I.
TUJUAN
1. Menentukan besarnya nilai kekuatan tekan bebas suatu contoh tanah asli (undisturbed) dan tidak asli (remolded). (r emolded). 2. Menentukan nilai sensitifitas tanah.
II.
DASAR TEORI Kuat tekan bebas (q u) adalah besarnya beban aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial mencapai 15-20%. Percobaan unconfined terutama dilakukan pada tanah lempung ( clay) atau lanau ( silt ). ). Bila lempung mempunyai derajat kejenuhan 100%, maka kekuatan gesernya dapat ditentukan langsung dari nilai kekuatan unconfined . Hubungan konsistensi tanah dengan kekuatan tanah lempung dari unconfined compressive strength test : Tabel 3.5 Hubungan Kuat Tekan Bebas (q u) Tanah Lempung dengan
Konsistensinya 2
Konsistensi
qu (kN/m )
Lempung keras
>400
Lempung sangat kaku
200 – 200 – 400 400
Lempung kaku
100 – 100 – 200 200
Lempung sedang
50 – 50 – 100 100
Lempung lunak
25 – 25 – 50 50
Lempung sangat lunak
<25
Sumber Tabel: (Hary Christady Hardiyatmo , Mekanika Tanah I, hal. 320) Apabila contoh lempung dari tanah tidak terganggu diremas tanpa mengubah kadar airnya ( remoulded ), ), maka kekuatan contoh tersebut akan turun. Sifat berkurangnya kekuatan tanah akibat adanya kerusakan struktur tanah,
dinamakan
dengan
kesensitifitasan
( sensitifity ).
Tingkat
kesensitifitasan (ST) dapat ditentukan sebagai perbandingan antara kekuatan tanah yang masih asli ( undisturbed ) dengan kekuatan tanah yang sama
setelah mengalami kerusakan ( remoulded ), ), bila tanah tersebut diuji dengan tekanan tak tersekap.
qu (asli)
qu
Kondisi tanah asli
qu
Kondisi tanah tidak asli
St = qu (tidak asli)
keterangan, St = Tingkat kesensitifitasan qu
asli
= Kuat tekan bebas maksimum pada kondisi undisturbed 2
(Kg/cm ) qu
tidak asli
= Kuat tekan bebas maksimum pada kondisi remoulded 2
(Kg/cm )
Dalam pengujian kuat tekan babas ada beberapa syarat yang harus diperhatikan. 1. Penekanan Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0.5 – 0.5 – 2 2 % permenit 2. Kriteria keruntuhan suatu tanah : -
Bacaan proving ring turun.
-
Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama.
-
Ambil pada = 15 % dari contoh tanah, Sr = 1 % permenit, berarti waktu maksimum runtuh = 15 menit. Percobaan kuat tekan bebas dimaksudkan terutama untuk tanah
lempung atau lanau. Bila lempung itu mempunyai derajat kejenuhan 100 % maka kekuatan geser dapat ditentukan dari nilai kekuatan unconfined. unconfined. Pada sekitar tahun 1776 Coulomb memperkenalkan memperkenalkan hubungan linear yang terjadi antara tegangan normal dan tegangan geser.
f
c tan
Dengan,
c = kohesi = sudut geser internal
Garis keruntuhan Mohr-Coulomb
C
Tegangan Normal Tegangan Normal
Secara teoritis, untuk tanah lempung jenuh air yang sama uji tekanan tak bersekap mampu dalam kondisi air termampatkan - tak terkendali (Unconsolidated-Undrained) akan menghasilkan suatu harga Cu yang sama. Tetapi pada kenyataannya pengujian unconfined compression pada tanah lempung jenuh - air biasanya menghasilkan harga Cu yang lebih kecil dari harga yag diperoleh dari pengujian Unconsolidated Unconsolidated - Undrained. Fakta ini dapat diperoleh dari tabel berikut ini: 2
2
Konsistensi
qu(ton/ft
KN/m
Sangat lunak
0 - 0,25
0 – 23,94 24
Lunak
0,25 – 0,5
24 – 48
Menengah
0,5 – 1,48
48 – 96
Kaku
1 - 2,96
96 – 192
Sangat kaku
2 – 4,192
192 – 383
Keras
>4
> 383
2
*
* Faktor konversi: 1 lb/ft = 47, 88 kN/m
2
Pada tanah-tanah lempung yang terdeposisi (terendapkan) secara alamiah dapat diamati bahwa kekuatan tekan tanah tak bersekap berkurang banyak, bila tanah itu diuji ulang lagi setelah tanah itu menderita kerusakan struktural (remolded) tanpa adanya perubahan dari kadar air, seperti ditunjukkan pada gambar berikut
Asli (undisturbed)
s
Rusak (remolded)
qu Tegangan Axial
St
q u (asli) q u (kerusakan)
Dimana,
St = kesensitifan
Sifat berkurangnya kekurangan tanah akibat adanya kerusakan struktural tanah tersebut disebut kesensitifan (sensitivity). Tingkat kesensitifan dapat ditentukan sebagai ratio antara kekuatan tanah yang masih asli dengan kekuatan tanah yang sama setelah terkena kerusakan (remolded), bila tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap. Ratio kesensitifan sebagian besar tanah lempung berkisar antara 1 sampai 8, biarpun pada tanah-tanah lempung maritim yang mempunyai tingkat flokulasi yang sangat tinggi didapat juga harga ratio kesensitifan yang dapat berkisar antara 10 sampai 80. Ada beberapa jenis tanah lempung yang akibat kerusakan tersebut dapat tiba - tiba berubah menjadi cair. Tanah-tanah seperti ini biasanya terdapat di Amerika Utara dan daerah Semenanjung Scandinavia yang dulunya tertutup es.
Klasifikasi Lempung Berdasarkan Kesensitifannya Klasifikasi Sangat quick Quick tingkat menengah Agak quick Sangat sensitif Sensitif tingkat menengah Agak sensitif tidak sensitif
Tingkat Kesensitifan 32 – 32 – 64 64 16 – 16 – 32 32 8 – 16 – 16 – 8 4 – 8 – 4 2 – 4 – 2 1 – 2
Sumber Tabel: (Braja M. Das, Mekanika Tanah I Jilid 2, hal. 33)
Kadar air dapat juga disebut Water Content di definisikan sebagai perbandingan perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah. W
W1
W2
W2
W3
100%
Berat volume dapat dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air, dan volume total.
W
V
W2 1 4
W1 2
π d t
Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus:
L
Lo
Dimana, = Regangan axial (%) L = Perubahan panjang (cm) Lo = Panjang mula-mula (cm) Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat: A
A0
1
Dimana, 2 A = Luas rata-rata pada setiap saat (cm ) 2 Ao = Luas mula-mula (cm )
Besarnya tegangan normal:
P A
P k . N
Dimana, = Tegangan (kg/cm 2) P = Beban (kg) K = Faktor kalibrasi proving ring N = Pembacaan proving ring (div) Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus: St
'
Dimana, St = Nilai sensitivitas tanah 2 = Kuat tekan maksimal tanah asli (kg/cm ) ‘ = Kuat tekan maksimal tanah tidak asli (kg/cm2)
III.
ALAT DAN BAHAN A. PERALATAN
1. Timbangan
4. Ring pencetak
2. Janka sorong 5. Satu set mesin kuat tekan bebas
3. Stopwacth
6. Extruder
7. Alat perata
8. Kunci inggris
B. BAHAN
Tanah yang diambil ketika melakukan pengujian Boring di sekitar laboratorium uji tanah. IV.
LANGKAH KERJA
A. Persiapan contoh tanah tanah
Contoh tanah tediri dari 2 macam, yaitu : contoh tanah asli dan contoh tanah tidak asli (remoulded). Contoh tanah asli adalah contoh tanah yang langsung dicetak dari tabung sample, sedangkan contoh tanah tidak asli adalah contoh tanah yang dicetak kembali dari contoh yang sudah ditekan. 1. Contoh Tanah Asli 1.1.
Contoh tanah dalam tabung dikeluarkan dengan extruder sepanjang 1-2 1-2 cm, kemudian dipotong dipotong atau diratakan.
1.2.
Pasang ring pencetak di depan tabung contoh, kemudian contoh tanah diletakan ke dalam ring sampai penuh dan dilebihkan + 1 cm.
1.3.
Contoh tanah yang dipotong kedua ujungnya diratakan, kemudian dikeluarkan dari ring dan ditimbang.
2. Contoh Tanah Tidak Asli 2.1.
Contoh tanah yang sudah ditekan dimasukkan ke dalam kantong plastik dan dihancurkan atau diremas sambil dijaga jangan sampai sampai kadar airnya airnya berubah dan terbuang.
2.2.
Contoh tersebut dibagi menjadi beberapa bagian yang sama sesuai dengan tingginya, misalakn untuk tinggi 10 cm menjadi 10 bagian.
2.3.
Masing-masing bagian dipadatkan di dalam ring pencetak, sesuai dengan pembagian di atas (masing-masing bagian untuk tinggi + 1 cm), sehingga diperoleh kepadatana yang merata dengan volume dan ukuran yang sama dengan contoh asli sebelum ditekan.
2.4.
Contoh tanah dikeluarkan dan ditimbang.
B. Pengujian
1. Contoh tanah dipasang dipasang pada rangka rangka beban dan dan diatur hingga sentris terhadap dongkraknya. 2. Pasang proving proving ring dan dial pengukuran pengukuran regangan dan dan di stel pada nol nol stand. 3. Tentukan kecepatan kecepatan rengangan, rengangan, biasanya biasanya kecepatan rengangan rengangan diambil 0,5 − 2 % per menit. 4. Mulai diadakan diadakan penekanan penekanan hingga terjadi keruntuhan keruntuhan sambil dikontrol dikontrol atau dicatat pembebanannya pada setiap interval regangan tertentu dan pada waktu yang ditentukan. 5.
Setelah
runtuh,
contoh
tanah
dikeluarkan
keruntuhannya.
V.
DATA, PERHITUNGAN DAN GRAFIK
Dik: Ukuran sampel:
Diameter
= 3,74 cm
Tinggi
= 7,6 cm
Luas
=¼d 2
= ¼ (3.74) = 10.98 cm
2
Kalibrasi alat
= 0.139 kg / divisi
Kecepatan regangan
= 1% mm / menit
dan
gambar
bentuk
Penyelesaian: a. Tanah asli pada saat : t
= 2 menit
= 0.02
N
= 13 div
Ao
= 10.98 cm
P
=kxN
2
= 0,139× 13 = 1.807 kg
2
2
b. Tanah tidak asli asli pada saat saat : T
= 6 menit
= 0.06
N
= 37 div
A
= 9.08 cm
P
= 0.139 × 37
2
= 5.14 kg
2
2
Tabel Pengolahan Data Percobaan Uji Kuat Tekan Bebas Bacaan Dial
Waktu
Regangan
Luas
Asli
Tidak Asli
t (menit)
ε (%)
A (cm²)
Ring
P (kg)
σ (kg/cm²)
Ring
P (kg)
0
0.00
0.00
10.98
0.0
0.00
0.00
0.0
0.00
σ (kg/cm²) 0.00
38
0.50
0.50
11.04
3.5
0.49
0.04
14.0
1.95
0.18
76
1.00
1.00
11.10
6.5
0.90
0.09
20.0
2.78
0.25
114
1.50
1.50
11.19
10
1.39
0.12
23.5
3.27
0.29
152
2.00
2.00
11.21
13
1.81
0.16
26.5
3.68
0.33
190
2.50
2.50
11.26
18
2.50
0.22
29.5
4.10
0.36
228
3.00
3.00
11.31
23
3.20
0.28
31.5
4.38
0.39
309
4.00
4.00
11.44
34
4.73
0.38
35.0
4.86
0.42
380
5.00
5.00
11.56
56
7.78
0.67
36.5
5.07
0.44
456
6.00
6.00
11.68
58
8.06
0.69
37.0
5.14
0.44
532
7.00
7.00
11.81
73
10.15
0.86
36.0
5.00
0.42
604
8.00
8.00
11.93
84
11.68
0.98
34.0
4.73
0.40
684
9.00
9.00
12.06
91
12.65
1.05
30.0
4.17
0.34
760
10.00
10.00
12.20
101
14.04
1.15
836
11.00
11.00
12.34
107
14.87
1.20
912
12.00
12.00
12.48
115
15.98
1.28
988
13.00
13.00
12.62
117
16.26
1.29
1064
14.00
14.00
12.77
13.90
1.09
1140
15.00
15.00
1216
16.00
16.00
1292
17.00
1700
1368
18.00
18.00
Grafik tegangan terhadap regangan 1.3 1.17 1.04 0.91 0.78 0.65 ASLI
0.52
TIDAK ASLI
0.39 0.26 0.13 0 0
2.5
5
7.5
10
12.5
15
VI.
KESIMPULAN
1. Dari data kuat tekan tanah serta sensitivitas tanah, dapat diambil kesimpulan: 2 Nilai kuat tekan tanah asli maks. ( ( u) =1.28 kg/cm
Nilai kuat tekan tanah tidak asli maks. ( ( u’) =0.44 =0.44 kg/cm Nilai sensitifitas maks =
2
2. Berdasarkan Sensitifitas tanah yang diuji memiliki sensitifitas kelas rendah .
3. Berdasarkan kuat tekannya
Tanah asli memiliki konsistensi stiff
Tanah tidak asli memiliki konsistensi stiff
