BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy

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


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


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........................................................................................

(#.


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.


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,


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


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..


7/28

21

Tabel 3. elompok-kelompok tanah utama pada sistem U'@'


8/28

22


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 ($?


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


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


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


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)


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 ()


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 )


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 ($?:7) juga member grafik unutk menentukan angka-angka keamanan (I')untuk bermacam-macam kemiringan lereng. "rafik tersebut ditunjukkan dalamGambar 3.$.


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.


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.-).


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).


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................................................................................

(#.$


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-

$??


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


22/28


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.


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


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#


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


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


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

BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy

Documents

Transcript of BAB 3jydtuytuitidktkihkkhktkfytjgy