KEKUATAN GESER TANAH

PERTEMUAN 20 – 21

TOPIK BAHASAN 8

KEKUATAN GESER TANAH

PENGERTIANKekuatan tanah untuk memikul beban-beban ataugaya yang dapat menyebabkan kelongsoran, keruntuhan, gelincir dan pergeseran tanahAPLIKASIParameter kuat geser dapat digunakan untukmenghitung :

Daya Dukung Tanah DasarStabilitas LerengTegangan Lateral

KEKUATAN GESER TANAH

Lereng VertikalDinding PenahanTanah

Kelongsoran Timbunan

Keruntuhan global Pondasi Dangkal

Keruntuhan lokalPondasi Dangkal

KEKUATAN GESER TANAH

FAKTOR PENGARUH LAPANGANKeadaan tanah : angka pori, ukuran dan bentukbutiranJenis tanah : pasir, berpasir, lempung dsbKadar air (terutama lempung)Jenis beban dan tingkatnyaKondisi Anisotropis

LABORATORIUMMetode pengujianGangguan terhadap contoh tanahKadar airTingkat regangan

KEKUATAN GESER TANAH

PARAMETER KUAT GESERKohesi (c)Sudut Geser Dalam (φ)

KONDISITotal (c dan φ)Efektif (c’ dan φ’)

PERSAMAAN UMUM (COULOMB)τ = c + σn.tanφ

JENIS MATERIAL

TANAH KOHESIFMempunyai nilai kohesi (c)Contoh : Lempung, Lanau

TANAH COHESIONLESSHanya mempunyai nilai φ ; c = 0Contoh : Pasir, Kerikil

PARAMETER KUAT GESER

KOHESI (C)Gaya tarik menarik antar 2 atau lebihpartikel tanah

SUDUT GESER DALAM (φ)Sudut geser yang terbentuk saatpergeseran dua atau lebih partikeltanah

PARAMETER KUAT GESER

KUAT GESER UNDRAINEDDigunakan dalam analisis tegangan totalUmumnya nilai φ = 0 dan c = cu

KUAT GESER DRAINEDDigunakan dalam analisis teganganefektif, parameternya c’ dan φ’

τ’ = c’ + (σn – u) tan φ’

TEORI MOHR COULOMB

Garis Selubung Mohr

Garis Selubung Mohr-Coulomb

c

φ

σ3 σ3 σ1 σ1

τ

σ

τ = c + σ.tanφ

σ1 = σ3 + ∆σ

TEORI MOHR COULOMB

θσ−σ

+σ+σ

=σ 2Cos.22

3131n

σ3

θ

σ1

σ1

σ3

σ1 > σ3

θ

σ3

σ1

σn

τ

θσ−σ

=τ 2Sin.2

31

(1)

(2)

TEORI MOHR COULOMB

( )( )φθ−θ

+φσ+σ=σ

tan.Cos2Sin.5,0ctan.2

331

245o φ

+=θ

τ = c + σn.tanφ(1) dan (2)

Kelongsoran terjadi pada nilai σ1 minimum atau

nilai (0,5.Sin2θ - Cos2θ.tanφ) maksimum

( ) ( )2/45tan.c.22/45tan. oo231 φ++φ+σ=σ

TEORI MOHR COULOMB

2θc

τ

σσ3 σ1σn

φ

Garis Selubung Keruntuhan

θ

CONTOH SOAL

CONTOH SOAL

kPa3221252

231 =

+=

σ+σPusat Lingkaran =

kPa2021252

231 =

−=

σ−σJari-jari Lingkaran =

CONTOH SOAL

kPa84,3870Cos.21252

212522Cos.

22o3131

n =−

++

=θσ−σ

+σ+σ

=σ

kPa8,1870Sin.212522Sin.

2o31 =

−=θ

σ−σ=τ

CONTOH SOAL

CONTOH SOAL

KEKUATAN GESER TANAH

PENGUJIAN LABORATORIUMUnconfined Compression TestDirect Shear TestTriaxial Test (UU, CU, CD)

PENGUJIAN LAPANGANVane Shear Test

KORELASI ANTAR PARAMETER Nilai tahanan ujung konus sondir (qc)Nilai N-SPTCalifornia Bearing Capacity

UNCONFINED COMPRESSION TEST

UNCONFINED COMPRESSION TEST

UNCONFINED COMPRESSION TEST

2qsc u

uu ==

DIRECT SHEAR TEST

DIRECT SHEAR TEST

Pasir

Lempung/Lanau

φ

c

TRIAXIAL TEST

ADA 3 JENISUnconsolidated Undrained (UU)Consolidated Undrained (CU)Consolidated Undrained (CD)

TRIAXIAL TEST

Resume Metode Pengujian

Tambahkan tegangan ∆σ pada arahaksial. Air diperbolehkan keluar, sehingga tekanan air pori (u=ud) samadengan nol. Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=0

Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan caramembuka valve sehingga tekananair pori (u=uo) sama dengan nol

Consolidated Drained (CD)

Tambahkan tegangan ∆σ pada arahaksial. Air tidak diperbolehkan keluar(u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=ud(f)

Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan caramembuka valve sehingga tekananair pori (u=uo) sama dengan nol

Consolidated Undrained (CU)

Tambahkan tegangan ∆σ pada arahaksial. Air tidak diperbolehkan keluar(u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)

Berikan tegangan σ3 dan air tidakdiperbolehkan keluar dengan caramenutup valve sehingga tekanan air pori (u=uo) tidak sama dengan nol

Unconsolidated Undrained (UU)

Tahap 2Tahap 1Tipe Pengujian

σ3

σ3

σ3

σ3

∆σ

TRIAXIAL TEST

TRIAXIAL TEST

TRIAXIAL TEST

'

'

TRIAXIAL TEST

KEKUATAN GESER TANAH

PEMILIHAN TIPE TES TRIAXIAL

Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air poriatau Triaxial CD untuk parameter kuat geserefektif

Jangka PanjangMaterial c-φ

Parameter strength φ’ yang didapat dari ujilapangan atau direct shear

Semua jenisGranular

Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air poriatau Triaxial CD untuk parameter kuat geserefektif

Jangka Panjang

Triaxial CU untuk Undrained Strength denganlevel tegangan yang sesuai

Konstruksi bertahap

Triaxial UU atau CU untuk Undrained Strengthdengan level tegangan insitu yang sesuai

Jangka Pendek (Akhirmasa konstruksi)

Kohesif

Jenis Tes dan Kekuatan GeserJenis KonstruksiJenisTanah

CONTOH APLIKASI PARAMETER UU

Pekerjaan Timbunan Yang Cepat Di Atas Tanah Lunak

CONTOH APLIKASI PARAMETER UU

Pembangunan Bendung Yang Cepat Tanpa AdaPerubahan Kadar Air Dalam Inti (Core)

CONTOH APLIKASI PARAMETER UU

Peletakan Pondasi Yang Tiba-tiba Pada Lapisan Lempung

CONTOH APLIKASI PARAMETER CU

Konstruksi Bertahap (Timbunan 2 diletakkan setelahterjadi konsolidasi pada tanah dasar akibat timbunan 1)

CONTOH APLIKASI PARAMETER CU

Muka Air Bendungan Turun Tiba-tiba(dari 1 ke 2 dan tidak ada aliran air dalam inti/core)

CONTOH APLIKASI PARAMETER CU

Konstruksi Timbunan di Atas Lereng Alamiah

CONTOH APLIKASI PARAMETER CD

Pekerjaan Timbunan yang Lambat(Timbunan diletakkan bertahap dalam waktu yang pendek)

CONTOH APLIKASI PARAMETER CD

Konstruksi Bendungan dengan Tinggi Muka Air Bendung Tetap

CONTOH APLIKASI PARAMETER CD

Pekerjaan Penggalian atau Lereng Alamiah

PEMILIHAN PARAMETER KUAT GESER