laporan akhir geomekanika bab i.docx

1

BAB I

PERSIAPAN (PREPARASI)

1.1 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk membuat sampel dari semen dan

batu pasir yang kemudian digunakan untuk percobaan selanjutnya.

1.2 Teori Dasar

1.2.1 Mekanika Tanah

Ilmu Mekanika Tanah adalah ilmu yang alam perkembangan

selanjutnya akan mendasari dalam analisis dan desain

perencanaan suatu pondasi. Sehingga para siswa disini dituntut

untuk dapat membedakan antara mekanika tanah dengan teknik

pondasi.

Mekanika tanah adalah suatu cabang dari ilmu teknik yang

mempelajari perilaku tanah dan sifatnya yang diakibatkan oleh

tegangan dan regangan yang disebabkan oleh gaya-gaya yang

bekerja. Sedangkan Teknik Pondasi merupakan aplikasi prinsip-

prinsip Mekanika Tanah dan Geologi. , yang digunakan dalam

perencanaan dan pembangunan pondasi seperti gedung, jembatan,

jalan, bendung clan lain-lain. Oleh karena itu perkiraan dan

pendugaan terhadap kemungkinan adanya penyimpangan

dilapangan dari kondisi ideal pada mekanika tanah sangat penting

dalam perencanaan pondasi yang benar.

Agar suatu bangunan dapat berfungsi secara sempurna, maka

seorang insinyur harus bisa membuat perkiraan dan pendugaan

yang tepat tentang kondisi tanah dilapangan.

1.2.2 Mekanika Batuan

Banyak para ahli yang mendefinisikan mekanka batuan,

contohnya menurut Tablore dan Coates. Menurut Tablore

Mekanika batuan adalah sebuah teknik yang juga sebuah sains

yang tujuannya adalah mempelajari perilaku batuan ditempat

LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

2

asalnya untuk dapat mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang

dibuat pada batuan tersebut, sedangkan menurut Coates

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya

atau tekanan pada sebuah benda. Secara umum Mekanika batuan

adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila

dikenakan gaya atau tekanan.

1.2.3 Uji Kuat Tekan Uniaksial ( UCS )

Penekanan uniaksial terhadap contoh batuan selinder merupakan

uji sifat mekanik yang paling umum digunakan. Uji kuat tekan

uniaksial dilakukan untuk menentukan kuat tekan batuan (σt ),

Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v) , dan kurva tegangan-

regangan dengan cara contoh batuan berbentuk silinder ditekan

atau dibebani sampai runtuh. Perbandingan antara tinggi dan

diameter contoh silinder yang umum digunakan adalah 2 sampai

2,5 dengan luas permukaan pembebanan yang datar, halus dan

paralel tegak lurus terhadap sumbu aksis contoh batuan. Dari hasil

pengujian akan didapat beberapa data seperti ; Kuat Tekan

Batuan (σc), Modulus Young ( E ), dan Nisbah Poisson ( Poisson

Ratio ).

1.2.4 Uji Geser Langsung

Kekuatan geser tanah (soil shear strength) dapat di definisikan

sebagai kemampuan maksimum tanah untuk bertahan terhadap

usaha perubahan bentuk pada kondisi tekanan (pressure) dan

kelembapan tertentu (Head, 1982). Kekuatan geser dapat diukur

dilapangan maupun dilaboratorium. Pengukuran dilapangan antara

lain dapat dilakukan menggunakan vane shear, plate load dan test

penetrasi. Pengukuran dilaboratorium meliputi penggunaan

miniatur vane shear, direct shear, triaxial compression dan

unconfined compression (sallberg, 1965) dan fall-cone soil shear

strength.

1.2.5 Uji Point Load ( Point Load Test )

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan ( strength )

dari percontoh batu secara tidak langsung dilapangan. Percontoh


3

batuan dapat berbentuk silinder. Peralatan yang digunakan mudah

dibawa-bawa, tidak begitu besar dan cukup ringan.

1.2.6 Uji Sifat Fisik

Tujuan dari pengujian sifat fisik diantaranya : Untuk Mendapatkan

sifat-sifat fisik batuan di laboratorium dengan peralatan yang

tersedia, seperti :

Bobot isi asli ( natural density )

Bobot isi kering ( dry density )

Bobot isi jenuh ( saturated density )

Berat jenis sejati ( apparent specific gravity )

Berat jenis sejati ( true specific gravity )

Kadar air asli ( natural water content )

Kadar air jenuh ( saturated water content )

Derajat kejenuhan ( degree of saturation )

Porositas

Void ratio

1.3 Alat dan Bahan

1.3.1 Membuat Sampel Semen

Adapun alat-alat yang digunakan adalah sebagai berikut :

Paralon Plastik

Ember

Adukan

Tali Rapia

Bahan-bahan yang digunakan sebagai berikut :

Semen

Pasir

Air

1.3.2 Pemotongan Sampel Semen

Peralatan yang digunakan pada pemotongan sampel semen

adalah mesin pemotong ( cutting machine ) dengan panjang

diameter pemotongan 4 kali diameter core, digerakan dengan

motor 3 fase. Dilengkapi dengan aliran air yang berfungsi sebagai

pembilas dan untuk mendinginkan edge.


4

1.3.3 Mengukur Kerataan Sampel

Peralatan yang akan digunakan alat uji kerataan permukaan yang

dilengkapi dengan dial guage

1.3.4 Mengukur Diameter dan Tinggi Sampel

Alat yang digunakan adalah jangka sorong dengan ketelitian

tertentu

1.4 Prosedur

1.4.1 Pembuatan Sampel Semen

a. Siapkan paralon yang sebelumnya sudah diukur dengan

ukurannya masing-masing

b. Campur pasir dengan semen dan air untuk membuat adonan

semen

c. Masukkan adonan semen tersebut kedalam paralon, sesuai

dengan ukuran dan perbandingan komposisi semennya.

Untuk sampel besar berbanding 1 bagian pasir dengan 5

bagian semen, sampel sedang berbanding 1 bagian pasir

dengan 3 bagian semen, dan sampel kecil berbanding 1

bagian pasir dengan 1 bagian semen.

d. Diamkan selama satu minggu, untuk selanjutnya dikeluarkan

dari cetakan paralaon

e. Maka hasil akhirnya adalah sampel yang terbuat dari

campuran semen dan pasir dengan perbandingan yang

berbeda-beda dan berbentuk silinder.

1.4.2 Pemotongan Sampel Semen

a. Letakkan core dengan posisi horizontal dan disesuaikan

dengan alas yang ada pada setting mesin.

b. Kemudian batuan dijepit supaya sewaktu melakukan

pemotongan core silinder tidak bergerak

c. Alirkan air dengan debit konstan sesuai dengan jenis batuan

yang akan dipotong

d. Injak pedal pemotong untuk mendekatkan cutting edge

dengan batuan secara langsung perlahan-lahan

memperlihatkan kemajuan edge dalam pemotongan specimen


5

e. Perhatikan kondisi pemotongan sampai samprl yang akan

diambil sesuai dengan ukuran yang dikehendaki

f. Maka hasil akhir yang didapat adalah core dengan panjang

minimal dua kali diameter.

Foto 1.1 Pemotongan Sampel Menggunakan cutting machine

1.4.3 Mengukur Kerataan Sampel

a. Core diletakan horizontal disesuaikan dengan bentuk letak

roda-roda yang ada pada alat tersebut.

b. Kemudian core dihimpitkan dengan panel kerataan yang ada

dekat dial gauge.

c. Perhatikan angka yang ditunjukan dengan dial gauge,

kemudian setel gauge sehingga menunjukan angka 0.

d. Putar core sedikit demi sedikit dan perhatikan perubahan

kerataannya dilihat dari jarum gauge.

e. Syarat utama, jangan sampai dial gauge melebihi satu

putaran atau kemiringan sample lebih dari 1 mm.

f. Jika dari uji kerataan diperoleh nilai melebihi 2 mm atau lebih,

maka dilakukan peralatan dengan diampelas atau jika terlalu

besar dilakukan pemotongan ulang.

g. Lakukan prosedur a hingga e sampai didapat kerataan sample

maksimal kurang dari 1 mm.


6

h. Maka hasil yang didapatkan adalah core yang mempunyai

kerataan yang benar-benar sesuai dengan syarat uji

selanjutnya.

Foto 1.2Perataan Sampel Menggunakan Gerinda

1.4.4 Mengukur Diameter dan Tinggi Sampel

a. Lakukan pengukuran panjang sample sebanyak 3 kali

pengukuran untuk setiap sample.

b. Kemudian lakukan pengukuran diameter sample, minimal 3

kali pengukuran setiap ujungnya.

c. Hasil pengukuran dilihat kembali, jika ada yang melebihi dari

dari ukuran yang diizinkan, maka harus dilakukan

pemotongan kembali atau cukup diampelas jika hanya sedikit.

d. Maka hasil yang didapatkan core yang mempunyai kerataan

yang benar-benar sesuai dengan syarat uji selanjutnya.

1.5 Hasil Pengamatan

Sampel Semen

Tabel 1.1 Data Sampel Semen Ukuran Besar

BesarPengukuran Ke Panjang (Cm) Diameter (Cm)

1 14,48 7,24


7

2 11,44 5,72

Tabel 1.2Data Sampel Semen Ukuran Kecil

Kecil

Pengukuran Ke Panjang (Cm) Diameter (Cm)

1 14,62 7,31

2 11,52 5,76

Foto 1.3Sampel Semen Ukuran Besar,dan kecil

Sampel Batu Pasir

Tabel 1.3 Data Sampel Batu Pasir Uji Sifat Fisik 1 dan 2

Pengukuran keSifat Fisik 1 Sifat Fisik 2

Diameter (Cm) Diameter (Cm)

1 6,1 6

2 6,05 6


8

Foto 1.4Sampel Batu Pasir Uji Sifat Fisik 1 dan 2

Tabel 1.4 Data Sampel Batu Pasir Uji Kuat Tarik 1 dan 2

Pengukuran KeKuat Tarik 1 Kuat Tarik 2


1 6,1 6

2 6,05 6

Foto 1.5Sampel Batu Pasir Uji Kuat Tarik 1 dan 2

Tabel 1.5 Data Sampel Batu Pasir Uji Point Load 1 dan 2

Pengukuran KePoint Load 1 Point Load 2


1 5,25 5,5

2 5,12 5,34


9

Foto 1.6Sampel Batu Pasir Uji Point Load 1 dan 2

Tabel 1.6 Data Sampel Batu Pasir Uji Kuat Geser 1 dan 2

Pengukuran

Ke

Kuat Geser 1 Kuat Geser 2


1 10,2 10,7

2 10,17 10,62

Foto 1.7Sampel Batu Pasir Uji Kuat Geser 1,dan 2


10

1.6 Analisa

Pada praktikum kali ini hanya melakukan persiapan untuk melakukan

percobaan selanjutnya. Untuk sampel semen digunakan pada saat

melakukan percobaan uji kuat tekan uniaksial ( UCS ). Pada saat

pembuatan sampel semen harus rata dan rapi sehingga sampai harus

digerinda, yang bertujuan untuk meratakan bagian dari permukaan

sampel, agar sampel bisa didirikan atau bisa berdiri tegak dengan

permukaannya yang halus.

Untuk sampel dari batu pasir digunakan untuk percobaan sifat fisik, kuat

tarik, kuat geser, dan point load. Pada sampel uji kuat geser, sampel

harus dibagi dua, yang bertujuan untuk bisa mengetahui seberapa kuat

geser tanah.

1.7 Kesimpulan

Setelah melakukan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa, praktikum ini

hanya mempersiapkan untuk percobaan selanjutnya dengan cara

membuat sampel dari semen dan sampel dari batu pasir. Untuk sampel

semen digunakan untuk percobaan uji kuat tekan uniaksial atau UCS.

Untuk sampel dari batu pasir digunakan untuk percobaan kuat geser, kuat

tekan, kuat tarik, dan pont load.


11

BAB II

SIFAT FISIK BATUAN

2.1 Tujuan

Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari

batuan. Cara ini dapat digunakan terhadap batuan yang tidak mudah hancur,

mengembang dan melekat satu dengan yang lainnya, serta tidak meresap air

bila dipanaskan.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Definisi Sifat Fisik Batuan

Terdapat dua jenis sifat yanga ada pada batuan, yaitu sifat fisik dan sifat

mekanik. Sifat mekanik hanya bias kita ketahui melalui pengujian – pengujian

pada sampel batuan yang ingin kita ketahui informasinya. Informasi ini

diantaranya data kekuatan sampel apabila diberi gaya atau diberi tegangan. Data

inilah yang dinamakan sifat mekanik, karena untuk mengetahui data mekanik kita

harus memberikan gaya untuk mengujinya. Sementara itu sifat yang kedua

adalah sifat fisik dimana data yang kita cari informasinya bisa kita peroleh dari

sampel tanpa melakukan gaya atau tekanan terhadap sampel batuan tersebut.

Berikut adalah sifat Fisik Batuan :

a. Bobot isi asli ( Natural Density ) = Wn / ( Ww – Ws )

b. Bobot isi kering ( dry density ) = Wo / ( Ww – Ws )

c. Bobot isi jenuh ( saturated density ) = Ws / ( Ww – Ws )

d. Apparent Specific gravity = (Bobot isi kering / bobot isi air )

e. True Specific gravity = [ Wo / (Wo-Ws) ] / bobot isi air

f. Kadar air asli = [ (Wn-Wo) / Wo ] x 100 %

g. Derajat Kejenuhan = {(Wn-Wo) / (Ww-Wo)} x 100 %

h. Porositas n = { (Ww-Wo) / (Ww-Ws) } x 100 %

i. Void Ratio : e = n / ( 1 – n )


12

2.2.2 Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (volume

yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Jadi semakin tinggi nilai

porositas akan menunjukan semakin banyak rongga atau ruang kosong di dalam

batuan. Terdapat dua jenis porositas yaitu porositas antar butir dan porositas

rekahan. Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan

volume 0,001 m3, dan media berpori tersebut dapat terisi air sebanyak 0,00023

m3, maka porositasnya adalah: 0.23 x 100% = 23 %

Pada kenyataannya, porositas didalam suatu sistem panasbumi sangat

bervariasi. Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar

sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1)

pada rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media

berpori berharga antara 5 – 30%.

2.2.3 Kecepatan Aliran Fluida

Kecepatan aliran darcy atau flux velocity (v) adalah laju alir rata-rata

volume flux per satuan luas penampang di media berpori. Sedangkan kecepatan

rata-rata fluida yang melalui media berpori dikenal sebagai interstitial velocity (u).

Hubungan antara kedua parameter kecepatan tersebut adalah sebagai berikut:

Harga flux velocity pada umumnya sekitar 10-6 m/s. Besarnya interstitial

velocity digunakan untuk kecepatan suatu partikel (partikel kimia penjejak atau

tracer) yang mengalir pada media berpori.

2.2.4 Permeabilitas

Permeabilitas adalah parameter yang memvisualisasikan kemudahan

suatu fluida untuk mengalir pada media berpori. Parameter ini dihubungkan

dengan kecepatan alir fluida oleh hukum Darcy.

Tanda negatif dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila

tekanan bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan arah

dengan pertambahan tekanan tersebut. Dari persamaan (2.3) dapat dinyatakan

bahwa kecepatan alir fluida (kecepatan flux) berbanding lurus dengan k/m,

dimana didalam teknik perminyakan, k/m dikenal sebagai mobility ratio.

Permeabilitas mempunyai arah, dimana ke arah x dan y biasanya mempunyai

permeabilitas lebih besar dari pada ke arah z. Sistem ini disebut anisotropic.


13

Apabila permeabilitas tersebut seragam ke arah horizontal maupun

vertikal disebut sistem isotropik. Satuan permeabilitas adalah m2. Pada

umumnya pada reservoir panasbumi, permeabilitas vertikal berkisar antara 10-14

m2, dengan permeabilitas horizontal dapat mencapai 10 kali lebih besar dari

permeabilitas vertikalnya (sekitar 10-13 m2). Satuan permeabilitas yang umum

digunakan didunia perminyakan adalah Darcy (1 Darcy = 10-12 m2).

2.2.5 Densitas Batuan

Densitas batuan dari batuan berpori adalah perbandingan antara berat

terhadap volume (rata-rata dari material tersebut). Densitas spesifik adalah

perbandingan antara densitas material tersebut terhadap densitas air pada

tekanan dan temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 103kg/m3.

2.2.6 Sampel Uji Sifat Fisik

Pada umumnya sifat fisik batuan seperti bobot isi ”Spesific Gravity”,

porositas, dan absorbsi ”Void Ratio” dapat digunakan untuk menentukan kedua

sifat batuan. Pertama-tama adalah penetuan sifak fisik batuan yang merupakan

pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test), kemudian dilanjutkan dengan

penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak

(Destructive Test) sehingga contoh fasture (hancur).

Pembutan contoh batuan dapat dilakukan dilaboratorium maupun

dilapangan (insitu). Pembuatan percontohan dilaboratorium dilakukan dari blok

batuan yang diambil dilapangan hasil pemboran Core (inti). Sampel yang didapat

berbentuk selinder dengan diameter pada umumnnya antara 50-70 mm dan

tingginya dua kali diameter tersebut. Ukuran percontohan dapat lebih kecil dari

ukuran yang disebut diatas tergantung maksud pengujian.

Batu Pasir terbentuk dari sementasi dari butiran-butiran pasir yang

terbawa oleh aliran sungai, angin, dan ombak dan akhirnya terakumulasi pada

suatu tempat. Ukuran butiran dari batu pasir ini 1/16 hingga 2 milimeter.

Komposisi batuannya bervariasi, tersusun terutama dari kuarsa, feldspar atau

pecahan dari batuan, misalnya basalt, riolit, sabak, serta sedikit klorit dan bijih

besi.Batu pasir tahan terhadap cuaca tapi mudah untuk dibentuk. Hal ini

membuat jenis batuan ini merupakan bahan umum untuk bangunan dan jalan.

Karena kekerasan dan kesamaan ukuran butirannya, batu pasir menjadi bahan

yang sangat baik untuk dibuat menjadi batu asah (grindstone) yang digunakan

untuk menajamkan pisau dan berbagai kegunaan lainnya. Bentukan batuan yang


14

terutama tersusun dari batu pasir biasanya mengizinkan perkolasi air dan

memiliki pori untuk menyimpan air dalam jumlah besar sehingga menjadikannya

sebagai akuifer yang baik selain itu batu pasir kuarsa berguna pencampur

semen.

Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila

basah terkena air dan sulit diolah. Ini disebabkan lempung mengandung partikel

yang berukuran sangat kecil sehingga lebih padat karena ikatan partikel di

dalamnya lebih erat. Karena memiliki sifat seperti itu, tanah akan terasa berat

dan susah diolah terutama di musim penghujan, namun tanah ini akan menjadi

sangat keras dan pecah di musim kemarau. Bahkan karena sifatnya itu, air lebih

sulit meresap sehingga mempunyai kemampuan untuk menahan air dan unsur

hara cukup baik, tidak terlalu lekat dan keras sehingga mudah untuk dikerjakan

sebagai usaha tani padi sawah. batu lempung atau tanah liat adalah untuk

digunakan sebagai bahan baku pembuatan keramik, genteng, batu bata.

2.3 Alat-Alat yang Digunakan

a. Desikator, digunakan untuk menyedot udara yang ada pada pori-

pori specimen

b. Pemanas (oven) dengan temperatur 105˚ C s/d 110˚ C, digunakan

untuk memanaskan specimen selama kurang lebih 24 jam

c. Jangka sorong, untuk mengukur diameter dan panjang specimen

d. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr

e. Pompa vacum, untuk menjenuhkan specimen

f. Stopwatch

2.4 Prosedur

1. Siapkan ± 6 – 7 spesimen yang berbentuksilinder

2. Volume batuan diukur dengan menentukan dimensinya

menggunakan jangka sorong

3. Spesimen dijenuhkan dalam tabung vacum dengan daya isap

kurang dari 0,008 kg/cm2 selama 24 jam

4. Batuan diangkat dari tempat pemvacuman setelah penjenuhan 24

jam


15

5. Batuan dicuci untuk menghilangkan kotoran yang menempel pada

batuan tersebut dan dikeringkan dengan lap bersih dan kering

6. Kemudian dilakukan penimbangan untuk mengetahui berat jenuh

tergantung pada tiap-tiap batuan dengan terlebih dahulu

menimbang cawan timbangan

7. Dilakukan penimbangan berat jenuh tiap-tiap batuan

8. Selanjutnya batuan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 105˚C

-110˚ C selama kurang lebih 24 jam

9. Setelah di oven selama ± 24 jam batuan diangkat dari oven untuk

melakukan penimbangan berat kering, dilakukan setelah batuan itu

didinginkan terlebih dahulu.

2.5 Data Percobaan

Sampel I

Berat Container : 14,2 gram

Berat Pasir : 155,6 gram

Berat Jenuh : 159,1 gram

Berat Jenuh Tergantung : 39,1 gram

Berat Container Kering Tergantung : 6,4 gram

Berat Kering : 153,5 gram

Sampel II

Berat Container : 13,4 gram

Berat Pasir : 156,4 gram

Berat Jenuh : 165,8 gram

Berat Jenuh Tergantung : 50 gram


16

Berat Container Kering Tergantung : 6,3 gram

Berat Kering : 160,5 gram

2.6 Pengolahan Data

Sampel I

Wn = Berat Pasir - Berat Container

= 155,6 gram – 14,2 gram

= 141,4 gram

Ww = Berat Jenuh – Berat Container

= 159,1 gram -14,2 gram

= 144,9 gram

Ws = Berat Tergantung Jenuh - Berat Container Kering Tergantung

= 39,1 gram – 6,4 gram

= 32,7 gram

Wo = Berat kering - Berat Container Kering Tergantung

= 1533,5 gram – 14,2 gram

= 139,3 gram

Berat isi asli

ɣn = wn

ww−ws

= 141,4 gram

144,9gram−32,7 gram

= 141,4 gram112,2 gram

= 1,26 gram

Berat isi jenuh

ɣs = ww

ww−ws

= 144,9gram



17

= 144,9gram112,2 gram

= 1,291 gram

Bobot isi kering

ɣd = wo

ww−ws

= 139,3gram


= 144,9gram112,2 gram

= 1,241 gram

Apparen = ɣd

bobot asli

= 1,241gram1,26 gram

= 0,984 gram/cc

True = wo

wo−ws / bobot asli

= 139,3gram

139,3gram−32,7 gram / 1,26 gram

= 139,3gram1,26gram

= 1,037 gram/cc

Kadar air asli

W = wn−wo

wo x 100%

= 141,4 gram−139,3gram

139,3gram x 100%

= 2,1gram

139,3gram x 100%

= 1,507 %


18

Kadar air jenuh

A = ww−wo

wo x 100%

= 144,9gram−139,3 gram

139,3 gram x 100%

= 5,6gram

139,3gram x 100%

= 4,02%

Derajat kejenuhan

S = wn−woww−wo

x 100%

= 141,4 gram−139,3gram144,9gram−139,3gram x 100%

= 2,1gram5,6gram x 100%

= 37,5%

Porositas

n = ww−woww−ws

x 100%

= 144,9gram−139,3 gram144,9 gram−32,7 gram x 100%

= 5,6 gram

112,2gram x 100%

= 0,04991x 100%

= 4,991%

Void ratio

e = n

1−n


19

= 0,04991

1−0,04991

= 0,049910,95009

= 0,0525

Sampel II

Wn = Berat Pasir - Berat Container

= 156,4 gram – 13,4 gram

= 143 gram

Ww = Berat Jenuh – Berat Container

= 165,8 gram -13,4 gram

= 152,4 gram

Ws = Berat Tergantung Jenuh - Berat Container Kering Tergantung

= 50 gram – 6,3 gram

= 43,7 gram

Wo = Berat kering - Berat Container Kering Tergantung

= 160,5 gram – 13,4 gram

= 147,1 gram

Berat isi asli

ɣn = wn

ww−ws

= 143 gram

152,4 gram−43,7 gram

= 143gram

108,7gram

= 1,315 gram

Berat isi jenuh

ɣs = ww

ww−ws

= 152,4 gram



20

= 152,4 gram108,7gram

= 1,402 gram

Bobot isi kering

ɣd = wo

ww−ws

= 147,1 gram


= 147,1gram108,7gram

= 1,353 gram

Apparen = ɣd

bobot asli


= 1,02 gram/cc

True = wo

wo−ws / bobot asli

= 147,1gram

147,1gram−43,7 gram / 1,315 gram


= 1,082 gram/cc

Kadar air asli

W = wn−wo

wo x 100%

= 147,1gram−143 gram

147,1gram x 100%

= 4,1gram

147,1gram x 100%

= 2,787 %


21

Kadar air jenuh

A = ww−wo

wo x 100%

= 152,4 gram−147,1gram

147,1gram x 100%

= 5,3 gram

147,1gram x 100%

= 3,602%

Derajat kejenuhan

S = wn−woww−wo

x 100%

= 147,1gram−143 gram

152,4 gram−147,1gram x 100%

= 4,1gram5,3gram x 100%

= 77,358%

Porositas

n = ww−woww−ws

x 100%

= 152,4 gram−147,1gram152,4 gram−43,7 gram x100%

= 5,3gram

108,7gram x 100%

= 0,04875 x100%

= 4,875%


22

2.7 Analisa

Pada percobaan ini sampel yang digunakan adalah batu pasir yang telah

dipersiapkan pada percobaan sebelumnya. Untuk melakukan percobaan

ini sampel harus divakum terlabih dahulu, yang bertujuan untuk menyedot

atau menghilangkan udara yang berada didalam rongga-rongga sampel.

Pada saat sampel divakum harus berada didalam air, agar udara-udara

yang berada didalam sampel hilang dan rongga-rongga udara tadi

langsung tergantikan oleh air, dengan demikian maka akan didapatkan

berat jenuh. Setelah divakum sampel di oven selama 24 jam yang

bertujuan untuk menghilangkan atau membuang air didalam sampel,

dengan demikian sampel menjadi kering dan berat kering dari sampel

bisa diketahui.

Percobaan ini menggunakan 2 sampel yang sama untuk melihat

perbandingan yang terdapat pada kedua sampel tersebut. Pada sampel

pertama dan kedua selisih berat sampel tidak jauh berbeda. Faktor

kemungkinan kesalahan data mungkin terdapat pada penimbangan

sampel. Mungkin pada saat penimbangan, ada bagian sampel yang patah

atau pecah sehingga sampel tidak tertimbang semua.

2.8 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa sifat fisik

batuan bisa diketahui dengan cara menimbang sampel dalam keadaan

jenuh, menimbang sampel dalam keadaan jenuh tergantung, menimbang

berat kering sampel, dan menimbang sampelnya saja.


23

BAB III

SIFAT MEKANIS BATUAN

3.1 Uji Kuat Tekan Uniaxial

3.1.1 Tujuan

Untuk mengukur kuat tekan tertinggi yang bisa diterima batuan yang

membebaninya pada sumbu axial, mengukur deformasi axial dan diameteral

untuk bisa mendapatkan nilai sifat elastisitas dan karakteristik dari batuan.

3.1.2 Landasan Teori

Pada pengujian ini dengan mempergunakan mesin tekan gunanya untuk

menekan contoh sampel batuan yang berbentuk silinder, balok ataupun prisma

dari satu arah atau uniaxial. Sebaran tegangan pada contoh sampel batuan

secara teoritis yaitu searah dengan gaya yang di kenakan pada contoh sampel

tersebut, tapi juga dalam aslinya arah tegangan tidak searah deangan gaya yang

di kenakan pada contoh sampel karena diakibatkan adanya pengaruh dari plat

penekan mesin tekan yang menghimpit sampel.

Ada beberapa istilah dan definisi yang berkaitan dengan uji kuat tekan

uniaxial yaitu :

Kondisi runtuh benda uji

Suatu peristiwa yang ada pada pengujian kuat tekan batu dimana pada

pembacaan manometer beban sumbu sudah dapat menghasilkan

penurunan beban sumbu pada saat setelah pembacaan maksimum sudah

tidak mampu dapat dicapai lagi.

Kuat tekan

Besarnya beban pada sumbu maksimum per satuan luas yang bisa ditahan

oleh benda uji tersebut sehingga terjadi keruntuhan dan dinyatakan dalam


24

satuan MPa. Antara batuan dengan sinar matahari, air dan perubahan

cuaca bisa mengakibatkan adanya pelapukan ataupun perapuhan pada

batuan maupun mineral penyusunnya. Pelapukan dan perapuhan ini

mengakibatkan kekuatan pada batuan menurun. Kejadian berhubungan

antara kuat tekan uniaksial (UCS) atau porositas batuan dengan Slake

Durability Index pada contoh batuan, adalah batu lempung dan batu

lempung kelanauan. Batasan masalah yang terjadi contoh batuan yang

akan diuji yaitu batu lempung dan batu lempung kelanauan hal ini dititik

beratkan kepada porositas, kuat tekan batuan (UCS), dan ketahanan

contoh batuan terhadap slaking. Pengujian dilakukan untuk dapat

mengetahui hubungan antara kuat tekan batuan (UCS) dan porositas

dengan Slake Durability Index. Pelapukan batuan Slake Durability Index

Sifat Fisik Bobot isi spesifik gravity kadar air porositas yaitu merupakan

perbandingan antara dari volume rongga di dalam batuan dengan volume

total batuan. Porositas suatu batuan dinyatakan dalam persen (%). Void

ratio (e) Kuat Tekan Batuan (UCS) Kekuatan contoh pada batuan dengan

pembebanan sampai dengan batas kekuatan maksimum dari batuannya itu

sendiri dipengaruhi oleh dimensi contohnya batuan. Pelapukan perusakan

batuan di kulit bumi karena adanya pengaruh cuaca (suhu, curah hujan,

kelembaban, atau angin), penghancuran batuan dari bentuk gumpalan

menjadi bentuk butiran yang lebih kecil bahkan bisa menjadi hancur

ataupun larut dalam air. Adapun macam-macam elapukan yaitu pelapukan

mekanis, pelapukan kimiawi, dan pelapukan biologis. Pelapukan mekanis

yaitu proses penghancuran batuan secara fisik tanpa adanya perubahan

kimiawi. Pelapukan kimiawi yaitu proses pelapukan dimana pada batuan

mengalami perubahan kimiawi yang pada umumnya berupa pelarutan.

Pelapukan biologis atau biasa disebut juga pelapukan organis yaitu terjadi

akibat adanya proses organis Slake Durability Index.

Stabilisasi Tanah Dengan Semen

Stabilisasi tanah dengan semen yaitu suatu campuran berasal dari tanah

yang dihancurkan, semen dan air yang kemudian dikerjakan proses

pemadatan yang dapat memperoleh suatu bahan yang baru yang disebut

tanah semen ( soil cement ). Pada stabilisasi tanah dengan semen, semen

tidak hanya berperan untuk mengisi pori-pori tanah, tetapi juga semen


25

menempel pada bagian bidang-bidang kontak antara butiran-butiran tanah

dan fungsinya yaitui sebagai bahan pengikat yang kuat. Proses interaksi

antara tanah dengan semen yaitu sebagai Absorpsi air dan reaksi

pertukaran ion bahwa sebuah partikel semen yang kering yang tersusun

secara heterogen dan memiliki isi kristal-kristal 3CaO.SiO2, 4CaO.SiO4,

3CaO.Al2O3 dan dari bahan-bahan yang padat yang berupa

4CaO.Al2O3Fe2O3. Jika semen dicampurkan pada tanah, ion kalsium Ca+

++ akan dilepaskan melalui proses hidrolisa dan pertukaran ion akan

berlanjut pada permukaan partikel-partikel lempung. Dengan melalui reaksi

ini partikel-partikel lempung akan menggumpal sehingga mengakibatkan

konsistensi tanah akan menjadi lebih baik, pada reaksi terbentuknya

kalsium silikat dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung, maka pada reaksi

utama yang berkaitan dengan kekuatan yaitu hidrasi dari A-lite

(3CaO.SiO2) dan B-lite (2CaO.SiO2) yang terdiri dari kalsium silikat dan

melalui proses hidrasi tadi hidrat-hidrat seperti contohnya kalsium silikat

dan aluminat terbentuk. Senyawa-senyawa seperti ini berperan dalam

pembentukan ataupun pengerasan, reaksi pozzolan kalsium hidroksida

yang dihasilkan pada proses hidrasi akan bisa membentuk reaksi dengan

tanah (reaksi pozzolan) yang sifatnya memperkuat ikatan antara partikel,

karena berfungsi sebagai pengikat.

Reaksi Pertukaran Ion

Butiran lempung pada kandungan tanah memiliki bentuk halus dan

bermuatan negatif. Ion positif seperti contohnya ion hidrogen, ion sodium,

ion kalsium serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat di permukaan

butiran-butiran lempung. Jika kapur dicampurkan dengan tanah dengan

kondisi seperti diatas tersebut, maka pertukaran ion akan segera terjadi

dan ion sodium yang berasal dari kapur akan diserap oleh permukaan

butiran lempung. Hal ini diikuti oleh flokulasi butir-butir lempung menjadi

bentuk gumpalan-gumpalan butir kasar yang gembur. Efeknya yaitu pada

umumnya dap[at menambah batas plastis dan memperkecil batas cair.

Efek dari keseluruhan yaitu memperkecil indeks plastis.

Penekanan Uniaksial

Penekanan uniaxial terhadap contoh batuan silinder yaitu salah satu

merupakan uji sifat mekanik yang biasa umum digunakan. Uji kuat tekan


26

uniaksial dikerjakan untuk bisa menentukan kuat tekan batuan (σt ),

Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v) , dan kurva tegangan-regangan.

Contoh dari batuan berbentuk silinder yang ditekan ataupu dibebani

sampai runtuh. Perbandingan dari tinggi dan diameter contoh silinder yang

biasa dipakai yaitu 2 sampai 2,5 dan luas permukaan pembebanan harus

yang datar, halus dan paralel tegak lurus dengan sumbu aksis contoh

batuan.

Modulus Young ( E )

Modulus Young atau modulus elastisitas yaitu merupakan faktor yang

sangat penting dalam untuk mengevaluasi deformasi dari batuan pada

kondisi pembebanan yang bervariasi. Nilai dari modulus elastisitas batuan

sangat bervariasi dari satu contoh batuan dari satu daerah geologi yang

satu ke daerah geologi yang lainnya dikarenakan adanya perbedaan dalam

hal formasi batuan dan genesa atau mineral pembentuknya. Modulus

elastisitas yang dipengaruhi oleh tipe batuan, porositas, ukuran partikel,

dan kandungan air. Modulus elastisitas akan lebih tinggi nilainya apabila

diukur dengan tegak lurus perlapisan daripada diukur sejajar dengan arah

perlapisan. Modulus elastisitas biasa dihitung dari perbandingan tegangan

aksial dengan regangan aksial. Modulus elastisitas bisa ditentukan yang

didasarkan pada persamaan :

Е=Δσ:Δεa

Keterangan: E = Modulus elastisitas (MPa)

Δσ. = Perubahan tegangan (MPa)

Δεa = Perubahan regangan aksial (%)

Terdapat tiga cara yang bisa dipakai untuk bisa menentukan nilai modulus

elastisitas yaitu : Tangent Young’s Modulus, yaitu suatu perbandingan

antara tegangan aksial dengan regangan aksial yang dihitung dengan

persentase yang tetap dari nilai kuat tekan. Umumnya biasa diambil 50%

dari nilai kuat tekan uniaksial. Young’s Modulus, adalah perbandingan

tegangan aksial dengan perbandingan regangan aksial yang dihitung

dengan pada bagian linier dari kurva tegangan- tegangan. Secant Young’s

Modulus, adalah perbandingan antara tegangan aksial dengan regangan

aksial yang dihitung dengan membuat garis lurus yang dimulai dari

tegangan nol ke suatu titik pada kurva regangan-tegangan dalam


27

persentase yang tetap dari nilai kuat tekan. Yang umumnya biasa diambil

50% dari nilai kuat tekan uniaksial.

Nisbah Poisson ( Poisson Ratio )

Nisbah Poisson yaitu sebagai suatu perbandingan negatif antara regangan

lateral dan regangan aksial. Nisbah Poisson bisa menunjukkan adanya

suatu pemanjangan ke arah lateral (lateral expansion) akibat dari adanya

tegangan didalam arah aksial. Sifat pada mekanik ini bisa ditentukan

dengan memakai persamaan :

V=–εl:εa

Keterangan: V = Nisbah Poisson

ε l = regangan lateral (%)

εa = regangan aksial (%)

Pada pengujian kuat tekan uniaksial ini terdapat suatu tipe pecah contoh

pada batuan saat runtuh. Tipe pecah pada batuan tergantung pada tingkat

ketahanan contoh pada batuan dan kualitas permukaan contoh batuan yang

bersentuhan secara langsung dengan permukaan alat penekan pada saat

pembebanan. Uji kuat tekan uniaksialdapat menghasilkan tujuh tipe pecah, yaitu

diantaranya :

a. Cataclasis

b. Belahan arah aksial

c. Hancuran kerucut

d. Hancuran geser

e. Hancuran geser dari sudut ke sudut

f. Kombinasi belahan aksial dan geser

g. Serpihan mengulit bawang dan menekuk

3.1.3 Alat dan Bahan Percobaan

a. Alat

Mesin kuat tekan untuk menekan percontoh yang berbentuk silinder,

balok atau prisma dari satu arah secara menerus/kontinu hingga

spesimen pecah.


28

Sepasang plat baja berbentuk silinder yang diletkan pada kedua ujung

spesimen dengan diameter yang sama.

Dial gague untuk mengukur deformasi axial dan diameteral.

b. Bahan

sampel yang akan di uji

Foto 3.1Sampel UCS

3.1.4 Prosedur

a. Contoh batuan yang akan digunakan dalam uji ini disiapkan dengan

ukuran dimensi panjang minimal dua kali diameter perconto.

b. Spesimen diletakan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan

platform penekanan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga spesimen

berada ditengah-tengah apitan plat baja dan pastikan bahwa kedua

permukaan spesimen telah menyentuh plat baja tersebut.


29

Foto 3.2Pemasangan Sampel Pada alat

c. Skala pengukuran bebas harus ditetapkan pada keadaan netral (nol).

d. Pada alat kuat tekan dipasang tiga buah dial gauge, pemasangan alat

inidimaksudkan untuk mengukur deformasi aksial, deformasi lateral kiri dan

pengukuran deformasi lateral kanan.

Foto 3.3Pemasangan Alat Dial Gauge

e. Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik dan

catat hasil pengukuran.

f. Selama pembebanan berlangsung, secara periodik dicatat nilai deformasi

axial dan deformasi lateral yang ditunjukan oleh dial gauge. Pembacaan

ini dilakukan dalam selang waktubper 30 detik.


30

g. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga spesimen

pecah.

Foto 3.4Proses Penambahan Beban

h. Pembebanan dihentikan setelah spesimen mengalami pecah dan hasilnya

dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya


31


32

3.1.5 Data Percobaan

Tabel 3.1.1 Hasil data

SampelBeban

( kg )

Waktu

(detik)

Tegangan

(Kg/cm2 )

Regangan

(mpa)

Pembacaan Dial GaugeRegangan

Axial

Regangan

diameteralAxialDiameter

Kiri Kanan Rata”

sedang

1 : 3

250 30 9,906 0,991 11 3,5 1 2,259,909 x 10-

44,409 x 10-4

450 30 17,831 1,783 19 4,5 2 3,251,712 x 10-

35,732 x 10-4

500 30 19,812 1,981 95 60,5 26 43,258,559 x 10-

37,628 x 10-3

Kecil

1 : 1

250 30 16,450 1,645 1 1 1 11,053 x 10-

41,764 x 10-4

500 30 32,899 3,289 1,5 1,5 4 2,751,579 x 10-

44,850 x 10-4

650 30 42,769 4,277 23 22,5 14 18,252,421 x 10-

33,219 x 10-3

750 30 49,349 4,935 55 24 30 27 5,789x 10-3 4,762 x 10-3

Besar 250 30 6,093 0,609 0 0 0 0 0 0


33

1 : 5

500 30 12,185 1,219 5 4 -1 1,53,425 x 10-

42,075 x 10-4

750 30 18,278 1,828 19 12 -2 51,301 x 10-

36,916 x 10-4

1000 30 24,370 2,437 27 14 -1 6,51,849 x 10-

38,990 x 10-4

1250 30 30,463 3,046 36 16 0 82,466 x 10-

31,107 x 10-3

1500 30 36,155 3,656 40 18 0 92,739 x 10-

31,245 x 10-3

1800 8 43,866 4,387 33 11 9 102,260 x 10-

31,383 x 10-3


34

3.1.6 Perhitungan

1. Tegangan = bebanluas

Sampel sedang ( 1 : 3 )

Tegangan 1 = 250kg

25,237cm2= 9,909 kg/cm2

Tegangan 2 = 450 kg

25,237cm2= 17,8319 kg/cm2

Tegangan 3 = 500kg

25,237cm2= 19,812 kg/cm2

Sampel kecil ( 1 : 1 )

Tegangan 1 = 250kg

15,192cm2= 16,450 kg/cm2

Tegangan 2 = 500kg

15,192cm2= 32,899 kg/cm2

Tegangan 3 = 650kg

15,192cm2= 42,763 kg/cm2

Tegangan 4 = 750kg

15,192cm2= 49,349 kg/cm2

Sampel besar ( 1 : 5 )

Tegangan 1 = 250kg

41,034 cm2= 6,039 kg/cm2

Tegangan 2 = 500kg

41,034 cm2= 12,185 kg/cm2

Tegangan 3 = 750kg

41,034 cm2= 18,278 kg/cm2

Tegangan 4 = 1000kg

41,034 cm2= 24,370 kg/cm2

Tegangan 5 = 1250kg

41,034 cm2= 30,463 kg/cm2

Tegangan 6 = 1500kg

41,034 cm2= 36,555 kg/cm2

Tegangan 7 = 1800kg

41,034 cm2= 43,866 kg/cm2∆

2. Regangan = ∆ lnio


35


Regangan 1 = 11 .10−2mm

11,1cm= 9,909 . 10-4


11,1cm= 1,712 . 10-3


11,1cm=8,559 . 10-3


Regangan 1 = 1.10−2mm

95mm= 1,053 . 10-4

Regangan 2 = 1,5 .10−2mm

95mm= 1,579 . 10-4

Regangan 3 = 2,3 .10−2mm

95mm= 2,421 . 10-3


95mm= 5,789 . 10-4



146 mm= 0


146mm= 3,425 . 10-4


146mm= 1,301 . 10-3


146 mm= 1,849 . 10-3


146 mm= 2,466. 10-3


146mm= 2,738 . 10-3


146mm= 2,260 . 10-3

3. Regangan Diameteral = ∆bnDo



36

Diameteral 1 = 2,25 .10−2mm

56,7 mm= 4,409 . 10-4


56,7 mm= 5,732 . 10-4


56,7mm= 7,628 . 10-3


Diameteral 1 = 1.10−2mm56,7mm

= 1,764 . 10-4


56,7 mm= 4,850 . 10-4


56,7 mm= 3,219. 10-4

Diameteral 4 = 27 .10−2mm

56,7 mm= 4,762 . 10-3


Diameteral 1 = 0 .10−2mm72,3mm

= 0


72,3mm= 2,025 . 10-4


= 6,916 . 10-4


72,3mm= 8,990 . 10-4


= 1,107 . 10-3


72,3mm= 1,245 . 10-3


72,3mm= 1,383 . 10-3

4. Regangan Volumetri ( εa – 2.ε lateral )


= 125 .10-2 mm – 2. (0,4875 mm)


37

= 1,25 mm – 0,975 mm

= 0,275 mm


= 80,5 .10-2 mm – 2. (49 .10-2 mm)

= 0,805 mm – 0,98 mm

=- 0,175 mm


= 160 .10-2 mm – 2. (40.10-2 mm)

= 1,6 mm – 0,8 mm

=- 0,8 mm

3.1.7 Analisa

Pada saat melakukan uji kuat tekan unaxial atau UCS pemberian beban

pada sample harus dilakukan secara bertahap hal ini dilakukan agar kita biasa

mengetahui berapa daya tahan sample atau kekuatan sample menahan beban

yang diberikan, disini ada tiga sample yang di uji dengan ukuran yang berbeda

mulai dari yang keci sedang dan besar. Untuk menguji sample yang kecil karena

lunak jadi pengujiannya harus dilakukan dengan pelan-pelan, apabila sample ini

diberikan beban sekaligus maka kita tidak akan tahu berapa kekuatan sample

dalam menahan beban yang sesungguhnya, untuk sample yang kedua sample

ini lebih kuat dari sample yang pertama jadi ketika dilakukan penekanan

prosesnya lumayan lama yang terakhir yaitu sample yang ketiga saat dilakukan

pengujian pada sample ini prosesnya lama karena samplenya lebih besar dan

kuat dari sample satu dan dua.


38

3.1.8 Kesimpulan

Jadi kesimpulan pada uji kuat tekan unaxial ini adalah kita bisa

mengetahui daya tahan dan kekuatan yang dimiliki oleh suatu sample dalam

menahan suatu beban, sample yang kecil kekuatan atau daya tahannya lebih

besar dari sample yang paling besar.

3.2 Point Load Test

3.2.1 Tujuan

Point load test dilakukan untuk mengukur kekuatan (strength) dari

perconto batu secara tidak langsung di lapangan.


Pada semua material geologi mempunyai kemampuan untuk

menahan tegasan (stress) yang diberikan. Kemampuan ini dikatakan

sebagai kekuatan material tersebut. Kebanyakan nilai yang diukur

sebagai kekuatan batuan adalah nilai tegasan ketika batuan ini gagal

menahan tegasan yang diberikan. Biasanya ujicoba dilakukan memakai

sampel kecil pada laboratorium. Tes viral titik dikembangkan sebagai alat

tangan portabel tes kecil untuk memberikan indeks untuk klasifikasi

kekuatan batuan dilapangan.

Pada dasarnya metode pengujian ini bergantung pada prinsip

menginduksi tegangan tarik menjadi batu dengan penerapan gaya


39

tekan.Tegangan tarik maksimum pada pusat spesimen mungkin

berhubungan dengan beban yang diterapkan. Peralatan pengujian terdiri

dari sistem untuk mengukur beban yang dibutuhkan untuk memecahkan

spesimen dan untuk mengukur jarak antara dua titik kontak pelat. Batu

spesimen dalam bentuk inti, potong balok, atau benjolan yang tidak

teratur yang rusak oleh aplikasi beban terkonsentrasi melalui sepasang

bola terpotong, platens kerucut. Ada pula pengujian kekuatan kompresif.

Salah satunya metoda mengetahui kekuatan batuan apabila diberi

kompresi adalah memakai metoda Point load (Uji beban titik). Memakai

sistem pembebanan berupa frame pembebanan, pompa hidrolik, dan

silinder penekan yang berbentuk konus. Sehingga untuk mengetahui sifat

mekanik batuan dan massa batuan dilakukan berbagai macam uji coba

baik itu dilaboratorium maupun dilapangan langsung atau secara insitu.

Pada point load test ini, akan dilakukan pengujian dengan

menggunakan mesin uji point load dan dari pengujian ini dapat

mengetahui kekuatan batuan. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui

kekuatan batuan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan

( strength ) dari percontoh batu secara tidak langsung dilapangan.

Percontoh batuan dapat berbentuk silinder.

Pengujian ini menggunakan mesin uji point load dengan perconto

berupa silinder atau bentuk lain yang tidak beraturan. Pengujian point

load ini merupakan pengujian yang dapat dilakukan langsung dilapangan,

dengan demikian dapat diketahui kekuatan batuan dilapangan sebelum

pengujian diloboratorium dilakukan. Perconto yang disarankan untuk

pengujian ini adalah batuan berbentuk silinder dengan diameter kurang

lebih 50 mm.

Dari uji ini akan didapatkan nilai point load strength index (Is) yang akan

menjadi patokan untuk menentukan nilai kuat tekan batuan (αc). Nilai-nilai

tersebut didapatkan dari perhitungan sebagai berikut :

Dimana :

Is = Point load strength index ( Index Franklin )


Is = P

D2

40

P = Beban maksimum sampai percontoh pecah

D = Jarak antara dua konus penekan

Hubungan antara index franklin (Is) dengan kuat tekan (σt) menurut

Bieniawski sebagai berikut:

Rumus tersebut digunakan untuk diameter percontoh minimal 50 mm,

tetapi jika Is = 1 MPa maka index tersebut tidak lagi mempunyai arti sehingga

disarankan untuk menggunakan pengujian lain dalam penentuan kekuatan

batuan.

3.2.3 Alat-alat yang digunakan

1. Mesin pengujian point load test, untuk menekan perconto yang berbentuk

silinder, balok atau bentuk tidak beraturan lainnya dari satu arah secara

menerus/ kontinu hingga perconto pecah.

2. Mistar, untuk mengetahui jarak perubahan axial antara dua konsus

penekan pada alat point load.

3. Dial gauge, untuk mengukur beban maksimum yang dapat diterima

contoh batuan, hingga contoh tersebut pecah.

Foto 3.2.1Alat Uji Point load

3.2.4 Prosedur

a. Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran

diameter 50 mm.


σc = 23 Is

41

Foto 3.2.2Sampel Point Load

b. Contoh diletakkan diantara dua konsus penekan alat point load, kemudian

dongkrak hidrolik diberikan tekanan sehingga kedua ujung konsus

penekan tepat menekan permukaan contoh yang akan diuji.

c. Catat ukuran mistar pengukuran pada awal kedudukan kedua konsus

penekan mulai menekan contoh.

d. Pemberian tekanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen

pecah.

e. Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan matikan

alat penekan apabila perconto batuan sudah pecah.

f. Baca jarum penunjuk pembebanan maksimal (dial gauge) yang diberikan

alat sehingga perconto pecah.

g. Catat ukuran mistar pada akhir kedudukan, maka akan didapatkan nilai

jarak antara dua konsus penekan.



Tabel 3.2.1Data Hasil Pengamatan

Sampel Diameter (Cm) Beban (Kg) Tinggi (Cm) D

Axial 6,3 30 3,8 0,4

Diameteral 6,8 50 3,6 0,8


42

3.2.6 Pengolahan Data

Sampel 1

D = 0,4

IS = P

D2

= 30 Kg

0,42Cm

= 187,5 Kg/Cm2

σC = 23 x IS

= 23 x 187,5

= 4312,5 Kg/cm2

Tegangan =BebanLuas

= 30 Kg

3,14 (3,15 ) ²

= 0,9 Kg/Cm2 = 0,910

= 0,09 mpa

Sampel 2

D = 0,8 Cm

IS = P

D2

= 50 Kg

0,82Cm

= 78,125 Kg/Cm2

σC = 23 x IS

= 23 x 78,125 Kg/Cm2

= 1796,875 Kg/Cm2

Tegangan =BebanLuas

= 50 Kg

3,14(3,4 )²


43

= 1,3775 Kg/Cm2= 1,3775

10 = 0,13775 mpa

Tabel 3.2.2Data Hasil Perhitungan

SampelBeban

(Kg)D Is σc Tegangan

Axial 30 0,4 187,5 4312,5 11,1111

Diameteral 50 0,8 78,125 1796,875 11,1111

3.2.7 Analisa

Pada percobaan ini hasil point load index dan kuat tekan tidak ada

perbedaan antara sampel 1 dengan sampel 2. Hal ini dikarenakan

menggunakan sampel yang sama. Ada pun perbedaan itu hanya pada

pengukuran diameter sampel yang hanya 0,1 perbedaannya, sehingga

pada perhitungan tegangan dan luas terdapat sedikit perbedaan.

3.2.8 Kesimpulan


44

Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa parameter

yang didapat adalah data berupa point load indeks dan kuat tekan dari

batuan. Dan hasil yang didapat sama antara sampel 1 dengan sampel

2.Berikut adalah data yang dihasilkan.

Sampel 1 :

Point load indexks (IS) : 187,5 Kg/cm2

Kuat tekan (σC) : 4312,5 Kg/cm2

Sampel 2 :

Point load indexks (IS) : 78,125 Kg/Cm2

Kuat tekan (σC) : 1796,875 Kg/Cm2

3.3 Triaxial

3.3.1 Tujuan Pengujian Triaxial Batuan

Untuk menentukan kekuatan suatu batuan di bawah tekanan

triaxial yang mengahasilkan nilai kohesi ( C ), kuat geser (shear strength),

dan sudut geser dalam (Ø) .


Triaxial merupakan metode umum untuk mengukur sifat mekanik

padatan mampudeformasi, terutama tanah yang biasanya dilakukan.


45

Terutama Untuk batu pengujian lengan mungkin merupakan lembaran

logam tipis daripada lateks. Pengujian triaksial di atas batu ini cukup

jarang dilakukan karena kekuatan tinggi dan tekanan yang dibutuhkan

untuk memecah sampel batuan menyiratkan pengujian peralatan yang

sangat mahal dan rumit tersedia di beberapa laboratorium di dunia.

Pada tes triaksial dapat diklasifikasikan sebagai tiga jenis, yaitu, UU, CU, dan tes

CD. Jenis pengujian yang akan diadopsi tergantung pada bagaimana cara

terbaik kita dapat mensimulasikan kondisi lapangan. Dengan kata lain, tujuan

melakukan tes tertentu untuk mensimulasikan kondisi lapangan sejauh

mungkin. Sebagai contoh, karena permeabilitas tinggi pasir, konsolidasi terjadi

relatif cepat dan biasanya selesai pada aplikasi beban. Parameter kuat geser dari

tes CD karena itu umumnya digunakan dalam desain

Pengujian ini adalah salah satu pengujian yang terpenting di

dalam mekanika batuan untuk menentukan kekuatan batuan di bawah

tekanan triaxial. Percontoh yang digunakan pada uji ini berbentuk silinder

dengan syarat – syarat contoh ui sama dengan pengujian kuat tekan.

Pengujian triaxial yang dilakukan dapat ditentukan parameter – parameter

yang menunukan kekuatan batuan diantarany adalah :

Nilai tegangan puncak (σ1) yang didapatkan dari hasil uji batuan dengan

nilai tegangan kelililng (σ3) yang berbeda – beda.

Strength envelope curve ( kurva selubung kekuatan batuan ), dari kurva

ini dapat menentukan parameter kekuatan batuan yaitu :

1. Kuat geser batuan (shear strength)

2. Sudut geser dalam

3. Kohesi ( C )

3.3.3 Alat – alat yang digunakan

a. Mesin kuat tekan

b. Bearing plate

c. Rubber jacket

d. System hidrolik untuk memberikan tegangan keliling pada conto saat

pengujian.

3.3.4 Prosedur


46

1. Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran

dimensi panjang minimal dua kali diameter percontoh.

Foto 3.3.1Sampel Triaxial

2. Masukan percontoh batuan kedalam rubber jacket, setelah dimasukkan

ke rubber jacket kemudian contoh dimasukkan ke dalam silinder besi

yang berfungsi untuk menahan tegangan keliling yang diberikan kepada

contoh uji, contoh uji kemudian ditutup oleh flat dan dipasangkan di mesin

uji kuat.

Foto 3.3.2Sampel dan Rubber Jacket


47

Foto 3.3.3Sampel dan Rubber Jacket di Dalam Silinder Besi

3. Specimen diletakkan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan plat

form penekan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga specimen

berada di tengah – tengah apitan plat baja dan pastikan bahwa kedua

permukaan specimen telah menyentuh plat baja tersebut.

4. Tegangan kelililng (σ3) diberikan kepada contoh uji dengan

menggunakan system hidrolik, usahakan tegangan ini konstan selama

pengujian dilakukan.

5. Skala pengukuran beban harus ditetapkan pada keadaan netral (nol).

6. Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik dan

catat hasil pengukuran.

7. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen

pecah.

8. Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan

hasilnya dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya.



Tabel 3.3.1Data Hasil Pengamatan


48

Do1 = 5,3Cm Do2 = 5,6 Cm Do3 = 5,3 Cm

Lo1= 10,6 Cm Lo2 = 11,2 Cm Lo3 = 10,6 Cm


Regangan Axial = Perpendekan Axial x 0,01

Lo

Sampel 1

Lo = 10,6 Cm = 106 mm

Regangan Axial1 = 0,25 x0,01

106= 2,35 x 10-5

Regangan Axial2 = 1,03x 0,01

106= 9,71 x 10-5


106= 1,33 x 10-5

Sampel 2

Lo = 11,2 Cm = 112 mm


112= 5,53 x 10-4


No

Kg/Cm2

Waktu

(menit)

Perpendekan

Axial

X0,01 mm

Beban

(kg)

10

0,5 0,25 100

1 1,03 200

1,5 1,41 300

20

0,5 6,2 100

1 6,8 300

1,5 7,15 400

30

0,5 31 100

1 50 200

1,5 63 250

2 72 300

2,5 80 350

49


112= 6,07 x 10-4


112= 6,38 x 10-4

Sampel 3

Lo = 10,6 Cm = 106 mm

Regangan Axial1 = 31x 0,01

106= 2,92 x 10-3


106= 4,71 x 10-3


106= 5,94 x 10-3


106= 6,79 x 10-3

Regangan Axial5 = 80 x0,01

106= 7,54 x 10-3

σ 1 - σ 2 = bebann−bebann−1

∆o

Sampel 1

∆o = 14π D2

= ¼ x 3,14 x (5,3)2

= 22,05 Cm2

1. σ 1 – σ 3 = 100−02 2,0 5

= 4,53 Kg/Cm2

2. σ 1 – σ 3 = 200−100

2 2,05= 4,53 Kg/Cm2

3. σ 1 – σ 3 = 300−200

2 2,0 5= 4,53,Kg/Cm2

Sampel 2

∆o = 14π D2

= ¼ x 3,14 x (5,6)2

= 24,617 Cm2

1. σ 1 – σ 3 = 100−02 4 ,617

= 4,06 Kg/Cm2


50

2. σ 1 – σ 3 = 300−1002 4 ,617

= 0,82 Kg/Cm2

3. σ 1 – σ 3 = 400−3002 4 ,617

= 4,06 Kg/Cm2

Sampel 3

∆o = 14π D2

= ¼ x 3,14 x (5,3)2

= 22,05 Cm2

1. σ 1 – σ 3 = 100−02 2,0 5

= 4,53Kg/Cm2

2. σ 1 – σ 3 = 200−100

2 2,05= 4,53 Kg/Cm2

3. σ 1 – σ 3 = 250−200

2 2 ,0 5= 2,26 Kg/Cm2

4. σ 1 – σ 3 = 300−250

2 2,05= 2,26 Kg/Cm2

5. σ 1 – σ 3 = 350−250

2 2,0 5= 4,53 Kg/Cm2

σ 1 = Beban + Tekanan Samping

Sampel 1

1. σ 1 = 10 + 4,53 = 14,53 Kg/Cm2

2. σ 1 = 10 + 4,53= 14,53 Kg/Cm2

3. σ 1 = 10 + 4,53 = 14,53 Kg/Cm2

Sampel 2

1. σ 1 = 20 + 4,06= 24,06 Kg/Cm2

2. σ 1 = 20 + 0,81 = 20,81 Kg/Cm2

3. σ 1 = 20 + 4,06 = 24,06 Kg/Cm2

Sampel 3

1. σ 1 = 30 + 4,53 = 34,53 Kg/Cm2

2. σ 1 = 30 + 4,53 = 34,53 Kg/Cm2

3. σ 1 = 30 + 2,26 = 32,26 Kg/Cm2

4. σ 1 = 30 + 2,26 = 32,26 Kg/Cm2

5. σ 1 = 30 + 4,53 = 34,53 Kg/Cm2


51

σ n = (σ 1+σ 3)/2

1. σ n = (14+10)/2

= 12,265

2. σ n = (24,06+20)/2

= 22,03

3. σ n = (34,53+30)/2 = 32,26

Tabel 3.3.2Data Hasil Perhitungan

No

Kg/Cm2

Waktu

(menit)

Perpendekan

Regangan

X0,01 mm

Regangan

Axial

Beban

(Kg)

σ 1

Kg/Cm2

σ 1-σ 2

Kg/Cm2

10

0,5 0,25 2,35x 10-5 100 14,53 4,53

1 1,03 9,71 x 10-5 200 14,53 4,53

1,5 1,41 1,33 x10-4 300 14,53 4,53

- - - - - -

- - - - - -

- - - - - -

20

0,5 6,2 5,53 x 10-4 100 24,06 4,06

1 6,8 6,07 x 10-4 300 24,06 0,81

1,5 7,15 6,38 x 10-4 400 24,06 4,06

- - - - - -

30

0,5 31 2,92 x 10-3 100 34,53 4,53

1 50 4,17 x 10-3 200 34,53 4,53

1,5 63 5,94 x 10-3 250 32,26 2,26

2 72 6,97 x 10-3 300 32,26 2,26

2,5 80 7,54 x 10-3 350 34,56 4,56

3.3.7 Analisa

Untuk percobaan ini data yang diambil yaitu nilai kekuatan sampel untuk

menahan beban yang diberikan. Jika data sudah dicatat,maka dengan demikian

regangan axial, σ 1, dan σ 1-σ 2 dari batuan dapat diketahui dengan cara

melakukan perhitungan dengan rumus. Untuk mengetahui tegangan geser,


52

tegangan normal, dan sudut dalam harus menggunakan grafik, untuk

pembuatan grafik data yang dplot yaitu data yang terbesar.

3.3.8 Kesimpulan

Setelah melakukan praktikum ini,disimpulkan bahwa untuk mengetahui

tegangan geser, dan sudut pada sebuah batuan dapat diketahui dengan cara

melihatnya dari grafik yang telah ada.sudut geser yang dibentuk oleh sampel

sebesar 26,56o dan tegangan gesernya 2,2 Kg/Cm2.

3.4 Kuat Geser

3.4.1 Tujuan Pengujian Kuat Geser

Pengujian kuat geser dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik

dari batuan yang menjadi specimen yaitu dari segi berapa kekuatan

specimen terhadap suatu geseran disertai adanya pembebanan yang

masih mampu ditahan oleh specimen tersebut. Hal ini banyak digunakan


53

dalam analisis stabilitas lereng pada tambang terbuka, analisis stabilitas

batuan samping pada lubang bukaan bawah tanah, dan lain sebagainya.

3.4.2 Pengujian Kuat Geser

Pengujian ini untuk mengetahui kekuatan batuan terhadap suatu

geseran pada tegangan normal tertentu. Dari hasil pengujian kuat geser

ini dapat ditentukan :

Garis “Coulomb’s shear strength”

Nilai kuat geser (shear strength) batuan

Sudut geser dalam (ø)

Kohesi


Mekanika batuan adalah salah satu cabang disiplin ilmu geomekanika.

Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik batuan

dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan memiliki peran yang

dominan dalam operasi penambangan, seperti pekerjaan penerowongan,

pemboran, penggalian, peledakan dan pekerjaan lainnya.

Tanah merupakan suatu bagian yang sangat menentukan dalam

perencanaan suatu konstruksi, karena menentukan kestabilan konstruksi

tersebut. Kekuatan tanah tersebut tidak sama untuk tempat-tempat yang

berbeda, sehingga hal ini mengharuskan para perencana untuk memperhatikan

kondisi tanah sebagai suatu elemen kestabilan konstruksi yang sangat

menentukan keadaan konstruksi pada masa penggunaannya.

Untuk menentukan kondisi tanah yang akan digunakan sebagai tempat

dibangunnya suatu konstruksi, tidak cukup dilakukan perhitungan tanpa suatu

pemeriksaan yang mendalam atau spesifik. Terutama untuk mengetahui

parameter-parameter dari sifat fisis dan mekanis dari tanah tersebut. Jadi

diperlukan pengujian atau percobaan yang dilakukan secara ilmiah yakni melalui

pengujian laboratorium.

Kekuatan suatu tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor yang sangat komplek

dari parameter-parameter yang didapatkan dari suatu pemeriksaan yang

mendalam. Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah

tersebut, yang meliputi sifat fisis dan mekanis tanah.


54

Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan massa

batuan dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium

maupun dilapangan langsung atau secara insitu.

Untuk mengetahui sifat mekanik batuan dilakukan beberapa

percobaan seperti uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik, uji triaksial dan uji

tegangan insitu. Mekanika batuan sendiri mempunyai karakteristik

mekanik yang diperoleh dari penelitian ini adalah kuat tekan batuan (σt),

kuat tarik batuan (σc ), Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v), selubung

kekuatan batuan (strength envelope), kuat geser (τ), kohesi (C), dan

sudut geser dalam (φ).

Untuk pengujian kuat geser ini yang mana berfungsi untuk

mengetahui kekuatan batuan terhadap suatu geseran pada tegangan

normal tertentu. nantinya dari hasil pengujian akan dapat ditentukan:

garis “Coulumb’s shear strength”

kuat geser (shear strength)

sudut geser dalam (Φ)

kohesi (C)

Percobaan ini mencakup metode pengukuran kuat geser tanah

menggunakan uji geser langsung UU. Interpretasi kuat geser dengan cara

ini bersifat langsung sehingga tidak dibahas secara rinci. Beberapa

definisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain:

Gaya Normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang yang

ditinjau.

Gaya geser adalah gaya yang bekerja secara menyinggung atau sejajar

bidang yang ditinjau.

Tegangan normal adalah gaya normal per satuan luas.

Tegangan geser adalah gaya geser per satuan luas.

Peralihan (displacement) adalah perpindahan horizontal suatu bidang

geser relatif terhadap bidang lain dalam arah kerja gaya geser.

Kohesi (cu) adalah kuat geser tanah akibat gaya tarik antar partikel.

Sudut geser dalam adalah komponen kuat geser tanah akibat geseran

antara partikel.

Kuat geser adalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh

suatu bidang (dalam tanah) di bawah kondisi tertentu.


55

Kuat geser puncak (peak strength) adalah kuat geser tertinggi pada suatu

rentang peralihan atau regangan tertentu.

Kuat geser residual adalah tahanan geser tanah pada regangan atau

peralihan yang besar yang bersifat konstan. Kuat geser residual ini

dicapai setelah kuat geser puncak dilampaui.

Dilantasi adalah pengembangan volume tanah saat dikenai tegangan

geser.

Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisis kestabilan dalam

bidang geoteknik, diantaranya untuk analisis kestabilan lereng, daya dukung

pondasi, analisis dinding penahan, dan lain-lain.

Uji geser langsung tidak dapat mengukur tekanan air pori yang

timbul saat penggeseran dan tidak dapat mengontrol tegangan yang

terjadi di sekeliling contoh tanah. Di samping itu keterbatasan uji geser

langsung yang lain adalah karena bidang runtuh tanah ditentukan,

meskipun belum tentu merupakan bidang terlemah.

3.4.4 Alat-alat yang digunakan

1. Satu set alat untuk uji kuat geser dari suatu batuan

Gambar 3.4.1Alat Kuat Geser

2. Satu specimen dengan bentuk segiempat atau ketupat dan specimen

yang diujinya berada di tengah-tengah segiempat yang tengahnya dibuat

belah


56

3. Pompa pembebanan serta penunjuknya dalam satuan KN, dengan skala

satu stripnya 1 KN

4. Penunjukkan keadaan gesernya specimen dengan skala 0,5 per strip

5. Jumlah specimen yang diuji adalah 1 buah specimen dengan 3 kali uji

3.4.5 Prosedur

1. Ukur terlebih dahulu panjang dan lebar contoh lalu catat pada form yang

ada.

2. Masukkan specimen ke dalam box penyimpanan di alat shear box,

kemudian beri beban normal sesuai dengan perhitungan.

Gambar 3.4.2Pemasangan Sampel Kedalam Alat

3. Pasang selang oli pressure pada saat posisi maju saat pengukuran maju,

demikian pula pada saat pengukuran mundur selang dipindahkan.

4. Pompa beban yang digunakan (1 KN, 2 KN, 3 KN) dan ditahan supaya

konstan selama pengujian masih dilakukan.

5. Baca pressure gauge sesuai waktu yang diminta sebanyak 12 mm

perubahan.

6. Beban yang diberikan jangan sampai berubah. Apabila berubah maka

pressure gaugenya pun berubah. Penunjuk keadaan geser specimen

dengan skala 1 strip bernilai 0,5 KN.

7. Pompa untuk menggeser specimen, digerak-gerakkan selama alat

penunjuk geser maju atau mundur itu berputar satu putaran penuh


57

8. Setelah satu putaran dicatat data yang dihasilkan dari alat penunjuk

kekuatan geser (yang letaknya di dekat pompa yang berfungsi untuk

menggeser).

9. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali dengan keadaan menggeser ke arah

maju dan ke arah mundur.

Gambar 3.4.3Pengujian Geser Maju


Tabel 3.4.1Hasil Percobaan Sampel 1

Kondisi /

Waktu

Perubahan

Geser (mm)

Gaya

Geser (Kg)

Perubahan

Geser (Cm)

1 2,5 0,25

2 2,5 0,5

3 2,5 0,75

4 2,5 1


58

Maju

5 2,5 1,25

6 2,8 1,68

5 Kg

7 3 2,1

8 4 2,4

9 4 3,6

10 4 4

11 4 4,4

12 4,5 5,4

Mundur

12 0 0

11 3 3,3

10 3 3

9 3,5 3,15

8 4 3,2

7 4 2,8

6 5 3

5 6 3

4 7 2,8

3 7,5 2,25

2 8 1,6

1 8 0,8



59

Kondisi /

Waktu

Perubahan

Geser (mm)

Gaya

Geser (Kg)

Perubahan

Geser (Cm)

Maju

10 Kg

1 0 0,5

2 5 1

3 5 1,5

4 5 2

5 5 2,5

6 5 3

7 5 3,5

8 5,5 4,4

9 5,5 4,95

10 5,5 5,5

11 5,5 6,05

12 5 6

Mundur 12 0 0

11 7 7,7

10 9 9

9 11 9,9

8 12 9,6

7 12 8,4

6 10 6

5 10 5


60

4 10 4

3 10 3

2 11 2

1 11 1,1


Kondisi /

Waktu

Perubahan

Geser (mm)

Gaya

Geser (Kg)

Perubahan

Geser (Cm)

Maju

20 Kg

1 0 1,5

2 15 2,8

3 14 3

4 10 5,2

5 13 6

6 12 7,2

7 12 7

8 10 8

9 10 9

10 12 12

11 12 13,2

12 14 16,8

Mundur

12 0 0

11 23 25,3


61

10 10 10

9 10 9

8 10 8

7 11 7,7

6 11 6,6

5 11 5,5

4 11 4,4

3 13 3,9

2 13 2,6

1 13 1,3

Beban Sampel 1 = 5 Kg




Tegangan normal = Beban

Luas

Luas1 = πr2

= 3,14 x 6,12

= 29,268 Cm2

Luas2 = πr2

= 3,14 x 6,12

= 29,268 Cm2


62

Luas3 = πr2

= 3,14 x 6,22

= 30,17Cm2

Tegangan normal1 = 5 = 0,771 Kg/Cm2

29,268


29,268


30,17

3.4.8 Analisa

Pada grafik sampel dua dengan beban 10 Kg, gambar grafik tidak saling

berpotongan antara garis grafik maju dengan garis grafik mundur. Secara umum

grafik tersebut tidak mungkin terjadi, karena setiap grafik pasti memiliki satu titik

perpotongan antara garis maju dengan garis mundur.

3.4.9 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini dapat mengetahui nilai kohesi

dari sampel. Dari ketiga sampel tersebut nilai kohesi yang didapat adalah

sebesar 0,28 Mpa.


63

3.5 Kuat Tarik Tidak Langsung

3.5.1 Tujuan Pengujian Kuat Tarik

Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kuat tarik batuan

secara tidak langsung, pengertian secara tidak langsung ini, dikarenakan

specimen diberikan pembebanan terhadap arah diameteral sehingga

gaya yang diberikan akan didistribusikan secara diametral (ditarik).


Mekanika batuan adalah salah cabang disiplin ilmu geomekanika.

Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik

batuan dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan

memiliki peran yang dominan dalam operasi penambangan, seperti

pekerjaan penerowongan, pemboran, penggalian, peledakan dan


64

pekerjaan lainnya. Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan

massa batuan dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium

maupun dilapangan langsung atau secara insitu. Mekanika batuan sendiri

mempunyai karakteristik mekanik yang diperoleh dari penelitian ini adalah

kuat tekan batuan (σt), kuat tarik batuan (σc ), Modulus Young (E),

Nisbah Poisson (v), selubung kekuatan batuan (strength envelope), kuat

geser (τ), kohesi (C), dan sudut geser dalam (φ).

Masing-masing karakter mekanik batuan tersebut diperoleh dari uji

yang berbeda. Kuat tekan batuan dan Modulus Young diperoleh dari uji

kuat tekan uniaksial. Pada penelitian ini nilai kuat tekan batuan dan

Modulus Young diambil dari nilai rata-rata hasil pengujian lima contoh

batuan. Untuk kuat tarik batuan diperoleh dari uji kuat tarik tak langsung

(Brazillian test). Sama dengan uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik tak

langsung menggunakan lima contoh batuan untuk memperoleh kuat tarik

rata-rata. Sedangkan selubung kekuatan batuan, kuat geser, kohesi, dan

sudut geser dalam diperoleh dari pengujian triaksial konvensional dan

multitahap. Selain mengamati sifat mekanik atau dinamik dari batuan

dalam praktikum ini juga akan diamati sifat fisik batuan tersebut, dengan

mengamati bobot dan masa jenisnya dalam beberapa keadaan.

Sifat mekanik batuan yang diperoleh dari uji ini adalah kuat tarik

batuan (σt). Ada dua metode yang dapat dipergunakan untuk

mengetahui kuat tarik contoh batuan di laboratorium, yaitu metode kuat

tarik langsung dan metode kuat tarik tak langsung. Metode kuat tarik tak

langsung merupakan uji yang paling sering digunakan. Hal ini

disebabkan uji ini lebih mudah dan murah daripada uji kuat tarik

langsung. Salah satu uji kuat tarik tak langsung adalah Brazilian test.

Kuat tarik batuan adalah merupakan salah satu parameter yang

sangat penting pada sifat dan karakteristik massa dari batuan, dan ini

perlu menjadi perhatian didalam perhitungan kestabilan pada atap lubang

bukaan. Kuat tarik pada batuan umumnya diperoleh dari uji kuat tarik

tidak langsung, yang sampai pada saat ini masih tetap dipakai karena

adanya faktor kemudahan didalam untuk mempersiapkan contoh dari uji

dan kesederhanaan dari metode pengujian dan pada taraf

kepercayaannya yang masih tetap bisa dianggap memenuhi syarat.


65

Penelitia seperti ini dikerjakan untuk bisa melihat perbandingan dari nilai

kuat tarik yang sudah diperoleh dari pengujian kuat tarik tidak langsung

melalui pengujian brazilian pada nilai uji kuat tarik langsung, terhadap

contoh batu gamping dan batu andesit lapuk. Yang didahulukan pada

awalnya dengan merancang dan membuat alat uji kuat tarik langsung.

Untuk bisa menentukan bentuk dari geometri contoh dari uji tak langsung,

dilakukan studi terhadap permodelan numerik dengan cara

mempergunakan paket program rheo staub terhadap model contoh uji

bentuk silinder dog bone linier, dog bone semi circle, dan bentuk do bone

circle. Dari hasil permodelan yang ada, maka dipilihlah bentuk silinder

dan ` dog-bone circle, untuk bisa dijadikan contoh pada uji kuat tarik

langsung, dan di dalam pelaksanaannya ditarik dengan melalui pada

metode pembebanan end full.

3.5.3 Alat dan Bahan

a. Alat

Mesin kuat tekan (Unaxial Compression Test MachineI).

Sistem pengukuran beban, dengan ketelitian 2 kali.

Sepasang plat baja.

Jangka sorong dan stopwatch.

b. Bahan

Sampel batuan yang akan diuji

3.5.4 Prosedur

Contoh batuan yang akan digunakan dalam uji ini disiapkan dengan

ukuran dimensi panjang = setengah kali diameter.

Gambar 3.5.1


66

Sampel Batu Uji Kuat Tarik

Plat baja bagian bawah diletakkan ditengah – tengah platform mesin kuat

tekan.

Specimen diletakkan ditengahnya (diantara plat baja atas dan plat baja

bawah), kemudian sedikit demi sedikit ditekan dengan platform atas

dengan mesin kuat tekan dengan memberikan pembebanan.

Gambar 3.5.2Pemasangan Sampel Pada Alat

Pasang Dial Gauge untukl mengukur deformasi axial.

Conto batuan diberikan pembebanan, diusahakan laju pembebanan

tersebut konstan yaitu 200 N/detik.

Pembacaan pembebanan dilakukan setiap penambahan gaya 2 KN dan

catat angka pembebanan axial hingga dicapai gaya maksimum (specimen

pecah).



Tabel 3.5.1Data Hasil Percobaan

Specimen Diameteral (Cm) Tebal (Cm) Beban (Kg)Lempung 6 3 300

Lanau 6,8 3,4 1000


67

Gamabr 3.1Sampel Batu Lempung Sebelum dan Sesudah pecah


Lempung

σ t =2 pπDL

= 2 x300 kg

3,14 x6Cm x 3Cm

= 600kg

56,52Cm2

= 10,615 Kg/Cm2 = 1,0615 MPa

Batu Lanau

σ t =2 pπDL

= 2 x1000kg

3,14 x5,1Cm x1,65Cm

= 2000kg

72,59Cm2

= 27,552 Kg/Cm2 = 2,7552 Mpa

Tabel 3.5.2


68

Data Hasil Pengolahan Data

SpecimenDiameteral

(Cm)Tebal (Cm) Beban (Kg)

Kuat TarikKg/Cm2 MPa

Lempung 6 3 300 10.615 1,0615

Lanau 6,8 3,4 100 27,552 2,7552

3.5.7 Analisa

Pada percobaan ini batu Lanau lebih lama pecah dibandingkan dengan

lempung terlihat pada saat dilakukan percobaan di mesin kuat tekan.Pada saat

diberi beban, batuan pasir bisa menahan sampi 1000 kg, sedangkan lempung

hanya bisa menahan beban 300 kg. Keduahal ini dikarenakan batu lanau lebih

kuat, dan lebih padat dibandingkan dengan batu lempung.

3.5.8 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa untuk

mengetahui kuat tarik pada batuan bisa dilakukan dengan cara memberikan

beban dibagian diameteralnya, dan hasil percobaan ini menunjukkan bahwa

sampel batu Lanau lebih kuat dibandingkan dengan sampel batu Lempung.

BAB IV

UJI MASSA JENIS (DENSITY), KADAR AIR, DERAJAT

KEJENUHAN, ANGKA PORI DAN POROSITAS

4.1 Tujuan Percobaan


69

Bertujuan untuk mengukur massa jenis dan kadar air alami tanah yang

menunjukkan sifat fisik tanah.

4.2 Teori Dasar

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan

sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat

yang tidak tersementasikan (terikat secara kimia) satu sama lain dari

bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai

dengan zat cair dan gas mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-

partikel padat tersebut. Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada

berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga

sebagai pendukung pondasi dari bangunan.

Istilah Rekayasa Geoteknis didefinisikan sebagai ilmu

pengetahuan dan pelaksanaan dari bagian teknik sipil yang menyangkut

material-material alam yang terdapat pada (dan dekat dengan)

permukaan bumi. Dalam arti umumnya, rekayasa geoteknik juga

mengikutsertakan aplikasi dari aplikasi-aplikasi dasar mekanika tanah dan

mekanika batuan dalam masalah-masalah perancangan pondasi.

Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme,

membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah

dikenal sebagai pedogenesis. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai

tubuh alam yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon tanah.

Berdasarkan asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga tipe dasar yaitu:

batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf. Batuan beku Batuan ini

terbentuk dari magma mendingin. Magma batu mencair jauh di dalam bumi.

Magma di kerak bumi disebut lava. Batuan sedimen dibentuk sebagai didorong

bersama-sama atau disemen oleh berat air dan lapisan-lapisan sedimen di

atasnya. Proses penyelesaian ke lapisan bawah terjadi selama ribuan

tahun. Batuan metamorf adalah batuan yang berasal dari batuan yang sudah

ada, seperti batuan beku atau batuan sedimen, kemudian mengalami perubahan

fisik dan kimia sehingga berbeda sifat dengan sifat batuan induk (asal)nya.

Perubahan fisik meliputi penghancuran butir-butir batuan, bertambah

besarnya butir-butir mineral penyusun batuan, pemipihan butir-butir mineral

penyusun batuan, dan sebagainya. Perubahan kimia berkaitan dengan


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Horizon_tanah&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Batuan

http://id.wikipedia.org/wiki/Pelapukan

70

munculnya mineral baru sebagai akibat rekristalisasi atau karena adanya

tambahan/pengurangan senyawa kimia tertentu. Faktor penyebab dari proses

malihan (proses metamorfosis) adalah adanya perubahan kondisi tekanan yang

tinggi, suhu yang tinggi atau karena sirkulasi cairan. Tekanan dapat berasal dari

gaya beban atau berat batuan yang menindis atau dari gerak-gerak tektonik

lempeng kerak bumi di saat terjadi pembentukan pegunungan. Kenaikan suhu

dapat terjadi karena adanya intrusi magma, cairan atau gas magma yang

menyusup ke kerak bumi lewat retakan-retakan pemanasan lokal akibat gesekan

kerak bumi atau kenaikan suhu yang berkaitan dengan Gradien geothermis

(kenaikan temperature sebagai akibat letaknya yang makin ke dalam). Dalam

proses ini terjadi kristalisasi kembali (rekristalisasi) dengan dibarengi kenaikan

intensitas dan juga perubahan unsur kimia.

4.3 Alat-alat yang Digunakan

Cylinder Ring

Timbangan (ketelitian 0,01 gr)

Oven

Desikator

Alat Dongkrak

Stickmaat (Jangka Sorong)

Pisau

4.4 Prosedur Percobaan

1. Cylinder ring dibersihkan, kemudian dengan stickmaat diukur diameter

(d), tinggi (t) dan beratnya ditimbang.

2. Cylinder ring ditekan masuk ke dalam tanah dan kemudian demgan alat

dongkrak silinder dikeluarkan, dipotong dengan pisau kemudian tanah

disekitar ring dibersihkan dan permukaan tanah diratakan.

3. Ring + contoh tanah ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam oven

selama 24 jam dengan suhu 1050 C.

4. Sesudah itu, contoh tanah yang sudah kering dimasukkan kedalam

desikator ± 1 jam.

5. Contoh tanah yang sudah dingin ditimbang, maka didapatlah berat kering.


71

4.5 Data PercobaanTabel 4.5.1

Data Hasil Pengamatan

Sampel

Pengukuran Atas Bawah

Diameter (Cm) 2,3

Tinggi (Cm) 6,9

Berat Ring (Cm) 93,4

Berat Container Kosong

(gram)13,1 14

Berat Container + Tanah

(gram)68,7 57,5

Berat Tanah Kering (gram) 52,5 56,6

Foto 1

Sampel Tanah


72

Foto 2Sampel yang Dipotong Menjadi Dua

Foto 3Sampel Selesai Dioven

4.6 Pengolahan Data

Massa Jenis (Density)

ρ = MV

Volume Sampel Besar

V = πr2

= 3,14 x 1,152 Cm x 6,9 CM


73

= 28,65 Cm3

Sampel Atas

M = 68,7 gr – 13,1 gr

= 55,6 gr

ρ = 55,6 gr

28,65Cm3

= 1,94 gr/cm3

Sampel Besar Bawah

M = 57,5 gr – 14 gr

= 43,5 gr

ρ = 43,5gr

28,65Cm3

= 1,518 gr/cm3

Kadar Air

W = MwMd

x 100%

Sampel atas

Md = 52,25 gr – 13,1 gr

= 39,4 gr

Mw = 55,6 gr – 39,4 gr

= 16,2 gr

W = 16,2gr39,4 gr

x 100%

= 41,12%

Sampel Bawah

Md = 56,6 gr – 14 gr

= 42,6 gr

Mw = 43,5 gr – 42,6 gr


74

= 0,9 gr

W = 0,9 gr

42,6 gr x 100%

= 2,11%

Derajat kejenuhan

Sr =

Mwρw

V−(Md

SGxρw)x 100%

Angka Pori (Void Ratio)

E =

v− MdSg x ρwMdρd

Porositas

n = v− M d

Sg x ρwV

x100%

4.7 Analisa

Pada percobaan ini nilai kadar air, dan massa jenis bagian atas sampel

menunjukkan nilai yang lebih besar, dibandingkan dengan bagian bawah sampel.

Ini menunjukkan bahwa air masih terkumpul banyak dibagian atas sampel.pada

sampel ini setelah dihitung menghasilkan derajat kejenuhan yang lebih dari 100%

sebenarnya tanah tidak perlu dijenuhkan karena apabila dijenuhkan maka tanah

tersebut akan menjadi lumpur oleh sebab itu kita mendapatkan derajat

kejenuhan yang lebih dari 100% untuk itu hanya menghitung kadar air dan

massa jenisnya .

4.8 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa, nilai massa

jenis,dan kadar air sampel bagian atas akan lebih besar dibandingkan bagian

bawah sampel,. Hal ini bisa dilihat dari data hasil perhitungan yang ada.


75

BAB V

UJI KONSOLIDASI


Tujuan konsolidasi adalah menentukan sifat kemampatan tanah dan

karakteristik konsolidasinya yang merupakan fungsi dari permeabilitas tanah,

dengan memberikan beban secara bertahap kepada tanah dan mengukur

perubahan volume (atau perubahan tinggi) contoh tanah terhadap waktu.

a. Sifat kemampatan tanah dinyatakan dengan koefisien kemampatan

volume (mv) atau dengan indeks kompresi (Cc).

b. Karakteristik konsolidasi dinyatakan oleh koefisien (Cv) yang

menggambarkan kecepatan kompresi tanah terhadap waktu.

5.2 Teori Dasar Percobaan


76

Suatu beban statis pada tanah pasir akan memampatkan pasir

secara cepat, sedangkan beban statis akan bekerja pada tanah lempung

menyebabkan penurunan sangat lambat. Ada dua penyebab utama

mengenai lambatnya waktu penurunan dari tanah lempung yaitu:

1. Kelambatan Hidrodinamik

2. Kelambatan kekentalan

Meskipun lapisan lempung mempunyai sedikit sifat kompresi

elastis berupa sedikit perubahan volume pada partikel-partikel tanah dan

air, secara pasti bagian yang lebih besar dari penurunan harus terjadi

karena diperas keluarnya air dari rongga pori. Beban statis menghasilkan

suatu gradien tekanan dalam air pori dan menyebabkan aliran menuju

permukaan drainase. Akan tetapi, aliran ini lambat karena adanya

permeabilitas dari tanah lempung. Sehingga laju penurunan merupakan

fungsi dari permeabilitas. Kelambatan waktu penurunan ini disebut

sebagai kelambatan hidrodinamik.

Agar partikel-partikel lempung bergerak saling mendekat bersama-

sama akibat suatu beban statis, maka air lapis ganda yang tersesun

mengelilingi partikel-partikel lempung harus mengalami deformasi.

Deformasi ini bisa disebabkan oleh beban-beban yang dapat cenderung

memaksa keluarnya air lapis ganda dan /atau oleh beban-beban geser

yang menyebabkan suatu deformasi geser dalam air yang mengelilingi

partikel tersebut. Kelambatan waktu yang berkaitan dengan perlawanan

kekentalan disebut kelambatan kekentalan.

Kompresi pada lapisan-lapisan lempung jenuh akibat suatu beban

statis disebut konsolidasi, dan teori-teori mengenai konsolidasi yang

berkaitan dengan kelambatan hidrodinamik maupun kelambatan

kekentalan terdapat pada literatur mekanika tanah. Metode mengenai

estimasi dari konsolidasi lempung yang biasa digunakan pada saat ini

adalah didasarkan pada teori konsolidasi satu dimensi yang diajukan oleh

Terzaghi ( 1925 ), yang hanya mengenal kelambatan hidrodinamik yang

bertanggung jawab kepada kelambatan waktu penurunan. Dengan alasan

ini maka teori tersebut harus digunakan dengan sangat hati-hati dan

mengikuti prosedur-prosedur standar yang telah diuji selama bertahun-

tahun. Meskipun teori Terzaghi tidak mempertimbangkan kelambatan


77

kekentalan, pada saat teori itu disajikan telah merupakan suatu perbaikan

yang cepat pada prosedur-prosedur guna mengestimasi konsolidasi

lempung dan dapat dipandang sebagai pelapor dari banyak teori-teori

yang istimewa dalam mekanika tanah pada saat ini (Bowles, 1984).

Uji konsolidasi dilakukan pada tanah lempung atau lanau jenuh dengan

interpretasi berdasarkan teori Terzaghi. Pengujian secara khusus untuk tanah

ekspansif dan tanah organik tidak termasuk dalam lingkup pengujian ini.

Beberapa defenisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain:

a. Konsolidasi

adalah proses dimana tanah mengalami kompresi akibat beban dalam

suatu periode waktu tertentu, dimana kompresi berlangsung akibat

pengaliran air keluar dari pori-pori tanah.

b. Tekanan air pori ekses

adalah tekanan air pori tanah akibat pemberian beban seketika. Dengan

mengalirnya air dari pori-pori tanah, tekanan air pori ekses ini akan

menurun secara berangsur-angsur, peristiwa ini disebut dengan didipasi

tekanan air pori. Bila suatu lapisan tanah mengalami pembebanan akibat

beban di atasnya, maka tanah di dibawah beban yang bekerja tersebut

akan mengalami kenaikan tegangan, ekses dari kenaikan tegangan ini

adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar (settlement).

Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi

partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai

berkurangnya volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya

penurunan tanah.

Pada umumnya tanah, dalam bidang geoteknik, dibagi menjadi 2 jenis,

yaitu tanah berbutir dan tanah kohesif. Pada tanah berbutir (pasir/sand),

air pori dapat mengalir keluar struktur tanah dengan mudah, karena tanah

berbutir memiliki permeabilitas yang tinggi. Sedangkan pada tanah

kohesif (clay), air pori memerlukan waktu yang lama untuk mengalir

keluar seluruhnya. Hal ini disebabkan karena tanah kohesif memiliki

permeabilitas yang rendah.

c. Derajat konsolidasi

Adalah rasio antara tekanan air pori yang menurun setelah beberapa

waktu berdisipasi terhadap tekanan air pori ekses mula-mula selama


78

proses konsolidasi. Disebut juga sebagai persentase disipasi tekanan air

pori.

d. Derajat konsolidasi rata-rata

Adalah rata-rata derajat konsolidasi sepanjang ketinggian contoh tanah.

Dapat dibuktikan bahwa derajat konsolidasi rata-rata sama dengan rasio

pemampatan tanah pada saat tertentu terhadap pemampatan final dari

contoh tanah.

e. Kompresi awal

adalah pemampatan yang terjadi seketika setelah beban diberikan

kepada contoh tanah, sebelum proses disipasi berlangsung.

f. Konsolidasi primer

adalah bagian dai kompresi tanah akibat pengaliran air hingga seluruh

proses disipasi selesai.

g. Konsolidasi sekunder

adalah pemampatan tanah yang berlangsung setelah konsolidasi

selsesai.

h. Koefisien konsolidasi (Cv)

adalah parameter yang menghubungkan perubahan tekanan air pori

ekses terhadap waktu.

5.3 Manfaat

Hasil uji konsolidasi ini dapat digunakan untuk menghitung penurunan

tanah akibat proses konsolidasi dan secara tidak langsung dapat digunakan

untuk menentukan permeabilitas tanah, dengan rumus:

k = mv x pw x Cv

dimana:

k = permeabilitas tanah

mv = massa pori (gr)

pw = massa jenis air (1 gr/cm2)

Cv = Koefisien konsolidasi

5.4 Keterbatasan


79

Uji ini hanya untuk konsolidasi 1 dimensi (arah verrikal saja).

5.5 Peralatan

a. Alat konsolidasi terdiri dari 2 bagian, yaitu alat pembebanan dan alat

konsolidasi

b. Arloji ukur

c. Peralatan untuk meletakkan contoh tanah ke dalam ring konsolidas

d. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr dan 0,1 gr

e. Oven

f. Stopwatch

g. Penggaris (Scale)

5.6 Ketentuan

a. Untuk menjaga agar tidak terjadi perubahan kadar air, contoh tanah harus

secepatnya diuji. Contoh tanah tidak boleh dipasang dan dibiarkan terlalu

lama sebelum beban pertama diberikan.

b. Selama percobaan sel konsolidasi harus tetap penuh air. Pada beberapa

macam tanah tertentu ada kemungkinan pada pembebanan pertama

akan terjadi pengembangan (swelling) setelah sel konsolidasi diisi dengan

air. Bila hal ini terjadi, segeralah pasang beban kedua dan baca arloji

penurunan seperti prosedur. Jika pada pembebanan kedua masih terjadi

pengembangan maka beban ketiga harus dipasang, demikian seterusnya

sampai tidak terjadi pengembangan.


1. Ukur tinggi dan diameter dan berat (dengan ketelitian 0,1 gram) ring

konsolidasi.


80

Foto 5.1Sampel Konsolidasi

2. Ambil contoh tanah dengan diameter yang sama dengan diameter ring, di

sini dipakai diameter 6,5 cm dan tinggi 2 cm.

3. Masukkan contoh tanah tadi ke dalam ring dengan hati-hati, lapisan atas

harus terletak di bagian atas.

4. Contoh tanah dan ring ditimbang.

Foto 5.2Penimbangan Sampel Konsolidasi

5. Tempatkan batu pori pada bagian atas dan bawah ring sehingga contoh

tanah yang sudah dilapisi kertas pori terapit oleh kedua batu pori.

Kemudian masukkan dalam sel konsolidasi.

6. Pasang pelat penumpu di atas batu pori.


81

Foto 5.3Pemasangan Sampel Pada Alat

7. Letakkan sel konsolidasi yang sudah berisi contoh tanah pada

alat konsolidasi, bagian yang runcing dari pelat penumpu tepat

menyentuh alat pembebanan.

8. Aturlah kedudukan arloji pengukur penurunan, kemudian

dibaca dan dicatat.

9. Pasanglah beban pertama sehingga tekanan pada contoh

tanah mencapai besar 0,25 kg/cm2. Lakukan pembacaan pada detik ke 6,

15, 30, dan pada menit ke 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 330, 420,

1140 setelah beban dipasang. Sesudah pembacaan 1 menit sel

konsolidasi diisi air.

10. Setelah beban bekerja 24 jam pembacaan arloji yang terakhir

dicatat. Pasang beban kedua sebesar beban pertama sehingga tekanan

menjadi 2 kali semula. Kemudian baca dan catat arloji seperti pada butir

9.

11. Lakukan butir 9 dan 10 untuk beban-beban selanjutnya.

Contoh tanah diberi beban-beban ¼ kg/cm2, ½ kg/cm2, 1 kg/cm2, 2

kg/cm2, 4 kg/cm2, 8 kg/cm2, dst. Besarnya beban maksimum yang

diberikan tergantung pada beban yang akan bekerja pada lapisan tanah

tersebut.

12. Setelah beban 8 kg/cm2 dikerjakan selama 24 jam, beban

dikurangi hingga mencapai 2 kg/cm2 dan kemudian ¼ kg/cm2. Beban-

beban tersebut dibiarkan selama 4 jam dan dibaca besar

pengembangannya dari masing-masing beban tersebut.


82

13. Setelah pembacaan terakhir dicatat, keluarkan contoh tanah

dan ring dari sel konsolidasi, kemudian batu pori diambil dari permukaan

atas dan bawah.

14. Timbang ring yang berisi contoh tanah setelah dibersihkan dari

genangan air yang terdapat pada sel konsolidasi.

15. Masukkan ring yang berisi contoh tanah tersebut ke dalam

oven selama 24 jam untuk mengetahui berat kering contoh tanah.

5.8 Data Hasil Percobaan

Tabel 5.5.1Data Hasil Percobaan

Pressure

Elap.Time

t1/2

Dial Reading x 10exp-2 mm

Penurunan Pengembangan

0.5 1 2 4 8 2 0.5

0 0.0 0 - - - - - -

0.25 0.5 92 79 63,5 51 93

80,09 86

1 1.0 91 78,9 62,1 51 89

2.25 1.5 90,5 78,1 60,05 50,5 85

4 2.0 89 78,1 59,5 50,01 83,2

6.25 2.5 88,9 78 58,9 49,8 82

9 3.0 88,1 77,9 58 49,1 81,1

16 4.0 87,8 77,5 57 48,4 86

20.25 4.5 87,5 77,1 56,9 48,1 79

25 5.0 87,1 77,1 56,5 48 78,2

43 6.6 86,5 76,9 55,9 47 77,1

68 8.2 86,3 76 55 46,1 76

93 9,6 86 76 53,4 45,9 75

130 11,4 86 76 53 45,9 75

190 13,8 86 53 45,9 75

304 17,4 53

Z1 = 1,9 Cm M5 Konsolidasi = 61,2 gr

Z2 = 5,1 Cm M5 = 77,8 gr

5.9 Perhitungan

Luas Sampel = πr2


83

= 3,14 x 2,552

= 20,417

2H = Z1 - Z2 + Z3

2H0,5 gr = 1,9 - 5,1 + 0,05

= -3,15 gr

2H1gr = 1,9 - 5,1 + 0,05

= -3,15 gr

2H2gr = 1,9 - 5,1 + 0,1

= -3,1 gr

2H4gr = 1,9 - 5,1 + 0,1

= -3,1 gr

2H8gr = 1,9 - 5,1 + 0,15

= -3,05 gr

Pengembangan

2H2gr = 1,9 - 5,1 + 0,21

= -2,99 gr

2H0,5gr = 1,9 - 5,1 + 0,21

= -2,99 gr

2H0 = M 5

SG s x ρw x A

2H0 = 6,12 gr

2,578x 1x 20,417 Void Ratio

e = g−hh

e0,5 gr = −2,213−1,163

1,163

= -2,23 Pengembangan

e1gr = −3,28−1,163

1,163 e2 gr =

−3,119−1,1631,163

= -3,820 = -3,682

e2gr = −3,255−1,163

1,163e0,5 gr =

−2,9909−1,1631,163

= -3,799 = -3,520

e4 gr = −3,225−1,163

1,163e8gr =

−2,63−1,1631,163


84

= -3,773 = -3,261

Koefisien Konsolidasi

CV = 0,848 x H 2

t90

CV0,5 gr = 0,848 x0,9025

3,5CV0,5 gr =

0,197 x0,90252,4

= 0,218 = 0,074

CV1gr = 0,848 x0,9025

2,5CV1gr =

0,848 x0,90253,2

= 0,306 = 0,05

CV2gr = 0,848 x0,9025

6,7CV0,5 gr =

0,848 x0,90252,8

= 0,114 = 0,063

CV4gr = 0,848 x0,9025

8,8CV0,5 gr =

0,848 x0,90255,25

= 0,08 = 0,033

CV8gr = 0,848 x0,9025

4,1CV0,5 gr =

0,848 x0,90251,5

= 0,186 = 0,118

5.10 Analisa


85

Pada percobaan ini, jka beban ditambahkan maka perubahan dial

gauge akan semakin menurun, begitu juga dengan beban 8 Kg yang

penurunannya sangat cepat dan jauh dibandingkan dengan penambahan

beban yang lainnya, hal ini disebabkan karena beban 8 Kg memiliki berat

yang angat berbeda dengan beban yang sebelumnya dengan demikian

perubahan pada dial gauge akan cepat berubah dan perubahan =nya

sangat jauh.

5.11 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan uji konsolidasi data yang dihasilkan

dapat untuk menghitung penurunan tanah akibat terjadinya proses

konsolidasi, dan bisa juga untuk menentukan permeabilitas dari suatu

tanah. Data-data yang dihasilkan tersebut adalah void ratio dari setiap

beban dan koefisien konsolidasi.


86

BAB VI

UJI KUAT TEKAN BEBAS

(UNCONFINED COMPRESSION TEST)


Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengukur kuat tekan bebas

(unconfiden compressive strength) dari lempeng/lanau. Dari kuat tekan bebas

dapat diketahu :

a. Kekuatan geser undrained (CU)

b. Derajat kepekaan (degree of sensitivity)


Ada beberapa definisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain :

a. Kuat tekan bebas (qu) adalah harga tegangan aksial maksimum yang dapat

ditahan oleh benda uji silindris sebelum mengalami keruntuhan geser.

b. Derajat kepekaan/sensitivitas (ST) adalah rasio antara kuat tekan bebas

dalam kondisi asli (undistrubed) dan dalam kondisi teremas (remolded)

Kuat tekan bebas merupakan suatu tekanan aksial benda uji pada

saat mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial mencapai

20%.Pengujian kuat tekan bebas termasuk hal khusus dari

pengujian Triaksial Unconsolidated Undrained.Pengujian Unconfined

Compression pada tanah lempung jenuh air, biasanya menghasilkan

harga cu yang sedikit lebih kecil dari harga yang didapat dari pengujian

uu (untuk test triaksial) tegangan aksial yang diterapkan diatas benda uji

berangsur-angsur ditambah sampai benda uji mengalami

keruntuhan.Pemeriksaan kuat tekan bebas yang dilakukan befungsi untuk

menentukan dan mengetahui nilai kuat tekan bebas (qu) dari suatu tanah

6.3 Manfaat


87

Hasil uij kuat bebas dapat digunakan untuk menentukan kuat geser tanah

kohesif dengan cepat dan ekonomis.

6.4 Keterbatasan

Uji ini tidak dapat dilaksanakan pada tanah pasiran.

6.5 Peralatan

a. Alat unconfined compression

b. Silinder untuk mengambil contoh tanah

c. Stopwatch

d. Piston Plunger

e. Oven

f. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr dan 0,01 gr

g. Membran Karet remolding

h. Container

i. Deskilator

j. Sticmat/ jangka sorong

6.6 Ketentuan

Contoh tanah berbentuk silinder ditekan dengan peningkatan regangan

vertical €v yang konstan sehingga mencapai keruntuhan. Tekan vertical óvdiukur

pada setiap peningkatan €v.


a. Contoh tanah diambil dengan pengukuran tinggi 3’’ dan diameter 3/2’’,

kedua permukaannya diratakan.

b. Keluarkan contoh tanah dari silinder dengan menggunakan piston plunger.

c. Letakkan contoh tanah tersebut pada alat Unconfined Compression Test

kemudian dicatat pembacaan mula-mula dari proving ring dial,arloji

pengukur regangan vertikal dan waktu

d. Mulai diberikan tekanan vertikal dengan kecepatan regangan 1% per menit.

Dilakukan pembacaan proving ring dial setiap regangan 0,01 inci

e. Pemberian regangan vertikal ditingkatkan sampai terjadi kelongsoran pada

contoh tanah, dimana pembacaan proving ring dial telah mencapai nilai

maksimum. Percobaan dihentikan setelah pembacaan proving ring dial

mulai turun beberapa kali (minimum 3 kali)


88

f. Kemudian contoh tanah digambar bidang longsornya dari

depan,belakang,tengah (3 tampak)

g. Contoh tanah yang telah longsor kita remas-remas dalam kantong dan kita

masukkan dalam silinder, dengan ketentuan volumenya sama, untuk

menentukan kekuatan geser tanah teremas. Prosedur 1 sampai 6 diulangi.

6.8 Perhitungan dan Pelaporan

Penerapan hasil uji meliputi :

a. Nama instansi/ perusahaan

b. Nama proyek

c. Lokasi

d. Deskripsi Tanah

e. Tanggal Pengujiaan

f. Kedalaman Tanah

g. Nama Operator

h. Nama engineer yang bertanggung jawab

Perhitungan :

a. Kuat Tekan bebas

Nilai kuat tekan bebas (unconfined compressive strength), qu, didapat dari

pembacaan proving ring dial yang maksimum.

qu= k x RA

Dimana :

qu = kuat tekan bebas (kg/cm2)

k = kalibrasi proving ring

R = pembacaan maksimum – pembacaan awal

A = luas penampang contoh tanah pada saat pembacaan RT (yang

dikoreksi)

b. Kuat Geser Undrained

Kuat geser Undrained (CU) adalah setengah kuat tekan bebas.


89

cu= qu2

cu = kuat geser undrained (kg/cm2)

qu = kuat tekan bebas (kg/cm2)

c. Derajat Kepekaan

Derajat kepekaan (St) didapat dari perbandingan qu undisturbed dengan qu

remolded

St =quundisturbedquremolded

6.9 Hasil Percobaan

a. Dinyatakan dalam grafik, hubungan antara tegangan vertikal dengan

regangan

b. Dinyatakan dalam nilai nilai qu, cu, st

6.10 Hasil Pengamatan

Tabel 6.1Data Hasil Percobaan

Undisturbed Remolded

Vertical (mm) Proving Dial Vertical (mm) Proving Dial

0 0 0 0

0,2 1 0,2 1

0,4 1,5 0,4 1,5

0,6 1,75 0,6 2

0,8 2,1 0,8 2,8

1,0 2,5 1,0 3

1,2 3 1,2 3,5

1,4 3,5 1,4 4

1,6 4 1,6 4,5


90

1,8 4,5 1,8 5

2,0 5 2,0 5,5

2,2 5,5 2,2 6

2,4 6 2,4 7

2,6 7 2,6 7,5

2,8 8 2,8

3,0 8,5 3,0

3,2 9 3,2

3,4 9,5 3,4

3,6 10 3,6

Undisturbed Remolded

t = 6,61 Cm t = 6,2 Cm

r = 3,45 Cm r = 3,3 Cm

6.11 Perhitungan

Undisturbed

Strain = VerticalDial

t

Strain1 = 0

66,1x 100%= 0%

Strain2 = 0,2

66,1x 100%= 0,30%

Strain3 = 0,4661

x 100%= 0,60%

Strain4 = 0,6

66,1x 100%= 0,90%

Strain5 = 0,8

66,1x 100%= 1,21%


91

Strain6 = 1,0

66,1x 100%= 1,51%

Strain 7 = 1,2

66,1x 100%= 1,81%

Strain8 = 1,466,1

x 100%= 2,11%

Strain9 = 1,666,1

x 100%= 2,42%

Strain10 = 1,8

66,1x 100%= 2,72%

Strain11 = 2,0

66,1x 100%= 3,02%

Strain12 = 2,2

66,1x 100%= 3,32%

Strain13 = 2,466,1

x 100%= 3,63%

Strain14 = 2,666,1

x 100%= 3,93%

Strain15 = 2,8

66,1x 100%= 4,23%

Strain16 = 3,0

66,1x 100%= 4,53%

Strain17 = 3,2

66,1x 100%= 4,84%

Strain18 = 3,466,1

x 100%= 5,14%

Strain19 = 3,666,1

x 100%= 5,44%

Remolded

Strain = VerticalDial

t


92

Strain1 = 0

62x 100%= 0%

Strain2 = 0,262

x 100%= 0,32%

Strain3 = 0,462

x 100%= 0,64%

Strain4 = 0,662

x 100%= 0,96%

Strain5 = 0,862

x 100%= 1,29%

Strain6 = 1,062

x 100%= 1,61%

Strain7 = 1,262

x 100%= 1,93%

Strain8 = 1,462

x 100%= 2,25%

Strain9 = 1,662

x 100%= 2,58%

Strain10 = 1,862

x 100%= 2,90%

Strain11 = 2,062

x 100%= 3,22%

Strain12 = 2,262

x 100%= 3,54%

Strain13 = 2,462

x 100%= 3,87%

Strain14 = 2,662

x 100%= 4,19%

Strain15 = 2,862

x 100%= 4,51%

Axial Load = Proving Dial x Kalibrasi

Undisturbed

Axial Load1 = 1,5 x 0,604

= 0,906 Kg


93

Axial Load2 = 1,75 x 0,604

= 1,057 Kg


= 1,268 Kg


= 1,51 Kg

Axial Load5 = 73 x 0,604

= 1,812 Kg


= 2,114 Kg


= 2,716 Kg


= 2,718 Kg


= 2,78 Kg

Axial Load10 = 5,75 x 0,604

= 3,02 Kg


= 3,473 Kg


= 3,624 Kg


= 4,228 Kg

Axial Load14 = 8,5 x 0,604

= 4,832 Kg


= 5,135 Kg


94


= 5,436 Kg

Axial Load17 = 9,5 x 0,604

= 5,738 Kg


= 6,04 Kg

Remolded

Axial Load = Proving Dial x Kalibrasi


= 0,906 Kg

Axial Load2 = 1,75 x 0,604

= 1,057 Kg


= 1,268 Kg


= 1,51 Kg


= 1,691 Kg


= 3,5,114 Kg


= 2,114 Kg


= 2,416 Kg


= 2,718 Kg

Axial Load10 = 5, x 0,604

= 3,02 Kg

Axial Load11 = 5,5 x 0,604

= 3,322 Kg


95


= 3,624 Kg


= 4,228 Kg

Axial Load14 = 7,5 x 0,604

= 4,53 Kg

Corectin Factor = 1 + Strain100

Undisturbed

Corection Factor1 = 1 + 0,30100

= 1,003


= 1,006


= 1,009


= 1,0121


= 1,0151


= 1,0181


= 1,0211


96


= 1,0242


= 1,0272

Corection Factor10= 1 + 3,02100

= 1,0302


= 1,0332

Corection Factor12 = 1 + 3,63 ,100

= 1,0363


= 1,0393


= 1,042


= 1,0453


= 1,0484


= 1,0514


= 1,0544

Remolded


97

Corectin Factor = 1 + Strain100


= 1,0032


= 1,0064


= 1,0096


= 1,0129


= 1,0161


= 1,0193


= 1,0225


= 1,0258


= 1,0290

Corection Factor10= 1 + 3,22100

= 1,0322


= 1,0354


98


= 1,0387


= 1,0419


= 1,0451

Corection Area = Corection Factor x Luas

Undisturbed

Luas = πr2

= 3,14 x 1,7252

= 9,34 cm2

Corection Area1 = 1,0003 x 9,34

= 9,36


= 9,39


= 9,42


= 9,45


= 9,48


= 9,50


= 9,53

Corection Area8 = 1,0292x 9,34

= 9,56


99


= 9,59


= 9,62


= 9,65


= 9,67


= 9,70


= 9,73


= 9,76


= 9,79


= 9,82


= 9,84

Corection Area = Corection Factor x Luas

Remolded

Luas = πr2

= 3,14 x 1,652

= 8,54 cm2


= 8,56


= 8,59


= 8,62



100

= 8,65


= 8,67


= 8,70


= 8,73

Corection Area8 = 1,0292x 8,54

= 8,76


= 8,78


= 8,81


= 8,87


= 8,89


= 8,92

Shear Stress = Axial Load

Corection Area

Undisturbed

Shear Stress1 = 0,6049,36

= 0,064


= 0,096


= 0,112


101


= 0,134


= 0,159


= 0,190


= 0,221


= 0,252


= 0,283


= 0,313


= 0,359


= 0,329


= 0,496


= 0,496


102


= 0,526


= 0,555


= 0,584


= 0,613

Remolded


= 0,070


= 0,105


= 0,140


= 0,174


= 0,195


= 0,208


= 0,292


103


= 0,275


= 0,309


= 0,342


= 0,375


= 0,408


= 0,475


= 0,507

Qu = Axial Load Puncak−Axial Load

Luas

QuUndisturbed = Axial Load Puncak−axial loa d

Luas

=6,04−0,604

93,5

= 0,058

QuRemolded = Axial Load Puncak−axial load

Luas


104

=4,53−0,530

8,54

= 0,468

St = QuUndistribedQuRemolded

= 0,0580,468

= 0,123

6.13 Analisa

Pada percobaan ini, sampel undesturbed lebih cepat hancur

dibandingkan dengan sampel remolded. Hal ini dikarenakan sampel

undisturbed masih berupa sampel alami yang kemudian langsung

diletakan pada alat Unconfined Compression Test sedangkan sampel

remolded sisa dari sampel undisturbed yang kemudian dihancurkan dan

dipadatkan, sehingga saat di uji coba sampel remolded lebih lama hancur,

karena sampel remolded lebih padat dibandingkan dengan sampel

undesturbed.

6.14 Kesimpulan


105

Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa sampel yang

sudah dipadatkan akan lebih kuat dibandingkan dengan sampel yang

masih alami.dan juga Kekuatan geser undrained (CU) didapatkan hasil

undisturbed sebesar 0,058 dan pada remolded sebesar 0,468 Derajat

kepekaan (degree of sensitivity) didapatkan sebesar 0,123

BAB VII

UJI GESER LANGSUNG UU

(UNCONSOLIDATED UNDRAINED DIRECT SHEAR TEST)


Maksud dari uji geser langsung adalah untuk memperoleh

besarnya tahanan geser tanah pada tegangan normal tertentu. Tujuannya

adalah untuk mendapatkan kuat geser tanah.


106


Kuat geser langsung merupakan perlawanan geser maksimum

pada tanah uji geser langsung. Pedoman ini mencakup metode

pengukuran kuat geser tanah menggunakan uji geser langsung UU.

Interpretasi kuat geser dengan cara ini bersifat langsung sehingga tidak

dibahas secara rinci. Beberapa defenisi yang berkaitan dengan

percobaan ini antara lain :

a. Gaya Normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang yang

ditinjau.

b. Gaya Geser adalah gaya yang bekerja secara menyinggung atau sejajar

bidang yang ditinjau.

c. Tegangan Normal (σn) adalah gaya normal per satuan luas.

d. Tegangan Geser adalah gaya geser per atuan luas.

e. Peralihan (displacement) adalah perpindahan horizontal suatu bidang

geser relatife terhadap bidang lain dalam arah kerja gaya geser.

f. Kohesi (CU) adalah kuat geser tanah akibat gaya tarik antar partikel.

g. Sudut geser dalam (ө) adalah komponen kuat geser tanah akibat geseran

antara partikel.

h. Kuat geser adalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh

suatu bidang (dalam tanah) di bawah kondisi tertentu.

i. Kuat geser puncak (peak strength) adalah kuat geser tertinggi pada suatu

rentang peralihan atau regangan tertentu.

j. Kuat geser residual adalah tahanan geser tanah pada regangan atau

peralihan yang besar yang bersiat komstan. Kuat geser residual ini

dicapai setelah kuat geser puncak dilampaui.

k. Dilatansi adalah pengembangan volume tanah saat dikenai tegangan

geser.

7.3 Peralatan yang Digunakan

a. Shear box / kotak geser

b. Bagian untuk menggeser shear box

c. Proving ring.

d. Dial untuk mengukur deformasi vertical dan horizontal.

e. Beban konsolidasi


107

f. Batu pori dari bahan yang tidak berkarat (k = 0,1 cm/det).

g. Plat untuk menjepit contoh tanah.

h. Ring untuk mengambil / mencetak contoh tanah dari tabung sampel.

i. Dolly, untuk memindahkan contoh tanah dari ring ke shear box.

j. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr.

k. Kertas filter.

l. Oven.

m. Stopwatch.

n. Pisau atau palet.


a. Siapkan semua peralatan yanh diperukan.

b. Keluarkan shear box dari tempat airnya.

c. Masukkan contoh tanah ke dalam shear box dengan memasang baut

penguncinya.

d. Atur agar pelat pendorong tepat menempel pada shear box bagian bawah

e. Piston proving diatur agar tepat menyinggung shear box bagian atas, ini

berarti proving ring belum menerima beban.

f. Atur kedudukan loading yoke dalam posisi kerja, tempatkan juga

kedudukan dial untuk mengukur deformasi vertical. Atur kedudukan dial

ini pada posisi tertentu.

g. Siapkan eban konsolidasinya. Lengan pembebana ini mempunyai

perbadingan panjang 1 : 10, jadi beban yang bekerja juga mempunyai

perbandingan 1 : 10.

h. Contoh tanah siap digeser, dengan lebih dahulu meentukan kecepatan

penggeserannya.

i. Atur susunan gigi agar kecepatan penggeseran sesuai denga yang

diinginkan. Kecepatan penggeseran yang umumnya dipakai ialah : 0,30

mm/menit.

j. Hidupkan tombol POWER, lampu indicator akan menyala. Pengeseran

dapat dimulai dengan menekan tombol B D, karena posisi gigi pada D.

k. Matikan alat jika jarum sudah tidak bergerak


108

l. Keluarkan contoh tanah dari shear box, timbang berat contoh tanah ini

dan masukkan oven selama 24 jam dalam suhu 105° C, untuk

mengetahui kadar air akhirnya.

m. Ulangi semua prosedur di atas dengan dua buah contoh tanah lagi, tetapi

dengan menggunakan tegangan normal yang lain

7.5 Data Percobaan

Tabel 7.1Data Hasil Percobaan

Beban

(Kg)

Perubahan

HorizontalLoading Dial

Perubahan

Vertical

Div mm Div Div mm

2

20 0,2

6

8

11

12

14

15

16

17

18

18

18

18

3 0,03

40 0,4 6 0,06

60 0,6 12 0,12

80 0,8 18 0,18

100 1 24 0,24

120 1,2 30 0,30

140 1,4 35 0,35

160 1,6 37 0,37

180 1,8 40 0,40

200 2 41 0,41

220 2,2 43 0,43

240 2,4 44 0,44


109

4

20 0,2

7

13

15

17

18

21

24

25

26

27

29

30

31

32

5 0,05

40 0,4 10 0,10

60 0,6 14 0,14

80 0,8 16 0,16

100 1 19 0,19

120 1,2 20 0,20

140 1,4 22 0,22

160 1,6 23 0,02

180 1,8 26 0,26

200 2 27 0,27

220 2,2 29 0,29

240 2,4 31 0,31

260 2,6 39 0,39

280 2,8 40 0,40

8 20 0,2 4

13

19

24

28

31

34

36

38

40

7 0,07

40 0,4 8 0,08

60 0,6 12 0,12

80 0,8 28 0,28

100 1 31 0,31

120 1,2 37 0,37

140 1,4 40 0,40


110

42

43

160 1,6 43 0,43

180 1,8 46 0,46

200 2 48 0,48

220 2,2 51 0,51

240 2,4 54 0,54

Tabel 7.2Data Hasil Pengamatan

2 Kg 4 Kg 8 Kg

Diameter (Cm) 6,3 6,1 6,3

Tinggi (Cm) 1,88 1,8 2,1

Massa Alami (gr) 90 111,1 116,25

Massa Kering (gr) 64,3 59,3 80,1

7.6 Perhitungan

Beban 2 Kg

Luas = ¼.π.d2

= ¼.3,14 x 6,32

= 31,2 Cm2

Beban Horizontal = Loading Dial x Kalibrasi

BH1 = 6x 0,605


111

= 3,63 Kg

BH2 = 8 x 0,605

= 4,48 Kg

BH3 = 11 x 0,605

= 6,7 Kg

(sisanya terlampirkan)

Tegangan Geser = Beban Horizontal

Luas

TG1 = 3,63Kg

31,2C m2 TG2= 4,84 Kg

31,2C m2

= 0,116 Kg/Cm2 = 0,115 Kg/Cm2


Tegangan Normal = Beban x10

Luas

Tegangan Normal = 2x 10Kg

31,2C m2

= 0,641 Kg/Cm2

Beban 4 Kg

Luas = ¼.π.d2

= ¼.3,14 x 6,12

= 29,21 Cm2



112

BH1 = 7 x 0,605 BH2 = 13 x 0,605

= 4,24 Kg = 7,9 Kg



Luas

TG1 = 4,24 Kg

29,21C m2 TG2= 4,84 Kg

31,2C m2

= 0,145 Kg/Cm2 = 0,270 Kg/Cm2


Luas

Tegangan Normal = 4 x10 Kg

31,2C m2

= 1,369 Kg/Cm2

Beban 8 Kg

Luas = ¼.π.d2

= ¼.3,14 x 6,32

= 31,2 Cm2


BH1 = 4 x 0,605 BH2 = 43 x 0,605

= 2,42 Kg = 26,02 Kg



Luas

TG1 = 2,42Kg

31,2C m2 TG9 = 7,9Kg

31,2C m2


113

= 0,077 Kg/Cm2 = 0,253 Kg/Cm2



Luas

Tegangan Normal = 8 x 10Kg

31,2C m2

= 2,564 Kg/Cm2

Sifat Fisik Batuan

Sampel 2 Kg Sampel 4 Kg

W = MwMd

x 100% W = MwMd

x 100%

Mw = Massa asli – Masaa kering Mw = Massa asli – Masaa kering

= 90 – 64,3 = 87,36 – 49,5

= 25,7 gr = 51,8 gr

W = = 25,764,3

x 100% W = 31,859,3

x 100%

= 39,96% = 87,35%

Sampel 8 Kg

W = MwMd

x 100%

Mw = Massa asli – Masaa kering

= 116,25 – 80,1

= 36,15 gr

W = 36,1580,1

x 100%


114

= 45,3%

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Grafik beban terhadap penurunan

sampel 1sampel 2sampel 3


115

0 0.5 1 1.5 2 2.5 30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Grafik pergerakan vertikal dan peralihan hor-izontal


0.5 1 1.5 2 2.5 30

1

1

Grafik terhadap tegangan geser maksimal terhadap teganga normal


7.7 Analisa

Pada percobaan ini, terlihat dari grafik tegangan geser terhadap peralihan

horizontal, dimana dapat membandingkan besarandari ketiga sampel tersebut.

Sampel yang mengalami peralihan lebih jauh terdapat pada sampel 1 (2Kg), dan

sampel yang memiliki tegangan tertinggi yaitu terdapat pada sampel 2 (4 Kg).

7.8 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini, maka didapatkan besaran tahanan

geser dari suatu sampel tanah yang masih sangat alami pada tegangan normal

tertentu. Selain itu didapatkan nilai kuat geser dari tanah tersebut.


116

BAB VIII

UJI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)


Tujuan dari praktikum ini adalah untuk megetahui kekuatan tanah dasar

yang dikompaksi di laboratorium yang akan digunakan dalam perancangan

perkerasan. Hasil percobaan dinyatakan sebagai nilai CBR (dalam %) yang

nantinya dipakai untuk menentukan tebal perkerasan.



117

California Bearing Ratio (CBR) merupakan suatu perbandingan atau rasio

dari gaya perlawanan penetrasi (penetrasi resistance) dari tanah pada sebuah

piston yang ditekan secara berlanjut terhadap gaya perlawanan penetrasi serupa

pada contoh tanah standard berupa batu pecah di California. Rasio tersebut

diambil pada penetrasi 2,5 dan 5,0 mm (0,1 dan 0,2 in) dengan ketentuan angka

tertinggi yang digunakan.

Gaya perlawanan penetrasi adalah gaya yang diperlukan untuk menahan

penetrasi konstan dari suatu piston ke dalam tanah. Pengerasan jalan adalah

lapisan – lapisan bahan yang dipasang di atas dasar untuk menerima beban lalu

lintas sehingga beban tersebut ditambah berat perkerasan sendiri dapat dipikul

oleh tanah dasar.

Tebal perkerasan jalan bergantung pada kekakuan tanah dasar, kekuatan

bahan perkerasan, muatan roda, dan intensitas lalu lintas. Untuk menentukan

tebal perkerasan secara umum biasanya kekuatan tanah dasar dinyatakan

dalam nilai CBR dimana nilai CBR adalah perbandingan kekuatan tanah dasar

atau bahan lain yang dipakai untuk pembuatan perkerasan terhadap nilai CBR

yang didapat dari percobaan, baik untuk contoh tanah asli (undisturbed sample)

maupun contoh tanah yang dipadatkan (compacted sample). Percobaan CBR

juga dapat dilakukan secara langsung di lapangan.

Pada perencanaan jalan baru, tebal perkerasan biasanya ditentukan dari

nilai CBR tanah dasar yang dipadatkan. Nilai CBR yang dipergunakan untuk

perencanaan disebut rancangan CBR (CBR Design). Design CBR didapat dari

percobaan di laboratorium dengan memperhitungkan dua faktor, yaitu:

Kadar air tanah serta beratisi kering pada waktu dipadatkan.

Percobaan pada kadar air yang mungkin terjadi setelah perkerasan selesai

dibuat.

8.3 Alat – Alat Yang Digunakan

Peralatan untuk percobaan kompaksi, lengkap.

Peralatan untuk percobaan CBR

Mold ukuran tinggi 7”, diameter 6” berikut collar (3 buah)

Spacer disc tinggi 2” – 2,5”, diameter 6”

Hammer, berat 5,5 atau 10 lb, tinggi jatuh 12” atau 18”

Surcharge load berat 10 lb (2 buah)


118

Alat pengukur CBR

Ayakan ukuran 3/4” dan no. 4

Sprayer untuk menyemprot air ke tanah

Pisau, scoop, tali karet

Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr

Ember untuk merendam mold + tanah

Alat pengukur swelling


1. Siapkan contoh tanah kering seperti pada percobaan kompaksi sebanyak 3

contoh masing – masing 5 kg.

2. Tanah disaring dengan ayakan ukuran 20 mm.

3. Contoh tanah tersebut kemudian disemprot dengan air sehingga kadar

airnya menjadi woptimum dari percobaan kompaksi yang dilakukan

sebelumnya, dengan toleransi yang diijinkan 3% dari woptimum tersebut.

4. Kemudian contoh tanah tersebut didiamkan selama 24 jam (curing period)

agar kadar airnya merata dan ditutup rapat – rapat agar airnya tidak

menguap.

5. Mold CBR disiapkan, spacer dish diletakkan di bawah, selanjutnya mold

diisi dengan contoh tanah tadi sedemikian banyaknya sehingga setelah

ditumbuk mempunyai ketinggian 1/5 tinggi mold (modified) atau 1/3 tinggi

mold (standard). Penumbukkan dilakukan setiap lapis seperti pada

percobaan kompaksi (tetapi dengan jumlah tumbukan yang berbeda untuk

ketiga contoh). Penumbukan pada setiap contoh adalah:

Contoh tanah I : 5 lapis (modified), w lapis (standard), 10x/lapis

Contoh tanah II : 5 lapis (modified), 3 lapis (standard), 25x/lapis

Contoh tanah III : 5 lapis (modified), 3 lapis (standard), 56x/lapis

6. Mold dibalikkan, spacer dish dikeluarkan, lalu ditimbang. Dengan

menimbang mold kosong bersih maka γd dari setiap contoh tanah dapat

dihitung.

7. Kemudian kedua permukaan tanah diberi kertas pori, dalam keadaan

terbalik bagian bawah diberi perforated based plate di atas diberi surcharge

load minimum 10 lb, yang terdiri dari 2 bagian masing – masing 5 lb.


119

8. Mold + tanah yang sudah dipadatkan kemudian direndam dalam air selama

4 x 24 jam, air harus dapat masuk baik lewat atas (swell plate) maupun dari

bawah (perforated plate) ke dalam tanah yang direndam. Perendaman ini

disebut Soaking.

9. Selama perendaman setiap hari dibaca besarnya swelling yang terjadi

akhirnya dihitung swelling totalnya dalam % terhadap tinggi tanah semula.

Syarat swelling total adalah ± 3%, yang baik adalah 1%.

10. Mold + contoh tanah diangkat dari dalam air, buang air yang tergenang di

atas contoh tanah yang ada di dalam mold.

11. Dengan beban yang sama berat seperti pada perendaman tadi, contoh

tanah diperiksa CBR – nya, yaitu dengan penekanan penetration piston

yang luas bidang penekanannya = 3 inci2. Kecepatan penetrasi 0,05

in/menit. Dibaca penetrasi itu setiap ½ menit atau setiap penetrasi 0,025 in.

8.5 Perhitungan dan Pelaporan

1. Hitung besarnya beban (load) yang diperlukan untuk setiap penetrasi.

Beban ini dihitung dengan mengalikan pembacaan proving ring dengan

faktor kalibrasinya.

2. Gambar grafik hubungan antara penetrasi dengan beban, dimana penetrasi

sebagai absis dan beban sebagai ordinatnya. Dalam hal ini akan didapat 3

buah grafik yang mana masing – masing dipergunakan untuk menentukan:

CBR10 = CBR sehubungan dengan 10 tumbukan.



Jika bagian awal grafik ini cekung ke atas maka harus diadakan koreksi

terhadap titik nol. Cara melakukannya adalah sebagai berikut:

Luruskan bagian grafik mulai dari bagian yang cekung ke atas sehingga

memotong sumbu x (absis) di titik 0’.

Titik 0’ dijadikan pusat sumbu baru sehingga semua titik pada sumbu x

bergeser sepanjang 00’.

Harga CBR dihitung pada harga penetrasi 0,1” dan 0,2” dengan rumus

sebagai berikut:


120

CBR= correctedloads tan dardload

x 100 %

Jadi,

CBR0,1=A

3000x 100 %

CBR0,2=B

4500x100 %

Dimana:

A dan B adalah beban – beban untuk penetrasi 0,1” dan 0,2” dalam satuan

lbs. Dari kedua nilai di atas diambil yang terbesar.

3. Hitung γd dari setiap contoh tanah dengan cara:

V tanah=V mold−V dish

W=wopt± toleransi

M tanah=Mmold+tanah−Mmold

4. Grafik kompaksi (ρd−w), dengan skala ρd yang sama.

5. Nilai Desain

Hasil percobaan dinyatakan dengan membuat grafik tanah ρd terhadap

CBR dengan ketentuan CBR sebagai absis dan ρd sebagai ordinat.

8.6 Data Percobaan

Tabel 8.1Berat Sampel 10x Penumbukan

Container (gr) Sampel+Container (gr)

Atas 14,1 44,9


121

Tengah 10,3 34,4

Bawah 10 23,75



Atas 13,2 27,8

Tengah 9,8 21,4

Bawah 11,9 33



Atas 13,4 53

Tengah 13,5 24,1

Bawah 13,2 26

Berat nampan = 310 gr

Berat sampel = 3 kg

Berat nampan + sampel = 3,310 Kg

Pengukuran mold

Diameter = 15,2 Cm

Tinggi = 16,2 Cm

Berat = 7,6 Kg

V mold = ɲ.r2.t

= 3,14.(7,62)2.(16,2) = 2938,13cm2


122

Tabel 8.4Data Hasil Pengamatan

Penurunan

(mm)

Penurunan

(inch)

Standar

Beban

Pembebanan

Axial

Pembacaan Arloji

10x 25x 56x 10x 25x 56x

0,32 0,01 1 0 3 0,01 0 0,03

0,64 0,025 2 0 3 0,02 0 0,03

1,27 0,05 3 1 3 0,03 0,01 0,03

1,91 0,075 4 1 3 0,04 0,01 0,03

2,54 0,1 3000 4 1 3,5 0,04 0,01 0,035

3,8 0,15 51,1

40,05 0,01

1

0,04

5,08 0,2 4500 51,5

40,059 0,01

5

0,04

7,62 0,3 5,9 2 4 0.06 0,02 0,042

10,16 0,4 62,5

4,20,062 0,02

5

0,042

12,1 0,5 6,2 3 4,2 0,03

8.7 Pengolahan Data

Beban = Kalibrasi x Pebacaan Arloji

10x tumbukan

Beban = 28,7082 x 0,01 Beban = 28,7082 x 0,062

= 0,287 lb = 1,779 lb

25x tumbukan

Beban = 28,7082 x 0 Beban = 28,7082 x 0,03

= 0 lb = 0,861 lb


123

56 x tumbukan

Beban = 28,7082 x 0,03 Beban = 28,7082 x 0,42

= 0,861 lb = 1,205 lb

Nilai CBR = Beban

BebanSandard x 100%

10x tumbukan

Nilai CBR = 1,1483000

x 100% Nilai CBR = 1,4354500

x 100%

= 0,038% = 0,031%

Nilai CBR rata-rata = 0,038 %+0,031%

2

= 0,345%

25x tumbukan

Nilai CBR = 0,2873000

x 100% Nilai CBR = 0,4304500

x 100%

= 0,009% = 0,009%

Nilai CBR rata-rata = 0,009 %+0,009 %

2

= 0,009%

56x tumbukan

Nilai CBR = 1,0043000 x 100% Nilai CBR =

1,4354500 x 100%

= 0,033% = 0,025%

Nilai CBR rata-rata = 0,033 %+0,025 %

2

= 0,038%

Bawah = 23,8gr24 gr

x 100% = 59,16%

Massa Jenis

No mold I

Tinggi mold 16,2


124

Diameter mold 15,2

Volume mold 2938,13

Massa mold 8034

Massa tanah basah+mold 12124

Massa tanah basah 4090

Massa jenis tanah basah 1,392

Massa jenis tanah kering

Massa jenis tanah kering

ρ=MV

= 4090 gr2938cm

=1,392 gr/cm3

10x tumbukan

ρ= 1,392 gr

29 38,13cm3 = 0,079 gr/cm3

25x tumbukan

ρ= 1,392 gr

29 38,13cm3 = 0,081 gr/cm3

56x tumbukan

ρ= 48,416 gr

29 38,13cm3 = 0,015 gr/cm3


125

Tabel 8.5 Hasil Pengamatan

Penumbukan 10x 25x 56x

Container Atas Tengah Bawah Atas Tengah Bawah Atas Tengah Bawah

Massa container 14,1 10,3 10 13,2 9,8 11,9 13,4 13,5 13,2

Massa tanah basah+container 44,9 34,4 23,75 27,8 21,4 33 53 24,1 26

Massa tanah kering+container 40 32 21,5 26 19,6 29,8 47 24,1 23,5

Massa tanah basah 30,8 24,1 13,75 14,6 11,6 21,1 39,6 22,5 12,8

Massa tanah kering 25,9 21,7 11,5 12,8 9,8 17,9 33,6 10,6 10,3

Mair 4,9 2,4 2,25 1,8 1,8 3,2 6 9 2,5

Kadar air 18,91 11,05 19,56 14,06 18,36 17,87 17,85 17,78 24,27

Kadar air rata-rata 16,51 16,76 19,97


126

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

grafik antara pembebanan terhadap penurunan

10x25x56x

penurunan

beba

n

0.064 0.066 0.068 0.07 0.072 0.074 0.076 0.078 0.08 0.0820

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07Grafik CBR terhadap berat isi kering

10xLinear (10x)25x56x


127

8.8 Analisa

Dari percobaan ini dapat dianalisa dari melihat grafik yang terbentuk dari

beban terhadap penurunan inchi.pada grafik terlihat bahwa penumbukan 10x

lebih besar pembebanannya dibandingkan dengan 25x dan 56x seharusnya

semakin banyak tumbukan pada sampel maka semakin besar juga beban dan

penurunannya.ini dikarenakan menggunakan sampel tanah seharusnya

digunakan

8.9 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini, diketahui bahwa nilai rata-rata CBR dari

sampel pasir, serta bagaimana kekompakan dari suatu pasir yang telah

terkompakkan (tumbukan). Pada 10x tumbukan diketahui bahwa nilai dari rata-

rata CBR nya sebesar 0,0345%, untuk 25x tumbukan bernilai 0,009%,

sedangkan untuk 56x tumbukan nilai CBR nya lebih besar yaitu 0,058%.


128

BAB IX

UJI TRIAXIAL UU


Maksud uji triaxial UU adalah untuk mengetahui kekuatan geser

tanah;l yaitu c (kohesi) dan ø (sudut geser dalam), dalam tegangan total

ataupun efektif yang mendekati keadaan aslinya di lapangan.

Tujuannya adalah untuk digunakan dalam analisis kestabilan

jangka pendek (short term stability analysis).


Uji triaxial UU adalah uji kompresi triaxial dimana tidak

diperkenankan perubahan kadar air dalam contoh tanah. Sampel tidak

dikonsolidasikan dan air pori tidak teralir pada saat pemberian tegangan

geser.

Bidang-bidang tegangan utama adalah 3 bidang yang saling tegak

lurus dimana bekerja tegangan-tegangan normal dan tanpa tegangan

geser. Tegangan-tegangan utama 1, 3 adalah tegangan normal yang

bekerja pada bidang-bidang tegangan utama. Tegangan deviator adalah

selisih antara tegangan utama terbesar (1) dan teganagan utama terkecil

(3). Lingkaran Mohr adalah representasi secara grafis kondisi tegangan-

tegangan pada suatu bidang dinyatakan dalam tegaangan normal dan

tegangan geser.

Garis keruntuhan adalah garis atau kurva yang menyinggung

lingkaran-lingkaran Mohr pada kondisi keruntuhan pada sampel yang

memiliki tegangan-tegangan keliling yang berbeda. Mempunyai

persamaan Tf = c + tan ø

Bidang keruntuhan adalah bidang dimana kuat geser maksimum

dari tanah telah termobilisasi saat keruntuhan. Secara teoritis pada uji

triaxial, bidang tersebut menyudut (45˚ + /2) terhadap bidang horizontal.

Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb adalah kuat geser tanah yang


129

diperoleh dari ui triaxial. Kohesi (c), adalah kuat geser tanah bila tidak

diberikan tegangan keliling. Sudut geser dalam (ø) adalah komponen kuat

geser tanah yang berasal dari gesekan antarbutir tanah.

9.3 Peralatan yang Digunakan

Alat triaxial

Membran karet

Stretcher

Stopwatch

Alat untuk mengeluarkan tanah dari tabung (piston plunger)

Silinder untukmengambil contoh tanah

Oven

Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr

Cawan (container)

Desikator

Pisau


1. Contoh tanah diambil dengan tabung bor ukuran tinggi 76 mm dan

diameter 38 mm, kedua permukaannya diratakan.

2. Keluarkan contoh tanah dari silinder dengan menggunakan piston

plunger.

3. Ukur tinggi dan diameter sampel secara lebih akurat.

4. Timbang sample.

5. Dengan bantuan stretcher, contoh tanah diselubungi membran karet.

6. Pasang batu pori di bagian bawah.

7. Membran bagian bawah dan atas diikat dengan karet membran.

8. Letakkan contoh tanah tersebut pada alat triaxial.

9. Sel triaxial diisi air destilasi hingga penuh dan meluap, tegangan air pori

dinaikkan hingga sesuai tegangan keliling yang diinginkan.

10. Tekanan vertikal diberikan dengan jalan menekan tangkai beban dibagian

atas contoh tanah yang dijalankan oleh mesin dengan kecepatan tertentu.

11. Pembacaan diteruskan sampai pembacaan proving ring dial

memperlihatkan penurunan sebanyak 3 kali atau sampai regangan

mencapai ± 15 %.


130

12. Keluarkan contoh tanah dari sel triaxial kemudian digambar bidang

runtuhnya.

13. Contoh tanah dibagi menjadi 3 bagian untuk ditentukan kadar airnya.

14. Percobaan dilakukan lagi dengan tegangan sel yang lebih besar dengan

prosedur seperti di atas.

9.5 Data percobaan

Tabel 9.1Data Hasil Percobaan 0,5 Kg

Dial reading Reading (div)

20 12

40 16

60 18

80 20

100 21

120 21,5

140 23

160 23,5

180 24

200 24,5

220 26

240 26,5

260 27,5

280 28,5

300 29,5

320 30

340 30,5

360 31

380 31

400 31,5

420 31,5

440 31,5

Tabel 9.2


131

Data Hasil Percobaan 1 KgDial reading Reading div

20 9

40 15

60 20

80 22

100 23

120 24

140 26

160 28

180 29

200 29,5

220 30

240 30,5

260 31

280 31,5

300 32

320 32

340 32

Tabel 9.3Data Hasil Percobaan 2 Kg

Dial reading Reading div

20 6,5

40 9,5

60 11,5

80 12

100 13

120 21,5

140 30,5

160 42,5

180 47

200 50

220 52


132

240 53

260 54

280 55

300 56

320 57

340 58

360 59

380 60

400 61

420 61,5

440 62

460 62,5

480 63

500 63

520 63

Pengolahan Data

Perhitungan ∆L

∆L = Deformatian load/1000∆L (0,5) => 20/1000

= 0,02 cm => 400/1000 = 0,4 cm => 700/1000 = 0,7 cm

∆L (1) => 40/1000 = 0,04 cm => 100/1000 = 0,1 cm => 80/1000 = 0,08 cm

∆L (2) => 200/1000 = 0, 2 cm => 240/1000 = 0,24 cm => 360/1000 = 0,36 cm

Perhitungan ∆L/Lo = Strain


133

(0,5) ∆L/Lo = 0,02/6,15= 0,0033

∆L/Lo = 0,04/6,15= 0,0065

∆L/Lo = 0,68/6,15= 0,1106

(1) ∆L/Lo = 0,04/6,39= 0,0031

∆L/Lo = 0,1/6,39= 0,0156

∆L/Lo = 0,12/6,39= 0,488

(2) ∆L/Lo = 0,2/5,9= 0,0039

∆L/Lo = 0,26/5,9= 0,0407

∆L/Lo = 0,3/5,9= 0,0508

Perhitungan Correction Factor = 1 + strain

(0,5) CF = 1 + 0,0033= 1,0033

CF = 1 + 0,0065= 1,0065

CF = 1 + 0,1106= 1,1106

(1) CF = 1 + 0,0031= 1,0031

CF = 1 + 0,0156= 1,0156

CF = 1 + 0,488= 1,488

(2) CF = 1 + 0,0339= 1,0339

CF = 1 + 0,0407= 1,0407

CF = 1 + 0,0508= 1,0508

Perhitungan Correction Area = CF X A

(0,5) CA = 1,0033 X 58,47= 58,66 cm2

CA = 1,0065 X 58,47= 58,85 cm2

CA = 1,1106 X 58,47


134

= 64,93 cm2

(1) CA = 1,0031 X 60,75= 60,94 cm2

CA = 1,0156 X 60,75= 61,7 cm2

CA = 1,488 X 60,75= 61,89 cm2

(2) CA = 1,0339 X 59,41= 58,32 cm2

CA = 1,0407 X 59,41= 58,7 cm2

CA = 1,0508 X 59,41= 59,28 cm2

Beban = Kalibrasi X Pembacaan Dial

(0,5) Beban = 0,18 X 5= 0,9 kg

Beban = 0,18 X 33= 5,94 kg

Beban = 0,18 X 61= 10,98 kg

(1) Beban = 0,18 X 13= 2,34 kg

Beban = 0,18 X 15= 2,7 kg

Beban = 0,18 X 25= 4,5 kg

(2) Beban = 0,18 X 30= 5,4 kg

Beban = 0,18 X 40,5= 7,29 kg

Beban = 0,18 X 90= 16,2 kg

Tegangan = Beban/A

(0,5) Tegangan = 0,9/58,47= 0,02 kg/cm2

Tegangan = 6,57/58,47= 0,11 kg/cm2

Tegangan = 9,72/58,47= 0,17 kg/cm2

(1) Tegangan = 2,34/60,35= 0,04 kg/cm2

Tegangan = 3,6/60,35= 0,06 kg/cm2


135

Tegangan = 4,14/60,35= 0,07 kg/cm2

(2) Tegangan = 5,4/59,41= 0,1 kg/cm2

Tegangan = 15,03/59,41= 0,27 kg/cm2

Tegangan = 17,82/59,41= 0,32 kg/cm2

Perhitungan Deviator Stress = Beban/CA

(0,5) Deviator stress = 0,9/58,66= 0,015 kg/cm2

Deviator stress = 7,47/60,18= 0,124 kg/cm2


(1) Deviator stress = 2,34/60,94= 0,038 kg/cm2



(2) Deviator stress = 5,4/56,6= 0,095 kg/cm2



σ1 = σ3 X (σ3 - σ1)

(0,5) σ1 = 0,5 X (0,015)= 0,008

σ1 = 0,5 X (0,124)= 0,062

σ1 = 0,5 X (0,188)= 0,094

(1) σ1 = 1 X (0,038)= 0,038

σ1 = 1 X (0,044)= 0,044

σ1 = 1 X (0,073)= 0,073

(2) σ1 = 2 X (0,095)= 0,19

σ1 = 2 X (0,278)


136

= 0,556σ1 = 2 X (0,314)

= 0,628

9.10 Hasil PerhitunganTabel 9.2

Hasil Perhitungan

Load Dial (div) ΔL (cm) Strain ΔL/Lo0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2

5 13 300,02

0,02

0,02

0,0033

0,0031

0,0034

10 15 40,50,04

0,04

0,04

0,0065

0,0063

0,0068

19,5 20 560,06

0,06

0,06

0,0098

0,0094

0,0102

23 23 690,08

0,08

0,08

0,0130

0,0125

0,0136

27,5 25 74,5 0,1 0,1 0,10,016

30,015

60,0169

33 28 79,50,12

0,12

0,12

0,0195

0,0188

0,0203

36,5 30 83,50,14

0,14

0,14

0,0228

0,0219

0,0237

38,5 30 85,50,16

0,16

0,16

0,0260

0,0250

0,0271

41,5 880,18

0,18

0,0293

0,0305

43,5 90 0,2 0,20,032

50,0339

45,5 920,22

0,22

0,0358

0,0373

49 930,24

0,24

0,0390

0,0407

52 950,26

0,26

0,0423

0,0441

54 970,28

0,28

0,0455

0,0475

57 99 0,3 0,30,048

80,0508

59 100,50,32

0,32

0,0520

0,0542

61 1020,34

0,34

0,0553

0,0576

63 103,50,36

0,36

0,0585

0,0610

63,5 1040,38

0,38

0,0618

0,0644


137

65 105 0,4 0,40,065

00,0678

67 1060,42

0,42

0,0683

0,0712

70 1070,44

0,44

0,0715

0,0746

71 1080,46

0,46

0,0748

0,0780

730,48

0,0780

75 0,50,081

3

770,52

0,0846

79,50,54

0,0878

810,56

0,0911

820,58

0,0943

83 0,60,097

6

850,62

0,1008

900,64

0,1041

92,50,66

0,1073

950,68

0,1106

95 0,70,113

8

Correction Factor Correction Area Beban (kg)0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2

1,0033 1,0031 1,0034 58,66 60,94 56,60 0,9 2,34 5,41,0065 1,0063 1,0068 58,85 61,13 56,79 1,8 2,7 7,291,0098 1,0094 1,0102 59,04 61,32 56,98 3,51 3,6 10,081,0130 1,0125 1,0136 59,23 61,51 57,17 4,14 4,14 12,421,0163 1,0156 1,0169 59,42 61,70 57,37 4,95 4,5 13,411,0195 1,0188 1,0203 59,61 61,89 57,56 5,94 5,04 14,311,0228 1,0219 1,0237 59,80 62,08 57,75 6,57 5,4 15,031,0260 1,0250 1,0271 59,99 62,27 57,94 6,93 5,4 15,391,0293 1,0305 60,18 58,13 7,47 15,841,0325 1,0339 60,37 58,32 7,83 16,21,0358 1,0373 60,56 58,51 8,19 16,561,0390 1,0407 60,75 58,70 8,82 16,74


138

1,0423 1,0441 60,94 58,90 9,36 17,11,0455 1,0475 61,13 59,09 9,72 17,461,0488 1,0508 61,32 59,28 10,26 17,821,0520 1,0542 61,51 59,47 10,62 18,091,0553 1,0576 61,70 59,66 10,98 18,361,0585 1,0610 61,89 59,85 11,34 18,631,0618 1,0644 62,08 60,04 11,43 18,721,0650 1,0678 62,27 60,23 11,7 18,91,0683 1,0712 62,46 60,43 12,06 19,081,0715 1,0746 62,65 60,62 12,6 19,261,0748 1,0780 62,84 60,81 12,78 19,441,0780 63,03 13,141,0813 63,22 13,51,0846 63,41 13,861,0878 63,60 14,311,0911 63,79 14,581,0943 63,98 14,761,0976 64,17 14,941,1008 64,36 15,31,1041 64,55 16,21,1073 64,74 16,651,1106 64,93 17,11,1138 65,13 17,1

Defiator Stress б10,5 1 2 0,5 1 2

0,015 0,038 0,095 0,008 0,038 0,1910,031 0,044 0,128 0,015 0,044 0,2570,059 0,059 0,177 0,030 0,059 0,3540,070 0,067 0,217 0,035 0,067 0,4340,083 0,073 0,234 0,042 0,073 0,4680,100 0,081 0,249 0,050 0,081 0,4970,110 0,087 0,260 0,055 0,087 0,5210,116 0,087 0,266 0,058 0,087 0,5310,124 0,272 0,062 0,5450,130 0,278 0,065 0,5560,135 0,283 0,068 0,5660,145 0,285 0,073 0,5700,154 0,290 0,077 0,5810,159 0,295 0,080 0,5910,167 0,301 0,084 0,6010,173 0,304 0,086 0,6080,178 0,308 0,089 0,6150,183 0,311 0,092 0,623


139

0,184 0,312 0,092 0,6240,188 0,314 0,094 0,6280,193 0,316 0,097 0,6320,201 0,318 0,101 0,6350,203 0,320 0,102 0,6390,208 0,1040,214 0,1070,219 0,1090,225 0,1120,229 0,1140,231 0,1150,233 0,1160,238 0,1190,251 0,1250,257 0,1290,263 0,1320,263 0,131

0.00000.05000.10000.15000.20000.25000.30000.35000.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain

Teg Keliling 1Teg Keliling 0,5Teg Keliling 2

Strain

defia

tor S

tres

s

Grafik 9.1Hubungan Defiator Stress terhadap Strain


140

0.00000.02000.04000.06000.08000.10000.12000.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain untuk Beban 0,5

Teg Keliling 0,5Linear (Teg Keliling 0,5)

Strain

defia

tor S

tres

s

Grafik 9.2Hubungan Defiator Stress Terhadap Strain Untuk Tegangan Keliling 0,5

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.03000.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain untuk Beban 1

Teg Keliling 1Linear (Teg Keliling 1)

Strain

defia

tor S

tres

s

Grafik 9.3Hubungan Defiator Stress Terhadap Strain Untuk Tegangan Keliling 1


141

0.0000 0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.10000.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain untuk Beban 2

Teg Keliling 2Linear (Teg Keliling 2)

Strain

defia

tor S

tres

s

9.10 AnalisaDalam pengujian triaxial UU ini, kita mendapatkan nilai correction area

dengan deviator stress, dimana nilai tersebut berbeda-beda antara lead dial

reading yang satu dengan read dial reading yang lainnya, dimana nilai correction

area dengan deviator stress berbanding lurus dengan nilai lead dial reading,

semakin besar nilai lead dial reading, maka semakin besar pula nilai correction

area dan deviator stress. Hal tersebut dikarenakan adanya perbedaan kekuatan

tegangan keliling yang dibebankan kepada sampel yang kita uji tersebut, dimana

semakin besar tegangan keliling yang diberikan terhadap sampel maka makin

besar pula nilai deviator stress serta correction area nya, itulah yang

menyebabkan nilai correction area dengan deviator stress berbanding lurus

dengan nilai lead dial reading.

9.11 KesimpulanPada praktikum kali ini kita dapat menentukan nilai corection area,

corection factor, dan nilai deviator stress dengan output yang dihasilkan seperti tertera pada tabel berikut ini :

Tabel 9.3Output Dari Perhitungan


142

Correction Factor Correction Area Defiator Stress0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2

1,0033 1,0031 1,0034 58,66 60,94 56,60 0,015 0,038 0,0951,0065 1,0063 1,0068 58,85 61,13 56,79 0,031 0,044 0,1281,0098 1,0094 1,0102 59,04 61,32 56,98 0,059 0,059 0,1771,0130 1,0125 1,0136 59,23 61,51 57,17 0,070 0,067 0,2171,0163 1,0156 1,0169 59,42 61,70 57,37 0,083 0,073 0,2341,0195 1,0188 1,0203 59,61 61,89 57,56 0,100 0,081 0,2491,0228 1,0219 1,0237 59,80 62,08 57,75 0,110 0,087 0,2601,0260 1,0250 1,0271 59,99 62,27 57,94 0,116 0,087 0,2661,0293 1,0305 60,18 58,13 0,124 0,2721,0325 1,0339 60,37 58,32 0,130 0,2781,0358 1,0373 60,56 58,51 0,135 0,2831,0390 1,0407 60,75 58,70 0,145 0,2851,0423 1,0441 60,94 58,90 0,154 0,2901,0455 1,0475 61,13 59,09 0,159 0,2951,0488 1,0508 61,32 59,28 0,167 0,3011,0520 1,0542 61,51 59,47 0,173 0,3041,0553 1,0576 61,70 59,66 0,178 0,3081,0585 1,0610 61,89 59,85 0,183 0,3111,0618 1,0644 62,08 60,04 0,184 0,3121,0650 1,0678 62,27 60,23 0,188 0,3141,0683 1,0712 62,46 60,43 0,193 0,3161,0715 1,0746 62,65 60,62 0,201 0,3181,0748 1,0780 62,84 60,81 0,203 0,3201,0780 63,03 0,2081,0813 63,22 0,2141,0846 63,41 0,2191,0878 63,60 0,2251,0911 63,79 0,2291,0943 63,98 0,2311,0976 64,17 0,2331,1008 64,36 0,2381,1041 64,55 0,2511,1073 64,74 0,257


143

DAFTAR PUSTAKA

Laboratorium Tambang, Staff Assisten. 2014. Diktat Praktikum

Geomekanika. Bandung : Universitas Islam Bandung

Kaffi, Ashabul, 208, “Praktikum Mekanika Batuan”, http://bumih. wordpress.

com/about/, wordpress, diakses pada 14 maret 20.50 WIB 2014.

Heriyadi, Bambang, 2004, “Studi Perbandingan Kuat Tarik Uniakasial

Langsung Dan Tidak Lansung”, http://digilib.itb.ac.id/gdl. php?mod=

browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-1998-bambangher-1744, digilib,

diakses pada 14 maret 21.12 WIB 2013.

Rudi, braja, 2010, “UJI KUAT TEKAN”, Blogger, Diakses 7 Maret 2014,

pukul 14.00 WIB

Rafik 201,”YOUNG MODULUS”, blogspot.com, Diakses 7 Maret 14. 30

WIB

Nugraha, Rifki, 2012, “KUAT TEKAN UNIAXIAL”, Blogger, Diakses 7

Maret 13.45 WIB

Afardy. 2009. “Sifat Fisik Batuan”. Allcoma Blogspot. Diakses tanggal 25

Februari 2014. Pukul 19.37 WIB.


http://digilib.itb.ac.id/gdl

144

Ahmad. 2011. “Sifat Fisik Batuan”. Wordpress. Diakses tanggal 25


Arief. 1977. “Pengujian Pada Batuan”. Ariefgeo Blogspot. Diakses

tanggal 25 Februari 2014. Pukul 19.25 WIB.

Wijayanto, Andika. 2014. “Uji Sifat Fisik”. Blogspot. Diakses tanggal 25

Februari 2014. Pukul 19.30 WIB

Subroto, Jusuf. 2011. “Sifat Fisik Batuan”. Wordpres. Diakses tanggal 20



laporan akhir geomekanika bab i.docx

Documents