Upload
anjas-tri-sukmono
View
2.310
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
BAB X
TRIAXIAL TEST
10.1 Referensi
ASTM – D – 4850 – 70
M.Das, Braja. Mekanika Tanah I & II. Surabaya . 1998.
10.2 Tujuan Percobaan
1. Menentukan harga kohesi tanah (c)
2. Menentukan harga sudut geser dalam tanah () dalam kondisi Undrained
Unconsolidated.
10.3 Alat-Alat Yang Digunakan
1. Alat Triaxial dengan perlengkapan-perlengkapan sebagai berikut :
Proving ring
Dial gauge
Pedestal (landasan)
Batu pori (porous stone)
Silinder perspek
Cop
2. Rubber membran dan kertas filter
3. Compressor
4. Pompa vakum
5. Alat pengukur tegangan air pori (pore water pressure aparatus)
6. Alat pencetak tanah yang berbentuk silinder dengan diameter 1.5", tinggi 3",
dan volume 86,875 cm3
7. Stop watch atau alat pengukur waktu lainnya.
XV-1
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
10.4 Prinsip Percobaan
Keruntuhan tanah merupakan akibat gerak relatif antara butir-butir tanah tersebut,
bukan karena hancurnya butir-butir tersebut. Dengan demikian, kekuatan geser c
(Shear Failure) tanah dapat dianggap terdiri dari dua komponen, yaitu :
1. Bagian yang bersifat kohesi dan tergantung pada macam tanah dan
kepadatannya.
2. Bagian yang mempunyai sifat gesekan (Frictional) yang sebanding dengan
tegangan efektif yang bekerja pada bidang gesernya.
Oleh karena itu, kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus sebagai
berikut :
S = c + ( - u ) tan
dimana :
S = Kekuatan geser tanah (shear strength)
= tegangan total pada bidang geser
u = tegangan air pori (pore water pressure)
c = kohesi efektif tanah
= sudut geser dalam efektif
Percobaan kekuatan geser dilakukan dalam 2 tahap, yaitu :
1. Pemberian tegangan normal.
2. Pemberian tegangan geser sampai terjadi failure dimana saat itu tercapai
tegangan geser maksimum.
Type test kekuatan geser :
1. Kran terbuka sehingga air dapat mengalir :
Consolidated drained test : pada tahap 1 dan 2 air boleh mengalir
XV-2
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
2. Kran tertutup sehingga air tidak dapat mengalir :
Unconsolidated undrained test : pada tahap 1 dan 2 air tidak mengalir
Consolidated undrained test : pada tahap 1 air boleh mengalir tapi pada
tahap 2 air tidak boleh mengalir
Pada percobaan triaxial, pengukuran kekuatan geser dilakukan dengan memberikan
tekanan vertikal pada sampel. Dari proving ring dapat diketahui tekanan vertikal
maksimum, yaitu pada waktu terjadi failure.
Bila M = pembacaan pada proving ring yang maksimum, maka :
Gaya vertikal = K x M
dimana :
K = kalibrasi alat proving ring = 0,1334 kg
Tegangan vertikal = = K x M
A 3
dimana :
A = luas sampel pada saat pembacaan M tercapai tegangan vertikal
3 = tegangan sel
1 3 + K x M
A
maka 1 - = 3
K x M
A
dimana :
1 - 3 = tegangan deviator
Untuk mengukur harga c dan digunakan lingkaran Mohr yaitu cara grafis untuk
menentukan tegangan-tegangan yang bekerja pada suatu badan. Dengan
XV-3
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
menggunakan kedua sampel didapat dua buah lingkaran Mohr. Garis singgung dari
kedua lingkaran ini adalah garis kekuatan geser yang bersangkutan.
10.5 Prosedur Percobaan
1. Ambil 3 buah sampel dari tabung, cetak dengan alat pencetak sampel sehingga
berbentuk silinder dengan diameter 1.5 " dan tinggi 3 ".
2. Timbang masing-masing sampel dan cari berat satuan volumenya ( = berat
sampel/volume sampel (= 86.875 cm3) )
3. Reservoir harus penuh, tutup dahulu semua kran dan periksa semua
sambungan ke pesawat ukur tegangan air pori, bila pada tabung yang berisi air
raksa terdapat gelembung-gelembung udara maka hal tersebut harus
dihindarkan (harus dikeluarkan), karena akan mempengaruhi pengukuran
tekanan air pori
4. Buka klep-klep saluran yang menghubungkan alat triaxial dengan alat ukur
tegangan
5. air pori, kemudian pasang batu berpori (porous stone) pada alat triaxial
6. Buka klep buret agar air dari buret masuk ke saluran menuju alat triaxial
7. Tutup klep buret bila batu berpori sudah jenuh air
8. Pasang kertas saring di atas batu berpori tersebut
9. Masukkan membran karet ke dalam stetcher, kemudian jalankan pompa
vakum sehingga membran karet menempel pada dinding dalam stetcher
10. Masukan sampel dalam stetcher dan membran diselubungkan
11. Letakkan silinder kaca di atas sampel dan letakkan butir penekan yang akan
meneruskan tekanan sampel di atas silinder kaca tersebut
12. Pasang chamber, kencangkan ketiga baut, buka klep pada bagian atas chamber
13. Isi chamber dengan air hingga penuh, sampai tegangannya sama dengan nol,
kemudian tutup klepnya
14. Biarkan tanah berkonsolidasi dulu, dial gauge dan null indicator dinolkan dulu
dengan menyetel screw control sehingga tinggi air raksa pada buret tetap
XV-4
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
15. Tutup kran pengukur tekanan air pori
16. Jalankan pesawat triaxial dengan menjalankan motor mesin sehingga sampel
mendapatkan tegangan vertikal dengan kecepatan penurunan sampai 2%
17. Lakukan pembacaan dial gauge dan tegangan air pori tiap menit dan air raksa
diatur agar tetap pada posisinya sampai terjadi keruntuhan, yaitu dial gauge
menunjukan angka yang tetap
18. Matikan mesin, null indikator dinolkan
19. Buka kran reservoir air dengan membuka klep bagian atas chamber, air akan
keluar dari chamber
20. Buka chamber, kemudian keluarkan sampel tanah
21. Keluarkan batu pori
22. Lakukan percobaan pada ketiga sampel dan masing-masing sampel diberi 3
(tegangan sel) yang sudah ditentukan
23. Harga tegangan (sel) percobaan:
Sampel Tegangan = 3 (kg/cm2)
I 0.5
II 1.0
III 1.5
XV-5
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Skema percobaan Triaxial :
Gambar 10.1 flow chart percobaan Triaxial
XV-6
Ambil 3 sampel tanah dengan
diameter 3.81 cm, tinggi 7.62
cm
Men-set alat Triaxial
Menyiapkan sampel dengan
dibungkus memakai
pembungkus kedap air
Pasang sampel ke alat Triaxial
yang telah disetting
Jalankan alat selama kurang
lebih 11 menit atau sampai
sampel mencapai keruntuhan
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
10.6 Data Percobaan-Perhitungan
SAMPEL I:
Berat = 137.84 gr
Dimensi : Diameter = 3.81 cm
Tinggi = 7.62 cm
Luas Penampang = 11.39514 cm2
Tegangan Sel = 0.5 kg/ cm2
Kalibrasi Alat Terhadap Load = 0.179881 kg/mm
Time In
Minute
Deformation
Dial
Strain
Rate
Corrected
Area
Dial
ReadingLoad
σ1- σ3 =
[ P / A ]Cell (σ3)
% cm2 kg kg/cm2 kg/cm2
0 0.0000 0 11.401 0.0 0.0000 0.0000 0.5
2 1.5240 2 11.634 15.0 2.6982 0.2319 0.5
4 3.0480 4 11.876 19.0 3.4177 0.2878 0.5
6 4.5720 6 12.129 22.0 3.9574 0.3263 0.5
8 6.0960 8 12.392 24.0 4.3171 0.3484 0.5
10 7.6200 10 12.668 25.0 4.4970 0.3550 0.5
12 9.1440 12 12.956 25.5 4.5870 0.3541 0.5
14 10.6680 14 13.257 26.0 4.6769 0.3528 0.5
16 12.1920 16 13.573 26.2 4.7129 0.3472 0.5
18 13.7160 18 13.904 26.2 4.7129 0.3390 0.5
20 15.2400 20 14.251 26.5 4.7668 0.3345 0.5
22 16.7640 22 14.617 26.5 4.7668 0.3261 0.5
XV-7
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
SAMPEL II:
Berat = 135.78 gr
Dimensi : Diameter = 3.81 cm
Tinggi = 7.62 cm
Luas Penampang = 11.39514 cm2
Tegangan Sel = 1.0 kg/cm2
Kalibrasi Alat Terhadap Load = 0.183784 kg/mm
Time In
Minute
Deformation
Dial
Strain
Rate
Corrected
Area
Dial
ReadingLoad
σ1- σ3 =
[ P / A ]Cell (σ3)
% cm2 kg kg/cm2 kg/cm2
0 0.0000 0 11.401 0.0 0.0000 0.0000 1.0
2 1.5240 2 11.634 18.0 3.3081 0.2844 1.0
4 3.0480 4 11.876 25.0 4.5946 0.3869 1.0
6 4.5720 6 12.129 29.0 5.3297 0.4394 1.0
8 6.0960 8 12.392 32.0 5.8811 0.4746 1.0
10 7.6200 10 12.668 34.0 6.2487 0.4933 1.0
12 9.1440 12 12.956 36.0 6.6162 0.5107 1.0
14 10.6680 14 13.257 38.0 6.9838 0.5268 1.0
16 12.1920 16 13.573 40.0 7.3514 0.5416 1.0
18 13.7160 18 13.904 41.0 7.5351 0.5420 1.0
20 15.2400 20 14.251 41.0 7.5351 0.5287 1.0
22 16.7640 22 14.617 41.0 7.5351 0.5155 1.0
XV-8
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
SAMPEL III:
Berat = 137.84 gr
Dimensi : Diameter = 3.81 cm
Tinggi = 7.62 cm
Luas Penampang = 11.39514 cm2
Tegangan Sel = 1.5 kg/cm2
Kalibrasi Alat Terhadap Load = 0.180724 kg/mm
Time In
Minute
Deformation
Dial
Strain
Rate
Corrected
Area
Dial
ReadingLoad
σ1- σ3 =
[ P / A ]Cell (σ3)
% cm2 kg kg/cm2 kg/cm2
0 0.0000 0 11.401 0.0 0.0000 0.0000 1.5
2 1.5240 2 11.634 22.0 3.9759 0.3418 1.5
4 3.0480 4 11.876 32.5 5.8735 0.4946 1.5
6 4.5720 6 12.129 38.0 6.8675 0.5662 1.5
8 6.0960 8 12.392 42.0 7.5904 0.6125 1.5
10 7.6200 10 12.668 42.5 7.6808 0.6063 1.5
12 9.1440 12 12.956 48.0 8.6748 0.6696 1.5
14 10.6680 14 13.257 50.0 9.0362 0.6816 1.5
16 12.1920 16 13.573 52.0 9.3976 0.6924 1.5
18 13.7160 18 13.904 53.0 9.5784 0.6889 1.5
20 15.2400 20 14.251 53.0 9.5784 0.6721 1.5
22 16.7640 22 14.617 54.5 9.8495 0.6739 1.5
XV-9
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Contoh Perhitungan :
Sampel I
Time in minute = 2
Deformation Dial = 1.5240
Strain rate = 2 %
Corection area = 11.634 cm2
Setelah dilakukan percobaan didapat, dial reading = 15
Load = dial reading x Kalibrasi
= 15 x 0.179881kg
= 2.6982 kg
σ1- σ3 = Load/ Corection area
= 2.6982 kg/11.634 cm2
= 0.2319 kg/cm2
Setelah perhitungan seperti di atas untuk sampel I,II, dan III, kemudian diambil data (σ1- σ3)
yang paling besar untuk mencari jari-jari lingkaran Mohr masing-masing sampel.
Spec. No. σ3 (kg/cm2) ε % σ1-σ3 (kg/cm2) σ1 (kg/cm2)(σ1+σ3)/2 (kg/cm2)
(σ1-σ3)/2 (kg/cm2)
1 0.5 20 0.334 0.834 0.667 0.167
2 1 18 0.542 1.542 1.271 0.271
3 1.5 20 0.672 2.172 1.846 0.336
XV-10
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
10.7 Analisis
Grafik Hubungan antara Deviator Stress (σ1-σ3) -dengan Strain Rate
Grafik di atas menunjukkan deviator stress runtuh dari masing-masing sampel.
Ditandai dengan grafik yang mulai mengalami kelandaian yang kecil atau mulai
konstan besaran deviator stressnya.
XV-11
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Lingkaran Mohr tegangan utama
Kombinasi Sampel 1 dan 2
Nilai c = 0.0582 kg/cm2
Nilai φ = 10 o
XV-1
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Kombinasi Sampel 2 dan 3
Nilai c = 0.1243 kg/cm2
Nilai φ = 6o
XV-2
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Kombinasi Sampel 1 dan 3
Nilai c = 0.0823 kg/cm2 Nilai rata-rata c dan φ dari kombinasi sampel :
Nilai φ = 8 oKombinasi Kohesi c Sudut geser φ
Sampel 1 dan 2 0.0582 10 o
Sampel 2 dan 3 0.1243 6o
Sampel 1 dan 3 0.0823 8 o
Rata-rata 0.088 8oXV-3
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Kombinasi sampel 1,2, dan 3, dengan nilai c dan φ rata-rata:
XV-1
Laporan Praktikum Mekanika Tanah
Pada uji triaksial test jenis UU ini, idealnya lingkaran-lingkaran Mohr yang
dihasilkan memiliki garis keruntuhan yang mendatar atau = 0 (hasil dari perco-baan
tidak demikian).
Hal ini terjadi karena kadar air pada benda uji tidak 100 % , sehingga sampel benda
uji belum sepenuhnya jenuh yang menyebabkan masih ada gesekan antar butiran
tanah. Selain itu, adanya kesalahan atau kekurangtelitian di dalam melaksa-nakan
percobaan, di mana kemungkinan terbesar terjadinya kesalahan ini adalah karena
adanya aliran air baik masuk ataupun keluar benda uji.
10.8 Kesimpulan dan Saran
Harga kohesi tanah (c) = 0.088 kg/cm2
Harga sudut geser dalam tanah ( φ ) = 8 o
XV-1