63
optimum dan berat isi kering maksimum adalah percobaan pemadatan standar standard compaction test.
2.7.2 Pemadatan Laboratorium dan Pemadatan Lapangan
Metode pemadatan di laboratorium jika diurutkan terhadap peningkatan kerja geseran adalah pemadatan statis, getar, tumbuk dan remas.Uji pemadatan
Proctor standar menggunakan metode tumbuk, yang mengsimulasikan sampai tingkat tertentu kerja mesin gilas kaki domba.Tidak ada alat lapangan yang
ekivalen dengan pemadatan statis yang berupa penekanan tanah dalam cetakan dengan tekanan merata pada seluruh permukaan Dunn et al., 1980.
Alat pemadat remas merupakan alat khusus yang secara berulang-ulang memaksa suatu kaki penekan kecil ke dalam sampel tanah dengan tekanan yang
terkendali untuk mengsimulasi kerja mesin gilas kaki domba. Mesin gilas ban karet dan mesin gilas kaki domba akan menyebabkan regangan geser yang besar
sehingga efektif terhadap pengubahan tanah kohesif basah dari keadaan menggumpal menjadi keadaan menyebar.
2.8 Kuat Geser
2.8.1 Konsep Umum Kuat Geser
Kekuatan geser tanah ditentukan untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan.Seperti material teknik lainnya, tanah
Universitas Sumatera Utara
64
mengalami penyusutan volume jika menderita tekanan merata di sekelilingnya.Apabila menerima tegangan geser, tanah akanmengalami distorsi
dan apabila distorsi yang terjadi cukup besar, maka partikel-partikelnya akan terpeleset satu sama lain dan tanah akan dikatakan gagal dalam geser.
Dalam hampir semua jenis tanah daya dukungnya terhadap tegangan tarik sangat kecil atau bahkan tidak mampu sama sekali. Tanah tidak berkohesi,
kekuatan gesernya hanya terletak pada gesekan antara butir tanah saja c = 0, sedangkan pada tanah berkohesi dalam kondisi jenuh, maka ø = 0 dan S = c.
Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisa-analisa daya dukung tanah bearing capacity, tegangan tanah terhadap dinding penahan earth preassure
dan kestabilan lereng slope stability. Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir
tanah terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar seperti ini, bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :
o Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan pemadatannya, tetapi
tidak tergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada gesernya. o
Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya.
Oleh karena itu kekuatan geser tanah dapat diukur dengan rumus : τ = � + σ − utan φ
2.17 Dimana:
� : kekuatan geser tanah kgcm
2
Universitas Sumatera Utara
65
c : kohesi tanah efektif kgcm
2
� : tegangan normal total kgcm
2
u : tegangan air pori kgcm
2
φ : sudut perlawanan geser efektif Ada beberapa cara untuk menentukan kuat geser tanah, antara lain :
o Pengujian geser langsung Direct shear test
o Pengujian triaksial Triaxial test
o Pengujian tekan bebas Unconfined compression test
o Pengujian baling-baling Vane shear test
Dalam penelitian ini yang digunakan untuk menentukan kuat geser tanah adalah pengujian tekan bebas Unconfined Compression Test.
2.8.2 Uji Tekan Bebas
Pengujian uji tekan bebas Unconfined Compression Test ini adalah bentuk khusus dari uji UU yang umum dilakukan terhadap sampel tanah lempung untuk
mengetahui sensitifitas tanah.Pada uji ini, te gangan penyekap σ3 adalah nol.
Tegangan aksial dilakukan terhadap benda uji secara relatif cepat mencapai keruntuhan. Pada titik keruntuhan, harga tegangan total utama kecil total minor
principal stress adalah nol dan tegangan utama besar adalah σ1 seperti terlihat
pada Gambar 2.14.
Universitas Sumatera Utara
66
Gambar 2.14 Skema Uji Tekan Bebas Tegangan aksial yang diterapkan di atas benda uji berangsur-angsur ditambah
sampai benda uji mengalami keruntuhan. Pada saat keruntuhannya, karena σ
3
= 0, maka:
�
�
=
�
1
2
=
�
�
2
= �
�
2.18 Dimana:
�
�
: kuat geserkgcm
2
�
1
: tegangan utamakgcm
2
�
�
: kuat tekan bebas tanah kgcm
2
�
�
: kohesi kgcm
2
Pada Gambar 2.15 menunjukkan lingkaran Mohr untuk pengujian Unconfined Compresion Test
UCT.
Universitas Sumatera Utara
67
Gambar 2.15 Keruntuhan geser kondisi air termampatkan q
u
di atas sebagai kekuatan tanah kondisi tak tersekap Das, 2008
Hubungan konsistensi dengan kuat tekan bebas tanah lempung diperlihatkan dalam Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Hubungan kuat tekan bebas lempung dengan konsistensinya Hardiyatmo, 2002
Konsistensi �
�
kNm
2
Lempung keras 400
Lempung sangat kaku 200 – 400
Lempung kaku 100 – 200
Lempung sedang 50 – 100
Lempung lunak 25 – 50
Universitas Sumatera Utara
68
Lempung sangat lunak 25
Faktor konversi : 1 lbin
2
= 6,894.8 Nm
2
2.8.3 Teori Keruntuhan Mohr-Coulomb
Teori keruntuhan berfungsi untuk menguji hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser tanah, dimana keruntuhan failure adalah
ketidakmampuan elemen tanah untuk menahan beban akibat pembebanan.Keruntuhan juga dapat didefenisikan sebagai keadaan dimana tanah
tidak dapat menahan regangan yang besar dan atau penurunan keadaan regangan yang sangat cepat.
Pada sekitar tahun 1776, Coulomb memperkenalkan hubungan linear yang terjadi antara tegangan normal dan tegangan geser.
�
�
= � + � tan ∅
2.19 Dimana :
c : kohesi kgcm
2
� : tegangan normal kgcm
2
Ø : sudut geser internal
Gambar 2.16 Grafik hubungan tegangan normal dan tegangan geser.
Universitas Sumatera Utara
69
2.8.4 Sensitifitas Tanah Lempung
Uji tekan bebas ini dilakukan pada contoh tanah asli undisturbed dan contoh tanah tidak asli remoulded. Pada uji tekan bebas ini yang diukur adalah
kemampuan masing-masing contoh terhadap kuat tekan bebas, sehingga didapat nilai kuat tekan maksimum. Dari nilai kuat tekan maksimum yang didapat akan
didapat nilai sensitivitas tanah. Nilai sensitivitas adalah ukuran bagaimana perilaku tanah apabila ada gangguan yang diberikan dari luar.
Gambar 2.17 Grafik sensitifitas tanah asli dan tanah remoulded Kekuatan tekanan tak tersekap berkurang banyak pada tanah-tanah
lempung yang terdeposisi terendapkan secara alamiah, dan jika tanah tersebut diuji ulang kembali setelah tanah tersebut mengalami kerusakan struktural
remoulded tanpa adanya perubahan dari kadar air, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18.
Universitas Sumatera Utara
70
Gambar 2.18 Kuat tekan tanah asli dan tanah remoulded Sifat berkurangnya kekuatan tanah akibat adanya kerusakan struktural
tanah disebut sensitifitas sensitifity. Tingkat sensitifitas adalah rasio perbandingan antara kekuatan tanah yang masih asli dengan kekuatan tanah
yang sama setelah terkena kerusakan remoulded, bila kekuatan tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap.
Jadi, sensitifitas diperoleh acquired sensitivity dinyatakan dalam persamaan:
�
�
=
�
�
���� �
�
���������
2.20 Dimana :
St : kesensitifan
Nilai rasio sensitifitas tanah lempung berkisar antara 1 sampai 8, akan tetapi pada beberapa tanah-tanah lempung maritim yang mempunyai tingkat
flokulasi yang sangat tinggi, nilai sensitifitas berkisar antara 10 sampai 80. Karena beberapa jenis lempung mempunyai sifat sensitif terhadap
gangguan yang berbeda-beda, oleh karena itu perlu adanya pengelompokan yang
Universitas Sumatera Utara
71
berhubungan dengan nilai sensitifitas.Klasifikasi secara umum dapat dilihat pada Tabel 2.7.
Tabel 2.7 Sensitifitas lempung Das, 2008
Syarat-syarat yang perlu diperhatikan pada pengujian kuat tekan: 1.
Penekanan Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0,5 –2 permenit
2. Kriteria keruntuhan suatu tanah :
a. Bacaan proving ring turun tiga kali berturut-.
b. Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama.
c. Ambil p ad a ε= 2 0 d ari contoh tanah, Sr = 1 p ermen it,
berarti waktu maksimum runtuh = 20 menit. Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus :
� =
∆� �
2.21 Dimana :
ε : regangan axial
∆L : perubahan panjang cm Lo
: panjang mula-mula cm
Universitas Sumatera Utara
72
Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat : � =
� 1
−�
2.22 Dimana :
A : luas rata-rata pada setiap saat cm
2
Ao : luas mula-mula cm
2
Besarnya tegangan normal :
� =
� �
=
�.� �
2.23 Dimana :
σ : tegangan kgcm
2
P : beban kg k : faktor kalibrasi proving ring
N : pembacaan proving ring div
Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus :
�
�
=
� �′
2.24 Dimana :
St :nilai sensitivitas tanah σ : kuat tekan maks. tanah asli kgcm
2
σ‘ : kuat tekan maks.tanah tidak asli kgcm
2
Universitas Sumatera Utara
73
2.9 Penelitian yang Pernah Dilakukan
Kategori