Ujian Proctor

Ujian Proctor Objektif| Teori|Tatacara|Pengiraan|Perbincangan |Rujukan| Objektif Tujuan ujian proktor ini untuk menentukan kandungan air yang optimum bagi pemadatan tanah.

Teori Satu acuan berbentuk silinder berisipadu 1000cm3 diisi dengan tiga lapisan tanah. Setiap lapisan dihentak dengan 27 pukulan pelantar piawai 4.5kg dengan jarak kejatuhan 300mm bagi setiap pukulan. Walau bagaimanapun hentaman boleh dilakukan dengan mengunakan 27 pukulan pelantak seberat 2.5kg dan acuan hendak diisi dengan 5 lapisan. Proctor menetapkan bahawa pemadatan adalah fungsi empat pembolehubah iaitu: 1) ketumpatan kering ρd 2) kandungan air w 3) usaha memadat 4) jenis tanah Hubungan di antara ketumpatan,ketumpatan kering dan air adalah

=

= Apabila ketumpatan kering bagi setiap sampel ditentukan dan diplotkan melawan kandungan air bagi setiap contoh,satu lengkung dinama lengkung pemadatan bagi pemadatan proctor piawai didapati. Daripada graf ini, kandungan air optimum diperolehi pada nilai ketumpatan kering maksimum. Kandungan air merupakan sifat yang penting dalam pemadatan tanah. Ini kerana kandungan air yang rendah, tanah menjadi kukuh dan sukar untuk dipadatkan. Dengan ini tanah yang dipadat mempunyai ketumpatan kering yang rendah dan nisbah lompang yang tinggi. Pada kandungan air yang optimum,air menghasilkan pelinciran kepada tanah dan menambah kebolehkerjaan. Maka tanah yang dipadat mempunyai ketumpatan kering yang tinggi dan nisbah lompang yang rendah. Tetapi sekiranya kandungan air terlalu tinggi ( iaitu melebihi nilai optimum)air akan memisahkan zarah-zarah tanah. Oleh itu tanah yang dipadatkan mempunyai ketumpatan kering yang rendah dan nisbah lompang yang tinggi. Tatacara

1. Dimensi acuan relang dicatat. 2. Berat acuan kosong (tanpa relang) ditentukan. 3. Selaput nipis garis disalutkan pada bahagian dalam acuan dipasangkan pada plat dasar dengan bantuan nut. Relang diletakkan di atas acuan.

4. 3000 gram tanah kering udara yang melepasi ayak saiz 4.76 mm di dalam talam diambil.

5. Daripada ujian lalu, kandungan lembapan higroskopik tanah ditentukan. 6. Kira-kira 8% air (lebih kurang 120 cc) ditambah kepada tanah, digaul sehingga sebati dan ditutupkan dengan kain lembab.

7. Tanah diletakkan dalam tiga lapisan dan tiap-tiap satu lapisan setebal 50 mm, dalam keadaan longgar dan padat dengan menggunakan pelantak sebanyak 27 kali hentaman. Bahagian atas tanah terpadat diratakan sebelum meletakkan lapisan lain. Selepas lapisan ketiga dipadat, aras tanah dipastikan bahawa berada di atas sedikit daripada bahagian atas acuan.

8. Relang, trim tanah dikeluarkan dengan menggunakan sisi lurus, acuan dipisahkan daripada plat dasar dan ditimbang.

9. Dua sampel daripada bahagian atas dan bawah acuan diambil untuk penentuan kandungan lembapan.

10. Tanah terpadat dikeluarkan dari acuan dan dipecah-pecahkan. 8% air dicampurkan dan langkah 7 – 10 diulangkan.

11. Ujian diteruskan dengan 10% air, sehingga penurunan berat tanah dicapai sekurangkurangnya pada dua bacaan.

12. Lengkung

kandungan lembapan melawan ketumpatan kering diplotkan ketumpatan kering maksimum dan kandungan lembapan optimum ditentukan.

dan

13. Garis ketepuan 100%, 90% dan 80% diplotkan. Darjah ketepuan yang sepadan dengan ketumpatan kering maksimum dianggarkan.

Pengiraan Contoh 1 : Berat Tanah Basah + Acuan

= 7050 g

Barat Acuan Kosong

= 5100 g

Berat Tanah Basah

= ( 7050 - 5100 ) g = 1950 g

Untuk Sampel 3a : Berat Tanah Kering

= (Berat Tanah Kering + Tin) – Berat Tin Kosong = 15.1 – 4.0 = 11.1 g

Kehilangan Lembapan = (Berat Tanah Basah + Tin) – (Berat Tanah Kering + Tin) = 17.9 – 15.1 = 2.8 g

Kandungan Lembapan Tin 3a =

= = 0.25225 Peratus Kandungan Lembapan tin 3a

= 0.25225 x 100 % = 25.225 %

Untuk Sampel 3b : Berat Tanah Kering

= (Berat Tanah Kering + Tin) – Berat Tin Kosong = 23.5 – 9.2 = 14.3 g

Kehilangan Lembapan = (Berat Tanah Basah + Tin) – (Berat Tanah Kering + Tin) = 27.2 – 23.5 = 3.7 g

Kandungan Lembapan Tin 3a =

= = 0.25874 Peratus Kandungan Lembapan tin 3a

= 0.25874 x 100 % = 25.874 %

Kandungan Lembapan , w (%)

= Purata Kandungan Lembapan Tin 1 dan 2

= = 25.5495 %

Ketumpatan Pukal, r

=

=

= 2.10 Mg/m3

Ketumpatan kering , r d

=

= = 1.673 Mg/m3 Anggapan graviti tentu untuk sampel tanah, Gs = 2.65 Ketumpatan air = 1000kg/m3

rd =

1.673 = (1 - Va) = 1.0589 Darjah ketepuan, S = 105.89 %

Perbincangan Pemadatan merupakan satu proses untuk meningkatkan ketumpatan tanah dengan merapatkan zarah-zarah tanah secara mekanikal. Proses ini akan melibatkan proses pengubahsuaian kandungan air tanah termasuk penggredan tanah itu sendiri. Selain itu proses ini juga akan menyebabkan pengurangan isipadu udara tanpa mengubah kandungan air dalam tanah. Di dalam pembinaan tambakan tanah untuk asas jalanraya, lebuhraya ,asas bangunan dan struktur kejuruteraan awam yang lain, pemadatan dilakukan secara mekanikal dalam lapisan-lapisan tertentu yang selalunya berubah–ubah mengikut pemilihan jentera pemadat antara 75mm hingga 400mm bergantung kepada keperluan sesuatu projek itu sendiri. Untuk tanah berzarah kasar (tidak jelekit) pemadatan selalunya dijalankan menggunakan kaedah getaran (vibrator). Untuk tanah berzarah halus (tidak jelekit) kaedah yang sesuai digunakan ialah menggunakan jentera pemadat yang biasa iaitu penggelek (roller) dan pelantak (tampers). Darjah pemadatan sesuatu tanah diukur dalam sebutan ketumpatan kering ,iaitu jisim pepejal per unit isipadu tanah .Pemadatan yang sesuai hanya berlaku pada kandungan air yang optimum . Antara faktor yang mempengaruhi pemadatan tanah ialah i)

Kandungan kelembapan tanah yang digunakan

ii)

Tenaga mampatan yang dikenakan ke atas tanah

iii)

Sifat-sifat tanah

Berdasarkan graf yang diplotkan, kita mendapati graf yang di plot akan membentuk satu lengkung dimana ia akan meningkat pada awal sehingga satu takat maksima iaitu lebih kurang 1.8Mg/m3 iaitu pada ketika nilai kandungan lembapan adalah optimum iaitu 23%. Akan tetapi nilai ketumpatan tanah ini turun kembali. Jadi kita boleh katakan disini bahawa didapati ketumpatan kering tanah meningkat apabila kandungan air meningkat, ini adalah kerana ‘selaput air’ yang terhasil semakin membesar di sekeliling zarah tersebut yang bertindak sebagai ‘pelincir’ dan ia membolehkan pergerakkan zarah yang lebih mudah dan zarah-zarah itu menyusun semula dalam satu susunan yang lebih padat. Walau bagaimanapun ,kita akan mencapai satu tahap peratusan kandungan air yang mana ketumpatannya tidak akan meningkat lagi. Pada takat ini, air akan mula menggantikan zarah tanah di dalam acuan. Tetapi apabila kandungan air melebihi nilai optimum air yang hadir akan memisahkan zarah-zarah tanah. Jadi tanah yang di padatkan akan mempunyai ketumpatan kering yang rendah dan nisbah lompang yang tinggi. Secara umumnya, semakin tinggi darjah pemadatan sesuatu tanah semakin tinggi kekuatan ricihnya dan semakin kurang pula kebolehmampatanya serta semakin rendah kebolehtelapannya. Apabila berada di lapangan pula, pemadatan dijalankan dengan menggunakan penggilik. Terdapat 4 jenis penggilik yang umum digunakan, iaitu: 1.

Penggelek beroda licin(Smooth-wheel roller)

2.

Penggelek beroda getah Pneumatic(Pneumatic rubber-tired roller)

3.

Penggelek tapak biri-biri (Sheepfoot roller)

4.

Penggelek mengetar (Vibratory roller)

Pemilihan penggelek yang sesuai adalah sangat penting kerana setiap penggelek adalah direkabentuk khas untuk sesetengah keadaan sahaja.

Rujukan 1. Pengenalan mekanik tanah Pengarang: Bujang k.huat Ahmad Jusoh Shukri Maail

2. Pengelanan Kejuruteraan Geotenik Pengarang: Robert D.Holts William D.Kovacs 3. Fundamentals of Geotechnical Engineering Pengarang: Braja M.Das