kuat geser tanah - ?· theory mohr - coulomb ... • hasil uji geser langsung suatu contoh tanah...

Download Kuat Geser Tanah -   ?· Theory Mohr - Coulomb ... • Hasil uji geser langsung suatu contoh tanah lempung berpasir ukuran : diameter = 63.1 mm dan tebal = 25 mm (Luas, A = 3127 mm2)

Post on 04-Feb-2018

222 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • KuatKuat GeserGeser TanahTanahShear Strength of SoilsShear Strength of Soils

    Dr.EngDr.Eng. Agus Setyo Muntohar, S.T., M.Eng.Sc.. Agus Setyo Muntohar, S.T., M.Eng.Sc.

    MengapaMengapa mempelajarimempelajari kekuatankekuatantanahtanah??

    Keamanan atau kenyamananstruktur yang berdiri di atastanah tergantung padakekuatan tanah dibawahnya.

    Jika tanah runtuh, makastruktur tersebut akan runtuhyang merenggut korban dankerugian ekonomi.

    Kekuatan tanah yang dimaksud adalah kekuatangeser tanah (shear strength).

  • ApaApa kekuatankekuatan tanahtanah??

    Kekuatan geser (shear strength) tanah merupakangaya tahanan internal yang bekerja per satuan luasmasa tanah untuk menahan keruntuhan ataukegagalan sepanjang bidang runtuh dalam masatanah tersebut.

    Pemahaman terhadap proses dari perlawanan gesersangat diperlukan untuk analisis stabilitas tanahseperti kuat dukung, stabilitas lereng, tekanan tanahlateral pada struktur penahan tanah.

    KriteriaKriteria KeruntuhanKeruntuhanMohr Mohr CoulombCoulomb

    Keruntuhan dalam suatu bahan dapat terjadi akibatkombinasi kritis dari tegangan normal dan tegangangeser, dan bukan salah satu dari tegangan normal maksimum atau tegangan geser maksimum.

    Hubungan antara kedua tegangan tersebut :

    Bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan olehkohesi (c) dan gesekan antar butir-butir tanah ().

    ff = f(= f())

    ff = c+ = c+ tan tan

  • Theory Mohr Theory Mohr -- CoulombCoulomb

    ff = f(= f())

    ff = c= c + + tan tan

    cc

    a

    b

    A

    B

    C

    Bidang Runtuh

    Kurva keruntuhan

    D

    KriteriaKriteria KeruntuhanKeruntuhanMohr Mohr CoulombCoulomb

    Jika dan pada bidang runtuh ab mencapai titik A, keruntuhan geser tidak akan terjadi.

    Keruntuhan geser akan terjadi, jika dan padabidang runtuh ab mencapai titik B dalam kurvaselubung keruntuhan.

    Keadaan tegangan pada titik C tidak akan pernahterjadi, sebab keruntuhan telah terjadi sebelummencapai tegangan tersebut.

  • LingkaranLingkaran Mohr Mohr UntukUntuk KuatKuat GeserGeser

    ff = c= c + + tan tan

    cc

    E

    F

    22

    33 ab

    d

    ef

    g

    h

    11

    11

    33

    22 = 90 + = 90 +

    = 45 + = 45 + /2/2

    O ff

    LingkaranLingkaran Mohr Mohr UntukUntuk KuatKuat GeserGeser

    ++

    +=

    ++

    +=

    245tanc2

    245tan

    or2'45tan'c2

    2'45tan''

    231

    231

  • KurvaKurva p p -- q (q (p p q curveq curve))

    pp

    4545oo

    33

    a b

    d

    e

    g

    h

    11O

    qq

    4545oo

    Garis selubungkeruntuhan

    ( )3''21'q 1 =

    ( )3''21'p 1 +=

    ( )'tan sinarc' =

    'cos'a'c

    =

    UjiUji Parameter Parameter KekuatanKekuatan GeserGeserTanah Tanah didi LaboratoriumLaboratorium

    Jenis pengujian yang sering dilakukan : Uji geser langsung (direct shear test) Uji tiga paksi (triaxial test) Uji tekan bebas (unconfined compression test)

    Dalam penentuan jenis pengujian perlu diperhatikanletak tanah yang akan diuji.

    Uji geser langsung akan lebih sesuai untukmenentukan parameter kuat geser tanah biladigunakan untuk fondasi.

    Uji triaxial akan lebih relevant untuk stabilitas lerengatau fondasi.

  • PenentuanPenentuan UjiUji KekuatanKekuatan GeserGeserTanahTanah

    Slip plane

    11

    22

    33

    44

    1.1. UjiUji tekantekan bebasbebas

    2.2. UjiUji triaxialtriaxial

    3.3. UjiUji gesergeser langsunglangsung

    4.4. UjiUji gesergeser langsung/triaxiallangsung/triaxial

    UjiUji GeserGeser LangsungLangsung ((direct shear direct shear test/DSTtest/DST))

    DST adalah carapengujian parameter kuat geser tanah yang paling mudah dansederhana.

    Bentuk benda uji dapatberupa lingkaran (ring) atau persegi (square).

    DST lebih sesuai untukmenguji tanah berpasirdalam kondisi loosedan dense.

    BebanBeban NormalNormal

    Gaya Gaya GeserGeser

    Slip plane

    Porous stone

    Porous stone

    Pengukuranair pori

    Dial gauge pergeseran

    Dial gauge penurunan

  • InterpretasiInterpretasi HasilHasil DSTDST

    Akibat beban normal (N) benda uji mengalamipenurunan v. Akibatbeban geser (F) bendauji mengalamipergeseran h, untukwaktu tertentu.

    Hasil uji DST berupa : c dan , grafik hubungan

    antara pergserandan tegangangeser,

    Grafik hubunnganpergeseran danpenurunan

    NN

    FF

    Slip plane

    hh

    vv

    Kondisi pengujian : drained atauundrained, consolidated atauunconsolidated.

    InterpretasiInterpretasi HasilHasil DSTDST

    Dilatancy (pengembangan) terjadiantara pasir lepas dan padat sebesar ppada saat kekuatan geser maksimum(puncak)

    Kuat geser ultimate atau kritis akanterjadi pada saat perubahan tinggibenda uji tetap ( = 0)

    Pergeseran, h

    Peru

    baha

    ntin

    ggi

    bend

    auj

    i, v

    Tega

    ngan

    Ges

    er,

    Penurunan

    Pengembangan

    PasirLepas

    Pasir Padat

    Kuat geser maksimum

    Kuat geserultimatef

    f

    Tega

    ngan

    Ges

    er,

    Tegangan normal, h

    p

    AF

    =

    AN

    =

    p

    p

    pp =

    y

    xp

    =

  • KetidaktentuanKetidaktentuan HasilHasil DSTDST

    Benda uji dipaksa untukmengalami keruntuhan(failure) pada bidang yang ditentukan.

    Distribusi tegangan padabidang runtuh tidakseragam dan kompleks.

    Pergeseran hanya terbataspada gerakan maksimumsebesar alat DST digerakan.

    Luas bidang kontak antaratanah di kedua setengahbagian kotak geserberkurang ketika pengujianberlangsung.

    NN

    FF

    Bidangruntuh

    hh

    vv

    ContohContoh AnalisisAnalisis DSTDST

    Hasil uji geser langsung suatu contoh tanah lempung berpasir ukuran : diameter = 50 mm dan tebal = 25 mm (Luas, A = 1.96 x 10-3 m2)

    Tentukan nilai-nilai parameter kuat geser tanah tersebut.

    144.5363.45504

    102.9257.63503

    56.6199.92502

    44.2157.51501

    Beban geserresidu (N)

    Beban gesersaat runtuh (N)

    BebanNormal (N)

    TestNo.

  • ContohContoh AnalisisAnalisis DSTDST

    Tegangan Geser, :

    Tegangan Normal, :

    73.6

    52.4

    28.8

    22.5

    TeganganGeser

    Residu r(kPa)

    185.1

    131.2

    101.8

    80.2

    TeganganGeser

    Runtuh, f(kPa)

    280.1

    178.3

    127.3

    76.4

    TeganganNormal,

    (kPa)

    144.5363.45504

    102.9257.63503

    56.6199.92502

    44.2157.51501

    Bebangeser

    residu (N)

    Bebangesersaat

    runtuh (N)

    BebanNormal

    (N)

    TestNo.

    AF

    =

    AN

    =

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    0 50 100 150 200 250 300 350

    Tegangan Normal, (kPa)

    Tega

    ngan

    Ges

    er,

    (k

    Pa)

    ContohContoh AnalisisAnalisis DSTDST

    Hubungan antarategangan normal dantegangan geser :

    Untuk kekuatanmaksimum (puncak) : f = 38.2 + tan 27.6o

    Untuk kekuatanresdiual : r = 0.6 + tan 15o

    r = 15o

    f = 27.6o

    c= 38.2

    Residual

    Failure

  • ContohContoh AnalisisAnalisis DSTDST

    Hasil uji geser langsung suatu contoh tanah lempung berpasir ukuran : diameter = 63.1 mm dan tebal = 25 mm (Luas, A = 3127 mm2)

    UjiUji GeserGeser TigaTiga PaksiPaksi ((TriaxialTriaxialShear TestShear Test))

    Uji geser triaxial lebihreliable untukmenentukan parameter kuat geser tanah.

    Bentuk benda uji berupasilinder dengan ukurantinggi 2 X diameter (biasanya : 38 mm x 76 mm atau 50 mm x 100 m)

    Benda uji dimasukkandalam membrane dandiletakkan di dalam seltriaxial.

    Tekanan di sekelilingbenda uji diberikanmelalui tekanan air yang dinamakan tegangan sel(3)

    BebanBeban NormalNormal

    Porous stone

    Porous stone

    Pengukuran air pori

    Dial gauge penurunan

    Back Pressure

    TekananSel, 3

    Membrane

    Benda uji

    Sel Triaxial

    Air atauGlycerin

    KatupPembuangan

    Udara

  • KondisiKondisi PengujianPengujian GeserGeser TriaxialTriaxial

    Keruntuhan geser terjadidengan cara memberikangaya aksial (normal) padabenda uji yang dinamakan tegangandeviator ().

    Selama penerapan gayaaksial, penurunan bendauji dicatat untukpenghitungan regangan().

    Kondisi pengujian : (1) Consolidated-drained (CD), (2) Consolidated-undrained (CU), (3) unconsolidated-undrained (UU)

    BebanBeban NormalNormal

    Pengukuran air pori

    Dial gauge penurunan

    Back Pressure

    TekananSel, 3

    KondisiKondisi CDCD

    Benda uji diberikan tegangan sel (3) dan dijenuhkandengan pemberian tekanan balik (back pressure) agar mengalami proses konsolidasi hingga selesai. Kemudian dibebani dengan gaya aksial melaluitegangan deviator () sampai terjadi keruntuhan.

    Selama proses konsolidasi terjadi perubahan volume benda uji. Namun , selama penggeseran, air poridiijinkan keluar dari benda uji.

    uc= 03

    3

    3

    3

    ud= 03

    3

    3 + = 1

    3 + = 1

  • KondisiKondisi UUUU

    Benda uji diberikan tegangan sel (3) , tanpa mengalami proseskonsolidasi, kemudian dibebani dengan gaya aksial melaluitegangan deviator () sampai terjadi keruntuhan.

    Selama penggeseran, air pori tidak diijinkan keluar dari bendauji. Oleh karena itu, gaya aksial tidak ditransfer ke butiran tanah.

    Keadaan tanpa drainase menyebabkan tekanan pori berlebih(excess pore pressure) dan tidak ada tahanan geser dariperlawanan dari butiran tanah.

    Pada kondisi tanah yang jenuh air, nilai sudut gesek internal tanah () dapat mencapai nol. Sehingga pada pengujiannyahanya memperoleh nilai kohesi (c).

    KondisiKondisi

Recommended

View more >