Unconfined Compression Test)
8.2 TINJAUAN PUSTAKA
8.2.1 Dasar Teori
Pengujian tekan bebas termasuk hal yang khusus dari pengujian Triaxial Unconsolidated-Undrained (tanpa terkonsolidasi tanpa drainasi).
Kondisi pembebanannya sama dengan yang terjadi pada pengujian Triaxial, hanya tegangan selnya nol (ζ3 = 0). Pengujian ini hanya cocok untuk jenis lempung jenuh, dimana pembebanan cepat,air tidak sempat mengalir keluar dari benda ujinya. Pada lempung jenuh, tekanan air pori dalam benda uji pada awal pengujian negatif. Tegangan aksial yang diterapkan di atas benda uji berangsur-angsur di tambah sampai benda uji menagalami keruntuhan . Hasil pengujian tekan bebas biasanya tidak begitu meyakinkan untuk mewakili nilai parameter kuat geser tanah tak jenuh. Dalam prakteknya, untuk mengusahakan kuat geser Undrained yang sama antara hasil yang diperoleh dari pengujian Triaxial, dan pengujian tekan bebas pada kondisi keruntuhannya.
Unconfined Compression (kuat tekan bebas) adalah proses pemampatan tanah akibat adanya beban dalam keadaan bebas sampai mencapai keruntuhan . Keruntuhan di lapangan umummnya berupa suatu penurunan yang lebih besar dari yang diinginkan,suatu gerak massa,atau hal-halyang sama dengan itu.Dalam hal ini,zona keruntuhan akan membesar sampai kuat geser cukup untuk menghentikan gerakan (walaupun massa
tanah tersebut mungkin akan terletak di dasar lembah sesudah terjadinya longsoran tanah).Dalam hal ini gerakan tanah akan terhenti di mana tanah pada keliling gerakan tersebut akan berada dalam keadaan yang sangat
“terbentuk kembali”(remolded atau tanah yang strukturnya sudah berubah dari struktur alamiahnya).Ini bersesuaian dengan keadaan yang dihasilkan oleh suatu uji tekan sesudah terdapatnya regangan yang besar.Kita dapat nyatakan kekuatan yang masih tersisa sesudah regangan yang besar ini(di mana beban contoh tidak pernah turun sampai nol) sebagai kuat sisa (residual strength).
Pengujian Unconfined Compression Test(tes tekan bebas) merupakan metode yang menerangkan kurva tegangan-regangan tanah yang mungkin dapat menunjukkan suatu keadaan getas(brittle),atau penurunan kekuatan secara tiba-tiba dari suatu nilai puncak atau mungkin dapat terbentuk secara berangsur-angsur sampai suatu nilai yang hampir konstan yang tetap ada sepanjang nilai regangan yang besar.Perilaku getas ini dapat diperoleh apabila :
1. Tanah merupakan bahan berbutir yang kering atau basah dalam keadaan padat.
2. Tanah bersifat kohesif tetapi sangat mengalami konsolidasi berlebih (overconsolidated) atau mempunyai derajat kejenuhan S yang sangat rendah(yaitu cukup kering).
3. Tanah mempunyai sementasi alamiah dalam jumlah yang besar.
4. Tanah telah dipadatkan dan diuji pada kadar air yang berada di bagian kering dari optimum.
5. Tanah kekang jauh lebih besar daripada tekanan sebesar 70 kPa pada uji triaksial.
Pasir lepas dan sebagian besar tanah kohesif yang terbentuk kembali dan tanah yang dipadatkan pada bagian basah dan optimum cenderung akan menghasilkan keruntuhan yang lebih progresif,terutama dalam uji qu atau dalam uji triaksial yang memakai tekanan sel yang rendah.Keruntuhan progresif atau keruntuhan sisa tidak dapat dengan jelas ditentukan dan
sejumlah regangan yang diambil sembarang atau coba-coba,sering sampai 20 persen(0,2 m/m).
Pada keruntuhan progresif,yang merupakan jenis keruntuhan yang paling mungkin terjadi untuk tanah di lapangan,bagian matriks tanah yang lemah akan “jatuh” terlebih dahulu dengan adanya perpindahan tegangan ke zona dekatnya.Perpindahan tegangan ini mengakibatkan “keruntuhan” dan perpindahan tegangan berikutnya,dan seterusnya.Di lapangan,karuntuhan tanah kemungkinan terjadi secara progresif di daerah terbatas dan bukan hanya memiliki satu nilai tegangan tunggal(titik).
Pengujian ini Unconfined Compression Test(tes tekan bebas) ini menggunakan alat uji unconfined compression machine yang menunjukkan bahwa uji tekan bebas(tak kekang) merupakan uji triaksial dengan ζ3 = ζc = 0.
Sejumlah ahli berpendapat bahwa apabila terdapat air,suatu tekanan
“kekang” efektif akan terdapat secara internal di dalam contoh uji tekan tak terkekang akibat pengaruh kapilar dan bahwa pengaruh ini dapat secara efektif mengekang contoh itu sama seperti keadaan di lapangan.Apabila hal ini benar,maka akan benar juga bahwa derajat kejenuhan,ukuran butiran,retakan akibat tegangan atau retakan besar (fissuring),dan kelembaban laboratorium akan merupakan pertimbangan-pertimbangan yang penting.Walaupun demikian,dalam kasus manapun,hanya sedikit laboratorium yang berusaha mengadakan kekangan kapilar tersebut;qu diambil sebagai tegangan tekan maksimum dan diplot pada lingkaran Mohr.Karena setiap pengujian diplot dengan ζ3 = 0,parameter kekuatan c(dengan Ѳ = 0) biasanya memberikan hasil yang aman selama tegangan kerjanya lebih besar dari qu /2.
Uji tekan tak terkekang dilakukan dengan mendapatkan tabung berdinding tipis(diusahakan supaya tidak terganggu) dan ditempatkan di dalam mesin tekan yang disesuaikan terhadap tingkat deformasi sebesar 1,5 mm/menit,dan deformasi terhadap tinggi pembebanan yang bersesuaian akan diperoleh.Data ini dipakai untuk menggambarkan kurva tegangan-
regangan,yaitu ζ versus ε,untuk mendapatkan nilai tegangan tekan maksimum,yang merupakan qu untuk uji tekan bebas.Sudah jelas bahwa uji tekan bebas hanya dapat dilakukan terhadap tanah kohesif.
Pengujian ini adalah bentuk khusus dari uji UU yang umum dilakukan terhadap sample tanah lempung.Pada uji ,tegangan penyekap ζ3 adalah nol.Tegangan aksial dilakukan terhadap benda uji secara relative cepat sampai mencapai keruntuhan. Pada titik keruntuhan ,harga tegangan total utama kecil adalah nol dan tegangan total utama besar adalah ζ1 .Karena kekuatan geser kondisi air – termampatkan dari tanah tidak tergantung pada tegangan penyekap maka :
Tegangan Geser :
u
u
f q c
2 2
ó
Tegangan geser lingkaran Mohr untuk tegangan total pada saat runtuh.
Tegangan normal
σ1=0 σ1= qu
Gambar 2.1a Lingkaran Mohr
qu di atas kita kenal sebagai kekuatan tekanan tanah kondisi tak tersekap. Secara teoritis untuk tanah lempung jenuh – air yang sama uji tekanan tak tersekap mampu dalam kondisi air termampatkan – tak terkendali ( unconsolidated – undrained _ akan menghasilkan harga cu yang sama .Tetapi pada kenyataanya pengujianunconfined compression pada tanah lempung jenuh – air biasanya mengahasilkan harga cu yang sedikit lebih kecil dari harga yang didapat dari pengujian UU.
= 0 cu
ζ1
ζ1