METODE PENELITIAN
3.3. Geometri Model Uji CBR
Uji CBR dimodelkan dengan Plaxis 2D V.8.2 sebagai model axysimetry. Dimensi dan pembebanan pada model dibuat dengan ukuran sebenarnya berdasarkan ASTM D 1883 – 99 untuk pengujian CBR Laboraturium. Gambar 3.2 dan Tabel 3.8 berturut-turut adalah sketsa pemodelan uji CBR dan dimensi geometrinya.
28 Gambar 3.2 Sketsa model axysimetry Uji CBR
dengan,
A – B : Panjang mould (mm) A – C : Tinggi mould (mm) C – D : Panjang piston (mm)
E – F : Panjang surcharge weight (mm)
Tabel 3.8 Geometri model uji CBR menggunakan Plaxis 2D V.8.2
Model Geometri Koordinat
x1;y1 x2;y2 Mould - A - B (mm) - A - C (mm) 0;0 0;0 76,2;0 0;177,8 Piston / Precribed dispalacement 0,1 inci
- C - D (mm) 0;177,8 24,815;177,8 Surcharge weight - E – F (mm) 28,575;177.8 76,2;177,8 Beban Input (N/mm2) - Surcharge weight (N/mm/mm) - Precribed displacement 0,1” (mm) 2,93 x 10-3 2,54
29
3.4. Pemodelan Uji CBR Menggunakan Plaxis 2D V.8.2
Pemodelan uji CBR menggunakan Plaxis 2D secara umum dibagi menjadi tiga tahap, yaitu proses input, perhitungan, dan output. Proses pemodelan uji CBR ditunjukan pada Gambar 3.3. Berikut adalah tahapan pemodelannya:
Gambar 3.3 Proses pemodelan uji CBR menggunakan Plaxis 2D
Uji CBR yang akan dimodelkan pada penelitian ini adalah uji CBR yang biasa dilakukan di laboratorium. Tujuan memodelkan uji CBR ini adalah untuk memperoleh grafik hubungan force dan penetration yang nantinya digunakan untuk analisis nilai CBR model untuk masing masing jenis sampel tanah dengan nilai modulus elastisitas tanah tertentu.
a. Input
General Setting
General setting mengatur tipe bidang model yang digunakan.Ada dua tipe
bidang model, yaitu Plane Strain dan Axisymetry. Pada uji CBR juga menggunakan model Axisymetry yang merepresentasikan bidang model yang memiliki sumbu putar arah y (vertikal). Hal ini mungkin disebabkan sampel tanah terpadatkan untuk uji CBR memiliki volume atau silinder. Pada general Input
• General setting • Penyusunan
geometri model uji CBR
• Input material tanah dari : parameter shear strength, pemadatan, data asumsi, modulus elastisitas • Boundary condition • Mesh generations • Initial conditions Perhitungan
• Pilih tipe Plastic
calculations • Define beban: prescribed displacement dan surcharge weight • Pilih nodal • Calculation Output
• Kurva dan tabel hubungan gaya dan penetrasi
30
setting juga diatur unit satuan yang digunakan. Di sini digunakan satuan panjang
dalam milimeter (mm), satuan gaya dalam Newton (N), dan waktu dalam detik (s).
Gambar 3.4 Tampilan general setting
Pembuatan sebuah model elemen hingga dimulai dengan pembuatan geometri dari model, yang merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Pembuatan model CBR dimulai dengan penggambaran mould, piston, dan
surcharge weight. Uji CBR menggunakan model Axisymetry, model ini dipilih
karena sampel tanah pada uji CBR memiliki volume silinder. Mould diilustrasikan sebagai total fixities yang mewakili batas antara mould dengan sampel tanah (dinding mould). Sedangkan horizontal fixities digunakan pada sumbu vertical model yang memisahkan bagian yang saling simetris. Beban statis dari penetrasi piston, akan dimodelkan sebagai prescribed displacement sebesar 2,54 dan 5,08 mm (0,1 dan 0,2 inchi), sedangkan surcharge weight dimodelkan dengan plate kaku sebesar 0.003 N/mm2.
31 Gambar 3.5 Model uji CBR pada Plaxis 2D V.8.2
Jenis material yang diinput sesuai dengan uraian umum diatas. Material model yang digunakkan adalah Mohr-Coulomb. Tipe material dipilih undrained karena sampel berada di dalam mould sehingga muka air tanah dianggap tidak ada.
32
Mesh Generations
Setelah geometri dan material ditentukan, dilakukan proses membagi-bagi model material dari nodal yang telah ditentukan menjadi elemen-elemen hingga untuk dianalisis dengan perhitungan elemen hingga.
Initial Conditions
Dalam fase ini kondisi awal dari model ditentukan. Pada fase Initial
Conditions dimasukan parameter matric suction sesuai dengan paparan
parameter tanah sebelumnya tergantung jenis sampel yang dimodelkan.
Gambar 3.7. Tampilan input matric suction pada fase initial condition b. Calculation
Uji CBR sendiri mengunakan beban statis, tipe perhitungan yang digunakan adalah plastic calculation yang terdiri dari 11 phase. Phase 1 merupakan kondisi dimana nilai prescribed displacement sama dengan nol, artinya belum ada penetrasi, namun beban plate sudah diberikan sebesar 0.003 N/mm2 sesuai dengan besarnya beban dari surcharge weight. Pada phase 2 dimasukan nilai
prescribed displacement sebesar 0,5 mm dan beban plate tetap diaktifkan.
33 mengalami kenaikan 0,5 mm pada setiap phase perhitungan hingga mencapai 5 mm pada phase 11. Pembagian secara bertahap bertujuan untuk menghindari kegagalan tanah akibat pembebanan.
Nilai additional steps adalah 250 kemudian menggunakan prosedur iterasi standar. Sedangkan untuk loading input dipilih staged construction. Time
interval dinolkan.
Gambar 3.8. Tampilan calculation model uji CBR
Sebelum melakukan perhitungan dipilih salah titik nodal yang akan diamati. Pada pemodelan CBR dipilih titik nodal yang letaknya tepat di bawah piston CBR dengan koordinat A (3,10;177,8)
34 Gambar 3.9. Posisi nodal yang diamati
Gambar 3.10 Tampilam proses calculation c. Output
Output dalam bentuk gambar deformasi yang terjadi, grafik dan tabel hubungan force terhadap penetration, yang didapatkan dari analisis
35 elemen hingga menggunakan Plaxis 2D. Data hubungan force terhadap
penetration ini yang kemudian diolah untuk mendapatkan nilai CBR
model. Jika nilai CBR yang dihasilkan dari model belum mendekati nilai CBR laboraturium makan dilakukan trial modulus elastisitas (E) kembali pada tahap input property material di Plaxis 2D hingga didapatkan nilai CBR model yang mendekati nilai CBR laboraturium untuk setiap jenis sampel.
Gambar 3.11. Tampilam deformed mesh model uji CBR
36
3.5. Diagram Alir
Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian meliputi: 1. Tahap I Persiapan
Pada tahap ini dilakukan persiapan data-data yang dibutuhkan untuk pemodelan, diantaranya data kuat geser, pemadatan, dan data tegangan-regangan dari uji CBR laboraturium.
2. Tahap II Pemodelan
Pada tahap ini dilakukan penyusunan model uji CBR menggunakan Plaxis 2D. Secara umum dibagi menjadi tiga tahap, yaitu input material tanah, proses perhitungan, dan hasil pemodelan.
3. Tahap III Analisi Hasil
Pada tahap ini dilakukan pengolahan data beban dan penetrasi, serta plotting data tegangan dan regangan dari hasil CBR model. Apabila belum didapatkan data tegangan-penetrasi model yang identik dengan data tegangan-regangan dari uji CBR laboraturium, maka dilakukan trial nilai E hingga didatapkan hasil yang identik.
Pada tahap ini juga dilakukan plotting grafik data modulus elastisitas dan CBR untuk mendapatkan persamaan korelasi antara modulus elastisitas dan CBR.
4. Tahap IV Kesimpulan
Pada tahap ini, dilakukan penarikan kesimpulan hasil penelitian yang telah dilakukan.
Secara keseluruhan, tahapan penelitian dapat dilihat pada diagram alir yang ditunjukan oleh Gambar 3.13.
37 Gambar 3.13 Diagram alir pengerjaan skripsi
Tegangan dan penetrasi CBR Model ≈ CBR Lab
CBRCBRLaboraturium Ya
Trial Nilai E
Tidak Plot Grafik CBR dari PLAXIS dan Grafik
Hasil Uji CBR Laboraturium
Analisis Nilai CBR Hasil Pemodelan pada Penetrasi 0,1”
Grafik Force Vs Penetration
Selesai Grafik CBR dari Data
Hasil Pengujian Laboraturium
Pasir dan Campuran Pasir-Lempung Kaolin (95:5;90:10) pada kondisi Soaked dan
Unsoaked
Mulai
Pemodelan Uji CBR dengan Plaxis 2D Data Input: Geometri Tanah, parameter kuat geser, pemadatan dari uji CBR, data asumsi
38