studi karakteristik kuat geser tanah lempung dari uji unconfined

STUDI KARAKTERISTIK KUAT GESER TANAH LEMPUNG DARI UJI UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH DAN UJI

TRIAKSIAL TAK TERKONSOLIDASI TAK TERDRAINASE

T E S I S

Oleh

RASDINANTA TARIGAN 097016007/TS

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2012

Universitas Sumatera Utara

STUDI KARAKTERISTIK KUAT GESER TANAH LEMPUNG DARI UJI UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH DAN UJI TRIAKSIAL TAK

TERKONSOLIDASI TAK TERDRAINASE

T E S I S

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik

dalam Program Studi Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

RASDINANTA TARIGAN

097 016 007/TS

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2012

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Tesis : STUDI KARAKTERISTIK KUAT GESER TANAH LEMPUNG DARI UJI UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH DAN UJI TRIAKSIAL TAK TERKONSOLIDASI TAK TERDRAINASE

Nama Mahasiswa : Rasdinanta Tarigan Nomor Pokok : 097 016 007 Program Studi : Teknik Sipil

Menyetujui

Komisi pembimbing

Ketua

(Dr. Ir. M. Sofian Asmirza Silalahi, M.Sc.) NIP. 19640404 199103 1 003

Anggota

(Ir. Rudi Iskandar, MT.) NIP. 19650325 199103 1 006

Ketua Program Studi

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE.) NIP. 19510629 198411 1 001

Dekan

(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME.) NIP. 19571001 198503 1 005

Tanggal Lulus: 11 Februari 2012

Universitas Sumatera Utara

Telah diuji pada

Tanggal 11 Februari 2012

PANITIA PENGUJI TESIS

KETUA : Dr. Ir. M. Sofian Asmirza Silalahi, M.Sc.

ANGGOTA : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE.

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan

Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc.

Ir. Rudi Iskandar, M.T.

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Studi Karakteristik Kuat Geser Tanah

Lempung Dari Uji Unconfined Compressive Strength Dan Uji Triaksial Tak

Terkonsolidasi Tak Terdrainase adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam

bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau

dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam tesis ini dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Medan, Februari 2012

Rasdinanta Tarigan NIM. 097 016 007

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap tegangan geser pada saat terbebani disebut kuat geser tanah. Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis kapasitas dukung tanah, stabilitas lereng, dan gaya dorong pada dinding penahan tanah. Menurut teori Mohr (1910) kondisi keruntuhan suatu bahan terjadi oleh akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser.

Penelitian ini dibuat untuk mengetahui perbandingan antara hasil uji triaksial dengan kondisi tak terkonsolidasi-tak terdrainase (Unconsolidated Undrained/UU Test) dan pengujian menggunakan unconfined compression test; Mengetahui dan menganalisis prilaku parameter kuat geser dari tanah kondisi tak terganggu (undisturbed) dengan tanah yang dibentuk kembali (remolded) serta besar kekuatan geser tanah jika diuji dengan triaksial unconsolidated undrained dan unconfined compression test; Menganalisis karakteristik thixotropy serta sensitivitas pada tanah lempung; Dan menganalisis hasil laboratorium dalam program Plaxis. Untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression test) sampel diperam dengan variasi waktu yang berbeda-beda, yaitu: 0 hari, 1 hari, 5 hari, 10 hari, 15 hari, 20 hari, 25 hari, dan 30 hari. Hasil dari pengujian laboratorium ini nantinya akan dimodelisasi dalam program Plaxis. Sehingga diperoleh hubungan tegangan-regangan, parameter kuat geser, sensitivitas tanah lempung, karakteristik thixotropy tanah lempung, dan hubungan kadar air lempung dan kekuatannya.

Hasil penelitian yang diperoleh, diketahui bahwa tanah lempung tersebut termasuk dalam klasifikasi tanah lempung yang kohesif dan bersifat plastisitas tinggi. Pada pengujian triaksial UU diperoleh nilai cu untuk tanah asli (undisturbed) sebesar 0,337 kg/cm2 dan tanah remoulded sebesar 0,294 kg/cm2, terjadi penurunan kekuatan sebesar 12,76%. Sementara untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression test) nilai cu untuk tanah asli (undisturbed) sebesar 0,308 kg/cm

2 dan tanah remoulded sebesar 0,229 kg/cm2, terjadi penurunan kekuatan sebesar 25,65%. Nilai sensitivitas tanah lempung diperoleh sebesar 1,343, sedangkan rasio thixotropy akan semakin besar seiring makin pertambahan umur pemeraman. Sampel remoulded akan mencapai kekuatan seperti tanah asli pada saat umur pemeraman diantara 1 5 hari. Sampel yang dimodelisasi dalam program Plaxis menghasilkan tegangan deviator yang hampir sama dengan pengujian di laboratorium. Model tanah soft soil paling cocok digunakan sebagai modelisasi pada program Plaxis untuk jenis tanah Pulau Sicanang. Kata kunci: Triaksial UU, unconfined compression test, kuat geser

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

The resistance force done by soil grains toward the shear strength when it is burdened is called soil sheer strength. The parameter of the soil shear strength is needed to analyze the capacity of soil, the slope stability, and the thrust strength on the soil retaining wall. According to Mohrs theory (1910), the condition of the collapse of divulging material is caused by the combinations of critical normal strength and shear strength. This research was conducted to know the comparison between the triaxial of unconsolidated undrained/UU test result and using unconfined compression test, to know and to analyze the parameter of the soil shear strength of the soil condition when it is not disturbed by remolded soil and the soil shear strength if it is tested by the unconsolidated undrained and unconfined compression triaxial test, to analyze the result of the laboratory test in the Plaxis program. For unconfined compression test, the sample is brooded in a variation of time: 0 day, 1 day, 5 days, 10 days, 15 days, 20 days, 25 days, and 30 days. The result of the laboratory test is modeled in the Plaxis program so that we can find the stress-strain, the shear strength parameter, the clay sensitivity, the clay thixotropy characteristics, and the correlation between the water content of the clay and its strength. The results of the research showed that the clay was included in the classification of the cohesive clay and had high plasticity. In the traxial UU test, it was found that cu value for undisturbed soil of 0.337 kg/cm2 and the remolded soil of 0.294 kg/cm2 the strength decreased to 12.76%. The unconfined compression test with cu value for undisturbed soil of 0.308 kg/cm2 and the remolded soil of 0.229kg/cm2, the strength decreased to 25,65%. The value of the clay sensitivity was 1.343, whereas the ratio of thixotropy increased along with the age of the brood. The remolded sample would achieve its strength as the original soil when the age of the brood was from one to five days. The modeled sample in the Plaxis program produces deviator strength which was similar to the test in the laboratory. The soft soil model was appropriate to be used as the model in the Plaxis program for the type of the soil at Pulau Sicanang. Keywords: Traxial UU, Unconfined Compression Test, Shear Strength

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karuniaNya yang telah memberi petunjuk, kesehatan, kesempatan, dan kekuatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan tesis ini dengan baik. Adapun tesis ini merupakan syarat akhir untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

Tesis ini berjudul Studi Karakteristik Kuat Geser Tanah Lempung Dari Uji Unconfined Compresive Strength Dan Uji Triaksial Tak terkonsolidasi Tak Terdrainase ini dimaksudkan untuk melengkapi syarat menyelesaikan studi pada Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil USU.

Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati saya mengucapakan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Bapak Dr. Ir. Sofian A. Silalahi, M.Sc dan Ir. Rudi Iskandar, MT sebagai dosen pembimbing. Selain itu penulis juga mengucapkan terimakasih kepada: Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara, sekaligus sebagai Dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan selama pengerjaan tesis ini. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan dan Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan dan koreksi untuk kesempurnaan tesis ini. Seluruh Dosen yang mengajar di Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dan Staf administrasi. Almarhum Kedua Orang tua yang saya sayangi R.B Tarigan dan N. br Surbakti. Kedua Mertua yang saya hormati dan selalu memberi inspirasi Capt. P. Hutagalung, M.Mar. dan E.R Simanjuntak. Istri tercinta Astri Erina Hutagalung, ST serta kedua anakku Daniel Tristan Tarigan, dan Devon Benjamin Parluhutan Tarigan yang selama proses belajar di Magister Teknik Sipil selalu memberikan dorongan dan motivasi kepada saya. Kakak, Abang, serta adik-adik semua yang senantiasa memberi semangat kepada saya. Rekan-rekan mahasiswa Program Magister Teknik Sipil USU bidang Geoteknik, antara lain: Bapak Ir. Odjak Maryono, MT, Ibu Debby Indriyani, ST, MT. Bapak Semangat Debataraja, ST, MT. Bapak Azka Imani, ST, MT. yang banyak memberikan masukan, diskusi dan tukar pikiran selama ini pembua