BAB VIIUJI GESER LANGSUNG UU(UNCONSOLIDATED UNDRAINED DIRECT
SHEAR TEST)
7.1Maksud dan Tujuan PercobaanMaksud dari uji geser langsung ini
adalah untuk memperoleh besarnya tahanan geser tanah pada tegangan
normal tertentu. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kuat geser
tanah.
7.2Teori Dasar PercobaanTanah memiliki dua faktor penting dalam
pengembangan metodologi penelusurannya secara lebih spesifik, yakni
sifat fisik dan sifat mekanis. Sifat fisik adalah sifat yang mutlak
berada dalam tanah tersebut tanpa harus dihubungkan dengan gaya
untuk pengubahnya. Sedangkan sifat mekanis adalah sifat yang muncul
pada suatu tanah apabila diberi gaya. Dari keduanya dikorelasikan
beberapa faktor yang akan menjadi parameter untuk kelengkapan data
agar kemudian diolah.Kekuatan suatu tanah dapat dipengaruhi oleh
faktor-faktor yang sangat komplek dari parameter-parameter yang
didapatkan dalam suatu pemeriksaan yang mendalam. Pemeriksaan ini
dapat dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah tersebut, yang
meliputi sifat fisis dan mekanis tanah.Pedoman ini mencakup metode
pengukuran kuat geser tanah menggunakan uji geser langsung UU.
Interpretasi kuat geser dengan cara ini bersifat langsung sehingga
tidak dibahas secara rinci. Beberapa definisi yang berkaitan dengan
percobaan ini antara lain: Gaya Normal adalah gaya yang bekerja
tegak lurus terhadap bidang yang ditinjau. Gaya geser adalah gaya
yang bekerja secara menyinggung atau sejajar bidang yang ditinjau.
Tegangan normal adalah gaya normal per satuan luas. Tegangan geser
adalah gaya geser per satuan luas. Peralihan (displacement) adalah
perpindahan horizontal suatu bidang geser relatif terhadap bidang
lain dalam arah kerja gaya geser. Kohesi adalah kuat geser tanah
akibat haya tarik antar partikel Sudut geser dalam adalah komponen
kuat geser tanah akibat dari geseran antar partikel Kuat geser
adalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh suatu bidang
(tanah dalam) di bawah kondisi tertentu.
7.3ManfaatHasil uji geser langsung dapat digunakan untuk
analisis kestabilan dalam bidang geoteknik, diantaranya untuk
analisis kestabilan lereng, daya dukung pondasi, analisis dinding
penahan, dan lain-lain.
7.4KeterbatasanUji geser langsung tidak dapat mengukur tekanan
air pori yang timbul saat penggeseran dan tidak dapat mengontrol
tegangan yang terjadi di sekeliling contoh tanah. Di samping itu
keterbatasan uji geser langsung yang lain adalah karena bidang
runtuh tanah ditentukan, meskipun belum tentu merupakan bidang
terlemah.
7.5Peralatana.Shear box / kotak geserTerdiri dari 2 buah rangka
untuk memegang contoh tanah dengan baik dan dapat disatukan satu
sama lain dengan sekrup pada waktu konsolidasi. Kedua rangka
diusahakan mempunyai bidang persentuhan yang sekecil mungkin untuk
mengurangi gesekan. Kedua rangka terletak di dalam kotak yang dapat
diisi air untuk meredam contoh tanah selama percobaan berlangsung.
Rangka bagian atas mempunyai dudukan yang dihubungkan dengan piston
yang berhubungan dengan proving ring. Proving ring ini dipergunakan
untuk mengukur gaya geser horizontal yang digunakan untuk menggeser
contoh tanah.b.Bagian untuk menggeser shear boxDilengkapi dengan
system transmisi yang memungkinkan diganti-gantinya kecepatan
penggeseran yaitu dengan mengganti susunan gigi transmisinya.
Penggeseran horizontal ini dapat dilakukan secara manual atau
dengan menggunakan motor listrik.c.Proving ringd.Dial untuk
mengukur deformasi vertikal dan horizontale.Beban konsolidasif.Batu
pori dari bahan yang tidak berkarat (k = 0,1 cm/det)g.Pelat untuk
menjepit contoh tanahh.Ring untuk mengambil/ mencetak contoh tanah
dari tabung samplei.Dolly, untuk memindahkan contoh tanah dari ring
ke shear boxj.Timbangan dengan ketelitian 0,01 grk.Kertas
filterl.Ovenm.Stopwatchn.Pisau atau palet
7.6Ketentuana.Alat yang digunakan harus dalam keadaan baik dan
proving maupun alat pengukur yang lain telah
dikalibrasikan.b.Contoh tanah harus representatif atau mewakili
kondisi yang akan terjadi di lapangan.
7.7Persiapan Percobaana.Persiapan Alat PercobaanSebelum
mengoperasikan peralatan, harus dilakukan pemeriksaan terhadap:
Ketersediaan minyak pelumas Kesesuaian sumber arus listrik yang
dipergunakanLengan beban dalam kedudukan horizontal. Penyetelan
dilakukan dengan memperhatikan counter balanced lever loading
arm.b.Persiapan Contoh Tanah Contoh tanah non-kohesifDibentuk
dengan langsung dengan meletakkan tanah non-kohesif pada shear box
dengan kepadatan yang sesuai tanah asli, atau sesuai dengan
kepadatan tanah kompaksi. Berat contoh tanah harus ditimbang.
Contoh tanah kohesifDibentuk dengan menekan ring contoh tanah ke
dalam tabung sample. Setelah kedua sisinya dipotong dan dirapikan,
maka contoh tanah ditimbang beratnya, supaya dapat diketahui berat
isi dan kadar air awalnya. Selanjutnya contoh tanah dipindahkan ke
dalam shear box dengan cara menekan contoh tanah yang ada di dalam
ring dengan dolly atau tangan.Contoh tanah kohesif kompaksi dengan
kepadatan tertentu dibentuk di dalam ring contoh tanah. Dicari
dahulu berat contoh tanah yang harus diisikan agar diperoleh
kepadatan yang dimaksudkan. 7.8Prosedur Percobaana.Siapkan semua
peralatan yang diperlukan.b.Keluarkan shear box dari tempat
airnya.Jadikan satu shear box bagian atas dan bawah dengan memasang
baut penguncinya.Memasukkan pelat dasar pada bagian paling bawah
dari shear box dan diatasnya dipasang batu pori yang sebelumnya
telah dicelupkan ke dalam aquades atau direbus dahulu untuk
mengeluarkan udara yang ada di dalam pori-porinya. Diatas batu pori
diberi kertas filter yang sebelumnya juga telah dicelupkan dalam
aquades. Dan diatas kertas filter ini dimasukkan pelat berlubang
yang beralur, alur ini harus menghadap ke atas dan arah alurnya
harus tegak lurus arah pergeseran, hal ini dimasukkan agar contoh
tanah benar-benar terjepit secara kuat pada waktu dilakukan
penggeseran.c.Masukkan contoh tanah ke dalam shear box dengan
susunan .d. Atur agar pelat pendorong tepat menempel pada shear box
bagian bawah.Cara menggerakkannya ialah Lepaskan kunci penggerak
manual dengan menarik clutch, sekarang penggeser dapat digerakkan
dengan memutar handwheel. Memutar handwheel searah jarum jam akan
menyebabkan pergeseran ke kanan/maju dan sebaliknya. Setelah
penggeser tepat bersinggungan dengan shear box bagian bawah, maka
kembalikan lagi clutch pada kedudukan terkunci, yaitu dengan jalan
menarik dan memutarnya.e. Piston proving ring diatur agar tepat
menyinggung shear box bagian atas, ini berarti proving ring belum
menerima beban. Jadi dial proving ring juga harus, diaturtepat pada
nol, demikian juga dial pengukur deformasi horizontal.f. Atur
kedudukan loading yoke dalam posisi kerja, tempatkan juga
kedududkan dial untuk mengukur deformasi vertikal. Atur kedududkan
dial ini pada posisi tertentu.g. Siapkan beban
konsolidasinya.Lengan pembebanan ini mempunyai perbandingan panjang
1:10, jadi beban yang bekerja juga mempunyai perbandingan 1: 10.h.
Contoh tanah siap digeser, dengan lebih dahulu menentukan kecepatan
penggeserannya.i. Atur susunan gigi agar kecepatan penggeseran
sesuai dengan yang diinginkan. Kecepatan penggeseran yang umumnya
dipakai ialah :0,30 mm/menit.j. Periksa sekali lagi apakah jarurn
dial proving ring dan dial deformasi horisontal tepat pada posisi
normal. Sekarang penggeseran dapat dimulai, tapi jangan lupa
melepaskan kedua baut yang menyatukan shear box bagian atas dan
bawah. Periksa juga clutch, apakah sudah terkunci.Hidupkan tombol
POWER, lampu indikator akan menyala, Penggeseran dapat dimulai
dengan menekan tombol B D karena posisi gigi pada D.k. Lakukan
pencatatan waktu pada saat penggeseran dimulai dan amati bahwa
jarum dial proving ring dan dial deformasi horisontal mulai
bergerak, apabila kedua jarum dial tersebut, tidak berarti ujung
dial belum menyentuh, hentikan dengan mematikan tombol B D, dan
atur ujung dial pada kedudukan yang tepat.l. Lakukan pembacaan dan
pencatatan dial proving ring, dial deformasi vertikal atau dial
settlement, tiap dial deformasi horisontal bergerakk 20
divisi.Lakukan pembacaan sampai contoh tanah runtuh, yang dapat
diketahui dari dial proving ring yang mulai turun. Setelah mencapai
maksimum lakukan pembacaan terus sebanyak 4 kali. Atau hentikan
penggeseran kalau dial proving ring sudah mencapai 670
divisi.Setelah penggeseran selesai, maka kembalikan shear box pada
posisi sebelum digeser, dengan menggerak mundur secara manual.
Lepaskan beban konsolidasi dan keluarkan shear box dari
tempatnya.m. Keluarkan contoh tanah dari shear box, timbang berat
contoh tanah ini dan masukkan oven selama 24 jam dalam suhu 1050 C,
untuk mengetahui kadar air akhirnya.n. Ulangi semua prosedur di
atas dengan dua buah contoh tanah lagi, tetapi dengan menggunakan
tegangan normal yang lain.
7.9Pengolahan DataSampel 1Tabel 7.1Hasil Pengamatan Beban 2
kgPergerakan Vertikal (div)Load Dial (div)Pergerakan Dial (div)Load
Dial (div)
-20,3-310
-30,4-310,5
-32-211
-34,5011
-44,5011,5
-45,5112
-56212,5
-56,5313
-67413
-68513,5
-68,5713,5
-58,5814
-491114
-49,51214
Tabel 7.2Hasil Pengamatan Beban 4 kgPergerakan Vertikal
(div)Load Dial (div)Pergerakan Dial (div)Load Dial (div)
382436,5
3192637
4212538
5252939
6262940
9273040,5
11293041,5
143030,543
17313143
1932,53143
21343143
2335
Sampel 1d = 6,20 cmWo= 61,7 grt = 2,2 cmWw = 93,2 grWn = 94,3
grWo= 59,4 grLuas = 3,14 x 3,1752= 31,65 cm2Tegangan Geser = cm2
cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2
Sampel 2d = 6,60 cmWo= 62,1grt = 2 cmWw = 94,1 grWn = 95,5 grWo=
60 grLuas = 3,14 x 3,32= 34,19 cm2Tegangan Geser = cm2 cm2 cm2 cm2
cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2
Sampel 3d = 6,60 cmt = 2 cmLuas = 3,14 x 3,172= 31,55
cm2Tegangan Geser = cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2
Tegangan Normal (n) = beban x 10 / Luas 2 kg => = 0,662 N/cm2
4 kg => = 1,169 N/cm2 8 kg => = 2,535 N/cm2
Kadar Air 2 kgNatural => w = ((Wn Wo)/ Wo) x 100%= ((94,3
59,4)/ 59,4) x 100%= 58,79 %Jenuh => A = ((Ww Wo)/ Wo) x 100%=
((93,2 61,7)/ 61,7) x 100%= 51,05 % 4 kgNatural => w = ((Wn Wo)/
Wo) x 100%= ((95,5 60)/ 60) x 100%= 59,16 %Jenuh => w = ((Ww
Wo)/ Wo) x 100%= ((94,1 62,1)/ 62,1) x 100%= 51,52 % 8 kgNatural
=> w = ((Wn Wo)/ Wo) x 100%= ((194,6 57,9)/ 57,9) x 100%= 63,38
%Jenuh => A = ((Ww Wo)/ Wo) x 100%= ((93,1 60)/ 60) x 100%=
55,16 %
Gambar 7.1Grafik Hubungan Tegangan Geser dengan Peralihan
Horizontal
Gambar 7.2Grafik Hubungan Pergerakan Vertikal dengan Peralihan
Horizontal
Gambar 7.3Grafik Hubungan Tegangan Geser Max dengan Tegangan
Normal
Sumber: Dokumentasi Praktikum Geomekanika 2014Foto 7.1Kegiatan
Pengujian Kuat Geser Tanah
7.9AnalisaDari pengujian kuat geser tanah ini didapat hasil
pengolahan data yaitu tegangan geser max sampel 2 kg = 0,267 mPa,
sampel 4 kg = 0,760 mPa, dan sampel 8 kg = 0,172. Perbedaan
tegangan geser tersebut didapat dari perbedaan berat pembebanannya,
serta berapa cepat pergerakan dari pergeseran tanah yang diamati
melalui dial gauge. Sampel yang diberi beban paling besar yaitu 8
kg cenderung lebih cepat dalam pergeserannya Dari pembebanan juga
dapat mempengaruhi nilai kadar air. Didapat nilai kadar air yaitu
sampel 2 kg = 51,05%, 4 kg = 51,52%, dan 8 kg = 55,16%. Dengan
demikian sampel yang diberikan pembebanan terlalu besar akan
berdampak besar pada persentasi kadar airnya.
7.10KesimpulanPengujian kuat geser tanah ini adalah dengan
tujuan mengetahui nilai kuat geser terhadap sautu pembebanan.
Didapat data kuat geser maximum dari pengujian ini adalah sampel 2
kg = 0,267 mPa, sampel 4 kg = 0,760 mPa, dan sampel 8 kg = 0,172.
Aplikasi dari pengujian ini di bidang pertambangan adalah untuk
menguji kestabilan lereng ataupun analisis longsoran khususnya pada
kondisi material top soil dimana haruslah dapat diketahui bagaimana
suatu sifat mekanis tanah akan muncul apabila diberi
pembebanan.
DAFTAR PUSTAKA
Laboratorium Tambang, Staff Assisten. 2014. Penuntun Praktikum
Geomekanika. Bandung : Universitas Islam BandungBraja, M. Das,
1995,Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis), edisi
I,Penerbit Erlangga, Jakarta, Indonesia.
LAMPIRAN