commit to user
i
KORELASI ANTARA MODULUS ELASTISITAS DAN NILAI CBR 0,1” PADA CAMPURAN PASIR LEMPUNG KAOLIN MENGGUNAKAN
PLAXIS 2D
CORRELATION BETWEEN MODULUS ELASTICITY AND 0,1” CBR VALUE
ON SAND-KAOLIN CLAY MIXTURE USING PLAXIS 2D
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Disusun oleh : AGUS SUROSO
I0110007
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
Korelasi antara Modulus Elastisitas dan Nilai CBR 0,1” pada Campuran
Pasir Lempung Kaolin menggunakan Plaxis 2D
Correlation between Modulus Elasticity and 0,1” CBR Value on Sand-Kaolin Clay Mixture using Plaxis 2D
SKRIPSI
Disusun oleh:
AGUS SUROSO NIM I 0110007
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan dosen pembimbing
Dosen Pembimbing I
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD
NIP. 19680702 199502 1 001
Dosen Pembimbing II
Dr.Niken Silmi Surjandari,ST, MT
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Korelasi antara Modulus Elastisitas dan Nilai CBR
0,1”
pada
Campuran Pasir Lempung Kaolin menggunakan Plaxis 2D
Correlation between Modulus Elasticity and
0,1”
CBR Value on
Sand-Kaolin Clay Mixture using Plaxis 2D
Disusun oleh: AGUS SUROSO
NIM I 0110007
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada hari : Jum’at
Tanggal : 7 November 2014
Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD ... NIP. 19680702 199502 1 001
Dr. Niken Silmi Surjandari, ST,MT ... NIP. 19690903 199702 2 001
Ir. Noegroho Djarwanti, MT ... NIP. 19561112 198403 2 007
Dr.Tech.Ir. Sholihin As'ad, MT ... NIP. 19671001 199702 1 001
Disahkan, Ketua Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
commit to user
iv
ABSTRAK
Agus Suroso, 2014, Korelasi antara Modulus Elastisitas dan Nilai CBR 0,1” pada
Campuran Pasir Lempung Kaolin menggunakan Plaxis 2D, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Modulus elastisitas merupakan salah satu parameter utama untuk mengetahui perilaku material tanah. Deformasi yang terjadi pada tanah tidak hanya dipengaruhi oleh beban yang bekerja padanya, namun juga dipengaruhi oleh modulus elastisitas. Salah satu metode yang biasa digunakan untuk mendapatkan modulus elastisitas adalah pengujian triaxial di laboraturium, namun prosedurnya cukup rumit dan membutuhkan biaya yang mahal.
Tujuan dari penelitian ini adalah mencari hubungan korelasi antara modulus elastisitas dengan nilai CBR. Serangkaian pengujian CBR laboraturium pada kondisi terendam dan tak terendam dilakukan pada campuran pasir lempung kaolin dengan variasi kadar air dengan rentang 3,3 – 16,9 % untuk pasir, 2,8 – 14,8% untuk campuran 95:5, dan 5,3 – 12,1% untuk campuran 90:10. Data beban dan deformasi dari pengujian tersebut kemudian digunakan sebagai data input analisis numerik untuk memprediksi modulus elastisitas tanah. Program Plaxis 2D digunakan untuk melakukan analisis balik dengan variasi modulus elastisitas tanah sebagai input model.
Korelasi antara nilai CBR dan modulus elastisitas didapat dari plotting grafik CBR hasil pengujian laboraturium dan modulus elastisitas dari pemodelan. Hasilnya mengindikasikan adanya korelasi linier antara nilai CBR dan modulus elastisitas. Persamaan korelasi antara modulus elastisitas dan nilai CBR yang dihasilkan untuk masing-masing campuran, untuk pasir adalah E = 2,50 CBR1,05 (MPa), campuran 95:5 adalah E = 2,54 CBR1,05 (MPa), dan campuran 90:10 adalah E = 2,63 CBR1,04 (MPa)
commit to user
v
ABSTRACT
Agus Suroso, 2014, Correlation between Modulus Elasticity and CBR Value on Sand-Kaolin Clay Mixture using Plaxis 2D, Skripsi, Thesis. Civil Engineering Department, Engineering Faculty of Sebelas Maret University
Modulus elasticity is one of main parameters for analyzing the behavior of soil. The deformation of soil is not only affected by the magnitude of subjected load, but also is controlled by soil modulus. The common laboratory method for obtaining this parameter is triaxial test. However, the procedure of the test is relatively complex and rigorous.
The aim of this study is to obtain the correlation between the modulus elasticity and CBR value. A series of laboratory soaked and unsoaked CBR tests have been conducted on variation proportion of sand-kaolin clay mixture with the variation
of water content on range 3,3 – 16,9 % for sand, 2,8 – 14,8% for 95:5 mixture,
and 5,3 – 12,1% 90:10 mixture. The load and displacement data from the tests
were then used as the data for numerical analysis model to predict the soil modulus. A computer code Plaxis 2D was utilized through back calculation method by inputting variation of modulus value.
Correlation between CBR value and modulus elasticity obtained by plotting CBR laboratory value and modulus elasticity from modeling. The result indicated that there is a linear correlation between CBR value and modulus elasticity. The correlation of modulus elasticity and CBR of those mixtures, for sand is E = 2,50
CBR1,05 (MPa), for 95:5 mixture is E = 2,54 CBR1,05 (MPa), and for 90:10
mixture E = 2,63 CBR1,04 (MPa)
commit to user
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul “Korelasi antara Modulus Elastisitas dan Nilai CBR 0,1” pada Campuran Pasir Lempung Kaolin menggunakan Plaxis 2D”. Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat memperroleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun 2014.
Skripsi ini dapat diselesaikan berkat adanya bantuan materi maupun moril dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Allah SWT dan Rasulullah Muhammad SAW
2. Bapak Nuryono dan Ibu Sujimah selaku orang tua mahasiswa, beserta keluarga besar
3. Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta jajaran.
4. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta jajaran.
5. Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta jajaran
6. Ir. Mukahar, MSCE selaku pembimbing akademik
7. Yusep Muslih Purwana, ST, MT, PhD dan Dr. Niken Silmi S, ST, MT selaku pembimbing skripsi.
8. Ir. σoegroho Djarwanti, MT dan Dr. Tech. Ir. Sholihin As’ad, MT
selaku dosen penguji skripsi.
9. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
10. Rekan-rekan mahasiswa, khususnya S-1 Teknik Sipil Reguler angkatan 2010
11. Kawan-kawan seperjuangan di SKI FT UNS, BEM FT UNS, dan SIM UNS
12. Tim redaksi iBerita.com dan PT. PP (Persero) Tbk
13. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu
Penulis mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya. Akhirnya penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat dan sumbangsi bagi ilmu pengetahuan khususnya bidang teknik sipil.
commit to user
viii BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum ... 22
3.2. Data Tanah ... 22
3.2.1 Data ParameterKuat Geser ... 24
3.2.2 Data Pemadatan ... 24
3.2.3 Data CBR dan Kadar Air ... 25
3.2.4 Data Asumsi ... 26
3.3. Geometri Model Uji CBR ... 27
3.4. Pemodelan Uji CBR Menggunakan Plaxis 2D V8.2 ... 29
3.5. Diagram Alir ... 36
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Pendahuluan ... 38
4.2. Output dan Analisis Data Hasil Pemodelan Uji CBR ... 38
4.3. Korelasi CBR dan Modulus Elastisitas ... 43
4.4. Pengaruh Derajat Kejenuhan Terhadap Modulus Elastisitas ... 46
4.5. Perbandingan Hasil dengan Penelitian Sebelumnya ... 47
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 49
5.2. Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 51
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
hal
Gambar 2.1 Grafik hubungan tegangan-regangan material: (a) mild steel,
(b) nonlinear elastic, (c) perfectly plastic, (d) elasto-plastic,
(e) brittle, dan (f) work-hardening dan work-softening (Holtz
dan Kovacs, 1981) ... 10
Gambar 2.2. Grafik Hubungan stress – penetration hasil uji CBR (ASTM D 1883-99) ... 12
Gambar 2.3. Posisi tegangan-regangan pada benda padat (Liu Yijun, 2003) . 13 Gambar 2.4. Model Axisymetry (Brinkgreve, 2002) ... 15
Gambar 2.5. Tampilan awal general setting Plaxis 2D V8.2 ... 18
Gambar 2.6. Tampilan input material ... 19
Gambar 2.7. Tampilan proses perhitungan ... 20
Gambar 2.8. Tampilan output material ... 21
Gambar 3.1 Grafik Gradasi butiran sampel tanah (Dimodifikasi dari Purwana YM, 2013) ... 23
Gambar 3.2. Sketsa model axysimetry uji CBR ... 28
Gambar 3.3. Proses pemodelan uji CBR menggunakan Plaxis 2D ... 29
Gambar 3.4. Tampilan general setting ... 30
Gambar 3.10. Tampilam proses calculation ... 34
Gambar 3.11. Tampilam deformed mesh modeluji CBR ... 35
Gambar 3.12. Tampilan tabel output hasil pemodelan uji CBR ... 35
Gambar 3.13. Diagram alir pengerjaan skripsi ... 37
Gambar 4.1. Grafik Hubungan tegangan dan penetrasi dari pemodelan uji CBR pada campuran 90:10 nomor sampel 13 ... 40
commit to user
x
Gambar 4.3. Grafik Hubungan CBR dan modulus elastisitas pasir ... 44
Gambar 4.4. Grafik Hubungan CBR dan modulus elastisitas campuran 95:5 45
Gambar 4.5. Grafik Hubungan CBR dan modulus elastisitas campuran 90:10 45
Gambar 4.6. Grafik Hubungan modulus elastisitas dan derajat kejenuhan ... 47
Gambar 4.7. Perbandingan hasil dengan hasil penelitian sebelumnya pada Poison
commit to user
xi
DAFTAR TABEL
hal
Tabel 2.1. Tipe material dan modulus elastisitas tanah (Dimodifikasi dari
Look, 2007) ... 8
Tabel 2.2 Jenis-jenis model material ... 16
Tabel 3.1. Indeks properti tanah campuran pasir dan lempung kaolin (Dimodifikasi dari Purwana YM, 2013) ... 23
Tabel 3.2. Input Plaxis 2D dari data parameter shear strength ... 24
Tabel 3.3. Data pemadatan tanah (Dimodifikasi dari Purwana YM, 2013) ... 25
Tabel 3.4. Input Plaxis 2D dari data pemadatan tanah (Dimodifikasi dari Purwana YM, 2013) ... 25
Tabel 3.5. Data hubungan CBR dan kadar air (Dimodifikasi dari Purwana YM, 2013) ... 26
Tabel 3.6. Data hubungan CBR dan derajat kejenuhan ... 26
Tabel 3.7. Input Plaxis 2D dari data asumsi... 27
Tabel 3.8. Geometri model uji CBR menggunakan Plaxis 2D V.8.2 ... 28
Tabel 4.1. Contoh output pemodelan uji CBR ... 39
Tabel 4.2 Rekapitulasi data tegangan pada CBR model dan CBR laboraturium, serta modulus elastisitas ... 42
Tabel 4.3 Rekapitulasi nilai CBR model dan CBR laboraturium, serta modulus elastisitas... 43
commit to user
xii
DAFTAR NOTASI
A : beban terkoreksi untuk penetrasi 0,1 inci (N)
B : beban terkoreksi untuk penetrasi 0,2 inci (N)
c : kohesi tanah (N/mm2)
kx : permeabilitas tanah arah x (mm/hari)
ky : permeabilitas tanah arah y (mm/hari)
Sr : derajat kejenuhan
v : rasio Poisson
90:10 : campuran pasir lempung kaolin dengan komposisi 90% pasir dan 10%
commit to user
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A : Tabel Output Pemodelan Uji CBR menggunakan Plaxis 2D
LAMPIRAN B : Grafik Tegangan – Penetrasi Hasil Pemodelan Uji
CBR menggunakan Plaxis 2D