Modul 4 Batas - Batas Atterberg

8/19/2019 Modul 4 Batas - Batas Atterberg

1/14

MODUL PERKULIAHAN

Mekanika

Tanah

Batas – Batas Atterberg

Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh

Teknik Perencanaandan Desain

Teknik Sipil

4Ir. Desiana Vidayanti, MT

Abstract KompetensiSalah satu parameter Index Propertiestanah adalah batas – batas atterberg.Batas – batas atterberg merupakannilai kadar air yang dinyatakan sebagaiLL (liquid Limit), PL (Plastic Limit) danSL (Shrinkage Limit) dimana nilai –nilai tersebut di dapat dari hasilpengujian laboratorium.

Mahasiswa memahami prosedur pengujian dan perhitungan batas –batas atterberg yang meliputi LL (LiquidLimit), PL (Plastic Limit) dan SL(Shrinkage Limit).


2/14

‘13 2 Mekanika Tanah 1 Pusat Bahan Ajar dan eLearningIr.Desiana Vidayanti,MT http://www.mercubuana.ac.id

1. Batas – batas Atterberg

Apabila tanah berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat

diremas-remas tanpa menimbulkan retakan . Sifat kohesif ini disebabkan oleh karena

adanya air yang terserap di sekeliling permukaan dari partikel lempung. Pada awal tahun

1900 an seorang ilmuwan dari Swedia bernama Atterberg menjelaskan pengaruh dari

variasi kadar air terhadap konsistensi tanah berbutir halus. Bila kandungan air sangat tinggi ,

maka campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh sebab itu

atas dasar kandungan air pada tanah, dapat dipisahkan ke dalam empat keadaan dasar ,

Yaitu : padat, semi padat, plastis dan cair seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini .

Padat/solid semi padat/semi solid plastis cair

Kadar air bertambah

Batas Susut (SL) Batas Plastis (PL) Batas Cair (LL)

Gambar 3. Pengertian batas-batas Atterberg

Kadar air dinyatakan dalam prosen , dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke semi

padat didefinisikan sebagai batas susut (shrinkage limits). Kadar air dimana transisi dari

keadaan semi padat ke keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis (plastic limits), dan

dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limits).

Batas-batas ini dinamakan dengan BATAS-BATAS ATTERBERG

Karena batas-batas Atterberg adalah kadar air dimana perilaku tanah berubah, keadaan ini

dapat dihubungankan dengan kurva tegangan-regangan yang dihasilkan pada Gambar 4.


3/14


Gambar 4. Hubungan tegangan –regangan pada masing-masing fase tanah


4/14


2. Pengujian Batas Cair, Batas Plastis dan Batas Susut

Pengujian tersebut dilakukan di laboratorium berdasarkan ASTM sbb :

Batas cair (LL) ASTM D-423 c

Batas plastis(PL) ASTM D-424

Batas susut ASTM D-427

2.1 Batas Cair

Skema dari alat (tampak samping) yang digunakan untuk menentukan batas cair diberikan dalam Gambar 5 Alat tersebut terdiri dari mangkok kuningan yang bertumpu

pada dasar karet yang keras . Mangkok kuningan dapat diangkat dan dijatuhkan di atas

dasar karet keras tersebut dengan sebuah pengungkit eksentris (cam) dijalankan oleh

suatu alat pemutar.

Untuk melakukan uji batas cair, pasta tanah diletakkan dalam mangkok kuningan

kemudian digores tepat di tengahnya dengan menggunakan alat penggores standar

(gambar 5b).

Dengan menjalankan alat pemutar , mangkok kemudian dinaikturunkan dari ketinggian0,3937 in (10 mm). Kadar air dinyatakan dalam persen, dari tanah yang dibutuhkan

untuk menutup goresan yang berjarak 0,5 in (12,7 mm) sepanjang dasar contoh tanah di

dalam mangkok (lihat gambar 2.3c dan 2.3d) sesudah 25 pukulan didefinisikan sebagai

batas cair (liquid limit).

Untuk mengatur kadar air dari tanah yang bersangkutan agar dipenuhi persyaratan di

atas ternyata sangat sulit. Oleh karena itu kalau dilakukan uji batas cair paling sedikit

empat kali pada tanah yang sama tetapi pada kadar air yang berbeda-beda sehingga

jumlah pukulan N, yang dibutuhkan bervariasi antara 15 dan 35. Kadar air dari tanah,dalam persen, dan jumlah pukulan masing-masing uji digambarkan di atas kertas grafik

semi log (Gambar 6). Hubungan antara kadar air dan log N dapat dianggap sebagai

garis lurus. Garis lurus tersebut dinamakan sebagai kurva aliran (flow curve). Kadar air

yang bersesuaian dengan N = 25, yang ditentukan dari kurva aliran, adalah batas cair

dari tanah yang bersangkutan.


5/14


Kemiringan dari garis aliran (flow line) didefinisikan sebagai indeks aliran (flow index)

dan dapat ditulis sebagai :

12lo g

21

N N

ww I f

dimana :

If = indeks aliran

w1 = kadar air, dalam persen dari tanh yang bersesuaian dengan jumlah pukulan N1

w2 = kadar air, dalam persen, dari tanah yang besesuaian dengan jumlah pukulan N2

Jadi, persamaan garis aliran dapat dituliskan dalam bentuk yang umum, sebagai berikut

C N I f w lo g

Atas dasar hasil analisis dari beberapa uji batas cair, US waterways Experiment Station,

Vicksburg, Mississippi (1949) mengajukan suatu persamaan empiris untuk menentukan

batas cair yaitu :

tan

2 5 N LL

dimana :

N = jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk menutup goresan selebar 0,5 inpada dasar contoh tanah yang diletakkan dalam mangkok kuningandari alat uji batas cair.

WN = kadar air dimana untuk menutup dasar goresan dari contoh tanah dibutuhkanpukulan sebanyak N

tan β = 0,121 (harap dicatat bahwa tidak semua tanah mempunyai harga tan β =0,121)


6/14


Gambar 5. Uji batas cair : a) alat untuk uji batas cair, b) alat untuk menggores, d)contoh

tanah sebelum diuji, d)contoh tanah setelah diuji


7/14


Gambar 6. Kurva aliran

Gambar 7. Awal uji batas cair dengan contoh tanah di dalam mangkok kuningan


8/14


Soal :

1. Dari percobaan penentuan batas cair (LL) suatu contoh tanah berbutir diperoleh

data sebagai berikut

A)

Jumlah ketukan Kadar air %

15

18

20

30

37

45

77

74

72

65

61

59

B)

Jumlah ketukan Kadar air (%)

16

20

30

50

58.0

56.6

54.0

50

Tentukan batas cair (LL) untuk tanah A maupun tanah B.

2.2 Batas Plastis (PL)

Batas plastis didefinisikan sebagai kadar air, dinyatakan dalam persen, dimana tanah

apabila digulung sampai dengan diameter 1/8 in (3,2 mm) menjadi retak-retak. Batas plastis

adalah batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah. Cara pengujiannya sangat


9/14


sederhana, yaitu dengan cara menggulung tanah berukuran elipsoida dengan telapak

tangan di atas kaca datar ( gambar 8a dan 8b)

Indeks Plastisitas (plasticity index (PI)) adalah perbedaan antara batas cair dan batas

plastis suatu tanah, atau :

PL LLPI

Gambar 8. Uji batas plastis. a) Contoh yang sedang digulung,

b)gulungan tanah yang retak-retak

2.3 Batas Susut (SL)

Suatu tanah akan menyusut apabila air yang dikandungnya secara perlahan-lahan hilang

dari dalam tanah. Dengan hilangnya air secara terus-menerus, air akan mencapai tingkatkeseimbangan dimana penambahan kehilangan air tidak akan menyebabkan perubahan


10/14


volume (gambar 9). Kadar air, dinyatakan dalam persen di mana perubahan volume suatu

massa tanah berhenti dinamakan batas susut.

Uji batas susut di laboratorium dilakukan di laboratorium menggunakan mangkok poselin

dengan diameter kira – kira 1,75 in (44,4 mm) dan tinggi kira-kira 0,5 in ( 12,7 mm). Bagian

dalam dari mangkok diolesi vaselin kemudian diisi tanah basah sampai penuh. Permukaan

tanah di dalam mangkok kemudian diratakan dengan menggunakan penggaris yang bersisi

lurussehingga permukaan tanah tersebut menjadi sama tinggi dengan sisi mangkok. Berat

tanah basah di dalam mangkok ditentukan. Tanah dalam mangkok kemudian dikeringkan di

dalam oven. Volume dari contoh tanah yang telah dikeringkan ditentukan dengan

menggunakan air raksa.

Gambar 9. Definisi batas susut

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 9. batas susut ditentukan dengan cara berikut :

(%)(%) ww iSL

dimana :


11/14


wi = kadar air tanah mula-mula pada saat ditempatkan di dalam mangkok uji batas susut

Δw = perubahan kadar air (yaitu antara kadar air mula-mula dan kadar air pada batas susut

Tetapi :

1 002

21(%) x

mmm

w i

dimana :

m1 = massa tanah basah dalam mangkok pada saat permulaan pengujian (gram)

m2 = massa tanah kering (gram), lihat gambar…..

Selain itu :

1 002

)((%) x

mwVf Vi

w ρ

dimana :

Vi = volume contoh tanah basah pada sat permulaan pengujian (yaitu volume mangkok,

cm3.

Vf = volume tanah kering sesudah dikeringkan di dalam oven

Ρw = kerapatan air (gr/cm3)

Dengan menggabungkan persamaan-persamaan di atas, maka didapat :

)1 00()(

)1 00(22

21

mwVf Vi

m

mmSL

ρ


12/14


SOAL TUGAS

2. Hasil-hasil batas-batas Atterberg pada suatu contoh tanah memberikan hasil seperti

pada tabel berikut ini :

Uji Batas Cair (massa dalam gr)

Jumlah ketukan 17 21 26 30 34

No.pengujian 1a 1b 2a 2b 3a 3b 4a 4b 5a 5b

Massa basah total

(tanah + cawan)

9,35 9,68 13,69 12,16 10,11 9,27 10,31 11,08 11,50 9,59

Massa kering total

(tanah + cawan)

8,79 9,20 11,35 10,19 8,67 8,02 8,84 9,42 9,78 8,31

Massa cawan 7,11 7,77 4,05 4,05 4,10 4,07 4,10 4,10 4,07 4,05

Uji Batas Plastis (massa dalam gr)

Pengujian 1 Pengujian 2

Nomor cawan A B C D

Massa basah total 6,32 6,56 6,54 6,36

Massa kering total 5,94 6,15 6,12 5,97

Massa cawan 4,06 4,10 4,07 4,05

a. Tentukan batas cair tanah tersebut.

b. Tentukan batas plastis dari tanah tersebut.

c. Berapakah indeks plastisitas tanah tersebut ?

3. Dari percobaan penentuan batas cair (LL) suatu contoh tanah berbutir diperoleh

data sebagai berikut


13/14


Jumlah ketukan Kadar air %

15

18

20

30

37

45

77

74

72

65

61

59

a. Tentukan batas cair (LL) untuk tanah tersebut

b. Jika plastic limit = 32% untuk tanah tersebut, dan kadar air natural di lapangan

sebesar 27%, tentukan harga PI dan LI tanah tersebut. Serta prediksikan

keadaan tanah tersebut di lapangan,

c. Berikan penjelasan apa yang dimaksud dengan LL, PL, PI dalam batas-batas

Atterberg, dan apa fungsinya dalam mekanika tanah.

d. Dari pengujian Batas Cai r, Batas P las t i s dan Batas Susu t yang telah di pelajari

pada Modul ini, carilah ketentuan pengujian laboratorium berdasarkan ASTMatau SNI

e. Buatlah materi presentasi mengenai pengujian : Batas Cair, Batas Plast is dan

Ba tas Susu t


14/14


Daftar Pustaka

a. M Das, Braja, Indrasurya B Mochtar dan Noor Endah. Mekanika Tanah

(Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis), jilid 1. Jakarta : Erlangga.

b. Craig . R.F dan Budi Susilo. 1989. Mekanika Tanah .Jakarta : Erlangga

c. Kovacs, WD dan Holtz. An Introduction to Geotechnical Engineering .

d. Bowlesh,E Joseph.1984. Physical and Geotechnical Properties of Soils.

McGraw Hill.

Documents

Modul 4 Batas - Batas Atterberg