11. Uji Geser Langsung

REFERENSI

Modul Praktikum Lab Uji Bahan Politeknik Negeri Bandung

I. TUJUAN

1. Mengetahui kekuatan tanah terhadap gaya horizontal, dengan cara menetukan harga kohesi (c) dari sudut geser dalam (

ϕ

) dari suatu contoh tanah pad bidang geser tertentu.

2. Menganalisis masalah stabilitas tanah (stabilitas talud, tekanan tanah ke samping pada turap atau tembok penahan) .

II. DASAR TEORI

Kekuatan geser tanah merupakan perlawanan internal tanah tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah yang dimaksud.

Uji geser langsung merupakan pengujian yang sederhana dan langsung. Pengujian dilakukan dengan menempatkan contoh tanah ke dalam kotak geser. Kotak ini terbelah, dengan setengah bagian yang bawah merupakan bagian yang tetap dan bagian atas mudah bertranslasi. Kotak ini tersedia dalam beberapa ukuran, tetapi biasanya mempunyai diameter 6.4 cm atau bujur sangkar 5,0 x 5,0 cm . Contoh tanah secara hati-hati diletakkan di dalam kotak, sebuah blok pembebanan, termasuk batu-batu berpori bergigi untuk drainase yang cepat, diletakkan di atas contoh tanah.

1. Tekanan efektif atau tekanan antar butir. 2. Kemampuan partikel atau kerapatan

3. Saling keterkuncian antar partikel: jadi, partikel-partikel yang bersudut akan lebih saling terkunci dan memiliki kuat geser yang lebih tinggi φ s

yang lebih besar) daripada partikel-partikel yang bundar seperti pada tebing-tebing.

4. Sementasi partikel, yang terjadi secara alamiah atau buatan. 5. Daya tarik antar partikel atau kohesi.

Perhitungan pada pengujian kuat geser langsung : 1. Hitung gaya geser Ph :

Ph = bacaan arloji x kalibrasi proving ring

2. Hitung kekuatan geser (

τ

)

Ac Ph

=

τ

3. Hitung tegangan normal (σn )

Ac Pv

n =

σ

4. Gambarkan grafik hubungan

∆

B

_B

versus

τ

, kemudian dari masing-masing benda uji dapatkan τmax

5. Gambarkan garis lurus melalui titik-titik hubungan τ versus σn

dapatkan pula parameter c dan φ.

6. Untuk mendapat parameter c dan φ dapat diselesaikan dengan cara matematis (pesamaan regresi linear). Rumus kekuatan geser :

c

n +

= σ φ

τ τ Bidang keruntuhan σ τf σx σy

Kekuatan geser tanah dapat dianggap terdiri dari dua bagian atau komponen, yaitu :

1. Gesekan dalam, yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang geser.

2. Kohesi yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya Tanah pada umumnya digolongkan sebagai berikut :

1. Tanah berkohesi atau berbutir halus (misal lempung) 2. Tanah tidak berkohesi atau berbutir kasar (misal pasir) 3. Tanah berkohesi-gesekan, ada c dan ф (misal lanau)

Hubungan persamaan ini digambarkan pada kurva berikut ini :

Tergantung dari jenis alatnya ,uji geser ini dapat dilakukan dengan cara tegangan geser terkendali ,dimana penambahan gaya geser dibuat konstan dan diatur, atau dengan cara regangan terkendali dimana kecepatan geser yang diatur.

Kelebihan pengujian dengan cara regangan – terkendali adalah pada pasir padat, tahanan geser puncak (yaitu pada saat runtuh) dan juga pada tahanan geser maksimumyang lebih kecil (yaitui pada titik setelah keruntuhan terjadi) dapat diamati dan dicatat pada uji tegangan – terkandali ,hanya tahanan geserpuncak saja yang dapat diamati dan dicatat.Juga harus diperhatikan bahwa tahanan geser pada uji tegangan – terkendali besarnya hanya dapat diperkirakan saja.Ini disebabkan

keruntuhan terjadi pada tingkat tegangan geser sekitar puncak antara penambahan beban sebelum runtuh sampai sesudah runtuh.

Garis keruntuhan Mohr-Coulomb

φ

Tegangan Normal

Pada pengujian tertentu ,tegangan normal dapat dihitung sebagai berikut:

 =Tegangan normal= _{Luaspenampangl}gayanormal_{intangsampeltanah}

τ = Tegangan geser =_luaspenampGayagesery_anglangmelawan_intangsampelgerakan_tanah

Harga – harga yang umum dari sudut geser internal kondisi drained untuk pasir dan lanau dapat dilihat pada table berikut ini

TIPE TANAH SUDUT GESER DALAM (φ )°

Pasir : butiran bulat

Renggang /lepas 27 – 30

Menengah 30 – 35

Padat 35 – 38

Pasir : butiran bersudut

Renggang / lepas 30 –35

Menengah 35 – 40

Padat 40 – 45

Kerikil bercampur pasir 34 – 48

III. PERALATAN DAN BAHAN A. PERALATAN

1. Alat geser langsung yang terdiri dari :

a. Stang penekan dan pemberi beban.

b. Alat penggeser lengkap dengan cincin penguji (proving ring) dan 2 buah alroji geser (Extensiometer)

c. Cincin pemeriksaanyang terbagi dua dengan penguncinya terletak dalam kotak.

Dua buah batu pori. Gaya normal

Gaya geser

2. Alat pengeluaran contoh tanah dan pisau pemotong. 3. Cincin pencetak benda uji.

4. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 5. Stop Watch.

6. Cawan/talam

B. BAHAN

Benda uji yang digunakan adalah benda uji dari tabung sampel yang didapatkan dari pengeboran di lapangan.

Kotak geser dari logam Plat tempat beban Batu porous Batu porous

IV. LANGKAH KERJA A. Persiapan Benda Uji

1. Benda uji tanah asli (undisturbed)

Contoh tanah asli dari tabung ujungnya diratakan dan cincin pencetak benda uji ditekan pada ujung tanah tsb. Tanah dikeluarkan secukupnya untuk 3 benda uji. Pakailah bagian yang rata sebagai alas dan ratakan bagian atasnya.

2. Benda uji asli bukan dari tabung.

Contoh yang digunakan harus cukup besar untuk membuat 3 buah benda uji. Persiapkan benda uji sehingga tidak terjadi kehilangan kadar air. Bentuklah benda uji dengan cincin pencetak. Dalam mempersiapkan benda uji terutama untuk tanah yang peka harus hati-hati guna menghindarkan terganggunya struktur asli dari tanah tersebut.

3. Benda uji buatan (dipadatkan)

Contoh tanah harus dipadatkan pada kadar air dan berat isi yang dikehendaki. Pemadatan dapat langsung dilakukan pada cincin pemeriksaan atau pada tabung pemadatan.

4. Tebal benda uji kira-kira 1,3 cm tapi tidak kurang dari 6 kali diameter butir maksimum.

5. Perbandingan diameter terhadap tebal benda uji harus minimal 2 : 1. Untuk benda uji yang berbentuk empat persegi panjang atau bujur sangkar, perbandingan lebar dan tebal minimal 2 : 1.

Catatan : Untuk tanah lembek pembebanan harus diusahakan agar tidak merusak

B. Pengujian

1. Timbang benda uji.

2. Masukkan benda uji ke dalam cincin pemeriksaan yang telah terkunci menjadi satu dan pasanglah batu pori pada bagian atas dan bawah benda uji.

3. Stang penekan dipasang vertikal untuk memberi beban normal pada benda uji dan diatur sehingga beban yang diterima oleh benda uji sama dengan beban yang diberikan pada batang tersebut.

4. Penggeser benda uji dipasang pada arah mendatar untuk memberikan beban mendatar pada bagian atas cincin pemeriksaan. Atur pembacaan arloji geser sehingga menunjukkan angka nol. Kemudian buka kunci cincin pemeriksaan.

5. Berikan beban normal pertama sesuai dengan beban diperlukan. Segera setelah pembebanan pertama diberikan, isilah kotak cincin pemeriksaan dengan air sampai penuh diatas permukaan benda uji., jagalah permukaan ini supaya tetap selama pengujian berlangsung.

6. Diamkan benda uji sehingga konsolidasi selesai. Catat proses konsolidasi tersebut pada waktu-waktu tertentu sesuai dengan cara pemeriksaan konsolidasi.

7. Sesudah konsolidasi selesai dihitung t50 untuk menentukan

kecepatan penggeseran. Konsolidasi dibuat dalam tiga beban yang berlainan. Kecepatan penggeseran dapat ditentukan dengan membagi deformasi geser maksimum dengan t50. Deformasi geser

maksimum kira-kira 10% diameter/panjang sisi asli benda uji. 8. Lakukan pemeriksaan sehingga tekanan geser konstan dan bacalah

arloji geser setiap 15 detik.

9. Berikan beban normal yang pertama dan lakukan langkah-langkah 6,7, dan 8.

10. Berikan beban normal pada benda uji ketiga sebesar 3 kali beban normal pertama dan lakukan langkah-langkah 6,7, dan 8

V. DATA, PERHITUNGAN DAN GRAFIK

Dik : D = 6,05 cm T = 1,925 cm Luas = 28,75 cm2

Tegangan Ring = 0,36 Kg / div. Shear Rate (ΔD) = 0,6 mm / menit

t = 1 menit A = 14,36cm2 ΔD / D = 0,6 / 0,6 x 100 % = 1 % δn = 0,14 Kg / cm2 Bacan ring = 6,5

Menghitung gaya geser Ph

Ph = Bacaan ring x Tegangan ring

= 6,5 x 0,36 = 2,34 Kg

Menghitung kekuatan geser (

τ

) 2 / 081 , 0 04 , 29 34 , 2 cm kg Ac Ph = = = τ

φ = 27 Menghitung c

Ukuran benda uji : Diameter (D)= 6,05 cm K= 0,36 kg/div Tinggi = 1,925 cm ∆D= 0,6 mm/mnt Luas (A) = 28,75 cm2 P (kg) 4 8 12 σn ( kg/cm2_{)= 0,04 σn ( kg/cm}2_{)= 0,08 ( kg/cm}σn 2_{)= 0,12} t ∆D ε = ∆D/D A Ring Ph τ Ring Ph τ Ring Ph τ menit mm (%) cm2 _{kg kg/cm}2 _{kg kg/cm}2 _{kg kg/cm}2 0 0 0 28,75 0 0 0 0 0 0 0 0 0,000 0,5 0,3 0,5 28,89 5,5 1,98 0,069 6 2,16 0,075 21,5 7,74 0,268 1 0,6 1 29,04 6,5 2,34 0,081 7 2,52 0,087 22,5 8,1 0,279 1,5 0,9 1,5 29,19 7,5 2,7 0,094 8 2,88 0,099 23 8,28 0,284 2 1,2 2 29,34 7,5 2,7 0,094 8,5 3,06 0,104 23 8,28 0,282 2,5 1,5 2,5 29,49 8 2,88 0,100 9 3,24 0,110 23 8,28 0,281 3 1,8 3 29,64 8,2 2,952 0,103 9,2 3,312 0,112 4 2,4 4 29,95 9 3,24 0,113 10 3,6 0,120 5 3 5 30,26 8,5 3,06 0,106 10 3,6 0,119 6 3,6 6 30,59 10 3,6 0,118 7 4,2 7 30,91 10 3,6 0,116 8 4,8 8 31,25 9 5,4 9 31,59 10 6 10 31,94 11 6,6 11 32,30 12 7,2 12 32,67

Grafik

ε

vs

τ

vs Grafik

ε

vs

τ

ε (%) ∆ σ (k g/c m 2 ) ∆ σ (k g/c m 2 )

VI. KESIMPULAN

 Dari hasil praktikum pemeriksaan ini didapatkan harga tegangan geser tanah secara langsung, dan didapatkan nilai :

c (kohesi) = 0,105 kg/cm² Ø (sudut geser dalam) =27°