Post on 05-Jul-2018
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
1/28
15
BAB 3
LANDASAN TEORI
3.1 TANAH
3.1.1 Definisi Tanah
Dalam pandangan teknik sipil, tanah merupakan campuran dari pertikel-
pertikel, bahan organik, dan endapan-endapan yang relatif lepas (loose), yang
terletak di atas batuan dasar (bedrock) disertai dengan zat cair dan gas yang
mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partiket padat tersebut. Proses
pembentukan tanah dapat berupa proses fisik maupun kimia. Proses pembentukan
tanah secara fisik yang mengubah baatuan menjadi partikel-partikel yang lebih
kecil, terjadi akibat pengaruh erosi, angin, air, es, manusia, atau hancurnya
partikel tanah akibat perubahan suhu atau cuaca. Umumnya, pelapukan akibat
proses kimia dapat terjadi oleh pengaruh oksigen, karbondioksida, air (terutama
yang mengandung asam dan alkali) dan proses-proses kimia yang lain. ika hasil
pelapukan masih berada di tempat asalnya, maka tanah ini disebut tanah residual
(residual soil ) dan apabila tanah berpindah tempatnya, disebut tanah terangkut
(transported soil ).
!anah terdiri dari tiga komponen yaitu udara, air dan bahan padat ("ambar #.$). Udara dianggap tidak memiliki pengaruh teknis sedangkan air sangat
mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. %uang diantara butiran-butiran (ruang ini
disebut pori atau voids) sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udra.
&ila rongga tersebut terisi eir seluruhnya tanah dikatakan dalam kondisi jenuh.
'ehingga jika beban diterapkan pada tanah kohesif yang jenuh, maka pertama kali
beban tersebut akan didukung oleh tekanan air dalam rongga pori tanahnya. Pada
kondisi ini butiran-butiran lempung tidak dapat mendekat satu sama lain untuk meningkatkan tahanan geser selama pori di dalam rongga pori tidak keluar
meninggalkan rongga tersebut. arena rongga pori tanah lempung sangat kecil,
keluarnya air pori meninggalkan rongga pori memerlukan aktu yang lama. ika
sesudah aktu yang lama setelah air dalam rongga pori berkurang butiran-butiran
lempung dapat mendekat satu sama lain sehingga tahanan geser tanahnya
meningkat. *asalah ini tidak dijumpai pada tanah granuler yang rongga porinya
relatif besar kerana seaktu bebean diterapkan air langsung keluar dari rongga
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
2/28
16
pori dan butiran dapat mendekat satu sama lain yang mengakibatkan tekanan
gesernya langsung meningkat.
Gambar 3.1 Diagram fase tanahDiagram garis ini adalah merupakan satu satuan dalam tiga dimensi.
&agian kiri diagram memperlihatkan hubungan-hubungan untuk +olume, sedang
bagian kanan untuk berat. Dari memperhatikan gambar tersebut dapat dibentuk
persamaan
s / (#.$)
dan0 0s / 0 / 0a (#.1)0+ 0 / 0a (#.#)
dengan
s berat butiran padat (gr)
berat air (gr)
0s +olume butiran padat (cm#)
0 +olume air (cm#)
0a +olume udara (cm#)
0 +olume (cm#)
0+ +olume pori (cm#)
&erat udara (a) dianggap sama dengan nol. 2ubungan-hubungan +olume
yang sering digunakan dalam mekanika tanah adalah kadar air (w), angka pori ( 3 3 3e),
porositas (n), dan derajat kejenuhan (').
$. 4ngka pori (e)
15
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
3/28
17
e Vv
Vs
....................................................................................................(#.5)
4ngka pori adalah perbandingan antara +olume rongga (0+) dengan+olume btiran (0s) biasanya dinyatakan dalam desimal. 6ilai-nilai angka pori
untuk pasir alam akan berkisar dari 7,8 sampai 7,9, sedang untuk tanah-tanah
kohesif berkisar dari 7,: sampai $,$.1. Porositas (n)
n Vv
V ;
$77..........................................................................................(#.8)
Porositas adalah perbandingan antara +olume rongga (0+) dengan +olumetotal (0) dikali $77. 6ilai n sering dinyatakan dalam persentase, alaupun
dipakai dalam perhitungan-perhitungan teknis sebagai desimal.#. adar air (w)
w Ww
Ws ; $77........................................................................................
(#.
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
4/28
18
Tabel 3.1. Derajat kejenuhan dan kondisi tanaheadaan tanah Derajat kejenuhan '
!anah kering 7
!anah agak lembab = 7 > 7,18
!anah lembab 7,1< > 7,87
!anah sangat lembab 7,8$ > 7,:8
!anah basah 7,:< > 7,??
!anah jenuh air $
'umber 2ary @hristady 2ardiyatmo, ($??1)
8. &erat +olume basah (A b)
A b W
V .....................................................................................................
(#.9)&erat +olume basah adalah perbandingan antara berat butiran tanah
termasuk air dan udara () dengan +olume total tanah (0). Dengan /
s / a (a 7). &ila ruang udara terisi oleh air seluruhnya (0 a 7), maka
tanah menjadi jenuh.
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
5/28
19
"s γ s
γ w .........................................................................................................
(#.$$)
&erat jenis tanah adlah perbandingan antara berat +olume butiran padat(As), dengan berat +olume air (A) pada temperatur 5 @ . "ᵒ s tidak berdimensi. &erat
jenis dari berbagai jenis tanah berkisar antara 1,
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
6/28
20
4dapun sistem klasifikasi tanah yang sering digunakan adalah sebagai berikut
( 2ardiyatmo, $??1) $. 'istem lasifikasi 44'2!C
'istem klasifikasi 44'2!C ( American Association of State Highway and
Transportation Officials Classification) berguna untuk menentukan kualitas tanah
untuk perencanaan timbunan jalan, subbase dan subgrade.'istem ini pertama kali diperkenalkan oleh 2oentogler dan !erzaghi, yang
akhirnya diambil oleh Bureau of Public Roads *aka dalam mengklasifikasikan
tanah membutuhkan pengujian analisis saringan batas-batas attergerg . Dalam
sistem klasifikasi 44'2!C, tanah dibagi ke dalam 9 kelompok yang diberi nama
dari 4-$ sampai 4-9. 4-9 adalah kelompok tanah organik yang bersifat tidak stabil
sebagai bahan lapisan struktur jalan raya, maka pada re+isi terkhir oleh 44'2!Cdiabaikan. !anah-tanah dalam tiap kelompoknya die+aluasi terhadap indeks
kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. 'istem klasifikasi
dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 'istem lasifikasi 4''2!C
'umber 2ary @hristady 2ardiyatmo, ($??1)
1. 'istem klasifikasi U'@'!ekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butiran yang ada dalam tanah.
pada sistem U'@' (!nified Soil Classification System), tanah diklasifikasikan ke
dalam tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika kurang dari 87E lolos saringan
nomer 177, dan sebagai tanah berbutir halus (lanauFlempung) jika lebih dari 87E
lolos saringan nomer 177. 'elanjutnya, tanah diklasifikasikan dalam sejumlah
kelompok dan subkelompok yang dapat dilihat pada Tabel 3..
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
7/28
21
Tabel 3. elompok-kelompok tanah utama pada sistem U'@'
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
8/28
22
'umber 2ary @hristady 2ardiyatmo, ($??1)
3.1.3 Definisi Tanah Lem!"n#
!anah lempung merupakan tanah yang bersifat multi component yang
terdiri dari tiga fase yaitu padat, cair, dan udara. &agian yang padat merupakan polyamorphous terdiri dari mineral inorganis dan organis. *ineral-mineral
lempung merupakan substansi-substansi kristal yang sangat tipis yang
pembentukan utamanya berasal dari perubahan kimia pada pembentukan mineral-
mineral batuaan dasaar. 'emua mineral lempung sangat tipis kelompok-kelompok
partikel kristalnya berukuran koloidd (G7,771 mm) dan hanya dapat dilihat
dengan menggunakan mikroskop elektron.*itchell ($?
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
9/28
23
Tabel 3.$ lasifikasi kompresibilitas tanah (@oduto, $??5)
Cmpresibility, @ @lassification
7 - 7,78 0ery slightly compressible
7,78 - 7,$ 'lightly compressible7,$ > 7,1 *oderately compressible
7,1 > 7,#8 2ighly compressible
= 7,#8 0ery highly compressible
g. &erubah +olumenya dengan bertambahnya aktu akibat rangkak pada beban
yang konstanh. *erupakan material kedap air
3.2 STABILISASI TANAH
3.2.1 K%nse! &m"m S'abilisasi Tanah
'etiap perubahan sifat fisis atau teknis dari massa tanah akan
membutuhkan penyelidikan dari alternatif-alternatif ekonomis seperti relokasi
tempat bangunan atau mempergunakan tempat bangunan alternatif. Pada saat ini
sebagian besar lokasi bangunan di daerah perkotaan telah dipergunakan sehingga
lokasi alternatif mungkin tidak akan praktis. Pada saat ini tempat-tempat seperti
bekas penimbunan sampah, raa-raa, teluk, semak belukar, tepi bukit dan arealyang kurang baik lainnya telah dipakai sebagai tempat konstruksi, dan gejala ini
terlihat telah berlangsung menerus dan malahan makin banyak terjadi. 4pabila
tempat alternatif tidak tersedia atau pertimbangan-pertimbangan lingkungan,
oposisi dari masyarakat, dan pengaturan zone telah sangat membatasi pilihan yang
tersedia, maka makin dibutuhkan modifikasi atau stabilisasi suatu lokasi bangunan
untuk mendapatkan sifat-sifat yang diinginkan. 'uatu penyelsaian yang secara
ekonomis menguntungkan adalah suatu tantangan bagi para insinyur geoteknik.(&oles dan 2ainim, $?9
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
10/28
24
b. *enambahkan material yang tidak aktif, sehingga mempertinggi kohesi danF
tahanan geser yang timbul.c. *enambahkan material untuk menyebabkan peruahan-perubahan kimiai dan
fisis dari material tanah.d. *erendahkan muka air (drainase tanah)e. *engganti tanah-tanah yang buruk.
3.2.2 S'abilisasi Tanah
'tabilisasi tanah dapat terdiri dari salah satu atau kombinasi dari pekerjaan
berikut a. 'tabilisasi tanah dengan cara mekanis.
'tabilisasi *ekanis merupakan upaya untuk pengaturan gradasi tanah secara
proposional yang diikuti dengan proses pemadatan untuk mendapatkan
kepadatan tanah yang maksimum. Pemadatan dapat dilakukan dengan berbagai
cara yaitu dengan mesin gilas (roller), benda berat yang dijatuhkan (pounded),
ledakkan (eksplofi) dan sebagainya. 'tabilitas mekanis dilakukan tanpa
perubahan material baru. *etode ini meningkatkan kekuatan tanah,
mengurangi komprebilitas tanah, dan mengurangi permeabilitas tanah.
b. 'tabilitas tanah dengan cara kimiai.'tabilisasi imia adalah stabilisasi dengan memberikan bahan kimia pada
tanah sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan sifat-sifat dari tanah
tersebut, seperti kapur, semen dan lain sebagainya.c. 'tabilitas tanah dengan thermal.
'tabilisasi !hermal adalah suatu cara atau upaya untuk mengubah sifat-sifat
fisik tanah dengan memanfaatkan rekasi-reaksi tanah, misalnya pemanasan
(heating ), pendinginan (cooling ), dan menggunakan arus listrik. 'alah satu
jenis stabilisasi fisik yang sering digunakan adalah pemanasan (heting ).
3.3 STABILITAS LERENG
3.3.1 Te%ri S'abili'as Leren#
'ebuah permukaan tanah yang terbuka yang berdiri membentuk sudut
tertentu terhadap horisontal disebut sebuah lereng tanpa perkuatan. Bereng dapat
terjadi secara ilmiah atau buatan manusia. ika tanah tidak horisontal, suatu
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
11/28
25
komponen gra+itasi akan cenderung untuk menggerakkan tanah ke baah. ika
komponen gra+itasi cukup besar maka kegagalan lereng akan terjadi, yakni massa
tanah dapat meluncur jatuh. "aya yang meluncurkan mempengaruhi ketahanan
dari kuat geser tanah sepanjang permukaan keruntuhan.
'eorang engineer sering diminta untuk membuat perhitungan untuk
memeriksa keamanan dari lereng alamiah, lereng galian, dan lereng timbunan.
Pemeriksaan ini termasuk menentukan kekuatan geser yang terbangun sepanjang
permukaan keruntuhan dan membedakannya dengan kekuatan geser tanah. Proses
ini disebut analisa stabilitas lereng. Permukaan keruntuhan itu biasanya adalah
permukaan kritis yang memiliki faktor keamanan minimum.
4nalisa stabilitas lereng adalah hal yang sulit untuk dilakukan. H+aluasi+ariabel-+ariabel seperti stratifikasi tanah dan parameter-parameter tanahnya bisa
menjadi suatu pekerjaan yang berat. %embesan pada lereng dan pemilihan suatu
permukaan gelincir potensial menambah kompleksitas dari pemasalahan ini.
Pengertian tanah longsor sebagai respon dari pada yang merupakan faktor utama
dalam proses geomorfologi akan terjadi di mana saja di atas permukaan bumi,
terutama permukaan relief pegunungan yang berlereng terjal, maupun permukaan
lereng baah laut. !anah longsor didefinisikan sebagai tanah batuan atau tanah diatas lereng permukan yang bergerak kearah baah lereng bumi disebabkan oleh
gra+itasiFgaya berat.
Didaerah yang beriklim tropis termasuk ndonesia, air hujan yang jatuh ke
atas permukaan tanah memicu gerakan material yang ada diatas permukaan
lereng. *aterial berupa tanah atau campuran tanah dan rombakan batuan akan
bergerak kearah baah lereng dengan cara air meresap kedalam celah pori batuan
atau tanah, sehingga menambah beban material permukaan lereng dan menekanmaterial tanah dan bongkah-bongkah perombakan batuan, selanjutnya memicu
lepas dan bergeraknya material bersama-sama dengan air.
3.3.2 Klasifikasi Tanah L%n#s%r
!anah longsor yang disesuaikan dengan dasar klasifikasi yang dipergunakan
masing-masing ahli, berikut ini dijelaskan nama-nama kelas gerakan tanah yang
umum dipakai ( Ritter , $?9
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
12/28
26
!anah longsor tipe ini, material batuan atau tanah atau campuran
keduaduanya bergerak dengan cara jatuh bebas karena gaya beratnya sendiri.
Proses tanah longsor semacam ini umumnya terjadi pada lereng terjal , bisa dalam
bentuk bongkah indi+idual batuan berukuran besar atau dalam bentuk guguran
fragmen bongkah bercampur dengan bongkah-bongkah yang berukuran lebih
kecil. !anah longsor jenis ini dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 !anah longsonr tipe jatuhan ( falls)
1. !anah Bongsor tipe robohan (toplle)
"erakan massa tipe robohan hampir serupa dengan tanah longsor tipe falls,
pada tipe topples ini gerakannya dimulai dengan bagian paling atas dari bongkah
lepas dari batuan dari batuan induknya karena adanya cela retakan pemisah,
bongkah terdorong kedepan hingga tidak dapat menahan bebannya sendiri. !anah
longsor jenis ini dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 !anah Bongsor tipe robohan (toplle)
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
13/28
27
#. !anah Bongsor tipe gelincir ( slides)
!anah longsor tipe gelincir adalah tanah longsor batuan atau tanah atau
campuran keduanya yang bergerak melalui bidang gelincir tertentu yang bertindak
sebagai bidang diskontinuitas berupa bidang perlapisan batuan atau bidang
patahan, bidang kekar, bidang batas pelapukan. ika bidang-bidang diskontinuitas
tersebut sejajar dengan bidang perlapisan, maka semakin besar peluang terjadinya
tanah longsor. !anah longsor jenis ini dapat dilihat pada Gambar 3..
Gambar 3. !anah Bongsor tipe gelincir ( slides)
3.3.3 (ak'%r Keamanan Leren#
Iaktor eamanan (I') lereng tanah dapat dihitung dengan berbagai
metode. Iaktor eamanan (I') adalah nilai banding antara gaya yang menahan
dan gaya yang menggerakkan. Data-data yang diperlukan dalam perhitungan nilai
faktor keamanan suatu lereng adalah
a. Data lereng (terutama diperlukan untuk membuat penampang lereng)
• 'udut kemiringan lereng
• !inggi lereng atau panjang lereng dari kaki lereng ke puncak lereng.
b. Data mekanika tanah
• 'udut geser dalam (J)
• &erat isi tanah (ɣ)
• ohesi (c)
• adar air tanah ()
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
14/28
28
Perumusan dalam perhitungan suatu faktor keamanan (I') suatu lereng
adalah
..............................................................................................(#.$1)Dimana I' Iaktor eamanan
!egangan geser rata-rata tanah
!egangan geser yang terjadi di sepanjang bidang runtuh
'edangkan nilai dan dari adalah
K / K tan ∅K dan K / K tan ∅K 'ehingga diperoleh
persamaan baru yakni
...................................................................................(#.$#)
Iaktor keamanan yang diperhitungkan juga ditinjau dari faktor keamanan
kohesi (K) dan faktor keamanan friksi (∅K). Persamaan untuk mendapatkan nilai
dari faktor keamanan kohesi (K) dan faktor keamanan friksi (∅K) adalah
dan
*embandingkan nilai K dan ∅K , sehingga diperoleh
........................................................................................(#.$5)
*aka K ∅K
Iaktor keamanan suatu lereng dapat dilihat dari Tabel 3.) yang dibuat
sesuai dengan besar kestabilan suatu lereng.
Tabel 3.) 6ilai Iaktor eamanan Untuk Perancangan Bereng (Sosrodarsono ,177#) Iaktor eamanan ( I' ) eadaan Bereng
I' G $,77 Bereng dalam kondisi tidak mantap (lereng labil )
$,77 G I' G $,17 Bereng dalam kondisi kemantapan diragukan
$,#7 G I' G $,57 Bereng dalam kondisi memuaskan
$,87 G I' G $,:7 Bereng dalam kondisi mantap (lereng stabil )
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
15/28
29
Dalam perhitungan perhitungan nilai faktor keamanan suatu lereng dapat
dilakukan dengan berbagai cara diantaranya dengan metode grafik. *enurut
Taylor ($?#:), perhitungan faktor keamanan dapat dilakukan dengan menghitung
resultan gaya dari faktor keamanan kohesi (K) dan faktor keamanan friksi (∅K).
4ngka stabilitas (m) diperoleh dari plot antara nilai sudut geser dalam tanah
dengan sudut kemiringan lereng yang ditinjau, atau dengan menggunakan
rumusan berupa
...........................................................................................................(#.$8)
Dimana m angka stabilitas
c kohesi tanah (kgFcmL)ɣ berat isi tanah
(gFcm#)
2 tinggi lereng (m)
Pada Gambar 3.$ dapat dilihat grafik hubungan antara angka stabilitasdengan sudut kemiringan lereng (J = 7). Dengan menggunakan metode Taylor ,Singh ($?:7) juga member grafik unutk menentukan angka-angka keamanan (I')untuk bermacam-macam kemiringan lereng. "rafik tersebut ditunjukkan dalamGambar 3.$.
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
16/28
30
Gambar 3.$ "rafik 2ubungan antara 4ngka 'tabilitas dengan 'udut
emiringan Bereng (J = 7)
3. SERAT I*&K SEBAGAI +ATERIAL STABILITAS LERENG
juk merupakan serat alami yang dihasilkan oleh pangkal pelepah aren atau
enau (arenga pinnata) yaitu sejenis tumbuhan bangsa palma. juk memiliki
keunggulan diantaranya tahan terhadap pelapukan apabila berada didalam tanah,
kuat tarik cukup tinggi, murah, mudah didapat, tahan terhadap lingkungan
asam,maupun lingkungan kadar garam tinggi. 'erabut ijuk biasa dipintal sebagai
tali (tali ijuk), sapu atau dijadikan atap, selain itu dalam kontruksi bangunan ijuk
digunakan sebagai lapisan penyaring ( filter ) pada sumur resapan. Pemakaian serat
ijuk dapat meningkatkan permeabilitas tanah dan mempermudah penyerapan air.
juk mempunyai sifat aet dan tidak mudah busuk baik dalam keadaan terbuka
(tahan terhadap cuaca) maupun tertanam dalam tanah.
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
17/28
31
Dari data sifat-sifat mekanis beberapa jenis serat yang dapat dilihat pada
Tabel 3.,, terlihat baha serat sabut kelapa memiliki nilai densitas, kuat tarik dan
modulus elastisitas lebih kecil daripada serat ijuk ('ulistyoati,17$8).
Tabel 3.,. 'ifat *ekanis &eberapa 'erat
'erat Densitas (gFcmM)ekuatan !arik
(*Pa)*odulus
Hlastisitas (*Pa)%ami - 577 > ?#9 $19'isal $,8 8$$ > 11,7'abut kelapa $,1 $:8 5,7 > $7#8 1:,<H-glass 1,8 1777 > #877 :7,7
'alah satu manfaat utama dari keberadaan serat yang terdistribusi secara
acakFtak beraturan adalah untuk mengurangi bagian-bagian dari tanah yang lemah
dan memberikan perkuatan secara paralelFsejajar dengan gaya yang diberikan.
'erat dapat menyebabkan air mudah meresap, sehingga meningkatkan
permeabilitas tanah secara signifikan seperti terlihat pada Gambar 3.)
(4zadegan, dkk 17$1 dalam 'ulistyoati, 17$8). Pada saat serat menyerap air
dalam tanah yang jenuh, maka serat akan mengembang seperti halnya partikel
tanah lempung. 'elaput air yang melapisi permukaan serat dan partikel tanah
lempung akan menurunkan gesekan antara tanah dan serat (Gambar 3.,). Di sisi
lain, ketika tanah mulai kehilangan kelembaban akibat penurunan kadar air, maka
serat dan partikel tanah menjadi kering kemudian akan melekat lebih kuat
sehingga akan menahan retakan yang terjadi (Gambar 3.-).
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
18/28
32
Gambar 3.). (a) %esapan air ke dalam sampel tanah asli, (b) 'erat bekerja
sebagai penghantar aliran dalam sampel tanah yang diperkuat serat (4zadegan,
dkk 17$1).
Gambar 3.,. 'elaput air bebas yang melapisi koloid tanah dan memperkuat
elemen tanah (4zadegan, dkk 17$1).
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
19/28
33
Gambar 3.-. 'kematik pengaruh serat terhadap retakan akibat penyusutan(4zadegan dkk, 17$1).
3.$ KEK&ATAN GESER
Parameter kuat geser tanah dientukan dari uji-uji laboratorium pada benda uji
yang diambill dari lapangan yaitu dari hasil pengeboran tanah yang dianggap
meakili. !anah pada umumnya mempunyai kekasaran, kuat gesernya tergantung
kepada tegangan yang diberikan. uat geser dipengaruhi oleh tegangan
effektifnya. !egangan geser tergantung pada drainase pengukuran tegangan
dilakukan pada kondisi, deformasi pada +olume constan (undrained ) dan
deformasi tanpa menimbulkan eNcess pore pressures (drained ). &ila suatu titik
dengan sembarang bidang dari suatu massa tanah memiliki tegangan geser yang
sama dengan kekuatan gesernya, maka keruntuhan akan terjadi pada titik tersebut.
&erikut adalah beberapa kriteria keruntuhan yang dapat terjadi a. riteria eruntuhan *ohr-@oulomb
ekuatan geser tanah (O) disuatu titik pada suatu bidang dikemukakan oleh
@oulomb sebagai suatu fungsi linear terhadap tegangan normal (Q) pada bidang
tersebut pada titik yang sama. 2ubungan antara tegangan geser dan tegangan
normal O c / Qntan R................................................................................
(#.$
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
20/28
34
eruntuhan akan terjadi pada titik yang mengalami keadaan kritis yang
disebabkan oleh kombinasi antara tegangan geser dan tegangan normal efektif.
ika tanah dalam kondisi runtuh , kriteria keruntuhan pada tegangan efektif akan
memenuhi persamaan sebagai berikut
"# c$ / %$# !an $ ϕ ..............................................................................(#.$:)
Dimana
cK and RK4dalah parameter kuat geser dalam kondisi terdrainase.
c. riteria keruntuhan pada tegangan totalika tanah dibebani pada kondisi +olume konstan (undrained) persamaan
kriteria keruntuhan dapat dirumuskan
"# cu / % n !an ϕu..............................................................................(#.$9)
3.) &*I TRIAKSIAL
3.).1 Te%ri &i Triaksial
Pengujian triaksial adalah pengujian sampel tanah dengan tiga dimensi
tekanan. Pada pengujian ini disamping dapat diketahui tegangan geser (" ) juga
diperoleh teganagn normal (% ). egunaan dari pengujian ini adalah untuk
mendapatkan nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam ( ) dari suatu sampel tanah,ᵠ
serta sifat-sifat elastik tanah seperti modulus tegangan-tegangan (modulus
elastis, (Hs), modulus geser ("), dan nilai banding angka poisson (T). 4cuan yang
digunakan pada metode pengujian triaksial untuk tanah kohesif dalam keadaan
tanpa konsolidasi dan tanpa drainase yaitu pada '6 7#-1588-$??$ dan Pd *-11-
$??
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
21/28
35
Gambar 3./ 4lat uji triaksial!egangan- tegangan yang bekerja pada benda uji dinotasikan % $ , % 1 dan % #.
!egangan % $ disebut tegangan utama mayor (ma'or principal stress), tegangan % 1
disebut teganagn utama minor (minor principal stress). !egangan utama tengan
(intermediate principal stress) % 1 % #, merupakan teganagn kekang atau tegangan
sel (confining stress). arenan tinjauanya hanya dua dimensi, tegangan % 1 sering
tidak diperhitungkan. !egangan yang terjadi dari selisih % $ dan % # atau (% $ - % #)
disebut teganaagn de+iator atau beda tegangan. %egangan aksial diukur selama
penerapan tegangan de+iator. Perlu diperhatikan baha pemnambahan regangan
akan menambah tampang melintanag benda uji. arena itu, koreksi penampang
benda uji dalam menghitungg tegangan de+iator harus dilakukan. Uji triaksial
dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu
$) Uji triaksial !nconsolidated&!ndrained (tak terkonsolidasi-tak terdrainase)(UU)
1) Uji triaksial Consolidated&!ndrained (terkonsolidasi-tak terdrainase) (@U)#) Uji triaksial Consolidated&drained ( terkonsolidasi-terdrainase) (@D)
Untuk uji UU, baik pada fase kompresi maupun pada fase de+iatorik keran
ditutup, artinya tidak ada air yang keluar dari sampel benda uji. 'elama benda uji
tidak diperbolehkannya keluar, benda uji tidak mengalami perubahan +olume
sama sekali karena air diasumsikan incompressible !idak berubahnya perubahan
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
22/28
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
23/28
37
&ersamaan dengan proses ini, akan terjadi penambahan tegangan efektif
tanah akibat proses shearing pada fase undrained . &ila tanah tersaturasi
sempurna, maka besarnya penambahan tegngan efektif tanah ini akan selalu
sama tidak peduli berapapun besarnya tegangan kompresi pada fase
unconsolidated ini adalah hal yang sangat logis, karena pada fase kompresi
dan fase de+iatorik disini tidak ada perubahan angka poriFporositas dari benda
uji, sehingga pada uji !nconsolidated !ndrained( benda uji memiliki nilai
tegangan efektif yang sama untuk +ariasi tegangan kompresi yang berbeda.
2asil tipikal dari pengukuran tegangan de+itorik selama pembebanan
de+iatorik dapat dilihat dibaah ini.
Gambar 3.12 !ipikal hasil uji UU (fase de+iatorik)
erunuhan benda uji menurut criteria *ohr-@oulomb tergantung dari
kekuatan maksimal benda uji, sehingga saat menggambarkan tegangan total
di lingkaran *ohr, maka kita harus menggunakan tegangan de+iatorik
maksimal dari kur+a diatas. Pada saat puncak de+iatorik, benda uji akan
mendapat tambahan tegangan aksial sebesr Qf pada arah prinsipalnya. 6ilai
ini tidak tergantung pada besarnya tegangan kompresi pada fase kompresi
(consolidated)
Dengan mengukur tegangan air pori, kita dapat menghitung tegangan
efektif tanah, namun disini tidak perlu dilakukan, karena secara intuisi telah
dijelaskan baha besarnya tegangan aksial tambahan Qf yang diperlukan untuk
mencapai keruntuhan dari benda uji selalu konstan.
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
24/28
38
Gambar 3.13 Uji UU-!egangan pada fase de+iatorik (disaat rupture)
2asil uji UU pada bidang teganan *ohr dapat digambarkan pada gambar
berikut ini
Gambar 3.1 Diagram *ohr Uji UU
Dengan melihat gambar diatas, maka akan didapat properti tanah untuk uji
UU yaitu, kohesi tanah, sudut geser tanah dan sedut geser efektif tanah.
3.).1 Analisis Hasil en#"ian
1. %egangan aksial tanah, W untuk setiap beban yang dibaca, yaitu
W B F Bo........................................................................................(#.$:)
eterangan
B Pemendekan benda uji yang terbaca arloji ukur (cm)
Bo !inggi benda uji mula-mula (cm)
1. Buas rata-rata tampang tanah, 4 pada setiap beban
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
25/28
39
4X 4o F $-W..................................................................................(#.$9)eterangan
4X luas benda uji terkoreksi (cm1)
4o luas penampang benda uji muka-mula (cm1
)W regangan
#. !egangan de+iator pada setiap bebanYQ (Q$ > Q #)................................................................................(#.$?)(Q$ > Q #) P F4X YQ
eterangan
P beban de+iator yang memecahkan sampel (kg)
4X luas penampang terkoreksi (cm1)
YQ tegangan de+iator (kgFcm1)Q# tegangan sel (kgFcm1)
5. *odulus elastsitas Hs, poisoon rasio (T), dan modulus geser (") pada
regangan aal hingga $,#E
Hs Δσ
Δε ...........................................................................................
(#.17)
T
εh
εv ............................................................................................
(#.1$)
" Es
2(1+ μ) .....................................................................................
(#.11)
eterangan
YQ selisih tegangan
YW selisih reganganWh regangan horizontalW+ regangan +ertikal
8. !egangan utama mayor maksimum (Q$) dan minor (Q#) pada saat pecah!egangan utama minor Q# tegangan sel!egangan utama mayor Q$ tegangan normal, Q$ YQ / Q#
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
26/28
40
Gambar 3.1$ "rafik 2ubungan !egangan De+iator dengan %egangan
Q #)F1 dan dengan jari-jari
lingkaran sama dengan (Q$ > Q #)F1 pada ordinat.
Gambar 3.1) "rafik Bingkaran *ohr "aris singgung persekutuan yang menyinggung lingkaran-lingkaran *ohr
adalah garis selubung (srength en+elop atau +ailure). Potongan garis
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
27/28
41
selubung dengan sumbu +ertical merupakan nilai kohesi semu cu dan Zu
sudut garis selubung dengan sumbu mendatar adalah sudut geser intern
semu Zu .untuk mendapatkan nilai cu dan Zu dapat pula diperoleh
menggunakan grafik dengan absis (Q$ > Q #)F1 dan ordinat (Q$ > Q #)F1. Pada
masing-masing benda uji memberikan satu titik pada grafik diatas. "aris
lurus penghubung pada titik-titik tersebut memotong sumbu +ertical pada
jarak b (dari 7,7) dan membentuk sudut [ dengan sumbu mendatar, maka
nilai cu dan Zu dapat dihitung dari hubungan di baah ini
Gambar 3.1, @ara *enentukan 6ilai c dan Z
'in Zu tg [.............................................................................(#.1#)cu bF cos Zueterangan
[ kemiringan garis
3., KEADATAN TANAH STANDART ROKTOR TEST4
3.,.1 Te%ri Ke!a5a'an Tanah S'an5ar' r%6k'%r Tes'4
3.,.2 Analisis Hasil en#"ian
$. &erat +olume tanah basah (kepadatan tanah)
A (W 2−W 1)
V
..................................................................................(#.15)
eterangan
A berat +olume tanah basah (grFcm#)
$ berat cetakan
1 berat cetakan / tanah basah
1. &erat +olume kering
8/16/2019 BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy
28/28
42
Ad γ
1+w .......................................................................................
(#.18)
eterangan
Ad berat +olume tanah kering (grFcm#)
A berat +olume tanah basah (grFcm#)
kadar air tanah (dalam desimal)
#. &erat +olume kering untuk derajat kejenuhan $77E
Ad G s × γ w
1+e Gs×γ w
(1+e )×w
................................................................(#.1