KUAT GESER TANAH - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/mektan/bab 9-kuat geser tanah.pdf• Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisis Kestabilandalam bidang geoteknik, di antaranya untuk analisis kestabilan lereng, daya dukung ...

Download KUAT GESER TANAH - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~erizal/mektan/bab 9-kuat geser tanah.pdf• Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisis Kestabilandalam bidang geoteknik, di antaranya untuk analisis kestabilan lereng, daya dukung ...

Post on 06-Feb-2018

223 views

Category:

Documents

8 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • MEKANIKA TANAH (SIL211)

    KUAT GESER TANAH

    Departemen Teknik Sipil dan LingkunganFakultas Teknolog Pertanian

    Institut Pertanian Bogor

    1

  • KERUNTUHANAKIBAT GESERTanah umumnya runtuh akibat geser

    embankment

    strip footing

    failure surface mobilised shearresistance

    Pada saat runtuh, nilai tekanan (beban) sepanjang bidang runtuhmencapai nilai kuat gesernya

    2

  • 3

    KERUNTUHAN GESER

    Partikel tanah bergerak relatifterhadap partikel tanah lainnyasepanjang bidang runtuh

    Tidak ada kerusakan pada partikeltanah

    Bidang runtuh

  • 4

    Shear failure

    Pasa saat runtuh, tegangan geser sepanjang bidang runtuh ()mencapai nilai kuat geser tanah (f).

  • c

    Kriteria Keruntuhan MohrCoulomb

    f c tan

    kohesi Sudut geserdalam

    f adalah nilai tegangan maksimum yang bisa dipikul oleh tanah padategangan normalnya, .

    f

  • 6

    f c f tan

    f

    f

    Kriteria Keruntuhan MohrCoulombKomponen kuat geser tanah : Kohesi (cohesive) danGesekan (frictional).

    c

    ftan

    c

    frictionalcomponent

  • c dan adalah nilai kuatgeser tanah.

    Makin tinggi nilainya, makintinggi kuat gesernya

  • X

    Y Elemen tanahpada lokasi yangberbeda

    X

    X

    Y

    ~ runtuh

    ~ stabil

    Lingkaran Mohr & KurvaKeruntuhan

    Y

  • Y

    Tegangan vertikal sebelumdiberikan pembebanan

    c

    c c+

    Mohr Circles & Failure EnvelopeElemen tanah tidak akan runtuhjika belum mencapai kurvakeruntuhannya

    GL

    c

  • Y c

    Mohr Circles & Failure EnvelopeKetika beban bertambahmaka lingkaran Mohr akansemain besar

    GL

    c

    c

    .. .dan akhirnya terjadi keruntuhanpada saat lingkaran Mohrmencapai garis keruntuhan

  • c

    Y c

    c c+

    90+

    Kemiringan Bidang RuntuhKemiringan bidangruntuh terjadi pada45 + /2 terhadaphorizontal

    45 + /2GL

    45 + /2

    Y

  • Lingkaran Mohr Untuk &

    X X X

    v

    h

    v

    h

    u

    u= +

    total stresseseffective stresses

    vhvhu

  • Garis keruntuhan untuk & Beberapa sampel diuji dengancara memberikan teganganisotropic yang berbeda-bedahingga runtuh

    c

    f

    c

    Awal

    c

    Runtuh

    c

    uf

    3= c; 1 = c+f

    3= 3 uf ; 1 = 1 - uf

    c,

    in terms of Pada saat runtuh,

    c,

    in terms of

  • UJI LABORATORIUM UNTUK KUATGESER TANAH

    UJI TRIAXIAL UJI UCT (Unconfined Compression Test) UJI Geser Langsung (Direct Shear)

  • UJI TRIAXIAL

  • 16

    Alat Uji Triaxial

  • pedestal

    17

    cell

    cell pressure

    back pressure

    stone

    water

    pore pressure or

    volume change

    Alat Uji Triaxialpiston (untuk memberikan tegangan deviator)

    Bidang runtuhO-ring

    imperviousmembrane

    Sampel padakondisi runtuh

    porous

  • Pengujian TriaksialPengujian Triaksial

  • 18

    Under all-aroundcell pressure c

    Apakah katup drainase terbuka?

    Penggeseran(pembebanan)

    Apakah katup drainase terbuka?

    TIPE PENGUJIAN TRIAXIALdeviator stress ()

    yes

    Consolidatedsample

    no

    Unconsolidatedsample

    yes

    Drainedloading

    no

    Undrainedloading

  • TIPE PENGUJIAN TRIAXIALTergantung pada kondisi drainase dilakukan atau tidakpada saat :

    Konsolidasi

    Penggeseran

    Ada 3 tipe pengujian Triaxial:

    ConsolidatedConsolidated

    Drained (CD) testUndrained (CU) test

    Unconsolidated Undrained (UU) test

    19

  • Tanah granular tidakpunya lekatan (kohesi).

    c = 0 & c= 0

    Untuk tanah terkonsolidasinormal,c = 0 & c = 0.

    Pada kondisi UU,Makanilai u = 0

  • 21

    CD, CU and UU Triaxial Tests

    Tidak boleh ada tekanan air pori berlebih terjadi padasampel saat pengujian

    Penggeseran dengan kecepatan yang sangat rengah untukmencegah munculnya tekanan air pori berlebih

    Uji Consolidated Drained (CD)

    dihasilkan nilai c dan

    Bisa berharihari! Jarang dilakukan

    c dam digunakan pada analisis dengan kondisiteralir penuh (e.g., stabilitas lereng jangka panjang,Pembebanan yang sangat lambat)

  • 22

    CD, CU and UU Triaxial Tests

    Tekanan air pori muncul saat penggeseran

    lebih cepat dari CD (lebih direkomendasikan untuk menghasilkannilai c and )

    Consolidated Undrained (CU) Test

    dihasilkan nilai c dan

    dihasilkan

  • CD, CU and UU Triaxial TestsUnconsolidated Undrained (UU) Test

    Tekanan air pori muncul saat penggeseran

    Tetapi tidak diukur unknown

    = 0; maka garis keruntuhan akanhorizontal

    Kondisi tegangan total dihasilkan cu dan u

    Pengujian sangat cepat

    cu dan u digunakan pada analisis dengan kondisitak teralir (e.g., stabilitas jangka pendek,Pembebanan yang cepat)

    23

  • X

    Elemen tanah saatruntuh

    3 1

    X 3

    Hubungan 1- 3 Saat Runtuh1

  • UJI UCT

  • ALAT UJI UCT

  • UJI UCT

    Pada prinsipnya sama dengan uji Triaxial Perbedaannya hanya pada UCT tidak adategangan cell atau tegangan keliling

    Akibatnya nilai 3 = 0 Tidak ada nilai sudut geser dalam Kuat tekan, qu = deviator stress Kohesi = 0.5 x qu

  • 3 1

    = qu

    UJI UCT

    cu = qu /2

  • UJI GESER LANGSUNG

  • Motordrive

    measure ShearForce

    Porous plates

    UJI GESER LANGSUNG

    Normal load

    Top platen

    Load cell to

    Measure

    Soil

    Rollers

    relative horizontal displacement, dx

    vertical displacement of top platen, dy

  • ALATUJI GESER LANGSUNG

  • Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisisKestabilan dalam bidang geoteknik, di antaranya untukanalisis kestabilan lereng, daya dukung pondasi, analisisdinding penahan,dan lainlain.

    Uji geser langsung tidak dapat mengukur tekanan air poriyang timbul saat penggeseran dan tidak dapat mengontroltegangan yang terjadi di sekeliling contoh tanah

    Keterbatasan uji geser langsung yang lain adalah karenaBidangruntuh tanah ditentukan,meskipun belum tentumerupakan bidang terlemah.

    UJI GESER LANGSUNG

  • Insitu shear tests

    Vane shear test

    Torvane

    PocketPenetrometer

    Pressuremeter

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)

    StandardPenetrationTest,SPT

  • Insitu shear tests

    Vane shear test (suitable for soft to stiff clays)

    Torvane

    PocketPenetrometer

    Pressuremeter

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)

    StandardPenetrationTest,SPT

  • PLANVIEW

    Vane shear testThis is one of the most versatile and widely used devices used for investigatingundrained shear strength (Cu) and sensitivity of soft clays

    Borehole(diameter=DB)

    h>3DB)

    Vane

    D

    H

    AppliedTorque,T

    Vane T

    Rupturesurface

    Disturbedsoil

    Rate of rotation : 60 120 per minuteTest can be conducted at 0.5 m verticalintervals

  • Insitu shear tests

    Vane shear test

    Torvane(suitableforverysofttostiffclays)

    PocketPenetrometer

    Pressuremeter

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)

    StandardPenetrationTest,SPT

  • Torvane

    Torvane is a modification to the vane

  • Insitu shear tests

    Vane shear test

    Torvane

    PocketPenetrometer(suitableforverysofttostiffclays)

    Pressuremeter

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)

    StandardPenetrationTest,SPT

  • Pocket Penetrometer

    Pushed directly into the soil. The unconfined compressionstrength (qu) is measured by a calibrated spring.

  • Swedish Fall Cone (suitable for very soft to soft clays)

    The test must be calibrated

    Soilsample

    CuMassofthecone 1/(penetration)2

  • Insitu shear tests

    Vane shear test

    Torvane

    PocketPenetrometer

    Pressuremeter(suitableforallsoiltypes)

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)

    StandardPenetrationTest,SPT

  • Pressuremeter

    Pre boredorself boredhole

    Guardcell

    Measuringcell

    Guardcell

    Coaxialtube

    Water

    Air

  • Insitu shear tests

    Vane shear test

    Torvane

    PocketPenetrometer

    Pressuremeter

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)(suitableforallsoiltypesexceptverycoursegranularmaterials)

    StandardPenetrationTest,SPT

  • Static ConePenetrometertest

    Cone penetrometers withpore water pressuremeasurement capability areknown as piezocones

    40mm

    40mm

    40mm

    40mm

  • Insitu shear tests

    Vane shear test

    Torvane

    PocketPenetrometer

    Pressuremeter

    StaticConePenetrometertest(PushConePenetrometerTest,PCPT)

    StandardPenetrationTest,SPT(suitableforgranularmaterials)

  • Standard Penetration Test, SPT

    SPT is the most widely used test procedure to determine theproperties of insitu soils

    63.5kg

    0.76m

    Drillrod0.15m0.15m0.15m

    Numberofblows=N1Numberofblows=N2Numberofblows=N3

    Standardpenetrationresistance(SPTN)=N2 +N3

    Number of blows for the first 150 mmpenetration is disregarded due to thedisturbance likely to exist at the bottom of thedrill hole

    The test can be conducted at every 1m verticalintervals

    Various correlations have been developed to determine soilstrength parameters (c, ect) from N

  • Standard Penetration Test, SPT

    SPT(Manualoperation)