Sifat-sifat Material Sedimen

Klasifikasi Material Sedimen Berdasar ukuran butiran Gradasi sedimen / distribusi ukuran butiran sedimen (persen berat atau volume) Berdasar sifat kohesifitas antar butiran Non-kohesif / butiran lepas Kohesif Berdasar jenis materialnya Diperlukan untuk sedimen kohesif atau butir halus

Klasifikasi Ukuran Butiran Sedimen http://www.who.int/water_sanitation_health/resourcesquality/wqmchap13.pdf

ceqg-rcqe.ccme.ca/download/en/

Gradasi Butiran Butiran seragam (teoritis) Butiran tidak seragam http://en.wikipedia.org/wiki/Soil_gradation

Laporan Hasil Penyelidikan Tanah pada Rencana Reklamasi Pantai dan Pembangunan Budidaya Garam, Lab. Mektan, JTS FT UNDIP

http://www. engr. colostate http://www.engr.colostate.edu/~pierre/ce_old/resume/Paperspdf/Wu-Molinas-JulienASCE04.pdf

http://www. engr. colostate http://www.engr.colostate.edu/~pierre/ce_old/resume/Paperspdf/Wu-Molinas-JulienASCE04.pdf

Paramater Non-uniformitas Yang lain: D85/D15 Apa artinya ? Untuk apa ? http://en.wikipedia.org/wiki/Soil_gradation

Dalam Geoteknik

Dalam perlindungan dasar http://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/pubs/09112/page04.cfm  d50/d30 = 1.2

Bentuk Butiran Dasar Bentuk butiran mempengaruhi perilaku gerak butir sedimen non-kohesif dalam air Parameter bentuk butiran diantaranya adalah Diameter pada sumbu a, b dan c Faktor bentuk / shape factor Sphericity Roundness

Diameter Butiran Sumbu a pada arah diamater terbesar Terdapat bidang tegak lurus sumbu a Sumbu b pada arah diameter terbesar pada bidang tsbt Sumbu c pada arah tegak lurus sumbu b Umumnya sumbu c berdiameter terkecil Faktor bentuk, Sf c a b

Spericity Modified from wahyudi 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.90 0.95 Modified from wahyudi

Roundness 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Modified from wahyudi

Gerak Jatuh Butiran Kasar Jika pada air diam butiran sedimen dilepaskan dari permukaan air maka Gaya gravitasi dikurangi gaya apung, Fg, bekerja padanya belum ada yang melawan Akibatnya butiran bergerak oleh percepatan (gaya/massa) Begitu butiran bergerak timbul gaya geser karena kekentalan air yang besarnya proposional dengan kecepatan relatif antara butiran dan air (gerak air disekeliling butiran masih laminer) Gaya geser yang menghambat ini melawan gaya gravitasi dalam air sehingga resultan gaya pada butiran berkurang dan akibatnya percepatan berkurang

Gerak Jatuh Butiran Kasar Gaya resultan, Fr = Fg – Fd Fd tumbuh besama kecepatan Namun Fr sebaliknya berkurang dgn Fd naik Jadi bertambahnya kecepatan berangsur angsur berkurang sampai akhirnya Fg = Fd pada suatu nilai kecepatan tertentu Kecepatan jatuh butiran adalah kecepatan pada saat Fg = Fd (disebut juga kecepatan terminal)

Gerak Jatuh Butiran Kasar F V Fg Fd t

Gerak Jatuh Butiran Kasar Aliran laminer di sekeliling butiran yang bergerak turun terjadi jika, Re < 6 Re adalah angka Reynold butiran, dengan D: diameter butiran V: kecepatan gerak turun butiran terhadap air n: kekentalan kinematik air

Gerak Jatuh Butiran Kasar Jika massa butiran relatif kecil, Fg relatif kecil, nilai V terminal dapat dicapai pada kondisi nilai Re yang rendah dan dapat kurang dari 0.3 - 6 sehingga kecepatan terminak pada kondisi aliran di sekelilingnya laminer Berapa besarnya ?

http://www.sfu.ca/~hickin/FLUIDS/Chapt6-Sediment%20transport.pdf

Gerak Jatuh Butiran Kasar Gaya gravitasi = gaya berat butiran = volume butiran x rapat massa x gravitasi Gaya apung = gaya berat air sebanyak volume butiran =volume butiran x rapat massa air x gravitasi Fg = gaya berat – gaya apung

Gerak Jatuh Butiran Kasar Gaya geser = gaya hambat pada butiran Gaya hambat merupakan fungsi Luas tampang butiran Kecepatan relatif antara butiran dan air Kekentalan dinamik air Pada aliran laminer, gaya hambat sebanding linier dengan kecepatan Pada aliran turbulen, gaya hambat sebanding dengan kuadrat kecepatan (tidak persis)

Gerak Jatuh Butiran Kasar Pada aliran di sekeliling butiran laminer Stokes memberikan Sehingga:

Gerak Jatuh Butiran Kasar Bentuk lain persamaan Stokes

Gerak Jatuh Butiran Jika gerak jatuh butiran sudah mencapai Re = 0.3 namun Fg masih lebih besar dari Fd, maka peningkatan kecepatan menyebabkan rejim aliran di sekitar butiran berubah menjadi turbulen

Contoh Soal http://www.sfu.ca/~hickin/FLUIDS/Chapt6-Sediment%20transport.pdf

Gerak Jatuh Butiran Pada rejim turbulen, gaya hambat : Setelah terjadi keseimbangan Fg = Fd,

Gerak Jatuh Butiran CD adalah koefisien hambat :

Butiran Halus - Kohesifitas Pada butiran halus gaya muatan elektron pada butiran menjadi dominan (terhadap gaya gravitasi dan gaya lain yang terkait) Gaya kohesif menjadi menonjol pada butiran halus atau butiran lempung /clay Pada butiran lanau atau lumpur / silt ada gaya kohesif, namun yang berperan adalah partikel ukuran lempung yang berada di dalamnya (Huang, et al, 2003) http://www.usbr.gov/pmts/sediment/kb/ErosionAndSedimentation/chapters/Chapter4.pdf

Parameter penting butiran halus Rapat massa Konsentrasi Jenis tanah lempung (montmorillonit, illite, kaolinite, silica, alumina, dll.) Kecepatan endap Kohesifitas