kuat geser tanah

By

M Firdaus, ST, MT

KUAT GESER TANAH

Penggunaan Parameter Kuat Geser Tanah :

Analisis – analisis kapasitas dukung tanah

Stabilitas lereng

Gaya dorong pada dinding penahan

Menurut teori Mohr (1910) kondisi keruntuhan suatu bahan terjadi oleh akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser.

1. Kohesi tanah yang bergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi tidak tergantung dari tegangan normal yang bekerja pada bidang geser

2. Gesekan antara butir – butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan normal pada bidang gesernya

Hubungan fungsi antara tegangan normal dan tegangan geser pada bidang runtuh dinyatakan oleh persamaan :

Dengan τ = tegangan geser saat terjadi keruntuhan dan σ = tegangan normal saat kondisi tersebut

f

Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir – butir tanah terhadap tarikan atau desakan. Bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :

Kriteria Kegagalan Mohr dan Coulomb

Keruntuhan tidak akan terjadi jika tegangan berada disekitar P Keruntuhan geser terjadi jika tegangan berada pada titik Q Bagaimana posisi tegangan berada pada titik R?

Lingkaran Mohr :

Dari gambar dapat diketahui hubungan antar tegangan utama efektif saat keruntuhan dan parameter kuat geser :

Besar parameter kuat geser : 'sin)''('cos2'' 3131 c

2cos)(2/1)(2/1

2sin)(2/1

'3

'1

'3

'1

'3

'1

Beberapa Cara Menentukan Kuat Geser Tanah :

1. Uji Geser Langsung

2. Uji Triaksial

3. Uji Tekan Bebas

4. Uji Geser Kipas

Garis Selubung Kegagalan pada uji CD

Contoh Soal :

Uji triaksial CD diperoleh data : σ3 = 27,6 kN/m2 dan Δσf = 27,6 kN/m2. Jika sampel adalah Lempung Normally consolidated, maka :

a) Hitung sudut gesek dalam ()b) Sudut runtuh (sudut bidang gagal

dengan bidang utama mayor)c) Tegangan normal (σf

’) dan tegangan geser (τf) saat runtuh.

Penyelesaian :

a) Karena sampel adalah lempung normally consolidated, garis selubung kegagalan akan melewati titik awal 0. Persamaan kuat geser :

Pada uji triaksial CD,teg total = teg efektif, karena tekanan pori = 0 selama pengujian, maka :

231

31

'

/2,556,276,27 mkN

tg

f

f

f

33,06,272,55

6,272,55

)(2/1

)(2/1sin:

/6,27

'3

'1

'3

'1

2'33

'11

gambardari

mkNdan

Jadi sudut gesek dalam : = arc sin (0,33) = 19,3o

b) Sudut runtuh :

c) Tegangan normal saat gagal :

Tegangan geser saat gagal :

64,542

3,1945

245

2

'3

'1

'3

'1

/8,36

3,109cos)6,272,55(2/1)6,272,55(2/12cos)(2/1)(2/1

mkNf

f

2'3

'1 /13)64,542sin()6,272,55(2/12sin)(2/1 mkNxf

Contoh Soal :Uji tekan bebas pada lempung ditunjukkan

pada tabel :Tegangan (σ) lb/ft2

Regangan (ε) ft/ft

0 0

420 0.004

1012 0.008

1495 0.013

2009 0.017

2582 0.021

3017 0.025

3551 0.029

3810 0.033

3930 0.038

3787 0.040

3335 0.043

Hitunglah besar nilai c (kohesi) dari tanah lempung tersebut!

Penyelesaian :

Tugas 1.aDiketahui dari uji tekan bebas (UCT) pada tanah

lempung sbb :Tegangan (σ) kg/cm2

Regangan (ε) cm/cm

0 0

0.2AB 0.03

0.4AB 0.07

0.7AB 0.12

0.9AB 0.17

1.2AB 0.21

1.4AB 0.24

1.7AB 0.29

1.8AB 0.32

1.9AB 0.38

1.8AB 0.40

1.6AB 0.42

Hitunglah berapa nilai c pada tanah lempung tersebut!

Tugas 1.bDari data hasil uji geser langsung dengan variasi

pembebanan :Beban 0.995 Kg/cm2

Regangan (Kg/cm2

)

Tegangan (cm)

0.1AB 0.064

0.3AB 0.127

0.537 0.191

0.635 0.254

0.732 0.318

0.784 0.381

0.826 0.4AB

0.9AB 0.508

0.812 0.582

0.771 0.6AB

Beban 0.638 Kg/cm2

Regangan (Kg/cm2

)

Tegangan (cm)

0.061 0.061

0.1AB 0.083

0.244 0.130

0.3AB 0.177

0.391 0.203

0.586 0.254

0.683 0.318

0.8AB 0.381

0.782 0.5AB

0.621 0.635

Beban 0.249 Kg/cm2

Regangan (Kg/cm2

)

Tegangan (cm)

0.145 0.064

0.307 0.127

0.439 0.191

0.549 0.254

0.635 0.318

0.683 0.381

0.732 0.4AB

0.7AB 0.508

0.705 0.567

0.673 0.6ABHitunglah besar nilai c dan sudut gesernya !