LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH
PRAKTIKUM 02 :
UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH Cara uji kuat geser langsung tanah terkonsolidasi dan terdrainase SNI 2813:2008
2.1 TUJUAN PRAKTIKUM Pengujian ini dimaksudkan sebagai acuan dan pegangan dalam pengujian laboratorium geser dengan cara uji langsung terkonsolidasi dengan drainase pada uji tanah dan bertujuan untuk memperoleh parameter kekuatan geser tanah terganggu atau tanah tidak terganggu yang terkonsolidasi, dan uji geser dengan diberi kesempatan berdrainase dan kecepatan gerak tetap.
2.2 PERALATAN 1.
Alat geser langsung
2.
Ring cetakan benda uji
3.
Extruder
4.
Pisau pemotong
5.
Stop watch
6.
Proving ring
7.
Dial
2.3
Untuk pembacaan horizontal
Untuk pembacaan vertikal
BENDA UJI
Benda uji yang digunakan harus memenuhi ketentuan sebagai berikut : 1. Diameter minimum benda uji dibentuk lingkaran sekitar 50 mm. 2. Diameter benda uji tidak tergantung yang dipotong dari tabung sampel, minimal 5 mm lebih kecil dari diameter tabung sampel. 3. Tebal minimum benda uji kira-kira 12,5 mm, namun tidakl kurang dari 6 kali diameter butiran maksimum. 4. Diameter benda uji berbanding 2:1.
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
1
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH 2.4
BAHAN PENUNJANG Bahan penunjang untuk pengujian diperlukan air suling atau air bersih, bebas dari
limbah dan suspense lumpur.
2.5 1.
PROSEDUR PENGUJIAN Ukur diameter dalam dan tinggi dari cincin cetak (D) sampai ketelitian 0,1 mm kemudian timbang berat cincin cetak dengan ketelitian 0,01 gram.
2.
Cetak benda dari tabung sampel, ratakan bagian atas dan bawah dengan pisau atau gergaji kawat.
3.
Timbang benda uji tersebut dengan ketelitian 0,01 gram.
4.
Keluarkan kotak geser dari bak airnya, dan pasang baut pengunci agar kotak geser bagian bawah dan atasnya menjadi satu.
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
2
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH 5.
Masukan plat dasar pada bagian bawah dari kotak geser, dan di atas dipasang batu pori.
6.
Pasang plat berlubang yang beralur, dengan alur menghadap ke atas serta arah alur harus tegak lurus bidang pergeseran.
7.
Masukan kembali kotak geser dalam bak air dan setel kedudukan kotak geser dengan mengencangkan kedua buah baut penjepit.
8.
Keluarkan benda uji dari cetakan/ ring dengan alat pengeluar, kemudian masukkan ke dalam kotak geser.
9.
Pasang batu pori yang diatasnya terdapat alur landasan untuk pembebanan tepat diatas benda uji.
10. Pasang rangka pembebanan vertikal, angkat ujung lengannya agar rangka dapat diatur dalam posisi vertikal (posisi pengujian).
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
3
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH 11. Pasang dial untuk penguku ran gerak vertikal, setel pada posisi nol. 12. Pasang dial untuk pengukuran gerak horizontal, setel kedudukan dial agar menyentuh bak air, jarum dial pada posisi nol. 13. Jenuhkan benda uji dengan cara mengisi bak dengan air hingga benda uji dan batu pori terendam seluruhnya.
14. Berikan beban normal pertama sesuai dengan beban yang diperlukan.
15. Putar engkol pendorong, sehingga tanah mulai menerima beban geser. Baca dial proofing ring dan dial pergeseran setiap 15 detik, sampai tercapai beban maksimum atau deformasi 10% diameter benda uji.
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
4
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH
16. Berikan beban normal pada benda uji kedua sebesar dua kali beban normal pertama dengan mengurangi prosedur 2 s/d 15. 17. Untuk pengujian ketiga, beban normal yang diberikan tiga kali beban normal pertama dan urutan pengujian sama dengan di atas.
2.6
PERAWATAN
1.
Keringkan bak perendam setelah percobaan selesai.
2.
Bersihkan cincin geser terutama bidang gesernya agar tidak terjadi hambatan bial diberikan beban horizontal.
3.
Lumasi as pendorong yang menempel pada proving ring agar dapat bergerak bebas tanpa hambatan.
4.
Bila engkol pemutar sulit digerakkan/berbunyi, buka box gigi penggeraknya. Hilangkan dempul yang menutup kepala baut L dikeempat sisinya lalu buka. Periksa isi box tersebut, kencangkan baut (borg) penahan gigi dan tambahkan stempet/oli secukupnya. Putar engkol maju mundur berulang-ulang sampai lancar.
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
5
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH
2.7
HASIL PRAKTIKUM
UJI GESER LANGSUNG DIAMETER CINCIN (cm) =
6,50
TINGGI CINCIN (cm) =
1,90
Waktu (detik)
SAMPEL 1
SAMPEL 2
SAMPEL 3
P = 3 kg
P = 6 kg
P = 9 kg
Pembacaan arloji beban geser 0
0,0
0,0
0,0
15
2,0
2,0
2,3
30
3,3
3,9
3,8
45
4,5
4,5
5,0
60
5,8
5,8
6,2
6,8
6,9
7,0
90
8,0
8,2
8,3
105
8,8
8,8
9,0
120
8,6
9,5
9,75
9,4
10,0
75
135 150
10,5
165
10,5
180
10,2
195 210 BERAT SAMPEL+ CINCIN (gr)
160,14
164,20
168,32
BERAT CINCIN (gr)
41,44
41,44
41,44
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
6
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH DIAMETER CINCIN (cm) =
6,50
TINGGI CINCIN (cm) =
1,90
UJI GESER LANGSUNG
RERATA SAMPEL Waktu (detik)
P = 3 kg
P = 6 kg
TEGANGAN GESER ()
GAYA GESER (v) P = 9 kg
P = 3 kg
P = 6 kg
Pembacaan arloji beban geser
P = 9 kg
P = 3 kg
kg
P = 6 kg
kg/cm
P = 9 kg
2
0
0,0
0,0
0,0
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
15 30 45 60 75 90 105 120 135
2,0 3,3 4,5 5,8 6,8 8,0 8,8 8,6
2,0 3,9 4,5 5,8 6,9 8,2 8,8 9,5 9,4
2,3 3,8 5,0 6,2 7,0 8,3 9,0 9,75 10,0
3,11 5,04 6,78 8,66 10,08 11,79 12,85 12,63 0,00
3,11 5,91 6,78 8,66 10,23 12,07 12,92 13,90 13,76
3,56 5,77 7,51 9,23 10,37 12,21 13,20 14,25 14,60
0,09 0,15 0,20 0,26 0,30 0,36 0,39 0,38 0,00
0,09 0,18 0,20 0,26 0,31 0,36 0,39 0,42 0,41
0,11 0,17 0,23 0,28 0,31 0,37 0,40 0,43 0,44
10,5 10,5 10,2
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
15,30 15,30 14,88 0,00 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,46 0,46 0,45 0,00 0,00
MAKSIMUM
0,39
0,42
0,46
150 165 180 195 210
b
PERSAMAAN KALIBRASI ALAT (dalam satuan lbf) = a.x .k a= 3,53 b= 0,96 2 faktor konversi ke kg/cm k = 0,4535924
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
7
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH
UJI GESER LANGSUNG JUDUL PEKERJAAN LOKASI PEKERJAAN NOMOR BORING JENIS SAMPEL DESKRIPSI TANAH KEDALAMAN TANGGAL PENGUJIAN DIUJI OLEH DIA. CINCIN (cm) = No. PENGUJIAN GAYA NORMAL P (kg) 2 TEG. NORMAL (kg/cm ) 2 TEG. GESER (kg/cm )
: UJI GESER LANGSUNG : LAB. MEKTAN JURUSAN TEKNIK SIPIL, UNNES. :: TANAH ASLI : LEMPUNG ANORGANIK :: 8 April 2014 : KELOMPOK 7 ROMBEL 1 6,50 1 3 0,0903 0,39
2
3
6 0,1807 0,42
9 0,2711 0,46
a=
0,409
PERSAMAAN REGRESI y = ax + b b= KOHESI (c) SUDUT GESER DALAM (
0,348
0,348 kg/cm 22,24
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
8
2
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH
2.8
LANGKAH PERHITUNGAN a. Perhitungan Gaya Geser (V)
Dengan, a dan b = Data dari kalibrasi alat x
= Pembacaan arloji beban geser
k
= Faktor konversi ke kg/cm2
Contoh Perhitungan : 1. Pembacaan arloji beban geser pada pembebanan 3 kg, di waktu 15 detik adalah 2,0 , kalibrasi alat a= 3,53 ; b= 0,96 dan faktor konversi 0,4535924 jawab : V = 3,53 * 2,00,96 * 0,4535924 V = 3,11 Kg
....dst.
b. Perhitungan Tegangan Geser (τ)
Dengan, τ
= Tegangan geser (kg/cm2)
V
=Gaya geser (kg)
A
= Luas penampang (cm2)
Contoh Perhitungan : 1. Pada pembacaan arloji beban geser dengan pembebanan 3 kg, gaya gesernya adalah 3,11 kg, diameter cincin 6,5 cm jawab :
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
9
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH A= = 33,166 cm2
Kg/cm2
...dst.
c. Perhitungan Tegangan Normal (σ) σ = P/A Dengan, σ
= Tegangan normal (kg/cm2)
P
= Gaya normal (kg)
A
= Luas penampang (cm2)
Contoh Perhitungan : 1. Uji geser langsung dengan pembebanan gaya normal 3 kg, dan diameter cincin 6,5 cm jawab :
= 0,0903 Kg/cm2
....dst.
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
10
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH d. Perhitungan Kohesi (c) dan Sudut Geser Dalam (υ) Dari Tegangan geser dan tegangan normal didapat grafik persamaan linier dengan persamaan regresi: Diketahui: No.
Tegangan Normal σ 2 (Kg/cm )
Tegangan Geser τ (Kg/cm2)
1
0,0903
0,39
2
0,1807
0,42
3
0,2711
0,46
Persamaan garis regresi: 2
No.
Xi (Tegangan Normal)
Yi (Tegangan Geser)
XiYi
Xi
1
0,0903
0,39
0,0349
0,0082
2
0,1807
0,42
0,0757
0,0327
3
0,2711
0,46
0,1250
0,0735
Jumlah
0,5421
1,2667
0,2356
0,1143
a
b
0,409
0,348
Persamaan regresi
Mencari nilai a dan b: ∑
o
∑
∑
∑
∑
∑
= 0,409 o ∑
∑
⁄ ∑
⁄ ⁄ ⁄
= 0,348 Jadi, Y = 0,409x +0,348 Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
11
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH
Kohesi (c) = 0,348 Kg/cm2
Sudut Geser Dalam (υ) = arc tan a = arc tan 0,409 = 22,24 °
2.9
PEMBAHASAN Kuat geser tanah adalah kemampuan tanah melawan tegangan geser yang
terjadi pada saat terbebani. Keruntuhan geser (Shear failur) tanah terjadi bukan disebabkan karena hancurnya butir-butir tanah tersebut tetapi karena adanya gerak relatif antara butir-butir tanah tersebut. Dengan demikian kekuatan geser tanah tergantung pada gaya-gaya yang bekerja antara butirannya. Pada kekuatan geser tanah terdapat dua komponen yaitu: 1.
Bagian yang bersifat kohesif yang bergantung kepada macam tanah.
2.
Bagian yang mempunyai sifat gesekan yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang geser.
Dari hasil praktikum didapatkan hasil sebagai berikut : Nilai Kohesi (c)
= 0,348 kg/cm2
Nilai Sudut Geser Dalam (υ)
= 22,24º
Harga kohesi tanah dan sudut geser tanah merupakan parameter yang sangat penting dalam perhitungan daya dukung tanah, perencanaan dinding penahan tanah, dsb.
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
12
LAPORAN MEKANIKA TANAH UJI KUAT GESER LANGSUNG TANAH 2.10 FOTO DOKUMENTASI
Teknik Sipil S.1 Universitas Negeri Semarang
13
