179863509 uji geser langsung

8/14/2019 179863509 Uji Geser Langsung

1/14

PERCOBAAN 2

UJI GESER LANGSUNG

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1LATAR BELAKANGParameter 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.

1.2TUJUAN PERCOBAANMaksud percobaan adalah untuk menentukan besarnya parameter geser tanah

dengan alat geser langsung pada kondisi consolidated drained Parameter geser

berarti pelaksanaan penggeseran air ke pori tanah diberi kesempatan untuk

mengalir keluar. Consolidated drained test disebut juga Slow test.


2/14

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Pengujian geser langsung bertujuan untuk menentukan parameter geser tanah,

yaitu sudut geser intern () dan kohesi tanah (c), dengan adanya gesekan dan lekatan

antar butir-butir tanah, maka tanah akan tetap menyatu. Disamping itu dalam

percobaan ini diuji mengenai kadar air tanah yang dipengaruhi besarnya tekanan yang

bekerja pada tanah. Bila terjadi pergeseran antara butir-butir tanah (misal terjadi pada

tebing atau tanah miring) maka lekatan tanah dan gesekannya akan melakukan gaya

gesek tersebut. Bila gaya gesek lebih besar dari gaya lekat dan gesekan maka akan

terjadi tanah longsor. Jadi yang melawan gaya geser tanah terdiri atas:

1. Gesekan intern (antar butir tanah).Sudut yang terbentuk antara bidang geser dengan bidang horizontal disebut

sudut gesek intern (). Gesekan intern terjadi pada tanah berbutir kasar.

2. Kohesi tanah (lekatan antar butir-butir tanah).Kohesi tanah bergantung pada jenis tanah dan kepadatannya tetapi tergantung

tegangan vertikal yang bekerja pada bidang gesernya, terjadi pada tanah berbutir

halus dalam hal ini belaku pada kohesi tanah.

3. Kombinasi gesekan dan kohesi.Terjadi pada tanah campuran antara butiran kasar dan butiran halus.

Pelaksanaan geser langsung dilaksanakan dengan menerapkan tegangan normal

pada benda uji dari atas kotak geser dan gaya geser yang ditetapkan pada setengah

bagian dari kotak geser untuk memberikan gesekan pada tengah-tengah benda

ujinya. Secara teoritik untuk mengetahui jenis tanah padat atau lunak dapat

diketahui dari hubungan geser dengan pergeseran dan tebal benda uji dengan

pergeseran.

(Sumber: Bahan Ajar Mekanika Tanah I)

Beberapa factor yang mempengaruhi besarnya kuat geser tanah:

1. Kandungan mineral dari butiran tanah,2. Bentuk partikel,3. Angka pori dan kadar air,4. Sejarah tegangan yang pernah dialaminya,5. Tegangan yang ada dilokasinya (di dalam tanah),


3/14

6. Perubahan tegangan selama pengambilan contoh dari dalam tanah,7. Tegangan yang dibebankan sebelum pengujian,8. Cara pengujian,9. Kecepatan pembebanan,10.Kondisi drainasi yang dipilih, drainasi terbuka (drained) atau drainasi tertutup

(undrained),

11.Tekanan air pori yang ditimbulkan, dan12.Kriteria yang diambil untuk penentuan kuat gesernya.13.Terdapat batasan ataupun kekurangan dalam pengujian geser langsung, antara

lain:

a. Tanah benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (fail) pada bidang yangtelah ditentukan sebelumnya,

b. Distribusi tegangan pada bidang kegagalan tidak uniform,c. Tekanan air pori tidak dapat diukur,d. Deformasi yang diterapkan pada benda uji hanya terbataspada gerakan

maksimumsebesar alat geser langsung dapat digerakkan,

e. Pola tegangan pada kenyataannya adalah sangat kompleks dan arah daribidang-bidang tegangan utama berotasi ketika tegangan geser ditambah,

f. Drainasi tidak dapat dikontrol, kecuali hanya dapat ditentukan kecepatanpenggeserannya, dan

g. Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geserberkurang ketika pengujian berlangsung. Koreksi mengenai kondisi ini

diberikan oleh Petley (1966). Tetapi pengaruhnya sangat kecil pada hasil

pengujiannya, hingga dapat diabaikan.

(Sumber: Hary Christady H. Halaman173).

Catatan :

1. Jika benda uji berbentuk persegi, luas penampang benda uji selama pergeserandapat diadakan koreksi:

A = Aod.B (cm2) dengan :

Ao = Luas penampang semula (cm2)

d = pergeseran panjang

B = lebar benda uji


4/14

2. Bila pemeriksaan yang akan dilaksanakan adalah pada kondisi consolidateddrained (untuk tanah lempung), maka pelaksanaan pemeriksaan pada

dasarnya sama, kecuali hal-hal sebagai berikut:

a. Pergeseran dilaksanakan secara cukup cepat, sehingga air pori tidak sempatmengalir kelur dari tanah,

b. Kecepatan penggeseran dapat dilakukan dengan kecepatan antara 1- 2,5mm/menit,

3. Bila pemeriksaan yang dilakukan adalah pada kondisi " unconsolidateddrained (untuk tanah lempung), maka pelaksanaan pemeriksaan pada

dasarnya juga sama, kecuali hal-hal sebagai berikut :

a. Sub bab pelaksanaan no. 2.b.2 dan 2.b.4 Maka yang digunakan adalah platbergigi yang tidak berlubang,

b. Sub bab Pelaksanaan no.2.b.3 tidak dilaksanakan maka setelah no.2.b.2langsung no. 2.b.4, dan

c. Sub bab pelaksanaan no.4b diganti dengan seperti tersebut pada keadaanconsolidated drained tersebut di atas.


5/14

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat

1. Peralatan yang dipakai dalam percobaaan geser langsung sebagai berikut: Alatgeser langsung terdiri atas :

a. Kotak geser yang dapat untuk benda uji berbentuk bulat ataupun berbentukpersegi,

b. Perlengkapan untuk menggeser tanah (dengan motor listrik atau dengantangan),

c. Perlengkapan pembebanan normal,d. Cincin beban dengan arloji pengukurannya untuk mengukur gaya geser,e. Arloji pengukur penurunan benda uji,f. Arloji pengukur regangan penggeseran,

2. Stopwatch, dan3. Alat-alat persiapan benda uji dan alat-alat pemeriksa kadar air.

PROSEDUR UJI

1. Pesiapan benda ujiBenda uji yang perlu disiapkan untuk pemeriksaan ini sekurang-

kurangnya sebanyak 3 buah :

a. Apabila contoh tanah yang diperiksa berupa contoh tanah asli dari tabungcontoh tanah, maka mengeluarkan contoh tanah dengan alat pengeluar

contoh tanah (dengan arah dari ujung ke pangkal tabung contoh) dan

mendesak masuk cincin cetak kemudian potong tanah dan ratakan

sehingga contoh tanah rata dengan permukaan cincin mencetak bagian atas

maupun bawah,

b. Apabila yang diperiksa berupa tanah yang dipadatkan dalam laboratorium,maka dapat digunakan alternatif cara :

1) Memadatkan tanah dalam silinder pemadatan dengan kadar air dankepadatan sesuai yang diinginkan. Kemudian mendesak contoh tanah

keluar dari tabung pemadatan masuk kedalam cincin cetak.

Memasukkan pelan-pelan sambil mengiris tanah di luar cincin.

Kemudian memotong rata dengan cincin cetak atas dan bawah,


6/14

2) Tanah padat dari silinder pemadatan seperti a, dikeluarkan dari silinderpemadatan kemudian memotong dan membubut dengan bentuk benda

uji yang akan diperiksa,

3) Contoh tanah dipadatkan tidak dalam silinder pemadatan tetapilangsung dalam ruang contoh tanah dalam kotak geser dengan kadar

air dan kepadatan yang dikehendaki, dan

c. Memeriksa dan mencatat kadar air dan berat volume contoh tanah.2. Persiapan Alat

Langkah-langkah persiapan alat yang dilakukan dalam percoban geser

langsung sebagai berikut :

a. Kotak geser terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian atas dan bagian bawah.Menyatukan kedua bagian tersebut dengan sekrup pengunci yang ada,

b. Memasang dan mengatur pada kotak geser berturut-turut,1) Paling bawah ditempatkan batu pori yang sebelumnya dibuat kenyang

air (direbus dalam air sekitar 15 menit atau direndam dalam waktu 4-8

jam,

2) Memasang diatasnya pelat bergigi dengan gigi menghadap keatas.membuat arah gigi tegak lurus pada arah geseran. Untuk kondisi

Consolidated-Drained menggunakan pelat bergigi yang berlubang,

3) Memasang/memasukan benda uji (contoh tanah) diatas pelat bergigidengan mendorong keluar benda uji dari cincin cetak,

4) Memasang di atasnya lagi plat bergigi kedua (berlubang-lubang)dengan gigi menghadap ke bawah. Arah gigi tegak lurus arah geseran.

Menekan secara rata pelat ini sehingga gigi pelat bergigi bawah

maupun atas tertanam masuk ke dalam tanah,

c. Mengatur perlengkapan/alat untuk menggeser tanah, sehingga siap untukpenggeseran termasuk cincin beban (provingring). Mengatur arloji ukur

cincin beban pada pembacaan nol, juga mengatur arloji pengukur

pergeseran pada pembacaan nol,

d. Mengatur perlengkapan beban normal diatas pelat penerusbeban.Mengatur arloji pengukur penurunan pada pembacaan nol,

e. Menambahkan pada perlengkapan beban. Beban yang dipasang adalahsedemikin sehingga jumlah berat beban dan berat rangka penggantung


7/14

(perhitungan pengaruh pengungkit) akan memberikan tekanan normal

pada benda uji yang diinginkan, dan

f. Setelah beban diberikan, mengisi kotak geser sehingga muka air kirakirarata dengan muka atas contoh tanah.

3. Mengkonsolidasikan TanahMembiarkan beban normal yang telah dipasang sampai tanah

mengalami konsolidasi. Lamanya tergantung pada jenis tanah, yang untuk

tanah berbutir kasar akan cukup 2 jam, yang untuk tanah lempung dapat

sampai 24 jam. Selain proses konsolidasi, mengamati dan mencatat penurunan

yang terjadi pada waktu-waktu tertentu, seperti yang dilaksanakan pada

percobaan konsolidasi.

4. Melaksanakan penggeserana. Membuka kedua sekrup pengunci kedua bagian kotak atas dan bawah.

Sesudah itu meregangkan kedua bagian kotak ini dengan memutar sekrup

peregang sehingga terdapat keregangan sekitar 0,25 mm atau memutar

sekrup peregang sebanyak setengah putaran dihitung dari saat sekrup

mulai menempel bagian bawah. Memutar kedua sekrup secara bersama-

sama. Setelah kedua bagian merenggang melepas kedua sekrup peregang

dan tanah siap digeser,

b. Pada percobaan geser langsung dengan kondisi consolidated drained pergeseran tanah dilakukan sedemikian pelan, sehingga selama pergeseran

air pori sempat mengalir keluar dari tanah lewat batu pori,

c. Kecepatan pergeseran diambil antara 0,2 mm/menit (untuk tanah pasif)sampai 0,01 mm/menit (untuk tanah lempung ), dan

d.benda uji akan diperlukan selama waktu T, dimana T=50 t50. t50 adalah

waktu untuk konsolidasi 50 % bagi contoh tanah yang diperiksa, yang

dapat dihitung dari hasil,

e. Selama penggeseran membaca dan mencatat arloji ukur cincin beban,arloji ukur penurunan tanah dan arloji ukur penurunan tanah dan arloji

ukur penggeseran tanah,

f. Mengerjakan penggeseran ini sampai gaya geser telah menunjukkan hargayang konstan atau sampai panjang pergeseran yang terjadi mencapai 10 %

diameter/lebar benda uji,


8/14

g. 1) Setelah selesai, mengeluarkan contoh tanah dari kotak geser,2) Mengadakan lagi pemeriksanaan kadar air tanah yang sudah digeser,

dan

5. Melanjutkan pemeriksanaan ini untuk benda uji kedua dan ketiga yang akandiperiksa dengan mengulangi pekerjaan-pekerjaan tersebut pada B, C, dan D

dengan tekanan normal atau beban yang berbeda. Mengambil beban untuk

benda uji kedua sebesar 2 kali beban pertama dan beban untuk benda uji

ketiga sebesar 3 kali beban pertama.


9/14

BAB 4.

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan 1-10

Diameter ring 6.4 CmTinggi ring 2 Cm

Luas 32.1536 cm2

Volume 64.3072 cm3

Waktu Pembacaan Pergeseran Pembacaan Arloji Beban Geser

Detikarloji pergeseran

(mm)

Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3

(skala jarum jam)

Teg. 0.25

kg/cm2

Teg. 0.5

kg/cm2

Teg. 1.0

kg/cm2

0 0 0 0 0 015 265 0.265 23 29 0.3

30 530 0.530 16 29.5 11

45 795 0.795 24 44 41

60 1060 1.060 27 59 54

90 1590 1.590 28 65 56.5

120 2120 2.120 29 66 63

Pembacaan Arloji Penurunan

Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3(skala jarum jam)

30 3 7.5

35 9 17

54 17 26

45 30 38

28 41 35

11 24 31

0 14 25

P (Beban Geser Maksimum) Tegangan Geser Maksimum

Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 1 Sample 2 Sample 3

0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

15 4.70 5.91 0.06 0.15 0.18 0.00

30 3.28 6.01 2.26 0.10 0.19 0.07

45 4.90 8.93 8.33 0.15 0.28 0.26

60 5.50 11.94 10.94 0.17 0.37 0.34

90 5.71 13.15 11.44 0.18 0.41 0.36

120 5.91 13.35 12.75 0.18 0.42 0.40


10/14

No. Sampel Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3

Massa tanah+ring 196.6 193.4 198.8

Massa ring 56.4 54.3 56.4

Massa tanah 140.2 139.1 142.4

Kadar air awal 20.55% 19.99% 18.08%Berat volume basah 0.003196086 0.003108138 0.002811867

Berat jenis kering 0.002651184 0.002590384 0.002381277

Kadar air akhir 20.55% 19.99% 18.08%

Tegangan Geser 0.184 0.415 0.396

Tegangan Normal 0.250 0.500 1.000

Shear displacement at failure

P1 = 0.25 x 31.65 = 7.9125 kg 8.0384

P1 = 7.9125 - 3.326 = 4.586 kg

P2 = 0.5 x 31.65 = 15.825 kg 16.0768

P2 = 15.825 - 3.326 = 12.499 kg

P3 = 1 x 31.26 = 31.26 kg 32.1536

P3 = 31.26 - 3.326 = 28.324 kg

Sampel 1 (F9) Sampel 2 (I5) Sampel 3 (F8)

Massa Cawan Kosong 12.8 12.4 12.5

Massa Cawan+Tanah Basah 63.8 52.5 40.5

Massa Cawan+Tanah Kering 55.2 45.8 36.2

Massa Air 8.6 6.7 4.3

Massa Tanah kering 42.4 33.4 23.7

Kadar Air 20.28302% 20.05988% 18.14346%

Sampel 1 (J3) Sampel 2 (B12) Sampel 3 (B7)

Massa Cawan Kosong 12.5 12.6 12.7

Massa Cawan+Tanah Basah 62.4 40.9 46.1

Massa Cawan+Tanah Kering 53.8 36.2 41.0

Massa Air 8.6 4.7 5.1

Massa Tanah kering 41.3 23.6 28.3

Kadar Air 20.82324% 19.91525% 18.02120%


11/14

Kadar Air Sebelum Percobaan

Sesudah Percobaan

Perhitungan Beban Geser Maksimum (Pmax)Beban Geser Maksimum (P) = 0.21 X

0.991

Contoh :

Sampel 1 (detik ke 15)P = 0.21 (23)0.991

= 4.7 kg

Sampel 2 (detik ke 15)P = 0.21 (29)0.991

= 5.91 kg

Sampel 3 (detik ke 15)P = 0.21 (0.3)0.991

= 0.06 kg


12/14

Perhitungan Tegangan Geser Maksimum ()Tegangan Geser Maksimum = )( 2

cmkg

Luas

Beban

Contoh :

Sampel 1

215.015.32

7.4

cmkg

A

P

Sampel 2

218.015.32

91.5

cm

kg

A

P

Sampel 3

200.015.32

06.0

cmkg

A

P

4.2. Pembahasan

Tegangan Normal 0.250 0.500 1.000

Tegangan Geser 0.184 0.415 0.396

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.000 0.500 1.000 1.500

Series1


13/14

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 = /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. Dan di plotting ke

dalam grafik seperti terlihat diatas.

Adapun ketidaktentuan uji geser langsung disebabkan karena :

Benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (failure) pada bidang yangditentukan.

Distribusi tegangan pada bidang runtuh tidak seragam dan kompleks.

Pergeseran hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat DSTdigerakan.

Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geserberkurang ketika pengujian berlangsung.


14/14

BAB 5

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian geser langsung yang telah dilakukan diperoleh

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.

5.2. Saran

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.

179863509 uji geser langsung

Documents