23
E = jumlah tumbukanlapisan × jumlah lapisan × berat penumbuk × tinggi jatuh penumbuk
volume cetakan
Energi pemadatan tanah akan mempengaruhi suatu karakteristik kurva pemadatan, dimana semakin besar energi pemadatan yang diterima tanah maka efek
densifikasinya akan semakin besar, sehingga nilai kadar air optimum w
opt
akan bergeser lebih kecil namun akan diperoleh nilai berat isi kering maksimum
γd
maks
yang lebih besar. Hubungan kadar air optimum w
opt
dan berat isi kering maksimum
γd
maks
sebagai berikut :
Gambar 2.8. Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa jenis tanah yang telah dipadatkan HoltzandKovacs,1981, Das,1998
2.4 Hubungan Parameter Kompaksi dengan Index Properties
Beberapa penelitian dalam memprediksi nilai kompaksi tanah berat isi kering maksimum dan kadar air optimum telah banyak dikembangkan. Penelitian-
penelitian tersebut menggunakan beberapa parameter geoteknik, seperti batas plastis plastic limit, batas cair liquid limit, specific gravity, energi kompaksi
Universitas Sumatera Utara
24 compaction energy, analisa distribusi butiran Grain Size Distribution dan
klasifikasi tanah. Penelitian untuk mengetahui hubungan antara parameter kompaksi dilakukan pertama kali oleh Johnson dan Sallberg 1962. Nilai-nilai
tersebut dihubungkan dengan cara regresi linear berdasarkan nilai indeks properties Siagian, D.W dan Muis, Z.A., 2013.
Besaran prediksi berat isi kering maksimum γd
maks
dan kadar air optimum w
opt
juga dapat dihitung dari model yang disarankan oleh Goswami Muis, Z.A., 1998 dengan persamaan sebagai berikut:
Y = m Log G + k 2.6 dimana:
Y = Berat isi kering maksimum
ᵞ
d
max
dan kadar air optimum w
opt
m = Kemiringan kurva k = Konstanta
G = Konstanta gradasi 1 + F AX1 + BX2 + CX3 X1 = berat tertahan saringan 4,75 mm
X2 = berat saringan 4,75 mm dan tertaha saringan 0,075 mm X3 = berat saringan lewat 0,075 mm
A, B, C = Konstanta nomor saringan F = butiran halus
Konstanta m dan k diperoleh dari grafik hubungan antara Log G dengan nilai berat isi kering maksimum serta nilai kadar air optimum dari hasil percobaan di
laboratorium. Sedangkan F merupakan butiran halus yang ditentukan
berdasarkan persen lewat saringan 0,075 mm dan nilai Indeks Plastisitas IP.
Universitas Sumatera Utara
25
Tabel 2.4 Penentuan Nilai F
2.5 Penelitian Terdahulu
Al-Khafaji 1993 dalam Nendi 2010 telah melakukan penelitian sampel di Irak dan Amerika, untuk memperoleh persamaan-persamaan parameter
kompaksi yaitu berat isi kering maksimum Maximum Dry Density=MDD dan kadar air optimum Optimum Mouisture Content=OMC. Al-Khafaji merumuskan
hubungan antara nilai kompaksi dengan nilai batas-batas Atterberg LL dan PL. Untuk tanah di Irak,
MDD = 2.44 – 0.22PL – 0.008LL
2.7 OMC = 0.24LL + 0.63PL
– 3.13 2.8
Untuk tanah di Amerika, MDD = 2.27
– 0.19PL – 0.003LL 2.9
OMC = 0.14LL + 0.54PL 2.10
Blotz, et.al 1998 dalam Nendi 2010, mencoba untuk memperoleh persamaan yang diperoleh dari memplot 22 sampel tanah Tabel 2.5 yang
menyatakan bahwa hubungan linear antara berat isi kering maksimum γd
max
Lewat Saringan 0,075 mm Nilai F
IP 10 IP 10
– 25 26
– 40 41
– 60 61
– 85 86
– 100 0,0
0,2 1,0
1,0 1,0
0,0 0,2
1,0 0,0
1,0
Universitas Sumatera Utara
26 dengan energi pemadatan E. Hasil dari korelasi dinyatakan melalui persamaan
linear sebagai berikut: MDD
= 2.27 log LL – 0.94 Log E – 0.16 LL+ 17.02
2.11 OMC = 12.39
– 12.21 log LL log E + 0.67 LL + 9.21 2.12
Blotz, et.al 1998 mengusulkan agar kedua persamaan tersebut hanya digunakan bagi tanah yang mempunyai nilai PL=17 dan LL=70.
Tabel 2.5 Sampel tanah yang digunakan untuk membentuk persamaan Blotz,1998 dalam Nendi, 2010
Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. 2008, memprediksi nilai berat isi kering maksimum dan kadar air optimum dengan menggunakan metode
persaamaan regresi linear dengan persaaman: MDD tm
3
= 2,0513 – 0,0513PL – 0,000016PM + 0,2901GR2
2.13
R
2
= 0,81; Standard Error = 0.074 tm
3
OMC = 9,4169 + 0,0041PM
– 0,3095GC + 0,3107PL
2.14
Universitas Sumatera Utara
27 R
2
= 0,78; Standard Error = 2,46 dimana:
PL =Batas Plastis
PM = Modulus Plastis = IP P0.425 lolos ayakan diameter 0.425
GR2 = P0.075P0.425 lolos ayakan diameter 0.075 lolos ayakan diameter 0.425
GC = Koefisien Gradien = P4.75P.26
– P2 100
Gambar 2.9. MDD Prediksi vs MDD lab
Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. 2008
Gambar 2.10. OMC Prediksi vs OMC lab
Metacalf, J.B dan Romanoschi, S.A. 2008
Universitas Sumatera Utara
28 Kemudian Ugbe 2012 mengusulkan persamaan dalam memprediksi berat
isi kering maksimum γd dan kadar air optimum w
opt
dengan mengunakan nilai index properties persentase butiran halus, batas cair dan berat jenis. Ugbe
mengambil 152 sampel tanah dari Delta Negara Nigeria, kemudian melakukan pengujian index properties dan menghasilkan statistik data tanah Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Statistik hasil pengujian Ugbe 2012
Adapun dari hasil regresi Ugbe 2012 diperoleh persamaan sebagai berikut: MDD = 15.665SG + 1.526LL-4.313F + 2011.960
2.15 R
2
= 0.895 OMC = 0.129F-0.0196LL-1.4233SG + 11.399
2.16 R
2
=0.795 dimana:
MDD = Maximum Dry Density Berat isi kering maksimum OMC = Moisture Content Kadar air optimum
SG = Specific Gravity Berat jenis
F = Fines Percent Persen butiran
LL = Liquid Limits Batas Cair
Ugbe 2012 menggunakan 3 variabel, sehingga dianggap dapat mewakili semua data indeks properties tanah. Disamping itu pengujian keakuratan korelasi
Universitas Sumatera Utara
29 yang digunakan Ugbe 2012 memiliki rentang yang cukup besar yakni mencapai
angka 80 untuk MDD dan 90 untuk OMC.
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
