8 Uji Geser Langsung [q
-
Upload
astrid-grace-augustina-saing -
Category
Documents
-
view
293 -
download
7
Transcript of 8 Uji Geser Langsung [q
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis
kapasitas dukung tanah,stabilitas lereng,dan gaya dorong pada dinding
penahan tanah.Menurut teori Mohr kondisi keruntuhan suatu bahan terjadi
oleh akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan
tegangan geser dan ini sangat mempengaruhi besarnya kuat geser tanah
Kuat geser tanah merupakan gaya perlawanan yang dilakukan oleh
butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan.Dengan dasar pengertian ini
bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh kohesi tanah yang
tergantung dari tegangan normal yang bekerja pada bidang geser dan juga
gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan
tegangan normal pada bidang gesernya.
Mengenai parameter kuat geser tanah ditentukan dari uji-uji lab pada
benda uji yang diambil dari lapangan yaitu dari hasil pengeboran tanah yang
dianggap mewakili.Salah satu uji lab tersebut adalah uji geser langsung
( Direct Shear Test ).Dalam praktikum kali ini akan membahas mengenai uji
geser langsung dimana praktikan diharapkan dapat memahami langkah-
langkah dalam pengujian maupun dalam pengambilan data.
1.2 Tujuan Praktikum
Tujuan praktikum kita kali ini yaitu :
Untuk menentukan beban geser maksimum dan tegangan geser
makimum pada tanah.
Untuk mengetahui kegunaan menguji uji geser tanah.
Uji geser103
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Kuat geser tanah ialah kemampuan tanah melawan tegangan geser yang
terjadi pada saat terbebani. Keruntuhan geser (Shear failure) tanah terjadi bukan
disebabkan karena hancurnya butir-butir tanah tersebut tetapi karena adanya gerak
relative antara butir-butir tanah tersebut. Pada peristiwa kelongsoran suatu lereng
berarti telah terjadi pergeseran dalam butir-butir tanah tersebut .
Kekuatan geser yang dimiliki oleh suatu tanah disebabkan oleh :
Pada tanah berbutir halus (kohesif) misalnya lempung kekuatan geser
yang dimiliki tanah disebabkan karena adanya kohesi atau lekatan
antara butir-butir tanah (c soil).
Pada tanah berbutir kasar (non kohesif), kekuatan geser disebabkan
karena adanya gesekan antara butir-butir tanah sehingga sering disebut
sudut gesek dalam (ⱷ soil).
Pada tanah yang merupakan campuran antara tanah halus dan tanah
kasar (c dan ⱷ soil), kekuatan geser disebabkan karena adanya lekatan
(karena kohesi) dan gesekan antara butir-butir tanah (karena ⱷ).
Pengujian kuat geser dimaksudkan untuk mencari parameter-parameter
dari tanah yang diperlukan dalam menentukan kuat geser. Percobaan untuk
menentukan kuat geser dibagi menjadi :
Drained Test; sampel tanah diberi tegangan normal dan selama
percobaan air dialirkan. Tegangan geser diartikan dengan air tetap
terbuka dan tegangan pori dijaga supaya tetap nol
Undrained Test; pada percobaan ini tekanan air pori tidak diukur dan
selama percobaan air tidak diperbolehkan mengalir. Hanya kekuatan
geser undrained yang dapat ditentukan.
Consolidated Undrained Test; sampel tanah diberikan tegangan normal
sampai konsolidasi selesai dan air diperbolehkan mengalir dari sampel.
Konsolidasi dianggap selesai jika sudah tidak ada perubahan pada isi
sampel. Setelah itu jalan air ditutup dan sampel diberi tegangan geser
Uji geser104
secara undrained. Tegangan normal tetap bekerja dan tegangan pori
diukur.
Benda uji berupa contoh tanah bertampang lingkaran/ bujur sangkar,
(sebanyak 3 buah atau lebih). Satu persatu benda uji ditaruh dalam 2 buah cincin
(tersusun atas dan bawah), kemudian diatas diberi beban normal N yang tetap
besarnya. Digeser dengan gaya T yang besarnya berangsur dinaikkan. Sehingga
pada suatu saat tanah pecah tergeser, dan didapat besarnya T yang memecahkan .
Tegangan normal : σ1 = N/cm2
Tegangan geser : τ= N/cm2
Kekuatan geser (shear strength) tanah merupakan gaya tahanan internal
yang bekerja per satuan luas masa tanah untuk menahan keruntuhan atau
kegagalan sepanjang bidang runtuh dalam masa tanah tersebut. Pemahaman
terhadap proses dari perlawanan geser sangat diperlukan untuk analisis stabilitas
tanah seperti kuat dukung, stabilitas lereng, tekanan tanah lateral pada struktur
Uji geser105
penahan tanah. Uji geser langsung akan lebih sesuai untuk menentukan
parameter kuat geser tanah bila digunakan untuk fondasi.
Metoda uji geser dengan menempatkan benda uji dalam kotak geser.
Kemudian digeser lewat bidang horizontal yang dipaksakan sebagai bidang
runtuhnya dengan kecepatan lambat. Regangan geser; distorsi sudut (angular
distorsion) yang diakibatkan oleh tegangan geser, dan diukur dalam radian.
Sudut geser dalam (angle of shear resistance=ϕ’); komponen dari kekuatan
geser tanah yang timbul akibat gesekan antarbutir. Tahanan geser (shear
resistance); perlawanan tanah terhadap deformasi bila diberi tegangan geser.
Tegangan geser; gaya geser per unit luas.
Peralatan alat geser harus memenuhi persyaratan :
Dapat menahan benda uji di antara 2 batu pori agar tidak terjadi torsi.
Dapat memungkinkan bekerjanya tegangan normal pada permukaan
benda uji, pengukuran perubahan tebal benda uji, gaya geser
sepanjang bidang geser benda uji yang telah ditentukan semula (geser
tunggal).
Dudukan (landasan) alat harus kaku untuk mencegah distorsi selama
pengujian geser.
Bagian-bagian dari alat geser harus terbuat dari vahan yang tidak
mudah mengalami korosi oleh zat kimia.
Uji geser106
DST (Direct Shear Test) adalah cara pengujian parameter kuat geser tanah
yang paling mudah dan sederhana. Bentuk benda uji dapat berupa lingkaran (ring)
atau persegi (square). DST lebih sesuai untuk menguji tanah berpasir dalam
kondisi loose dan dense.
Uji geser107
Akibat beban normal (N) benda uji mengalami penurunan Δv. Akibat
beban geser (F) benda uji mengalami pergeseran Δh, untuk waktu tertentu.
Hasil uji DST berupa :
c dan ϕ,
grafik hubungan antara pergeseran dan tegangan geser ,
grafik hubungan pergeseran dan penurunan
Uji geser108
Ketidaktentuan Hasil DST
Benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (failure) pada bidang
yang ditentukan.
Distribusi tegangan pada bidang runtuh tidak seragam dan kompleks.
Pergeseran hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat DST
digerakkan.
Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geser
berkurang ketika pengujian berlangsung.
Uji geser109
N
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat
1. Satu unit alat uji geser langsung yang terdiri atas :
Kotak geser berbentuk bulat ataupun berbentuk persegi.
Perlengkapan pembebanan normal.
Perlengkapan untuk menggeser tanah.
Cincin beban dengan arloji pengukurnya.
Arloji pengukur penurunan benda uji, dengan ketelitian 0,0001 inci
(0,002 mm).
Arloji pengukur regangan penggeseran, dengan ketelitian 0,001 inci
(0,02 mm).
2. Batu pori.
3. Stopwatch.
4. Alat-alat penyiapan benda uji dan alat-alat pemeriksa kadar air.
3.2 Benda Uji
Benda uji berbentuk bulat dengan cm dan tinggi 2,0 cm dapat
berupa tanah asli yang belum terganggu atau tanah hali pemadatan.
Apabila contoh tanah merupakan hasil pemadatan :
Tanah dipadatkan dalam silinder pemadatan dengan kadar air dan
kepadatan sesuai dengan yang diinginkan. Kemudian desaklah contoh
Uji geser110
tanah keluar dari tabung pemadatan masuk ke dalam cincin cetak.
Masukkan pelan-pelan sambil irislah tanah di luar cincin.
Tanah padat dari silinder pemadat dikeluarkan dari silinder pemadat
kemudian dipotong dan dibubut sesuai dengan bentuk benda uji.
Tanah dipadatkan langsung dalam ruang contoh tanah dalam kotak geser
dengan kadar air dan kepadatan yang diinginkan.
Perikasa kadar air dan massa jenis contoh tanah.
3.3 Prosedur Pelaksanaan
Siapkan benda uji untuk 3 kali percobaan. Untuk tiap percobaan benda
uji harus mempunyai kepadatan yang sama.
Di satukan kedua bagian kotak geser dengan sekrup pengunci yang
ada
Di Pasang dan atur kotak geser dengan urutan dari bawah berupa
batu pori jenuh air.
Di Pasang diatasnya dengan plat bergigi yang berlubang untuk
kondisi “ consolidated drained “ dengan gigi menghadap ke atas
dan arah gigi tegak lurus terhadap arah pergeseran.
Kemudian di masukkan benda uji denagn mendorong keluar dari
cincin cetak.
Di Pasang diatasnya dengan plat bergigi yang berlubang denga gigi
menghadap ke bawah dan arah gigi tegak lurus terhadap arah
pergeseran.
Di Pasang batu pori kedua
Paling atas di pasang penerus beban secara sentris
Di Atur semua perlengkapan pembebanan termasuk arloji pembaca
beban dan arloji penurunan dinolkan
Di Berikan beban sehingga jumlah beban terpasang dan memberikan
tekanan normal pada benda uji 0.25 kg/cm2 dimana
Kotak di geser segera diisi dengan air
Uji geser111
Di Konsolidasikan benda uji tersebut dengan beban normal yang telah
terpasang.
Setelah tanah di konsolidasikan di bukalah kedua sekrup pengunci dan
regangkan dengan memutar sekrup peregang dengan jalan memutar
secara bersama-sama dan lepaskan kedua sekrup peregang tersebut.
Penggeseran dilakukan dengan kecepatan 0,06 mm permenit.
Selama penggeseran di baca catat arloji ukur cincin beban, arloji
penurunan dan arloji penggeseran (lihat formulir data)
Penggeseran dihentikan bila gaya geser menunjukkan nilai konstan.
Keluarkan benda uji dari kotak geser, kemudian lakukan pemeriksaan
kadar air.
Prosedur di atas diulang lagi dengan pembebanan yang mampu
memberikan tekanan normal pada benda uji 0,50 kg/cm2 dan 1,0
kg/cm2
Uji ini diulangi apabila hasil pembebanan kedua lebih kecil dari
pembebanan pertama, atau hasil pembebanan ketiga lebih kecil dari
hasil pembebanan kedua dan seterusnya.
Uji geser112
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
Waktu
arloji pergeseran
(skala jarum jam)
arloji penurunan
(skala jarum jam)
arloji pergeseran(skala jarum
jam)
arloji penurunan
(skala jarum jam)
arloji pergesera
n(skala jarum jam)
arloji penurunan (skala jarum jam)
detik 0,25 0,5 1
0 0 40 0 32 0 0,95
15 35 22 27 26 13 6
30 50 32 37 25 14 97
45 8 40 37 22 32 78
60 5 39 38 18 86 59
90 65 36 70 95 102 80
120 85 30 84 6 99 66
150 81 45 84 53 - -
P ( Beban Geser Maksimum) Tegangan Geser Maksimum
Sample 1 Sample 2 Sample 3Sample
1Sample
2Sample
3
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15 7,11 5,50 2,66 0,22 0,17 0,08
30 10,13 7,52 2,87 0,32 0,23 0,09
45 1,64 7,52 6,51 0,05 0,23 0,20
60 1,03 7,72 17,3 0,03 0,24 0,54
Uji geser113
90 13,14 14,4 20,2 0,41 0,45 0,63
120
17,15 16,9 19,9 0,54 0,53 0,62
150
16,35 16,9 - 0,51 0,53 -
4.2 Perhitungan
SEBELUM PENGUJIAN SETELAH PENGUJIAN
Massa cawan kosong Massa cawan kosong
H2 = 12.3 gram B1 = 12.5 gram
10 = 12.4 gram J12 = 12.5 gram
Massa cawan+tanah basah Massa cawan+tanah basah
H2 = 42.8 gram B1 = 41.3 gram
10 = 44.2 gram J12 = 44.2 gram
Massa cawan + tanah kering Massa cawan + tanah kering
H2 = 38.9 gram B1 = 36.4 gram
10 = 39.7 gram J12 = 37.8 gram
Massa air Massa air
H2 = 3.9 gram B1 = 4.9 gram
10 = 4.5 gram J12 = 6.4 gram
Massa tanah kering Massa tanah kering
H2 = 26.6 gram B1 = 23.9 gram
10 = 27.3 gram J12 = 25.3 gram
Kadar air Kadar air
H2 = 14.66 % B1 = 20.50 %
10 =16.48 % J12 = 25.3 %
Kadar Air
Uji geser114
Sebelum Percobaan
Sesudah Percobaan
Perhitungan Beban Geser Maksimum (Pmax)
Beban Geser Maksimum (P) = 0.21 X0.991
Contoh :
Sampel 1 (detik ke 15)
P = 0.21 (35)0.991
= 7,11 kg
Sampel 2 (detik ke 15)
P = 0.21 (27)0.991
= 5,50 kg
Sampel 3 (detik ke 15)
P = 0.21 (13)0.991
= 2,66 kg
Perhitungan Tegangan Geser Maksimum (τ)
Uji geser115
Tegangan Geser Maksimum =
Contoh : Sampel 1
Sampel 2
Sampel 3
4.3. Pembahasan
Pada praktikum kali ini yaitu uji geser langsung dilakukan untuk
mendapatkan nilai geser suatu sampel tanah. Berdasarkan hasil percobaan
yang telah dilakukan maka nilai-nilai yang diperlukan untuk mendapatkan
nilai geser suatu sampel tanah didapat dari :
Gaya geser maksimum = P = 0,21 X 0.991
Hitungan tegangan geser maksimum = P/A
Tegangan normal = P/A
Tegangan geser = τ/A
Berdasarkan hasil percobaan, pembacaan arloji beban geser dan arloji
penurunan diperoleh nilai pembacaan tiap sampel tanah seperti terlihat pada
tabel diatas. Di peroleh tegangan maksimum dari tiap sampel yaitu 0.142,
0.395, 0.885 dan tegangan geser dari tiap sampel 0.003, 0.004 dan 0.006.
Adapun ketidaktentuan uji geser langsung disebabkan karena :
Benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (failure) pada bidang
yang ditentukan.
Uji geser116
Distribusi tegangan pada bidang runtuh tidak seragam dan kompleks.
Pergeseran hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat DST
digerakan.
Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geser
berkurang ketika pengujian berlangsung.
BAB VPENUTUP
5.1. Kesimpulan
* Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa :
P ( Beban Geser Maksimum) Tegangan Geser Maksimum
Sample 1 Sample 2 Sample 3Sample
1Sample
2Sample
3
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15 7,11 5,50 2,66 0,22 0,17 0,08
30 10,13 7,52 2,87 0,32 0,23 0,09
45 1,64 7,52 6,51 0,05 0,23 0,20
60 1,03 7,72 17,3 0,03 0,24 0,54
90 13,14 14,4 20,2 0,41 0,45 0,63
120
17,15 16,9 19,9 0,54 0,53 0,62
150
16,35 16,9 - 0,51 0,53 -
* Dengan mengetahui uji geser, tentu akan berhubungan dengan kestabilan
lereng, bila berhubungan dengan kestabilan lereng tentu akan berhungan
dengan kemungkinan longsor yang terjadi pada tanah.
5.2. Saran
Uji geser117
Penguasaan terhadap penggunaan alat uji sangat penting agar tidak
terjadi pergeseran mendahului waktu yang ditentukan dikarenakan kesalahan
prosedur.
Penggunaan sampel tanah yang bervariasi juga akan menjadi
penelitian tersendiri mengenai macam-macam tanah dengan kuat gesernya
masing-masing.
LAMPIRAN
Uji geser118
Uji geser119