Sifat-sifat Material Sedimen

Presentasi berjudul: "Sifat-sifat Material Sedimen"— Transcript presentasi:

1 Sifat-sifat Material Sedimen

2 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

3 Klasifikasi Ukuran Butiran Sedimen

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

5 Gradasi Butiran Butiran seragam (teoritis) Butiran tidak seragam

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

7 http://www. engr. colostate

8 http://www. engr. colostate

9 Paramater Non-uniformitas
Yang lain: D85/D15 Apa artinya ? Untuk apa ?

10 Dalam Geoteknik

11 Dalam perlindungan dasar
 d50/d30 = 1.2

12 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

13 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

14 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

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

16 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

17 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)

18 Gerak Jatuh Butiran Kasar
F V Fg Fd t

19 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

20 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 sehingga kecepatan terminak pada kondisi aliran di sekelilingnya laminer Berapa besarnya ?

21

22 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

23 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)

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

25 Gerak Jatuh Butiran Kasar
Bentuk lain persamaan Stokes

26 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

27 Contoh Soal

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

29 Gerak Jatuh Butiran CD adalah koefisien hambat :

30

31 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)

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