Bab 10 - Triaxial

Laporan Praktikum Mekanika Tanah

BAB X TRIAXIAL TEST 10.1 10.1 Re Refe fere rens nsii ASTM – D – 4850 – 70 M.Das, Braja. Mekanika Tanah I & II. Surabaya . 1998.

10.2 Tujuan Percobaan 1.

Menentukan harga kohesi tanah (c)

2.

Menentukan harga sudut geser dalam tanah (φ) dalam kondisi Undrained Unconsolidated.

10.3 Alat-Alat Yang Digunakan 1.

Alat

Triaxi axial

dengan

perleng engkap kapan-p an-pe erlengka ngkapa pan n

seb sebaga agai

berikut : −

Proving ring

−

Dial gauge

−

Pedestal (landasan)

−

Batu pori (porous stone)

−

Silinder perspek

−

Cop

2.

Rubbe ubberr me membran dan ke kertas fi filter ter

3.

Compressor

4.

Pompa vakum

5.

Alat

pengukur

tegangan

air

pori

(pore

water

pressure

aparatus) 6.

Alat pencetak tanah yang berbentuk silinder dengan diameter 1.5", tinggi 3", dan volume 86,875 cm 3

7.

Sto Stop watc watch h atau atau al alat pen pengu guku kurr wak waktu tu lai lain nnya. nya.

XV-1


10.4 Prinsip Percobaan Keruntuhan Keruntuhan tanah merupakan akibat gerak relatif antara butir-butir tanah tanah ters tersebu ebut, t, bukan bukan karen karena a hancu hancurn rnya ya buti butir-b r-buti utirr ters terseb ebut. ut. Dengan demikian, kekuatan geser c (Shear Failure) tanah dapat dianggap terdiri dari dua komponen, yaitu : 1.

Bagian yang ang bersifat kohesi dan tergantung pada macam tanah dan kepadatannya.

2.

Bagian yang

mempunyai

sifat

gesekan (Frictional)

yang

sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang gesernya. Oleh karena itu, kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : S = c + (σ - u ) tanφ dimana : S

= Kekuatan geser tanah (shear strength)

σ

= tegangan total pada bidang geser

u

= tegan eganga gan n ai air pori (p (pore ore water ter pr pressu surre)

c

= kohesi efektif tanah

φ

= sudut geser dalam efektif

Percobaan kekuatan geser dilakukan dalam 2 tahap, yaitu : 1.

Pemberian te tegangan no normal.

2.

Pemb Pember eria ian n tegan teganga gan n gese geserr samp sampai ai ter terja jadi di ffai ailu lure re dima dimana na saat saat itu tercapai tegangan geser maksimum.

Type test kekuatan geser : 1.

Kran Kran terb terbuk uka a se sehing hingga ga air air dap dapat at menga engallir :

XV-2


Consolidated drained test : pada tahap 1 dan 2 air boleh

−

mengalir 2.

Kran Kran tert tertut utup up seh sehin ingg gga a air air tida tidak k dap dapat at meng mengal alir ir :

−

Unconsolidated undrained test : pada tahap 1 dan 2 air tidak mengalir

−

Cons Consol olid idat ated ed undr undrai aine ned d test test : pada pada tahap ahap 1 air air bole boleh h mengalir tapi pada tahap 2 air tidak boleh mengalir

Pada Pada percob percobaan aan triaxi triaxial, al, pengukur pengukuran an kekuata kekuatan n geser geser dil dilakuk akukan an dengan memberikan tekanan vertikal pada sampel. Dari proving ring dapat diketahui diketahui tekanan vertikal vertikal maksimum, maksimum, yaitu pada waktu terjadi failure. Bila M = pembacaan pada proving ring yang maksimum, maka : Gaya vertikal = K x M dimana : K = kalibrasi alat proving ring = 0,1334 kg

Tegangan vertikal =

=

K xM A



3

dimana : A

= luas luas sampel sampel pada saat pembaca pembacaan an M tercapa tercapaii teganga tegangan n

vertikal σ3 = tegangan sel

K xM



1

maka



1

A

-



3

=

+



3

K xM A

dimana :

XV-3


σ1 - σ3 = tegangan deviator

Untuk Untuk meng mengukur ukur harga harga

c dan φ digunakan lingkaran Mohr yaitu

cara cara grafis grafis untuk untuk menentu menentukan kan teganga tegangan-te n-tegang gangan an yang yang bekerj bekerja a pada suatu suatu badan. Dengan Dengan menggunak menggunakan an kedua sampel sampel didapat didapat dua buah lingkaran lingkaran Mohr. Garis singgung singgung dari kedua kedua lingkaran lingkaran ini adalah garis kekuatan geser yang bersangkutan.

10.5 1.

Prosedur Percobaan

Ambi Ambill 3 buah buah sam sampe pell dari dari tab tabun ung, g, cet cetak ak den denga gan n alat alat pen pence ceta tak k sampel sehingga berbentuk silinder dengan diameter 1.5 " dan tinggi 3 ".

2.

Tim Timba bang ng

masin asingg-m masi asing

volumenya ( 3.

sam sampel pel

dan dan

cari cari

ber berat

satu satuan an

= berat sampel/volume sampel (= 86.875 cm 3) )

Rese Reserv rvoi oirr haru harus s penu penuh, h, tut tutup up dah dahul ulu u semu semua a kran kran dan dan per perik iksa sa semua semua sambung sambungan an ke pesawat pesawat ukur teganga tegangan n air pori, bil bila a pada pada tabu tabung ng yang yang beri berisi si air air raks raksa a terd terdap apat at gele gelemb mbun ungggelembung udara maka hal tersebut harus dihindarkan (harus dike dikelu luar arka kan) n),,

kare karena na

akan akan

mempe empeng ngar aruh uhii

peng penguk ukur uran an

tekanan air pori 4.

Buka klep-kl -klep sal saluran yang menghub ghubu ungka ngkan n alat alat triaxi axial dengan alat ukur tegangan

5.

air air pori, ori, kem kemudi udian pasa pasang ng batu batu ber berpori pori (por (porou ous s ston stone) e) pada pada alat triaxial

6.

Buka Buka kl klep bur buret agar agar air air dari dari bur buret et mas masuk uk ke sal salur uran an me menuju nuju alat triaxial

7.

Tutu Tutup p kle klep p bur buret et bila bila batu batu berp berpor orii sud sudah ah jenu jenuh h air air

8.

Pasa Pasang ng kert kertas as sari saring ng di atas atas bat batu ub ber erpo pori ri ters terseb ebut ut

XV-4


9.

Masukkan membran

karet ke dalam stetcher,

kemudian

jalank jalankan an pompa pompa vakum vakum sehing sehingga ga membra membran n karet karet menemp menempel el pada dinding dalam stetcher 10.. 10

Masu Masukan kan sam sampe pell dalam dalam ste stetc tche herr dan memb membra ran n dise diselu lubun bungka gkan n

11.

Letakkan kkan silinder kac kaca di atas atas samp ampel dan letakka akkan n butir pene peneka kan n yang yang akan akan mene meneru rusk skan an teka tekana nan n samp sampel el di atas atas silinder kaca tersebut

12.

Pasan asang g cham hamber, ber, kenc kencan angk gkan an ket ketiga iga baut baut,, buka buka kle klep pada pada bagian atas chamber

13.

Isi Isi cham chamb ber deng dengan an air air hing hingga ga penu penuh, h, sam sampai pai tega tegang ngan anny nya a sama dengan nol, kemudian tutup klepnya

14.

Biarkan indi indica cato torr

tanah berkonsolidasi dino dinolk lkan an

dulu dulu

dulu,

deng dengan an

dial

gauge

meny menyet etel el

dan

scre sc rew w

n u ll

cont contro roll

sehingga tinggi air raksa pada buret tetap 15.

Tut Tutup kr kran pe penguk ngukur ur tek tekan anan an air air por pori

16.. 16

Jala Jalank nkan an pesaw pesawat at triax triaxia iall deng dengan an menja menjala lank nkan an motor motor mesi mesin n sehi sehingg ngga a samp sampel el mend mendapa apatk tkan an tegan tegangan gan vert vertik ikal al denga dengan n kecepatan penurunan sampai 2%

17.

Laku Lakuka kan n pem pembac bacaan aan dial dial gaug gauge e dan tega tegang ngan an air air por pori tiap tiap menit dan air raksa diatur agar tetap pada posisinya sampai terjadi keruntuhan, yaitu dial gauge menunjukan angka yang tetap

18.. 18

Mati Matika kan n mes mesin in,, n nul ulll ind indik ikat ator or din dinol olka kan n

19.

Buka Buka kran kran rese reserrvoir voir air air deng dengan an memb membuk uka a klep klep bagi bagian an atas atas chamber, air akan keluar dari chamber

20.. 20

Buka Buka cha chamb mber er,, kemud kemudia ian n kelu keluar arka kan n sampe sampell tana tanah h

21.

Keluarkan b ba at u p po ori

22.

Lakukan Lakukan percob percobaan aan pada pada ketiga ketiga sampel sampel dan masing masing-ma -masing sing sampel diberi σ3 (tegangan sel) yang sudah ditentukan

23.

Harg Harga a teg tegan anga gan n ((se sel) l) per percoba cobaan an:: XV-5


Sampel

Tegangan

=

σ3

(kg/cm2) I

0.5

II

1.0

III

1.5

Skema percobaan Triaxial : Ambil 3 sampel tanah dengan diameter 3.81 cm, tinggi 7.62 cm

Men-set alat Triaxial

Menyiapkan sampel dengan dibungkus memakai pembungkus kedap air

Pasang sampel ke alat Triaxial yang telah disetting

XV-6


Jalankan alat selama kurang lebih 11 menit atau sampai sampel mencapai keruntuhan

Gambar 10.1 flow chart percobaan Triaxial

10.6 Data Percobaan-Perhitungan SAMPEL I: Berat

= 137.84 gr

Dimensi

:

Diameter

= 3.81 cm

Tinggi

= 7.62 cm = 11.39514 cm 2

Luas Penampang 2 = 0.5 kg/ cm

Tegangan Sel

Kalibrasi Alat Terhadap Load = 0.179881 kg/mm

Time In Minute

0 2 4 6 8 10 12 14

Deformati on Dial

0.0000 1.5240 3.0480 4.5720 6.0960 7.6200 9.1440 10.6680

Strain

Correct

Rate

ed Area

% 0 2 4 6 8 10 12 14

cm2 11 .4 01 11 .6 34 11 .8 76 12 .1 29 12 .3 92 12 .6 6 8 12 .9 5 6 1 3 .2 5 7

Dial Readin

Load

g

0 .0 15.0 19.0 22.0 24.0 25.0 25.5 26.0

σ1- σ3 = [P/A]

kg

kg/cm2

0.0000 2.6982 3.4177 3.9574 4.3171 4.4970 4.5870 4.6769

0.0000 0.2319 0.2878 0.3263 0.3484 0.3550 0.3541 0.3528

Cell (σ3)

kg/cm2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

XV-7


16 18 20 22

12.1920 13.7160 15.2400 16.7640

16 18 20 22

1 3 .5 7 3 1 3 .9 0 4 1 4 .2 5 1 1 4 .6 1 7

26.2 26.2 26.5 26.5

4.7129 4.7129 4.7668 4.7668

0.3472 0.3390 0.3345 0.3261

0.5 0.5 0.5 0.5

SAMPEL II: Berat

= 135.78 gr

Dimensi

:

Diameter

= 3.81 cm

Tinggi

= 7.62 cm Luas Lu as Pena Penam mpang pang

Tegangan Sel

= 11. 11.39 3951 514 4 cm cm 2

2 = 1.0 kg/cm


Time In Minute

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Deformati on Dial

0.0000 1.5240 3.0480 4.5720 6.0960 7.6200 9.1440 10.6680 12.1920 13.7160 15.2400 16.7640

Strain

Correct

Rate

ed Area

% 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

cm2 11 .4 01 11 .6 34 11 .8 76 12 .1 29 12 .3 92 12 .6 6 8 12 .9 5 6 1 3 .2 5 7 1 3 .5 7 3 1 3 .9 0 4 1 4 .2 5 1 1 4 .6 1 7

Dial Readin

Load

g

0.0 18.0 25.0 29.0 32.0 34.0 36.0 38.0 40.0 41.0 41.0 41.0

kg 0.0000 3.3081 4.5946 5.3297 5.8811 6.2487 6.6162 6.9838 7.3514 7.5351 7.5351 7.5351

σ1- σ3 = [P/A]

Cell (σ3)

kg/cm2 0.0000 0.2844 0.3869 0.4394 0.4746 0.4933 0.5107 0.5268 0.5416 0.5420 0.5287 0.5155

XV-8

kg/cm2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0


SAMPEL III: Berat

= 137.84 gr

Dimensi

:

Diameter

= 3.81 cm

Tinggi

= 7.62 cm Luas Lu as Pena Penam mpang pang

= 11. 11.39 3951 514 4 cm cm 2

2 = 1.5 kg/cm

Tegangan Sel


Time In Minute

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Deformati on Dial

0.0000 1.5240 3.0480 4.5720 6.0960 7.6200 9.1440 10.6680 12.1920 13.7160 15.2400 16.7640

Strain

Correct

Rate

ed Area

% 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

cm2 11 .4 01 11 .6 34 11 .8 76 12 .1 29 12 .3 92 12 .6 6 8 12 .9 5 6 1 3 .2 5 7 1 3 .5 7 3 1 3 .9 0 4 1 4 .2 5 1 1 4 .6 1 7

Dial Readin

Load

g

0 .0 22.0 32.5 38.0 42.0 42.5 48.0 50.0 52.0 53.0 53.0 54.5

kg 0 .0 0 0 0 3 .9 75 9 5 .8 73 5 6 .8 67 5 7 .5 90 4 7 .6 80 8 8 .6 74 8 9 .03 6 2 9 .39 7 6 9 .57 8 4 9 .57 8 4 9 .84 9 5

σ1- σ3 = [P/A]

Cell (σ3)

kg/cm2 0 .0 0 0 0 0 .3 41 8 0 .4 94 6 0 .5 66 2 0 .6 12 5 0 . 60 6 3 0 . 66 9 6 0 .6 8 1 6 0 .6 9 2 4 0 .6 8 8 9 0 .6 7 2 1 0 .6 7 3 9

XV-9

kg/cm2 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5


Contoh Perhitungan :

Sampel I Time in minute

=2

Deformation Deformation Dial

= 1.5240

Strain rate

=2%

Corection area

= 11.634 cm2

Setelah dilakukan percobaan didapat, didapat, dial reading = 15 Load = di dial al reading x Kalibrasi = 15 x 0.179881kg = 2.6982 kg σ1- σ3

= Load/ Corection area = 2.6982 kg/11.634 cm2 = 0.2319 kg/cm 2

Setelah perhitungan seperti di atas untuk sampel I,II, dan III, kemudian diambil data (σ1- σ3) yang paling besar untuk mencari jari-jari lingkaran Mohr masing-masing sampel.

Spec. No.

σ

3 (kg/cm 2)

ε

%

σ1-σ3 (kg/cm2)

σ1 (kg/cm2)

(σ1+σ3)/2 (kg/cm2)

(σ1-σ3)/2 (kg/cm2)

1

0 .5

20

0.334

0.834

0.667

0.167

2

1

18

0.542

1.542

1.271

0.271

3

1 .5

20

0.672

2.172

1.846

0.336

10.7 10.7 Anal Analis isis is XV-10


Grafik Hubungan antara Deviator Stress (σ1-σ3) -dengan Strain Rate

Grafik Grafik di atas menunj menunjukkan ukkan deviato deviatorr stress stress runtuh runtuh dari masing masing-masi masing ng sampe sampel. l. Ditan Ditandai dai denga dengan n grafi grafik k yang yang mula mulaii meng mengala alami mi kela keland ndai aian an yang yang keci kecill atau atau mula mulaii kons konsta tan n

besa besara ran n

devi deviat ator or

stressnya.

XV-11


Lingkaran Mohr tegangan utama Kombinasi Sampel 1 dan 2

Nilai c = 0.0582 kg/cm2 Nilai φ = 10

o

XV-1


Kombinasi Sampel 2 dan 3



Nilai c = 0.1243 kg/cm2 Nilai φ = 6o

XV-2





Nilai c = 0.0823 kg/cm2 Nilai φ = 8

Nilai rata-rata c dan φ dari kombinasi sampel :

o

Kombinasi Sampel 1 dan 2 Sampel 2 dan 3 Sampel 1 dan 3 Rata-rata

Kohesi c

Sudut geser φ

0.0582 10 o 0.1243 6o 0.0823 8 o 0.088 8o XV-3


Kombinasi sampel 1,2, dan 3, dengan nilai c dan φ rata-rata :


Kombinasi sampel 1,2, dan 3, dengan nilai c dan φ rata-rata :

XV-1


Pada Pada uji uji tria triaks ksia iall test test jeni jeniss UU ini, ini, idea idealn lnya ya ling lingkar karan an-l -lin ingk gkar aran an Mohr Mohr yang yang dihasilkan memiliki garis keruntuhan yang mendatar atau φ = 0 (hasil dari perco-baan tidak demikian). Hal ini terjadi karena kadar air pada benda uji tidak 100 % , sehingga sampel benda uji belum sepenuhnya jenuh yang menyebabkan masih ada gesekan antar butiran tanah. Selain itu, adanya kesalahan atau kekurangtelitian di dalam melaksa-nakan percobaan, percobaan, di mana kemungkinan kemungkinan terbesar terbesar terjadinya terjadinya kesalahan kesalahan ini adalah adalah karena adanya aliran air baik masuk ataupun keluar benda uji.

10.8 Kesimpulan dan Saran 

Harga kohesi tanah (c) = 0.088 kg/cm2


Pada Pada uji uji tria triaks ksia iall test test jeni jeniss UU ini, ini, idea idealn lnya ya ling lingkar karan an-l -lin ingk gkar aran an Mohr Mohr yang yang dihasilkan memiliki garis keruntuhan yang mendatar atau φ = 0 (hasil dari perco-baan tidak demikian). Hal ini terjadi karena kadar air pada benda uji tidak 100 % , sehingga sampel benda uji belum sepenuhnya jenuh yang menyebabkan masih ada gesekan antar butiran tanah. Selain itu, adanya kesalahan atau kekurangtelitian di dalam melaksa-nakan percobaan, percobaan, di mana kemungkinan kemungkinan terbesar terbesar terjadinya terjadinya kesalahan kesalahan ini adalah adalah karena adanya aliran air baik masuk ataupun keluar benda uji.

10.8 Kesimpulan dan Saran 

Harga kohesi tanah (c) = 0.088 kg/cm2



Harga sudut geser dalam tanah ( φ ) = 8

o

XV-1

Bab 10 - Triaxial

Recommend Documents