KEBOLEHTELAPAN (PERMEABILITY)

Isi Kandungan Pengenalan Hukum Darcy Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kebolehtelapan Penentuan Pekali Kebolehtelapan Penentuan Kebolehtelapan Di Tapak Keadaan – Keadaan Khas: Kebolehtelapan Tanah Berbilang Lapis Kecerunan Hidraul Genting Jaringan Aliran

PENGENALAN Tanah merupakan satu bahan yang boleh telap air. Air bebas mengalir menerusi liang-liang antara zarah-zarah pepejal tanah. Aliran air berlaku disebabkan oleh wujudnya perbezaan turus tekanan. Air mengalir dari satu titik yang mempunyai tekanan tinggi kepada satu titik yang mempunyai tekanan rendah. Kebolehtelapan ialah satu ukuran bagi menunjukkan bagaimana mudahnya aliran air melalui tanah.

Rajah 1: Turus Jumlah dan Kecerunan Hidraul PENGENALAN (cont’d) -dh u γw A i = -dh/dl h Aliran B z dl datum x x Rajah 1: Turus Jumlah dan Kecerunan Hidraul

PENGENALAN (cont’d) Turus jumlah pada titik A, Kadar aliran, i h = z + u/γw h = turus jumlah u = tekanan air liang γw = berat unit air z = ketinggian turus di atas datum x-x Kadar aliran, i i = - dh/dl dh = perubahan turus jumlah dl = jarak aliran

Air mengalir melalui tanah yang tepu sepenuhnya mengikut Hukum Darcy: KEBOLEHTELAPAN q = V/t = Ak(h/l) = Aki Air mengalir melalui tanah yang tepu sepenuhnya mengikut Hukum Darcy:

HUKUM DARCY q = V/t = Ak(h/l) = Aki q = Kadar aliran V = Isipadu air mengalir t = Masa kuantiti V air mengalir A = Luas keratan rentas tanah dengan aliran q melaluinya k = Pekali kebolehtelapan tanah k = V/t / Ai h = Turus hidraulik merentasi tanah l = Panjang jalur yang dilalui oleh air i = h/l = Kecerunan hidraulik q = V/t = Ak(h/l) = Aki

Nilai Kebolehtelapan (mm/s) HUKUM DARCY (cont’d) Pekali Kebolehtelapan, k = V/t / Ai, boleh ditakrifkan sebagai kadar aliran bendalir di dalam media berliang perunit luas bagi satu unit kecerunan hidraul (mm/s). Jadual 1: Nilai Kebolehtelapan Tanah untuk Jenis Tanah yang Berlainan (Smith, 1984) Jenis Tanah Nilai Kebolehtelapan (mm/s) Sifat Aliran Kerikil Pasir Kelodak Tanah Liat 10 – 1000 10-2 – 10 10-5 - 10-2 <10-5 Baik Lemah Tidak boleh telap

FAKTOR PENGARUHI PEKALI KEBOLEHTELAPAN (k) Bentuk dan Susunan Partikel Tanah: Bergantung kepada saiz purata liang yang berkait rapat dengan agihan saiz zarah, bentuk zarah dan struktur tanah. Keporosan Tanah : Zarah yang kecil mempunyai saiz purata liang yang kecil serta pekali kebolehtelapan yang rendah. Serakan Partikel Tanah : Peratusan kecil bijian halus di dalam tanah butiran kasar menghasilkan nilai k yang lebih rendah daripada nilai k bagi tanah yang sama tanpa bijian halus. Kandungan mineral dalam tanah. Jika ada rekahan dalam tanah liat, nilai kebolehtelapan yang lebih tinggi akan diperolehi berbanding dengan tanah tanpa rekahan. Suhu: Berubah mengikut suhu yang terhasil daripada kelikatan. k k k k k k

PENENTUAN PEKALI KEBOLEHTELAPAN 1) Kaedah Makmal 2) Kaedah Di-Situ

Bagi tanah berbutir kasar Bagi tanah berbutir halus KAEDAH MAKMAL Bagi tanah berbutir kasar Ujian Kebolehtelapan Turus Tetap Bagi tanah berbutir halus Ujian Turus Menurun

Ujian Kebolehtelapan Turus Tetap Ujian kebolehtelapan turus tetap dilakukan bertujuan untuk menentukan pekali kebolehtelapan tanah, k bagi zarah kasar dengan menggunakan meter telap turus tetap. - Sampel tanah pada ketumpatan yang sesuai diletakkan di dalam silinder perspek yang mempunyai keratan rentas A - Sampel tanah diletakkan di atas turas kasar atau jejaring dawai - Aliran air tegak yang mantap di bawah turus tekanan yang tetap dikekalkan di dalam tanah dan isipadu air yang mengalir seunit masa(q) diukur - Pengukuran ketinggian turus dibuat disisi silinder untuk memperolehi kecerunan hidraulik (i) - Satu siri ujian dibuat, setiap satu ujian dilakukan pada kadar alir yang berbeza. - Sebelum ujian dijalankan, sampel tanah dikenakan keadaan vakum untuk memastikan darjah ketepuan yang tinggi ingin dikekalkan, air yang digunakan semasa ujian haruslah dinyahudara Prosedur

Constant Head Permeability Test Schematic Diagram of Constant Head Permeability Test

Constant Head Permeability Test Apparatus

Ujian Kebolehtelapan Turus Menurun Ujian kebolehtelapan turus menurun dilakukan bertujuan untuk menentukan pekali kebolehtelapan tanah, k bagi pasir halus, kelodak dan tanah liat dengan menggunakan meter telap turus menurun. - Contoh tanah tak terganggu diuji - Silinder ujian diisi dengan contoh panjang l dan keratan rentas A - Turas kasar diletakkan pada setiap hujung contoh dan paip tegak yang mempunyai luas permukaan dalaman A disambung dibahagian atas silinder - Air mengalir ke dalam takungan yang mempuyai aras malar -Paip tersebut akan dipenuhi air dan bacaan diambil bagi tempoh masa t bagi aras air menurun Prosedur

Falling Head Permeability Test Schematic Diagram of Falling Head Permeability Test

Falling Head Permeability Test Apparatus

Ujian pengepaman telaga KAEDAH DI-SITU Ujian pengepaman telaga Ujian lubang jara

Ujian pengepaman telaga Pengepaman berterusan telaga yang digali ke aras bawah stratum dan pemerhatian ke atas aras air dalam lubang jara yang berhampiran Pengepaman diteruskan sehingga keadaan resipan mantap tercapai.

Aquifer Testing

Water Table Aquifer

Ujian lubang jara Air dibenarkan mengalir melalui turus tetap ke dalam@keluar dari stratum yang diuji melalui bahagian bawah lubang jara yang diselaputi oleh selongsong paip Aras air dalam, dalam lubang jara dikekalkan dan kadar alir (q) yang diperlukan untuk mengekalkan aras air yang malar diukur

Borehole Testing

Borehole Testing

Keadaan-Keadaan Khas Kebolehtelapan Tanah Berbilang Lapis Pada keadaan semulajadi, jarang sekali terdapat tanah yang homogen. Malahan pada tanah yang agak homogen sekalipun masih terdapat stratum nipis yang mempunyai kebolehtelapan yang berlainan. Pada umumnya, stratum berubah daripada lapisan tanah liat yang tak telap kepada lapisan pasir yang telap Kecerunan Hidraul Genting Kecerunan hidraul genting merupakan kecerunan hidraul ketika tanah menjadi tak stabil, iaitu apabila tekanan antara butir adalah sifar.

Keadaan-Keadaan Khas Jaringan Aliran Bagi empangan atau tembok yang tidak sampai kepada batu tak telap, aliran air di bahagian bawah struktur akan berlaku apabila terdapat perbezaan turus tekanan. Sekiranya bocoran (aliran air bawah) ini agak banyak, ia dapat mengakibatkan kegagalan kepada struktur empangan. Jaringan Aliran digunakan untuk mengkaji tentang aliran air bawah struktur empangan. Jaringan aliran merupakan suatu gambaran jalur-jalur aliran air melalui sesuatu bahan yang dilukis mengikut skala seperti gambarajah di bawah. Garis aliran menunjukkan jalur aliran melalui tanah.

THANK YOU

Contoh Satu ujian kebolehtelapan turus tetap telah dijalankan ke atas tanah pasir yang sedikit berkandungan mika. Diberi data berikut: Kuantiti air yang telah dikeluarkan = 250 cm3 Panjang spesimen di antara kedua muncung manometer = 11.43 cm Masa yang diperlukan untuk pengeluaran air = 65 s Turus (perbezaan aras air dalam manometer) = 5.5 cm Suhu air = 200C Garipusat spesimen = 10.16 cm Kirakan, Pekali Kebolehtelapan, k