PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKURAN PERUBAHAN DIMENSI SAMPEL PADA UJI TRIAKSIAL

Ekawita, Riska and Eng. Khairurrijal, Eng. Khairurrijal and Suprijadi, Suprijadi and Hasbullah , Nawir (2015) PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKURAN PERUBAHAN DIMENSI SAMPEL PADA UJI TRIAKSIAL. Undergraduated thesis, Program Studi Doktor Fisika.

Archive (Desertasi) S3.pdf - Bibliography Restricted to Registered users only Available under License Creative Commons GNU GPL (Software). Download (44MB)

Abstract

Gejala alam dan aktivitas pembangunan oleh manusia secara langsung maupun tidak langsung dapat menimbulkan deformasi tanah. Peristiwa deformasi tanah merupakan salah satu karakteristik fisik tanah yang penting untuk dipelajari. Deformasi tanah dapat menimbulkan efek yang merugikan secara fisik maupun ekonomi. Berbagai penelitian berbasis perubahan dimensi atau deformasi tanah baik secara pendekatan teoritis maupun eksperimen di laboratorium dan lapangan menjadi sangat penting dilakukan. Penelitian pengembangan sistem pengukuran perubahan dimensi pada uji kompresi telah dilakukan. Sistem yang dibangun menggunakan metoda tidak langsung dan metoda langsung. Metoda tidak langsung yaitu transduser pengukur deformasi tidak langsung bersentuhan dengan objek yang terdeformasi selama uji kompresi, sebaliknya dengan metoda langsung transduser bersentuhan dengan objek yang mengalami perubahan dimensi. Pada metoda tidak langsung menggunakan teknik image processing dan rotary potentiometer. Pembacaan deformasi dengan teknik image processing yaitu membaca perubahan ukuran sampel selama uji kompresi pada beberapa foto. Ukuran tinggi sampel dalam foto dihitung berdasarkan jumlah piksel yang kemudian dikonversi ke satuan jarak (mm) sehingga diperoleh nilai deformasi. Dengan teknik image processing resolusi 1 mm setara dengan 11,62 piksel. Sistem rotary potentiometer digunakan untuk mengukur deformasi pada arah vertikal. Sistem ini bekerja dengan gerak rotasi yang terjadi pada potentiometer karena adanya perubahan ukuran sampel. Resolusi pengolah sinyal analog ke digital dan rentang pengukuran dari sistem rotary potentiometer berturut-turut adalah 0,038 mm dan 25 mm. Pengukuran perubahan dimensi dengan metoda langsung menggunakan sensor magi netostrictive dan sensor local deformation transducer (LDT). Dengan pengukuran metoda langsung ini regangan yang terukur tidak hanya arah vertikal seperti hal pada alat konvensional tetapi juga skala volum sampel. Perubahan dimensi volum ditransformasikan ke suatu gerak linear dengan menggunakan sensor magnetostrictive. Pengukuran perubahan dimensi sampel dengan sensor ini diawali dengan proses menjenuhkan sampel agar semua pori terisi air. Pada saat diberi kompresi, air yang mengisi pori-pori mengalir keluar dari sampel dan akan dideteksi oleh sensor sebagai perubahan dimensi yang terjadi pada sampel. Tegangan analog dari sensor akan diolah oleh bagian sistem elektronik dan hasilnya dapat ditampilkan pada seven segment dan komputer. Sensitivitas rancangan sensor ini adalah 0,007 ml/digital bit. Dilakukan proses kalibrasi dan pengujian sistem dengan perolehan kesalahan relatif sebesar 2%. Hasil pengukuran perubahan dimensi volum sampel dengan sensor agnetostrictive dibandingkan dengan pengukuran menggunakan alat konvensional dan diperoleh perbedaan sebesar 1,6%. Metoda langsung berikutnya adalah dengan menggunakan beberapa local deformation transducer. Pengukuran berbasis LDT yang dirancang berbeda dengan sistem pengukuran deformasi menggunakan triaksial konvensional, dimana deformasi yang terukur dengan LDT tidak hanya dalam arah vertikal, tetapi juga dalam arah lateral dan metoda pengukuran yang bersifat otomatis. LDT adalah plat tipis dengan ukuran tertentu yang ditempeli dengan strain gage. Perubahan yang terdeteksi dengan sensor ini lebih baik karena pengukuran tidak hanya pada pada arah vertikal tetapi juga arah lateral. Digunakan 4 sensor LDT lateral untuk mengukur deformasi arah lateral dan 1 LDT vertikal untuk mengukur deformasi arah vertikal. Sensor ini mengalami regangan dan memberikan respon perubahan resistansi ketika terjadi deformasi pada sampel. Perubahan resistansi akan diolah oleh bagian sistem elektronik yang terdiri dari rangkaian jembatan Wheatstone, penguat instrumentasi, analog to digital converter, dan mikrokontroler. Hasil deformasi yang terukur oleh LDT ditampilkan melalui Graphical User Interface (GUI) yang terdapat pada komputer. Berdasarkan bit ADC dan tegangan referensi yang digunakan, maka diperoleh nilai resolusi ADC 5 x 10

Actions (login required)

View Item