kuat tekan bebas

ɛ

LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Fax. (022) 2016150 Ext. 266 Bandung

Subyek : Penyelidikan Tanah Di laboratorium Job : 1

Judul : Kuat Tekan Bebas Halaman : 12

Standar Acuan : AASHTO T – 208 – 70 dan ASTM D – 2166 – 89 I. TUJUAN

1. Menentukan nilai kekuatan tekan bebas suatu contoh tanah asli dan tidak asli

(remolded).

2. Menentukan nilai sensitifitas tanah.

II. DASAR TEORI

Uji kuat tekan bebas (Unconfined Compresion Test) merupakan cara yang

dilakukan di laboratorium untuk menghitung kekuatan geser tanah. Uji kuat ini mengukur

seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan sampai tanah tersebut terpisah

dari butiran-butirannya juga mengukur regangan tanah akibat tekanan tersebut.

Uji tekan bebas ini dilakukan pada contoh tanah asli dan contoh tanah tidak asli lalu

diukur kemampuannya masing-masing contoh terhadap kuat tekan bebas. Dari nilai kuat

tekan maksimum yang dapat diterima pada masing-masing contoh akan didapat sensitivitas

tanah. Nilai sensitivitas ini mengukur bagaimana perilaku tanah jika terjadi gangguan yang

diberikan dari luar.

qu Kondisi tanah asli

qu Kondisi tanah tidak asli

Page | 35





Tabel Konsistensi

( kg/cm2) Konsistensi

< 0,24 Very Soft

0,24 – 0,48 Soft

0,48 – 0,96 Medium Soft

0,96 – 1,92 Stiff

1,92 – 3,83 Very Stiff

> 3,83 Hard

Tabel Sensitifitas

Dalam pengujian kuat tekan babas ada beberapa syarat yang harus diperhatikan.

1. Penekanan

Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0,5 – 2 % permenit

2. Kriteria keruntuhan suatu tanah :

- Bacaan proving ring turun.

Page | 36

St Kelas

<4 Rendah

2 – 4 Normal

4 – 8 Sensitif

>8 Sangat sensitif

Garis keruntuhan Mohr-Coulomb

Tegangan Normal

C





- Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama.

- Ambil pada = 15 % dari contoh tanah, Sr = 1 % permenit, berarti waktu

maksimum runtuh = 15 menit.

Percobaan kuat tekan bebas dimaksudkan terutama untuk tanah lempung atau lanau.

Bila lempung itu mempunyai derajat kejenuhan 100 % maka kekuatan geser dapat

ditentukan dari nilai kekuatan unconfined.

Pada sekitar tahun 1776 Coulomb memperkenalkan hubungan linear yang terjadi

antara tegangan normal dan tegangan geser.

dimana : c = kohesi

= sudut geser internal

Secara teoritis, untuk tanah lempung jenuh air yang sama uji tekanan tak bersekap

mampu dalam kondisi air termampatkan - tak terkendali (Unconsolidated-Undrained) akan

menghasilkan suatu harga Cu yang sama. Tetapi pada kenyataannya pengujian unconfined

compression pada tanah lempung jenuh - air biasanya menghasilkan harga Cu yang lebih

kecil dari harga yag diperoleh dari pengujian Unconsolidated - Undrained.

Page | 37

τ f=c+σ tan φ

qu





Fakta ini dapat diperoleh dari tabel berikut ini :

Konsistensi

Cu(ton/ft2) KN/m2

Sangat lunak 0 − 0,25 0 – 23,94

Lunak 0,25 – 0,5 24 – 48

Menengah 0,5 – 1,48 48 – 96

Kaku 1 − 2,96 96 – 192

Sangat kaku 2 – 4,192 192 – 383

Keras > 4 > 383

* Faktor konversi : 1 lb/ft2 = 47,88 kN/m2

Pada tanah-tanah lempung yang terdeposisi (terendapkan) secara alamiah dapat

diamati bahwa kekuatan tekan tanah tak bersekap berkurang banyak, bila tanah itu diuji

ulang lagi setelah tanah itu menderita kerusakan struktural (remolded) tanpa adanya

perubahan dari kadar air, seperti ditunjukkan pada gambar berikut/

σσ s

Page | 38

Tegangan Axial

qu

Rusak (remolded)

Asli (undisturbed)





dimana, St = kesensitifan

Sifat berkurangnya kekurangan tanah akibat adanya kerusakan struktural tanah

tersebut disebut kesensitifan (sensitivity). Tingkat kesensitifan dapat ditentukan sebagai

ratio antara kekuatan tanah yang masih asli dengan kekuatan tanah yang sama setelah

terkena kerusakan (remolded), bila tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap.

Ratio kesensitifan sebagian besar tanah lempung berkisar antara 1 sampai 8,

biarpun pada tanah-tanah lempung maritim yang mempunyai tingkat flokulasi yang sangat

tinggi didapat juga harga ratio kesensitifan yang dapat berkisar antara 10 sampai 80. Ada

beberapa jenis tanah lempung yang akibat kerusakan tersebut dapat tiba - tiba berubah

menjadi cair. Tanah-tanah seperti ini biasanya terdapat di Amerika Utara dan daerah

Semenanjung Scandinavia yang dulunya tertutup es.

Terlalu Quick

32 Sangat Quick

16 Quick Tingkat Menenga

8 Agak Quick

4 Sangat Sensitif

2 Sensitif tingkat menengah

1 Agak sensitif Tidak sensitif

B. Kadar air dapat juga disebut Water Content di definisikan sebagai perbandingan

antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah.

W =

W 1−W 2

W 2−W 3

×100%

Page | 39





Berat volume dapat dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air, dan volume

total.

∂=WV

=W 2−W 1

14×π×d2×t

Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus :

Dimana : = Regangan axial (%)

ε = ΔL

Lo L = Perubahan panjang (cm)

Lo = Panjang mula-mula (cm)

Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat :

A= Ao

1−ε Dimana : A = Luas rata-rata pada setiap saat (cm2)

Ao = Luas mula-mula (cm2)

Besarnya tegangan normal :

σ= P

A= k . N

A Dimana : = Tegangan (kg/cm2)

P = Beban (kg)

k = Faktor kalibrasi proving ring

N = Pembacaan proving ring (div)

Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus :

St= σ

σ ' Dimana : St = Nilai sensitivitas tanah

= Kuat tekan maks. tanah asli (kg/cm2)

‘ = Kuat tekan maks. tanah tidak asli (kg/cm2)

Page | 40





III. PERALATAN DAN BAHAN

A. Peralatan

1. Perata 5. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram

2. Ring pencetak benda uji 6. Jangka sorong / mistar

3. Extruder yang sesuai 7. Stop wacth

4. Mesin kuat tekan bebas, yang terdiri 8. Kunci inggris

Page | 41





dari: kerangka beban, proving ring,

dial.

B. Bahan

Tanah yang diambil ketika melakukan pengujian Boring di sekitar laboratorium uji

tanah.

IV. LANGKAH KERJA

A. Persiapan contoh tanah

Contoh tanah tediri dari 2 macam, yaitu : contoh tanah asli dan contoh tanah

tidak asli (remoulded).

Contoh tanah asli adalah contoh tanah yang langsung dicetak dari tabung

sample, sedangkan contoh tanah tidak asli adalah contoh tanah yang dicetak kembali

dari contoh yang sudah ditekan.

oContoh Tanah Asli

1. Contoh tanah dalam tabung dikeluarkan dengan extruder sepanjang 1-2 cm,

kemudian dipotong atau diratakan.

Page | 42





2. Pasang ring pencetak di depan tabung contoh, kemudian contoh tanah diletakan

ke dalam ring sampai penuh dan dilebihkan + 1 cm.

3. Contoh tanah yang dipotong kedua ujungnya diratakan, kemudian dikeluarkan

dari ring dan ditimbang.

oContoh Tanah Tidak Asli

1. Contoh tanah yang sudah ditekan dimasukkan ke dalam kantong plastik dan

dihancurkan atau diremas sambil dijaga jangan sampai kadar airnya berubah

dan terbuang.

2. Contoh tersebut dibagi menjadi beberapa bagian yang sama sesuai dengan

tingginya, misalakn untuk tinggi 10 cm menjadi 10 bagian.

3. Masing-masing bagian dipadatkan di dalam ring pencetak, sesuai dengan

pembagian di atas (masing-masing bagian untuk tinggi + 1 cm), sehingga

diperoleh kepadatana yang merata dengan volume dan ukuran yang sama

dengan contoh asli sebelum ditekan.

4. Contoh tanah dikeluarkan dan ditimbang.

Page | 43





B. Pengujian

1. Contoh tanah dipasang pada rangka beban dan diatur hingga sentris terhadap

dongkraknya.

2. Pasang proving ring dan dial pengukuran regangan dan di stel pada nol stand.

3. Tentukan kecepatan rengangan, biasanya kecepatan rengangan diambil 0,5 − 2

% per menit.

4. Mulai diadakan penekanan hingga terjadi keruntuhan sambil dikontrol atau

dicatat pembebanannya pada setiap interval regangan tertentu dan pada waktu

yang ditentukan.

5. Setelah runtuh, contoh tanah dikeluarkan dan gambar bentuk keruntuhannya.

Page | 44





Gambar alat untuk Uji Kuat Tekan Bebas

V. DATA DAN PERHITUNGAN

5.1 Data dan hasilPengujian

Page | 45





Dari grafik tersebut didapat Nilai kuat tekan tanah asli maks. (u) = 0,62 kg/cm2 dan

nilai kuat tekan tanah tidak asli maks. (u’) = 0,61 kg/cm2

5.2 Perhitungan

Dik : Ukuran sampel

o Diameter = 3,8 cm

o Tinggi = 7,6 cm

o Luas = ¼ d = ¼ (3,8)2 = 11,34 cm2

o Kalibrasi alat = 0,723 kg / divisi

o Kecepatan regangan = 0,01 mm / menit

Page | 46





Penyelesaian :

a. Tanah asli pada saat :

t = 0,5 menit

= 0,5 %

N = 1 div

Ao = 11,34 cm2

P = k.N = 0.723 × 1 = 0.723 kg

A=Ao

1−ε=11 , 34

1−0,5=11. 40 cm2

σ u = PA

=0 . 72311. 40

=0 , 06 kg /cm2

b. Tanah tidak asli pada saat :

t = 0.5 menit

= 0.5 %

N = 1.5 div

Ao = 11,34 cm2

P = k.N = 0.723 × 1.5 = 1.08 kg

A =Ao

1−ε=11 ,34

1−0. 5=11.40 cm2

σ u = PA

= 1 .0811 ,40

=0 ,09 kg/cm2

Page | 47





VI. KESIMPULAN

1. Dari data kuat tekan tanah serta sensitivitas tanah, dapat diambil kesimpulan :

Nilai kuat tekan tanah asli maks. (u) = 0,62 kg/cm2

Nilai kuat tekan tanah tidak asli maks. (u’) = 0,61 kg/cm2

Nilai sensitifitas maks =

0 ,620 ,61

=1 ,02

2. Berdasarkan Sensitifitas tanah yang diuji tanah tersebut tidak sensitif.

3. Berdasarkan kuat tekannya

Tanah asli memiliki konsistensi lunak (qu=u = 0,62) .

4. Grafik tegangan-regangan hasil percobaan.

Page | 48

Documents

kuat tekan bebas