Pengaruh Gabungan Kepadatan, Kadar Air, Ketebalan Lapisan, dan Energi Kompaksi terhadap Nilai Kuat Tekan Bebas (UCS) pada Tanah Lempung Plastisitas Tinggi

Authors

DOI:

https://doi.org/10.29103/tj.v16i1.1306

Keywords:

high plasticity clay, unconfined compressive strength (UCS), compaction energy, water content, non-uniform compaction, layer thickness

Abstract

Abstrak

 

Tanah kohesif, khususnya lempung lunak dan lempung ekspansif, menimbulkan tantangan significan dalam proyek teknik sipil karena karakteristik geoteknik nya yang kurang baik. kegagalan pada konstruksi sipil, seperti perkerasan jalan, sering terjadi akibat daya dukung tanah yang rendah yang diakibatkan oleh lempung plastisitas tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi faktor-faktor utama yang mempengaruhi nilai Unconfined Compression Strength (UCS) dan mengamati pola keruntuhan yang sesuai terutama di bawah kondisi pemadatan yang kurang seragam. variabel utama yang di selidiki adalah kepadatan tanah (dikontrol oleh energi pemadatan), kadar air, dan ketebalan lapisan pemadatan (dikontrol oleh massa tanah per-lapisan). kadar air divariasikan menjadi tiga kondisi: di bawah kadar air optimum (OMC), pada OMC, dan di atas OMC. Variasi ketebalan lapisan dirancang untuk mensimulasikan pemadatan lapangan yang non-seragam, diatur dengan mengontrol massa tanah pada setiap dari tiga lapisan yang dipadatkan. Hasil pengujian secara konsisten menunjukan bahwa tanah yang dipadatkan pada nilai OMC menghasilkan nilai UCS tertinggi sebesar.... Lebih lanjut, variasi ketebalan lapisan menunjukan bahwa semakin kecil massa tanah per lapisan (yang menghasilkan lapisan yang lebih tipis dan lebih padat), semakin besar pula nilai UCS yang dihasilkan. Peningkatan kekuatan ini disebabkan oleh distribusi energi pemadatan yang lebih merata di seluruh lapisan. temuan paling penting dari studi ini adalah bahwa bidang keruntuhan paling kritis didominasi terlihat pada lapisan tengah sampel, terutama pada spesimen yang dipadatkan secara non-seragam. hal ini mengindikasikan bahwa antar muka antara lapisan pemadatan yang tidak seragam berpotensi menjadi zona kelemahan yang memerlukan pertimbangan cermat dalam aplikasi konstruksi di lapangan.

 

Kata kunci: lempung plastisitas tinggi, kuat tekan bebas (UCS), energi pemadatan, kadar air, kepadatan non-seragam, ketebalan lapisan.

 

Abstract

 

Cohesive soils, especially soft clay and expansive clay, pose significant challenges in civil engineering projects due to their poor geotechnical characteristic, such as road pavement, often occurring due to low bearing capacity caused by high plasticity clay. this research aims to evaluate the main factors that influence the Unconfined Compression Strength (UCS) and observe the corresponding failure patterns, especially under uniform compaction conditions. The main variables studied are soil density (controlled by compaction energy), water content, and compaction layer thickness (controlled by soil mass per layer). the water content was varied into three conditions: below optimum moisture content (OMC), at OMC, and above OMC. Variations in layer thickness were designed to simulate non-uniform field compaction, arranged by controlling the soil mass of each of the three compacted layers. consistent testing result show that soil compacted at the OMC value produces the highest UCS value. Furthermore, variations in layer thickness indicate that the smaller the soil mass per layer (resulting in thinner and denser layers), the greater the resulting UCS value. The increase in strength is due to a more even distribution of compaction energy throughout the layers. the most important finding of this study is that most critical failure plane is dominantly observed in the middle layer of the sample, especially in specimens compacted non-uniformly, indicating that non-uniformly compacted layers have the potential to become weak zone that require careful consideration in field construction.

 

Keywords: high plasticity clay, unconfined compressive strength (UCS), compaction energy, water content, non-uniform compaction, layer thickness

References

Abdullah, H. H., Shahin, M. A., & Sarker, P. (2017, April). Stabilisation of Clay with Fly-Ash Geopolymer Incorporating GGBFS. GGBFS World Conggress on Civil, Structural, and Environmental Engineering. https://doi.org/10.11159/icgre17.141

Ali, H., & Mohamed, M. (2017). The effects of compaction delay and environmental temperature on the mechanical and hydraulic properties of lime-stabilized extremely high plastic clays. Applied Clay Science, 150, 333–341. https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.09.019

Asnur, H., & Yunita, R. (2023). Perbandingan Tingkat Kepadatan Tanah Di Lima Kecamatan Kota Payakumbuh Dengan Metoda Standar Proktor. SAINTEKES: Jurnal Sains, Teknologi Dan Kesehatan, 2(1), 54–61. https://doi.org/10.55681/saintekes.v2i1.21

D2166: Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil, USA (2000).

Ilmuddin. (2022). Stabilisasi Tanah Lempung Dengan Penambahan Pasir Terhadap Tingkat Kepadatan dan Daya Dukung Tanah di Dusun Lanang Desa Lampasio Kec. Lampasio. Jurnal Sains Dan Teknologi Tadulako, 8. https://doi.org/10.22487/jstt.v8i1.379

Kusuma, R. I., Mina, E., & Utomo, A. P. (2017). Stabilisasi Tanah Menggunakan Fly Ash Terhadap Nilai Kuat Tekan Bebas Berdasarkan Variasi Kadar Air Optimum (Studi Kasus Jalan Raya Bojonegoro, Kab. Serang). Fondasi: Jurnal Teknik Sipil, 6(1).

Liu, P., Lin, J., Wang, Y., & Yang, X. (2021). Effect of moisture content on the shear behaviour of a completely decomposed granite: An experimental study. Advances in Civil Engineering, 2021. https://doi.org/10.1155/2021/6631422

Ludfian, M., & Wibowo, D. E. (2017). Stabilisasi Tana Lempung Menggunakan Campuran Limbah Abu Sekam Padi pada Pasir dengan Metode Pemadatan Laboratorium. INERSIA, 13 (1), 66–75.

Ni, J., & Geng, X.-Y. (2022). Radial consolidation of prefabricated vertical drain-reinforced soft clays under cyclic loading. Transportation Geotechnics, 37, 100840. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2022.100840

Nugroho, S. A., Satibi, S., & Raflyatullah. (2021). Pengaruh Penggunaan Semen dan Fly Ash Terhadap Nili CBR Tanah Lempung Muara Fajar. Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand), 17(3), 267–279.

Nugroho, S. A., Wibisono, G., & Mauliza, A. Z. (2020). Studi Kandungan Kapur pada Stabilisasi Lempung Ekspansif dengan Pengujian UCS dalam Beberapa Kondisi. 41(1), 1–6. https://doi.org/10.14710/teknik.v41n1.xxxxxx

Pezowicz, P., & Choma-Moryl, K. (2015). Moisture Content Impact on Mechanical Properties of Selected Cohesive Soils from the Wielkopolskie Voivodeship Southern Part. Studia Geotechnica et Mechanica, 37(4), 37–46. https://doi.org/10.1515/sgem-2015-0043

Phanikumar, B. R., & Ramanjaneya Raju, E. (2020). Compaction and strength characteristics of an expansive clay stabilised with lime sludge and cement. Soils and Foundations, 60(1), 129–138. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2020.01.007

Raju, V.R. and Valluri, S. (2008). Practical Applications of Ground Improvement. Proceeding of Symposium on Engineering of Ground & Environmental Geotechnique.

S. A. Nugroho, G. Wibisono, and F. K. (2013). Analisa Peningkatan Kekuatan Tanah Yang Diperkuat Serat dan Bahan Stabilisasi pada Sisi Kering dan Sisi Basah. Jurnal Teknik Sipil (JTS-UAJY), 12(2), 137–144.

Satria, Z., Fatnanta, F., & Nugroho, S. A. (2020). Pengaruh Waktu Terhadap Daya Dukung Fondasi Tiang Pada Tanah Lunak dengan Variasi Kekasaran. Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand), 16(1), 12–24.

Strength, C. (2015). Effect of Sodium Silicate-based liquid stabilizer on Unconfined Effect of Sodium Silicate-based liquid stabilizer on Unconfined Compressive Strength of Marine Clay. December 2014. https://doi.org/10.13140/2.1.1743.6484

Suroso, S., Suyadi, W., Indrawahyuni, H., & Zaika, Y. (2013). Pengaruh Variasi Lama Perendaman, Energi Pemadatan, dan Kadar Air Terhadap Pengembangan (Swelling) dan DDT Ekspansif di Kecamatan Paron, Kabupaten Ngawi. Rekayasa Sipil, 7(1), 55–65.

Watabe, Y., & Noguchi, T. (2011). Site-Investigation and Geotechnical Design of D-Runway Construction in Tokyo Haneda Airport. Soils and Foundations, 51(6), 1003–1018. https://doi.org/10.3208/sandf.51.1003

Yamin, M., Attom, M. F., Atabay, S., & Vandanapu, R. (2021). The effect of compaction effort on shear strength parameters of low/high plasticity clay Soils. Geotechnical Engineering, 52(2), 1–8.

Zulnasari, A., Nugroho, S. A., & Fatnanta, F. (2021). Perubahan Nilai Kuat Tekan Lempung Lunak Distabilisasi Dengan Kapur dan Limbah Pembakaran Batubara. Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand), 17(1), 24–36. https://doi.org/10.25077/jrs.17.1.24-36.2021

Downloads

Published

2026-03-01

How to Cite

Soewignjo Agus and Fatnanta, F. (2026) “Pengaruh Gabungan Kepadatan, Kadar Air, Ketebalan Lapisan, dan Energi Kompaksi terhadap Nilai Kuat Tekan Bebas (UCS) pada Tanah Lempung Plastisitas Tinggi”, Teras Jurnal : Jurnal Teknik Sipil, 16(1), pp. 14–25. doi: 10.29103/tj.v16i1.1306.