Praktikum Laboratorium Uji Tanah

1

DISUSUN OLEH :

AJI SETIAWAN NIM. 09313 093131000 100077 KELAS

: 2 BT (Bu (Build ilding ing Trans ranspporta rtatio tion)

JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MALANG 2011

Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Be Belakang

Dalam pengertian teknik secara umum, umum, tanah didefinisikan didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Dalam ilmu mekanika tanah yang disebut “ tanah” ialah semua endapan alam yang berhubungan berhubungan dengan dengan teknik sipil, kecuali batuan tetap. Batuan tetap menjadi menjadi ilmu tersendiri tersendiri yaitu mekanika batuan (rock mechanics). Endapan alam tersebut mencakup mencakup semua bahan, dari tanah lempung (clay) sampai berangkal (boulder ). ). Tanah berguna berguna sebagai bahan bangunan bangunan pada berbagai berbagai macam pekerjaan teknik sipil, sipil, disamping itu tanah berfungsi juga sebagai pendukung pondasi dari bangunan. Jadi seorang ahli teknik sipil harus juga mempelajari sifat-sifat dasar dari tanah, seperti asal usulnya, penyebaran ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat pemampatan bila dibebani (compressibility ), kekuatan geser, kapasitas daya dukung terhadap beban dan lain-lain. Pada Pada tahu tahunn 1948 1948 Karl Karl Von Von Terza Terzagh ghii seor seorang ang sarja sarjana na tekn teknik ik sipil sipil Jerm Jerman/ an/Au Aust stria ria berpendapat berpendapat bahwa : Mekanika Mekanika tanah adalah pengetahuan pengetahuan yang menerapkan kaidah mekanika dan hidrolika untuk memecahkan persoalan-persoalan teknik sipil yang berhubungan dengan endapan dan kumpulan butir-butir padat yang terurai/tidak terpadu ( unconsolidated ) yang dihasilkan oleh proses penghancuran ( disintegration ) secara alami dan kimiawi batu-batuan. Oleh karena itu, Terzaghi disebut sebagai Bapak mekanika tanah, karena jasanya memelopori pengembang pengembangan an ilmu mekanika tanah. Beliau lahir di Praha pada tanggal tanggal 2 Oktober Oktober 1883 dan meninggal dunia pada tanggal 25 Oktober 1963 di Winchester, Massachusets USA. Rekayasa Geoteknik ( geotechnical ), didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan geotechnical engineering engineering ), dan pelaks pelaksanaa anaann dari dari bagian bagian teknik teknik sipil sipil yang yang menyan menyangk gkut ut materia material-ma l-materi terial al alam yang yang terdapat pada (dan dekat dengan) permukaan bumi. Arti secara umum rekayasa geoteknik juga mengikutsertakan aplikasi dari prinsip-prinsip dasar mekanika tanah dan mekanika batuan dalam masalah-masalah perancangan pondasi.


2 Jadi Mekanika Tanah (Soil Mechanics Mechanics) adalah cabang dari ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat fisik dari tanah dan kelakuan massa tanah tersebut bila menerima bermacammacam gaya. Sedangkan ilmu Rekayasa Tanah ( Soil Engineering ) merupakan aplikasi dari prinsip-prinsip prinsip-prinsip mekanika mekanika tanah dalam proble problema-probl ma-problema ema praktisnya. praktisnya. Ilmu Mekanika Tanah sangat penting untuk bidang teknik sipil karena hampir semua pekerjaan pekerjaan teknik sipil bertumpu bertumpu pada tanah (bangunan (bangunan gedung, gedung, jembatan, jembatan, jalan raya, dan sebagainya), sehingga bangunan – bangunan yang akan dibuat tersebut berkaitan erat dengan tanah pendukung di bawahnya. 1.2

Tujuan

Tujuan dari praktikum uji tanah ini adalah agar mahasiswa mengetahui dan terampil dalam menggunaka menggunakann alat – alat praktek praktek tanah dan mengetahui mengetahui struktur struktur tanah dan sifat – sifat fisik tanah. Dalam praktikum ini dilakukan uji : a.)Pengambilan contoh tanah ( soil sampling sampling ) b.)Penentuan geser langsung ( direct shear ) c.) Penentuan kuat tekan bebas ( unconfined compressive strength ) d.)Penentuan triaksial ( triaxial

)

e.) Konso Konsolida lidasi si

1.3

Manfaat

Manfaat yang diperoleh oleh mahasiswa adalah dapat melakukan praktikum dengan baik dan benar. Selain itu, dapat mengetahui sifat – sifat tanah dan jenis tanah sehingga berguna dalam pekerjaan lapangan, misalnya dalam penentuan pondasi bangunan dan perencanaan jalan raya.

1.4

Pengambilan Contoh Tanah ( Soil Sampling )

Contoh Tanah adalah suatu volume massa tanah yang diambil dari suatu bagian tubuh tanah (horison/lapisan/solum) dengan cara-cara tertentu disesuaikan dengan sifat-sifat yang akan diteliti secara lebih detail di laboratorium. Pengambilan contoh tanah dapat dilakukan dengan 2 teknik dasar yaitu pengambilan contoh tanah secara utuh dan pengambilan contoh


3 tanah secara tidak utuh. Pengambilan contoh tanah disesuaikan dengan sifat-sifat yang akan diteliti. Untuk penetapan sifat-sifat fisika tanah ada 3 macam pengambilan contoh tanah yaitu : 1. Contoh tanah tidak terganggu (undisturbed soil sample) yang diperlukan untuk analisis penetapan penetapan berat isi atau berat volume volume (bulk density), agihan ukuran pori (pore size distribution) dan untuk permeabilitas (konduktivitas jenuh) 2. Contoh Contoh tanah tanah dalam keadaan keadaan agregat agregat tak tergangg terganggu u (undisturbed soil aggregate ) yang yang diperlu diperlukan kan untuk untuk penetapa penetapann ukuran ukuran agrega agregatt dan derajad derajad kemant kemantapan apan agrega agregatt (aggregate stability) 3. Contoh Contoh tanah terganggu terganggu (disturbed soil sample ), yang diperlukan untuk penetapan kadar lengas, tekstur, tetapan Atterberg, kenaikan kapiler, sudut singgung, kadar lengas kritik, Indeks patahan ( Modulus Modulus of Rupture:MOR), konduktivitas hidrolik tak jenuh, luas permukaan permukaan ( specific surface), erodibilitas (sifat ketererosian) tanah menggunakan hujan tiruan (rainfall simulator ) Untuk penetapan sifat kimia tanah misalnya kandungan hara (N, P, K, dll), kapasitas tukar kation (KPK), kejenuhan basa, dll digunakan pengambilan contoh tanah terusik. Tabung Contoh (Sample Tubes)

Alat ini berupa silinder berdinding tipis yang disambung dengan stang-stang bor dengan holding device). Alat ini terutama alat yang disebut pemegang tabung contoh ( sample tube holding

dipakai untuk lempung, yang lunak sampai yang sedang. Tabung contoh ini dimasukkan ke dalam dasar lubang bor, dan kemudian ditekan atau dipukul ke tanah asli yang akan diambil contohn contohnya ya pada pada dasar dasar lubang lubang bor. bor. Tabung Tabung-tab -tabung ung contoh contoh yang biasanya biasanya dipaka dipakaii di sini sini mempunyai diameter dalam antara 6 sampai 7 cm. Derajat kerusakan kerusakan contoh-conto contoh-contohh yang diambil diambil dengan dengan menggunakan menggunakan tabung-tabung tabung-tabung contoh ini tergantung pada beberapa hal berikut: 1.Keadaan dan ukuran tabung contoh.

•

Tebal dinding harus setipis mungkin.


4 Dimana : D1 = diameter dalam tabung D0 = diameter luar tabung

•

Permukaan dalam dan luar dari tabung harus licin.

•

Ujung pemotong tabung harus cukup terpelihara, serta mempunyai bentuk dan ukuran tertentu.

2.Cara Pelaksanaan Tabung dan contoh sebaiknya ditekan ke dalam tanah secara langsung, dan jangan dipukul. Ini biasanya hanya mungkin bila tersedia alat bor mesin ( drilling rig ). ). 3.Cara membuat dan membersihkan lubang bor. Tanah pada dasar lubang bor harus betul-betul asli, dan sebelum tabung dimasukkan, kotoran-kotoran serta lumpur yang ada harus terlebih dahulu dikeluarkan dari lubang bor. Setelah tabung contoh ditekan ke dalam tanah, hendaknya dibiarkan dulu selama beberapa beberapa menit, dengan dengan maksud maksud untuk untuk memberi memberi kesempatan kesempatan bagi bagi terjadinya terjadinya pelekatan pelekatan antar tanah dengan permukaan dinding tabung. Kemudian tabung contoh ini diputar kira-kira 1800, untuk memotong tanah pada dasar tabung, sebelum mencabutnya kembali. Setelah contoh diambil dari lubang bor, kemudian tabung contoh tersebut ditu ditutu tupp deng dengan an para paraff ffin in pada pada kedu keduaa ujun ujunggnya, nya, untu untukk menc menceg egah ah terj terjad adin inya ya pengeringan, pengeringan, dan kemudian kemudian dibawa dibawa ke laboratoriu laboratorium m untuk untuk diselidiki. diselidiki.

Pengambilan Contoh Core Barrel (Core Barrel Samples) Dalam bahan-bahan yang keras, tabung contoh seperti yang diterangkan tadi tidak dapat dipakai, sehingga kita gunakan alat core barrel, untuk mendapatkan contoh-contoh aslinya. Bila contoh-contoh asli ini nantinya diperlukan untuk diselidiki lebih lanjut di laboratorium, maka


5 kemudian harus diikat baik-baik dan ditutup pada kedua ujungnya dengan paraffin, untuk mencegah pengeringan. Inti yang diambil dengan core barrel biasanya ditempatkan dalam kotak-kotak kayu yang bersekat-sekat, bersekat-sekat, dan diletakkan diletakkan dalam dalam udara terbuka. terbuka. Ini berarti bahwa contoh contoh inti tersebut akan menjadi kering dalam beberapa hari. Inti contoh, dari lempung atau tanah lainnya, yang telah miring, sedikit sekali bagi para sarjana teknik yang ingin mengetahui kondisi tanah tersebut. Apabila inti contoh tersebut nantinya akan diperiksa atau diselidiki, maka untuk kepentingan ini harus diambil tindakan untuk mencegah pengeringan.

Pengambilan Contoh Bongkah (Block Samples) Disini dilakukan pemotongan atau pengambilan tanah secara langsung dengan tangan, baik pada permukaan ataupun ataupun pada dasar lubang-lubang lubang-lubang percobaan. percobaan. Untuk mengangkutn mengangkutnya ya ke laboratorium, contoh ini harus ditutup seluruhnya degan paraffin, dan ditempatkan dalam tempat yang kuat. Keuntungan dari penambilan block sample ( contoh berbentuk bongkah bongkah) bongkah) adalah: adalah: 1.

Kerus erusak akan an keru kerusa saka kann yan yangg ter terja jadi di lebi lebihh sed sedik ikit it..

2.

Contoh toh yang diam iambil dapat lebih besar. ar. Ini memungkinkan kita untuk memilih secara lebih tepat kedalaman dan posisi dari mana

contoh tersebut akan diambil. 1.5

Kuat Geser Tanah

Jika tanah dibebani, maka akan mengakibatkan tegangan geser. Apabila tegangan geser akan mencapai harga batas, maka massa tanah akan mengalami deformasi dan cenderung akan runt runtuh uh.. Keru Keruntu ntuhan han terse tersebu butt mu mung ngki kinn akan akan meng mengak akiba ibatk tkan an fond fondas asii meng mengamb amban angg atau atau pergerakan/perg pergerakan/pergeseran eseran dinding dinding penahan penahan tanah atau longsoran longsoran timbunan timbunan tanah. Keruntuhan Keruntuhan geser dalam tanah adalah akibat gerak relatif antara butir-butir massa tanah. Jadi kekuatan geser tanah tanah diten ditentu tuka kann untu untukk meng menguk ukur ur kema kemamp mpua uann tanah tanah menah menahan an teka tekanan nan tanpa tanpa terjad terjadii keruntuhan. Kekuatan geser tanah dapat dianggap terdiri dari 3 (tiga) komponen sebagai berikut : 1. Geseran struktur struktur karena karena perubahan perubahan jalinan antara butir-bu butir-butir tir massa massa tanah. tanah.


6 2. Geseran Geseran dalam dalam ke arah peruba perubahan han letak letak antara antara butir-bu butir-butir tir tanah sendir sendirii dan titik-titi titik-titik k kontak yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang geser. 3. Kohesi Kohesi atau adhesi adhesi antara permuka permukaan an butir-bu butir-butir tir tanah yang tergantu tergantung ng pada jenis tanah dan kepadatan butirnya. Kekuatan geser tanah adalah merupakan perlawanan Internal tanah per satuan luas terhadap keruntuhan/pergeseran sepanjang bidang geser pada tanah yang bersangkutan. Nilai kekuatan geser tanah antara lain dipergunakan untuk :

• Menghitung daya dukung tanah • Menghitung tekanan tanah • Menghitung kestabilan lereng dan sebagainya. Keruntuhan geser ( shear shear failure) dalam tanah terjadi akibat gerak relatif antara butiran butirannya, butirannya, dan bukan karena hancurny hancurnyaa butir tanah. Nilai Nilai kekuatan kekuatan geser geser tergantung tergantung pada :

• Kohesi • Gesekan

Parameter Kekuatan Geser (C dan

)

Paramet Parameter er kuat kuat geser geser tanah tanah diperluk diperlukan an untuk untuk analisis analisis-ana -analisi lisiss daya daya dukung dukung tanah, tanah, stabilitas lereng, dan tegangan dorong untuk dinding penahan tanah. Mohr (1910) memberikan teori mengenai kondisi keruntuhan suatu bahan. Teorinya adalah bahwa keruntuhan suatu bahan dapat terjadi oleh akibat adanya kombinasi kombinasi keadaan kritis dari tegangan tegangan normal normal dan tegangan geser. Selanjutnya, hubungan fungsi antara tegangan normal dan regangan geser pada bidang runtuhnya, runtuhnya, dinyatak dinyatakan an menurut menurut persamaan persamaan : τ

= f(σ ) .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... (4.1)

Dengan τ adalah tegangan geser pada saat terjadinya keruntuhan atau kegagalan, dan σ adalah tegangan τ normal pada saat kondisi tersebut. Garis kegagalan yang didefinisikan dalam

Persamaan (1.1) , adalah kurva yang ditunjukkan R dalam Gambar 1.1.

τ= f(σ)

Q P

τ = C + σ tg φ Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang σ Gambar 1.1

Kriteria kegagalan Mohr dan Coulomb

7

Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan dilakukan oleh butir-butir butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar pengertian ini, bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh : 1. Kohe Kohesi si tana tanahh yang yang terg tergan antu tung ng pada pada jeni jeniss tana tanahh dan dan kepa kepada data tann nnya ya,, teta tetapi pi tida tidak k tergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada bidang geserannya. 2. Geseka Gesekann antara antara butir-butir butir-butir tanah yang besarny besarnyaa berban berbanding ding lurus lurus dengan dengan tegangan tegangan vertikal pada bidang geserannya. Hipotesis pertama mengenai kekuatan geser tanah dikemukakan oleh Coulomb sekitar tahun 1776, sebagai berikut : τ

= C + σ tan φ ................................. .................................(1.2) (4.2) dimana :

τ

= kuat geser tanah C

= kohesi tanah

tan φ = faktor geser di antara butir-butir yang bersentuhan

φ

= sudut geser dalam tanah

σ

= tegangan normal pada bidang runtuh

Persamaan (1.2)

ini disebut kriteria keruntuhan atau kegagalan Mohr-Coulomb, dimana

garis selubung kegagalan dari persamaan tersebut dilukiskan dalam Gambar 1.1. Pengertian mengenai keruntuhan suatu bahan dapat diterangkan dalam Gambar 1.1. Jika tegangan-tegangan baru mencapai titik P, keruntuhan geser tidak akan terjadi. Keruntuhan geser akan terjadi jika tegangan-tegangan mencapai titik Q yang terletak pada garis selubung kegagalannya. Kedudukan tegangan yang ditunjukkan oleh titik R tidak akan pernah terjadi, karena sebelum tegangannya mencapai titik R, bahan sudah mengalami keruntuhan. Tegangantegangan efektif yang terjadi di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh tekanan air pori. Terzaghi (1925) (1925) mengubah mengubah rumus Coulomb Coulomb dalam bentuk tegangan tegangan efektif dengan memasukkan memasukkan unsur tekanan air pori sebagai berikut : (1.3) Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

8 = C' + (σ - u) tan φ ' .......... ............... .......... .......... ......... ........ .... (4.3) τ = C' + σ ' tan φ ' τ

dimana : C’ = kohesi kohesi tanah tanah dalam kond kondisi isi tekana tekanann efektif efektif

σ’ = tega tegang ngan an nor norma mall efekt efektif if u = te tekanan air po pori

φ ’ = sudut geser geser dalam tanah tanah kondisi kondisi efektif Hubungan antara kekuatan geser ( τ ), kohesi ( C ) dan tekanan efektif ( σ’) tampak

σ3

seperti pada Gambar 1.2.

σ1

τ τ

= C’ +

σ’

tg

φ

σ’

τ

’

U

τ φ’

Bidang geser

σ1

C

σ3

’

Tekanan normal efektif

σ’ = σ - U

Gambar 1.2 Kekuatan Geser Tanah

Persamaan (1.2)

menghasilkan data yang relatif tidak tepat, nilai-nilai C dan φ yang

dipe dipero roleh leh sang sangat at terg tergant antung ung dari dari jenis jenis peng penguj ujian ian yang yang dila dilaku kuka kan. n. Persam Persamaan aan (1.3) (1.3) menghasilkan data untuk nilai-nilai C’ dan φ ’ yang relatif tepat dan tidak tergantung dari jenis pengujiannya. pengujiannya. Kuat geser tanah juga bisa dinyatakan dalam bentuk tegangan-tegangan efektif σ1’ dan

σ3’ pada saat keruntuhan terjadi. Lingkaran Mohr dalam bentuk lingkaran tegangan, dengan koordinat-koordinat τ dan σ’, dilihatkan dalam Gambar Gambar 1.3. 1.3. Persamaan tegangan geser, dinyatakan oleh : = 1/2 (σ 1' - σ 3') sin 2θ ...... ... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... .......(1.4) (4.4) (4.4) σ = 1/2 .... 1/2 (σ 1' + σ 3') + 1/2 1/2 (σ 1' - σ 3 ') cos cos 2θ .... ...... ..............................(1.5) (4.5 (4.5))

τ

Dengan θ adalah sudut teoritis antara bidang horizontal dengan bidang longsor, yang besarnya, besarnya, adalah : θ = 45° + φ ’/2.

τ

σ1’

Garis selubung kegagalan


(1.6)

9

σf ’

θ = 45° + φ ’/2 σ3’ φ’

τf

C’

Gambar 1.3

σ’

σ1’

σf ’

σ3’

θ σ1’

2θ

σ3’

τf

Lingkaran Mohr.

Dari Gam hubung ngan an antara antara tega tegang ngan an utam utamaa efekt efektif if saat saat keru keruntu ntuhan han dan dan Gambar bar 1.3 1.3, hubu parameter parameter kuat gesernya gesernya juga dapat diperoleh. diperoleh. Besarnya Besarnya nilai parameter parameter kuat geser, dapat ditentukan dari persamaan-persamaan : 1/2 ( σ 1' - σ 3' ) .............................. .............................. (4.6) C ctg φ ' + 1/2 ( σ 1' + σ 3' ) ... ...... ...... ...... .......(1.7) (4.7) (4.7) ( σ 1' - σ 3' ) = 2 C cos φ ' + ( σ1' + σ 3 ') sin φ ' ......

sin φ ' =

Persamaan (1.7)

digunakan untuk kriteria keruntuhan atau kegagalan menurut Mohr-

Coulom Coulomb. b. Denga Dengann mengg menggamb ambark arkan an kedudu kedudukan kan tegang tegangan-t an-tega eganga ngann ke dalam dalam koordi koordinat nat-koordinat p – q, dengan : p = ½ (σ1’ + σ3’)

dan

q = ½ (σ1’ - σ3’)

sembarang kedudukan tegangan dapat ditunjukkan oleh sebuah titik tegangan sebagai ganti dari lingkaran Mohr (lihat Gambar 1.4). ½ (σ1’ - σ3’)

Titik tegangan

Garis selubung kegagalan

α’ a’

(σ3’ 45° ) Gambar 1.4

45°

(σ1’)

½ (σ1’ + σ3’)

Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang Kondisi tegangan yang mewakili.

10

Pada Gambar 1.4 ini, garis selubung kegagalan ditunjukkan oleh persamaan : ½ (σ1’ + σ3’) = a’ + ½ (σ1’ + σ3’) tg α’ dengan a’ dan α’ adalah parameter parameter modifikasi dari kuaat gesernya. gesernya. Parameter C’ dan φ ’ dapat diperoleh dari persamaan : φ ' = arc sin

C' =

....................................................... ..........(1.8) (4.8) ( tg α ') .............................................

a' ............................................ ................................................................. .....................(1.9) (4.9) cos φ '

Garis-garis dari titik tegangan yang membuat sudut 45 ° dengan garis horizontal ( Gambar 1.4),

memotong sumbu horizontal pada titik yang mewakili tegangan utama σ1’ dan σ3’. Perlu

diingat bahwa ½ ( σ1’ - σ3’) = ½ (σ1 - σ3). Untuk mempelajari kuat geser tanah, istilah-istilah berikut ini perlu diperhatikan, yaitu :

• Kelebihan tekanan pori (excess pore pressure), adalah kelebihan tekanan air pori akibat dari tambahan tekanan yang mendadak.

• Tekanan overburden, adalah tekanan pada suatu titik di dalam tanah akibat berat material tanah yang ada di atas titik tersebut.

• Tekanan overburden efektif, adalah tekanan akibat beban tanah di atasnya, dikurangi tekanan air (pori). Normally • Tanah Normally

Consolidated Consolidated (terkon (terkonsol solidas idasii

normal normal), ), adalah adalah tanah tanah dimana dimana tegang tegangan an

efektif yang membebani pada waktu yang sekarang, adalah nilai tegangan maksimum yang pernah dialaminy dialaminya. a.

• Tanah

Over Consolidated (terlalu

terkonsolidasi), adalah tanah dimana tegangan efektif

yang pernah membebaninya pada waktu yang lampau, lebih besar daripada tegangan efektif yang bekerja pada waktu sekarang.

• Tekanan Prakonsolidasi ( preconsolidatio tekanan maksimum yang preconsolidation n pressure), adalah nilai tekanan pernah dialami dialami oleh oleh tanah tersebut. tersebut. Nilai banding Overconsolidation (overconsolidation ratio = OCR), adalah nilai banding antara tekanan prakonsolidasi dengan tekanan overburden efektif yang ada. Jadi, bila OCR = 1, tanah tanah dalam dalam kondis kondisii normally dan bila ila OCR OCR > 1, tana tanahh dala dalam m kond kondis isii normally consolidated consolidated dan overconsolidated


11 Percobaan untuk Menentukan Parameter Kekuatan Geser

Parameter kuat geser tanah ditentukan dari pengujian-pengujian laboratorium pada benda uji yang diambil dari lokasi lapangan hasil pengeboran yang dianggap mewakili. Tanah yang diambil dari lapangan harus diusahakan tidak berubah kondisinya, terutama pada contoh asli (undisturbed ), ), dimana masalahnya adalah harus menjaga kadar air dan susunan tanah di lapangannya supaya tidak berubah. Pengaruh kerusakan contoh benda uji akan berakibat fatal terutama pada pengujian tanah lempung. Umumnya, contoh benda uji diperoleh baik dengan kondisi terganggu atau tidak asli (disturbed-sample ) maupun di dalam tabung contoh (undisturbed-sample ). Pada pengambilan tanah benda uji dengan tabung, biasanya kerusakan relatif lebih kecil. Kuat geser tanah dari benda uji yang diperiksa di laboratorium, biasanya dilakukan dengan besar beban yang ditentukan lebih dulu dan dikerjakan dengan menggunakan tipe peralatan yang khusus. khusus. Beberapa Beberapa faktor yang mempengaruhi mempengaruhi besarnya besarnya kuat geser tanah yang diuji di laboratorium, adalah : 1. Kandun Kandungan gan mineral mineral dan butiran butiran tanah. tanah. 2. Bentuk ntuk par parti tike kel. l. 3. Angk Angkaa por porii dan dan kadar kadar air. air. 4. Sejarah Sejarah teganga tegangann yang yang pern pernah ah diala dialaminy minya. a. 5. Tegang Tegangan an yang yang ada di di lokasiny lokasinyaa (di dalam dalam tanah). tanah). 6. Perubahan Perubahan tegangan tegangan selama selama pengam pengambilan bilan contoh dari dalam tanah. 7. Tegang Tegangan an yang dibe dibebank bankan an sebelu sebelum m pengujia pengujian. n. 8. Cara ara peng penguj ujia ian. n. 9. Kecep Kecepata atann pemb pembeb eban anan. an. 10. Kondisi Kondisi drainasi yang dipilih, dipilih, drainasi drainasi terbuka (drained ) atau tertutup (undrained ). ). 11. Tekanan Tekanan air pori yang ditimbul ditimbulkan. kan. 12. Kriteria yang diambil diambil untuk penentuan penentuan kuat gesernya. gesernya. Butir (1) sampai (5) ada hubungannya dengan kondisi aslinya yang tak dapat dikontrol tetapi dapat dinilai dari hasil pengamatan lapangan, pengukuran, dan kondisi geologi. Butir (6) tergantung dari kualitas benda uji dan penanganan benda uji dalam persiapan pengujiannya. Sedangkan butir (7) sampai (12) tergantung dari cara pengujian yang dipilih. Ada beberapa cara pengujian tanah yang dapat dipakai untuk mendapatkan parameter parameter parameter kuat geser geser tanah, tanah, antara lain : Pengujian geser langsung ( direct shear test ). ). Pengujian triaksial (triaxial test ). ). Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

12 Pengujian tekan bebas (unconfined compression test ). ). Pengujian baling-baling ( vane shear test ). ).

1.6

Shear Test ) Pengujian Geser Langsung ( Direct Shear

Pengujian ini merupakan pengujian yang tertua dan paling sederhana untuk suatu susunan uji geser, bentuk gambar diagram dari alat uji geser langsung ini terlihat pada Gambar Gambar 1.5. Alat uji tersebut terdiri dari sebuah kotak logam berisi sampel tanah yang akan diuji. Sampel tanah tersebut dapat berbentuk penampang bujur sangkar atau lingkaran. Ukuran sampel tanah yang umum digunakan ialah sekitar 3 – 4 inchi 2 (1935,48 – 2580,64 mm 2) luas penampangnya dan tingginya 1 inchi (25,4 mm). Kotak tersebut terbagi dua sama sisi dalam arah horizontal. Kotak terpisah menjadi 2 (dua) bagian yang sama. Tegangan normal pada benda uji diberikan dari atas kotak geser. Gaya geser diterapkan diterapkan pada setengah bagian atas dari kotak geser, untuk memberikan geseran pada tengah-tengah benda ujinya.

Pelat beban

Kotak geser Gaya geser τ

Gaya normal N

∆L τ Gaya geser

∆h

Batu tembus air

Contoh tanah Gambar 1.5 Alat uji geser langsung

Pada benda uji yang kering, kedua batu tembus air ( porous porous) tidak diperlukan. Selama pengujian, pengujian, perpindahan perpindahan akibat geser (∆L) dari setengah setengah bagian atas kotak geser dan perubahan tebal (∆h) benda uji dicatat. Ada beberapa macam ukuran kotak pengujian geser langsung. Kotak pengujia geser langsung yang berbentuk bujur sangkar dapat bervariasi dari yang luasnya 100 x 100 mm 2 sampai 300 x 300 mm 2. Kotak geser dengan ukuran yang besar digunakan untuk pengujian Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

13 tanah dengan butiran yang berdiameter lebih besar. Gaya normal pada sampel tanah didapat dengan menaruh suatu beban mati di atas sampel tanah tersebut. Beban mati tadi dapat menyebabkan tekanan pada sampel tanah sampai 150 psi (1034,2 kN/m 2). Gaya geser diberikan dengan mendorong sisi kotak sebelah atas sampai terjadi keruntuhan geser pada tanah. Tergantung pada jenis alatnya, uji geser ini dapat dilakukan dengan cara tegangan geser terkendali (penambahan gaya geser dibuat konstan) atau dengan tegangan terkendali (kecepatan geser yang diatur). Pada Pada uji uji tegang tegangan an-te -terke rkend ndali ali ( stress-controlled ), tegang tegangan an geser geser dibe diberik rikan an deng dengan an stress-controlled ), menambahkan beban mati secara bertahan, dan dengan penambahan yang sama besar setiap kali sampai runtuh. Keruntuhan akan terjadi sepanjang bidang bagi dari kotak metal tersebut. Setelah kita melakukan penambahan beban , maka pergerakan geser pada belahan kotak sebelah atas diukur dengan menggunakan sebuah arloji ukur ( dial gage) horizontal. Perubahan tebal tebal sampel sampel (tanah (tanah dengan dengan demikia demikiann juga juga merupa merupakan kan peruba perubahan han volume volume sampel sampel tanah tanah tersebut) selama pengujian berlangsung dapat diukur dengan pertolongan sebuah arloji ukur lain yang mengukur perubahan gerak arah vertikal dari pelat beban. Pada uji regangan-terkendali ( strain-controlled ), suatu kecepatan gerak mendatar tertentu strain-controlled ), dilakukan pada bagian belahan atas dari pergerakan geser horizontal tersebut, dapat diukur dengan dengan bantuan bantuan sebuah sebuah arloji arloji ukur ukur horizo horizontal ntal.. Besarny Besarnyaa gaya gaya hambat hambatan an dari dari tanah tanah yang yang bergeser bergeser dapat diukur dengan dengan membaca membaca angka-angka pada sebuah arloji ukur ditengah sebuah pengukur pengukur beban beban lingkaran ( proving ). Perubahan volume dari sampel tanah uji berlangsung proving ring ring ). diukur seperti pada uji tegangan terkendali. Kelebihan pengujian dengan cara regangan-terkendali adalah pada pasir padat, tahanan geser puncak (yaitu tahanan pada saat runtuh) dan juga pada tahanan geser maksimum yang lebih kecil (yaitu pada titik setelah keruntuhan terjadi) dapat diamati dan dicatat pada uji tegangan-terkendali, hanya tahanan geser puncak saja yang dapat diamati dan dicatat. Juga harus diperhatikan bahwa tahanan geser puncak pada uji tegangan-terkendali besarnya hanya dapat diperkirakan saja. Ini disebabkan keruntuhan terjadi hanya pada tingkat tegangan geser sekitar puncak antara penambahan beban sebelum runtuh sampai sesudah runtuh. Meskipun demikia demikian, n, uji teganga tegangan-te n-terken rkendali dali lebih lebih menyer menyerupai upai keadaa keadaann sesung sesungguh guhnya nya kerunt keruntuha uhann di lapangan dari pada uji regangan-terkendali. Pada pengujian tertentu, tegangan normal dapat dihitung sebagai berikut : Teg. Teg. Norm Normal al (σ ) =

Gaya normal .... ...... (4.1 (4.10) 0) Luas penamp. lintang sampel tanah (1.10)


(1.11)

14

Tegangan geser yang melawan pergerakan geser dapat dihitung sebagai berikut : Teg. Geser Geser (τ ) =

Gaya geser yang melawan gerakan ...... .......... (4.11) (4.11) Luas penamp. lintang sampel tanah

Hal-h Hal-hal al um umum um yang yang dapat dapat dicata dicatatt berka berkaita itann deng dengan an varia variasi si tegang tegangan an gese geser r penghambat penghambat dan dan perpindah perpindahan an geser, geser, yaitu : 1. Pada pasir pasir lepas (renggan (renggang), g), tegangan tegangan geser geser penahan penahan akan membes membesar ar sesuai dengan dengan membesarnya perpindahan geser sampai tegangan tadi mencapai tegangan geser runtuh (τ f ). ). Setelah itu besar tegangan geser akan kira-kira konstan sejalan dengan bertambahnya bertambahnya perpind perpindahan ahan geser. geser. 2. Pada Pada pasi pasirr pad padat, at, teg tegang angan geser ser peng pengha ham mbat bat aka akan naik naik seja sejala lann deng engan membes membesarny arnyaa perpind perpindahan ahan geser geser hingga hingga tegang tegangan an geser geser runtuh runtuh (τ f ) maksimum tercapai. Harga τf ini disebut sebagai kekuatan geser puncak ( peak shear strength). Bila tegangan runtuh telah dicapai, maka tegangan geser penghambat yang ada akan berkurang berkurang secara lambat lambat laun dengan dengan bertambahn bertambahnya ya perpindahan perpindahan geser geser sampai pada pada suatu saat mencapai harga konstan yang disebut kekuatan geser akhir maksimum (ultimate shear strength). τ f

= σ tan φ ................................ ................................(1.12) (4.12)

Jadi, besar sudut geser adalah : φ = tan -1

 τ f  .......... .......... .......... ........ ...(1.13) (4.13) (4.13)  σ  ...............  

Catatan : c = 0, untuk pasir dan σ = σ’ Uji geser langsung umumnya agak mudah dilakukan, tetapi uji tersebut mempunyai beberapa beberapa kelemahan. kelemahan. Juga keterandalan hasil ujinya dapat dipertanyakan dipertanyakan (diragukan). Hal ini karena pada uji ini sampel tanah tidak dapat runtuh pada bidang geser yang terlemah tetapi runtuh sepanjang bidang di antara dua belahan kotak geser tersebut. Juga distribusi tegangan geser geser pada pada bida bidang ng gese geserr mu mung ngki kinn tidak tidak merat merata. a. Akan Akan tetap tetapi,i, biarp biarpun un deng dengan an adany adanyaa kekurangan-kekurangan tersebut, uji geser langsung tetap merupakan uji yang paling mudah dan paling ekonomis untuk tanah-tanah pasir jenuh ataupun kering.


15 1.7

Unconfined Compression Compression Test ) Pengujian Tekan Bebas ( Unconfined

Pengujian tekan bebas termasuk hal yang khusus dari pengujian triaksial unconsolidatedundrained (tanpa

terkonsolidasi tanpa drainasi). Gambar skematik dari prinsip pembebanan

dalam percobaan ini dapat dilihat pada Gambar Gambar 1.6. Kondisi pembebanannya sama dengan yang terjadi pada pengujian triaksial, hanya tegangan selnya nol ( σ3 = 0). Pengujian ini hanya cocok untuk jenis tanah lempung jenuh, dimana pada pembebanan cepat, air tidak sempat mengalir keluar dari benda ujinya. Pada lempung jenuh, tekanan air pori dalam dalam benda benda uji pada pada awal awal penguj pengujian ian negatif negatif (tegang (tegangan an kapiler kapiler). ). Tegang Tegangan an aksial aksial yang yang diter diterapk apkan an di atas atas bend bendaa uji uji beran berangs gsur ur-an -angs gsur ur ditam ditamba bahh samp sampai ai bend bendaa uji uji meng mengala alami mi keruntuhan. Pada saat keruntuhannya, karena σ3 = 0, maka : σ1 = ∆3 + ∆σf = ∆σf = qu dengan qu adalah kuat tekan bebas ( unconfined compression strength). Secara teoritis, nilai dari ∆σf pada lempung jenuh seharusnya sama seperti yang diperoleh dari pengujian pengujian pengujian triaksial triaksial unconsolidated undrained dengan benda uji yang sama, jadi : s u = cu =

qu (1.14) .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... .. (4.14) (4.14) 2

dimana su atau cu adalah kuat geser undrained dari tanahnya. Hubungan konsistensi dengan kuat geser tekan bebas tanah lempung diperlihatkan dalam Tabel 1.2. Tabel 1.2

Hubungan kekuatan tekan bebas (q u) tanah lempung dengan konsistensinya.

Konsistensi

qu (kg/cm2)

Lempung keras Lempung sangat kaku Lempung kaku Lempung sedang Lempung lunak Lempung sangat lunak

> 4,00 2,00 – 4,00 1,00 – 2,00 0,50 – 1,00 0,25 – 0,50 < 0,25

σ1

Sumber : Mek-Tan I, Hary Christady H

σ3 = 0

Contoh tanah

σ3 = 0

Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang σ 1

Gambar 1.6

Skema Pengujian Tekan Bebas

16

Hasi Hasill uji uji teka tekann beba bebass bias biasan anya ya tida tidakk begi begitu tu meya meyaki kink nkan an bila bila digu diguna naka kann untu untuk k menentukan nilai parameter kuat geser tanah tak jenuh. Dalam praktek, untuk mengusahakan agar kuat geser undrained yang diperoleh dari hasil uji tekan bebas mendekati sama dengan hasil uji triaksial pada kondisi keruntuhan, keruntuhan, beberapa hal harus dipenuhi, dipenuhi, antara lain (Holtz dan Kovacs, 1981) : 1.

Benda Benda uji uji harus harus 100 100 % jenuh jenuh,, kalau kalau tidak tidak akan terjadi terjadi desa desakan kan udar udaraa di dalam dalam ruang ruang pori pori yang mnyebabkan angka pori (e) berkurang sehingga kekuatan benda uji bertambah.

2.

Bend Bendaa uji tidak tidak bole bolehh menga mengand ndun ungg retaka retakann atau ker kerus usak akan an yang yang lain. lain. Den Denga gann kata lain lain benda uji harus utuh dan merupakan merupakan lempung lempung homogen. homogen. Dalam praktek, praktek, sangat jarang lempung overconsolidated dalam keadaan utuh, dan bahkan sering terjadi pula lempung normally consolidated mempunyai retakan-retakan.

3.

Tanah anah haru haruss terd terdir irii dari dari butir utiran an sang sangat at halu halus. s. Tegan eganggan keka kekang ng efekt fektif if ( effective confining confining pressure)

awal adalah tekanan kapiler residu yang merupakan fungsi dari

tekanan pori residu (-ur ). ). Hal ini berarti bahwa penentuan kuat geser tanah dari uji takan bebas hanya cocok untuk tanah lempung lempung.. 4.

Pros Prosees peng penguj ujia iann haru haruss berl berlan anggsung sung deng engan cepa cepatt sam sampai pai cont contoh oh tana tanahh menc mencap apai ai keruntuhan. Pengujian ini merupakan uji tegangan total dan kondisinya harus tanpa drainase selama pangujian berlangsung. Jika waktu yang dibutuhkan dalam pengujian terlalu lama, penguapan dan pengeringgan benda uji akan menambah tegangan kekang dan dapat menghasilkan kuat geser yang lebih tinggi. Waktu yang cocok biasanya sekitar 5 sampai 15 menit.

1.8

Pengujian Triaksial (Triaxial Test )

Dewasa ini, uji geser triaksial adalah uji yang paling dapat diandalkan untuk menentukan parameter parameter tegangan tegangan geser. Uji ini telah digunakan digunakan secara luas untuk keperluan keperluan pengujian pengujian biasa ataupun untuk keperluan riset. Gambar skematik dari uji ini dapat dilihat pada Gambar 1.7 .


17 Pada uji ini umumnya digunakan sebuah sampel tanah kira-kira berdiameter 1,5 inchi (38,1 mm) dan panjang 3 inchi (76,2 mm). Sampel tanah (benda uji) tersebut ditutup dengan memb membran ran karet karet yang yang tipis tipis dan dan dilet diletakk akkan an di dalam dalam sebu sebuah ah bejan bejanaa silind silinder er dari dari bahan bahan plastik/kaca plastik/kaca yang kemudian kemudian bejana tersebut tersebut diisi dengan dengan air atau larutan gliserin. gliserin. Di dalam bejana tersebut tersebut akan mendapatkan mendapatkan tekanan tekanan tekanan hidrostatis. hidrostatis. (catatan : untuk media penekan penekan dapat juga digunakan udara). Untuk menyebabkan terjadinya keruntuhan geser pada benda uji, tegangan aksial (vertikal) diberikan melalui suatu piston vertikal (tegangan ini biasanya juga disebut tegangan deviator).

Gambar 1.7

Alat Uji Triaksial

Pembebanan arah vertikal dapat dilakukan dengan 2 (dua) cara, yaitu : 1. Dengan Dengan memberikan memberikan beban mati yang berangsur-angsu berangsur-angsurr ditambah (penambahan (penambahan setiap saat sama) sampai benda uji runtuh (deformasi arah aksial akibat pembebanan ini diukur dengan sebuah arloji ukur/dial gage). 2. Dengan Dengan memberikan memberikan deformasi arah aksial aksial (vertikal) dengan kecepatan kecepatan deformasi deformasi yang tetap dengan bantuan gigi-gigi mesin atau pembebanan hidrolis. Cara ini disebut juga sebagai uji regangan terkendali. Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

18 Peral Peralat atan an yang yang digu digunak nakan an hamp hampir ir sama sama deng dengan an peral peralata atann uji uji kuat kuat tekan tekan bebas bebas (Unconfined Compressive Strength), hanya saja pada triaksial dilengkapi dilengkapi dengan tabung untuk pemberian pemberian tegangan tegangan keliling. keliling. Meskipun Meskipun pengujian pengujian ini termasuk termasuk jenis pengujian pengujian yang cukup rumit, namaun diakui sebagai cara terbaik untuk menentukan parameter geser tanah. Selain itu percobaan percobaan ini juga dapat digunakan untuk mengukur mengukur tegangan air pori dan perubahan volume selama pengujian. Pengujian triaksial dibagi menjadi tiga jenis, yaitu : 

Uncosolidated Undrained Test (UU-test) Test (UU-test), atau Quick-test (pengujian cepat), benda uji yang

umumnya berupa lempung mula-mula dibebani dengan penerapan tegangan sel (tegangan kekang), kemudian dibebani dengan beban normal, melalui penerapan tegangan deviator (∆σ) sampai mencapai keruntuhan. Pada penerapan tegangan deviator selama penggeseran, air tidak diijinkan keluar dari benda uji. Jadi, selama pengujian, katup drainase ditutup. Karena pada pengujian air tidak diijinkan mengalir ke luar, beban normal tidak ditransfer ke butiran tanahnya. Keadaan tanpa drainase ini menyebabkan adanya kelebihan tekanan pori (excess pore pressure) dengan tidak ada tanahan geser hasil perlawanan dari butiran tanah. 

Consolidated Undrained Test (CU-test),

atau Consolidated Quick test (uji terkonsolidasi terkonsolidasi

cepat), benda uji mula-mula dibebani dengan tegangan sel tertentu dengan mengijinkan air mengalir ke luar dari benda uji sampai konsolidasi selesai. Tahap selanjutnya, tegangan deviato deviatorr diterap diterapkan kan dengan dengan katup katup drainas drainasee dalam dalam keadaan keadaan tertutup tertutup sampai sampai banda banda uji mengalami keruntuhan. Karena katup drainase tertutup, volume benda uji tidak berubah selama penggeseran. Pada pengujian dengan cara ini, akan terjadi kelebihan tekanan air pori dalam benda uji. Pengukuran Pengukuran tekanan tekanan air pori dapat dilakukan dilakukan selama pengujian pengujian berlangsung berlangsung.. 

Consolidated Drained Test (CD-test),

mula-mula tegangan sel tertentu diterapkan pada

benda uji dengan dengan katup drainase drainase terbuka terbuka sampai sampai konsolidasi konsolidasi selesai. selesai. Setelah itu, dengan dengan katup drainase tetap terbuka, tegangan deviator diterapkan dengan kecepatan yang rendah sampai benda uji runtuh. Kecepatan pembebanan yang rendah dimaksudkan agar dapat menjami menjaminn tekanan tekanan air pori pori nol selama selama proses proses pengg penggese eseran. ran. Pada Pada kondis kondisii ini seluruh seluruh tegangan selama proses pengujian ditahan oleh gesekan antar butiran tanah. Pada uji kuat geser tanah, bila terdapat air di dalam tanah, pengaruh-pengaruh seperti : jenis pengujian, pengujian, permeabilitas, permeabilitas, kadar air, akan sangat menentukan menentukan nilai-nilai kohesi kohesi (C) dan sudut gesr dalam ( φ ). Nilai-nilai kuat geser yang rendah terjadi pada pengujian dengan cara Unconsolidated-Undrained (UU-test). Pada tanah lempung yang jenuh air Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

19 nilai sudut geser dalam ( φ ) dapat mencapai nol, sehingga pada pengujian hanya diperoleh nilai kohesinya (C). Parameter-parameter kuat geser yang diukur dengan menggunakan ketiga cara pengujian di atas, hanya relevan untuk kasus-kasus dimana kondisi drainase di lapangan sesuai dengan kondisi drainase di laboratorium. Kuat geser tanah pada kondisi drainase terbuka (drained ) tidak sama besarnya bila diuji pada kondisi tak drainase (undrained ). ). Kondisi tak drainase ( undrained ) dapat digunakan untuk kondisi pembebanan cepat pada tanah permeabilitas rendah, sebelum konsolidasi terjadi. Kondisi terdrainase (drained ) dapat dapat diguna digunakan kan untuk untuk tanah tanah dengan dengan permea permeabili bilitas tas rendah rendah hanya hanya sesuda sesudahh konsolidasi di bawah tambahan tegangan totalnya telah betul-betul selesai. Nilai-nilai estimasi sudut geser dalam ( φ ) dari hasil pengujian triaksial (Bowles, 1977) Tabe Tabell 1.2 1.2

Jenis Tanah

Macam pengujian triaksial UU CU

CD

Kerikil

Ukuran sedang Berpasir

40° - 55° 35° - 50°

Pasir

Kering & tidak padat Jenuh & tidak padat Kering & padat Jenuh & padat

28° - 34° 28° - 34° 35° - 46° 1° - 2° kurang dari kering & padat

Lanau atau pasir-berlanau

Tidak padat Padat

20° - 22° 25° - 30°

Lempung

0° (tidak jenuh)

-

40° - 55° 35° - 50°

-

43° - 45°

-

43° - 50°

-

27° - 30° 30° - 35°

14° - 20°

20° - 42°

Sumber : Mek-Tan I, Hary Christady H


20

BAB II PENGAMBILAN CONTOH TANAH

2.1

Dasar Teori

Pengam Pengambila bilann contoh contoh tanah tanah merupa merupakan kan kegiata kegiatann yang yang paling paling awal awal dilaku dilakukan kan dalam dalam pelaksanaan pelaksanaan praktikum praktikum mekanika mekanika tanah, dimaksudkan dimaksudkan untuk mendapatkan mendapatkan contoh contoh tanah baik yang asli (Undisturbed ) maupun terganggu ( Distrurbed ), untuk digunakan dalam percobaan Distrurbed ), percobaan percobaan selanjutnya selanjutnya dilabolatorium. dilabolatorium. Contoh tanah asli dapat diperoleh dengan menggunakan tabung contoh ( tube sampler ) atau tabung contoh belah ( split spoon sampler ) yang diambil dari dasar lubang bor yang telah dibuat sebelumnya melalui pemboran dangkal/tangan ( shallow/hand shallow/hand boring ) ataupun contoh tanah berbentuk kubus ( block samples) yang diambil dari dalam lubang galian/sumur uji ( test ). pit ).

Tidak termasuk dalam kegiatan ini yaitu pengambilan contoh tanah melalui pemboran

dalam (deep boring ) dengan menggunakan bor mesin ( boring machine). Selain itu melalui kegiatan ini dapat pula dibuat diskripsi dari susunan lapisan tanah, serta untuk mengetahui tinggi muka air tanah setempat. 2.2

Tujua juan Pe Percobaan

• Mahasiswa dapat melaksanakan kegiatan pengambilan contoh tanah, baik yang asli maupun terganggu dengan prosedur yang benar.

• Mahasiswa dapat mengumpulkan berbagai informasi dan menggambarkan dalam grafik, hubungan antara perubahan kadar air alami terhadap kedalaman. 2.3

Alat & Bahan

2.3.1 Peralatan

1. Peralatan untuk untuk menggali menggali (antara (antara lain : cangkul, cangkul, sekop, sekop, linggis, linggis, dll) 2. Sendok Sendok spesi, spesi, spatula spatula besar, dan dan lat-alat yang yang sejenis sejenis 3. Meter eteran an 4. Tabu Tabung ng cont contoh oh (Sample Tubes). 5.

Kotak yang terbuat dari gabus atau kayu berukuran 20x20x20 cm, serta lembaran plastik dan Aluminium Aluminium foil secukupnya secukupnya untuk pengambilan pengambilan tanah asli (tidak terganggu). Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

21

2.3.2 Bahan

Benda uji sampel tanah berupa tanah undisturbed ( tidak terganggu ). 2.4

Prosedur Kerja

1. Tentuk Tentukan an lokasi lokasi yang yang akan akan diambil diambil contohny contohnyaa serta serta bersihk bersihkan an permuka permukaann annya ya dari rerumputan atau benda-benda lainnya 2. Buat Buat lubang lubang deng dengan an ukur ukuran an 100x 100x10 100x 0x10 1000 cm, cm, atau atau deng dengan an ukur ukuran an lain lain sesu sesuai ai petunjuk petunjuk instruktu instruktur r 3. Pada dasar dasar galian mulai dikedalaman dikedalaman 100 100 cm sisakan tanah tanah berbentuk berbentuk kubus dengan dengan ukuran 20x20x20 cm. 4. Masukkan Masukkan atau Tancapkan Tancapkan Tabung Tabung contoh ke dalam dalam tanah pada posisi posisi di pojok- pojok galian. Kemudian Kemudian tekan atau dipukul dipukul sampai tanah yang masuk ke dalam tabung ± ½ tinggi tabung. 5. Bungkus Bungkus tanah asli asli tersebut tersebut dengan aluminium aluminium foil foil atau plastik 6. Kemudian Kemudian beri label label identifikasi identifikasi agar tidak tertukar tertukar bila contoh tanah tanah lebih dari satu, satu, dan simpan ditempat yang teduh dan lembab. 2.5

Pelaporan

1. Tanggal mulai dan selesainya kegiatan : Kegiatan pengambilan contoh tanah dengan metode test pit ini dilakukan pada: Hari

: Kamis

Tanggal

: 14 Oktober 2010

Waktu

: 15.00 - 17.00 WIB

2. Lokasi kegiatan : Kegiatan ini dilakukan di Ds. Buring Buring Kec. Kedungkandang – Malang Malang 3. Keadaan cuaca pada saat pelaksanaan : Waktu pengambilan sampel tanah keadaanya cerah, akan tetapi malam hari sebelum pengambilan pengambilan terjadi terjadi hujan. hujan.


22 2.6

Gambar Kerja

100 cm

20 cm

A

100 cm

20 cm Tabung Contoh Tampak Atas

Muka tanah

80 cm 20 cm

Tabung Contoh Potongan A

Pengambilan tanah di lokasi


23

Pengambilan tanah dengan tabung contoh 2.6

Kesimpulan

Dari pelaksanaan pengambilan contoh tanah dengan test pit ini diperoleh 1 jenis benda uji undisturbed

( tidak terganggu ) yaitu 1 potongan tanah berbentuk kubus dengan ukuran

20x20x 20x20x20 20 cm dan pengam pengambila bilann dengan dengan tabung tabung contoh contoh ( tube sampler ) diperoleh benda uji sebanyak 6 buah. 2.7

Referensi

1. ASTM ASTM D 1452-80 1452-80,, D 1587-83 1587-83 2. Bowl Bowles es,, J. E., E., “ Engineering Engineering Properties of Soils and their Measurement Measurement ” Experiment No.2.


24

BAB III DIRECT SHEAR SHEAR) GESER LANGSUNG ( DIRECT 3.1

Dasar Teori

Percobaan Geser Langsung merupakan salah satu jenis pengujian tertua dan sangat sederhana sederhana untuk menentukan menentukan parameter kuat geser tanah ( shear strength parameter parameter ) c dan φ . Dalam percobaan ini dapat dilakukan pengukuran secara langsung dan cepat nilai kekuatan geser tanah dengan kondisi tanpa pengaliran ( undrained ), ), atau dalam konsep tegangan total (total stress). Pengujian ini pertama-tama diperun-tukkan bagi jenis tanah non-kohesif, namun dalam perkembangannya dapat pula diterapkan pada jenis tanah kohesif. Pengujian lain dengan tujuan yang sama, yakni: Kuat Tekan Bebas dan Triaksial, serta percobaan Geser Baling ( Vane ), yang dapat dilakukan dilaboratorium maupun dilapangan. test ), Bidang keruntuhan geser yang terjadi dalam pengujian geser langsung adalah bidang yang dipaksakan, bukan merupakan bidang terlemah seperti yang terjadi pada pengujian kuat tekan tekan bebas bebas ataupun ataupun triaksial triaksial.. Denga Dengann demikia demikiann selama selama proses proses pembeb pembebana anann horiso horisontal ntal,, tegangan yang timbul dalam bidang geser sangat kompleks, hal ini sekaligus merupakan salah satu kelemahan utama dalam percobaan geser langsung. Nilai kekuatan kekuatan geser geser tanah tanah digunakan dalam merencanakan merencanakan kestabil kestabilan an lereng, serta daya dukung tanah pondasi, dan lain sebagainya. Nilai kekuatan geser ini dirumuskan dirumuskan oleh Coulomb Coulomb dan Mohr dalam persamaan persamaan berikut berikut ini:

τ

=

c + σn tanφ

dimana :

τ

=

kekuatan geser maksimum [kg/cm2]

c

=

kohesi [kg/cm2]

σn

=

tegangan normal [kg/cm2]

φ

=

sudut geser dalam [°]

Prinsip dasar dari pengujian ini adalah pemberian beban secara horisontal terhadap benda uji melalui cincin/kotak cincin/kotak geser yang terdiri dari dua bagian dan dibebani vertikal dipertengahan


25 tinggin tingginya, ya, dimana dimana kuat kuat geser geser tanah tanah adalah adalah tegang tegangan an geser geser maksim maksimun un yang yang menyeb menyebabk abkan an terjadinya keruntuhan. Selama pengujian pembacaan beban horisontal dilakukan pada interval regangan tetap tertentu (Strain controlled ). ). Umumnya diperlukan minimal 3 (tiga) buah benda uji yang identik, untuk meleng-kapi satu seri pengujian geser langsung. Prosed Prosedur ur pembeb pembebana anann vertika vertikall dan kecepat kecepatan an regang regangan an geser geser akibat akibat pembeb pembebanan anan horisontal, sangat menentukan parameter-parameter kuat geser yang diperoleh. Dalam pelaksanaannya, percobaan geser langsung dapat dilaksanakan dalam 3 (tiga) cara: Consolidated Drained Test : Pembebanan horisontal dalam percobaan ini dilaksanakan

-

dengan lambat, yang memungkinkan terjadi pengaliran air, sehingga tekanan air pori bernilai tetap selama selama pengujian pengujian berlangsung berlangsung.. Parameter Parameter c dan φ yang diperoleh digunakan untuk perhitungan perhitungan stabilitas stabilitas lereng. lereng. - Consolidated Undrained Test : Dalam pengujian ini, sebelum digeser benda uji yang dibebani vertikal (beban normal) dibiarkan dulu hingga proses konsolidasi selesai. Selanjutnya pembebanan pembebanan horisonta horisontall dilakukan dilakukan dengan dengan cepat. cepat. nconsolidated Undrained Test : Pembebanan horisontal dalam pengujian ini dilakukan

-

dengan cepat, sesaat setelah beban vertikal dikenakan pada benda uji. Melalui pengujian ini diperoleh parameter-parameter geser cu dan φ u. Pada Pada dasa dasarn rnya ya perc percob obaa aann Gese Geserr Lang Langsu sung ng lebi lebihh sesu sesuai ai untu untukk jeni jeniss peng penguj ujia iann Consolidated Drained test, oleh karena panjang pengaliran relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan pengujian yang sama, pada percobaan Triaksial.

3.2

Tujuan Percobaan

• Mahasiswa dapat melaksanakan percobaan Geser Langsung ( Direct Shear Test ) dengan prosedur prosedur yang yang benar. benar.

• Mahasis Mahasiswa wa dapat dapat melaku melakukan kan perhitun perhitungan gan serta serta pengg penggamb ambaran aran grafik grafik untuk untuk untuk untuk menentukan parameter-parameter geser c da φ .. 3.3

Alat & Bahan

3.3.1 Peralatan


26 1.Mesin geser langsung yang terdiri dari: - Alat penggeser penggeser horisontal, horisontal, dilengkapi dilengkapi dengan cincin beban beban ( prov-ing ), arloji prov-ing ring ), regangan horisontal, dan arloji deformasi vertikal. - Kotak uji yang terbagi atas dua bagian dilengkapi baut pengunci. - Pelat berpori 2 (dua) buah. - Sistim pembebanan vertikal,terdiri dari penggantung dan keping beban. 2. Alat pengeluar contoh (extruder ) dan pisau pemotong 3. Cetakan untuk membuat benda uji benda uji 4. Pengukur waktu ( stopwatch stopwatch) 5. Timbangan dengan ketelitian 0.1gram 6.Peralatan untuk penentuan kadar air 7.Peralatan untuk membuat benda uji buatan 3.3. 3.3.1 1 Baha Bahan n

1. Benda Benda uji uji yang yang digunak digunakan an berben berbentuk tuk bujur bujur sang sangkar kar 2. Bend Bendaa uji uji memp mempun unya yaii tebal tebal mini minimu mum m 1,25 1,25cm cm 3. Benda Benda uji uji mempu mempunya nyaii diamet diameter/le er/lebar bar minim minimum um 2 kali kali tebal. tebal. 4. Untu Untukk benda benda uji uji asli, asli, conto contohh tanah tanah yang yang digu digunak nakan an haru haruss cukup cukup untu untukk memb membua uatt sebanyak minimal 3 (tiga) buah benda uji yang identik Persiapkan benda uji sehingga tidak terjadi kehilangan kadar air, dan hati-hati dalam melakukan pencetakan benda uji (terutama pada jenis tanah dengan nilai kepekaan tinggi), agar struktur tanah asli tidak berubah 5. Untuk benda uji buatan (remoulded ), ), contoh contoh tanah tanah yang yang digunak digunakan an diupaya diupayakan kan mempunyai kadar air dan berat isi tanah yang sesuai dengan yang dikehendaki Khususnya untuk tanah pasir lepas, contoh tanah biasanya dicetak langsung kedalam kotak geser dengan nilai kepadatan relatif yang dikehendaki. Sedangkan untuk jenis tanah yang lain contoh dipadatkan terlebih dahulu dalam cetakan sesuai prosedur percobaan pemadatan.

3.4

Prosedur Kerja

1. Ukur tinggi dan lebar, serta timbang berat benda uji 2. Pindahkan benda uji dari cetakan kedalam kotak geser dalam sel pengujian yang terkunci oleh kedua baut, dengan bagian bawah dan atas dipasang pelat/batu berpori.


27 3. Pasa Pasang ng peng pengga gantu ntung ng beba bebann verti vertika kall guna guna memb member erii beba bebann norm normal al pada pada bend bendaa uji. uji. Sebelumnya timbang dan catat lebih dahulu berat penggantung beban tersebut. Atur arloji deformasi vertikal pada posisi nol pembacaan. 4. Pasang batang batang penggeser penggeser horisontal untuk untuk memberi beban mendatar mendatar pada kotak penguji. penguji. Atur arloji regangan dan arloji beban sehingga menunjukkan angka nol. 5. Beri beban normal normal yang pertama sesuai sesuai dengan beban yang yang diperlukan. diperlukan. Sebagai Sebagai pedoman besar beban normal pertama (termasuk berat penggan-tung penggan-tung)) yang diberikan, diusahakan diusahakan agar agar menim menimbu bulk lkan an tegan teganga gann pada pada bend bendaa uji uji minim minimal al sebe sebesa sarr tegang tegangan an geos geostat tatik ik dilapangan. Pada pengujian pengujian Consolidated drained/undrained , segera beri air sampai diatas permukaan benda uji dan pertahankan pertahankan selama selama pengujian. pengujian. 6. Pada Pada pengujia pengujiann tanpa konso konsolida lidasi si ( unconsolidated ), ), beban geser dapat segera diberikan setelah pemberian beban normal pada langkah (5). Sedang Sedangkan kan pada pada pengu pengujian jian dengan dengan konsol konsolidas idasii (consol (consolidat idated) ed),, sebelu sebelum m melaku melakukan kan penggeseran, penggeseran, lakukan lakukan terlebih terlebih dahulu pencatatan pencatatan proses proses konsolidasi konsolidasi tersebut tersebut pada waktuwaktu tertentu, dan tunggu sampai konsolidasi selesai. Gunakan cara Taylor untuk menetapkan waktu (t 20), yaitu setiap kenaikan bacaan 20 div. 7.

Kecepa Kecepatan tan pengge penggesera serann horiso horisontal ntal dapat dapat ditentu ditentukan kan berdas berdasark arkan an jenis jenis pengujia pengujian: n: -

8.

Pada pengujian tanpa pengaliran (undrained test ) ditetapkan sebesar 0.00 s/d 20 div.

Lepas Lepaskan kan baut baut pengu pengunc nci,i, kemud kemudia iann pasang pasangka kann pada 2 (dua) (dua) lubang lubang yang yang lain, lain, berik berikan an putaran secukupnya secukupnya sehingga sehingga kotak kotak geser geser atas dan dan bawah bawah terpisah terpisah ± 05mm.

9.

Laku Lakuka kann pengge penggeser seran an sampa sampaii jarum jarum pada pada arloji arloji beban beban pada pada 3 (tiga (tiga)) pembaca pembacaan an terak terakhir hir berturut-turut berturut-turut menunjukka menunjukkann nilai konstan. konstan. Baca arloji geser dan arloji beban setiap 15detik sampai terjadi keruntuhan.

10. Lepask Lepaskan an benda benda uji keme kemesin sin cari cari kadar kadar air, berat berat isi, isi, dan lain lain sebag sebagainy ainya. a. 11. 11.

Untu Untukk bend bendaa uji uji kedu kedua, a, beri beri beba bebann norm normal al 2 (dua (dua)) kali kali beba bebann norm normal al yang yang perta pertama ma kemudian ulangi langkah-langkah (6 s/d 10).

12. 12.

Untu Untukk bend bendaa uji ketig ketigaa beri beri beban beban norm normal al 3 (tiga) (tiga) kali kali beba bebann norma normall yang yang pertam pertama, a, kemudian ulangi langkah-langkah (6 s/d 10).

3.5

Perhitungan


28 1. Hitung tegangan geser (terkalibrasi) τi, untuk setiap pergeseran horisontal ke-i dari ketiga benda uji, dengan dengan rumus: rumus:

τi

=

Pi A

dimana :

τi = tegangan geser untuk pergeseran horisontal ke-i [kg/cm [kg/cm2] Pi = gaya geser untuk pergeseran horisontal ke-i [kg] A = luas luas bida bidang ng gese geserr [cm [cm2] 2. Gambark Gambarkan an grafik grafik hubunga hubungann antara teganga tegangann geser terhadap terhadap pergese pergeseran ran horisont horisontal al untuk masing-masing tegangan normal ( Gambar 3.1). Dari grafik yang diperoleh tentukan nilai tegangan geser maksimum ( τmaks.). 3. Hitu itung tegang angan normal ( σn) yang dikenakan pada masing-masing benda uji dengan rumus: σni

dimana:

=

Wi A

[kg/cm 2 ]

σni

=

tegangan no normal da dari be benda uj uji ke ke-i

WI

=

beban vert vertik ikal al pad padaa ben benda uji uji ke-i ke-i (te (terma rmasuk bera beratt pen penggantung)

A

=

luas permukaan bidang geser

4. Buatlah Buatlah grafik hubunga hubungann antara teganga tegangann normal normal dengan dengan tegangan tegangan geser maksim maksimum. um. Hubungkan ketiga titik yang diperoleh sehingga membentuk garis lurus yang memotong sumbu vertikal. Nilai kohesi ( c) adalah adalah jarak yang dihitung dihitung dari titik potong potong tersebu tersebutt sampai sumbu mendatar, dan sudut geser dalam ( φ ) adalah sudut kemiringan garis tersebut terhadap sumbu horisontal, yang memenuhi persamaan:

τ

=

c + σntanφ

[kg/cm2]


29

τ

3(maks

τ

2(maks

] 2

m c / g k [

] 2

m c / g K [

τ

f

τ

1(maks

r e s e g n a g n a g e T τ

Pergeseran horisontal [mm ]

h u t n u r r e s e g n a g n a g e T

Tegangan normal σn [kg/cm2]

Gambar 3.1

Hasil Percobaan


30 NoContoh LuasPermukaan(cm Brt. Tanah(kg) BebanN(kg)

1 34.81 0.1 .19021 6 0.1 .172364263

²)

cm²) σn(kg/cm

Regangan horisontal (mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8

Bacaan beban (div) 0 5 15 25 34 40 47 53 58 65 72 74 78 84 86 87 91 94 94 94

Teg Teg. normal normal (kg (kg/ cm²) cm²)

0.172 0.335 0.591 Kohe Ko hesi si (kg/ (kg/cm cm ²)

Gaya Geser (kg) 0 0.75 2.25 3.75 5.1 6 7.05 7.95 8.7 9.75 10.8 11.1 11.7 12.6 12.9 13.05 13.65 14.1 14.1 14.1

Teg Teg. Geser eser (kg/cm²) 0.405 0.586 0.916 0.186

2 35.84 0.1 .16918 12 0.3 .334821429 Tegangan Geser (kg/cm ²) ²) 0 0.022 0.065 0.108 0.147 0.172 0.203 0.228 0.250 0.280 0.310 0.319 0.336 0.362 0.371 0.375 0.392 0.405 0.405 0.405

Bacaan beban (div) 0 25 36 45 54 60 69 78 84 91 98 100 104 107 112 115 118 121 122 124 127 129 131 133 134 135 136 137 138 140 140 140

3 30.47 0.1 .18011 18 0.5 .590744995

Gaya Geser (kg) 0 3.75 5.4 6.75 8.1 9 10.35 11.7 12.6 13.65 14.7 15 15.6 16.05 16.8 17.25 17.7 18.15 18.3 18.6 19.05 19.35 19.65 19.95 20.1 20.25 20.4 20.55 20.7 21 21 21

Tegangan Geser (kg/cm ²) ²) 0 0.105 0.151 0.188 0.226 0.251 0.289 0.326 0.352 0.381 0.410 0.419 0.435 0.448 0.469 0.481 0.494 0.506 0.511 0.519 0.532 0.540 0.548 0.557 0.561 0.565 0.569 0.573 0.578 0.586 0.586 0. 0.586

Bacaan beban (div) 0 27 42 51 58 69 77 85 93 97 105 110 115 124 130 134 140 144 148 151 154 156 160 162 165 167 171 172 173 174 176 177 178 180 181 183 184 186 186 186

Tegangan Geser (kg/cm ²) ²) 0 0.133 0.207 0.251 0.286 0.340 0.379 0.418 0.458 0.478 0.517 0.542 0.566 0.610 0.640 0.660 0.689 0.709 0.729 0.743 0.758 0.768 0.788 0.798 0.812 0.822 0.842 0.847 0.852 0.857 0.866 0.871 0.876 0.886 0.891 0.901 0.906 0.916 0.916 0.916

Teg. Geser Geser (kg/ cm²) 1. 1.0 0 y =1.2265x +0.1867 +0.1867 0.916

0. 0.9 9 0. 0.8 8 0.7 7 ) ²0. 0. 0.6 6

0.586

0.5 5 ( k / g c0. m

Ø=(arc (ar c tag(1.226)+ tag( 1.226)+180/3.14) 180/ 3.14) 58.21141963

Gaya Geser (kg) 0 4.05 6.3 7.65 8.7 10.35 11.55 12.75 13.95 14.55 15.75 16.5 17.25 18.6 19.5 20.1 21 21.6 22.2 22.65 23.1 23.4 24 24.3 24.75 25.05 25.65 25.8 25.95 26.1 26.4 26.55 26.7 27 27.15 27.45 27.6 27.9 27.9 27.9

Ø=58.21 Σ

0.405

0. 0.4 4 0. 0.3 3 0.2 2 T g r s e .0. 0. 0.1 1 0. 0.0 0 0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

Teg Teg.norma normal (kg/ (kg/ cm ²) ²)


31 Regangan Teg. Geser Teg. Geser Teg. Geser horisontal kb. 1 kb. 2 kb. 3

(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8

3.6

(kg/cm²) /cm ²) (kg/cm²) /cm ²) (kg/cm²) /cm ²) 0 0 0 0.022 0.105 0.133 0.065 0.151 0.207 0.108 0.188 0.251 0.147 0.226 0.286 0.172 0.251 0.340 0.203 0.289 0.379 0.228 0.326 0.418 0.250 0.352 0.458 0.280 0.381 0.478 0.310 0.410 0.517 0.319 0.419 0.542 0.336 0.435 0.566 0.362 0.448 0.610 0.371 0.469 0.640 0.375 0.481 0.660 0.392 0.494 0.689 0.405 0.506 0.709 0.405 0.511 0.729 0.405 0.519 0.743 0.532 0.758 0.540 0.768 0.548 0.788 0.557 0.798 0.561 0.812 0.565 0.822 0.569 0.842 0.573 0.847 0.578 0.852 0.586 0.857 0.586 0.866 0.586 0.871 0.876 0.886 0.891 0.901 0.906 0.916 0.916 0.916

1

0.9

0.8

0.7

) ² 0.6

0.5

( k / t e r m s g c .

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

reganganhoris isonta tal (mm)

Gambar Kerja

Mesin Geser Langsung

Kotak Geser Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

32

Pembebanan ve vertikal te terdiri da dari ke keping be beban 3.7

Benda uj uji se setelah di dibebani

Kesimpulan

Dari Dari penguj pengujian ian geser geser langsun langsungg ini diperole diperolehh nilai nilai sudut sudut geser geser dalam dalam (φ ) dan nilai kohesinya. Berdasarkan data pengujian, dapat disimpulkan bahwa nilai sudut geser dalam sebesar 58,21˚dan nilai kohesi sebesar 0,186 kg/cm². 3.8

Referensi

1. ASTM ASTM D 308 30800 – 82 82 2. Bowles, J.E., " Engineering Engineering Properties of Soils and their Measurement Measurement " , Experiment No.17. No.17. 3. Manual Manual Pemeriksaan Pemeriksaan Bahan Jalan No.01/M No.01/MN/BM N/BM/1976, /1976, PB - 0116 0116 - 76


33

BAB IV KUAT TEKAN BEBAS ( UNCONFIED COMPRESIVES STRENGTH )

4.1

Dasar Teori

Prinsip dasar dari percobaan ini adalah pemberian beban vertikal yang dinaikkan secara bertahap terhadap terhadap benda benda uji berbentuk berbentuk silinder yang yang didirikan didirikan bebas, bebas, sampai sampai terjadi terjadi keruntuhan. keruntuhan. Pembacaan beban dilakukan pada interval regangan aksial tetap tertentu, yang dapat dicapai dengan cara mempertahankan kecepatan pembebanan dengan besaran tertentu pula selama pengujian pengujian berlangsu berlangsung ng ( strain ). strain control control ). Oleh karena beban yang diberikan hanya dalam arah vertikal saja, maka percobaan ini dikenal pula sebagai percobaan tekan satu arah ( uniaxial test ). ). Meto Metoda da peng penguj ujia iann ini ini meli melipu puti ti pene penent ntua uann nila nilaii kuat kuat teka tekann beba bebass (Unconfined compressive strength) - qu untuk tanah kohesif dari benda uji asli ( undisturbed ) maupun buatan

(remoulded or recompacted samples ). Yang dimaksud dimaksud dengan dengan kuat tekan tekan bebas (qu), ialah ialah besarn besarnya ya beban beban aksial aksial persat persatuan uan luas pada saat benda uji mengalami mengalami keruntuhan keruntuhan (beban maksimum), maksimum), atau bila re-gangan aksial telah mencapai 15%. Nilai qu yang yang diperloh diperloh dari dari pengujian pengujian ini dapat dapat digunakan digunakan untuk untuk menentuka menentukann konsistensi konsistensi dari tanah lempung, seperti ditunjukkan pada Tabel 4.1. Selain itu, melalui pengujian ini dapat ditentukan nilai kepekaan ( sensitivity) dari tanah kohesif, yaitu perbandingan antara nilai q u tanah asli terhadap qu tanah buatan. Pengujian Kuat Tekan Bebas pada dasarnya merupakan keadaan yang khusus pada percobaan percobaan Triaksial, Triaksial, dimana tegangan tegangan sel (confining confining pressure) - σ 3, besarnya sama dengan nol. Dengan demikian demikian dapat pula ditentukan nilai cohesi (c) dalam konsep tegangan total (total pressure), yaitu sebesar 1/2 dari nilai q u.


34 Tabel 4.1

Kuat Kuat Gese Geserr Undr Undrain ained ed

Konsistensi tanah

4.2

Sangat lunak

(kg/cm2) < 2.0

Lunak

2.0 - 4.0

Lunak s/d kenyal

4.0 - 5.0

Kenyal

5.0 - 7.5

Sangat kenyal

7.5 - 10.0

Kaku

10.0 - 15.0

Sangat kaku s/d keras

>15.0

Tujuan Percobaan

• Mahas ahasis iswa wa dapa dapatt mela melaks ksan anak akan an perc percob obaa aann Kuat uat Teka Tekann Bebas ebas (Unconfined Compressive Strength Test ) dengan prosedur yang benar.

• Mahasis Mahasiswa wa dapat dapat melaku melakukan kan perhitun perhitunga gann dan pengg penggamb ambaran aran grafik, grafik, serta serta dapat dapat menentukan nilai kuat tekan bebas (qu).

• Mahasiswa dapat melakukan pengujian dengan benda uji buatan, untuk menentukan nilai kepekaan ( sensitivity sensitivity) tanah. 4.3

Alat & Bahan

4.3.1 Peralatan

1. Mesi Mesinn beba bebann ( Load Load frame frame), dengan ketelitian bacaan sampai 0.01kg/cm 2 2. Cetakan Cetakan benda uji berbentuk berbentuk silinder silinder dengan tinggi tinggi 2 kali diameter 3. Alat untuk untuk mengelu mengeluarkan arkan contoh contoh tanah tanah ( Extruder ). Extruder ). 4. Pengu Pengukur kur waktu waktu (Stopwatch) 5. Timbangan Timbangan dengan dengan ketelitian 0.1gram 0.1gram 6. Pisau Pisau tipis, tipis, kawat kawat serta serta talam 7. Peralatan untuk untuk keperluan keperluan penentuan penentuan kadar kadar air 4.3.2 Bahan

1. Bend Bendaa uji uji yang yang digun digunak akan an berbe berbentu ntukk silin silinde der, r, deng dengan an diam diamet eter er minim minimal al 2 kali kali diameter. 2. Untuk Untuk benda uji dengan dengan diameter diameter 3,00cm 3,00cm,, besar besar butir butir maksim maksimum um yang terkandu terkandung ng dalam benda uji harus < 0,1 diameter diameter benda uji Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

35 3. Untuk Untuk benda benda uji dengan dengan diameter diameter ≥ 6,80cm besar butir maksimum yang terkandung dalam benda uji harus <1/6 diameter benda uji 4. Pembua Pembuatan tan bend bendaa uji: a.

Benda uji as asli dari ari tab tabuung contoh toh tanah. ah. - Keluark Keluarkan an conto contohh tanah tanah dari dari tabu tabung ng sepa sepanjan njangg ± 1-2cm dengan alat pengeluar contoh (extruder ), ), dan kemudian potong dengan pisau kawat. - Pasang Pasang cetakan cetakan benda benda uji diatas diatas tabung tabung contoh, contoh, keluark keluarkan an contoh contoh dengan dengan alat pengeluar pengeluar contoh contoh sepanjang sepanjang cetakan dan dan potong potong dengan dengan pisau kawat. kawat. - Ratakan Ratakan kedua kedua sisi sisi benda benda uji dengan dengan pisau pisau tipis dan keluark keluarkan an dari cetakan.

b.

Buatan ( remoulded ) - Siapka Siapkann contoh contoh tanah dari benda benda uji asli bekas bekas pengujia pengujian, n, atau sisa-sis sisa-sisaa contoh contoh tanah yang sejenis. - Siapka Siapkann data berat berat isi isi dan kadar kadar air asli, asli, serta serta volum volumee cetakan. cetakan. - Sesuaik Sesuaikan an kadar kadar air dari contoh contoh tanah tanah agar agar sama atau mende mendekati kati nilai nilai kadar air asli. - Ceta Cetakk bend bendaa uji uji keda kedala lam m tabu tabung ng cont contoh oh yang yang tela telahh dike diketa tahu huii volu volume meny nya, a, sehingga mempunyai berat isi yang sama atau men-dekati berat isi tanah asli. - Terhadap Terhadap benda benda uji uji yang terdapat dalam tabung, tabung, ulangi ulangi langkah langkah (a) diatas. 4.4

Prosedur Kerja

1. Timbang Timbang benda uji, kemudian kemudian letakan pada mesin tekan bebas secara sentris dimana permukaan permukaan piston piston bagian bagian bawah bawah menyentu menyentuhh permukaan permukaan benda benda uji uji bagian bagian atas 2. Atur arloji arloji beban dan dan arloji regangan regangan pada pada angka angka nol. 3. Jalank Jalankan an mesin mesin beba beban, n, baca baca dan catat beban beban pada pada bacaan bacaan divisi divisi 20; 20; 40 60; 80, 80, dan dan seterusnya 4. Pelak Pelaksa sanaa naann peng penguj ujian ian dihen dihentik tikan an apab apabila ila telah telah tercap tercapai ai sala salahh satu satu dari dari kead keadaan aan berikut berikut ini: -

Pembacaan beban telah menurun, atau relatif tetap untuk 3 (tiga) pembacaan terakhir berturut-turut.

4.5

Perhitungan

1.

Besar Besar regang regangan an aksi aksial al dihit dihitun ungg deng dengan an rumu rumus: s: ε

=

∆L

x 100%

Lo


36 dimana:

ε = regangan aksial [%] ∆L = perubahan panjang benda uji [cm] Lo = panjang benda uji semula [cm] 2.

Luas Luas pena penamp mpan angg bend bendaa uji uji rata-r rata-rata ata pad padaa rega regang ngan an terte tertentu ntu::

A = Ao [cm2 ] 1- ε

dimana : Ao = luas penampang benda uji mula-mula [cm2] 3.

Nilai te tegangan no normal :

σn =

P [kg/cm 2 ] A

dimana: P

= n x β [kg]

σn = tegangan normal [kg/cm2] P

= gaya aksial [kg]

A = luas penampang rata-rata pada regangan tertentu [cm2] n

= bacaan arloji beban [div]

β = kalibrasi dari ring beban [kg/div]

4.

qu

Gamb Gambar ar grafi grafikk hub hubun unga gann reg regan anga gann den denga gann teg tegang angan an

] m c / g k [ l a i s k a n a g n a g e T

2

Benda uji asli


Te an an aksial

37

] m c / g k [ l a i s k a n a g n a g e T

2

qu = σ

3

Regangan aksial [%]

Hasil Pengujian


38 Data taTanah: Diamete ter(m (mm) Tinggi/L i/L0(mm) Luas/A0(cm s/A0(cm ²) Berat Tanah(gr)

Bacaan Regangan(div iv) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880

37.8 79.48 11.22 152.4 .41 Bacaan Beban (div) 0 1 2 4 6 7 9 10 12 14 16 18 19 21 23 25 27 28 30 32 33 35 36 40 41 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 56 56.5 57 58 58 58

Defo form rmasi ΔI 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 8.8

Unit itStra rain(%) ε =∆l / lo 0 0.252 0.503 0.755 1.007 1.258 1.510 1.761 2.013 2.265 2.516 2.768 3.020 3.271 3.523 3.775 4.026 4.278 4.529 4.781 5.033 5.284 5.536 5.788 6.039 6.291 6.543 6.794 7.046 7.297 7.549 7.801 8.052 8.304 8.556 8.807 9.059 9.311 9.562 9.814 10.065 10.317 10.569 10.820 11.072

LuasTerkore reksi A'=Ao/ ( 11- )ε

Nila laiBeban P

11.220 11.248 11.277 11.305 11.334 11.363 11.392 11.421 11.451 11.480 11.510 11.539 11.569 11.599 11.630 11.660 11.691 11.721 11.752 11.783 11.815 11.846 11.878 11.909 11.941 11.973 12.005 12.038 12.070 12.103 12.136 12.169 12.203 12.236 12.270 12.304 12.338 12.372 12.406 12.441 12.476 12.511 12.546 12.581 12.617

0.000 0.140 0.280 0.560 0.840 0.980 1.260 1.400 1.680 1.960 2.240 2.520 2.660 2.940 3.220 3.500 3.780 3.920 4.200 4.480 4.620 4.900 5.040 5.600 5.740 6.020 6.160 6.300 6.440 6.580 6.720 6.860 7.000 7.140 7.280 7.420 7.560 7.700 7.840 7.840 7.910 7.980 8.120 8.120 8.120

Tegangan Devia iator /A' σ=P/A 0 0.012 0.025 0.050 0.074 0.086 0.111 0.123 0.147 0.171 0.195 0.218 0.230 0.253 0.277 0.300 0.323 0.334 0.357 0.380 0.391 0.414 0.424 0.470 0.481 0.503 0.513 0.523 0.534 0.544 0.554 0.564 0.574 0.584 0.593 0.603 0.613 0.622 0.632 0.630 0.634 0.638 0.647 0.645 0.644


39 UnitStrain in(%) lo ε =∆l / lo 0 0.252 0.503 0.755 1.007 1.258 1.510 1.761 2.013 2.265 2.516 2.768 3.020 3.271 3.523 3.775 4.026 4.278 4.529 4.781 5.033 5.284 5.536 5.788 6.039 6.291 6.543 6.794 7.046 7.297 7.549 7.801 8.052 8.304 8.556 8.807 9.059 9.311 9.562 9.814 10.065 10.317 10.569 10.820 11.072

Tegangan Deviator P/A' σ=P/A' 0 0.012 0.025 0.050 0.074 0.086 0.111 0.123 0.147 0.171 0.195 0.218 0.230 0.253 0.277 0.300 0.323 0.334 0.357 0.380 0.391 0.414 0.424 0.470 0.481 0.503 0.513 0.523 0.534 0.544 0.554 0.564 0.574 0.584 0.593 0.603 0.613 0.622 0.632 0.630 0.634 0.638 0.647 0.645 0.644

TeganganDevia iator

=P/A'

σ

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3

D i t k ( / ) ² v e a r o g m c

0.2

T n 0.1 a g e 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Regangan (%)

0.7

.647 σ maks=0 0.6

Ø=0 0.5

c=0.323

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


40 4.6 Gambar Kerja

Pengukur Bacaan Beban & Regangan Mesin Beban (Load Frame)

Proses Pembebanan pada benda uji

Mengukur tinggi Akhir Benda Uji setelah Pembebanan


41 4.7

Kesimpulan

Dari hasil pengujian diperoleh tanah di daerah buring mempunyai nilai unite strain sebesar 10,569 % dan nilai tegangan deviator sebesar 0,647 kg/cm 2.

4.8

Referensi

1. ASTM ASTM D 2166 2166 - 85. 85. 2. AASH ASHTO. 3. Bowl Bowles es,, J.E. J.E.,, " Engineering Engineering Properties of Soils and their Measurement Measurement " , Experiment No.14 4. Head Head,, K. K. H., H.,"" Manual Manual of Soil Soil Laboratory Laboratory Testing " Vol.I Section 2.5.


42

BAB V TRIAKSIAL (TRIAXIAL)

5.1

Dasar Teori

Diba Dibandi nding ngka kann deng dengan an perco percobaa baann Gese Geserr Lang Langsu sung ng maup maupun un Kuat Kuat Teka Tekann Beba Bebas, s, pelaksanaan pelaksanaan percobaan percobaan Triaksial Triaksial diketahui diketahui lebih rumit, namun namun diakui diakui sebagai cara yang paling paling baik untuk mendapatkan mendapatkan parameter-paramete parameter-parameterr geser tanah c dan φ , oleh karena kondisi tegangan-tegan tegangan-tegangan gan dilapangan dapat ditirukan ditirukan dengan dengan cara pemberian pemberian tegangan tegangan sel (σ 3) pada benda uji. Selain itu pada percobaan Triaksial tersedia tersedia pula fasilitas untuk mengukur mengukur tekanan tekanan air pori dan perubahan volume selama pelaksanaan pengujian. Beberapa jenis pengujian yang dapat dilakukan pada percobaan Triaksial antara lain: - Uncons adalah ah peng penguujian jian tanp tanpaa kons konsol olid idsi si dan dan tanp tanpaa Unconsolid olidated ated Undrain Undrained ed test , adal pengaliran, pengaliran, disebut disebut sebagai sebagai pengujian pengujian cepat atau U-test. Pada semua tahapan pengujian, pengujian, keran pengaliran pengaliran (sistim tekanan tekanan air pori) dalam keadaan keadaan tertutup. Cara pengujian pengujian ini tidak dapat diterapkan diterapkan pada jenis tanah non-kohesif non-kohesif jenuh (S = 100%). Param Paramete eterr gese geserr yang yang dida didapat patka kann dari dari cara cara peng penguj ujian ian ini ber-d ber-das asark arkan an kons konsep ep tegangan total (total pressure). Pengujian ini memberikan parameter geser C u dan φ u. -

Consolidated Undrained test , adalah pengujian dengan konsolidasi tanpa pengaliran,

dise disebu butt juga juga peng penguj ujian ian kons konsol olida idasi si-ce -cepat pat atau atau CU-te CU-test. st. Pada Pada tahap tahap pemb pember erian ian tegangan sel (σ 3) keran pengaliran (sistim tekanan air pori) dalam keadaan terbuka, dan ditunggu hingga proses konsolidasi berakhir yang dapat diamati melalui tabung perubahan perubahan volume. volume. Untuk mempercepat mempercepat proses konsolidasi konsolidasi pada tanah kohesif, kohesif, biasanya biasanya digunakan digunakan cara-cara khusus, khusus, antara lain dengan dengan memasang memasang kolom pasir ditengah-tengah benda uji, atau membungkus benda uji dengan lembaran tipis kertas saring. Sesudah konsolidasi selesai, keran pengaliran dibuka, kemudian diberikan tegangan deviator sampai terjadi keruntuhan. Parameter geser yang diperoleh dari pengujian pengujian ini berdasarkan berdasarkan konsep tegangan efektif (effective stress), yang dinyatakan dalam notasi c' dan σ '. - Consolidated Drained test , adalah adalah pengu pengujian jian dengan dengan konsolida konsolidasi si dan pengal pengaliran iran,, dise disebu butt juga juga peng penguj ujian ian kons konsol olida idasi si-la -lamb mbat at atau atau CD-te CD-test. st. Pada Pada semu semuaa tahap tahapan an pengujian pengujian keran pengaliran pengaliran (sistim tekanan air pori) dalam keadaan keadaan terbuka. terbuka. Seperti Seperti halnya pada CU-test, beban deviator diberikan setelah proses konsolidasi selesai. Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

43 Pembebanan dilakukan dengan lambat, dimana tegangan air pori yang timbul cukup kecil, sehingga tidak mempeng-aruhi parameter geser yang diperoleh. Seperti halnya pada CU-test CU-test parameter parameter geser yang diperoleh diperoleh berdasarkan berdasarkan konsep konsep tegangan tegangan efektif (effective stress), yang dinyatakan dalam notasi c' dan σ '. Ukuran sel Triaksial yang sesuai dengan diameter benda uji tersedia dalam berbagai ukuran, namun yang umum digunakan adalah sel untuk benda uji berdiameter 38mm, dengan perbandingan perbandingan tinggi terhadap diameter diameter (L/d) yang disyaratkan disyaratkan berkisar antara 2.0 sampai sampai 3,0. Pengujian Pengujian dengan diameter benda uji yang lebih besar dapat dilakukan, dilakukan, selama peralatan yang diperlukan tersedia. Sesuai dengan keperluannya benda uji dapat dibuat dari contoh tanah asli (undisturbed ), ), maupun buatan (remoulded ). ). Untuk satu seri percobaan Triaksial, diperlukan minimal 2 (dua) buah benda uji dengan kadar air dan berat isi yang kurang lebih sama (identik). Prinsip Prinsip dasar dasar dari dari pelaksa pelaksanaan naan pengu pengujian jian yaitu; yaitu; mula-mu mula-mula la terhadap terhadap masing masing-mas -masing ing benda uji diberikan diberikan tegangan tegangan sel dan ditunggu ditunggu sampai sampai stabil, selanjutnya selanjutnya berikan tegangan tegangan deviator deviator dimana beban beban dibaca pada regangan regangan tetap tertentu ( strain ), hingga tercapai strain controlled controlled ), keruntuhan. Tergantung pada jenis pengujian, selama pemberian tegangan sel, keran pengaliran dapat dalam keadaan tertutup (unconsolidated ), ), atau terbuka (consolidated ). ). Selan Selanju jutny tnyaa berda berdasa sarka rkann data data yang yang dipe diperol roleh eh dari dari pelak pelaksa sanaa naann peng penguj ujian ian,, dapa dapatt digambarkan grafik lingkaran Mohr untuk menentukan kohesi ( c) dan sudut geser dalam ( φ ) tanah yang diperlukan untuk berbagai perhitungan stabilitas.

5.2

Tujuan Percobaan

• Mahasiswa Mahasiswa dapat melaksanakan melaksanakan percobaan percobaan Triaksial Triaksial dengan dengan prosedur prosedur standar standar secara benar.

• Mahasis Mahasiswa wa dapat dapat dapat dapat mengg menggamb ambarka arkann lingkara lingkarann Mohr, Mohr, serta serta dapat dapat menen-t menen-tuka ukann besarnya besarnya nilai kohesi kohesi (c) dan sudut geser dalam ( φ ), dari contoh tanah yang diuji.

5.3

Alat & Bahan


44 5.3.1 Peralatan

1. Mesin Mesin teka tekann yang yang dilen dilengk gkapi api deng dengan an cincin cincin beba bebann dan dan arloji arloji rega regang ngan an deng dengan an ketelitian 0.01mm. 2. Sel Sel Tria Triaks ksial ial.. 3. Tabung Tabung belah belah pencetak benda uji. 4. Karet membran membran,, karet seal, seal, penjepit penjepit dan batu batu pori. pori. 5. Pompa Pompa vakum vakum dan dan tabung tabung isap. isap. 6. Timbangan Timbangan dengan dengan ketelitian 0.1gram 0.1gram,, jangka sorong, sorong, pisau tipis, tipis, dll 7. Tabung Tabung air bertekanan, bertekanan, dilengkapi dilengkapi manometer manometer pengukur pengukur tegangan. tegangan. 8. Peralatan untuk penentuan penentuan kadar air. 5.3.2 Bahan

Cara pembuatan benda uji dari contoh tanah non-kohesif (pasir lepas) jauh lebih sulit dibandingkan dengan tanah kohesif (lempung). Berikut ini dijelaskan cara pembuatan benda uji dari jenis tanah kohesif, yang dapat dicetak langsung dari tabung contoh, contoh kubus, ataupun dari contoh tanah buatan. 1. Benda uji berbentuk berbentuk silinder, silinder, dengan dengan tinggi minimum minimum 2 kali diameter. diameter. 2. Benda Benda uji uji dapat dapat dibua dibuatt dari: dari: - Tanah asli asli dalam tabung tabung contoh. contoh. a. Keluark Keluarkan an contoh contoh tanah dari tabung tabung sepanjan sepanjangg 1-2cm denga dengann alat pengel pengeluar uar contoh (extruder ), ), kemudian potong dan rata-kan dengan pisau/kawat tipis. b. Pasang cetakan cetakan belah benda uji diatas tabung contoh, contoh, keluar-kan keluar-kan contoh contoh dengan alat pengeluar contoh sepanjang cetakan belah, kemudian potong dan ratakan dengan pisau/kawat tipis. c. Ratakan sisi sisi yang lain dengan dengan pisau pisau tipis, kemudian kemudian keluar-kan keluar-kan dari dari cetakan. - Tanah Tanah buata buatann (remoulded ). ). a. Siapkan contoh contoh tanah tanah dari bekas benda benda uji asli atau contoh contoh tanah tanah lain sejenis. sejenis. b. Sesuaikan Sesuaikan kadar air, kemudian kemudian cetak contoh tanah kedalam kedalam tabung yang telah diketahui volumenya, agar didapatkan berat isi yang dikehendaki. c. Selanjutnya Selanjutnya lakukan lakukan seperti seperti langkah langkah pada benda benda tanah asli. 3. Timbang Timbang berat, berat, dan ukur ukur diameter diameter serta tinggi tinggi benda benda uji. - Catat tinggi tinggi benda uji dari rata-rata 4 (empat) tempat tempat pengukuran. pengukuran. - Catat diameter diameter benda uji rata-rata dengan dengan rumus: rumus:


45 `

do =

da + 2dt + d b [mm] 4

dimana: do = diam diamet eter er bend bendaa uji uji rata rata-r -rat ata, a, digu diguna naka kann untu untukk meng menghi hitu tung ng luas luas penampang penampang mula-mu mula-mula la (Ao). da = diameter diameter rata-rata dari dari 2 (dua) (dua) pengukura pengukurann pada bagian bagian atas benda benda uji. dt

= diameter diameter rata-rata dari 2 (dua) pengukuran pengukuran pada bagian bagian tengah benda benda uji.

d b = diameter diameter rata-rata dari 2 (dua) pengukuran pengukuran pada pada bagian bawah benda benda uji. 4. Pasang karet karet membran pada benda benda uji yang telah disiapkan, disiapkan, lakukan lakukan secara hati-hati agar struktur tanah tidak terganggu, gunakan tabung isap dan pom-pa vakum

5.4

Prosedur Kerja 1.

Letakkan benda uji pada pusat alas mesin tekan secara vertikal..

2.

Pasang sel Triaksial serta kencangkan kedua mur, agar pada saat pemberian tegangan sel, air tidak keluar.

3.

Beri tegangan sel/keliling (σ 3) pada benda uji pertama ± sebesar nilai tegangan total horisontal yang ada pada kedalaman pengambilan contoh tanah, dengan rumus:

σ 3 = σ h = K o x σ v dimana:

σ h = tega tegang ngan an horiso horisonta ntall [kg/cm [kg/cm2] K o = tekanan anan tana anah diam iam (at (at rest coe coeffic fficie ient nt)), untuk tuk tana anah kohesif berkonsolidas berkonsolidasii normal normal diambil diambil sebesar sebesar 0.40 s/d 0.80 0.80

σ v = tega tegang ngan an vert vertik ikal al = γ wet . h [kg/cm2] γ wet = berat isi tanah basah basah [kg/cm [kg/cm3] h

= kedal edalam aman an peng pengam ambi bila lann co contoh ntoh tana tanahh [cm [cm]]


46 4. Jalan Jalankan kan mesin mesin samp sampai ai batang batang tekan tekan meny menyen entu tuhh cinci cincinn beba bebann dan dan pelat pelat penu penutu tupp bagian bagian atas benda benda uji uji (ditandai (ditandai dengan dengan bergeraknya bergeraknya jarum jarum arloji arloji pada cincin beban). beban). 5.

Atur arloji regangan dan arloji cincin beban pada posisi nol pembacaan.

6.

Mesin dijalankan dijalankan kembali dengan kecepatan sebesar 0,50mm s/d 1,25mm 1,25mm permenit atau menurut petunjuk instruktur.

7.

Catat Catat bacaan bacaan arloji cincin cincin beban beban setiap 1/4men 1/4menit it atau 1/2men 1/2menit it atau menuru menurutt petunjuk petunjuk instruktu instruktur. r.

8.

Lanjutkan pengamatan hingga tercapai keruntuhan, dengan ketentuan: - Pembacaan arloji beban telah menunjukkan nilai tetap pada 3 (tiga) pembacaan

terakhir berturut-turut. - Telah terjadi regangan sebesar 20%. 9.

Setelah selesai, kurangi tegangan keliling secara bertahap sampai nol.

10.

Lepaskan sel Triaksial, ambil benda uji amati dan buat sketsa bentuk keruntuhannya.

11.

Timbang benda uji, dan cari kadar airnya.

12.

Ganti dengan benda uji uji yang baru, ulangi langkah 1 s/d 2.

13.

Ulangi langkah 3 dengan dengan tegangan keliling sebesar ± 2 (dua) kali tegangan keliling yang pertama.

14.

5.5

Ulangi langkah 4 s/d 11.

Perhitungan

1. Besar Besar rega reganga ngann aksi aksial al dihit dihitung ung dengan dengan rumus: rumus: A =

Ao [cm 2 ] 1- ε

dimana : Ao = luas penampang benda uji semula [cm2] 2. Luas Luas pena penamp mpang ang bend bendaa uji uji rat rata-r a-rata ata::

∆σi

=

Pi [kg/cm 2 ] A

dimana :

∆σ

i

= tegangan deviator untuk regangan ke-i [kg/cm2]

Pi = beban aksial (terkalibrasi) (terkalibrasi) untuk regangan regangan ke-i, dari masing-masing masing-masing benda uji [kg] [kg] A = luas penampang rata-rata [cm2]


47

3. Tegan eganggan dev deviato iator: r:

σ fi =

σ 3i + ∆ σ

dimana :

σ fi = tegangan aksial runtuh dari benda uji ke-i [kg/cm2] σ 3i = tegangan keliling dari benda uji ke-i [kg/cm2] ∆ σ i = tegangan devitor runtuh runtuh dari benda uji ke-i ke-i [kg/cm2]

4. Tegang Tegangan an utam utamaa terbe terbesar sar (major (major princ principle iple stress) stress) :

- Jarak pusat pusat lingkara lingkarann (OC) diukur diukur pusat pusat sumbu sumbu dapat ditentuka ditentukann dengan dengan rumus: rumus: -

σ1i +-masing σ3i Jari-jari masing-masing masing lingkaran, ditentukan dengan rumus: i = OCdar [kg/cm2] 2 σ1i - σ3i r i = [kg/cm2] 2

Te an an aksial 5. Gambar Gambar lingka lingkaran ran Mohr Mohr (Gambar (Gambar 5.1) 5.1) untuk untuk masing masing-mas -masing ing benda benda uji: uji: 6. Berd Berdas asar arka kann gamb gambar ar 5.1 5.1 diat diatas as tent tentuk ukan an nila nilaii para parame mete ter-p r-par aram amet eter er gese geserr tana tanahh sebagai berikut : - Nilai kohesi (c) adalah jarak vertikal dari pusat sumbu ke titik potong garis singgung kedua lingkaran dengan sumbu vertikal. - Sudut ges geser dal dalaam (φ ) adalah sudut kemiringan garis singgung kedua lingkaran terhadap sumbu horisontal. 7. Gambar Gambar sketsa sketsa benda benda uji pada pada saat saat runtuh, runtuh, untuk menentukan menentukan jenis keruntuhanny keruntuhannya. a. 8. Cantum Cantumkan kan dalam dalam lapo laporan ran jenis jenis peng pengujia ujiann yang yang dilaku dilakukan kan..


48 Hasil Pengujian Data Tanah 1 37.8 79.48 11.22 165.46 100

Diameter (mm) Tin Ting ggi/L0 i/L0(mm) Luas/A0 s/ A0 (cm²) Berat Tanah (gr) Te Tekanan (Kg (Kg) Bacaan Regangan (div) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

Bacaan Beban (div) 0 1 6 9 16 23 27 30 34 36 38 40 42 45 46 46 48 49 49 49

Luas Te Tegangan Unit Strain train (%) (%) Nilai Deformasi ΔI Ter Terk korek reksi A' Deviator Beban P ε =∆l / lo =Ao / ( 1-ε ) P/ A' σ=P/A' 0 0 11.22 0 0 0.2 0.252 11.248 0.14 0.012 0.4 0.503 11.277 0.84 0.074 0.6 0.755 11.305 1.26 0.111 0.8 1.007 11.334 2.24 0.198 1 1.258 11.363 3.22 0.283 1.2 1.510 11.392 3.78 0.332 1.4 1.761 11.421 4.2 0.368 1.6 2.013 11.451 4.76 0.416 1.8 2.265 11.480 5.04 0.439 2 2.516 11.510 5.32 0.462 2.2 2.768 11.539 5.6 0.485 2.4 3.020 11.569 5.88 0.508 2.6 3.271 11.599 6.3 0.543 2.8 3.523 11.630 6.44 0.554 3 3.775 11.660 6.44 0.552 3.2 4.026 11.691 6.72 0.575 3.4 4.278 11.721 6.86 0.585 3.6 4.529 11.752 6.86 0.584 3.8 4.781 11.783 6.86 0.582


49 DataTanah2 37.8 79.48 11.22 166.66 200 Bacaan Regangan (div iv) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880

Bacaan Beban (div) 0 10 13 18 22 26 29 31 34 36 38 40 41 44 46 47 49 51 52 54 56 57 59 60 61 63 64 65 66 68 70 72 73 74 76 78 79 80 81 82 82 84 85 85 85

Defo form rm asi ΔI 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 8.8

Unit itStra rain in(%) ε= ∆l / lo 0 0.252 0.503 0.755 1.007 1.258 1.510 1.761 2.013 2.265 2.516 2.768 3.020 3.271 3.523 3.775 4.026 4.278 4.529 4.781 5.033 5.284 5.536 5.788 6.039 6.291 6.543 6.794 7.046 7.297 7.549 7.801 8.052 8.304 8.556 8.807 9.059 9.311 9.562 9.814 10.065 10.317 10.569 10.820 11.072

LuasTerk rkoreksi A'=Ao/ (1- ) 11.22 11.248 11.277 11.305 11.334 11.363 11.392 11.421 11.451 11.480 11.510 11.539 11.569 11.599 11.630 11.660 11.691 11.721 11.752 11.783 11.815 11.846 11.878 11.909 11.941 11.973 12.005 12.038 12.070 12.103 12.136 12.169 12.203 12.236 12.270 12.304 12.338 12.372 12.406 12.441 12.476 12.511 12.546 12.581 12.617

ε

Nilai BebanP 0 1.4 1.82 2.52 3.08 3.64 4.06 4.34 4.76 5.04 5.32 5.6 5.74 6.16 6.44 6.58 6.86 7.14 7.28 7.56 7.84 7.98 8.26 8.4 8.54 8.82 8.96 9.1 9.24 9.52 9.8 10.08 10.22 10.36 10.64 10.92 11.06 11.2 11.34 11.48 11.48 11.76 11.9 11.9 11.9

Tegangan Devia iator σ= P/A /A' 0 0.124 0.161 0.223 0.272 0.320 0.356 0.380 0.416 0.439 0.462 0.485 0.496 0.531 0.554 0.564 0.587 0.609 0.619 0.642 0.664 0.674 0.695 0.705 0.715 0.737 0.746 0.756 0.766 0.787 0.808 0.828 0.838 0.847 0.867 0.888 0.896 0.905 0.914 0.923 0.920 0.940 0.949 0.946 0.943


50 Unit Strain (%) ε =∆l / lo lo 0 0.252 0.503 0.755 1.007 1.258 1.510 1.761 2.013 2.265 2.516 2.768 3.020 3.271 3.523 3.775 4.026 4.278 4.529 4.781 5.033 5.284 5.536 5.788 6.039 6.291 6.543 6.794 7.046 7.297 7.549 7.801 8.052 8.304 8.556 8.807 9.059 9.311 9.562 9.814 10.065 10.317 10.569 10.820 11.072

Te Tegangan Deviator 1 σ=P/A' P/ A' 0 0.012 0.074 0.111 0.198 0.283 0.332 0.368 0.416 0.439 0.462 0.485 0.508 0.543 0.554 0.552 0.575 0.585 0.584 0.582

Te Tegangan Deviator 2 σ=P/A' P/ A' 0 0.124 0.161 0.223 0.272 0.320 0.356 0.380 0.416 0.439 0.462 0.485 0.496 0.531 0.554 0.564 0.587 0.609 0.619 0.642 0.664 0.674 0.695 0.705 0.715 0.737 0.746 0.756 0.766 0.787 0.808 0.828 0.838 0.847 0.867 0.888 0.896 0.905 0.914 0.923 0.920 0.940 0.949 0.946 0.943

1

² ) 0.9

0.8

i t T D ( k / v g c e a o r m . 0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0

2

4

6

8

10

12

Unit Strain(%)


51 5.6

Gambar Kerja

Mesin Tekan

5.7 5.8

Pompa Vakum & Air

Kesimpulan Referensi

1. ASTM ASTM D 258 2580-7 0-70. 0. 2. AASHT AASHTO O T234-70 T234-70.. 3. Bowl Bowles es,, J. E., E., “ Engineering Engineering Properties of Soils and their Measurement Measurement ” Experiment No.15.. No.15.. 4. Manual Manual Pemeriksaan Pemeriksaan Bahan jalan No. 01/MN/BM/19 01/MN/BM/1976, 76, PB-0116-76. PB-0116-76.


52

BAB VI KONSOLIDASI KONSOLIDASI ( CONSOLIDATION CONSOLIDATION )

6.1

Dasar Teori

Bila tanah jenuh dibebani, maka seluruh beban/tegangan tersebut mula-mula akan ditahan oleh masa air yang terperangkap dalam ruang pori tanah. Hal ini terjadi karena air bersifat tidak mudah dimampatkan (incompresible), sebaliknya struktur butiran tanah tanah bersifa bersifatt dapat dapat dimamp dimampatk atkan an (compre (compresibl sible). e). Tegang Tegangan an air yang yang timbul timbul akibat akibat pembebanan pembebanan disebut disebut tegangan air pori lebih (excess (excess pore pressure), pressure), dan jika tegangan ini lebih besar dari tegangan hidrostatik, maka air akan mengalir keluar secara perlahanlahan dari ruang pori tanah. Seiring dengan keluarnya air, tegangan akibat pembebanan secara berangsur-angsur dialihkan dan pada akhirnya akan ditahan seluruhnya oleh kerangka butiran tanah. Kejadian diatas diikuti dengan proses merapatnya butiran-butiran tanah tanah terse tersebut but satu satu sama sama lain, lain, yang yang meng mengak akiba ibatk tkan an terja terjadi diny nyaa peru peruba baha hann volu volume me (deformasi), yang besarnya kurang lebih sama dengan volume air yang keluar. Dengan Dengan demikia demikian, n, peristiw peristiwaa konsol konsolidas idasii dapat dapat didefen didefenisik isikan an sebaga sebagaii proses proses mengal mengalirny irnyaa air keluar keluar dari dari ruang ruang pori pori tanah tanah jenuh jenuh dengan dengan kemampuan kemampuan lolos lolos air (permea (permeabili bilitas) tas) rendah, rendah, yang yang menyeb menyebabk abkan an terjadin terjadinya ya perubaha perubahann volum volume, e, sebagai sebagai akibat adanya tegangan vertikal tambahan, yang disebabkan disebabkan oleh beban luar. Kecepatan perubahan volume pada proses konsolidasi selain tergantung pada besar tegangan tegangan vertikal tambahan, tambahan, juga sangat ditentukan ditentukan oleh kemampuan kemampuan lolos air (permea-bilitas) tanah. Pada tanah pasir/berpasir yang biasanya mempunyai koefisien permeabilitas permeabilitas tinggi, waktu yang diperlukan diperlukan untuk untuk proses konsolidasi konsolidasi terjadi relatif cepat, sehingga pada umumnya tidak perlu diperhatikan. Sebaliknya pada tanah-tanah lempung, terutama yang nilai permeabilitasnya sangat rendah, proses konsolidasi akan berlangsung dalam selang waktu yang lebih lama, sehingga sangat perlu untuk diperhatikan.

Tujuan percobaan ini meliputi penentuan kecepatan dan besarnya penurunan konsolidasi tanah (rate and magnitude of settlement consolidation) yang ditahan secara lateral akibat pembebanan dan pengaliran air secara vertikal. Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

53 Dimana kecepatan penurunan dinyatakan dalam Koefisien Konsolidasi (Consolidation lidation Coefficien Coefficientt ) Cv, sedangka sedangkann untuk untuk mengg menggamb ambarka arkann besarny besarnyaa penuru penurunan, nan, digunakan Indeks Pemampatan (Compression index) Cc. Kegunaan dari pengujian ini adalah untuk memperoleh gambaran mengenai besaran kecepatan dan penurunan pondasi bangunan yang didirikan diatas tanah lempung jenuh.

6.2

Tujuan Percobaan

• Mahasis Mahasiswa wa dapat dapat melaku melakukan kan percob percobaan aan konsol konsolidas idasii satu satu dimens dimensii dengan dengan prosedur prosedur yang benar.

• Mahasiswa dapat menggambarkan kurva konsolidasi dari masing-masing tahap pembebanan, pembebanan, serta menghitung menghitung Koefisien Koefisien Konsolidasi Konsolidasi (Cv) berdasar-kan cara Casagrande dan cara Taylor.

• Pesera pelatihan dapat menghitung dan menggambarkan kurva hubungan antara perubahan perubahan angka angka pori pori terhadap terhadap tegangan tegangan efektif efektif (P'), dengan dengan skala semi-log. semi-log.

• Mahasiswa dapat menggambarkan garis konsolidasi laboratorium dan lapangan, serta menghitung Indeks Pemampatan tanah (Cc).

• Mahasiswa dapat menggambarkan dan menetapkan tegangan prakonsoli-dasi (Pc) 6.3

Alat & Bahan

6.3.1 Peralatan

1. 1 (sat (satu) u) set set alat alat kons konsol olid idasi asi.. 2. Peralat Peralatan an untuk membua membuatt benda benda uji, termasuk termasuk cincin cincin untuk menga mengambi mbill contoh contoh tanah, pisau/spatula, serta extruder. 3. Arloji penguk pengukur ur deformasi deformasi (extensio (extensiometer) meter) dengan dengan ketelitian ketelitian minimal minimal 0.002m 0.002mm m 4. Timban Timbangan gan dengan dengan ketelit ketelitian ian 0.01 0.01gram gram 5. Peralat Peralatan an yang dipe diperluk rlukan an untuk untuk penent penentuan uan kadar kadar air. air. 6. Peng Penguk ukur ur wakt waktuu (Stop (Stopwa watch tch). ). 6.3.2 Bahan 

Bersihk Bersihkan an cincin cincin konsol konsolidas idasi,i, ukur ukur diamete diameterr kemudi kemudian an timbang timbang dan catat catat beratnya, beratnya, gunakan gunakan timbanga timbangann dengan dengan ketelitian ketelitian 0,1gram 0,1gram


54 

Benda uji dapat dicetak langsung dari tabung contoh, dengan menggunakan alat pengeluaran pengeluaran contoh tanah (extruder), (extruder), dimana diameter diameter luar cincin konsolidasi konsolidasi harus lebih kecil minimal 6,00mm dari diameter dalam tabung contoh. Jika benda uji akan diambil dari contoh kubus, kubus, hal ini harus dilakukan dilakukan dengan dengan penekanan penekanan secara hati-hati. hati-hati. Cara penumbukka penumbukkann tidak dianjurkan, dianjurkan, untuk menghindari terganggunya struktur tanah benda uji



Kedua bidang permukaan benda uji harus benar-benar rata, dan tegak lurus terhadap poros cincin konsolidasi



Ukur tinggi dan timbang, serta catat berat benda uji dalam cincin konsoli-dasi



Ambil sisa-sisa tanah bekas potongan yang cukup representatif untuk dihitung kadar airnya. Cari pula berat jenis (Gs), dan Indeks plastisitasnya (Ip = LL-PL).

6.4

Prosedur Kerja



Pasang kertas saring dan batu berpori yang telah dijenuhkan sebelumnya, pada kedua sisi permukaan benda uji yang telah dipersiapkan pada langkah (4.1 ÷ 4.4) diatas, kemudian letakkan kedalam sel konsolidasi.



Pasang alat penumpu diatas batu berpori, sehingga bagian atasnya menyentuh tepat tepat pada pada sistim sistim pembeb pembeban, an, kemudia kemudiann berikan berikan pembeb pembebana anann awal awal (seatin (seatingg pressure) pressure) sebesar sebesar 0.05kg/cm 0.05kg/cm2, serta atur arloji pengukur deformasi pada posisi pembacaan pembacaan awal. Untuk benda uji yang terdiri dari jenis tanah lempung sangat lunak, beban awal yang diberikan adalah 0,025 kg/cm 2 atau kurang.



Sebelum dibebani, benda uji dijenuhkan terlebih dahulu dengan mengisikan air pada sel konsolidasi konsolidasi dan dibiarkan dibiarkan selama 24jam. Jika benda uji berupa jenis tanah expansif, penambahan air baru dilakukan pada pembacaan 1 (satu) menit menit setelah pembebanan pertama.



Pasang beban pertama sehingga tegangan yang bekerja pada benda uji sebesar

± 0.25kg/cm2. Catat perubahan arloji deformasi pada menit-menit ke: 0.25; 1.00; 2.25; 4.00; 6.25; 9.00; 12.25; 16.00; 25.00; 36.00; 49.00; 64.00; 81.00; 100.00. Pembacaan dihentikan pada saat pembacaan arloji deformasi telah menunjukkan angka yang tetap, tetap, atau dengan perubaha perubahann yang relatif sangat sangat kecil, biasanya biasanya


55 sekitar 24 jam. Jika memungkink memungkinkan an sebaiknya pembacaan dilakukan pula pada jam-jam antara tertentu. tertentu. 

Catat pembacaan terakhir dari arloji deformasi, dan berikan beban berikut-nya dengan rasio peningkatan beban (Load Increment Ratio - LIR) = 1, sebagai contoh bila beban pertama adalah 0.25kg/cm 2, maka dengan LIR = 1, beban kedua adalah 0,50kg/cm2.



Ulangi langkah (5.5) dan (5.6) diatas, hingga beban terakhir pada pengujian menimbulkan menimbulkan tegangan tegangan sebesar sebesar 16.00kg/cm 16.00kg/cm2. Pember Pemberian ian beban beban maksim maksimum um sebetulnya tergantung pada kebutuhan, yaitu sebesar beban yang diperkira-kan akan bekerja pada lapisan tanah tersebut.



Pada akhir pembebanan maksimum, beban dikurangi paling sedikit dalam 2 (dua) tahap, sampai mencapai beban awal. Misalnya jika pembebanan pertama dan terakhir terakhir masing masing-mas -masing ing sebesar sebesar 0.25kg 0.25kg/cm /cm2 dan

8.00kg 8.00kg/cm /cm2, maka aka

lakukanlah pengurangan beban mulai dari 8.00kg/cm 2 menjadi 4.00kg/cm2, dan kemudian 0.25kg/cm2. Pada setiap tahap pengurangan pengurangan beban, biarkan benda uji berada dibawah dibawah tekanan sekurang-ku sekurang-kurangny rangnyaa selama 5 (lima) jam, kemudian kemudian baca dan dan catat perubaha perubahann (pengembang (pengembangan) an) dari arloji deformasi deformasi 

Keluarkan benda uji dalam cincin dari sel konsolidasai, timbang beratnya, kemudian keringkan di dalam oven, timbang kembali beratnya, sekaligus cari kadar airnya.

6.5

Perhitungan

Gambarkan kurva hubungan antara penurunan kumulatif terhadap waktu



berdasarkan berdasarkan cara Casagrande Casagrande (Log-time method) method) dan cara Taylor Taylor (Square roottime method). -

Cara Casagrande

Tetapkan 2 (dua) buah titik pada awal kurva yang berbentuk pa-rabola, misalnya titik (a) dan (b) pada gambar 12.1 dengan rasio selang waktu 1 : 4. Sebagai Sebagai contoh titih (a) digambarkan digambarkan pada waktu (t) = 0.5 menit, maka titik (b) digambarkan pada waktu (t) = 2menit. Tentukan letak titik (d), dengan mengukur jarak (ad) sama dengan (ac) secara secara vertika vertikal.U l.Ulang langii langkah langkah diatas diatas denga dengann interva intervall waktu waktu (t) yang yang lain, lain, misalnya 0.25 dan 1.00menit, serta 0.75 dan 3.00menit, tetapkan letak titik (d) Laboraturium Uji Tanah Politeknik Negeri Malang

56 dengan cara yang sama. Tetapkan letak titik (d) rata-rata dari dua atau tiga pembacaan pembacaan diatas diatas yang merupakan merupakan posisi posisi teoritis teoritis derajat derajat konsolidas konsolidasii U = 0%. 0%. Letak teoritis derajat konsolidasi U = 100% yaitu titik (E), dapat dicari dengan menggambarkan garis-garis singgung (AB) dan (CD) melalui perubahan arah lengkungan pada akhir kurva.Dengan demikian waktu (t 50) untuk U = 50% yang yang meru merupa paka kann stan standa darr perhi perhitu tung ngan an Cv deng dengan an cara cara Casa Casagr gran ande de,, dapat dapat ditentukan -

Cara Taylor

Perpanjangan bagian yang lurus pada kurva sehingga memotong sumbu vertikal dan horizontal masing-masing di titik A dan B.Titik A menunjukkan derajat konsolidasi teoritis U = 0%, yang dinyatakan dengan d 0. Dari titik A buatlah garis lurus AC sedemikian sedemikian rupa, sehingga sehingga jarak OC = 1.15 x jarak OB. Garis AC akan memotong kurva pada titik D, yang merupakan posisi derajat kons konsol olida idasi si U = 90%, 90%, yang yang ditu ditunj njuk ukka kann deng dengan an defor deforma masi si kumu kumulat latif if d 90. Deng Dengan an demi demikia kiann wakt waktuu kons konsol olida idasi si t90 sebag sebagai ai dasar dasar perhi perhitu tung ngan an Cv menggunakan rumus Taylor dapat ditentukan, yaitu pangkat dua dari √ t90. Letak teoritis derajat konsolidasi U = 100% yang ditunjukkan dengan deformasi kumulatif d100, dapat dicari dengan cara interpolasi jarak d0 dan d90.



Menghitung koefisien konsolidasi (Cv) -

Cara Casagrande

0.197 H 2 Cv = [mm 2 /menit] t50

-

Cara Taylor

0.848 H 2 Cv = [mm2 /menit] t90 dimana:


57 H =

panjang pengaliran pengaliran (ketebalan (ketebalan benda uji rata-rata untuk peng-aliran peng-aliran tunggal) pada tahap pembebanan tertentu [mm]



t50 =

wakt waktuu yan yangg dip diper erlu luka kann unt untuk uk dera deraja jatt kons konsol olid idas asii 50% 50% [men [menit it]]

t90 =

wakt waktuu yan yangg dip diper erlu luka kann unt untuk uk dera deraja jatt kons konsol olid idas asii 90% 90% [men [menit it]]

Gamb Gambark arkan an kurva kurva hubu hubung ngan an antara antara peru peruba baha hann angka angka pori pori (e) terha terhada dapp pembebanan/teg pembebanan/tegangan angan efektif efektif (P') menggunakan menggunakan skala semi-log semi-log.. Perhitungan tinggi butir tanah awal, 2H 0 Ws [cm] Gs x A

2H0 = dimana:

Gs

=

2H0

=

tinggi butir tanah awal

Ws

=

berat tanah kering

berat jenis tanah A = luas permukaan benda uji

Perhitungan Angka Pori (e) 2H - 2H0 2H0

e0 = dimana: e0

=

angka pori

2H

=

tinggi benda uji awal

2H0

=

tinggi butir tanah awal

Gambar 12.3


58

e0

Jari-jari minimum

Garis bagi Garis konsolidasi laboratorium

A

 

Garis konsolidasi lapangan

 Penambahan beban Pengurangan beban

0.42 P Log - Tegangan Perhitungan Indeks Pemampatan tanah C O



P

Gambar 12.4

             



∆

 





 



 

e1



  




Cc =

∆e e1 - e2 = log P2 - log P1 log (P2/P1)

59

dimana: Cc adalah Indeks Pemampatan e1 dan e2 adalah angka pori yang bersesuaian dengan tegangan P 1 dan P2



Evaluasi terhadap riwayat pembebanan (sifat konsolidasi) 1. Hitung geostatik geostatik efektif (Insitu Effective Effective Stress) P'o, Cc = P'0

∆e e1 - e2 = log P2 - log P1 log (P2/P1)

=

(γ wet .d) - (γ w .dw)

dimana:

γ wet =

berat isi tanah basah [gram/cm3]

γ w

=

bera isi air

d

=

kedalaman lokasi pengambilan benda uji

dw

=

ketinggian muka air

[gram/cm3] [cm]

[cm]

2. Bandingkan P0 dengan tegangan prakonsolidasi (Precompression pressure) P c. -

Jika P0 > Pc

:

termasu termasukk tanah tanah lempun lempungg

yang yang sedang sedang dalam dalam proses proses konso konsolida lidasi si (Under (Under Conso Consolida lidated ted Clay). -

Jika P0 = Pc

:


berkonsolida berkonsolidasi si normal normal (Normally (Normally Consolid Consolidated ated Clay). Clay). -

Jika Po < Pc

:


berkonsolida berkonsolidasi si lebih (Over Consol Consolidated idated Clay). Clay).

Hasil Pengujian


60 KONSOLIDASI (ASTM D2435-80) Data Pengujian :

Diameter contoh : Luas contoh : Brt. J enis Tanah : Pember ia ian

5.065 cm 20.157 cm² 2.65

Kadar air (akhir) Berat Berat contoh (akhir) Tinggi butir tnh (aw

Pembac aa aan Per be bedaan

Per ub ubahan

A ng ngka Por i

ru r uang

2H-2H0

Kons olidas i

2H0

( Cv )

Tegangan

A khir

(p)

( p)

Pembebana

∆H

(2 (2H)

po por i

( kg)

(kg/c m² )

( mm)

( mm)

( mm)

( mm)

(1)

( 2)

( 3)

( 4)

(5)

( 6)

( 7)

14.000

5.946

0.738

13.680

5.626

12.680

0. 00

10. 000

% 59.41 gr gram 8.05 mm

38.099

Tinggi

Beban

0.00

Penur unan tinggi c ontoh

w: Wt : 2 Ho :

T90

Koef is is ie ien

detik

( mm² /det)

(8)

( 9)

0.699

1, 500

0.026

4.626

0.574

1, 815

0.019

12.295

4.241

0.527

1, 815

0.018

11.940

3.886

0.483

2, 160

0.014

11.550

3.496

0.434

1, 500

0.019

11.050

2.996

0.372

1, 500

0.017

11.090

3. 3 .036

0.377

11.210

3.156

0.392

11.400

3.346

0.415

0.320 0.50

0. 25

9. 680 1.000

1.00

0. 50

8. 680 0.385

2.00

1. 00

8. 295 0.355

4.00

2. 00

7. 940 0.390

8.00

4. 00

7. 550 0.500

16.00

8. 00

7. 050 (0.040)

8.00

4. 00

7. 090 (0.120)

2.00

1.00

7. 210 (0.190)

0.00

0.00

7. 400

Catatan:

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH POLITEKNIK NEGERI MALANG


61 KONSOLIDASI (ASTM D2435-80) GRAFIK GRAFIK ATAS ATA S

0.800

TEG

0.700

e0=0.738 0.738 Cc=0.165

0.600 0.500

( ) P i r o e 0.400

A k g n a 0.300 0.200 0.10

1.00

10.00

0. 73 738

0.10

0. 72 722

0.25

0. 69 699

0.50

0. 57 574

1.00

0. 52 527

0.60206

2.00

0. 48 483

0.90309

4.00

0. 43 434

8.00

0. 37 372

4.00

0. 37 377

1.00

0. 39 392

0.00

0. 41 415

100.00 PERHITUNGAN Cc

Te Tegangan(kg (kg/cm²)

0.028

e0

0.738

t

1.960

0. 310

h

1.400

e1

0. 320

Po

0.274

e2

0.48 .485

Log P Po o

-0.56 .562

p1

2.000

p2

20.000 0. 165

GRAF GRAFIK IK BAWAH BAWAH

) ( d ² / t k m0.018 C v f d K l i e n o a s .

1.00

10.00

Teg Tegangan (Kg (Kg/cm /cm²)

100.00

PERHIT. Po

0.42*e 0

Cc

0.023

0.013 0.10

PORI

0.00

DATA DATA GRAF GRAFIK IK ^0.5

Te g

Cv

(kg/c (kg/cm2) m2)

(mm2/s) (mm2/s)

menit

0.25

0.026

5.00

13.680

0.50

0.019

5.50

12.680

1.00

0.018

5.50

12.295

2.00

0.014

6.00

11.940

4.00

0.019

5.00

11.550

8.00

0.017

5.00

11.050

t90

2H ( mm)

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH POLITEKNIK NEGERI MALANG


62

6.6 Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang kami lakukan dapat diperoleh nilai e 0 = 0,738 dan nilai Cc = 0.165. 6.7

Referensi

1. ASTM D 243 24355-80 80 2. AASHT SHTO T21 T2166-81 81 3. Bowles, Bowles, J. E.,"Enginee E.,"Engineering ring Properties Properties of of Soils Soils and their Measurem Measurement" ent" 4. Expe Experi rime ment nt No.1 No.133 5. Briti British sh Stan Standar dartt BS BS Tes Testt 17 17 6. Head, K. H.,"Manu H.,"Manual al of Soil Laborato Laboratory ry Testing", Testing", Vol.2 - Chapter Chapter 14 7. Manual Pemeriksaan Pemeriksaan Bahan Bahan Jalan Jalan No.01/M No.01/MN/BM/1 N/BM/1976, 976, PB PB - 0115 0115 - 76

Laboraturium Mekanika Tanah Politeknik Negeri Malang

63

BAB VII PENUTUP 7.1 Kesimpulan

1. Jadi Jadi dalam dalam Praktik Praktik penguj pengujian ian tanah tanah meliput meliputii beber beberapa apa macam macam penguj pengujian ian diantaranya : f.) Pengambilan contoh tanah ( soil sampling sampling ) g.)

Penentuan geser langsung ( direct shear )

h.)

Penentuan kuat tekan bebas ( unconfined compressive strength )

i.) j.)

Penentuan triaksial ( triaxial ) Konsolidasi ( consolidation )

2. Berdasarkan data pengujian, dapat disimpulkan bahwa nilai sudut geser

dalam sebesar 58,21˚dan nilai kohesi sebesar 0,186 kg/cm². 3. Dari hasil hasil pengujian pengujian diperoleh diperoleh tanah di di daerah buring mempunyai mempunyai nilai nilai unite unite strain sebesar 10,569 % dan nilai tegangan deviator sebesar 0,647 kg/cm2. 4. Dari Dari peng penguj ujian ian triaks triaksial ial dipero diperole lehh nilai nilai sudu sudutt geser geser dalam dalam (φ ) dan nilai kohes kohesinya inya.. Berdas Berdasarka arkann data pengu pengujian jian,, dapat dapat disimp disimpulk ulkan an bahwa bahwa nilai nilai sudut geser dalam sebesar 7,98˚dan nilai kohesi sebesar 0,18 kg/cm2. Selain itu, diperoleh juga modulus elastisitas pada masing-masing benda uji. Benda uji pertama sebesar 0,130 kg/cm2 dan benda uji kedua sebesar 0,078 kg/cm2. 5. Dari hasil hasil percobaa percobaann yang yang kami kami lakukan lakukan dapat diperoleh diperoleh nilai nilai e0 = 0,738 dan nilai Cc = 0.165. 7.2 Saran

Dalam praktik uji tanah ini terdiri terdiri dari dari penentuan penentuan geser langsung, langsung, penentuan penentuan kuat kuat tekan tekan bebas, bebas, penentuan penentuan triaksial triaksial . Dalam Dalam penelit penelitian ian pun prosedu prosedurr kerjany kerjanyaa sudah cukup jelas. Mungkin yang perlu diperhatikan adalah ketelitian dalam proses pengujian pengujian terutama dalam pengukuran pengukuran atau penimbangan penimbangan berat benda uji. Teliti dalam melakukan penimbangan. Usahakan agar hasil yang diperoleh betul-betul Laboraturium Mekanika Tanah Politeknik Negeri Malang

64

akurat. keaktifan dari para mahasiswa untuk bertanya dan asisten secara berkala setelah pengujian selesai. Dalam Dalam pengg pengguna unaan an Alat Alat praktik praktik harus harus hati-hat hati-hati,i, karena karena walaup walaupun un praktik praktik banyak di dalam Laboratium tetap harus diperhatikan Kesehatan Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3)

Laboraturium Mekanika Tanah Politeknik Negeri Malang

Praktikum Laboratorium Uji Tanah

Recommend Documents