Manual 304 for Makmal Geoteknik

EAA304 GEOTECHNICAL LABRATORY

UJIAN RICIH TERUS

TUJUAN: Untuk menentukan kekuatan ricih suatu tanah tak jelekit yang kering

Radas :

1. Mesin ricih terus 3. Peni Penimb mban ang g deng dengan an kepe kepeka kaan an 0.1 0.1 gram gram ". #kala

2. Rod penghentak . !am !am rand randik ik

Teori :

Rintangan kepada ricih suatu tanah tak jelekit berpunca dari geseran di antara butiran$butiran dan keadaan saling pegang$memegang di antara satu sama lain. %ekuatan ricih ialah tegasan ricih yang diperlukan untuk mengakibatkan peluncuran ke atas satu permukaan melalui tanah& atau s '  tan tan& (engan  ' tegasan normal dan  ' sudut rintangan ricih (alam suatu ujian ricih terus& tanah dikenakan tegasan sehingga gagal dengan menggerakkan satu bahagian bekas tanah berhubung dengan satu bahagian tanah yang lain. )ila suatu daya ricih ricih dengan magnitud yang mencukupi dikenakan& bahagian ba*ah kotak bergerak berhubung dengan bahagian atas menyebabkan ricihan tanah berlaku di sepanjang satu satah mengu+uk yang mengasingkan kedua$dua kotak itu.


Tatacara :

1. ,entukan entukan berat berat bagi bagi susunan susunan beban beban menggan menggantun tung g 2. Pasangkan Pasangkan bahagian$bahag bahagian$bahagian ian kotak kotak ricih dan dan letakkannya letakkannya di atas atas mesin mesin ricih terus. terus. (apatkan ukuran tinggi dalamnya dan luas kotak ricih. 3. ,imbang ,imbang bekas bekas yang yang mengandungi mengandungi tanah tak tak jelekit jelekit yang yang kering. kering. -sikan -sikan kotak kotak ricih ricih dengan tanah itu dan hentak& jika suatu sampel sampel yang padat diperlukan. ,imbang semula bekas dan tentukan berat tanah jelekit yang digunakan dalam eksperimen. . Ukur jarak jarak di antara antara bahagian bahagian atas atas tanah tanah dari bahagian bahagian atas atas kotak kotak ricih. ricih. etakkan etakkan jeriji atas /atau batu berliang untuk sampel tepu dan blok pembebanan di bahagian atas sampel tanah. ". %enakan beban normal normal yang sesuai& sesuai& katakan katakan 10kg. 10kg. !umlah !umlah beban beban normal normal ialah ialah hasil hasil campur beban ini dengan berat kok pembebanan. ,anggalkan skru kunci dari kotak ricih& kemudian angkat naik kerangka sedikit dengan memusing skru$skru jarak. #elaraskan kotak ricih supaya ia hanya bersentuh dengan gelang tunjuk /proing ring. . Pasangkan Pasangkan tolok$tol tolok$tolok ok dail yang yang mengukur mengukur anjakan anjakan ricih ricih dan anjakan anjakan normal normal.. atatkan bacaan a*al bagi kedua$dua tolok ini. 4. Mulakan Mulakan pembebanan pembebanan dengan dengan memusing memusing gagang gagang roda pada pada kadar 2 pusingan pusingan seminit seminit.. atatkan bacaan bagi ketiga$tiga tolok dail pada jeda jeda masa 1" saat. ,eruskan ujian sehingga kegagalan berlaku& iaitu iaitu bila daya mengu+uk menjadi menjadi malar. malar. Perhatikan nilai$nilai puncak dan muktamad. 5. Ulang tatacar tatacaraa di atas bagi bagi sampel$sam sampel$sampel pel tanah tanah baru yang lain lain dengan menggunak menggunakan an berat tanah yang sama& di ba*ah keadaan pemadatan yan g sama seperti langkah  di atas supaya ketumpatan adalah sama. ,ambahkan beban normal kepada 20 kg dan seterusnya 0 kg.


Keputusan :

(ari jadual& plotkan gra+$gra+ yang berikut: 1. 6ra+ 6ra+ tega tegasa san n rici ricih h  /k78m2 mela*an anjakan ricih8mengu+uk /mm bagi setiap beban normal yang digunakan. (ari gra+ ini& berikan nilai$nilai berikut& iaitu:$ )ilangan s pesimen

)eba )eban n norm normal al

,egas egasan an nor norma mall 2 k78m

,egasan ricih muktamad /bila kegagalan berlaku

2. 6ra+ anjakan anjakan normal8m normal8menegak enegak /mm /mm mela*an mela*an anjakan anjakan ricih8mengu+ ricih8mengu+uk uk /mm bagi bagi setiap beban normal yang digunakan. 3. 6ra+ 6ra+ tega tegasan san ricih ricih muktam muktamad ad /k78 /k78m m2 mela*an tegasan normal /k78m2 bagi setiap beban normal yang digunakan. (ari gra+ ini berikan parameter$parameter kekuatan ricih& iaitu #udut geseran dalam&  ' 99999999999999999 7ilai kejeleketan&

c ' 99999999999999999

Perbincangan :

1. #enaraikan #enaraikan beberapa beberapa langkah langkah berjaga$ja berjaga$jaga ga /selain /selain daripada daripada ralat$ra ralat$ralat lat yang mungkin mungkin mempengaruhi parameter$parameter kekuatan ricih di atas& semasa menjalankan ujian ricih terus. 2. #ebutkan #ebutkan tiga tiga kebaikan kebaikan dan tiga kekuran kekurangan gan bagi ujian ricih ricih terus. terus. 3. #ebutkan #ebutkan beberapa beberapa kegunaan kegunaan bagi parame parameter ter$param $parameter eter kekuatan kekuatan ricih ricih yang yang diperolehi dari ujian ricih terus.


SHEAR BOX TEST FORM

SCHOOL OF CIIL !N"IN!!RIN" UNI!RSITI SAINS #ALA$SIA #ALA$SIA !N"IN!!RIN" CA#PUS

"!OT!CHNICAL LA%ORATOR$ SH!AR %O& T!ST R!F!R!NC! : %S '()) : '**+ Soil sample: Data to Obtain Sample Density if not an Undisturbed Sample

Initial mass container = Final mass container + soil = Mass of soil used :

g g g

Shear specimen data

Sample Dimensions;

Side : Height : !rea : $olume :

cm cm cm"

Wet Density : Dry Density : Moisture content :

g/cm #

cm

%ormal &oad :

'g

%ormal stress:

'(a

&oading rate : &oad ring const) &*:

$ert) dial

$ert) displace

Hori-) dial

Hori-) displace

orr) area

&oad dail

Hori-) shear

reading

$.

reading

H.

!

reading

force

mm/min /di,) Shear stress '(a


$ert) dial reading

$ert) displace $.

Hori-) dial reading

Hori-) displace H.

orr) area !

&oad dail reading

Hori-) shear force

Shear stress '(a

$ert)

$ert)

Hori-)

Hori-)

orr)

&oad

Hori-)

Shear

dial

displace

dial

displace

area

dail

shear

stress

reading

$.

reading

H.

!

reading

force

'(a


SHEAR BOX TEST GRAPH


UJIAN MAMPATAN TAK TERKURUNG

Tu,uan :

Untuk menentukan kekuatan mampatan tak terkurung dan kekuatan tak tersalir suatu sampel tanah jelekit.


Radas :

1. Radas mampatan tak terkurung 3. Penyemperit sampel ". %etuhar 4. ,in kosong /untuk penentuan kandungan lembapan

2. . . 5.

,iub sampelan Penimbang Piring penyejat #kala dan spatula

Teori :

(alam ujian ini& suatu spesimen tanah berbentuk silinder& biasanya berukuran 35 mm garispusat  4 mm tinggi dikenakan dengan satu mampatan paksi tanpa sebarang tekanan penahan. uas keratan rentas suatu spesimen bertambah dengan bertambahnya keterikan iaitu& dengan berkurangnya dalam ukuran panjang. ;ndaikan baha*a luas a*al ialah ;0& luas dibetulkan /corrected olume bagi sampel tanah& ;& boleh ditentukan dengan +ormula. A 

(iberika n

;0 ' 

'

0

'



'

A0 1 

<1=

uas a*al %eterikan '



0

Panjang a*al sampel tanah itu Perubahan dalam panjang suatu sampel tanah

%ekuatan mampatan takterkurung suatu sampel tanah& >& diberikan oleh +ormula q  

(engan

P' ;'

P A

)eban paksi semasa kegagaln berlaku& dan uas dibetulkan bagi sampel tanah itu pada keterikan bila kegagalan berlaku

)agi tanah$tanah biasa& jika  ialah sudut rintangan ricih&

<2=


 

qu  2c tan "  0

 



<3=

2 

)agi tanah liat& jika  ' 0 di ba*ah keadaan tak bersalir& jadi q u  2c 

P

<=

A

oleh yang demikian& kekuatan ricih tak tersalir ' c ' cu '

1 2

qu

<"= #pesimen tanah selepas ujian boleh diacuan semula untuk mendapatkan suatu sampel tanah dengan ketumpatan kering dan kandungan lembapan yang sama. #ampel tanah teracuan semula ini boleh dikenakan ujian untuk mendapatkan kekuatan ricih tak terkurung teracuan semula. -stilah kepekaan ditakri+kan sebagai nisbah kekuatan ricih bagi suatu sampel tanah tak terkurung kepada sampel tanah teracuan semula.

Pen-ediaan Sa.pe/:

/#ampel ,ak ,erganggu 1. Masuk tiub sampelan ke dalam suatu sampel tanah liat. %emudian keluarkan tiub sampelan bersama$sama dengan tanah liat. 2. )ubuh sedikit minyak di bahagian dalam acuan pisah. %ejadian timbang dan dapatkan berat acuan pisah. 3. #emperit keluar sampel tanah liat dari tiub sampelan ke dalam acuan pisah dengan menggunakan penyemperit sampel. . Potong dan arahkan supaya hujung sampel tanah sejajar dengan hujungacuan pisah. #impan buku potongan tanah untuk penentuan kandungan lembapan. ". ,imbang semula acuan pisah bersama$sama dengan sampel tanah untuk mendapatkan berat sampel tanah.


Tatacara U,ian:

1. Ukur panjang dan diameter spesimen tanah. 2. etakkan spesimen tanah di atas platen ba*ah supaya sepusat dengannya. %emudian turunkan platen atas supaya bersentuh dengan bahagian atas spesimen tanah. #elaraskan tolok$tolok dail gelang tunjuk dan pencanggahan supaya bacaannya bersama si+ar. 3. %enakan beban mampatan pada kadar keterikan yang seragam bersamaan lebih kurang "? minit. . atatkan bacaan tolok dail gelang tunjuk yang bersamaan dengan setiap satu milimeter pencanggahan spesimen itu. ". ,eruskan ujian sehingga tolok dail beban berkurangan selepas mencatatkan satu nilai maksimum yang nyata atau mencatatkan satu pencanggahan tegak sebanyak 1 mm& yang mana berlaku lebih a*al. . akarkan corak sampel tanah selepas kegagalan berlaku. 4. !ika permukaan ricih adalah nyata& berikan sudut di antara satah kegagalan /berlaku dengan satah mengu+uk. 5. #ampel tanah selepas kegagalan berlaku ditimbang semula untuk penentuan kandungan lembapan akhir.

K!PUTUSAN

1. akarkan ragam kegagalan bagi sampel tanah setelah kegagalan berlaku. 2. )erikan sudut di antara satah kegagalan dengan satah mengu+uk. 3. (ari jadual& plotkan gra+$gra+ yang berikut:$ a 6ra+ tegasan sisihan  /78mm2 mela*an keterikan paksi  /mm8mm (ari gra+ ini& berikan nilai maksimum&  iaitu mak mak ' 99999999999999 ,egasan sisihan  /78mm2

%eterikan&  /mm8mm 6ra+ tegasan sisihan Mela*an keterikan paksi

,egasan ricih  /78mm2

,egasan normal n /78mm2 )ulatan Mohr dan plot sampul %egagalan bagi contoh ujian Mampatan takterkurung


b )ulatan Mohr dan plot sampul kegagalan (ari gra+ ini& berikan si+at$si+at kekuatan tanah& iaitu  ' 99999999999999 u ' 9999999999999

PERBINCANGAN

1. )incangkan samada keadaan$keadaan UU /tak terkurung dan tak tersalir dipenuhi atau tidak dalam ujian yang telah dijalankan. 2. )incangkan cara melukis bulatan Mohr dan sampul kegagalan bagi ujian yang telah dijalankan.

3. #enaraikan beberapa kegunaan bagi kekuatan ricih tak bersalir.


UNCONFINED COMPRESSION TEST FORM

SCHOOL OF CIIL !N"IN!!RIN" UNI!RSITI SAINS #ALA$SIA !N"IN!!RIN" CA#PUS

"!OT!CHNICAL LA%ORATOR$ UNCONFIN!0 CO#PR!SSION T!ST R!F!R!NC! : %S '()) : '**+

Sample Date Diam) 

!rea ! 

Ht)0 & 

$ol) 

Wt) 

Wet unit) Wt) 

Water content0 1 # 

(e+ormation (ial Reading / 

oad (ial / Unit 

#ample (e+ormation @ / 

Dry unit 1t) 

Unit #train @8

;rea A 1$ B

orrected ;rea& ; / 

&* : 

,otal oad on #ample / ol .2  R

#ample #tress kPa







;rea A 1$ B

Unconfined Compressive Strength q x ________ ________ P!



Cohesion " qx # $ " _________

#ample #tress kPa

P!__





Sample Date Diam) 

!rea ! 

Ht)0 & 

$ol) 

Wt) 

Wet unit) Wt) 





Dry unit 1t) 


;rea A 1$ B


&* : 


#ample #tress kPa







;rea A 1$ B




Cohesion " qx # $ " _________

#ample #tress kPa

P!__





Sample Date Diam) 

!rea ! 

Ht)0 & 

$ol) 

Wt) 

Wet unit) Wt) 





Dry unit 1t) 


;rea A 1$ B


&* : 


#ample #tress kPa







;rea A 1$ B




Cohesion " qx # $ " _________

#ample #tress kPa

P!__


UJIAN RICIH RAM

Untuk menentukan kekuatan ricih tak tersalir bagi suatu tanah liat

Tu,uan: Radas :

1. 2. 3. . ". .

Radas ram makmal dan aksesori ,iub sampelan %etuhar #udip /spatula ;lat mentrim !am randik

Teori :

(alam ujian ram& ram yang mempunyai empat bilah dan berbentuk palang ditolak ke dalam tanah dan kemudian dipusing. ,ork diperlukan untuk mengira kekuatan ricih tak tersalir bagi suatu tanah liat. Prinsipnya ditunjukkan dalam Rajah 1 dan radas ram dalam Rajah 2. !ika tork yang dikenakan rendah& ia ditentang oleh satu tork la*an /mengelilingi permukaan silinder yang memusing yang sama magnitud. ;pabila tork ini ditambahkan ke suatu nilai yang cukup untuk mengerahkan kekuatan ricih tak bersalir& rintangan ricih maksimum& bersamaan dengan kekuatan tak bersalir bagi sampel tanah liat& dicapai serentak pada semua permukaan yang menggelongsor. !umlah tork yang merintang /total resisting tor>ue& ,r & terdiri daripada dua komponen& iaitu ,1 dan ,2& dengan : ,1 ' tork yang diberikan oleh rintangan pada permukaan silinder& ,2 ' tork yang diberikan oleh rintangan pada permukaan berbentuk bulat di kedua$dua hujung

!adi& T r  T 1  T 2

 d   sNmm  2 

T 1   dh

  d 2  1   d 3   s  ,2  2 sNmm  3       h d    Nmm  2  

2 Jadi& T  T r   d 

atauT 

 d 2  h

d     Nmm 1000  2  


(engan

%ekuatan ricih takbersalir bagi tanah liat& k78m2 6arispusat ram& mm %etinggian ram& mm

u ' d ' h '

,ork , /' ,r  yang dikenakan kepada aci ram adalah berkadar langsung kepada pesongan sudut  /darjah bagi pegas kilasan& , ' k  (engan % ' pemalar pegas& 7mm80 #emasa kegagalan berlaku& , ' ,r dan  ' + atau ,  ,r  %  +  jadi& C u 

 d 2  h d    C u 1000  2  

1000 K  f

 h d     2  

kN 8 m 2

 d 2 

jika d' 12.4 mm dan h ' 12.4 mm  h d       .3"  2.114   5.4C u  2   atau ,r 

 12.4 

1000  .2C  u

jadi& C u 

K  f .2C

2

 5.4  u

kN 8 m 2

dengan + dalam unit darjah& dan % dalam unit 7mm80

Tatacara 1 Pe/arasan

!ika ram dihalang daripada berpusing apabila gagang8DhandleD /e diputarkan /lihat Rajah 2 dan Rajah 3& skala bersenggat dalam /n /lihat Rajah 3 a kan berputar melalui suatu sudut yang sama dengan hujung atas pegas. ;ci tegak /h dan penunjuk /g tidak akan bergerak. Penunjuk /g memberikan bacaan si+ar di skala dalam /n. Putaran di skala dalam /n dibaca untuk mengira tork yang dikenakan. Penunjuk /g akan berada dalam kedudukan ini jika tork dikurangkan. ;pabila kegagalan berlaku& bacaan bagi penunjuk di skala dalam /n memberikan  /bersamaan 20 di Rajah 3

)acaan bagi penunjuk di skala luar /+ memberikan putaran bagi ram <140 di Rajah 3 /b= Putaran bagi skala dalam /n relati+ kepada skala luar /+ boleh dibaca sebagai suatu sudut di skala luar /+ sepadan dengan bacaan si+ar di skala dalam /n. <(i Rajah 3 /b& ia adalah 20 E 140 ' 30=. -a menunjukkan jumlah putaran /total rotation bagi unit pemacu /drie unit dan adalah bersamaan dengan jumlah bacaan bagi penunjuk di skala dalam /n dan skala luar /+. Tatacara:

1. 6unakan sampel takterganggu atau yang disediakan di dalam makmal. 2. ;pitkan tiub sampelan pada kedudukannya di ba*ah ram 3. Pilih pegas kilasan mengikut kekuatan ricih /pegas 1 F untuk kekuatan ricih bersamaan 20 k78m2. . Gimpunkan /assemble radas ricih ram. %emudian pasangkan ram dan pegas. ". 6erakkan penunjuk /g pada tolok supaya ia adalah bersentuhan dengan pemba*a /m yang berada di atas aci ram. Pegang tombol /h dan putarkan pemba*a sehingga penunjuk /g memberikan bacaan si+ar di skala dalam /n. Putarkan hendal supaya penunjuk /g juga memberikan bacaan si+ar di skala luar /+. . ,urunkan perhimpunan ram dengan memusing hendal /e yang berada di atas pusat sampel tanah sehingga tusukan yang diperlukan telah tercapai. 4. atatkan kedua$dua bacaan mula8a*al bagi penunjuk di skala dalam dan di skala luar& kepada setengah darjah yang terdekat. Putarkan HhandleD mengikut arah pusingan jam dengan kadar seragam bersamaan lebih kurang 1 pusingan8saat sehingga jarum terpisah. 5. Pusingkan ram dengan cepat melalui 2 pusingan lengkap untuk mengacuan semula /remould tanah tersebut di ka*asan8Ion tertegas /sheared Ione. )etulkan penunjuk /g supaya ia bersentuhan dengan pemba*a /m. C. #elepas tanah di acaun semula& ulang ujian untuk kedudukan lain bagi sampel takterganggu di dalam tiub atau sampel$sampel tak terganggu lain bagi tanah yang sama. 10. ,entukan nilai purata untuk kekuatan tak tersalir bagi kekuatan tak terganggu dan kekuatan teracuan semula. ,entukan kepekaan bagi tanah liat. Pengiraan :

1. )acaan$bacaan pesongan sudut ditunjukkan oleh penunjuk /g di skala dalam /n setelah setiap ujian ricih memberikan pesongan sudut relati+ /0 bagi hujung$hujung pegas semasa kegagalan berlaku. 2. %ekuatan ricih u bagi tanah liat tersebut ditentukan dengan menggunakan persamaan.


C u 

1000 K  f 2

 d

 h d      2  

kN 8 m 2

7ilai u dicari untuk 3 F  sampel dalam keadaan tak terganggu dan keadaan teracuan semula.

Keputusan :

1. atatkan ukuran$ukuran +iIikal bagi ram dalam jadual di ba*ah. 1

2

3

Purata

%etinggian ram& G 6arispusat ram& ( 2. atatkan pesongan sudut maksimum yang tercapai + semasa kegagalan berlaku ke dalam )ilangan 1 Pesongan sudut maksimum& +

2

3



"

Purata

Purata pesongan sudut maksimum&  ' 99999999999999999999999 0 3. (apatkan pemalar pegas& k 7mm80 k ' 9999999999999999999 7mm80 gunakan persamaan /3& tentukan kekuatan ricih tak bersalir& u u ' 999999999999 78mm2 ;tau

u ' 999999999999 k78m2

. ,entukan kepekaan #t& yang ditakri+kan sebagai nisbah bagi nilai purata kekuatan tak bersalir dalam keadaan tak terganggu kepada nilai purata kekuatan tak bersalir dalam keadaan teracuan semula. -aitu&


S t 

C u / purata C r / purata

". (apatkan juga nilai purata bagi kandungan lembapan dan ketumpatan bagi sampel$ sampel itu.

Perbincangan :

1. #ebutkan langkah$langkah berjaga$jaga dan masalah$masalah yang dihadapi semasa menjalankan ricih ram. 2. )incangkan kegunaan bagi ujian ricih ram

3. )andingkan keputusan yang diperolehi di makmal dengan keputusan teori.

BORANG UJIAN RICIH RAM


"!OT!CHNICAL LA%ORATOR$ UJIAN RICIH RA#


R!F!R!NC! : %S '()) : '**+

atatkan ukuran$ukuran +iIikal bagi ram dalam jadual di ba*ah. 1

2

3

Purata

%etinggian ram& G 6arispusat ram& ( atatkan pesongan sudut maksimum yang tercapai + semasa kegagalan berlaku ke dalam )ilangan 1 Pesongan sudut maksimum& +

2

3



"

Purata

Purata pesongan sudut maksimum&  ' 99999999999999999999999 0 (apatkan pemalar pegas& k 7mm80 k ' 9999999999999999999 7mm80 gunakan persamaan /3& tentukan kekuatan ricih tak bersalir& u u ' 999999999999 78mm2 ;tau

u ' 999999999999 k78m2

,entukan kepekaan #t& yang ditakri+kan sebagai nisbah bagi nilai purata kekuatan tak bersalir dalam keadaan tak terganggu kepada nilai purata kekuatan tak bersalir dalam keadaan teracuan semula. -aitu& S t 

C u / purata C r / purata

UJIAN PENGUKUHAN OEDOMETER

Tu,uan :

Untuk menentukan nilai c& iaitu pekali pengukuhan dan nlai m& iaitu pekali kebolehmampatan isipadu bagi sampel tanah jelekit teracuan semula. Radas :

1. #el pengukuhan oedometer 2. ,olok dail mikrometer8mampatan 3. %erangka beban


. !isim tertentukur ". !am randik . 6ris silikon 4. %ertas turas 5. ;ir suling C. !angkasuhu 10. Penimbang 11. ,in kosong 12. Pemangkas8pemotong Andaian:

1. 2. 3. . ".

,anah ialah homogen /sejenis dan tepu sepenuhnya. ,anah terdiri daripada Iarah$Iarah galian yang takbolehmampat ;ir adalah takbolehmampat Gukum (arcy adalah benar bagi aliran air dalam proses pengukuhan Perubahan isipadu berlaku dalam arah tegasan dikenakan& iaitu perubahan satu dimensi . Pekali kebolehmampatan dalam arah tegasan dikenakan adalah malar 4. Perubahan isipadu adalah sama dengan perubahan dalam nisbah lompang


Teori :

Pertimbangkan satu model sampel tanah dikenakan dengan satu tegasan berkesan yang semakin bertambah:$ Perubahan dalam isipadu& J& yang disebabkan oleh penambahan dalam tegasan berkesan & boleh diberikan oleh perubahan dalam tebal& G atau perubahan dalam nisbah lompang& e. V  H e !adi keterikan isipadu& V  H  1  e 0 0

Kleh yang demikian& perubahan dalam ketebalan& G '

e

1  e0

H 0

%eterikan isipadu adalah bergantung kepada penambahan dalam tegasan berkesan& dan enapan pengukuhan& #c diberikan oleh # c  @G  m  @ML Go dengan m   pekali kebolehmam patan isipadu m 

jadi

 H m 2 8k7 ML Go

(alam ,eori pengukuhan satu dimensi& ,erIaghi merumuskan satu persamaan kebeIaan separa yang menghubungkan tekanan air liang lebihan& masa dan kedalaman satu elemen tanah yang tiba$tiba dikenakan dengan suatu beban teragih seragam& iaitu  u  l

 C v 



2

u 2

 z

dengan u ' tekanan air liang lebihan t ' masa yang berlalu selepas beban dikenakan c ' pekali pengukuhan k

 N

*

m

2

m tahun

dan * ' ketumpatan air /k78m3 k ' pekali kebolehtelapan menegak bagi tanah tersebut /m8tahun m ' pekali kebolehmampatan isipadu /m28m7 Penyelesaian ,erIaghi untuk persamaan kebeIaan separa di atas diungkapkan dalam 2 bentuk tak berdimensi& iaitu


Aaktor masa ,erIaghi& T v  (iberikan

cv t d 2

d ' panjang jalan aliran&

(an darjah pengukuhan purata& U '

S t S ult

'

enapan dalam masa t enapan muktamad

Tatacara :

/; Penyediaan spesimen 1. Masukkan kedua$dua batu berliang ke dalam air suling dan panaskan untuk beberapa minit supaya mereka adalah tepu dan tidak akan menarik air dari spesimen tanah. 2. ,entukan uuran$ukuran +iIikal gelang sel oedometer dengan menggunakan mikrometer. (apatkan juga jisimnya. 3. (engan berhati$hati pangkas spesimen tanah supaya bergarispusat sama dengan gelang sel oedometer dengan memotong bahagian luar& lebih kurang  mm daripada tiub sampelan. . Masukkan spesimen tersedia di atas ke dalam gelang sel oedometer. Pastikan kedua$ dua hujung spesimen tanah sejajar dengan bahagian atas dan bahagian ba*ah gelang sel oedometer. ". etakkan sekeping kertas turas /bergarispusat sedikit lebih kecil daripada gelang di antara tiap$tiap batu berliang dan spesimen tanah untuk mencegah butir$butir tanah daripada memasuki batu berliang. . %andungan lembapan a*al bagi spesimen tanah mesti ditentukan dari baki potongan. ,iga contoh yang me*akili spesimen tanah mesti diambil untuk pentuan kandungan lembapan dan nilai$nilai mereka dipuratakan. 4. Pasangkan sel oedometer dan letakkannya di atas radas pembebanan& dengan mengambil langkah berjaga$jaga supaya tidak mengganggu spesimen tanah sebelum ia diuji. /) ,urutan Pengujian 1. etakkan tukul pembebanan /loading cap di atas batu berliang atas supaya beban paksi dapat dikenakan. Pastikan batu berliang dipusatkan di atas spesimen tanah. 2. Pasangkan tolok dail dan catatkan bacaannya& dI. 7ilai dI adalah bacaan tolok dail yang bersamaan dengan beban si+ar. 3. -sikan sel pengukuhan dengan air suling sehingga penuh . !ika spesimen tanah tidak sangat lembut& kenakan satu tekanan kedudukan /seating pressure bersamaan 3 k78m2. #amada catatkan bacaan akhir tolok atau catatkan


bacaan tolok pada masa$masa tertentu yang telah berlalu seperti yang diberikan di /) /". ". %enakan satu tambahan beban yang bersamaan  k78m2 dan catatkan bacaan pada masa$masa berlalu yang diberikan di ba*ah. Masa$masa bacaan tolok yang diperlukan Kaeda2 pe.asangan Log1.asa

KAEDAH PEMASANGAN PUNCA-KUASA-DUAMASA

0a O min  min 1 min 2 min  min 5 min 1" min 30 min 1 jam 2 jam  jam 5 jam 1 jam 2 jam a

0a O min 1 min 2 O min  min  O min C min 12 O min 1 min 2" min  min 1 min 22" min 2" min C00 min 1 min

sebelum beban baru dikenakan

. #ebaik sahaja bacaan tolok bagi jeda berlalu yang terakhir dicatatkan& buka semula radas& keringkan air lebihan dari permukaan spesimen tanah itu. etakkan spesimen tanah di dalam ketuhar untuk penentuan kandungan lembapan akhir dan berat pepejal tanah.


cv 

0.02  /G t

2

"0

napan bertokok

7isbah lompang& c

Masa8min /skala log atau /punca$kuasa$dua$masa

,ekanan /k78m2 /skala log

%eputusan : 1. (ari jadual untuk bacaan enapan& lukiskan gra+ bagi /a enapan bertokok mela*an log$masa& dan /b enapan bertokok mela*an punca kuasa$dua$masa 2. (engan menggunakan kaedah ,aylor Q Merchant& tentukan nilai c bagi setiap pertambahan dalam tekanan dan nilai m. 3. (engan menggunakan kaedah asagrande dan maklumat dari !adual 1& !adual 2.1 serta !adual 2.2& lengkapkan !adual 3 untuk menentukan nilai c dan nilai m. #eterusnya lukiskan gra+ bagi nisbah lompang mela*an log tekanan. Perbincangan : 1. )erikan beberapa langkah berjaga$jaga yang mesti diambil semasa menjalankan ujian ini. 2. #enaraikan beberapa kekurangan bagi ujian pengukuhan oedometer.

3. )erikan beberapa kegunaan bagi ujian pengukuhan oedometer di makmal.


BORANG BACAAN ENAPAN-UJIAN PENGUKUHAN


"!OT!CHNICAL LA%ORATOR$ UJIAN P!N"UKUHAN O!0O#!T!R

R!F!R!NC! : %S '()) : '**+

%edudukan :

,ekanan pengumpulan :

SSSSSSSSSSSSSS Pembantu ,eknik :

SSSSSSSSSS. ,arikh bermula :

SSSSSSSSSSS. 6arispusat :

SSSSSSSSSSSSS. %etinggian :

SSSSSSSSSSSSSS 7ombor sel :

SSSSSSSSSSSSSSS 7ombor gelang :

SSSSSSSSSSSSS.. 7o. kedudukan :

SSSSSSSSSSSSS 7ombor sampel :

SSSSSSSSSSSS.

SSSSSSSSSSSS.


BORANG BACAAN ENAPAN-UJIAN PENGUKUHAN

)ilangan penambahan ,arikh )eban t a & s t u a l a M l r $ e g ) o a . s 0 t a / M g o . 0 saat $$$$$$ 0  saat $$$$$$ .32 10 $$$$$$ .1 saat 1" $$$$$$ ."0 saat 30 $$$$$$ .41 saat 1 min 0.00 1.0 2 min 0.30 1.1  min 0.0 2.0 5 min 0.C0 2.53 1" 1.15 3.C min 30 1.5 "." min 0 1.45 4.4" min 120 2.05 11.0 min 20 2.35 1"." min 50 2.5 2.1C min 10 3.1 35.0 min Pembetulan bertokok !umlah enapan bersih

a s a M

k o l o ,

 H

:10 mm

a s a M

k o l o ,

 H

:10 mm

a s a M

k o l o ,

 H

:10 mm


BORANG HELAIAN PENGIRAAN – UJIAN PENGUKUHAN


R!F!R!NC! : %S '()) : '**+

,arikh bermula : %erja: !enis tanah :

7o. kedudukan : 7o. sampel : 7o. sel : 7ombor gelang :

Sebelum ujian

%andungan lembapan dari baki potongan : )erat sampel E gelang : )erat gelang E talam: )erat sampel: )erat sampel kering: )erat lembapan asal: %andungan lembapan asal& mo 7isbah lompang asal& e 

!

 d

1:

%etepuan asal& #o ' m ! e



Aaktor perubahan nisbah lompang& A ' 1  e ' H

6raiti tentu& 6s : /ditentukan8diandai kan 6arispusat& (: uas& ; : ,inggi& G : -sipadu : %etumpatan&  : %etumpatan kering& d:


BORANG HELAIAN PENGIRAAN – UJIAN PENGUKUHAN


R!F!R!NC! : %S '()) : '**+

Se%ep!s U&i!n )erat sampel E gelang E talam ' )erat sampel kering E gelang E talam ' )erat gelang E talam ' )erat sampel basah ' )erat sampel kering :

napan keseluruhan ' Perubahan isipadu ' -sipadu akhir ' %etumpatan akhir ' %etumpatan kering akhir ' 7isbah lompang akhir& e+ '

)erat lembapan ' %andungan lembapan akhir& m+ ' %etepuan akhir& #+ '

m f ! e f

'


UJIAN TIGA PAKSI

Tu,uan :

Menentukan parameter kekuatan ricih bagi sampel tanah yang dibekalkan. Pengena/an :

Ujian tiga paksi merupakan ujian yang dilakukan untuk menentukan kekuatan ricih tanah yang paling meluas digunakan dan ia adalah sesuai untuk hamper kesemua jenis tanah. %elebihan ujian ini adalah di mana keadaan penyalirannya boleh dika*al& yang membolehkan tanah tepu dengan kebolehtelapan yang rendah untuk dikukuhkan sekiranya diperlukan. #elain daripada itu& pengukuran tekanan air liang juga boleh dilakukan. #elalunya& sampel tanah yang berbentuk silinder dengan nisbah panjang8diameter bernilai 2 akan digunakan untuk ujian ini. #ampel tersebut diselongsongkan di dalam membran getah yang nipis dan diletakkan di dalam balang silinder plastik yang selalunya diisi dengan air atau gliserin. (i dalam ujian& medium bendalir yang digunakan adalah air. #ampel tanah akan dikenakan tekanan terkurung melalui mampatan bendalir di dalam balang tersebut.Untuk menyebabkan kegagalan ricih pada sampel tersebut& tegasan paksi& yang juga dikenali sebagai tegasan sisihan dikenakan melalui ram pembebanan menegak. )eban paksi yang dikenakan oleh ram pembebanan bersepadan dengan ubahbentuk paksi yang diberikan diukur dengan menggunakan gegelung penunjuk atau sel beban pada ram tersebut. #elain daripada itu& sambungan untuk mengukur penyaliran masuk atau keluar melalui spesimen tanah atau untuk mengukur tekanan air liang seperti pada keadaan ujian tersebut juga diberikan. ,erdapat tiga jenis ujian tiga paksi pia*ai yang selalunya dijalankan iaitu : 1. Ujian ,erkukuh F ,ersalir /consolidated F drained test& ( 2. Ujian ,erkukuh F ,ak ,ersalir / consolidated F undrained test& U 3. Ujian ,ak ,erkukuh F ,ak ,ersalir /unconsolidated F undrained test& UU Talaubagaimanapun& di dalam ujian ini& hanya ujian tak terkukuh F tak tersalir /UU dilakukan ke atas sampel tanah yang dibekalkan.


Teori :

(i dalam ujian tiga paksi daripada jenis ujian tak terkukuh tak tersalir /UU& penyaliran daripada sampel tanah adalah tidak dibenarkan semasa dikenakan tekanan terkurung takungan& 3. #ampel ujian tersebut diricihkan sehingga gagal dengan mengenakan tegasan sisihan& @d tanpa membenarkan penyaliran. Kleh kerana penyaliran tidak dibenarkan pada mana$mana tahap& maka ujian ini boleh dilakukan dengan cepat. Pengenaan tekanan takungan kurungan& 3& akan meningkatkan tekanan air liang sampel tanah sebanyak ua. Peningkatan seterusnya pada tekanan air liang sebanyak /Ud akan berlaku disebabkan oleh peningkatan tekanan sisihan. Kleh itu& jumlah tekanan air liang& u& di dalam sampel pada mana$mana tahap pengenaan tegasan sisihan boleh diberi sebagai  U ' U+ ' Ua E /Ud+ Ujian ini selalunya dijalankan ke atas sampel tanah lempung dan ia bergantung kepada konsep kekuatan yang sangat penting untuk tanah berjelekit tepu. ,egasan paksi tambahan yang dikenakan semasa kegagalan& /@d secara praktiknya adalah sama tanpa mengambilkira tekanan terkurung tegasan. Kleh itu& sampel kegagalan bulatan Mohr jumlah tegasan yang terhasil adalah berbentuk garisan mendatar dan oleh itu dikenali sebagai keadaan sudut geseran si+ar&  ' 0 dan " f ' u di mana u adalah kekuatan ricih tak tersalir tanah yang bersamaan dengan nilai jejari bulatan Mohr yang terhasil. Maka u ' //V# d $ f 8 2 #elain daripada itu& jumlah tegasan prisipal major dan jumlah tegasan principal minor untuk ujian tiga paksi tak terkukuh F tak tersalir /UU adalah seperti yang diberikan berikut !umlah tegasan prinsipal major ' 3 E /Ud+ ' 1 !umlah tegasan prinsipal minor ' 3

Pera/atan dan Radas :

#usunan peralatan dan radas untuk menjalankan ujian tiga paksi adalah seperti yang ditunjukkan di dalam Rajah 1 dan Rajah 2.


Pen-ediaan Sa.pe/ :

1. #ampel tanah yang tidak terganggu yang didapati dikeluarkan daripada #helby ,ube secara berhati$hati supaya tidak menyebabkan apa$apa gangguan kepada keadaan sampel tanah tersebut. 2. #ampel yang dikeluarkan disediakan supaya berbentuk silinder dengan diameter 35mm dan panjang 4 mm.

3. #edikit sampel tanah di ambil dari #helby ,ube tersebut untuk melakukan ujian kandungan lembapan sampel tanah tersebut.

Tatacara U,ian :

1.

(apatkan ukuran ketinggian& berat dan kandungan lembapan sampel.

2.

#ampel tanah silinder yang telah disediakan dimasukkan ke dalam membran getah nipis.

3.

#ampel yang telah disediakan kemudiannya diletakkan ke dalam sel ujian tiga paksi dan seterusnya dimasukkan air daripada system nyah udara /deairing system ke dalam balang sehingga penuh.

.

#usunan untuk ujian tiga paksi dipastikan betul.

".

Ujian dimulakan dengan menetapkan tekanan dalam takungan air sebanyak 200kPa.

.

)eban pugak dikenakan secara malar ke atas sample tanah pada kadar 1mm8min.

4.

)acaan pada tolok kegagalan sample dicatatkan bagi setiap 2" bacaan pada tolok pembebanan sehingga bacaan pada tolok kegagalan menjadi seragam atau mengalami penurunan atau mencapai nilai maksimum 1mm/mana yang terdahulu.

5.

Ujian seterusnya diulang untuk sampel tanah yang seterusnya dengan menetapkan takungan air pada 00kPa dan pada 00kPa.


Keputusan :

1. ukiskan gra+ tegasan paksi mela*an terikan bagi ketiga$tiga nilai ujian. 2. ukiskan bulatan Mohr dan dapatkan nilai kekuatan ricih tanah& c u dan sudut geseran si+ar& W. UJIAN T!RKUKUH1Tersa/ir3C04 : Pering5at '

,ekanan takungan& 3 dikenakan dan penyaliran sepenuhnya dibenarkan. Maka tekanan air liang yang berbentuk /U ' U X adalah bersamaan dengan si+ar.

Pering5at 6

,egasan paksi& @# d dikenakan secara perlahan dan penyaliran dibenarkan. Kleh itu& tekanan air liang / % 'Ud yang terbentuk hasil daripada pengenaan @# d adalah bersamaan dengan si+ar. Maka pada kegagalan& @# d ' /@# d & manakala tekanan air liang adalah  U+ ' U X E Ud ' 0

UJIAN T!RKUKUH 7 Ta5 Tersa/ir 3CU4: Pering5at '

Pering5at 6

,ekanan takungan & 3 dikenakan dan penyaliran sepenuhnya dibenarkan. Maka tekanan air liang yang terbentuk / U ' UX adalah bersamaan dengan si+ar. ,egasan paksi& @# d dikenakan dan penyaliran tidak dibenarkan. Kleh itu& tekanan air liang yang terbentuk hasil daripada pengenaan @# d adalah tidak bersamaan dengan si+ar /% 'Ud Y 0. Maka pada kegagalan @# d ' /@#$ f & manakala tekanan air liang adalah : u ' u+ ' ua E / ud+ .

(idalam ujian ini& tiga sampel tanah telah dilakukan ujian tiga paksi tak terkukuh F tak tersalir /UU dengan menggunakan tekanan takungan 200kPa& 00kP a dan 00 kPa. ,iga buah gra+ tegasan paksi la*an terikan diplotkan h asil daripada ketiga$tiga set data yang diperolehi. 7ilai maksimum tegasan paksi yang diperolehi daripada ketiga$tiga buah gra+ tersebut telah dicampurkan dengan tekanan takungan untuk menentukan tegasan principal major& 1. #eterusnya& tiga buah bulatan Mohr diplotkan& dengan menggunakan nilai tegasan prisipal major& 1 dan tegasan prisipal minor& 3/tekanan takungan yang diperolehi.


Perbincangan :

#ekiranya sampel tanah lempung yang sama diuji dalam keadaan tak terkukuh dan tak tersalir& sampel$sampel tersebut sepatutnya mengalami kegagalan pada tegasan sisihan& @# d yang sama. Talaubagaimanapun& di dalam keadaan ujian sebenar yang telah dilakukan& keadaan ini tidak terjadi. ,anah lempung tersebut telah mengalami kegagalan pada tegasan$tegasan sisihan yang berlainan. -ni mungkin disebabkan oleh beberapa +aktor seperti yang akan dibincangkan. ,anah lempung tepu mempamerkan rintangan yang disebabkan oleh kejelekitannya sahaja apabila diuji diba*ah kadar pembebanan yang cepat. Kleh itu& bulatan$bulatan Mohr yang terhasil daripada ujian tiga paksi tak terkukuh F tak tersalir /UU untuk sampel tanah yang sama dan tekanan takungan yang berlainan sepatutnya memiliki diameter yang sama. -ni seterusnya akan menghasilkan sampel kegagalan yang mendatar iaitu keadaan di mana sudut geseran adalah si+ar /Z ' 0& manakala kekuatan ricih tanah diberikan oleh nilai c u sahaja. Talaubagaimanapun& di dalam ujian ini& seperti yang dapat diperhatikan pada 6ra+ & yang sama dan sampul kegagalan yang terhasil adalah tidak mendatar. (aripada bulatan$bulatan Mohr yang telah diplotkan& nilai sudut geseran& Z yang didapati adalah "."0 /Z ' 0. #ementara itu& nilai kejelekitan spesimen tanah& c yang didapati ujian tiga paksi ini pula adalah 4." kPa. Aaktor paling utama yang menyebabkan keadaan ini adalah sampel tanah yang digunakan tidak berada dalam keadaan tepu sepenuhnya. (arjah ketepuan sampel$sampel tanah adalah sebanyak 45.05?& C".C? dan C3.15? bagi #ampel 1& #ampel 2 dan #ampel 3 asing$masing. %eputusan ujian tiga paksi ini yang tidak tepat atau tidak selaras dengan teorinya /Z ' 0 mungkin disebabkan oleh ke*ujudan ralat$ralat semasa ujian ini dijalankan. (i antara ralat$ralat yang mungkin *ujud semasa ujian ini dijalankan adlaah seperti berikut: 1. 6angguan yang telah berlaku semasa pengambilan& persmapelan atau penyediaan sampel tanah untuk diuji. 2. %ebocoran yang mungkin telah berlaku kepada membran yang terlalu tebal. 3. 6elembung$gelembung atau lompang$lompang udraa yang *ujud di antara membran getah nipis dan sampel tanah. . Pengenaan beban paksi secara tidak tepat dengan sempurna terhadap sampel tanah. ". %edudukan tolok dail yang tidak tepat atau tidak seimbang sehingga mempengaruhi nilai tekanan dan terikan yang ditunjukkan padanya. . %eadaan peralatan ujian yang tidak sempurna atau yang telah cacat sehingga mempengaruhi perjalanan ujian. Untuk mengatasi ralat$ralat yang mungkin *ujud ini& beberapa langkah berjaga$ jaga seperti yang dinyatakan di ba*ah adalah *ajar untuk diikuti.


1. 2.

3.

. ". .

Perlu dipastikan baha*a gangguan hanya yang paling minima disebabkan pada sampel tanah semasa pengambilan& persampelan dan penyediaannya. Perlu dipastikan baha*a tiada sebarang kebocoran *ujud pada membran getah nipis yang digunakan di dalam ujian atau lapisan membrannya adalah tidak terlalu tebal. %e*ujudan sebarang gelembung$gelembung atau lompang$lompang udara di antara membran getah nipis dan sampel tanah perlu diminimumkan setakat yang boleh. )eban paksi yang dikenakan perlulah secara tepat dan sempurna terhadap sampel tanah. ,olok dail perlu dipastikan berkedudukan tepat& menegak atau seimbang untuk memberikan nilai tekanan dan terikan yang tepat. Peralatan ujian perlu dipastikan berada dalam keadaan yang baik dan sempurna sebelum ujian dimulakan.


TRIAXIAL TEST FORM


"!OT!CHNICAL LA%ORATOR$ TRIA&IAL T!ST R!F!R!NC! : %S '()) : '**+

Sample Date Diam) 

!rea ! 

Ht)0 & 

$ol) 

Wt) 

Wet unit) Wt) 





Dry unit 1t) 


;rea A 1$ B


&* : 


#ample #tress kPa


TRIAXIAL TEST FORM





;rea A 1$ B



#ample #tress kPa



Cohesion " qx # $ " _________

P!__

TRIAXIAL TEST FORM



Sample Date Diam) 

!rea ! 

Ht)0 & 

$ol) 

Wt) 

Wet unit) Wt) 





Dry unit 1t) 


;rea A 1$ B


&* : 


#ample #tress kPa


TRIAXIAL TEST FORM





;rea A 1$ B




Cohesion " qx # $ " _________

#ample #tress kPa

P!__


TRIAXIAL TEST FORM



Sample Date Diam) 

!rea ! 

Ht)0 & 

$ol) 

Wt) 

Wet unit) Wt) 





Dry unit 1t) 


;rea A 1$ B


&* : 


#ample #tress kPa

Manual 304 for Makmal Geoteknik

Recommend Documents