BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Dalam kegitan budidaya tanaman atau lebih umumnya kegiatan pertanian

hal yang paling pertama adalah pengolahan lahan agar supaya tanah siap untuk

ditanami dengan harapan dapat memberikan hasil yang optimal. Pada dasarnya,

pengolahan tanah merupakan manipulasi mekanik terhadap tanah yang diperlukan

untuk menciptakan keadaan tanah olah yang siap tanam.

Pengolahan tanah berkaitan erat dengan produksi tanaman, terutama dalam

menyiapkan struktur tanah yang cocok untuk pertumbuhan. Pengolahan tanah

selain akan menggemburkan, sekaligus memadatkan tanah yang berpengaruh

terhadap fisik dan mekanika tanah, dan pengaruh ini pun memberikan akibat

perubahan udara dan air dalam tanah, juga memberikan pembatasan mekanis pada

perkembangan akar dengan lapisan keras pada tanah. Di dalam kegiatan tanah

perlu adanya perhitungan yang memperhatikan besarnya gaya luar yang dapat

diberikan agar tanah yang diolah tidak mengalami kerusakan secara fisik.

Sehingga pengolahan tanah tersebut dapat memberikan kondisi tanah yang cocok

bagi pertumbuhan tanaman, bukan sebaliknya menghambat pertumbuhan dengan

adanya pemadatan akibat pengolahan tanah. Oleh karena itu, praktikum mengenai

cone index dan shear strength ini sangat membantu praktikan dalam upaya

mempelajari mengenai ketahanan tanah.

1.2 Tujuan praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini diharapkan agar mahasiswa dapat

mengetahui apa yang dimaksud serta dapat melakukan pengukuran mengenai cone

index dan shear strength.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kekuatan Geser Tanah

Kekuatan geser suatu massa tanah merupakan perlawanan internal tanah

tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang

geser dalam tanah yang dimaksud. Untuk menganalisis masalah stabilitas tanah

seperti daya dukung, stabilitas talud (lereng), dan tekanan tanah ke samping pada

turap maupun tembok penahan tanah, mula-mula kita harus mengetahui sifat-sifat

ketahanan pergeseran tanah tersebut. Pendekatan secara teoritis untuk

menyelesaikan permasalahan mengenai mekanika tanah pada lahan yang miring

adalah dengan menggunakan konsep yang berlaku umum di mekanika tanah

berdasarkan stabilitas massa tanah pada lereng tak hingga dan konsep berdasarkan

hukum kekekalan massa dan kekekalan momentum. Dari kedua pendekatan

tersebut dengan menggunakan parameter-parameter tanah yaitu : rapat massa butir

tanah, rapat massa air, angle of repose, porositas dan koefisien gesek statik

didapatkan rumusan/persamaan sudut kemiringan lereng kritis yang sama,

meskipun terdapat perbedaan (Capper,1976). Mohr (1980) mengatakan bahwa

keruntuhan terjadi pada suatu material akibat kombinansi kritis antara tegangan

normal dan geser, dan bukan hanya akibat tegangan normal maksimum atau

tegangan geser maksimum saja.

Tahanan Gesek terdiri dari:

1. Gesekan interna l: gesekan antar partikel tanah

2. Kohesi : tahanan yang terjadi karena adanya gaya tarik menarik antar partikel di

dalam satuan massa tanah.

Secara umum, jenis tanah kuarsa seperti tanah pasir memiliki tahanan gesek

yang sepenuhnya berasal dari 2 kombinasi 1 dan 2 diatas.

Terdapat 3 tipe tanah,yaitu:

1.Tanah butiran kuarsa yang friksional tapi tidak kohesif (Ф = 450)

2.Tanah butrian halus yang kohesif ( Ф = 0)

3.Tanah butiran halus kuarsa yang friksional dan kohesif ( c-Ф).

Harga parameter-parameter kekuatan geser tanah dapat ditentukan dengan

pengujian di laboratorium, yaitu terutama dengan melakukan dua pengujian pokok

uji geser langsung dan uji triaksial.

Tabel 1. Parameter Kekuatan Geser Tanah

Tipe Tanah Ф(deg)

Pasir : butiran bulat

Renggang/lepas

Menengah

Padat

27-30

30-35

35-38

Pasir : butiran bersudut

Renggang/lepas

Menengah

Padat

30-35

35-40

40-45

Kerikil bercampur pasir 34-38

Lanau 26-35

Pada uji tegangan - terkendali (stress - controlled), tegangan geser diberikan

dengan menambahkan beban mati secara bertahan, dan dengan penambahan yang

sama besar setiap kali, sampai runtuh. Keruntuhan akan terjadi sepanjang bidang

bagi dari kotak metal tersebut. Setelah melakukan penambahan beban, maka

pergerakan geser pada belahan kotak sebelah atas diukur dengan menggunakan

sebuah arloji ukur horizontal. Selama pengujian berlangsung dapat diukur dengan

pertolongan sebuah arloji ukur lain yang mengukur perubahan gerak arah vertical

dari pelat beban.

Pada uji regangan-terkendali, suatu kecepatan gerak mendatar tertentu

dilakukan pada bagian belahan atas dari pergerakan geser horizontal tersebut

dapat diukur dengan bantuan arloji ukur horizontal. Besarnya gaya hambatan dari

tanah yang bergeser dapat diukur dengan membaca angka pada sebuah arloji ukur

ditengah sebuah pengukur beban lingkaran.

Keterandalan Uji Geser Langsung adalah pada umumnya agak mudah

dilakukan, tetapi uji tersebut mempunyai beberapa kelemahan. Hal ini karena

pada uji ini sampel tanah tidak dapat runtuh pada bidang geser yang terlemah

tetapi runtuh sepanjang bidang di antara dua belahan kotak geser tersebut. Juga

distribusi tegangan geser pada bidang geser mungkin tidak merata akan

tetapi,biarpun dengan adanya kekurangan-kekurangan tersebut, uji geser langsung

tetap merupakan uji yang paling mudah dan paling ekonomis untuk tanah-tanah

pasir jenuh maupun kering (BM.Das).

Uji traksial adalah uji yang paling dapat diandalkan untuk menentukan

parameter tegangan geser. Uji ini telah digunakan secara luas untuk keperluan

pengujian biasa ataupun keperluan riset. Uji triaksial ini berlawanan dengan

keadaan uji geser langsung, karena bidang keruntuhan pada benda uji dalam uji

triaksial tidak dapat ditentukan sebelumnya. Dan dari berbagai diskusi tentang uji

triaksial, bahwa kekuatan geser dari tanah tergantung pada besarnya tegangan air

pori yang terjadi selama uji berlangsung. Tegangan air pori akan berkurang dan

menghilang akibat adanya drainase dari dan ke dalam benda uji. Dan tentu saja uji

triaksial lebih sukar dan mahal dilakukan dibandingkan dengan uji geser

langsung. Dimana kondisi pengukurannya :

a. Undrained test, gesekan tanpa drainase.

b. Consolidated undrained test, tanah dibiarkan mengalami proses konsolidasi,

lalu gesekan diukur tanpa drainase.

c. Drained test, gesekan diukur pada kondisi tidak ada tekanan pori

(BM.Das,1995).

2.2 Cone Index

Cone index adalah ukuran dari resistansi tanah terhadap tindakan penetrasi

dan juga sebagai indicator dari kekuatan tanah. Para peneliti berpendapat bahwa

cone indeks mempunyai hubungan terhadap sifat-sifat fisik tanah. Fulton (1996)

telah meneliti antara bulk densitas dengan cone index terhadap nilai kemungkinan

ekonomis dari nilai kedalaman pada pengolahan tanah. Kedua faktor tersebut

berhubungan dengan kekuatan tanah. Cone index sudah ditentukan dari 1,5 – 2

Mpa sebagai indikasi yang cukup dan beberapa perlambatan pertumbuhan akar,

dengan berturut-turut, analisa yang berdasarkan nila cone index terhadap

kedalaman dari tiap sampel lokasinya. Cone index mempunyai hubungan linear

terhadap bulk density dan dipengaruhi oleh kelembaban (R. K. Taylor et al,2002).

Didalam pratikum ini, kita menggunakan penetrometer dengan kombinasi dari

suatu sensor kapasitansi dan suatu ASAE tangkai penetrasi standard diuraikan.

TDR yang dibandingkan dengan kombinasikan penetrometer, didapat beberapa

keuntungan, yaitu:

- Tanggapan cepat untuk pengukuran yang berlanjut.

- Biaya rendah dengan ketelitian yang cukup.

- Ketahanan/kesehatan relative dalam kaitan dengan struktur dan geometrisnya.

Kaitan pemulihan geometris yang menyangkut tangkai penetrasi, suatu

pendugaan yang berlebihan untuk pengukuran cone index didalam bidang diamati

dan suatu best-fit penyamaan ditemukan melakukan koreksi kesalahan

ini.Disamping itu, literature menunjukkan bahwa nilai aplikasi ini tergantung

betul pada mutu penafsiran dari data yang dikumpulkan. Pengukuran cone index

terbagi atas :

1. Uji Penetrasi atau Uji duga

Gaya yang diperlukan untuk menekan atau memancang sebuah alat duga

kedalam tanah merupakan ukuran kekuatan tanah.

2. Uji Penetrasi Standar

Dalam pengujian ini biasanya sebuah sampel tanah terganggu tetapi

representative didapatkan dari tabung alat sampel guna identifikasi visual.

Pengujian penetrasi standar paling sering digunakan untuk mengukur

kepadatan relative tanah-tanah granular. Berbagai faktor dapat mempengaruhi

hitungan pukulan yang diperoleh, sehingga perlu bertindak hati-hati saat

mengevaluasi hasil-hasil pengujian, seperti kerikil dalam tanah, penggunaan

batang bor yang lebih berat, sepatu alat sampel yang tumpul, kecerobohan

menjatuhkan palu terhadap tinggi jatuh yang dipersyaratkan.

3. Uji Penetrasi Kerucut.

Penetrometer kerucut terdiri dari kerucut 600 dengan luas dasar lingkaran 1000

mm. Kerucut ditekan masuk kedalam tanah pada kecepatan 10 sampai 20

mm/detik dengan tekanan hidrolis yang diberikan pada batang-batang bor yang

memanjang dari kerucut hingga permukaan tanah. Tahanan penetrasi q didapat

dengan membagi gaya terukur dengan luas kerucut sebesar 1000 mm. Tahanan

ini juga biasa disebut dengan cone index yaitu besarnya tekanan yang diberikan

pada batang bor dengan luas dasar kerucut.

Gambar 1. Penetrometer Kerucut

Dalam (Sutton, 1975) Ketika suatu tanah diberikan tekanan atau gaya dari

luar, gaya vertikal yang melingkupi suatu, massa tanah akan bertambah besar.

jika ingin menghitung gaya tersebut, terlebih dahulu diasumsikan bahwa tanah

tersebut. elastis, homogen dan Isotropik Kemudian dengan menggunakan teori

Elastisitas, persamaan yang dapat dikembangkan adalah sebagai berikut :

S = 300T

2 π r 3 ..............(1)

Dimana:

S = tahanan geser (kg.f-m/cm²)

T = torsi (kgf-m)

Alat pengukur tahanan geser tanah yang digunakan dirancang sedemikian rupa

sehingga persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi:

S =

T2 ..........(2)

Cara Mengukur Cone Index

1) Pasang cone pada ujung penetrometer

2) Tegakkan secara vertikal pada tanah yang akan diuji

3) Tekankan kedalam tanah dengan gaya tekan yang tetap sampai ujung cone

berada di bawah permukaan tanah

4) Pada kedalaman tertentu dibaca besarnya tekanan vertikal yang diberikan

untuk menekan alat tersebut

Draft Spesifik Tanah

Nilai draft spesifik tanah diperoleh dari persamaan Kisu (1972) cit Santosa

(1993) yaitu:

F = 80 x F'

75,5−Ip………..(3)

Dengan :

F = Draft spesifik tanah (kg / cm2),

F’ = Draft spesifik tanah yang dimodifikasi dengan indeks plastisitas tanah (kg /

cm2), dan Ip = Indeks plastisitas tanah (%).

Nilai F’

Dapat dihitung dengan rumus :

F’ = Ci2

600+ 1

Ci….…...(4)

Dengan :

Ci adalah indeks kerucut (cone index) dalam kg / cm2. Nilai indeks kerucut diukur

pada kedalaman 5 cm, 10 cm, 15 cm, dan 20 cm dengan menggunakan

penetrometer.

Ci = 1n∑k=1

n Gk

A ……….(5)

Dengan:

Ci = index kerucut (kgf.cm2)

Gk = beban yang diberikan pada setiap kedalaman penetrometer (kg)

A = luas alas kerucut penetrometer (cm2).

K = pengukuran pada kedalaman tertentu.

n = jumlah pengukuran, masing-masing pada kedalaman yang berbeda

Sedangkan indeks plastisitas tanah dihitung dengan menggunakan rumus:

Ip = 0,8 x C – 4,5 ..............(6)

Dengan:

Ip = Indeks plastisitas tanah (%),

C = Kandungan lempung (clay) tanah (%).

Untuk keperluan tersebut, maka dilakukan analisis tekstur tanah. Besarnya

gaya tekan penetrometer bergantung pada kadar air tanah. Dengan demikian

juga dilakukan pengukuran kadar air tanah

BAB IV

HASIL

4.1. Hasil

A. Data hasil pengukuran cone index (indeks kerucut) (Kelompok 3)

Lokasi Kedalaman Beban (kg.F) Rerata (kg)

(cm) 1 2 3

1

0 1,9x103 1,9 x 103 2 x 103 1,93 x 103

5 34,9 x 103 20,4 x 103 23,2 x 103 26,17 x 103

10 45,8 x 103 29,6 x 103 31,4 x 103 35,6 x 103

15 - 32,5 x 103 48,1 x 103 40,3 x 103

20 - - 49,1 x 103 49,1 x 103

25 - - - -

2

0 0,6 x 103 0 2 x 103 1,3 x 103

5 24,2 x 103 15,5 x 103 0,2 x 103 13,3 x 103

10 26,1 x 103 18,6 x 103 20,7 x 103 21,8 x 103

15 19 x 103 18,3 x 103 37,4 x 103 24,9 x 103

20 18 x 103 28,3 x 103 - 23,15 x 103

25 36,7 x 103 - - 36,7 x 103

B. Data hasil pengukuran shear stress

Lokasi kedalaman (cm) Tekanan maks 25 kg.F.m

0 0

10 0,5

20 0,9

Data Semua Kelompok

A. Cone Index

Kelompok LokasiRata-rata beban (N)

0 5 10 15 20 25

3 1 1930 26170 35600 40300 49100 -

2 866,67 13300 21800 24900 23150 36700

4 1 530 9030 8970 15770 - -

2 0 11300 30260 - - -

5 1 0 150 560 690 - -

2 0 220 450 670 800 730

6 1 0 866,7 961,67 1000 - -

2 0 355 402 473,3 529,67 623,67

1 1 0 20 550 - - -

2 0 80 1040 550 610 590

2 1 0 230 400 491,67 566,67 703,3

2 0 203,3 353,3 456,67 490 516,67

Rata-rata beban

tiap kedalaman

(Gk)

277,22 5160,4 8445,5 8530,110749,

46643,94

Gk/A (N/cm2) 138,61 2580,2 4222,75 4265,05 5374,7 3321,97

Gk/A 19903,28 N/cm2

Ci = 1/12. Gk/A 1658,6 N/cm2 = 169,07 Kg.F

Maka, nilai index kerucut untuk seluruh lahan yang digunakan dalam

praktikum kali ini adalah sebesar 1658,6 N/cm2 . Hubungan antara kedalaman

tanah dan tahanan penetrasi tanah dapat ditunjukkan pada grafik berikut ini :

0 5 10 15 20 25 300

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah

Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah

Kedalaman Tanah

Gk/A

Grafik 1. Hubungan Kedalaman dan Gk/A

B. Shear stress

Kelompok

Torsi Maksimum Tanah Pada Setiap

Kedalaman (KgF.m)

0 cm 10 cm 15 cm

3 0 0,5 0,9

4 0 0,73 0,9

5 0,4 0,5 0,3

6 0,4 0,5 0,7

1 0 0,9 0,5

2 0,4 0,5 0,3

Rata-rata 0,2 0,605 0,6

Torsi total 0,468 KgF.m . 9,81 = 4,59 Nm

S=T/2 0,234 KgF.m/cm2 . 9,81= 2,295 Nm/cm2

Maka, nilai shear stress untuk seluruh lahan yang digunakan dalam

praktikum kali ini adalah sebesar 0,234 KgF.m/cm2 atau 2,295 Nm/cm2.

Hubungan antara kedalaman tanah dan torsi maksimum tanah dapat ditunjukkan

pada grafik berikut

0 5 10 15 20 250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7f(x) = 0.0200000000000001 x + 0.283333333333334R² = 0.657534246575343

Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum

Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi MaksimumLinear (Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum)

Kedalaman Tanah

Tors

i Mak

simum

Grafik 2. Hubungan Kedalaman dan Rata-rata Torsi

TUGAS

1. Plotlah hubungan antara tahanan penetrasi tanah (G/A) dengan kedalaman.

Berilah penjelasan mengapa hal itu terjadi.

2. Bila lahan tersebut digunakan bajak singkal dengan lebar kerja 120 cm

dengan kedalaman pengolahan 25 cm dan kecepatan maju 6 km/jam.

Berapa daya yang harus tersedia pada drawbar traktor yang akan

digunakan ?

3. Untuk lahan ini, bagaimana hubungan antara kedalaman pembajakan

dengan kebutuhan daya pengolahan tanah ?

4. Bila pada lahan yang sama akan dilakukan pembajakan dengan bajak putar

dengan lebar kerja 100 cm dan kedalaman 20 cm pada kecepatan putaran

PTO 450 rpm. Berapa kebutuhan dayanya ?

5. Hitung kebutuhan energy pembajakan per hektar untuk kedua bajak

6. Apakah anda yakin bahwa indeks kerucut merupakan variabel pendiga

yang tepat untuk draft pengolahan gtanah ? bukankah bajak bergerak

horizontal sementara penetrometer bergerak vertical di dalam tanah ?

Jawaban No.1 :

Kelompok Lokasi Rata-rata beban (N)

0 5 10 15 20 25

3 1 1930 26170 35600 40300 49100 -

2 866,67 13300 21800 24900 23150 36700

4 1 530 9030 8970 15770 - -

2 0 11300 30260 - - -

5 1 0 150 560 690 - -

2 0 220 450 670 800 730

6 1 0 866,7 961,67 1000 - -

2 0 355 402 473,3 529,67 623,67

1 1 0 20 550 - - -

2 0 80 1040 550 610 590

2 1 0 230 400 491,67 566,67 703,3

2 0 203,3 353,3 456,67 490 516,67

Rata-rata beban

tiap kedalaman

(Gk)

277,22 5160,4 8445,5 8530,110749,

46643,94

Gk/A (N/cm2) 138,61 2580,2 4222,75 4265,05 5374,7 3321,97

Gk/A 19903,28 N/cm2

Ci = 1/12. Gk/A 1658,6 N/cm2 = 169,07 Kg.F

Maka harga index kerucut untuk seluruh lahan adalah 169,07 Kg.F atau

1658,6 N/cm2. Hubungan antara tahanan penetrasi tanah (G/A) dengan kedalaman

ditunjukkan pada grafik :

0 5 10 15 20 250

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah

Hubungan Kedalaman Tanah dan Penetrasi Tanah

Kedalaman Tanah

Gk/A

Grafik menunnjukkan bahwa nilai tahanan penetrasi tanah dengan

kedalaman mempunyai hubungan berbanding lurus. Artinya, semakin dalam tanah

maka tahanan penetrasi yang dimilikinya akan semakin besar. Begitupun

sebaliknya, tahanan penetrasi kecil jika kedalaman tanah berkurang atau kecil.

Jawaban No.2 :

Bila untuk lahan tersebut akan digunakan bajak singkal dengan lebar kerja

120 cm, dengan kedalaman pengolahan 25 cm dan kecepatan maju 6 km/jam,

maka :

Tahanan Spesifik (F’) = Ci2

600 Ci + 1 =

(169,07 )2600(169,07)

+ 1 = 1,28 kg/cm2

Indeks Plastisitas Tanah (P1) = 0,8 (0,3) – 4,5 = -4,22

Unit draft (F) = 80 F '

77,5−p 1 = 1,25 kgf/cm2 = 12,26 N/cm2

Draft = Unit draft x lebar kerja x kedalaman

= 12,26 N/cm2 x 120 cm x 20 cm

= 29424 kN

Daya = Draft x kecepatan

= 29424 kN x 0,216nm/s

= 6355,584 kWatt

= 851,95 HP

Jawaban No.3 :

Hubungan antara kedalaman pembajakan dengan kebutuhan daya

pengolahan tanah adalah berbanding lurus. Hal ini disebabkan semakin dalam

tanah maka tahanan penetrasi tanah semakin besar sehingga daya yang diperlukan

untuk mengolahnyapun besar.

Jawaban No.4 :

Kelompok

Torsi Maksimum Tanah Pada Setiap

Kedalaman (KgF.m)

0 cm 10 cm 15 cm

3 0 0,5 0,9

4 0 0,73 0,9

5 0,4 0,5 0,3

6 0,4 0,5 0,7

1 0 0,9 0,5

2 0,4 0,5 0,3

Rata-rata 0,2 0,605 0,6

Torsi total 0,468 KgF.m . 9,81 = 4,59 Nm

S=T/2 0,234 KgF.m/cm2 . 9,81= 2,295 Nm/cm2

Maka, nilai shear strength (S) pada lahan adalah sebesar 0,247 Kg.Fms2 atau

0,234 KgF.m/cm2. Ditunjukan pada grafik :

1 2 30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum

Hubungan Kedalaman Tanah dengan Torsi Maksimum

Kedalaman Tanah

Tors

i Mak

simum

Torsi spesifik PTO :

Ts = S

32

56 + 0,013 = 0,075 Nm/cm2

Gaya = Ts x d x w

= 0,075 Nm/cm2 x 100 cm x 20 cm

= 150 Nm

Daya = 380 x 2 (20 )

putaran x 75 putaran/detik = 7958,7 Watt

= 1066,85 HP

Jawaban no. 5 :

Hitunglah kebutuhan energy pembajakan per hektar untuk kedua bajak. Mengapa

ada perbedaan kebutuhan energy diantara keduanya?

Energi bajak singkal = draft x jarak

1 h ektar =

573,99 N x 30 m1 h ektar

= 17,2197 KNm/hektar = 1,72197 KJ/hektar.

Energi bajak putar = draft x jarak

1 h ektar=233,088 N x30 m

1h ektar

= 6,9927 KNm/hektar = 6,9927 KJ/hektar.

Perbedaan kebutuhan energy pada kedua bajak dapat terjadi karena terdapat

perbedaan arah gaya diantara keduanya. Kebutuhan energy pada bajak singkal

lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan energy pada bajak rotary karena

bajak singkal melawan arah gaya dari Soil Resistance. Sedangkan bajak rotary

mengangkat arah gaya dari Soil Resistance.

Jawaban No. 6 :

Indeks kerucut (cone index) merupakan variabel penduga draft pengolahan yang

tepat walaupun bajak bergerak horizontal.

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini akan membahas mengenai pendugaan draft

pembajakan. Draft merupakan salah satu unsur kinerja bajak yang dapat

menunjukkan besarnya gaya yang harus diberikan oleh traktor pada bajak untuk

suatu pembajakan. Alat yang akan digunakan dalam penentuan draft pembajakan

adalah cone penetrometer dan shearing ring. Kedua alat tersebut termasuk pada

metode pengukuran empirik yang akan membantu dalam menentukan atau

menduga besarnya draft spesifik dan torsi spesifik.

Pada pengukuran cone index di lapangan menggunakan penetrometer, hal

pertama yang dilakukan adalah penentuan titik-titik pengukuran. Semakin banyak

lokasi atau titik pengukuran pada suatu lahan maka makin teliti hasil yang akan

diperoleh. Dalam praktikum ini setiap kelompok akan melakukan 2 kali

pengukuran menggunakan penetrometer, sehingga nantinya akan diperoleh 12

titik pengukuran cone index. Pada setiap satu titik akan diukur cone index untuk

setiap kedalaman 0 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, dan 25 cm. Dengan

kedalaman tersebut, maka nilai cone index akan berbeda-beda hal ini dikarenakan

cone index merupakan kekuatan tanah dalam menahan penetrasi, penetrasi yang

digunakan pada praktikum ini yaitu penetrasi kerucut. Dengan kedalaman yang

berbeda-beda, diketahui bahwa semakin dalam nilai cone index akan semakin

besar, hal ini berarti bahwa semakin dalam nilai ketahanan atau resistansi tanah

akan semakin besar. Dari hasil pengukuran di lapangan, beberapa kelompok

mengalami kesulitan untuk mengetahui nilai beban saat kedalaman 20 - 25 cm, hal

ini karena bagian tanah yang sangat keras. Selain itu dalam beberapa hari sebelum

praktikum dilaksanakan di daerah Jatinangor tidak mengalami hujan sehingga

membuat tanah menjadi lebih keras. Nilai cone index yang diperoleh yaitu sebesar

1658,6 N/cm2.

Pada pengukuran tahanan geser, pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui

besarnya perlawanan atau kekuatan tanah pada tiap satuan luas terhadap geseran

tanah. Nilai dari hasil pengukuran akan menunjukan beban maksimum yang dapat

ditahan oleh tanah sebelum tanah tersebut mengalami keruntuhan. Untuk

pengukuran tahanan geser, pengukuran dilakukan pada satu titik dengan beberapa

kedalaman yang berbeda, yaitu 0 cm, 10 cm, dan 15 cm. Dari pengukuran yang

Tafsir

240110090003

dilakukan diperoleh nilai tahanan geser yaitu sebesar 2,295 Nm/cm2. Beberapa

kendala yang diperoleh dari pengukuran tahanan geser ini ialah terkadang alat

yang digunakan belum dilakukan tindakan kalibrasi terlebih dahulu sehingga skala

yang ditunjukan oleh jarum kurang tepat. Lahan yang digunakan seharusnya

dibersihkan terlebih dahulu dari rumput dan akar-akar tanaman pengganggu dan

benar-benar dicangkul sedalam 10 - 15 cm, namun karena kondisi tanah yang

keras dan praktikan yang malas untuk mencangkul sesuai kedalaman yang telah

ditentukan, kedalaman 10 - 15 cm tidak tercapai dengan benar.

4.2 Pembahasan

Pada praktikum mesin dan peralatan pertanian yang kedua kami

melakukan pengukuran besar indeks kerucut dan kekuatan geser pada tanah yang

berada pada lahan Gedung Baru FTIP.

Cone index atau indeks kerucut adalah ukuran dari resistensi tanah

terhadap tindakan penetrasi dan juga sebagai indicator dari kekuatan tanah. Cone

index sudah ditentukan dari 1,5 – 2 Mpa sebagai indikasi yang cukup dan

beberapa  perlambatan pertumbuhan akar, dengan berturut-turut, analisa yang

berdasarkan nilai cone index terhadap kedalaman dari tiap sampel lokasinya. Cone

index mempunyai hubungan linear terhadap bulk density dan dipengaruhi oleh

kelembaban (R. K. Taylor et al,2002).

Didalam pratikum ini, kita menggunakan penetrometer. Penetrometer

yang kami gunakan adalah penetrometer digital. Penetrometer digital memiliki

nilai yang lebih presisi dibandingkan dengan penetrometer manual, karena

penetrometer ini sangat sensitif dengan perubahan apapun di sekitarnya. Hanya

saja hasil dari pengukuran menggunakan penetrometer digital ini masih dalam

satuan kilogram sehingga harus dikalikan dengan 1000 untuk mendapatkan

konversi nilai dalam satuan kilogram force.

Masing-masing kelompok melakukan pengukuran di 2 titik lokasi. Setiap

lokasi diukur besar indeks kerucutnya pada kedalaman 0,5,10,15,20,25 cm hingga

penetrometer menunjukkan nilai maksimal, maka itu berarti pada tanah tersebut

nilai indeks kerucutnya sudah sangat tinggi. Seperti pada lokasi pertama

pengukuran kelompok kami, pengukuran indeks kerucut berhenti pada kedalam

lubang 20 cm. Hal ini terjadi karena pada saat menuju kedalaman 25 cm

penetrometer tidak dapat lagi bertambah nilainya dan sudah menunjukkan angka

maksimal. Pada saat nilai indeks kerucut pada penetrometer sudah menunjukkan

angka maksimal maka penetrometer sebaiknya tidak didorong lagi ke dalam

tanah, karena akan menyebabkan kerusakan atau bahkan dapat mengakibatkan

alat menjadi patah. Selanjutnya pada lokasi kedua penetrometer dapat mengukur

besar cone indeks hingga kedalam 25 cm. Hal ini menunjukkan bahwa tanah di

lokasi pengukuran pertama memiliki nilai indeks kerucut yang lebih besar

dibandingkan dengan indeks kerucut pada tanah di lokasi pengukuran kedua.

Nela Angela Sihole

240110090008

Selanjutnya kami juga melakukan pengukuran kekuatan geser tanah

dengan menggunakan sebuah alat bernama Shearing Ring. Kekuatan geser suatu

massa tanah merupakan perlawanan internal tanah tersebut per satuan luas

terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah yang

dimaksud. Untuk menganalisis masalah stabilitas tanah seperti daya dukung,

stabilitas talud (lereng), dan tekanan tanah ke samping pada turap maupun tembok

penahan tanah, mula-mula kita harus mengetahui sifat-sifat  ketahanan pergeseran

tanah tersebut. Pada pengukuran ini kami hanya mengukur pada satu lokasi saja

dengan 3 variasi kedalaman tanah. Kami mengukur besar kekuatan geser tanah

pada kedalaman 0, 10, dan 20 cm dengan tekanan maksimal sebesar 25

kilogramforce meter. Pada kedalaman tanah sebesar 0 cm, maka nilai kekuatan

geser tanahnya juga tidak ada. Selanjutnya pada kedalaman tanah 10 cm,

dihasilkan kekuatan geser sebesar 0,5. Terakhir, pada kedalaman tanah sebesar 20

cm dihasilkan nilai kekuatan geser tanah sebesar 0,9 kilogram force meter per

centimeter kuadrat. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar kedalaman pada

tanah, maka nilai kekuatan gesernya juga akan semakin besar.

4.2. Pembahasan

Pada praktikum mesin dan peralatan pertanian kali ini praktikan melakukan

pendugaan draft pembajakan. Draft menunjukkan besarnya gaya yang harus

diberikan oleh traktor pada bajak untuk suatu pembajakan. Apabila draft telah

diketahui, maka untuk ukuran bajak, traktor, dan kecepatan pembajakan dapat

ditentukan. Besarnya draft dapat diketahui dengan cara mengukurnya secara

langsung atau dengan menduganya dengan metode tertentu, yakni metode empiris,

metode semi-empiris, dan analisa plastisitas. Pada praktikum ini menggunakan

metode empiris, dimana draft diduga dengan sifat fisik tanah tertentu. Sifat fisik

tanah diukur dengan cone penetrometer dan shearing ring.

Pada percobaan cone index, penentuan titik sebanyak 12 dengan masing-

masing kedalaman 0,5,10,15,20,25. Setelah dilakukan pengukuran, maka didapat

nilai index kerucut untuk seluruh lahan sebesar 1658,6 N/cm2. Pada grafik

hubungan kedalaman dan penetrasi tanah, terlihat bahwa garis semakin lama

semakin naik keatas kemudian mengalami penurunan. Lalu pada percobaan shear

stress penentuan titik sebanyak 6 dengan masing-masing kedalaman 0,10,dan 20

cm dengan tekanan maksimal pada saat pecobaan 25 kgFm dan didapatlah nilai

shear stress untuk seluruh lahan sebesar 0,234 KgF.m/cm2 atau 2,295 Nm/cm2.

Pada grafik hubungan kedalaman dan torsi maksimum terlihat bahwa garis

semakin lama semakin naik keatas kemudian mengalami penurunan.

Pada saat melakukan praktikum, waktu yang digunakan sangat tidak efektif

dikarenakan alat tersedia terbatas dan anggota praktkum yang sedikit.

Yollanda R. K.

240110090023

4.2 Pembahasan

Pada praktikum Mesin dan Peralatan Pertanian kali ini akan membahas

mengenai kekuatan tanah menahan beban, baik dari arah vertikal maupun beban

geser pada tanah. Untuk itu alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah

cone penetrometer dan shear ring.

Pengukuran kekuatan tanah terhadap gaya vertikal menggunakan alat cone

penetrometer. Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan memberikan tekanan

terhadap tanah dari atas, lalu pada kedalaman tertentu akan menunjukkan tekanan

yang diberikan terhadap tanah. Pada umumnya, semakin dalam cone masuk

kedalam tanah maka gaya yang diperlukan juga semakin besar. Namun terdapat

beberapa kondisi yang menyebabkan tekanan menurun pada tingkat kedalaman

yang lebih tinggi. Hal ini disebakan oleh struktur tanah yang bervariatif, dimana

tingkat kepadatannya berbeda-beda pada kedalaman tertentu. Nilai index kerucut

untuk seluruh lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah sebesar

1658,6 N/cm2.

Selanjutnya adalah pengukuran kekuatan tanah terhadap tekanan dari arah

horizontal. Tekanan ini menyebabkan bergesernya lapisan tanah bagian atas yang

ditunjukkan oleh gejala pecah atau retaknya lapisan tanah. Pengukuran ini

dilakukan di satu lokasi untuk menghemat waktu. Metode pengukuran shear

strength dilakukan dengan memberikan gaya yang bervariasi antara kedalaman 0,

10, dan 15 cm. Semakin besar tekanan yang diberikan kedalam tanah, makan

dibutuhkan kekuatan lebih besar untuk menggeser permukaan tanah. Nilai shear

stress untuk seluruh lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah

sebesar 0,234 KgF.m/cm2 atau 2,295 Nm/cm2.

Pembacaan dari alat cone penetrometer dan shear ring dapat menentukan

tingkat keakuratan dalam pengukuran. Sebab alat ukur berupa instrumen analog

membutuhkan ketepatan dalam pembacaan skala, yaitu tegak lurus, sedang

penggunanan alat yang membutuhkan tenkanan akan menyebabkan alat tidak

berdiri stabil sehingga pembacaan skala harus dilakukan dengan seksama. Lapisan

tanah yang terlalu keras juga menjadi kendala dalam praktikum kali ini, karena

sulit untuk menekan tanah yang sangat kering serta terdapat banyak akar pohon

didalamnya.

Baron Al Amru

240110090027

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengukur dan menentukan cone

index dan shear strength pada suatu tanah yaitu dengan cara menggunakan cone

penetrometer dan shear ring. Dengan alat tersebut kita dapat menetukan kekuatan

tanah dalam menerima gaya horizontal dan vertikal.

Pertama-tama dilakukan pengukuran cone index pada dua lokasi yang

berbeda dimana pada setiap lokasi tersebut dilakukan pengukuran setiap

kedalaman sebesar 5cm. Pada literatur menunjukkan bahwa setiap penambahan

kedalaman tanah maka tekanan akan meningkat, akan tetapi yang terjadi pada bab

hasil yaitu tekanan pada setiap kedalaman bervariatif. Hal tu menunjukan struktur

tanah pada setiap kedalaman tertentu berbeda-beda membentuk sebuah profil

tanah yang menyebabkan daya tahan terhadap tekanan yang berbeda. Selain itu

dikarenakan saat penekanan cone penetrometer kecepatannya tidak konstan

sehingga datanya pun tidak akurat. Adapaun nilai index kerucut untuk seluruh

lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini sebesar 1658,6 N/cm2. Selanjutnya

pada pengukuran shear strength dilakukan di satu titik saja. Prinsip kerja yang

dilakukan pada pegukuran shear strength adalah tanah dikenakan gaya luar berupa

arah vertikal kemudian diukur dengan menggunakan shear ring untuk mengetahui

daya tahan tanah terhadap gaya luar tersebut. Dapat dilihat pada hasil bahwa

semakin dalam dengan tekanan semakin besar maka kekuatan geser atau nilai

shear strengthnya akan semakin besar. Adapun nilai shear stress untuk seluruh

lahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah sebesar 0,234 KgF.m/cm2

atau 2,295 Nm/cm2.

Pada praktikum kali ini terdapat beberapa kesalahan yang dapat

menyebabkan kesalahan data pada praktikum yaitu seperti kesalahan praktikan

pada saat pembacaan nilai pada alat cone penetrometer. Akibat dari kesalahan

data tersebut menyebabkan data tidak sesuai dengan literatur yang ada. Faktor

kesalahan lainnya selain dari kesalahan praktikan adalah kondisi tanah yang tidak

normal mengingat cuaca yang akhir-akhir ini jarang turun hujan menyebabkan

kondisi tanah yang kering sehingga menyulitkan praktikan untuk menggunakan

alat-alat tersebut.

Luby Pratama

240110090038

BAB V

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari pelaksanaan praktikum kali ini antara lain :

1. Cone index ialah ukuran dari resistansi tanah terhadap tindakan penetrasi dan

juga sebagai indikator dari kekuatan tanah.

2. Semakin lunak tanah yang digunakan sebagai lokasi pengukuran, maka nilai

cone index yang diperoleh semakin kecil.

Tafsir

240110090003

3. Perbandingan antara kedalaman tanah dengan nilai cone index berbanding

lurus, artinya semakin dalam maka nilai cone indexnya akan semakin besar.

4. Nilai shear strength menunjukan beban maksimum yang dapat ditahan oleh

tanah sebelum tanah tersebut mengalami keruntuhan.

5. Kekuatan tanah dari setiap titik lokasi pengukuran berbeda-beda karena

tekstur serta struktur setiap lahan tidaklah sama.

6. Besarnya nilai tekanan yang diberikan pada tanah bergantung pada tingkatan

kepadatan tanah dan nilai pori suatu tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Ariadi, Derry. 2009. Cone Index. http://derryariadi.blogspot.com/2009/06/cone-

index.html. Diakses pada tanggal 29 September 2012.

Dr. Ir. E. Saifuddin Sarief. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. 1986. Bandung. Penerbit :

Pustaka Buana.

Pandu, Ragil. 2010. Kuat Geser Tanah.

http://ragilpandu.blogspot.com/2010/05/mekanika-tanah-2-kuat-geser-tanah.html.

Diakses pada tanggal 29 September 2012.

Triyadi, Ricky. 2011. Cone Index.

http://triyadirikky06.blogspot.com/2011/10/cone-index-fisika-mekanika-

tanah.html. Diakses pada tanggal 29 September 2012.