BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN A. Lokasi dan waktu penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Desa Langensari Kecamatan Lembang Kabupaten Bandung Barat sesuai dengan peta pada gambar 3.1.Waktu pengambilan data dan penelitian dilakukan pada bulan April-Mei Pengolahan data penelitian dan penyusunan Tugas Akhir dilakukan di Departemen Pendidikan Fisika Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia, Laboratorium Kemagnetan Institut Teknologi Bandung dan Laboratorium GeoMekanika PusatPenelitian Geoteknologi LIPI. Pada Gambar 3.1 dan 3.2 berturut-turut merupakan peta lokasi penelitian dan lokasi pengambilan sampel tanah pada lereng longsor tepatnya di jalan Ciputri Desa Langensari Kecamatan Lembang Kabupaten Bandung Barat dengan koordinat S 6º49 23,6 ; E 107º38 36,3. 20

2 21 Gambar 3.1 Peta lokasi penelitian jalan Ciputri Desa Langensari Kecamatan Lembang Kabupaten Bandung Barat B. Metode penelitian Gambar 3.2 Lokasi Pengambilan Contoh Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen, yang secara khusus menggunakan metode magnetik dan metode keteknikan. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap yaitu pengambilan sampel tanah, pengukuran suseptibilitas magnetik menggunakan alat Bartingtong MS2B, dan uji sampel tanah di Laboratorium. 1. Pengambilan Sampel Tanah Definisi sampling adalah proses pengambilan atau pemilihan n buah elemen dari populasi yang berukuran N (Lohr,1999). Dalam melakukan sampling terdapat teori dasar yang disebut teori sampling. Teori sampling mencoba mengembangkan metode pemilihan sampel, sehingga dengan biaya sekecil mungkin dapat menghasilkan pendugaan parameter yang mendekati parameter populasinya. Teori sampling bertujuan untuk membuat sampling menjadi lebih efisien.

3 22 Teknik sampling (teknik penarikan sampel) merupakan upaya penelitian untuk mendapatkan sampel yang representative atau mewakili, yang dapat menggambarkan populasinya. Yang termasuk dalam teknik sampel antara lain: sampling acak sederhana dan sampling acak berlapis. Sampling acak sederhana adalah sampling acak, dimana setiap elemen memiliki peluang yang sama untuk dipilih dari populasi. Sapling acak sederhana dilakukan apabila:1. Elemen populasi yang bersangkutan homogen; 2. Hanya diketahui identitas-identitas dari satuan sampel dalam populasi, sedangkan keterangan lain mengenai tingkat keragaman dan pembagian ke dalam golongan tidak diketahui. (Hasan, 2001).Sedangkan sampling acak berlapis adalah bentuk sampling acak yang elemen populasinya dibagi kedalam kelompok homogeny yang disebut strata.sampling acak berlapis dilakukan apabila: 1. Elemen-elemen populasinya heterogen; 2. Ada kriteria yang digunakan sebagai dasar untuk menstratifikasikan data ke dalam stratum-stratum; 3. Dapat diketahui dengan tepat jumlah unit/satuan samplingnya dari setiap stratum dalam populasi. (Hasan, 2001) Sampel/conto yang diambil di lokasi area longsor di Jalan Ciputri, dengan tinggi lereng 10 meter (lereng longsor) dan 5 meter (lereng stabil). Setiap lapisan diambil conto untuk dianalisis suseptibilitas magnetik dan sifat fisiknya dengan interval sampling 50 cm. dikarenakan pengambilan conto dilakukan untuk dua kali pengujian sifat, sehingga pengambilan tidak dilakukan terlalu detail dan juga dikarenakan lereng yang diambil sampelnya tidak memungkinkan harusnya diambil sampel yang terlalu detail karena lokasinya yang masih rawan terjadi gerakan tanah. Pengambilan contoh tanah sangat berpengaruh terhadap hasil analisis di laboratorium. Metode atau cara pengambilan contoh tanah yang tepat sesuai dengan jenis analisis yang akan dilakukan.

4 23 Gambar 3.3 merupakan peralatan yang dipakai untuk mengambil sampel tanah, baik tanah terganggu maupun tanah tidak terganggu. Gambar 3.3a Peralatan Pengambilan Sampel Gambar 3.3b Ring Tempat sampel tanah tak terganggu Pengambilan sampel tanah pada penelitian ini dibagi menjadi dua, yaitu untuk pengujian keteknikan dan pengujian kemagnetan tanah. a. Pengambilan sampel tanah untuk pengujian keteknikan

5 24 Menurut Syarif (2000) Pengambilan contoh tanah dilakukan untuk pengujian laboratorium mekanika tanah yaitu berupa Tanah tak terganggu dan tanah terganggu. i. Tanah tak terganggu Contoh tanah tidak terganggu adalah suatu contoh yang masih menunjukan sifat-sifat aslinya, artinya contoh-contoh ini tidak mengalami perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimia. Contoh tanah tidak terganggu dapat diambil memakai tabung contoh atau sebagai contoh dalam bentuk bongkah-bongkah. Gambar 3.4 Sampel tanah untuk uji keteknikan Pengambilan tanah menggunakan ring sample dibantu dengan menggunakan kayu dan palu, pengambilan sampel tersebut diusahakan tidak mempengaruhi porositas tanah di dalam ring tersebut. Setelah setiap ring terisi, yang dilakukan adalah membungkus tanah tersebut dengan menggunakan plastik serta perekat pada setiap sisi yang tidak tertutup. Ini dikarenakan agar kadar air yang ada pada tanah tidak berkurang. Sebelum dibungkus, tanah yang tersisa pada ring dibersihkan terlebih dahulu.

6 25 ii. Tanah terganggu Contoh tanah terganggu diambil tanpa adanya usaha yang dilakukan untuk melindungi struktur asli dari tanah tersebut, misalnya menggunakan tangan secara langsung.contoh tanah terganggu ini dapat dipakai untuk pengujian seperti ukuran butir, batas-batas atterberg, pemadatan, berat jenis dan sebagainya. Pengambilan sampel tanah terganggu ini bisa diambil pada tanah dekat pengambilan tanah terganggu agar karakteristiknya tidak jauh berbeda. Tanah yang telah diambil menggunakan skop dimasukkan kedalam plastik klip setelah sebelumnya plastik diberi label untuk setiap sampel. b. Pengambilan sampel tanah untuk pengujian kemagnetan tanah Sampel tanah yang diperlukan untuk uji kemagnetan yaitu berupa tanah terganggu dan diusahakan tidak menggunakan alat berbahan logam.sampel tanah yang diambil dimasukkan kedalam plastik klip setalah sebelumnya diberi label, setelah itu plastik dilipat rapat agar tidak ada udara yang masuk ke dalam plastik lalu plastik direkat menggunakan solatip. Setelah itu sampel tanah dimasukkan ke dalam holder berukuran diameter 2,4 cm dan tinggi 2,3 cm sampai terisi penuh. Dan jangan lupa setiap holder diberi label untuk setiap sampel. Gambar 3.5 Sampel tanah untuk uji kemagnetan 2. Pengukuran suseptibilitas magnetik

7 26 Sifat magnetik tanah diukur dengan peralatan Bartingtong menggunakan sensor MS2B (Magnetic Susceptibility System sensor B). Proses pengukuran suseptibilitas magnetik pada semua sampel dilakukan di Laboratorium Kemagnetan ITB, dengan menggunakan alat suseptibilitymeter Bartington MS2B dalam spesifik massa. Pengukuran suseptibilitas dilakukan pada satu arah agar tidak mengubah arah medan magnetnya. Selanjutnya dilakukan pengolahan data menggunakan excel. Gambar 3.6 Bartingtong sensor MS2B Pada umumnya sampel tanah yang didapatkan memiliki kandungan kadar air. Tanah yang diambil dari lokasi dimasukkan ke dalam plastik kemudian ditutup rapat sehingga tidak terdapat udara yang masuk. Setelah itu tanah dimasukkan ke dalam holder sampel yangberukuran diameter 2,4 cm dan tinggi 2,3 cm. Pengukuran suseptibilitas magnetik biasanya menggunakan Bartington MS2B susceptibility meter yang bekerja pada dua frekuensi yaitu :

8 Hz, nlai suseptibilitas yang didapat disebut dengan suseptibilitas frekuensi rendah (χ LF ) dan 4.7 khz, nilai suseptibilitas yang didapat disebut dengan suseptibilitas frekuensi tinggi (χ HF ). Alat Bartington memiliki selang pengukuran hingga cgs atau hingga SI (Bijaksana, 2011). Pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua frekuensi yaitu mass specific low dan high frequency magnetic susceptibility (χ LF dan χ HF ). Pengukuran ini dimaksudkan untuk menghasilkan suseptibilitas magnetik bergantung frekuensi, χ FD %. Pengukuran dimulai dengan menempatkan holder sampel ke dalam alat bartington, untuk satu sampel pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali dan diusahakan penyimpanan sampel berada pada posisi yang sama agar nilai yang didapatkan tidak jauh berbeda. Hal ini dikarenakan pada alat memiliki sensor untuk mendeteksi arah magnet. Perangkat lunak yang digunakan adalah software Mulitisus. Langkah pertama yaitu membuka aplikasi Multisus, lalu kalibrasi aplikasi sesuai dengan pengaturan pada alat dan lakukan pengukuran dengan terlebih dahulu mengecek nilai first air dengan toleransi nilai ±1. Setelah itu sampel diletakkan pada alat dan dilihat nilainya lalu angkat kembali sampel dan cek nilai last air nya, setelah itu akan terlihat nilai dari suseptibilitas magnetiknya. Dikarenakan pada metode ini dilakukan dengan menggunakan mass specific low dan high frequency magnetic susceptibility, maka diutamakan pengukuran dimulai dengan low frequency untuk semua sampel dan jika telah selesai dilakukan pengukuran untuk high frequency nya. Nilai χ LF berbasis massa menyatakan konsentrasi mineral magnetik yang terdapat dalam contoh. Parameter ini dikontrol oleh mineral-mineral ferrimagnetik seperti magnetit dan maghemit didalam contoh.nilaiχ FD % (FDS) merupakan indikator dari banyaknya kandungan mineral superparamagnetik (SP). 3. Uji Laboratorium Sampel Tanah di Laboratorium GeoMekanik

9 28 Setelah dilakukan pengambilan sample dilapangan selanjutnya dilakukan pengukuran di laboratorium untuk mengukur bobot isi, bobot jenis partikel, porositas, kadar air, batas atterberg dan distribusi butir tanah. a. Sampel tanah tak terganggu Untuk sampel tanah tidak terganggu digunakan untuk mengukur densitas tanah yang sekaligus memuat pengukuran bobot isi, bobot jenis partikel, porositas dan kadar air. i. Pengujian densitas tanah Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat isi, angka pori dan derajat jenuh dari contoh tanah. Prinsipnya bahwa berat isi ditentukan dengan cara memperbandingkan antara berat contoh tanah dengan volume tanah. Bahan atau benda uji yang dipergunakan berbentuk silinder sesuai tabung yang digunakan. ii. Berat jenis tanah Pengujian berat jenis tanah (specific gravity) bertujuan untuk menentukan berat jenis tanah dengan menggunakan alat piknometer. Prinsipnya bahwa berat jenis tanah (specific gravity) ditentukan dengan cara memperbandingkan antara berat butir tanah tersebut dengan berat air suling (aquades) yang mempunyai isi yang sama pada suhu standar. b. Sampel tanah teraganggu Sampel tanah terganggu yang didapatkan digunakan untuk pengujian batas atterberg dan analisis distribusi butiran. i. Batas atterberg

10 29 Pengujian batas atterberg dilakukan untuk menentukan klasifikasi tanah. Pengujian batas atterberg meliputi 3 pengujian yaitu : batas cair, batas palstis dan batas susut. 1) Pengujian Batas Cair Pengujian batas cair tanah bertujuan untuk menentukan kadar air tanah dalam keadaan batas air. Prinsipnya adalah contoh tanah dicampur air sehingga menjadi suatu pasta diuji dalam casagrande apparatus kemudian dipotong standard groove dan dijatuhkan dengan tinggi 1 cm, maka tanah dikatakan dalam keadaan batas cair apabila 25 kali jatuh telah berimpit sepanjang 12,70 mm. Bahan yang dipergunakan untuk uji batas cair terdiri dari benda uji dan air suling. Hasil-hasil yang diperoleh berupa jumlah pukulan dan kadar air yang bersangkutan kemudian digambarkan dalam bentuk grafik. Jumlah pukulan sebagai sumbu mendatar dengan skala logaritma, sedang besarnya kadar air sebagai sumbu tegak dengan skala biasa. Buatlah garis lurus melalui titik-titik itu. Jika ternyata tidak terletak pada garis lurus, maka buatlah garis lurus melalui titik berat dari titik-titik tersebut. Tentukan besarnya kadar air pada jumlah pukulan 25 dan kadar air inilah yang merupakan batas cair (liquid limit) dari benda uji tersebut. 2) Pengujian Batas Plastis Pengujian batas plastis tanah bertujuan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas plastis. Batas plastis ialah kadar air minuman dimana suatu tanah masih dalam keadaan plastis. Bahan yang digunakan berupa benda uji (tanah) dan air suling. 3) Pengujian Batas susut Pengujian batas susut dilakukan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas susut. Batas susut ialah kadar air dimana suatu tanah masih dalam keadaan susut. Bahan yang digunakan berupa benda uji (tanah) dan air suling.

11 30 ii. Analisa Ukuran Butir Tanah Metode Ayakan Pengujian ini bertujuan untuk menentukan pembagian ukuran butir (gradasi) dari tanah yang lewat saringan no.4.benda uji yang digunakan berupa contoh tanah terganggu maupun contoh tanah tak terganggu. iii. Analisa Ukuran Butir Tanah Metode Hidrometer Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan pembagian ukuran butir (gradasi) dari tanah yang diayak basah dengan tanah lewat saringan No C. Pengolahan Data Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan menggunakan aplikasi Microsoft Excel Data Magnetik Data magnetikyang diperoleh dari hasil pengukuran nilai suseptibilitas sebanyak 5 kali untuk setiap sampel yang akan diperoleh nilai rata-rata suseptibilitas magnetik untuk setiap sampel. Dikarenakan pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua frekuensi yang berbeda, yaitu 470 Hz dan 4,7 khz, maka selisih pengukuran antara dua frekuensi tersebut untuk setiap sampel diperoleh nilai suseptibilitas bergantung frekuensi (χ FD % ).Setelah itu dibuat plot grafik nilai suseptibilitas terhadap ketinggian, nilai suseptibilitas bergantung frekuensi terhadap ketinggian dan nilai suseptibilitas magnetik terhadap nilai suseptibilitas bergantung frekuensi. 2. Data Keteknikan Data keteknikan diperoleh dari uji bobot isi tanah, uji berat jenis tanah, uji batas konsistensi tanah (batas Atterberg) dan Uji Analisis Saringan tanah.untuk uji bobot isi yang menghasilkan parameter berat isi tanah basah, berat isi tanah kering, kadar air dan porositas, serta uji berat jenis

12 31 tanah masing-masing diperoleh melalui perhitungan pada Microsoft Excel terlebih dahulu setelah itu masing-masing parameter tersebut diplot terhadap ketinggian. Untuk uji batas atterberg nilai dari batas cair dengan batas plastis dibuat plot antara batas cair terhadap indeks plastisitas. Dan untuk uji analisis saringan tanah, nilai diameter ukuran tanah diplot terhadap jumlah fraksi tanah yang lolos saringan. D. Teknik Analisis Data Dalam penelitian ini Analisis data dilakukan dengan teknik analisis deskriptif dari pola grafik yang telah diolah melalui pengolahan data, setelah itu dilakukan pembahasan menggunakan analisis korelasi antara parameter magnetik dan parameter fisik (keteknikan) tanah. E. Alur penelitian dan Pengolahan Data Berikut ini adalah tahapan kegiatan yang dilakukan, diagram alur kegiatannya adalah sebagai berikut: Studi Kajian Pustaka Sifat Magnetik Pengambilan Sampel Tanah Sifat Fisik dan keteknikan tanah Pengujian Nilai Suseptibilitas Magnetik tanah Pengujian Sifat Fisik dan Keteknikan tanah (Uji bobot isi, hydrometer dan batas atterberg) Plotting Grafik Analisis Hasil Data grafik Kesimpulan

13 32 Gambar 3.7 Diagram Alur penelitian