Hampir setiap keputusan geoteknik bermula dengan satu soalan: apakah jenis tanah ini? Sama ada sesuatu bahan boleh digunakan sebagai tambakan, bagaimana subgrade akan bertindak balas apabila basah, dan ujian kekuatan serta settlement mana yang wajar dijalankan seterusnya semuanya bergantung kepada pengetahuan sama ada anda berhadapan dengan pasir bersih, silt, atau high-plasticity clay. Soil classification tests menjawab soalan tersebut. Ujian ini agak pantas dan tidak mahal, serta menjadi asas kepada pengujian yang lebih lanjutan.
Dalam amalan di Malaysia, ujian ini biasanya dijalankan mengikut BS 1377-2, iaitu bahagian classification tests dalam British Standard untuk pengujian tanah (disemak pada tahun 2022).
1. Kandungan Lembapan
Ujian yang paling mudah dan paling kerap dijalankan. Sampel ditimbang, dikeringkan di dalam ketuhar, dan ditimbang semula. Kandungan lembapan ialah jisim air yang hilang dinyatakan sebagai peratusan daripada jisim tanah kering.
Secara tersendiri, kandungan lembapan tidak memberi banyak maklumat. Nilainya diperoleh daripada perbandingan dengan Atterberg limits tanah tersebut dan dengan optimum moisture content daripada ujian pemadatan. Tanah liat yang kandungan lembapan semula jadinya berada hampir dengan liquid limit, sebagai contoh, berkemungkinan lembut dan sangat mudah mampat.
2. Atterberg Limits
Tanah berbutir halus mengalami perubahan sifat yang ketara apabila kandungan airnya berubah, daripada pepejal keras, kepada separa pepejal yang mudah hancur, kepada bahan plastik yang mudah dibentuk, sehinggalah kepada sesuatu yang mengalir seperti cecair. Atterberg limits menandakan sempadan-sempadan tersebut.
- Liquid limit (LL): kandungan lembapan apabila tanah beralih daripada keadaan plastik kepada keadaan cecair. BS 1377-2 menetapkan kaedah cone penetrometer sebagai kaedah pilihan, iaitu kon piawai dibenarkan terbenam ke dalam pes tanah. Kaedah tradisional Casagrande cup merupakan satu alternatif.
- Plastic limit (PL): kandungan lembapan terendah apabila tanah boleh digelek menjadi benang berdiameter kira-kira 3 mm tanpa hancur.
- Plasticity index (PI): perbezaan antara kedua-duanya (PI = LL − PL), iaitu julat kandungan lembapan apabila tanah bertindak secara plastik.
Plasticity Chart
Memplot PI melawan LL pada plasticity chart memisahkan tanah halus kepada beberapa kumpulan. Tanah yang terplot di atas "A-line" pada carta tersebut dikelaskan sebagai clay dan yang berada di bawahnya sebagai silt. Liquid limit kemudiannya menunjukkan plasticity rendah, intermediate, atau tinggi. High-plasticity clays cenderung untuk mengecut dan mengembang secara ketara mengikut perubahan kandungan lembapan, yang memberi kesan penting kepada pavement, slab on grade, dan struktur ringan.
3. Particle Size Distribution
Particle size distribution (PSD), atau grading, mengukur perkadaran kelikir, pasir, silt, dan clay dalam sesuatu tanah.
- Sieving mengasingkan pecahan yang lebih kasar dengan melalukan tanah melalui susunan ayak dengan saiz bukaan yang semakin mengecil. Wet sieving digunakan apabila bahan halus sebaliknya akan melekat pada zarah yang lebih besar.
- Sedimentation (kaedah hydrometer atau pipette) digunakan untuk pecahan silt dan clay, yang terlalu halus untuk diayak, dengan mengukur kelajuan zarah mendap keluar daripada ampaian.
Keputusannya ialah satu grading curve. Ia menunjukkan sama ada sesuatu tanah adalah well graded (taburan saiz yang baik dan memadat dengan tumpat) atau uniformly graded, serta sama ada kandungan bahan halusnya cukup tinggi untuk menjadikannya sensitif terhadap lembapan.
Bagaimana Keputusan Digunakan
- Material acceptance: menyemak sama ada sumber korekan memenuhi spesifikasi untuk tambakan, subgrade, atau sub-base.
- Planning further testing: pengelasan menentukan ujian kekuatan, pemadatan, dan consolidation mana yang sesuai.
- Correlations: banyak korelasi reka bentuk, termasuk yang digunakan untuk mentafsir ujian tapak seperti Mackintosh probe, hanya terpakai kepada jenis tanah tertentu.
- Problem soils: tanah liat lembut, serta tanah organik dan gambut, yang biasa ditemui di kawasan tanah rendah di Sarawak, perlu dikenal pasti lebih awal kerana sifatnya sangat berbeza daripada tanah mineral bukan organik.
Nota: Keputusan pengelasan menggambarkan sampel yang diuji. Sejauh mana sampel tersebut mewakili tapak bergantung kepada pelan persampelan dan penyiasatan, yang sepatutnya direka bentuk oleh jurutera geoteknik yang berkelayakan.
