Pengukuran Koefisien Rembesan di Laboratorium

Untuk menentukan koefisien rembesan dari suatu tanah (k) di Laboratorium dapat dilakukan dengan alat permeameter. Sampai saat ini telah diperkenalkan dua macam alat permeameter, yaitu constant head permeameter dan falling head permeameter.

1. Constant Head Permeameter
Constant head permeameter adalah suatu permeameterndengan tinggi tekanan yang konstan. Alat ini digunakan untuk jenis tanah yang relatif sangat poreous. Untuk menentukan nilai koefisien permeabilitas (k), dapat langsung mengukur banyak air yang masuk dan keluar dari sample tanah dalam jangka waktu tertentu.

Cara melakukan percobaan ini diperlihatkan pada gambar percobaan constant head di bawah ini. Agar percobaan dapat berhasil dengan baik, maka tanah percobaan dibuat kenyang/jenuh air terlebih dahulu, sehingga udara dalam pori-pori tanah tersebut keluar. Bila dalam pori-pori tanah masih ada udara yang tertinggal, maka dapat menghalang-halangi aliran air. Bila contoh tanah sepanjang L dengan luas penampang (A) dipasang pada tempat yang berbentuk silinder, karena ada selisih tinggi muka air sebesar Δh, maka air akan mengalir melalui pori-pori tanah. Menurut hukum Darcy kecepatan aliran dalam tanah adalah:

V = k x i
dimana :
k = koefisien rembesan
i  = hidraulic gradien = Δh/L

Debit air yang mengalir adalah sebesar Q,
Q = A x V = A x k x i = A x k x (h/L)
dimana :
A = Luas penampang contoh tanah

Dalam waktu t detik, maka volume air yang melalui contoh tanah yang dapat ditampung dalam gelas ukur adalah V (volume) dengan :

V = Q x t
V = A x k x (h/L) x t
k = (V x l)/ (A x h x t) 

2. Falling Head Permeameter

Falling head permeameter adalah suatu permeameter dengan tinggi tekanan air berubah-ubah. Alat ini dipergunakan pada jenis tanah yang cukup rapat : Lempung, dsb.

Cara melakukan percobaannya diperlihatkan pada gambar falling head permeameter dibawah ini. Contoh tanah sepanjang L dengan Luas A diletakkan dalam suatu tempat berbentuk silinder. Pipa kecil dengan luas penampang a diisi air setinggi h1, karena adanya perbedaan tinggi muka air, maka air mengalir melalui pori-pori tanah. Oleh karena itu, pada suatu saat tinggi air dalam pipa tinggal h2.

Penentuan nilai koefisien permeabilitas (k) dilakukan dengan mengukur penurunan ketinggian air pada pipa tersebut. Jadi tegangan air sekarang tidaklah tetap dan rumus Dancy dapat ditulis pada saat tertentu.

Misalnya dalam waktu δt air berkurang setinggi -δh, maka volume pengurangannya adalah :

Untuk mencapai penurunan air dari h1, -h2 diperlukan waktu sebesar t detik. Dari hasil percobaan integrasi didapat hasil sebagai berikut:

Koreksi temperatur pada koefisien permeability (k) di dalam penyelidikan mekanika tanah, pada umumnya ditentukan dengan standar temperatur 20⁰. Jika pada hasil-hasil percobaan penentuan koefisien rembesan pada temperatur yang lain (di atas 20⁰C atau dibawah 20⁰C) perlu diadakan koreksi disebabkan viscositas air berubah. Dengan menggunakan rumus sebagai berikut: