Analisis kekuatan geser tanah pada berbagai tekstur tanah

AKHMAD IRFAN
F14061825

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011

SOIL SHEAR STRENGTH ANALYSIS IN VARIOUS SOIL
TEKSTURE
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, e8mail: irfan.akhmad33@gmail.com

!

"

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

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. Sifat8sifat 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
) 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 berbeda8beda. Sampel8sampel 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

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

Saya menyatakan dengan sebenar8benarnya bahwa skripsi dengan judul
!"" #
#"#
$
# % &
# "
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
#

$

%

Akhmad Irfan. Lahir pada 27 November 1987 di Gataksari, Kecamatan
Kejajar Kabupaten Wonosobo, Jawa Tengah dari
da pasangan Slamet
Suparyono dan Wuryanti yang merupakan anak pertama dari tiga
bersaudara.
Penulis mengawali pendidikan formal pada
ada S
SD 02 Serang, Kejajar

(1994 –2000). Penulis menyelesaikan tingkat pend
pendidikan lanjutan pada
SMP 1 Kejajar, Wonosobo (2000 – 2003) dan SMA
SM Muhammadiyah,
Wonosobo (2003 – 2006). Sejak tahun 2006, Penuli
Penulis memasuki program
Strata81, dengan program
gram studi Teknik Pertanian Departemen Teknik Mesin dan Biosistem pada
Fakultas Teknologi Pertani
ertanian Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan
ngan Seleksi
S
Masuk Institut
Pertanian Bogor (USMI)..
Selama masaa kuliah,
kulia Penulis aktif di sejumlah organisasi dan kepanitia
anitiaan, Badan Eksekutif
Mahasiswa (BEM) FATET
ATETA dan Unit Kegiatan Mahasiswa AIKIDO sebagai
gai tempat

te
Penulis berbakti
dan mengembangkann diri. Pada tahun 200982010 Penulis menjadi asisten
ten ma
mata kuliah Motor dan
Tenaga Pertanian untuk
tuk pr
program Sarjana (S1) Teknik Pertanian dan padaa tahu
tahun yang sama Penulis
menjadi asisten mataa kulia
kuliah Alat dan Mesin Pekebunan untuk program Diploma
Diplo
(D3) Perkebunan
Kelapa Sawit Sinarmas.
rmas. Penulis pernah memperoleh beberapa beasisw
easiswa, seperti beasiswa
SUPERSEMAR padaa tahun
tahu 200782008 dan beasiswa BBM pada tahun 2008820
2010. Pada juli8agustus
2009 Penulis melakukan

kan Praktik Lapangan dengan topik “Aspek Keteknikan
an pa
pada Pengolahan Tanah
dan Penanaman Tebu Laha
Lahan Kering di PT Laju Perdana Indah, Oku Timur,, Sumatera
Suma
Selatan”.

Syukur &
Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas rahmat dan karunia8Nya
hingga skripsi dengan judul
!"" #
#"#
$
# % &
# "
dapat
diselesaikan dengan sebaik8baiknya. 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 sebesar8
besarnya 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. Teman8teman 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 setulus8tulusnya 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

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

Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah dan sebaran besaran butiran ................................................. 4
Gambar 2. Batas8batas 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 titik8titik 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

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

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

xiii

'

'

#!

&

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
(pengolahan tanah primer) berupa pembajakan
(
) dan
(pengolahan tanah sekunder) yang merupakan kegiatan setelah
pembajakan tanah yang biasanya berupa penggaruan (
). 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. Sifat8
sifat tanah yang menonjol diantaranya adalah
(ketertembusan), pemampatan
(konsolidasi), dan kekuatan geser. Sifat8sifat 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 fraksi8fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur tanah
merupakan penentu sifat8sifat fisika, fisika8kimia dan kimia tanah (Hakim
. 1986). Dengan
demikian maka fraksi penyusun tanah akan menentukan proses mekanisasi yang dilakukan karena
dengan beranekaragamnya komposisi fraksi8fraksi penyusun tersebut akan menghasilkan sifat8
sifat tanah yang berbeda8beda pula.
Kekuatan geser merupakan kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami
kerusakan. Kekuatan geser ini dipengaruhi oleh gaya8gaya yang bekerja pada butiran8butiran,
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.

'

(
Penelitian

!""

#

#"#

$

# % &

# "

ini bertujuan

untuk:
1.
2.
3.

)'

Mengamati perbedaan sifat fisik (batas cair, batas plastis dan
) 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.

$ #" "
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.

'
Hasil penelitian ini bermanfaat sebagai:
1. Bahan pertimbangan bagi penggunaan mesin8mesin 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

'

'

*

#+
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 sisa8sisa bahan organik dari organisme (vegetasi atau
hewan) yang hidup di atasnya atau di dalamnya. Dalam tanah juga terdapat air dan udara. Ikatan
antara butiran8butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik, atau
oksida8oksida yang mengendap di antara partikel8partikel (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 lapisan8lapisan tanah atau horison. Dengan demikian definisi ilmiah tanah adalah
kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison8horison, terdiri dari
campuran bahan mineral bahan organik, air dan udara, dan merupakan media tumbuh untuk
tanaman (Harjowigeno 1995).
Bahan mineral tanah terbentuk dari pelapukan batu8batuan 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 berbeda8beda sesuai dengan
mineral batu8batuan yang dilapuk (Harjowigeno 1995). Butiran8butiran mineral yang
membentuk bagian padat dari tanah merupakan hasil pelapukan dari batuan. Ukuran dari setiap
butiran padat tersebut sangat bervariasi dan sifat8sifat fisik dari tanah banyak tergantung dari
faktor8faktor 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 sifat8sifat tanah yang salah satunya adalah
sebagai granulator yang dapat memperbaiki struktur tanah. Tanah yang banyak mengandung
bahan organik adalah tanah8tanah lapisan atas atau
. Semakin ke lapisan bawah tanah
maka kandungan bahan organik semakin berkurang. Oleh karena itu
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 gaya8gaya adhesi, kohesi dan
gravitasi (Harjowigeno 1995).

'

"
,'

#

# "
Menurut Haridjadja (1980) tekstur tanah adalah distribusi besar butir8butir tanah
atau perbandingan secara relatif dari besar butir8butir tanah. Butir8butir 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 butiran8butiran
yang mempunyai ukuran yang berbeda8beda (Braja 1993).
Tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Kelas tekstur tanah
dikelompokkan berdasarkan perbandingan banyaknya butir8butir pasir, debu dan liat. Tanah8
tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap
(menahan) air dan unsur hara. Tanah8tanah 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 (
), lempung
berlanau (
), dan seterusnya (Braja 1993).
Terdapat hubungan yang erat antara tekstur tanah dengan sifat8sifat tanah yang lain,
seperti kapasitas tukar kation (KTK), porositas, kecepatan infiltrasi dan permeabilitas
(Soedarmo dan Prayoto 1985). Komposisi ketiga fraksi tanah akan menentukan sifat8sifat
fisika, fisika8kimia dan kimia tanah. Sebagai contoh, besarnya lapangan pertukaran dari ion8
ion di dalam tanah amat ditentukan oleh tekstur tanah (Hakim
. 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 pecahan8pecahan batu dengan berbagai ukuran dan bentuk.
Butiran8butiran pasir hampir selalu terdiri dari satu macam zat mineral, terutama kwartz
(Wesley 1973). Partikel8partikel pasir memiliki ukuran yang jauh lebih besar dan memiliki
luas permukaan yang kecil (dengan berat yang sama) dibandingkan dengan partikel8partikel
debu dan liat. Oleh karena luas permukaan pasir adalah kecil, maka peranannya dalam ikut
mengatur sifat8sifat 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 pori8pori 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 unsur8unsur
hara untuk diserap akar lebih besar dari pasir. Partikel8partikel 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 mineral8mineral yang berbeda8beda
komposisi kimianya dan sifat8sifat lainnya dibandingkan dengan debu dan pasir. Fraksi liat
memiliki luas permukaan yang besar. Di dalam tanah molekul8molekul air mengelilingi
partikel8partikel liat berbentuk selaput tipis, sehingga jumlah liat akan menentukan kapasitas
memegang air dalam tanah. Permukaan liat dapat mengadsorbsi sejumlah unsur8unsur hara
dalam tanah. Dengan denikian liat yang permukaannya bermuatan negatif dianggap sebagai
penyimpan air dan makanan tanaman (Hakim 1986). Liat terdiri dari butiran8butiran yang
sanggat kecil dan menunjukkan sifat plastisitas dan kohesi. Kohesi menunjukkan kenyataan
bahwa bagian8bagian bahan itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat
yang memungkinkan bentuk bahan itu dirubah8rubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali
ke bentuk asalnya, dan tanpa terjadi retakan atau terpecah8pecah (Wesley 1973).

-'
Menurut Haridjadja (1980) struktur tanah adalah susunan butiran tanah secara alami
menjadi agregat dengan bentuk tertentu dan dibatasi oleh bidang8bidang dan Hardjowigeno
(1995) mendefinisikan struktur tanah sebagai gumpalan kecil dari butiran8butiran tanah.
Gumpalan struktur ini terjadi karena butir8butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh
suatu perekat seperti bahan organik, oksida8oksida besi dan lain8lain. Gumpalan8gumpalan
kecil ini mempunyai bentuk, ukuran, dan kemantapan (ketahanan) yang berbeda8beda.
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, unsur8unsur 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 pori8pori tanah akan banyak terbentuk.
Struktur tanah juga harus tidak mudah rusak (mantap) sehingga pori8pori tanah tidak cepat
tertutup bila terjadi hujan.

5

.'
Tanah terdiri dari tiga fase yaitu cair, padatan dan gas. Fase cair adalah air tanah
yang mengisi bagian8bagian atau seluruhnya dari ruangan kosong diantara zarah8zarah 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
. 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 24848 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).

/'

""# "
Konsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya kohesi butir8butir tanah atau daya
kohesi butir8butir tanah dengan benda lain. Konsistensi tanah merupakan bagian dari ilmu
yang mempelajari perubahan8perubahan bentuk (
) dan aliran suatu benda (
)
atau sering disebut sebagai Ilmu Rheologi. Sifat8sifat rheologi tanah dipelajari dengan
menentukan angka8angka Atterberg, yaitu angka8angka 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
yaitu dari
sampai
atau
yaitu
dari
sampai
. 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. Batas8batas Attenberg
a.

Batas
tas Cai
Cair [( )

(

*((+]

Batas cair adalah jumlah air terbanyak yang dapat
pat ditahan
dit
tanah. Kalau air
lebih
ih ban
banyak tanah bersama air akan mengalir. Dengann kada
kadar air yang tinggi ini,
tanah
ah dapat
dap melekat pada alat pengolahan tanah seperti bajak dan cangkul. Bila air
berkurang
kurang maka melekatnya melekatnya tanah pada alat pengo
pengolahan juga berkurang,
sehingga
ingga bila kadar air terus berkurang tanah tidak dapatt melekat
mele
lagi (Harjowigeno
1995).
b.

Batas
tas Pla
Plastis [

(

* (+]

Batas plastis adalah kadar air dimana gulungan
an tan
tanah mulai tidak dapat
'
(digulung8gulung) lagi. Kalau
'
tan akan pecah8pecah
tanah
ke segala jurusan. Pada kadar air lebih kecil dari batass plast
plastis tanah sukar diolah
(Harjowig
rjowigeno 1995). Batas plastis merupakan batas terendah
dah ddari tingkat keplastisan
suatu
tu tana
tanah (Braja 1993).
c.

Indeks
eks Pl
Plastisitas [

* +]

Menurut Braja (1993) indeks plastisitas adalah perbe
perbedaan antara batas cair
dengan
gan batas
ba plastis suatu tanah, atau
=
Tanah8tanah liat pada umumnya memiliki indeks
eks plastisitas
p
yang tinggi
sedangka
angkan tanah8tanah berpasir mempunyai indeks plastisitas
plas
yang rendah
(Harjowig
rjowigeno 1995). Jumlah dan ciri bahan koloid mempengaruhi
mem
plastisitas.
Fraksi8fra
fraksi liat silika menunjukkan plastisitas yang kuat dibandingkan dengan
sesquioks
quioksida. Monmorillonit lebih plastis dibandingkan dengan
denga liat koalinit (Hakim
1986).
Menurut Haridjadja (1980) konsistensi memiliki
iliki peran
p
penting dalam
penggara
ggarapan tanah (
). Pengolahan tanah dalam keadaan
eadaan yang sanggat basah
atauu sang
sanggat kering akan menyebabkan rusaknya struktur tanah
tana yang akan berimbas
padaa me
memburuknya drainase tanah dan sukarnya akar mene
menembus tanah. Tanah8
tanah
ah yang
yan mempunyai konsistensi baik umumnya mudah
ah dio
diolah dan tidak melekat
padaa alat pengolah tanah (Harjowigeno 1995).
Dalam Hardiyatmo (1992) batasan mengenai indeks
ndeks plastis, sifat, macam8
macam
cam ta
tanah dan kohesinya diberikan oleh Attenberg seperti
perti ppada tabel 1.

7

PI
0
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

0'

# "

"

%
#
atau kerapatan lindak menunjukkan perbandingan antara berat tanah
kering dengan volume tanah termasuk pori8pori tanah. %
#
merupakan petunjuk
kepadatan tanah, semakin padat suatu tanah maka semakin tinggi
, artinya
semakin sulit meneruskan air atau ditembus akar tanaman. Pada umumnya
tanah
3
berkisar antara 1.1 – 1.6 g/cm . Akan tetapi ada juga beberapa jenis tanah yang mempunyai
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,
tanah merupakan fungsi
kadar air tanah. %
#
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).

1'

#
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
pa me
menyebabkan kerusakan pada tanah tersebut (Hillel
llel 1980).
19
Kekuatan tanah
tergantung pada
ada ga
gaya8gaya yang bekerja diantara butir8butirnya (Wesley
esley 1973).
Kekuatan
kuatan geser tanah merupakan gaya perlawanan yangg dilakukan
dilak
oleh butir8butir
tanah terhadap
dap desakan
d
atau tarikan (Hardiyatmo 1992). Wesley
sley ((1973) menambahkan
bahwa kekuatan
uatan geser tanah adalah akibat gerak relatif antara
ara butiran,
bu
bukan karana
butirannya sendiri
endiri hancur. Menurut Hardiyatmo (1992), bila tanah
ah mengalami
me
pembebanan
akan ditahan oleh:
a. Kohesi
ohesi tanah yang terkandung pada jenis tanah dan kepadata
padatannya, tetapi tidak
tergantu
rgantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada bidang
ang geseran.
g
b. Gesekan
esekan antara butir8butir tanah yang besarnya berbanding
ing lu
lurus dengan tegangan
vertikal
ertikal pada bidang gesernya.
tan dengan τ=
Couloum
uloumb (1773) mendefinisikan fungsi f(σ) sebagai: =
kuat geser tanah,, c= kohesi tanah, σ =tegangan normal pada bidangg runtuh
runt dan θ=sudut gesek
dalam tanah. Hubungan
Hubu
dari persamaan ini dapat digambarkan seperti
erti berikut.
be

Gambar 4. Grafik kekuatan geser

Dalam tanahh tidak berkohesi, kekuatan gesernya hanya terletak pada gesekan
g
antara butiran
tanah saja (c=0)
c=0) ssedangkan pada tanah berkohesi dalam kondisii jenuh
jenuh, maka θ=0 dan τ=c
(Sunggono 1984).
984).
Hardiyatm
rdiyatmo (1992), mengungkapkan bahwa kekuatan geser tanah dari benda uji
yang diperiksa
ksa di laboratorium, biasanya dilakukan dengan besar
sar beban
be
yang ditentukan
terlebih dahulu
ulu da
dan dikerjakan dengan menggunakan tipe peralatan
tan khusus.
khu
Beberapa faktor
yang mempengaru
engaruhi besarnya kekuatan geser tanah yang diuji di laboratorium
laborat
adalah :
a. Kandun
andungan mineral dan butiran tanah
b. Bentuk
entuk partikel
c. Angka
ngka pori
p dan kadar air
d. Sejarah
ejarah tegangan yang pernah dialami
e. Tegang
egangan yang ada di lokasi (di dalam tanah)
f. Perubah
erubahan tegangan selama pengambilan contoh dari dalam
alam tanah
t
g. Tegang
ngan yang dibebankan sebelum pengujian
h. Cara
ara pengujian
pe
i. Kecepa
ecepatan pembebanan
j. Kondisi
ondisi drainasi yang dipilih, drainasi terbuka (
) atau tertutup (undrained)
k. Tekanan
ekanan air pori yang ditimbulkan
l. Kriteria
riteria yang diambil untuk penentuan kuat gesernya

9

Terdapat
dapat beberapa batasan ataupun kekurangan dalam pengujian
peng
kekuatan geser
langsung, yaitu:
a. Tanah
anah bbenda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan ( ) pada
p
bidang yang
telah
lah ditentukan
di
sebelumnya.
b. Distribu
istribusi tegangan pada bidang kegagalan tidak seragam.
c. Tekanan
ekanan air pori tidak dapat diukur.
d. Deform
eformasi yang diterapkan pada benda uji hanya terbatas
as pad
pada gerakan maksimum
sebesar
ebesar alat geser langsung dapat digerakkan.
e. Pola
ola tegangan
teg
pada kenyataannya adalah sangat kompleks
eks dan
da arah dari bidang8
bidang
idang tegangan utama berotasi ketika regangan geser ditamb
ditambah.
f. Drainas
rainase tidak dapat dikontrol.
Luas bidang kont
kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak
tak geser
ge
berkurang ketika
pengujian berlangs
erlangsung. Tetapi pengaruhnya sangat kecil pada hasil
il pengujian,
peng
sehingga dapat
diabaikan.
Keruntuh
runtuhan mekanis biasanya terjadi pada proses pemoton
motong tanah pada bagian
permukaan pemot
pemotongan dalam (
) tanah dan
an pad
pada batas tanah dengan
permukaan alat pe
pemotong. Dalam menganalisis mekanisme dari keruntu
eruntuhan tanah diperlukan
pengetahuna meng
mengenai sifat mekanis tanah dalam hal ini kekuatan
tan geser
g
yang merupakan
penjumlahann dari proses gesekan dan kohesi. Dengan menganalisis
alisis keruntuhan mekanis
tanah ini dapat
pat dir
dirancang tipe alat pemotong yang efektif dan efisien
ien (McKyes,
(M
1985).

Gambar 5. Keruntuhan tanah dalam prosess pem
pemotongan

10

'

'

2
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.

'

,'

!
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
'
# & %! )
3
1) Cangkul
2) Plastik wadah contoh tanah
3) Sekop kecil (kored)
%'

#
1)
2)
3)

&
3
Wadah (cawan) contoh tanah
Neraca elektronik
Mesin pengering (Oven)

+'

(
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)

#
,
%

4 (
53
dengan diameter 10 cm, volume 1 liter

seberat 2.5 kg
Neraca elektronik
Peralatan pengukur kadar air
Ayakan tanah ᴓ 4.76 mm
Wadah (baki plastik)
.

11

Gambar 5. Alat uji pemadatan tanah (Uji Proctor)

'

(
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)

""# "
4
")
Permukaan gelas/kaca yang halus
Silinder ᴓ 3 mm (sebagai acuan)
(pisau colet)
Ayakan ᴓ 0.42 mm
Peralatan pengukur kadar air tanah
Semprotan air

" ! " "53

Pembuat alur

Gambar 6. Alat uji batas cair (Standard Casagrande)
#'

( #"#
&" &3
1) Peralatan uji geser langsung (#
2) Peralatan pembuat contoh tanah (
3) Peralatan pengukur kadar air

&

)

)

12

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

-'
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.

)'
Prosedur penelitian yang akan dilakukan secara garis besar meliputi pengambilan
contoh tanah, pengukuran kadar air dan
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.

,'

# &

%!

)

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 titik8titik pengambilan contoh 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.

.'

# &#

&

)

Sebelum dilakukan pengujian, contoh tanah harus dikering8udarakan terlebih
dahulu. Dilakukan pengeringan dengan kondisi kering8udara agar sifat8sifat yang dimiliki
tanah tidak berubah. Proses pengeringan contoh tanah dilakukan dalam kurun waktu 2
(dua) minggu di Laboratorium Teknik Mesin Dan Budidaya Pertanian Leuwikopo.

/'

# " $

)

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.

0'

(

""# "

4 ( ) " &

5

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui batas cair dan batas plastis serta indeks
plastisitas dari masing8masing contoh tanah. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium
Mekanika Dan Fisika Tanah.
'

"#
# #
") 3
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.
%'

"#
# #
" ! " "3
Contoh tanah lolos ayakan ᴓ 0.42 mm sebanyak 100 gram diletakkan di
permukaan gelas/kaca es
Contoh tanah dibuat pasta dengan penambahan air, lalu tutup selama 30 menit
dengan kain basah
Contoh tanah dibuat silinder sebesar ᴓ 3 mm dengan tangan
Apabila gulungan contoh tanah retak sebelum mencapai ᴓ 3 mm maka tanah
terlalu kering, harus diulangi
Apabila gulungan contoh tanah belum retak setelah mencapai ᴓ < 3 mm maka
tanah terlalu basah, harus diulangi
Batas plastis tercapai apabila gulungan contoh tanah retak saat contoh tanah
tepat mencapai ᴓ 3 mm
Tanah ᴓ 3 mm retak dikumpulkan ke dalam wadah sebanyak 6 gram, kemudian
diukur kadar airnya, Langkah ini dilakukan 2 kali ulangan
Selisih perbedaan kadar air kedua ulangan tersebut tidak boleh lebih dari 2%
Batas plastis hasil percobaan terhadap contoh tanah adalah rata8rata nilai kadar
air kedua ulangan tersebut

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)

1'

(

#

#"#

&"

&

Pengukuran kekuatan geser dalam penelitian ini dilakukan dengan uji geser
langsung (#
) menggunakan alat uji geser langsung (#
&
). Contoh tanah yang akan diteliti dimasukkan ke dalam #
&
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 (
) yang konstan dan
cukup pelan (2% / menit) sehingga tegangan air pori selalu tetap nol.
Prosedur pengukuran kekuatan geser tanah menggunakan #
&
adalah sebagai berikut :
a. Buat contoh tanah dengan menggunakan
b. Ukur berat, dimensi dan kadar air contoh tanah

16

c.
d.
e.
f.
g.

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 :

h.
i.
j.

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)

6'

(

#

Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori8pori tanah dikeluarkan
dengan salah satu cara mekanis. Cara mekanis yang digunakan dalam pemadaatan boleh
bermacam8macam. 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 pori8pori 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,
yang kecil dan pengaruh air
terhadapnya akan diperkecil (Wesley 1973). Jenis tanah, yang diwakili oleh distribusi
ukuran8butiran, 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 kembang8susut 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
dengan cara
(perubahan dari kondisi kering ke basah)
dan pengambilan contoh tanahnya secara
(berulang8ulang).
Prosedur penelitian uji pemadatan tanah menggunakan metode
adalah:
a. 3 kg contoh tanah lolos ayakan ᴓ 4.76 mm dimasukkan ke dalam wadah
b. Tanah dipadatkan dengan membuat 3 lapisan, masing8masing lapisan diberikan
tekanan dengan
sebanyak 25 kali ketukan
c. Bagian tepi atas tanah dipotong
d. Ukur
tanah dengan cara:
1) Timbang berat
+
(m1)
2) Timbang berat
+
+ 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 =
( ≈ 2.7 )
w = kadar air contoh tanah (%)
7) Kadar