penambahan air terhadap perubahan densitas, pada tanah yang memiliki fraksi pasir yang tinggi densitas tanah tidak akan berubah terlalu jauh jika dibandingkan dengan tanah yang fraksi pasirnya rendah, hal ini diakibatkan karena fraksi debu dan fraksi liat akan lebih sulit dipadatkan dalam kondisi basah. Dengan demikian tanah yang memiliki fraksi debu dan liat akan lebih sulit untuk dilalui mesin pertanian jika dalam keadaan basah. Dari grafik densitas tanah di atas diperoleh besarnya jarak kadar air dalam pengukuran kekuatan geser yaitu A1, A dan A2. Tabel 4. Densitas maksimum dan kadar air optimum Tekstur Lokasi

Pasir

Debu

Liat

(%) Laju Perdana Indah Desa Buntu Desa Gataksari Jati Tujuh Desa Cibatok

Uji Proctor Kelas Tekstur

Densitas Maksimum (g/cc)

Kadar Air Optimum (%)

70.37

7.89

21.79

Lempung liat berpasir

1.7844

15

70.33

19.04

10.63

Lempung Berpasir

1.4527

20

44.17

36.06

19.77

Lempung

1.0867 1.5597

23

1.3404

30

25.29

35.49

39.22

Lempung Berliat

12.14

33.47

54.39

liat

43

Perbandingan fraksi penyusun tanah mempengaruhi besarnya kadar air optimum tanah. Dari hasil penelitian tampak bahwa semakin besar fraksi pasir yang terdapat pada tanah maka kadar air

24

optimum tanah semakin kecil, hal ini terjadi pada contoh tanah dari LPI dengan kadar air optimum 15% dan Desa Buntu dengan kadar air optimum 20% yang memiliki fraksi pasir 70%. Contoh tanah dari Desa Cibatok, Jati Tujuh dan Gataksari memiliki kadar air optimum yang tinggi, hal ini diakibatkan karena tanah ini memiliki kandungan fraksi debu dan liat yang lebih besar, fraksi debu dan liat ini memiliki luas permukaan yang lebih besar daripada pasir sehingga memiliki kemampuan untuk memegang air yang tinggi. Tabel 4 menunjukkan nilai densitas maksimum dan kadar air optimum untuk masing-masing contoh tanah diurutkan berdasarkan nilai fraksi pasir yang terkandung dalam tanah. Tingginya kadar air optimum contoh tanah Cibatok terjadi karena sampel tersebut memiliki fraksi liat yang tinggi. Fraksi liat merupakan fraksi yang berluas permukaan besar sehingga memiliki kemampuan untuk menahan air yang tinggi. Kadar air yang paling tinggi berada pada contoh tanah dari Desa Gataksari yang diakibatkan karena fraksi debu yang tinggi. Dari pengujian yang dilakukan terlihat bahwa semakin besar fraksi debu maka kadar air optimumnya akan semakin besar, hal ini dikaibatkan karana karakteristik debu yang mudah ditembus air. Densitas maksimim contoh tanah yang diperoleh berkisar antara 1.0867 s.d. 1.7844 g/cc. Densitas maksimum paling besar terjadi pada contoh tanah LPI dan paling kecil terjadi pada contoh tanah dari Gataksari. Menurut Setjamidjaja dan Wirasmoko (1994) tanah berpasir memiliki densitas antara 1.2 s.d. 1.8 g/cc dan tanah-tanah berlempung dan liat antara 1.0 s.d. 1.6 g/cc. Sesuai dengan fungsinya yaitu sebagai penyokong tanah, fraksi pasir akan menghasilkan densitas yang tinggi. Sifat fraksi debu yang kurang melekat mengakibatkan tanah dengan fraksi debu yang besar akan memiliki densitas yang rendah. Selain tekstur tanah, kadar air akan mempengaruhi besarnya densitas. Dari hasil pengujian yang dilakukan, tanah yang memiliki kadar air optimum yang rendah akan memiliki densitas yang tinggi. Dapat dilihat pada Tabel 4, tampak bahwa tanah LPI yang memiliki kadar air optimum yang rendah densitas maksimumnya paling tinggi, sebaliknya pada tanah Gataksari yang memiliki kadar air optimum paling tinggi densitas maksimumnya rendah. Densitas maksimum tanah dalam penelitian ini pada umumnya berada di daerah di sekitar kadar air batas plastis. Dari data densitas yang diperoleh dapat dilihat bahwa tanah LPI akan sulit diolah karena memiliki densitas yang besar. Selain itu pertumbuhan perakaran pada tanah LPI akan lebih sulit. Tingginya densitas tanah akan terjadi akibat dilewatinya tanah oleh alat dan mesin pertanian yang berkali-kali. Menurut McKyes et al. (1979) tanaman jagung pada densitas 1.13 g/cc dan 1.37 g/cc akan menghasilkan produksi maksimum 12.2 ton/ha dan 11.5 ton/ha. Pada densitas maksimum tanah Cibatok telah memenuhi syarat untuk tanaman jagung sedangkan tanah Desa Buntu, Jati Tujuh dan LPI membutuhkan pengolahan tanah untuk memperkecil densitasnya. Densitas tanah Gataksari sudah memenuhi untuk pertumbuhan tanaman jagung. Dalam hubungannya dengan traksi tanah LPI akan lebih mudah untuk dilewati mesin pertanian karena memiliki densitas yang tinggi. Tanah Jati Tujuh, Desa Buntu dan Desa Cibatok akan lebih sulit dilalui oleh mesin pertanian karena memiliki densitas yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah LPI sedangkan tanah Desa Gataksari akan sulit dilalui oleh mesin pertanian karena densitasnya sanggat rendah.

25

B. Sifat Mekanik Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah Kemampuan tanah untuk menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan ditentukan melalui kekuatan geser. Parameter yang ada pada kekuatan geser ini meliputi gesekan dalam dan kohesi. Dengan beragamnya kelas tekstur tanah yang diuji maka akan menyebabkan keragaman sifat tanah, dalam hal ini sifat tanah yang dimaksug adalah sifat mekanik tanah berupa kekuatan geser. Kekuatan geser yang diamati pada pengujian ini adalah kekuatan geser pada daerah kadar air optimum dimana tanah dimanipulasi kadar airnya sehingga mendekati kadar air optimum (A) dan di daerah kurang dari 10% sebelum (A1) dan sesudah (A2) kadar air optimum. Dari hasil pengujian tersebut diperoleh data yang tersaji pada tabel 5. Besarnya kekuatan geser pada masing-masing tegangan normal berkisar antara 0.311-1.526 kg/cm2 pada τ0.5, 0.448-1.753 kg/cm2 pada τ1.0 dan 0.469-2.214 kg/cm2 pada τ1.5. hasil pengukuran kekuatan geser masing-masing tanah tersaji pada Lampiran 3. Berdasarkan kohesi yang dimilikinya tanah digolongkan dalam dua jenis yaitu tanah berkohesi dan tanah tidak berkohesi. Kohesi ini sangat dipengaruhi oleh fraksi liat pada tanah. Dari percobaan yang diperoleh, tanah dari Jati Tujuh memiliki kohesi yang besar dimana fraksi liat tanah ini tinggi yaitu 39.22%. Kohesi ini tergantung pada macam tanah dan kepadatan butirannya dimana semakin tinggi kepadatan tanah pada tanah yang sama maka kohesinya akan semakin tinggi.

2,5

y = 1,108x + 0,354

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2,0

y = 0,912x + 0,350 y = 0,459x + 0,431

1,5

y = 0,817x + 0,175 y = 0,632x + 0,498 1,0

0,5

0,0 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) Buntu

Jati Tujuh

Laju Perdana Indah

Gataksari

Cibatok

Gambar 17. Kekuatan geser pada A

26

2,5

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2

1,5 y = 0,836x + 0,855 y = 0,748x + 0,994 1

y = 0,687x + 1,126 y = 0,941x + 0,389 y = 1,198x + 0,004

0,5

0 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) Buntu

Jati Tujuh

Laju Perdana Indah

Gataksari

Cibatok

Gambar 18. Kekuatan geser pada A1

2,0 1,8 Kekuatan Geser (kg/cm2)

1,6 y = 0,952x + 0,393 y = 0,933x + 0,061 y = 0,547x + 0,174 y = 0,383x + 0,346

1,4 1,2 1,0

y = 0,158x + 0,250

0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0

0,5 Buntu

1

1,5

Tegangan Normal (kg/cm2) Jati Tujuh Laju Perdana Indah Gataksari

2 Cibatok

Gambar 19. Kekuatan geser pada A2

27

Terdapat hubungan antara kohesi tanah dan indeks plastisitas. Dari data tampak bahwa semakin tinggi indeks plastisitas tanah maka nilai kohesi yang dimiliki akan semakin besar. Seperti yang telah dibahas pada sub bab konsistensi berbedanya jenis fraksi liat akan mempengaruhi konsistensi yang akan berpengaruh juga terhadap kohesi. Dalam kohesi terdapat pola menurun dengan bertambahnya kadar air, hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Kohnke (1980) pada pengaruh kadar air terhadap konsistensi. Pengujian kekuatan geser di daerah sebelum densitas maksimum, kekuatan geser terbesar dicapai oleh sampel dari Jati Tujuh kemudian diikuti oleh sampel dari Desa Cibatok dan paling kecil dicapai oleh tanah dari Desa Buntu. Kohesi yang besar dari sampel Jati Tujuh dan Cibatok mengakibatkan besarnya kekuatan geser pada kondisi ini. Kohesi sampel dari Desa Buntu sanggat kecil pada pengujian ini, hal ini mengakibatkan kekuatan geser dari tanah ini lebih kecil dari yang lainnya. Namun demikian sudut geser dari tanah ini lebih besar dibandingkan yang lainnya. Pada daerah densitas maksimum kekuatan geser contoh tanah dari Desa Buntu lebih besar dibandingkan dengan yang lainnya. Walaupun kohesi pada contoh tanah dari Desa Buntu kecil namun sudut geser dalamnya lebih besar sehingga mengakibatkan kekuatan gesernya besar pula. Pada tanah dari Desa Cibatok meski memiliki kohesi yang paling besar namun sudut gesernya kecil sehingga kekuatan gesernya kecil. Tanah dari Desa Buntu memiliki kekuatan geser yang besar dibandingkan yang lainnya pada pengujian kekuatan geser setelah densitas maksimum sedangkan tanah dari Jati Tujuh dan Desa Cibatok memiliki kekuatan geser yang kecil. Tabel 5. Kekuatan Geser Tekstur Lokasi

Pasir

Debu

Liat

(%) Desa Cibatok

Lahan Tebu PG Jati Tujuh Lahan tebu PT Laju Perdana Indah Desa Gataksari

Desa Buntu

12.14

25.29

70.37

44.17

70.33

33.47

35.49

7.89

36.06

19.04

54.39

39.22

21.79

19.77

10.63

Kelas Tekstur liat

Lempung Berliat Lempung liat berpasir

Lempung

Lempung Berpasir

Densitas

kekuatan geser τ0.5

τ1.0

τ1.5

(kg/cm2)

(g/cc) A1

1.3249

1.364

1.753

2.113

A

1.3745

0.827

1.107

1.459

A2

1.3031

0.556

0.693

0.939

A1

1.5805

1.526

1.703

2.214

A

1.5578

0.642

0.930

1.101

A2

1.4276

0.311

0.448

0.469

A1

1.7239

1.305

1.629

2.141

A

1.8654

0.823

1.231

1.735

A2

1.6783

0.457

0.703

1.004

A1

1.0813

0.952

1.145

1.894

A

1.0864

0.573

1.015

1.391

A2

1.0129

0.564

0.922

1.497

A1

1.4421

0.623

1.164

1.821

A

1.5016

0.867

1.547

1.975

A2

1.4334

0.888

1.309

1.840

Terlihat pada ketiga kondisi pengujian kekuatan geser masing-masing contoh tanah bahwa kohesi tanah berliat akan lebih besar dibandingkan tanah berpasir. Kohesi mengakibatkan kekuatan geser besar. Sudut geser tanah berpasir akan lebih besar dibandingkan tanah berliat, hal ini diakibatkan karena permukaan pasir yang lebih kasar. Kekuatan geser tidak serta-merta hanya dipengaruhi oleh kohesi saja namun juga dipengaruhi oleh sudut gesek dalam sehingga tanah yang

28

memiliki kohesi yang besar belum tentu memiliki kekuatan geser yang besar pula. Sudut geser dalam pada sampel yang memiliki fraksi liat yang sedikit memiliki nilai yang lebih kecil, namun demikian kombinasi dari ketiga fraksi tanah akan menghasilkan beragam nilai sudut geser dalam. Sampel dari Desa Buntu kohesi dari tanah meningkat terhadap penambahan air, hal ini diakibatkan karena pada kondisi ini tanah masih dalam keadaan kering sehingga antar fraksi penyusun tanah belum berikatan dan mengakibatkan kohesi yang rendah. Secara umum kekuatan geser tanah pada daerah disekitar densitas maksimum di pengujian ini akan menurun dengan naiknya kadar air, tampak pada seluruh contoh tanah kecuali tanah dari Desa Buntu kekuatan gesernya meningkat dengan bertambahnya kadar air. Kekuatan geser terbesar terjadi pada daerah sebelum kadar air optimum atau sebelum diperoleh densitas maksimum. Hal ini terjadi karena air yang diikat tanah akan menurunkan kohesi tanah sehingga kekuatan gesernya akan turun. Tingginya kekuatan geser ini akan berakibat pada sulitnya tanah untuk diolah atau besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengolah tanah tersebut.

Lokasi

Desa Cibatok

Jati Tujuh

Laju Perdana Indah Desa Gataksari

Desa Buntu

Pasir

12.14

25.29

70.37

44.17

70.33

Tabel 6. Kohesi dan sudut geser dalam sudut Tekstur Kohesi geser Debu Liat Kelas dalam Tekstur (%) (kg/cm2) ( o) 33.47

35.49

7.89

36.06

19.04

54.39

39.22

21.79

19.77

10.63

liat

Lempung Berliat Lempung liat berpasir

Lempung

Lempung Berpasir

kekuatan geser τ0.5

τ1.0

τ1.5

(kg/cm2)

A1

0.994

36.80

1.364

1.753

2.113

A

0.498

32.30

0.827

1.107

1.459

A2

0.346

20.91

0.556

0.693

0.939

A1

1.126

34.49

1.526

1.703

2.214

A

0.431

23.36

0.642

0.930

1.101

A2

0.250

8.98

0.311

0.448

0.469

A1

0.855

39.90

1.305

1.629

2.141

A

0.350

42.36

0.823

1.231

1.735

A2

0.174

28.63

0.457

0.703

1.004

A1

0.389

43.26

0.952

1.145

1.894

A

0.175

39.25

0.573

1.015

1.391

A2

0.061

43.01

0.564

0.922

1.497

A1

0.004

50.15

0.623

1.164

1.821

A

0.354

47.93

0.867

1.547

1.975

A2

0.393

43.59

0.888

1.309

1.840

Fraksi debu yang bersifat kurang melekat akan menurunkan kekuatan geser tanah. Jika dibandingkan antara sampel tanah Gataksari dan tanah Buntu, meski fraksi liat dari tanah Gataksari lebih besar, namun dengan besarnya fraksi debu pada tanah ini kekuatan gesernya lebih rendah dibandingkan dengan tanah Buntu. Tanah dari desa buntu memiliki nilai kekuatan geser yang hampir sama pada daerah A, A1 dan A2. Hal ini diakibatkan oleh fraksi pasir yang dikandungnya. Fraksi pasir kurang reaktif terhadap penambahan air yang mengakibatkan rendahnya kohesi tanah.

29

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan 1.

2.

3.

Perbedaan tekstur tanah akan mengakibatkan perbedaan sifat fisik tanah, yaitu dengan bertambahnya kandungan fraksi pasir dalam tanah maka akan meningkatkan dry bulk density. Dengan meningkatnya fraksi liat dalam tanah akan meningkatkan indeks plastisitas tanah. Perbedaan tekstur tanah akan mengakibatkan perbedaan sifat mekanik tanah, yaitu kekuatan geser tanah akan meningkat dengan meningkatnya kandungan fraksi liat dengan meningkatkan kohesi dan fraksi pasir akan meningkatkan kekuatan geser dengan meningkatkan sudut geser dalamnya. Sifat fisik tanah akan mempengaruhi sifat mekanik tanah, yaitu tanah yang memiliki indeks plastisitas yang lebih tinggi akan mempunyai kekuatan geser yang tinggi.

B. Saran 1.

Perlu adanya penelitian lanjutan dengan mengambil sampel tanah dari suatu tempat dan dimanipulasi teksturnya dengan menambahkan fraksi liat dan pasir sehingga pengaruh dari masing-masing fraksi dapat terlihat secara nyata.

DAFTAR PUSTAKA

Braja MD, Endah N, Mochtar IB. 1993. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I. Jakarta : Penerbit Airlangga. Hakim N, Nyakpa MY, Lubis AM, Nugroho SG, Diha MA, Hong GM, Bailey HH. 1986. Dasardasar Ilmu Tanah. Lampung: Universitas Lampung. Hardiyatmo HC. 1992. Mekanika Tanah I. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. Hillel D. 1980. Soil and Water, Physical, Principles and Process. New York: Academic Press. Hardjowigeno S. 1987. Ilmu Tanah. Bogor: Jurusan Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Haridjadja, O. 1980. Pengantar Fisika Tanah. Bogor: Staf Dept Ilmu Tanah IPB. Kalsim, D.K. 1989. Fisika Lengas Tanah Edisi Pertama. Bogor: Laboratorium Teknik Tanah dan air, Jurusan Mekanisasi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kohnke, Helmut. 1980. Soil Physics. New Delhi: Tata McGrawl-Hill Publishing company LTD. McKyes, E. 1985. Soil Cutting and Tillage. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science Publisher. Pramuhadi, G. 2005. Disertasi Pengolahan Tanah Optimum Pada Budidaya Tebu Lahan Kering. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Soepardi G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Bogor: Jurusan Ilmu Tanah Institut Pertanian Bogor. Sunggono, Kh.1984. Mekanika Tanah. Bandung: Nova. Titi, Adel E. 2003. Soil Tillage in Agroecosystems. Washington, D. C.: CRC Press. Wesley, L. D. 1973. Mekanika Tanah. Jakarta : Badan Penerbit Pustaka Umum.

LAMPIRAN

32

Lampiran 1. Hasil Uji Konsistensi 1. Contoh tanah Jati Tujuh a. Batas Cair No

MC

MB

MK

KA

Ketukan

36

24,12

33,52

30,29

52,35008

36

60

23,91

31,88

29,05

55,05837

21

132

23,79

36,4

31,89

55,67901

17

130

23,65

35,5

31,09

59,27419

8

Kadar Air (%)

Jati Tujuh

y = -0,236x + 60,44 R² = 0,941

60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 1

10

100

Jumlah ketukan Jati Tujuh

b. Batas Plastis No

MC

MB

MK

KA

14

23,18

29,96

28,61

24,86188

48

22,96

29,65

28,32

Rerata

Ket: No MC MB MK KA

: : : : :

24,81343 24,83766

Nomor cawan Massa cawan (g) Massa tanah sebelum dikeringkan dengan oven (g) Massa tanah setelah dikeringan dengan oven (g) Kadar air (%)

33

Lampiran 1. Hasil Uji Konsistensi (lanjutan) 2. Contoh tanah Laju Perdana Indah (LPI) a. Batas Cair No

MC

MB

MK

KA

Ketukan

9

24,01

37,05

33,54

36,83106

55

17

23,67

39,11

34,74

39,47606

36

107

23,02

37,36

33,12

41,9802

18

45

23,81

40,3

35,26

44,01747

9

Kadar Air (%)

LPI

y = -0,152x + 45,06 R² = 0,991

45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 1

10

100

Jumlah ketukan LPI

b. Batas Plastis No

MC

MB

MK

KA

90

24,18

30,88

29,76

20,07168

16

22,8

29,63

28,49

Rerata

Ket: No MC MB MK KA

: : : : :

20,03515 20,05342

Nomor cawan Massa cawan (g) Massa tanah sebelum dikeringkan dengan oven (g) Massa tanah setelah dikeringan dengan oven (g) Kadar air (%)

34

Lampiran 1. Hasil Uji Konsistensi (lanjutan) 3. Contoh tanah Desa Cibatok a. Batas Cair No

MC

MB

MK

KA

Ketukan

63

23,41

29,62

27,46

53,33

50

99

23,01

28,79

26,76

54,13

40

68

24,18

31,04

28,47

59,91

10

134

23,81

32,23

29,25

54,78

35

10

23,89

36,49

32,01

55,17

27

124

23,77

35,62

31,32

56,95

20

Kadar Air (%)

Cibatok

y = -0,157x + 60,49 R² = 0,900

61,00 60,00 59,00 58,00 57,00 56,00 55,00 54,00 53,00 52,00 1

10

100

Jumlah ketukan Cibatok

b. Batas Plastis No

MC

MB

MK

KA

71

23,42

31,91

29,67

35,84

128

23,12

31,68

29,41

36,09

Rerata

Ket: No MC MB MK KA

: : : : :

35,96

Nomor cawan Massa cawan (g) Massa tanah sebelum dikeringkan dengan oven (g) Massa tanah setelah dikeringan dengan oven (g) Kadar air (%)

35

Lampiran 2. Hasil Uji Proctor 1. Contoh tanah Desa Gataksari Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate) Berat (mold + base plate + tanah) Volume contoh tanah Kadar air tanah Densitas air Specific Gravity Tanah Densitas basah contoh tanah Densitas kering contoh tanah Densitas tanah

m1 m2 V w ρw GS ρt ρd ρs

g g cc % g/cc g/cc g/cc g/cc

I 4604,8 5683 1000 10,20 1 2,7 1,0782 0,9784 2,1172

II 4604,8 5801 1000 20,22 1 2,7 1,1962 0,9950 1,7466

III 4604,8 5855,6 1000 23,60 1 2,7 1,2508 1,0120 1,6493

IV 4604,8 5927,7 1000 29,64 1 2,7 1,3229 1,0204 1,4997

Hasil Pengukuran V VI 4604,8 4604,8 6001,2 6070,8 1000 1000 32,09 37,23 1 1 2,7 2,7 1,3964 1,466 1,0572 1,0683 1,4467 1,3465

VII 4604,8 6181,8 1000 41,72 1 2,7 1,577 1,1128 1,2697

VIII 4604,8 6181,2 1000 46,88 1 2,7 1,5764 1,0733 1,1917

IX 4604,8 6177,7 1000 51,54 1 2,7 1,5729 1,0379 1,1289

X 4604,8 6163,7 1000 56,32 1 2,7 1,5589 0,9972 1,0711

2,2 y = -5E-06x3 + 0,000x2 - 0,057x + 2,622 R² = 1

Densitas (g/cc)

2 1,8 1,6 1,4 1,2 1

y = -9E-06x3 + 0,000x2 - 0,015x + 1,068 R² = 0,911

0,8 10

20 Dry Bulk Density

30

40

50

60

Kadar Air (%) Air Void Ratio

36

Lampiran 2. Hasil Uji Proctor (lanjutan)

2. Contoh tanah Desa Buntu Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate) Berat (mold + base plate + tanah) Volume contoh tanah Kadar air tanah Densitas air Specific Gravity Tanah Densitas basah contoh tanah Densitas kering contoh tanah Densitas tanah

m1 m2 V w ρw GS ρt ρd ρs

g g cc % g/cc

2,5

g/cc g/cc g/cc

I 4663,9 6068 1000 2,80 1 2,7 1,4041 1,3658092 2,5100046

II 4663,9 6146,1 1000 6,83 1 2,7 1,4822 1,3874190 2,2795401

III 4663,9 6197,9 1000 9,92 1 2,7 1,534 1,3955609 2,1296081

Hasil Pengukuran IV V 4663,9 4663,9 6249,6 6367,6 1000 1000 14,12 17,85 1 1 2,7 2,7 1,5857 1,7037 1,3894848 1,4456807 1,9547105 1,8220034

VI 4663,9 6469,4 1000 22,89 1 2,7 1,8055 1,4692232 1,6687497

VII 4663,9 6464,9 1000 27,04 1 2,7 1,801 1,4176819 1,5606612

VIII 4663,9 6431 1000 30,62 1 2,7 1,7671 1,3528698 1,4780727

y = -1E-05x3 + 0,001x2 - 0,068x + 2,691 R² = 1

Densitas (g/cc)

2,3 2,1 1,9 1,7 y = -4E-05x3 + 0,001x2 - 0,012x + 1,398 R² = 0,863 1,5 1,3 2,55

7,55

12,55

17,55

Kadar Air (%) Dry Bulk Density

22,55

27,55

32,55

Air Void Ratio 37

Lampiran 2. Hasil Uji Proctor (lanjutan) 3. Contoh tanah Laju Perdana Indah Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate) Berat (mold + base plate + tanah) Volume contoh tanah Kadar air tanah Densitas air Specific Gravity Tanah Densitas basah contoh tanah Densitas kering contoh tanah Densitas tanah

m1 m2 V w ρw GS ρt ρd ρs

g g cc % g/cc g/cc g/cc g/cc

I 4664,6 6166,2 1000 1,90 1 2,7 1,5016 1,4736683 2,5685531

Hasil Pengukuran II III IV 4664,6 4664,6 4664,6 6563,5 6750 6698,9 1000 1000 1000 10,90 14,37 17,12 1 1 1 2,7 2,7 2,7 1,8989 2,0854 2,0343 1,7122207 1,8233759 1,7368639 2,0859496 1,9452486 1,8463154

V 4664,6 6636,8 1000 21,07 1 2,7 1,9722 1,6289311 1,7208653

2,8

Densitas (g/cc)

2,6

y = -2E-05x3 + 0,001x2 - 0,070x + 2,696 R² = 1

2,4 2,2 2 1,8 1,6

y = -0,000x3 + 0,003x2 + 0,011x + 1,440 R² = 0,956

1,4 1,80

6,80

11,80

16,80

21,80

Kadar Air (%) Dry Bulk Density

Air Void Ratio 38

Lampiran 2. Hasil Uji Proctor (lanjutan) 4. Contoh tanah Jati Tujuh Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate) Berat (mold + base plate + tanah) Volume contoh tanah Kadar air tanah Densitas air Specific Gravity Tanah Densitas basah contoh tanah Densitas kering contoh tanah Densitas tanah

m1 m2 V w ρw GS ρt ρd ρs

g g cc % g/cc g/cc g/cc g/cc

I 4664,6 6210,7 1000 6,71 1 2,7 1,5461 1,4489170 2,2860110

II 4664,6 6262 1000 11,47 1 2,7 1,5974 1,4329942 2,0614338

III 4664,6 6390,3 1000 15,21 1 2,7 1,7257 1,4979166 1,9141058

Hasil Pengukuran IV V 4664,6 4664,6 6579,6 6584,2 1000 1000 20,57 22,07 1 1 2,7 2,7 1,915 1,9196 1,5882481 1,5725455 1,7358055 1,6918575

VI 4664,6 6601,2 1000 24,70 1 2,7 1,9366 1,5530458 1,6198546

VII 4664,6 6538,2 1000 28,59 1 2,7 1,8736 1,4569883 1,5236686

VIII 4664,6 6494,1 1000 32,91 1 2,7 1,8295 1,3764874 1,4296373

2,5

Densitas (g/cc)

2,3

y = -1E-05x3 + 0,001x2 - 0,065x + 2,677 R² = 1

2,0 1,8 1,5

y = -6E-05x3 + 0,002x2 - 0,026x + 1,513 R² = 0,876

1,3 6,70

11,70

16,70

21,70

26,70

31,70

36,70

Kadar Air (%) Air Void Ratio

Dry Bulk Density 39

Lampiran 2. Hasil Uji Proctor (lanjutan) 5. Contoh tanah Desa Cibatok Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate) Berat (mold + base plate + tanah) Volume contoh tanah Kadar air tanah Densitas air Specific Gravity Tanah Densitas basah contoh tanah Densitas kering contoh tanah Densitas tanah

m1 m2 V w ρw GS ρt ρd ρs

g g cc % g/cc g/cc g/cc g/cc

I 4632 5954,1 1000 8,62 1 2,7 1,3221 1,2171859 2,1902716

Hasil Pengukuran III IV V 4632 4632 4632 6100,7 6271,7 6388,1 1000 1000 1000 20,17 25,55 28,76 1 1 1 2,7 2,7 2,7 1,4687 1,6397 1,7561 1,2222057 1,3059918 1,3638119 1,7480982 1,5977217 1,5197307

II 4632 6051,8 1000 15,87 1 2,7 1,4198 1,2253635 1,8901914

VI 4632 6382 1000 32,97 1 2,7 1,75 1,3160644 1,4283825

VII 4632 6342,5 1000 36,46 1 2,7 1,7105 1,2535047 1,3606471

2,35 y = -8E-06x3 + 0,001x2 - 0,063x + 2,664 R² = 1

Densitas (g/cc)

2,15 1,95 1,75

1,55 y = -6E-05x3 + 0,004x2 - 0,071x + 1,579 1,35 R² = 0,892 1,15 8,5

13,5

18,5

23,5

28,5

33,5

38,5

Kadar Air (%) Dry Bulk Density

Air Void Ratio

40

Lampiran 3. Pengujian kekuatan geser 1. Contoh tanah Desa Buntu Simbol

Parameter

Satuan

Hasil Pengukuran A1

A

A2

Berat (mold + base plate)

m1

g

4631,8

4631,8

4631,8

Berat (mold + base plate + tanah)

m2

g

6329,1

6446,9

6426,5

Volume contoh tanah

V

cc

1000

1000

1000

Kadar air tanah

w

%

17,70

20,88

25,21

Densitas air

ρw

g/cc

1

1

1

Specific Gravity Tanah

GS

2,7

2,7

2,7

Densitas basah contoh tanah

ρt

g/cc

1,6973

1,8151

1,7947

Densitas kering contoh tanah

ρd

g/cc

1,4420886

1,5015764

1,4333759

Densitas tanah

ρs

g/cc

1,8270051

1,7266186

1,6065562

Parameter

Hasil Pengukuran

Simbol

Satuan

σnormal = 0.5

τ0.5

σnormal = 1.0

Τ1.0

kg/cm

σnormal = 1.5

τ1.5

kg/cm2

1,82

1,98

1,84

Kohesi Tanah

C

0,004

0,354

0,393

Sudut Gesek Dalam

Ф

kg/cm2 ( o)

50,15

47,93

43,59

Tegangan Geser Maksimum

A1

A

A2

kg/cm2

0,62

0,87

0,89

2

1,16

1,55

1,31

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) A1

A

A2

41

Lampiran 3. Pengujian kekuatan geser (lanjutan) 2. Contoh tanah Jati Tujuh Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate)

m1

Berat (mold + base plate + tanah)

Hasil Pengukuran A1

A

A2

g

4631,5

4631,5

4631,5

m2

g

6508,2

6559,2

6484,2

Volume contoh tanah

V

cc

1000

1000

1000

Kadar air tanah

w

%

18,74

23,74

29,78

Densitas air

ρw

g/cc

1

1

1

Specific Gravity Tanah

GS

2,7

2,7

2,7

Densitas basah contoh tanah

ρt

g/cc

1,8767

1,9277

1,8527

Densitas kering contoh tanah

ρd

g/cc

1,5804636

1,5578217

1,4275852

Densitas tanah

ρs

g/cc

1,7927355

1,6452690

1,4966557

Parameter

Simbol

Tegangan Geser Maksimum

Satuan 2

Hasil Pengukuran A1

A

A2

σnormal = 0.5

τ0.5

kg/cm

1,53

0,64

0,31

σnormal = 1.0

Τ1.0

kg/cm2

1,70

0,93

0,45

τ1.5

2

2,21

1,10

0,47

2

1,126

0,431

0,250

34,49

23,36

8,98

σnormal = 1.5 Kohesi Tanah

kg/cm

C

Sudut Gesek Dalam

kg/cm o

( )

Ф

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) A1

A

A2

42

Lampiran 3. Pengujian kekuatan geser (lanjutan) 3. Contoh tanah Laju Perdana Indah Parameter

Hasil Pengukuran

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate)

m1

g

4631,7

4631,7

4631,7

Berat (mold + base plate + tanah)

m2

g

6520,6

6745,8

6627,9

Volume contoh tanah

V

cc

1000

1000

1000

Kadar air tanah

w

%

9,57

13,33

18,94

Densitas air

ρw

g/cc

1

1

1

Specific Gravity Tanah

GS

2,7

2,7

2,7

A1

A

A2

Densitas basah contoh tanah

ρt

g/cc

1,8889

2,1141

1,9962

Densitas kering contoh tanah

ρd

g/cc

1,7238718

1,8653830

1,6783124

Densitas tanah

ρs

g/cc

2,1454555

1,9852958

1,7864180

Parameter

Simbol

kg/cm

A1

A

A2

1,30

0,82

0,46

1,63

1,23

0,70

2

Τ1.0

σnormal = 1.0

Hasil Pengukuran

2

τ0.5

σnormal = 0.5 Tegangan Geser Maksimum

Satuan

kg/cm

2

τ1.5

kg/cm

2,14

1,74

1,00

Kohesi Tanah

C

kg/cm2

0,855

0,350

0,174

Sudut Gesek Dalam

Ф

( o)

39,9

42,36

28,63

σnormal = 1.5

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) A1

A

A2

43

Lampiran 3. Pengujian kekuatan geser (lanjutan) 4. Contoh tanah Desa Gataksari Parameter

Hasil Pengukuran

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate)

m1

g

4631,8

4631,8

4631,8

Berat (mold + base plate + tanah)

m2

g

6039,7

6129,6

6110,4

Volume contoh tanah

V

cc

1000

1000

1000

Kadar air tanah

w

%

30,21

37,87

45,97

Densitas air

ρw

g/cc

1

1

1

Specific Gravity Tanah

GS

2,7

2,7

2,7

Densitas basah contoh tanah

ρt

g/cc

1,4079

1,4978

1,4786

Densitas kering contoh tanah

ρd

g/cc

1,0812691

1,0863591

1,0129466

Densitas tanah

ρs

g/cc

1,4870964

1,3349278

1,2047145

Parameter

Simbol

kg/cm

2

kg/cm

2

τ1.5

σnormal = 1.5 Kohesi Tanah

kg/cm

2

C

Sudut Gesek Dalam

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2

Τ1.0

σnormal = 1.0

A

Satuan

τ0.5

σnormal = 0.5 Tegangan Geser Maksimum

A1

kg/cm o

( )

Ф

A2

Hasil Pengukuran A1

A

A2

0,95

0,57

0,56

1,14

1,02

0,92

1,89

1,39

1,50

0,389

0,175

0,061

43,26

39,25

43,01

2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) A1

A

A2

44

Lampiran 3. Pengujian kekuatan geser (lanjutan) 5. Contoh tanah Desa Cibatok Parameter

Simbol

Satuan

Berat (mold + base plate)

m1

Berat (mold + base plate + tanah)

Hasil Pengukuran A1

A

A2

g

4631,8

4631,8

4631,8

m2

g

6301,9

6416,9

6373,9

Volume contoh tanah

V

cc

1000

1000

1000

Kadar air tanah

w

%

26,06

29,87

33,68

Densitas air

ρw

g/cc

1

1

1

Specific Gravity Tanah

GS

2,7

2,7

2,7

Densitas basah contoh tanah

ρt

g/cc

1,6701

1,7851

1,7421

Densitas kering contoh tanah

ρd

g/cc

1,3248709

1,3744938

1,3031486

Densitas tanah

ρs

g/cc

1,5849216

1,4945382

1,4140081

Parameter

Simbol

kg/cm

A1

A

A2

1,36

0,83

0,56

1,75

1,11

0,69

2

Τ1.0

σnormal = 1.0

Hasil Pengukuran

2

τ0.5

σnormal = 0.5 Tegangan Geser Maksimum

Satuan

kg/cm

2

τ1.5

kg/cm

2,11

1,46

0,94

Kohesi Tanah

C

kg/cm2

0,994

0,498

0,346

Sudut Gesek Dalam

Ф

( o)

36,8

32,3

20,91

σnormal = 1.5

Kekuatan Geser (kg/cm2)

2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 0

0,5

1

1,5

2

Tegangan Normal (kg/cm2) A2

A1

A

45