PEMODELAN PERILAKU KEMBANG TIGA DIMENSI TANAH LEMPUNG EKSPANSIF MENGGUNAKAN OEDOMETER MODIFIKASI

Agus Tugas Sudjianto, ST.,MT., Prof (ret). Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip. H.E., D.E.A.,

2012 | Disertasi | S3 Teknik Sipil

Perubahan musim di Indonesia mengakibatkan fluktuasi kadar air tanah akibat hujan, evaporasi dan evapotranspirasi. Akibat perubahan kadar air ini, tanah ekspansif akan mengalami perubahan volume dan suction. Tanah ekspansif memiliki karakteristik kembang vertikal, kembang horisontal dan kembang volumetrik yang tinggi pada saat terjadi pembasahan. Perilaku kembang ini dapat menyebabkan kerusakan pada struktur yang dibangun di atas maupun di dalam tanah, khususnya bangunan ringan dan jalan raya. Fenomena ini penting untuk diteliti, sejauh mana pengaruh perubahan kadar air, derajat kejenuhan, batas konsistensi dan suction serta salah satu alternatif penanggulangan kembang tanah ekspansif dengan surcharge terhadap perilaku kembang tanah ekspansif. Penelitian kembang dilakukan pada tanah lempung Soko, Kabupaten Ngawi Propinsi Jawa Timur dengan kondisi terganggu. Benda uji dicetak dengan diameter 6,35 cm dan tinggi 1,70 cm, dengan kadar air awal 10 % dan berat volume kering 1,26 g/cm3. Uji kembang dilakukan dengan alat Oedometer modifikasi dengan ring sampel dari membran, dengan prosedur ASTM D4546-96. Kembang vertikal diukur dengan LVDT dan kembang horisontal diukur dengan strain gauge, nilai kembang volumetrik dihitung dengan formula kembang volumetrik. Perubahan kadar air diukur dengan gypsum block modifikasi. Variasi indeks plastisitas (IP) dan aktivitas (A) tanah dilakukan dengan mencampur tanah Soko dengan bentonite pada 3 komposisi campuran, yaitu : tanah Soko 90 % + bentonit 10 %, tanah Soko 80 % + bentonit 20 %, tanah Soko 70 % + bentonit 30%. Variasi surcharge yang diterapkan adalah 10 kPa, 20 kPa, 30 kPa dan 40 kPa dan akibat pembasahan dilakukan uji matric suction. Pada Penelitian ini juga dibuat hubungan perilaku kembang vertikal, kembang horisontal dan kembang volumetrik dengan program multi varian variabel. Hasil penelitian memperlihatkan perubahan kadar air (w) dan derajat kejenuhan (Sr) mempunyai hubungan berbanding lurus dengan potensi kembang vertikal, kembang horisontal dan kembang volumetrik, sedangkan surcharge (σv) dan matric suction (ua – uw) mempunyai hubungan berbanding terbalik dengan potensi kembang tanah lempung ekspansif. Penambahan bentonit pada tanah Soko (Ngawi) menyebabkan nilai indeks plastisitas (IP) dan aktivitas (A) menjadi tinggi. Semakin tingginya nilai indeks plastisitas (IP) dan aktivitas (A) menyebabkan nilai kembang vertikal, kembang horisontal dan kembang volumetrik makin besar. Pada uji kembang VH dihasilkan perbandingan rata-rata nilai kembang vertikal (Sz) adalah 2,37 kali lebih besar dari kembang horisontal (Sx) dan perbandingan rata-rata nilai kembang volumetrik (Sv) adalah 2,04 kali lebih besar dari kembang vertikal (Sz). Sedangkan rasio kembang volumetrik (3D) uji kembang VH terhadap kembang vertikal (1D) Uji kembang V sebesar 1,53.

The changing of climate in Indonesia causes fluctuation of soil moisture content as an effect of rainfall, evaporation and evapo-transpiration. As a result, the large water content changing of soil moisture content causes the changing of soil expansive volume and suction. Expansive soils have characteristic of high vertical swelling, horizontal swelling and volumetric swelling upon wetting. these behaviors can damage structures above and in the soil, particularly, light building and road. this phenomenon is very interesting to be researched. How far the effect of water content (w) changing, degree of saturation (Sr), limits of consistency and suction also surcharge influence the behaviour of swelling of expansive soils. The research of swelling was conducted to Soko expansive clay from Ngawi Region of East Java Privince in disturbed condition. The samples are molded with 6,35 cm diameter and 1,50 cm height, with initial water content 10% and dry density 1,26 g/cm3. The swelling was tested by modification Oedometer device with sample ring membrane. Swelling test procedure was ASTM D 4546-96. LVDT and horizontal swelling were used to measure the vertical swelling and horizontal swelling respectively. The value of volumtric swelling was calculated by volumetric swelling formula. The water content changing was measured by modification gypsum block. The variation of plasticity index (PI) and activity (A) of soil was conducted by mixing Soko soil and bentonite. The 3 compotition mix were 90 % Soko soil + 10 % bentonite, 80% Soko soil + 20% bentonite, 70% Soko soil + 30% bentonite. The implemented surcharge variations were 10 kPa, 20 kPa, 30 kPa dan 40 kPa. Wetting influence was measured by matric suction test. This research will also conducted the relationship of vertical swelling, horizontal swelling and volumetric swelling by using multy varian variable programe. The results indicate the water change (w) and degree of saturation (Sr) has linear relation with vertical swelling potential, horizontal swelling and volumetric swelling, while the surcharge and matric suction has inversely proportional with swelling potential of expansive soil. The additional bentonite on the Soko soil causes the increase of plasticity index (PI) and activity (A). The higher PI and A cause the increase of vertical , horizontal and volumetric swelling. In swelling test VH are results average comparison value of vertical swelling (Sz) is 2.37 larger than the horizontal swelling (Sx) and the ratio of the average value of the volumetric swelling (Sv) is 2.04 greater than the vertical swelling (Sz). While the ratio of volumetric swelling (3D) of Vh swelling test to fvertical swelling (1D) of V swelling test is 1.53

Kata Kunci : lempung ekspansif, oedometer modifikasi, indeks plastisitas, aktivitas, iisucharge, perilaku kembang.