Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

Kurva distribusi normal adalah sebuah kurva yang bentuknya seperti lonceng, oleh karena itu kurva ini sering juga disebut dengan kurva lonceng. Titik tertinggi dari kurva distribusi normal adalah posisi peluang tertinggi untuk terjadi dan peluang tersebut akan bergerak turun menuju sisi kiri dan sisi kanan titik tertinggi dengan besaran yang sama pada jarak yang sama dari titik tertinggi.

Sebelum membuat kurva distribusi normal, kita membutuhkan dua buah nilai, yaitu:

  1. Rata-rata
  2. Kurva distribusi normal berbentuk simetris. Sumbu simetris dari kurva tersebut adalah nilai rata-rata. Oleh karena itu, nilai rata-rata merupakan titik terpenting dalam kurva distribusi normal karena menunjukkan titik tengah kurva.

  3. Standar deviasi
  4. Standar deviasi menggambarkan ukuran penyimpangan dari distribusi normal. Nilainya akan mempengaruhi bentuk kurva distribusi normal. Jika nilainya kecil, maka kurva distribusi normal akan berbentuk tinggi dan ramping, sedangkan jika nilai rendah maka kurva distribusi normal akan berbentuk pendek dan gemuk.

Pada kesempatan kali ini, kurva distribusi normal yang akan kita buat adalah kurva distribusi normal baku, yaitu kurva distribusi normal yang memiliki nilai rata-rata sama dengan 0 dan standar deviasi sama dengan 1.

Langkah-langkah pembuatan kurva distribusi normal baku dengan Microsoft Excel adalah sebagai berikut.

  1. Siapkan data yang akan kita jadikan sebagai bahan untuk pembentukan kurva distribusi normal terlebih dahulu. Biasanya data yang kita siapkan adalah data mulai dari 3,5 kali standar deviasi sebelum rata-rata sampai dengan 3,5 kali standar deviasi setelah rata-rata. Pada kasus pembuatan kurva distribusi normal baku yaitu distribusi normal yang rata-ratanya 0 dan standar deviasinya satu maka data yang perlu kita siapkan adalah data x dari -3,5 sampai dengan 3,5.

  2. Hitung nilai p atau peluang distribusi normal dari nilai x dengan menggunakan rumus NORM.DIST(x; mean; standard_dev; cumulative).
  3. Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

    Catatan: sebagian versi Excel tanda ; (titik koma) diganti dengan tanda , (koma).

  4. Blok seluruh data x dan p, kemudian pada menu Insert bagian Charts klik tanda arah ke bawah Scatter dan klik Scatter with Smooth Lines seperti gambar di bawah ini.
  5. Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

    Output dari proses tersebut adalah sebuah grafik kurva distribusi normal seperti tampilan di bawah ini.

    Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

  6. Output tersebut masih belum seperti yang diharapkan karena label data pada sumbu \(x\) masih berhimpitan dengan kurva distribusi normal. Setidaknya kita perlu sedikit melakukan pengaturan supaya hal tersebut tidak terjadi. Caranya adalah dengna melakukan klik kanan pada label data sumbu \(y,\) kemudian pilih Format Axis....
  7. Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

    Selanjutnya akan muncul Format Axis pada sisi kanan tampilan Microsoft Excel. Pada bagian Labels, ganti Label Position dengan Low.


    Hasilnya label sumbu \(y\) akan bergeser ke sisi kiri grafik seperti gambar di bawah ini.

    Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

Agar tampilan lebih menarik lagi, kita bisa melakukan pengaturan lagi sesuai dengan menu Microsoft Excel.

Selain menggunakan Microsoft Excel kita juga bisa membuat kurva distribusi normal dengan software statistik yang lain. Misalnya dengan R atau Minitab.

  1. Kurva Distribusi Normal dengan R
  2. Kurva Distribusi Normal dengan Minitab

Berikut adalah contoh dan pembahasan mata kuliah mekanika tanah dengan topik analisa butiran, sumber: Braja M Das halaman 24-26. Posting ini adalah tugas kuliah mekanika tanah oleh penulis dan diharapkan bisa menjadi bermanfaat bagi pembaca.

1.1 Berikut ini adalah hasil dari analisis ayakan

Ayakan

USA

No.

Massa tanah yang

Bertahan pada tiap

Ayakan (gram)

4

0

10

21,6

20

49,5

40

102,6

60

89,1

100

95,6

200

60,4

Susut

31,2

a.       Tentukan presentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan dan gambarkan kurva distribusi ukuran butiran nya

b.      Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butiran tersebut

c.       Hitung koefisien keseragaman, Cu Hitung koefisien gradasi, Cc

Penyelesaian :

No ayakan

USA

(1)

Diameter

Ayakan (mm)

(2)

Massa tanah tertahan pada tiap ayakan (gr) (3)

% tanah tertahan pada tiap ayakan

(gr)

(4)

% lolos tanah pada tiap ayakan (gr)

(5)

4

4,75

0

0

100

10

2

21,6

4,8

95,2

20

0,85

49,5

11

84,2

40

0,425

102,6

22,8

61,4

60

0,25

89,1

19,8

41,6

100

0,15

95,6

21,24

20,36

200

0,075

60,4

13,42

6,95

Pan

31,2

6,93

0

Total

450

b.  dari grafik didapatkan

     D10 = 0.09 

     D30 =0.19  

     D60= 0.4

 c. Koefisien keseragaman 

    Cu = D60 / D10= 0,4 / 0,09 = 4,4

d. Koefisien gradasi 

    Cc = (D30)2  / D60 . D10  = ( 0,19 )2 / 0,4 . 0,09 = 1,00

1.2.Untuk suatu tanah, diberikan:

        D10 = 0.1mm

        D30 =0.41mm

        D60 = 0.62mm

Hitung koefisien keseragaman dan koefisien gradasi dari tanah tersebut 

Penyelesaian :

·         Koefisien keseragaman

 cu= 0,61/0,1z = 6,2

·         Koefisien gradasi

cc=(D30)2  / D60 . D10= 2,71\

1.3. Ulangi soal nomor 1.2. untuk data berikut 

D10 = 0.082mm

 D30 =0.29mm

D60 = 0.51mm

Hitung koefisien keseragaman dan koefisien gradasi dari tanah tersebut 

Penyelesaian:

·           Koefisien keseragaman

cu=D60 / D10= 6,22

·         Koefisien gradasi

cc =(D30)2  / D60 . D10  = 2,01


1.4. Ulangi soal 1.1 untuk hasil analisis ayakan seperti dibawah ini

Ayakan USA

No

Massa tanah yang tertahan pada tiap ayakan (gr)

4

0

6

30

10

48,7

20

127,3

40

96,8

60

76,6

100

55,2

200

43,4

Lengser

22

a.       Tentukan presentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan dan  gambarkan kurva distribusi ukuran butiran nya

b.      Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butiran tersebut

c.        Hitung koefisien keseragaman, Cu

d.      Hitung koefisien gradasi, Cc

penyelesaian :


No ayakan

USA

(1)

Diameter

Ayakan (mm)

(2)

Massa tanah tertahan pada tiap ayakan (gr)

(3)

% tanah tertahan pada tiap ayakan

(gr)

(4)

% lolos tanah pada tiap ayakan (gr)

(5)

4

4,75

0

0

100

6

3,35

30

6

94

10

2

48,7

9,74

84,26

20

0,85

127,3

25,46

58,8

40

0,425

96,8

19,36

39,44

60

0,25

76,6

15,32

24,12

100

0,15

55,2

11,04

13,08

200

0,075

43,4

8,68

4,40

Pan

22

4,40

0,00

Total

500

b.          D10 = 0.125

 D30 =0.31  

 D60= 0.95 

c. Koefisien keseragaman

  Cu = D60 / D10= 0,95 / 0,125 = 7,6

d.Koefisien gradasi

Cc=(D30 .D30)/(D60 .  D10)=(0,31 .0,31)/(0,95 .0,125) = 0,81

1.5.Ulangi soal 1.1 untuk hasil analisis ayakan seperti dibawah ini

Ayakan

USA

No.

Massa tanah yang

Bertahan pada tiap

Ayakan (gram)

4

0

6

0

10

0

20

9,1

40

249,4

60

179,8

100

22,7

200

15,5

lengser

23,5

a.       Tentukan presentase butiran yang lebih halus (yang lolos) dari tiap-tiap ayakan dan  gambarkan kurva distribusi ukuran butiran nya

b.      Tentukan D10, D30, D60 dari kurva distribusi ukuran butiran tersebut

c.        Hitung koefisien keseragaman, Cu

d.      Hitung koefisien gradasi, Cc

Penyelesaian :

No ayakan

USA

(1)

Diameter

Ayakan (mm)

(2)

Massa tanah tertahan pada tiap ayakan (gr) (3)

% tanah tertahan pada tiap ayakan

(gr)

(4)

% lolos tanah pada tiap ayakan (gr)

(5)

4

4,75

0

0

100

6

3,35

0

0

100

10

2

0

0

100

20

0,85

9,1

1,82

98,18

40

0,425

249,4

49,88

48,3

60

0,25

179,8

35,96

12,34

100

0,15

22,7

4,54

7,80

200

0,075

15,5

3,10

4,70

Pan

23,5

4,70

0,00

Total

500

b.          D10 = 0,185

 D30 =0.325  

 D60= 0.5

c. Koefisien keseragaman

Cu=D60/D10=(0,5)/(0,185) = 2,70

d.Koefisien gradasi

Cc=(D30 .D30)/(D60 .  D10)=(0,325 .0,325)/(0,5 .0,185) = 1,14

1.6. Sifat-sifat partikel suatu tanah diberikan di bawah ini. Gambarkan kurva distribusi ukuran –ukuran butiran dan tentukan persentase dari kerikil, pasir, lanau, dan lempung menurut  system MIT(table 1.3)

Ukuran

(mm)

Persentase yang lolos

0,850

100,0

0,425

92,1

0,250

85,8

0,150

77,3

0,075

62,0

0,040

50,8

0,020

41,0

0,010

34,3

0,006

29,0

0,002

23,0

Cara membuat kurva distribusi ukuran butiran

Persentase butiran menurut sistem MIT

Jenis tanah

Persen %

Gravel

0

Sand

42

Sild

35

Clay

23

Total

100

1.7.  Kerjakan soal 1.6 menurut system USDA (1.3)

Ukuran

(mm)

Persentase yang lolos

0,850

100,0

0,425

92,1

0,250

85,8

0,150

77,3

0,075

62,0

0,040

50,8

0,020

41,0

0,010

34,3

0,006

29,0

0,002

23,0

Persentase butiran menurut sistem USDA

Jenis tanah

Persen %

Gravel

0

Sand

45

Sild

32

Clay

23

Total

100

1.8. Kerjakan soal 1.6 menurut system AASHTO (table 1.3)

Ukuran

(mm)

Persentase yang lolos

0,850

100,0

0,425

92,1

0,250

85,8

0,150

77,3

0,075

62,0

0,040

50,8

0,020

41,0

0,010

34,3

0,006

29,0

0,002

23,0

Persentase butiran menurut sistem AASHTO

Jenis tanah

Persen %

Gravel

0

Sand

38

Sild

39

Clay

23

Total

100

1.9.  Sifat-sifat partikel suatu tanah diberikan di bawah ini. Tentukan persentase dari kerikil, pasir, lanau, dan lempung menurut system MIT(table 1.3)

Ukuran

(mm)

Persentase yang lolos

0,850

100,0

0,425

100,0

0,250

94,1

0,150

79,3

0,075

34,1

0,040

28,0

0,020

25,2

0,010

21,8

0,006

18,9

0,002

14,0

butiran menurut sistem MIT

Jenis tanah

Persen %

Gravel

0

Sand

68

Sild

18

Clay

14

Total

100

1.10. Kerjakan soal 1.9 menurut system USDA (table 1.3)

Ukuran

(mm)

Persentase yang lolos

0,850

100,0

0,425

100,0

0,250

94,1

0,150

79,3

0,075

34,1

0,040

28,0

0,020

25,2

0,010

21,8

0,006

18,9

0,002

14,0

Persentase butiran menurut sistem USDA

Jenis tanah

Persen %

Gravel

0

Sand

71

Sild

15

Clay

14

Total

100

1.11. Kerjakan soal 1.9 menurut system AASHTO (table 1.3)

Ukuran

(mm)

Persentase yang lolos

0,850

100,0

0,425

100,0

0,250

94,1

0,150

79,3

0,075

34,1

0,040

28,0

0,020

25,2

0,010

21,8

0,006

18,9

0,002

14,0

Persentase butiran menurut sistem AASHTO

Jenis tanah

Persen %

Gravel

0

Sand

65,9

Sild

20,1

Clay

14

Total

100

1.12. Dalam suatu uji hydrometer, data-data berikut diberikan: Gs=2.70, temperature uji=220 C, L=11.9cm pada waktu t= 30menit setelah proses sedimentasi dimulai. Berapakah diameter (D) ukuran butir terkecil yang telah mengendap di luar daerah pengukuran pada waktu itu(t=30 menit)? 

Penyelesaian: 

Diketahui : Gs =2.70, 

     Temperature  =220C

      waktu   =30 menit

Ditanya : diameter?

Berdasarkan Tabel 1.7 (hal 20) didapat nilai K = 0.01199

Metode apa saja yang di gunakan pada analisis ukuran butiran?

Pada umumnya, pengujian analisis ukuran butiran dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu analisis ayakan (sieve analysis) dan analisis pengendapan (hydrometer analysis).

Apa yang dimaksud dengan tanah bergradasi baik?

Tanah yang banyak mengandung variasi ukuran butir disebut tanah bergradasi baik, dan tanah yang sedikit mengandung variasi ukuran butir atau tanah seragam disebut tanah bergradasi buruk. Tanah bergradasi baik lebih padat dan stabil daripada tanah bergradasi buruk.