KLASIFIKASI TANAH
SI-2222 MEKANIKA TANAH I
1
Pembagian Kelompok Tanah Tanah Khusus: Quick Clay: Tanah yang sangat peka terhadap gangguan. Apabila terganggu kekuatannya berkurang drastis. Kadar kepekaan adalah perbandingan antara kuat geser tanah asli dengan kuat geser tanah terganggu Sensitifitas:
St =
qu ,tidak terganggu qu ,terganggu
St
Derajat Kepekaan
<4
Tidak sensitif
4 < St < 8
Sensitif
>8
Sangat sensitif
Kebanyakan lempung pada umumnya
2
Pembagian Kelompok Tanah Tanah Organik: Tanah yang banyak mengandung komponen organik. Kuat geser rendah dan memiliki kompresibilitas yang besar Mengandung massa kayu berserat, berwarna gelap hitam, berbau tumbuhan yang membusuk Kandungan organik diukur mengacu prosedur ASTM D 2974: Contoh tanah yang sudah kering oven (105oC) lalu dibakar dengan suhu 440oC sampai menjadi abu (ash content). Material yang terbakar adalah kandungan material organik.
3
Karakteristik Tanah Bentuk, ukuran, tekstur, dan struktur partikel tanah: Tanah Berbutir Kasar (ukuran > 0.06 mm):
5
TEKSTUR BUTIR KASAR
Bentuk partikel
Penyebab
Angular
Pecahan batuan akibat pengaruh lingkungan atau pelapukan
Subangular
Pecahan batuan dengan bagian permukaan yang halus akibat transportasi
Subrounded
Permukaan umumnya halus karena sudah ditransportasikan cukup jauh
Rounded
Permukaan halus dan bulat karena sudah bertahun-tahun ditransportasikan 6
Karakteristik Tanah Tanah Berbutir Halus (ukuran < 0.06 mm): Kaolinite
Na-Montmorillonite
5 micron
Halloysite
illite
7
Pengujian Untuk Klasifikasi Tanah Uji Saringan dan Atterberg Limit Uji Saringan (Distribusi Ukuran Partikel) ASTM D422 Nomor Saringan
Ukuran lubang (mm)
4
4.75
10
2
20
0.85
40
0.425
60
0.250
100
0.15
140
0.106
200
0.075 13
Uji Saringan
14
Uji Saringan
15
Saringan
16
Uji Saringan
17
Ukuran Partikel Tanah
18
Boulders Cobbles
Gravel Coarse
Sand
Fine Coarse Medium
Fines Fine
Silt Sizes
US Standard Sieves 3” 2” 1” 3/4” 3/8”
4 6 10
20
Clay Sizes
40 60 100 200
100 90
% Finer by Weight
80 70 60 50 40 30
Uniform
20
Well Graded
10 0 1000
100
10
1
0.1
0.01
0.001
Grain Diameter in (mm) 19
Pengujian Untuk Klasifikasi Tanah Grafik distribusi ukuran partikel tanah
20
Parameter Bentuk Kurva Distribusi Ukuran Partikel Tanah Koefisien keseragaman (coefficient of uniformity) Cu
D60 Cu = D10 D60 = diameter butir yang lolos saringan sebanyak 60 persen D10 = dimeter butir yang lolos saringan sebanyak 10 persen Cu = 1 adalah tanah yang memiliki satu ukuran butir Cu = 2 atau 3 adalah tanah bergradasi buruk Cu >15 adalah tanah bergradasi baik
21
Parameter Bentuk Kurva Distribusi Ukuran Partikel Tanah Koefisien kelengkungan (coefficient of curvature) Cc
D302 Cc = D10 × D60 D30 = diameter butir yang lolos saringan sebanyak 30 persen Cc = 1 - 3 adalah tanah yang memiliki gradasi baik jika Cu > 4 untuk kerikil Cu > 6 untuk pasir
22
Pengujian Untuk Klasifikasi Tanah Atterberg Limits (ASTM D 4318) Dilakukan pada material tanah yang lolos saringan No. 40 (ukuran 0.425mm)
23
Liquid Limit
13mm
Atterberg Limits (ASTM D 4318)
24
Liquid Limit Test
25
Alat untuk Liquid Limit Test
26
Atterberg Limits (ASTM D 4318) LIQUID LIMIT
PLASTIC LIMIT
TEST
TEST TEST
WATER
NO.
CONTENT
%
5
23.75
53.73
%
6
24.85
27
47.24
%
39
43.53
%
NO. OF
NO.
BLOWS
1
6
61.13
2
15
3 4
65
% %
60
% MEAN VALUE
24.30
%
LQUID LIMIT
wL :
48.06
%
PLASTC LIMIT
wP :
24.30
%
PLASTICITY INDEX
IP :
23.76
%
Water Content (%)
WATER CONTENT
TEST
Flow Graph
55
50
45
NOTE:
40 1
10
25
Number of Blows
Liquid Limit
100
Plastic Limit Test
28
Shrinkage Limit Test
29
Shrinkage Limit Test
30
Shrinkage Limit Vi − Vf SL = w − × 100 m2 SL = shrinkage limit w = kadar air tanah basah Vi = volume tanah basah, cc Vf = volume tanah setelah dikeringkan, cc m2 = berat kering oven tanah, g
31
Pendekatan Casagrande untuk menentukan Shrinkage Limit
Atterberg Limits (ASTM D 4318)
32
Atterberg Limits (ASTM D 4318) Plasticity Index:
PI = LL − PL
Liquidity Index:
w − PL LI = LL − PL
PL
w
LL 33
Perilaku Stress – Strain Tanah Lempung Berdasarkan Daerah Atterberg Limits
34
35
ACTIVITY (Skempton, 1953): Index yang digunakan untuk memprediksi potensi kembang susut tanah lempung
PI (Plasticity Index) A= % clay size particle (< 0.002 mm) Kaolinite: A < 0.75 Ilite: 0.75 < A < 1.25 Montmorillonite: A > 1.25
36
100 Ac ti v ity
y2 Act i vit
80 70
Plasticity Index
1 .0
.0
90
VERY HIGH
60 50 0 vity i t c A
40 30
.5
HIGH
20
MEDIUM
10
LOW
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Percent of clay (< 0.002mm) BM-1
BM-2
BM-3
BM-4
BM-5
BM-6
Department of the Navy, 1982, Soil Mechanic, Navfac DM-7.1 37
38
Hubungan antara parameter tanah lempung dengan sifat mekaniknya Liquid Limit (LL):
Cc ≈ 0.009( LL − 10%) untuk NC clay, low - moderate sensitivity Pada kondisi LL (tanah remolded): Undrained shear strength, su ≈ 0.03 kg/cm2 Liquidity Index (LI): Kadar air alami mendekati LL, LI ≈ 1, qu ≈ 0.3 – 1.0 kg/cm2 Kadar air alami mendekat PL, LI ≈ 0, qu ≈ 1 – 5 kg/cm2 Di mana: qu = unconfined compressive strength
40
SISTEM KLASIFIKASI TANAH Sistem USCS (Unified Soil Classification System) Digunakan oleh ASTM (American Society for Testing and Materials) dan the Uniform Building Code (UBC)
Sistem AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) Digunakan terutama untuk mengklasifikasikan tanah subgrade
41
42
Diagram Plastisitas (ASTM, Casagrande) Untuk tanah berbutir halus dan bagian butir halus dari tanah berbutir kasar 43
44
45
46
47
48
49
Contoh
50
51
Soil #1:
>50 percent passing No. 200 sieve Fine-grained soils LL = 20, PI = 5 CL-ML
52
Soil #2: 5% lolos saringan No. 200 coarse-grained soil 97% lolos saringan No. 4 sand (pasir) 5% lolos No. 200 dual symbol: SP-SM atau SW-SM D60 = 0.71mm, D30 = 0.34mm, D10 = 0.18mm Cu = D60/D10 = 0.71/0.18 = 3.9 < 6 Cc = (D30)2/(D10 x D60) = 0.91 = 1 Cc = 1 - 3 adalah tanah yang memiliki gradasi baik jika Cu > 4 untuk kerikil Cu > 6 untuk pasir
53
Soil #3: 97% lolos saringan No. 200 fine-grained soil LL = 124 PI pada A-line PI= 0.73(LL-20) = 75.9 Karena PI tanah = 77 > 75.9 Jenis Tanah =
54
KLASIFIKASI TANAH AASHTO Well Graded
Clean poorly graded sands
55
KLASIFIKASI TANAH AASHTO
Penentuan Klasifikasi Group A-4 s/d A-7 56
Kelas Subgrade
Nilai Indeks Group
Sangat baik
0
Baik
0–1
Sedang
2–4
Buruk
5–9
Sangat buruk
10 - 20
57
KLASIFIKASI TANAH AASHTO
58
KLASIFIKASI TANAH AASHTO CONTOH:
59
60
