Page 1
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hand Boring 1
07 Hand Boring
7.1. PENDAHULUAN
7.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :
• Untuk memeriksa karakteristik tanah secara visual mengenai warna,
ukuran butiran, dan jenis tanah.
• Untuk mengambil contoh tanah undisturbed yang akan digunakan
dalam praktikum selanjutnya.
7.1.2. Alat dan Bahan :
• Auger Iwan
• 2 buah batang dan 1 buah kepala pemutar
• Batang pemegang
• Kunci Inggris
• Socket
• Tabung 2 buah
• Palu dan kepala pemukul
• Beberapa kantong plastik
• Lilin
• Oli
7.1.3. Teori Singkat
Dalam percobaan ini diambil contoh tanah terganggu (disturbed sample)
dan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed sample).
Disturbed sample adalah contoh tanah yang diambil tanpa ada usaha yang
dilakukan untuk melindungi struktur asli tanah tersebut. Undisturbed
sample adalah contoh tanah yang masih menunjukkan sifat asli tanah.
Contoh undisturbed ini secara ideal tidak mengalami perubahan struktur,
kadar air, dan susunan kimia. Contoh tanah yang benar-benar asli tidak
Page 2
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hand Boring 2
mungkin diperoleh, tetapi untuk pelaksanaan yang baik maka kerusakan
contoh dapat dibatasi sekecil mungkin.
Tabung yang dipakai untuk mengambil contoh tanah undisturbed harus
memenuhi ketentuan :
2 21 2
21
100% 10%D DD−
× ≤ (7.1)
dimana :
D1 = diameter tabung bagian dalam
D2 = diameter tabung bagian luar
7.2. PROSEDUR PRAKTIKUM
7.2.1. Persiapan Praktikum :
a. Semua alat-alat praktikum disiapkan.
b. Menentukan titik pengeboran dan membersihkan permukaan tanah dari
rumput dan batuan.
7.2.2. Jalannya Praktikum :
a. Memasang auger Iwan pada batang bor dan diletakkan di titik bor.
b. Memutar bor searah jarum jam sambil dibebani. Batang bor
diusahakan tetap tegak lurus.
Gambar 7.1. Proses pembuatan lubang hand boring
Page 3
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hand Boring 3
c. Memasukkan auger Iwan sampai kedalaman 30 cm, lalu ambil contoh
tanah dan dimasukkan dalam kantong plastik.
Gambar 7.2. Proses pemasukan auger Iwan
d. Pada kedalaman 1 m auger Iwan diganti dengan socket dan tabung,
lalu pasang kepala pemukul dan dipukul dengan palu.
Gambar 7.3. Proses pemukulan tabung Hand Boring
e. Setelah tabung penuh, tabung diangkat kembali, dilepas, dan
kemudian kedua permukaan tabung ditutup dengan lilin. Contoh yang
didapat adalah contoh tanah tak terganggu.
f. Memasang kembali auger Iwan lalu meneruskan pemboran sampai
kedalaman 2 m.
Page 4
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hand Boring 4
g. Setelah sampai kedalaman 2 m, kembali auger Iwan diganti dengan
tabung dan socket untuk mengambil contoh tanah undisturbed yang
kedua.
7.3. HASIL PRAKTIKUM
Dari sampel tanah yang diambil, maka tanah secara visual dapat
diklasifikasikan sebagai berikut : (hanya contoh)
Kedalaman (m) Jenis Tanah Warna Uraian0,00 - 5,00 Lempung Kelanauan Cokelat Gelap Berbutir agak halus5,00 - 6,00 Lempung Kelanauan Cokelat Muda Berbutir agak kasar
7.4. KESIMPULAN
1. Hand Boring digunakan untuk mengetahui karakteristik tanah secara
visual.
2. Jenis tanah pada pemboran ini umumnya adalah silty clay (lempung
kelanauan) berwarna coklat.
3. Kesalahan yang terjadi umumnya karena :
• Runtuhnya tanah akibat pemboran yang tidak tegak lurus.
• Pada pengambilan contoh tanah undisturbed, tabung dipukul
dengan palu sampai kedalaman yang melebihi panjang tabung
sehingga contoh tanah di dalamnya menjadi lebih padat.
7.5. REFERENSI
1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:
Prentice-Hall, Inc.
2. Bowles, Joseph E. 1989. Sifat-Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah. Edisi
Kedua. trans. Johan K. Hainim. Jakarta: Erlangga.
3. Craig, R.F. 1994. Mekanika Tanah. Edisi Keempat. trans. Budi Susilo S.
Jakarta: Erlangga.
7.6. LAMPIRAN
Page 5
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Hand Boring 5
1. Contoh Profil Bor Log
Page 6
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 1
08 Sondir
8.1. PENDAHULUAN
8.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :
Untuk mengetahui tahanan konus (end bearing) dan hambatan lekat tanah
pada kedalaman tertentu, sehingga dapat dihitung daya dukung tanahnya.
8.1.2. Alat dan Bahan :
• Alat Sondir (Hydraulic Dutch Penetrometer)
• Manometer 2 buah, berkapasitas 0 – 60 kg/cm2 dan 0 – 250 kg/cm2
• Pipa sondir lengkap dengan pipa dalamnya
• Biconus standar dengan luas konus 10 cm2 dan luas mantel 150 cm2
• Angkur 2 buah lengkap dengan penguncinya
• Besi kanal 4 buah
• Kunci Inggris
• Oli, kuas, lap, dan castrolie
8.1.3. Teori Singkat
Rumus yang digunakan :
( ) ( )Ft qt Fc qc Fm f
Ft qt Fc qcf
Fm
× = × + ×
× − ×=
(8.1)
dengan memasukkan nilai - nilai Fm, Ft, dan Fc akan didapat :
10 10110
11
qt qcfs
qt qcfs
−=
−=
(8.2)
Page 7
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 2
dimana :
Ft = Fc = luas penampang bikonus (10 cm2)
qt = tekanan tanah total yang terbaca pada manometer akibat tekanan
konus dan friksi (kg/cm2)
qc = tekanan konus yang terbaca pada manometer (kg/cm2)
Fm = luas mantel bikonus (110 cm2)
Hambatan Pelekat (HP) :
HP l f= × (8.3)
dimana :
l = panjang lekatan = 20 cm (sondir ditekan tiap 20 cm)
Jumlah Hambatan Pelekat (JHP) :
JHP fi li= ×∑ (8.4)
8.2. PROSEDUR PRAKTIKUM
8.2.1. Persiapan Praktikum :
a. Dibuat lubang bujur sangkar dengan ukuran 30 cm sisinya dengan
kedalaman 20 cm atau sampai kedalaman dimana tidak dijumpai lagi
lapisan yang mengandung akar tanaman.
b. Angkur dipasang pada dua sisi dimana alat sondir akan ditempatkan.
Gambar 8.1. Proses pemasangan angkur (kiri) dan angkur yg telah
terpasang (kanan)
Page 8
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 3
c. Mesin sondir diletakkan lalu dipasang baja kanal sebagai penahan agar
alat tidak terangkat atau goyang.
d. Kedua manometer diset nol.
e. Konus diperiksa, pipa sondir dan pipa dalamnya diberi oli agar lancar.
8.2.2. Jalannya Praktikum :
a. Konus dihubungkan dengan rangkaian pipa dan pipa dalamnya lalu
dipasang pada alat sondir.
Gambar 8.2. Proses pemasangan konus pada alat sondir
b. Alat sondir diputar secara manual sehingga menekan rangkaian konus
dan pipa menembus tanah sampai kedalaman 20 cm.
c. Alat dikunci dan dilakukan pembacaan pada manometer.
d. Bila pembacaan sudah mencapai nilai yang lebih besar dari 50 kg/cm2,
pembacaan dilakukan pada manometer besar dengan cara mengunci
manometer kecil dan membuka manometer besar, kemudian dilakukan
pembacaan kembali.
e. Pembacaan dihentikan bila nilai qc telah mencapai harga 250 kg/cm2.
8.3. PENGOLAHAN DATA
Contoh perhitungan data :
• Untuk h = 20 cm; qc = 20 kg/cm2; qt = 38 kg/cm2
− −= = = 238 20
1,636 /11 11
qt qcfs kg cm
Page 9
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 4
= × = × = 220 1,636 32,727 /HP l fs kg cm
= + = 20 32,727 32,727 /JHP kg cm
⎛ ⎞ ⎛ ⎞= × = × =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
1,636100% 100% 8,182%
20fs
FRqc
• Untuk h = 40 cm; qc = 34 kg/cm2; qt = 50 kg/cm2
− −= = = 250 34
1,455 /11 11
qt qcfs kg cm
= × = × = 220 1,455 29,091 /HP l fs kg cm
= + = 232,727 29,091 61,818 /JHP kg cm
⎛ ⎞ ⎛ ⎞= × = × =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
1,455100% 100% 4,278%
34fs
FRqc
8.4. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum tanah dapat diklasifikasikan berdasarkan buku
“Mekanika Tanah ” karangan Ir. V. Sunggono K. H. sebagai berikut :
Tabel 8.1. Klasifikasi tanah untuk hasil sondir (karangan Ir. V. Sunggono K.H.)
qc f Klasifikasi6 - 10 0,01 - 0,1 Lumpur, lempung sangat lunak
0,2 Pasir kelanauan lepas, pasir sangat lepas0,2 - 0,6 Lempung lembek, lempung kelanauan lembek
10 - 30 0,1 Kerikil lepas0,1 - 0,4 Pasir lepas0,4 - 0,8 Lempung atau lempung kelanauan0,8 - 2,0 Lempung agak kenyal
30 - 60 10 Pasir kelanauan, pasir agak padat10 - 30 Lempung kelanauan kenyal
60 - 150 10 Kerikil kepasiran lepas10 - 30 Pasir padat, pasir kelanauan/lempung padat
Kerikil kelempungan> 30 Lempung kekerikilan kenyal
150 - 300 10 - 20 Pasir padat, pasir kekerikilan padatPasir kasar, pasir kelanauan padat
Dari daftar ini dapat diperkirakan bahwa lapisan tanah pada percobaan
adalah:
Page 10
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 5
Kedalaman, m : Jenis Tanah0 - 6 Lempung6 - 10 Lempung agak kenyal10 - 13 Lempung
13 - 15,60 Lempung agak kenyal
Kesalahan pada percobaan ini kemungkinan terjadi karena :
1. Kesalahan pada saat pembacaan manometer.
2. Penekanan batang sondir yang kurang tepat vertikal.
3. Penambahan kedalaman batang sondir tidak selalu tepat 20 cm.
8.5. REFERENSI
1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:
Prentice-Hall, Inc.
8.6. LAMPIRAN
1. Gambar alat bikonus
Gambar 8.3. Proses kerja bikonus pada alat sondir
Page 11
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 6
2. Contoh Perhitungan Data Sondir
Page 12
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 7
Page 13
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Sondir 8
Page 14
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 1
09 Triaxial Test
9.1. PENDAHULUAN
9.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :
Untuk mengetahui sudut geser tanah (φ) dan nilai kohesi (c) suatu tanah.
9.1.2. Alat dan Bahan :
• Unit mesin Triaxial Test
• Alat untuk memasang membran karet pada tanah uji
• Pompa penghisap
• Membran karet untuk membungkus tanah uji
• Kertas tissue
• Cetakan contoh tanah uji
• Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm
• Extruder
• Spatula
• Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr
• Can
• Oven
9.1.3. Teori Singkat
Konsolidasi adalah peristiwa penyusutan volume secara perlahan-lahan
pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat
pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus sampai
kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total
telah benar-benar hilang.
Kenaikan tekanan air pori menimbulkan gradien tekanan pada air pori
yang menyebabkan aliran transien (transien flow) air pori menuju batas
Page 15
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 2
aliran bebas pada lapisan tanah. Aliran atau drainasi ini akan berlanjut
sampai tekanan air pori sama dengan suatu nilai yang dipengaruhi posisi
muka air tanah yang tunak. Nilai akhir ini disebut tekanan air pori kondisi
tunak (steady-state pore water pressure). Pada umumnya, nilai-nilai
tekanan air pori statik dan tunak akan sama, tetapi mungkin saja tekanan
air pori berlebihan (excess pore water pressure). Penurunan tekanan air
pori berlebihan ke kondisi tunak disebut dissipasi dan jika hal ini telah
seluruhnya terjadi, tanah dikatakan dalam keadaan terdrainasi (drained).
Sebelum terjadi dissipasi tekanan air pori berlebihan, tanah dikatakan
dalam kondisi tak terdrainasi (undrained).
Ada tiga macam Triaxial Test :
1. Unconsolidated Undrained Test
Pada percobaan ini air tidak diperbolehkan mengalir dari sampel tanah.
Tegangan air pori biasanya tidak diukur pada percobaan semacam ini.
Dengan demikian hanya kekuatan geser “UNDRAINED” (Undrained
Shear Strength) yang dapat ditentukan.
Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah :
τ σ θ= + ( ) tanf f f
Tegangan Total c (9.1)
Pemakaian di dalam praktek lapangan meliputi keadaan akhir dari pada
konstruksi tanggul dan pondasi dari tanggul, pondasi tiang dan telapak
pada tanah yang normally consolidated. Pada keadaan ini kondisi
kritikal disain segera setelah adanya muatan (pada akhir konstruksi)
tekanan air pori besar sekali, tetapi belum terjadi konsolidasi. Setelah
konsolidasi mulai terjadi, void ratio dan isi air berkurang, sedangkan
tekanan bertambah, jadi tanggul atau pondasi bertambah aman,
dengan kata lain terjadi tegangan efektif.
Page 16
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 3
Pemakaian di dalam praktek adalah sbb:
Gambar 9.1. Tanggul dibangun secara cepat di atas lapisan tanah liat.
Gambar 9.2. Dam/waduk yang dibangun secara cepat tanpa ada
perubahan jumlah air pada inti tanah.
Gambar 9.3. Pondasi ditempatkan secara cepat di atas lapisan tanah.
2. Consolidated Undrained Test
Pada percobaan ini sampel tanah diberikan tegangan normal dan air
diperbolehkan mengalir dari sampel. Tegangan normal ini bekerja
sampai konsolidasi selesai, yaitu sampai tidak terjadi lagi perubahan
pada isi sampel tanah. Kemudian jalan air dari sampel ditutup dan
sampel diberikan tegangan geser secara undrained (tertutup).
Tegangan normal masih tetap bekerja, biasanya tegangan air pori
diukur selama tegangan geser diberikan.
Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah :
τ σ μ θ′ ′= + ( ) ( - ) tan Tegangan total c (9.2)
τf = in-situ undrained shear strength Soft Clay
total
τf
τf = undrained shear strength pada pemadatan inti tanah liat
Inti
τf
qult = beban yang bekerja adalah fungsi dari θ qult
Page 17
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 4
in-situ undrained shear strength dari tanah pada lereng sebelum dibuat timbunan
Tim-bunan
τf
Pemakaian di dalam praktek adalah sbb:
Gambar 9.4. Tanggul yang ditinggikan (2), disini konsolidasi sudah
terjadi di bawah lapisan (1).
Gambar 9.5. Akibat penurunan permukaan air tiba-tiba dari (1) ke (2) pada inti tanah masih terdapat tegangan air pori. Dan tidak terjadi
pengaliran air keluar dari inti.
Gambar 9.6. Pembuatan tanggul yang cepat pada lereng.
3. Drained Test
Pada percobaan ini sampel tanah diberi tegangan normal dan air
diperbolehkan mengalir sampai konsolidasi selesai. Kemudian
tegangan geser diberikan dengan kata lain pergeseran dilakukan
secara drained (terbuka). Untuk menjaga tekanan air pori tetap nol,
maka kecepatan percobaan harus lambat (dalam hal ini juga
tergantung koefisien permeability).
Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah:
τ σ θ′ ′ ′ ′= + ( ) tan Tegangan total c (9.3)
= in-situ undrainasi shear strength setelah terjadi konsolidasi di bawah lapisan (1)
[1]
τf
[2]
dari inti yang bersamaan dengan konsolidasi menurut rembesan air sebelumnya dan penurunan air.
Inti
τf f
Page 18
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 5
drained shear strength dari inti
Inti
τf
Pemakaian di dalam praktek adalah sbb:
Gambar 9.7. Tanggul yang dibangun secara lambat (lapis demi lapis) di atas lapisan tanah liat.
Gambar 9.8. Waduk/Dam dengan rembesan air tetap.
Gambar 9.9. Penggalian atau lereng tanah liat, dimana pada lapisan telah terjadi konsolidasi.
Pada percobaan, yang akan dilakukan adalah Unconsolidated
Undrained. Rumus-rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
1 3
0
0
.
.
1
k MAk M deviator stress
AAA
LL
σ σ
σ
ε
ε
= +
Δ = =
=−
=
(9.4)
dimana:
σ1 = Tegangan vertikal yang diberikan.
σ3 = Tegangan horizontal.
τ = in-situ undrained shear strength Soft Clay τ
in-situ drained shear strength τ
ττ
Page 19
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 6
k = Kaliberasi dari proving ring.
Ao = Luas sampel tanah awal.
∆L = Perubahan panjang sampel awal.
Lo = Panjang sampel tanah awal.
M = Pembacaan proving ring maksimum.
Dengan Diagram Mohr, hubungan sudut geser tanah, tegangan, dan
gaya geser dapat digambarkan:
( ) ( )
( )
1 3 1 3
1 3
cos 22 2
sin 22
n
n
σ σ σ σσ θ
σ σσ θ
+ −= +
−= ×
(9.5)
Gambar 9.10. Diagram mohr untuk mencari nilai kohesi (c) dan sudut geser (φ).
Dari percobaan Triaxial ini diketahui tiga jenis keruntuhan dari tanah uji,
sbb:
1. General Shear Failure
Penambahan beban pada pondasi diikuti oleh penurunan pondasi
tersebut. Pada pembebanan mencapai qu maka terjadi keruntuhan tiba-
tiba yang diikuti oleh perluasan keruntuhan permukaan sampai ke
bawah permukaan.
Page 20
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 7
Gambar 9.11. Grafik hubungan q vs settlement, terlihat puncak yang jelas.
2. Local Shear Failure
Pada keadaan lain jika pondasi masih dapat memikul beban setelah
tercapai qu, walaupun terjadi penurunan permukaan tiba-tiba. Pada
grafik hubungan q vs settlement tidak terlihat puncak yang jelas.
Gambar 9.12. Grafik hubungan q vs settlement, tidak terlihat puncak yang jelas.
3. Punching Shear Failure
Pada pondasi yang didukung oleh tanah yang agak lepas setelah
tercapainya qu, maka grafik hubungan q vs settlement bisa
digambarkan mendekati linear.
Page 21
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 8
Gambar 9.13. Grafik hubungan q vs settlement, mendekati linear.
9.2. PROSEDUR PRAKTIKUM
9.2.1. Persiapan Praktikum :
a. Mengeluarkan sampel tanah undisturbed dari tabung dan
memasukkannya ke dalam cetakan silinder uji (dengan menggunakan
extruder mekanis) dan potong dengan gergaji kawat.
Gambar 9.14. Proses pencetakan sampel uji undisturbed.
b. Ratakan kedua ujung sampel tanah di dalam silinder uji dengan
menggunakan spatula. Kemudian keluarkan sampel uji dari silinder uji
dengan extruder manual.
Page 22
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 9
Gambar 9.15. Proses pengeluaran sampel uji dari silinder uji (kiri) dan
sampel uji yang telah jadi (kanan).
c. Ukur dimensi sampel tanah (L = 2-3 D ).
d. Timbang berat awal sampel tanah tersebut.
Gambar 9.16. Proses penimbangan sampel uji setelah dicetak.
9.2.2. Jalannya Praktikum :
a. Memasang membran karet pada sampel dengan menggunakan alat
pemasang :
• Memasang membran karet pada dinding alat tersebut.
• Menghisap udara yang ada di antara membran dan dinding alat
dengan pompa hisap.
• Memasukkan sampel tanah ke dalam alat pemasang tersebut.
Page 23
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 10
• Melepaskan sampel tanah dari alat tersebut sehingga sampel
terbungkus membran.
Gambar 9.17. Sampel uji yang telah terpasang membran karet.
b. Memasukkan sampel tanah dan batu pori ke dalam sel Triaxial, dan
menutupnya dengan rapat.
Gambar 9.18. Proses pemasangan sampel uji ke alat triaksial.
c. Memasang sel triaksial pada unit mesin Triaxial
d. Mengatur kecepatan penurunan 1 – 2 % dari ketinggian sampel.
e. Mengisi sel Triaxial dengan gliserin sampai penuh dengan memberi
tekanan pada tabumg tersebut. Pada saat gliserin hampir memenuhi
tabung, udara yang ada di dalam tabung dikeluarkan agar gliserin
Page 24
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 11
dapat memenuhi sel. Fungsi gliserin ini adalah untuk menjaga
tegangan σ3 dapat merata ke seluruh permukaan sel dan besarnya
dapat dibaca pada manometer.
Untuk percobaan ini diberikan harga:
σ3 = 0.50 kg/cm2
σ3 = 0.75 kg/cm2
σ3 = 1.00 kg/cm2
dengan kedalam sampel tanah = 2.00 m
Gambar 9.19. Proses pengisian sel triaksial dengan gliserin / air.
f. Melakukan penekanan pada sampel tanah dari atas (vertikal).
g. Melakukan pembacaan Load Dial setiap penurunan dial bertambah 0.02
inch atau 0.025 mm.
h. Setelah selesai, sampel uji dimasukkan ke oven untuk mencari kadar
air.
9.3. PENGOLAHAN DATA
9.3.1. Data dan tabel hasil perhitungan terlampir
9.3.2. Contoh perhitungan :
Sampel No.1 dengan kedalaman asal tanah 1.0 m – 1.5 m :
Data :
σ31 = 0.4 kg/cm2
Tinggi sampel (L0)= 7.23 cm
Page 25
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 12
Diameter sampel (D) = 3.55 cm
A0 = ¼.π.D2 = 9.89 cm2
LRC = 0.15 kg/cm2
Contoh perhitungan :
• Pembacaan dial deformasi 0.025 mm
• Pembacaan dial pembebanan (M) = 21
• Unit strain (ε) = ∆L/L0 = (0.025)/(7.23) = 0.0034602
• Area correction factor = (1- ε) = 1-( 0.0034602) = 0.9965398 cm2
• Correct area :
20 9.89' 9.92731311 0.9965398AA cmε
= = =−
• Dari diagram Mohr didapat :
σ1 = (σ1-σ3) + σ3
σ1 = Δσ + σ3
Diambil harga yang maksimum M = 85.00 ; diperoleh c = 32,87, dan φ
= 31,51o maka :
31.5145 45 60.762 2φθ = + = + = °
• Mencari σn dan τn :
σ σ σ σσ θ+ −= +
+ −= +
= 2
1 3 1 3cos2
2 21.649 0.40 1.649 0.40
cos(121.52)2 2
0.6810 /
n
kg cm
( )
( )
σ στ θ
−=
−=
= 2
1 3sin2
21.649 0.4
sin(121.52)2
0.5324 /
n
kg cm
9.4. KESIMPULAN
1. Dari percobaan yang dilakukan didapatkan:
• Sudut geser tanah (φ) = 31,51o
Page 26
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 13
• Nilai kohesi tanah (c) = 32,87 kPa.
• Dari pengamatan grafik hubungan q vs settlement, sampel tanah
termasuk dalam jenis keruntuhan geser lokal (Local Shear Failure).
2. Sumber kesalahan:
• Pemotongan permukaan kedua ujung sampel di dalam silinder besi
tidak rata.
• Kekurangtelitian pada saat menimbang sampel tanah.
• Membran yang digunakan tidak berfungsi dengan baik.
• Kekurangtelitian pada saat pembacaan load dial.
9.5. REFERENSI
1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:
Prentice-Hall, Inc.
Page 27
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 14
9.6. LAMPIRAN
1. Contoh Perhitungan Data Triaksial
Gambar 9.20. Data tiap sampel triaksial.
Page 28
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 15
Gambar 9.21. Pengolahan data sampel triaksial no.1
Page 29
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 16
Gambar 9.22. Pengolahan data sampel triaksial no.2
Page 30
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 17
Page 31
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 18
Gambar 9.23. Pengolahan data sampel triaksial no.3
Page 32
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Triaksial 19
Gambar 9.24. Grafik keruntuhan dan Grafik Mohr dari uji Triaksial.
Page 33
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 1
10 Konsolidasi
10.1. PENDAHULUAN
10.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :
• Menentukan koefisien pemampatan / Compression Index (CC).
• Mencari tegangan Pre-Consolidated (PC), untuk mengetahui kondisi
tanah dalam keadaan Normally Consolidated atau Over Consolidated .
• Menentukan koefisien konsolidasi (CV), yang menjelaskan tingkat
kompresi primer tanah.
• Menentukan koefisien tekanan sekunder (Cα) yang menjelaskan
koefisien rangkak (creep) dari suatu tanah.
10.1.2. Alat dan Bahan :
• Consolidation loading device
• Consolidation cell
• Ring Konsolidasi
• Beban (1; 2; 4; 8; 16; 32 kg)
• Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm
• Gergaji kawat dan spatula
• Vaseline, kertas pori, dan batu Porous,
• Oven pengering
• Dial dengan akurasi 0,002 mm
• Stopwatch
• Extruder
• Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr
• Can
Page 34
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 2
10.1.3. Teori Singkat
Konsolidasi adalah peristiwa penyusutan volume secara perlahan-lahan
pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat
pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus sampai
kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total
telah benar-benar hilang.
Penurunan konsolidasi adalah perpindahan vertikal permukaan tanah
sehubungan dengan perubahan volume pada suatu tingkat dalam proses
konsolidasi.
Perkembangan konsolidasi di lapangan dapat diketahui dengan
menggunakan alat piezometer yang dapat mencatat perubahan air pori
terhadap waktu.
Gambar 10.1. Alat konsolidasi
Page 35
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 3
10.2. PROSEDUR PRAKTIKUM
10.2.1. Persiapan Praktikum :
a. Ring konsolidometer dibersihkan dan diolesi vaseline diseluruh
permukaan bagian dalam, kemudian dimensi (D dan h0) dan massa-
nya (Wring) diukur dengan jangka sorong dan timbangan.
Gambar 10.2. Pengolesan vaseline ke silinder ring (kiri),
pengukuran diameter ring konsolidasi (kanan), dan pengukuran
tinggi ring konsolidasi (bawah).
b. Sampel tanah dikeluarkan dengan menggunakan extruder dan
dimasukkan ke dalam ring dan diratakan permukaannya dengan
spatula. Kemudian ditimbang beratnya (Ww0).
Page 36
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 4
Gambar 10.3. Tanah dikeluarkan dari tabung dengan extruder (kiri),
proses perataan permukaan ring (kanan), dan penimbangan berat
basah sampel tanah untuk mencari kadar air (bawah).
10.2.2. Jalannya Praktikum :
a. Susun modul ke dalam sel konsolidasi dengan urutan dari bawah :
• Batu pourous
• Kertas pori
• Sampel tanah dalam ring
• Kertas pori
• Batu porous
• Silinder tembaga yang berfungsi meratakan beban
• Penahan dengan 3 mur
Page 37
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 5
Gambar 10.4. Kertas pori dan batu porous (kiri) dan sample tanah
dalam ring konsolidasi (kanan)
Gambar 10.5. Silinder tembaga (kiri) dan 3 mur penahan (kanan)
b. Berikan air sampai permukaan silinder tembaga tergenang, kemudian
set dial menjadi nol sebelum beban ditambahkan; sedangkan lengan
beban masih ditahan baut penyeimbang.
Page 38
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 6
Gambar 10.6. Pemberian air hingga permukaan silinder tembaga
terendam (kiri) dan pengesetan dial (kanan)
c. Diberikan pembebanan konstan sebesar 1 kg dengan interval waktu
0”, 6”, 15”, 30”, 60”, 120”, 240”, 480”, dan 24 jam. Dan masing-
masing pembacaan pada dial dicatat.
d. Percobaan diulangi untuk pembebanan 2; 4; 8; 16 dan 32 kg dengan
interval waktu 24 jam. Dan masing-masing pembacaan pada dial
dicatat.
e. Dilakukan proses unloading yaitu menurunkan beban secara bertahap
dari 32; 16; 8; 4; 2; dan 1 kg. Mencatat nilai unloading sebelum
beban diturunkan.
Gambar 10.7. Proses loading (kiri) dan pembacaan dial untuk setiap
waktu (kanan)
Page 39
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 7
f. Tanah dikeluarkan dari sel konsolidometer dan ring berikut sampel
tanah kemudian ditimbang dan dimasukkan ke dalam oven untuk
mendapatkan berat kering sampel (Wd) sehingga dapat ditentukan
kadar airnya.
10.3. PENGOLAHAN DATA
10.3.1. Data Pengamatan dan Perhitungan (terlampir)
10.3.2. Contoh Perhitungan
a. Menentukan harga t90
Gambar 10.8. Grafik penurunan vs akar waktu penurunan, untuk
menentukan t90.
Langkah-langkah dalam menentukan t90 ialah:
1. Buat grafik penurunan vs akar waktu penurunan.
2. Tarik garis singgung pada kurva di daerah penurunan awal dan
cari titik potong dengan sumbu akar waktu sebesar 1,15 kali
absis titik potong pertama tadi untuk dihubungkan dengan titik
potong antara perpanjangan garis terakhir dengan kurva itulah
yang dinamakan t90.
b. Menentukan Koefisien Konsolidasi (CV)
Rumus yang digunakan adalah :
2
90
0,848
12 2ring
HCvt
HH half averageload height H
=
Δ⎛ ⎞= = −⎜ ⎟⎝ ⎠
(10.1)
t (menit)
Penurunan (cm)
x
1.15x
t x
Menurut Taylor Nilai t x yang didapatkan kemudian dikuadratkan untuk mendapatkan nilai t90
Susut
ΔH
H KondisiAwal
Page 40
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 8
Menentukan tegangan pre-consolidation (PC) Langkah pengerjaan :
1. Sketsa grafik angka pori vs tegangan
2. Buat garis dari titik 0 ke titik 32 (grs 1).
3. Buat garis sejajar thd garis 1 dan bersinggungan dgn titik
lengkung (grs 2).
4. Buat garis horisontal thd titik p (grs 3).
5. Tarik garis melalui titik 16 dan 32 (grs 4).
6. Buat garis yang membagi sudut antara garis 2 dan 3 sama besar
(Δ1=Δ2) (grs 5).
7. Titik perpotongan garis 4 dgn garis 5 kita tarik lurus ke atas dan
didapatkan nilai Pc.
Gambar 10.9. Grafik angka pori vs tegangan, untuk mencari
tegangan PC.
c. Menentukan harga Compression Index (CC)
Rumus yang digunakan adalah :
Grs 2
Grs 1
Grs 3
Grs 4
Grs 5
Δ1
Δ2
Pressure (kg/cm2) dlm log
Void Ratio, e
Pc
e2
e1
16
32
0
p
Page 41
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 9
( )2 1
1 2
1 2
21 2
log log:
,16 32
, ( / )
e eCcp p
keterangane e angka pori dari grafik pressurevs void ratio
diambil titik dan utk memudahkan perhitunganp p tekanan kg cm
−=
−
= →=
=
(10.2)
Untuk mencari harga Recompression Index (CR) :
Rumus sama dengan CC namun, nilai e0 dan ec diambil pada titik 0
dan 2.
Data Percobaan Awal :
1. Diameter ring (D) ............................ cm
2. Luas ring (A) ............................ cm2
3. Tinggi ring (Ht) ............................ cm
4. Tinggi sampel (Hi) ............................ cm
5. Harga Spesivic Gravity (Gs) ............................
6. Berat (tanah + ring) awal ............................ gr
7. Berat ring ............................ gr
8. Berat tanah basah (Wt) (6) – (7) gr
9. Kadar air awal (Wi) 100%tan ker
Berat airBerat ah ing
× %
10. Berat kering tanah (W′s) ............................ gr
11. Berat tanah kering oven (Ws) ............................ gr
12. Tinggi tanah awal (H0) ............................ cm
Page 42
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 10
13. Beda tinggi (Hv) Hi – H0 cm
14. Derajat saturasi (Si) Wt WsHv A−×
15. Void ratio (e0) 0
HvH
Data Percobaan Akhir :
16. Pembacaan awal ............................ cm
17. Pembacaan akhir ............................ cm
18. Bedaan tinggi (16) – (17) cm
19. Tinggi sampel akhir (Hvf) (13) – (18) cm
20. Void ratio akhir (ef) 0
HvfH
21. Kadar air akhir (Wf) 100%×S
Berat airW
%
22. Po Wt H
Hi A×
× kg/c
m2
23. Beda tinggi (ΔH) ............................ cm
24. Beda void ratio (Δe) 0
HHΔ
25. Void ratio (e) e0 - Δe
10.4. KESIMPULAN
1. Dari hasil percobaan didapatkan :
• Harga tegangan Pre-Consolidated :
o PC = kg/cm2
o P0 = kg/cm2
o Over Consolidated Ratio (OCR) = PC/P0 = 0,1 < 1
Maka sampel tanah yang diuji dalam keadaan Under Consolidated
Page 43
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 11
• Harga Compression Index (CC) :
o CC Laboratorium = 0,13
2. Hal-hal yang mempengaruhi keakuratan hasil percobaan :
• Kondisi sampel tanah yang akan diuji tidak dapat dipastikan dalam
keadaan undisturbed.
• Kecermatan dalam pembacaan dial, pengukuran dimensi, dan
penimbangan.
• Sensitivitas dial dapat mempengaruhi pembacaan dial akibat
adanya goncangan, dsb.
10.5. REFERENSI
1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:
Prentice-Hall, Inc.
10.6. LAMPIRAN
Page 44
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 12
1. Contoh Perhitungan Data Konsolidasi
Gambar 10.10. Data sampel konsolidasi.
Page 45
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 13
Gambar 10.11. Data pembacaan sampel konsolidasi tiap tahap pembebanan.
Gambar 10.12. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 1 kg.
Page 46
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 14
Gambar 10.13. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 2 kg.
Gambar 10.14. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 4 kg.
Page 47
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 15
Gambar 10.15. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 8 kg.
Gambar 10.16. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 16 kg.
Page 48
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 16
Gambar 10.17. Data perhitungan t90 untuk pembebanan sebesar 32 kg.
Gambar 10.18. Data perhitungan untuk mencari t90 dan Cv.
Page 49
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Konsolidasi 17
Gambar 10.19. Grafik konsolidasi yang dapat digunakan untuk mencari Pc.
Page 50
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 1
11 Direct Shear Test
11.1. PENDAHULUAN
11.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :
Untuk mengetahui nilai kohesi (c) dan sudut geser (φ) pada suatu tanah
11.1.2. Alat dan Bahan :
• Alat Direct Shear Test dan Shear Box
• Beban dengan berat 5 – 25 kg
• 2 Dial gauge untuk vertical dan horizontal displacement
• Specimen cutter untuk memotong sampel tanah kohesif
• Tamper untuk memadatkan tanah yang cohesionless
• Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr
• Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm
• Stopwatch
• Can
• Oven
11.1.3. Teori Singkat
Kekuatan geser dapat diukur langsung dengan pemberian beban konstan
vertikal (normal) pada sampel dan pemberian gaya geser tertentu
dengan kecepatan konstan dan perlahan-lahan untuk menjaga tegangan
air pori tetap nol hingga tercapai kekuatan geser maksimum.
Tegangan normal didapat dengan pembagian besarnya gaya normal
dengan luas permukaan bidang geser atau S = P/A.
Page 51
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 2
Tegangan geser didapat dengan menghitung gaya geser (G) yang
didapat dari pembacaan maksimum load ring dial setelah dikalikan
dengan nilai kalibrasi prooving ring (LRC).
.. (11.1)
Dari beberapa buku referensi menyatakan harga kohesi pasir (c) = 0,
dan harga sudut geser pasir (φ) berkisar : 280 – 480.
Tabel 11.1. Tabel harga kohesi untuk beberapa jenis pasir
UU CDLoose Dry 28 - 34 -Loose Saturated 28 - 34 -Dense Dry 35 - 46 43 - 50Dense Saturated 1 - 2 43 - 50
Type of TestSoil (sand)
11.2. PROSEDUR PRAKTIKUM
11.2.1. Persiapan Praktikum :
a. Ukur diameter lingkar dalam Shear Box.
Gambar 11.1. Diameter lingkar dalam shear box yang harus diukur.
b. Seimbangkan sistem counterweight sehingga mampu memberikan
gaya normal terhadap shear box.
T = G / A G = M x LRC
LRC = 0,15 kg/div
Page 52
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 3
Gambar 11.2. Alat Direct Shear yang sistem counterweight-nya telah
seimbang.
c. Timbang penutup Shear Box + bola + can.
Gambar 11.3. Penimbangan shear box + bola + can.
d. Sediakan pasir secukupnya dan dibersihkan dari kotoran maupun
kerikil menggunakan saringan no.18
e. Ambil sedikit pasir, timbang dan masukkan oven untuk mencari kadar
air pasir.
11.2.2. Jalannya Praktikum :
a. Pasir dimasukkan ke dalam Shear Box kira-kira 3/4 bagian dengan
mengunci Shear Box terlebih dahulu agar tidak dapat bergerak.
Page 53
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 4
b. Permukaan pasir diratakan dengan spatula lalu ditutup dengan
penutup shear box dan bola.
c. Diberikan beban sebesar 5 kg, lalu kunci shear box dibuka.
d. Set horizontal dial dan load ring dial menjadi nol.
e. Shear box diberikan gaya geser dengan kecepatan 1 mm/menit.
Gambar 11.4. Proses pemberian gaya geser pada shear box.
f. Pembacaan horizontal dial dicatat setiap 15 detik hingga dial berhenti
dan berbalik arah.
g. Mengulang percobaan a – f untuk beban 10, 15, 20, dan 25 kg.
11.3. PENGOLAHAN DATA
11.3.1. Data Pengamatan dan Perhitungan (terlampir)
11.3.2. Contoh Perhitungan.
Dari data diketahui :
1. Berat penutup + bola ............................ gr
2. Diameter shear box (d) ............................ cm
3. Luas penampang pasir (A) ¼ π d2 cm2
4. LRC ............................ kg/div
Page 54
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 5
5. Beban 5 Kg :
S = P/A = (5 + (1))/(A) ............................ kg/cm2
T = (LRC *M)/(A) ............................ kg/cm2
6. Beban 10 Kg :
S = P/A = (10 + (1))/(A) ............................ kg/cm2
T = (LRC * M)/(A) ............................ kg/cm2
Demikian selanjutnya untuk beban yang lainnya sehingga dapat dibuat
grafik untuk menentukan harga c dan φ dengan menggunakan regresi
linear:
Y = (a)X + (b) (11.2)
dimana :
X = S = P/A (11.3)
Y = T = G/A (11.4)
Tabel 11.2. Tabel untuk pembuatan grafik Direct Shear
Beban X (P/A ) Y (G/A )5 kg10 kg15 kg20 kg25 kg
Page 55
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 6
11.4. KESIMPULAN
1. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan didapatkan harga kohesi
pasir (c) = b = ........ kg/cm2, dan besarnya sudut geser tanah (φ) =
........ 0, termasuk jenis pasir ......
Sudut geser (φ ) = tan-1 (y/x)
dimana : x = x2 – x1
y = y2 – y1
2. Hal yang menentukan keakuratan hasil percobaan :
• Tidak dapat dipastikan kecepatan pemberian gaya geser tetap
konstan.
• Kurang cermat dalam pembacaan dial, pengukuran dimensi, dan
penimbangan.
3. Harga kohesi tanah dan sudut geser tanah merupakan parameter
sangat penting dalam perhitungan daya dukung tanah, perencanaan
dinding penahan tanah, dsb.
11.5. REFERENSI
1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:
Prentice-Hall, Inc.
11.6. LAMPIRAN
Page 56
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 7
1. Contoh Perhitungan Data Direct Shear
Gambar 11.5. Tabel data sampel direct shear.
Page 57
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 8
Gambar 11.6. Tabel data percobaan direct shear dengan variasi beban yang berbeda.
Page 58
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Direct Shear 9
Gambar 11.7. Grafik direct shear yang dapat digunakan untuk mencari kohesi (c) dan sudut geser (φ) pasir.
Page 59
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 1
12 Unconfined
Compression Test
12.1. PENDAHULUAN
12.1.1. Maksud dan Tujuan Percobaan :
Untuk mencari nilai unconfined shear strength dari tanah berbutir halus
dengan kondisi undrained, seperti lempung yang tersaturasi dan
cemented soils.
12.1.2. Alat dan Bahan :
• Unit mesin Unconfined Compression Test
• Sampel tanah undisturbed dari tabung
• Cetakan silinder contoh tanah uji
• Jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm
• Oli
• Extruder mekanis dan manual
• Gergaji kawat
• Spatula
• Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
• Can
• Oven
• Palu
12.1.3. Teori Singkat
Dalam percobaan ini sudut geser dalam (Ø) = 0 dan tidak ada tegangan
sel (σ3=0), jadi yang ada hanya beban vertikal (σ1).
Page 60
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 2
Beban vertikal yang menyebabkan tanah menjadi retak dibagi satuan
luas yang dikoreksi (A') disebut Ultimate Compression Strength (qu).
harga qu ini bisa juga didapat dari lingkaran mohr :
Gambar 12.1. Grafik mohr untuk mencari nilai qU.
Pada percobaan unconfined compression ini kita mengadakan koreksi
luas contoh tanah. Ini disebabkan karena pada waktu contoh diberikan
beban vertikal, maka luas contoh akan berubah yaitu menjadi lebih
besar.
Cara menghitung luas contoh tanah dapat dijelaskan sebagai berikut :
• Isi contoh semula (V0) = L0 . A0
dimana : L0= panjang contoh mula-mula
A0= luas penampang contoh mula-mula
• Sesudah beban vertikal diberikan :
panjang menjadi L ; isi menjadi V ; luas menjadi A
Gambar 12.2. Perubahan yang terjadi pada sampel selama
percobaan berlangsung.
Bentuk contoh semula
Bentuk contoh setelah pembebanan
Bentuk yang dipakai untuk menghitung luas contoh
B
L
Page 61
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 3
dimana : L = L0 – ΔL (L dan V diukur selama percobaan
V = V0 – ΔL dilakukan)
Dari persamaan diatas didapat :
( )( )
0 0 0
0 0
0
. .
.
A L L A L V
A L VA
L L
−Δ = −Δ
−Δ=
−Δ (12.1)
Apabila tidak terjadi perubahan isi (ΔV=0) persamaan menjadi :
( )0 0 0 0
0 0
.1 1
dim
A L A AAL L L L
ana reganganε
ε
= = =−Δ − −
= (12.2)
Pada percobaan ini besarnya gaya yang bekerja dapat diketahui yaitu :
P = K . M (12.3)
dimana : P = gaya yang hendak dicari
K = kalibrasi alat
M = pembacaan pada dial
Sedang nilai qu dapat dicari:
uPqA
= dan 2uqC = (12.4)
dimana : qu = ultimate compression strength
C = kekuatan geser tanah
Dalam percobaan ini dimensi contoh harus memenuhi syarat :
2D ≤ L ≤ 3D dimana : D = diameter contoh
L = tinggi contoh
Page 62
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 4
Karena jika L ≤ 2D, maka sudut bidang runtuhnya akan mengalami
overlap, dan jika L ≥ 3D, maka contoh tanah akan berlaku sebagai
kolom dan kemungkinan akan terjadi tekuk. Idealnya adalah L : D = 2:1.
12.2. PROSEDUR PRAKTIKUM
12.2.1. Persiapan Praktikum :
a. Mengeluarkan sampel tanah undisturbed dari tabung dan
memasukkannya ke dalam cetakan silinder uji (dengan menggunakan
extruder mekanis) dan potong dengan gergaji kawat.
Gambar 12.3. Proses pencetakan sample uji undisturbed
b. Ratakan kedua ujung sampel tanah di dalam silinder uji dengan
menggunakan spatula. Kemudian keluarkan sampel uji dari silinder
uji dengan extruder manual.
Gambar 12.4. Proses pengeluaran sampel uji dari silinder uji (kiri)
dan sampel uji yang telah jadi (kanan)
Page 63
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 5
c. Ukur dimensi sampel tanah (L = 2-3 D ).
d. Timbang berat awal sampel tanah tersebut.
Gambar 12.5. Proses penimbangan berat awal sampel
e. Ambil sisa tanah hasil pencetakan untuk ditentukan kadar airnya.
12.2.2. Jalannya Praktikum :
a. Tempatkan sampel uji pada mesin Unconfined Compression Test
sesegera mungkin untuk menghindari hilangnya kadar air pada
sampel uji.
Gambar 12.6. Proses pengujian unconfined sedang berlangsung
b. Naikkan pelat bawah dengan memutar kenop hingga ujung atas
sampel uji mengenai pelat atas dan dial gauge untuk pembebanan
tersentuh. Kunci kenop tersebut agar mesin Unconfined dapat
bekerja.
Page 64
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 6
c. Set dial menjadi nol dan mulai jalankan mesin Unconfined.
d. Catat pembacaan Load Dial setiap penurunan dial bertambah 0.02
inch atau 0.025 mm. Pembacaan dihentikan jika nilai Load Dial mulai
bergerak stabil atau turun selama 3 kali pembacaan.
e. Melakukan proses remoulded yaitu melebur kembali sampel uji yang
telah dicoba dan dipadatkan kembali dengan cara ditumbuk secara
konstan langsung pada silinder uji. Berat sampel uji remoulded
haruslah sama dengan berat sampel uji undisturbed.
f. Ulangi percobaan b – d.
12.3. PENGOLAHAN DATA
12.3.1. Data Pengukuran
Contoh : Sampel Undisturbed
Data Kadar air sampel :
Wt of wet soil + cup = ..... gr
Wt of dry soil + cup = ..... gr
Wt of cup = ..... gr
Wt of water = ..... gr
Wt of dry soil = ..... gr
Water content, w = ..... %
Dimensi sampel :
Diameter = ...... cm
Tinggi = ...... cm
Luas = ...... cm2
Volume = ...... cm3
Berat = ...... gr
12.3.2. Contoh Perhitungan
Dari data di atas didapat :
Page 65
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 7
Density :
1dim :
wetwet dry
weightvolume w
anaw kadar air bukan dalam persen
γγ γ= =+
= → (12.5)
1. Density (Rumus 12.5)
2. Kalibrasi alat (K) ............................ kg/div
3. P = K × M ............................ kg
4. ε = ΔL/L ............................
5. A = A0/(1-ε) ............................ cm2
6. qu = P/A ............................ kg/cm2
7. Cu = qu/2 ............................ kg/cm2
Untuk Remoulded :
8. qur = P/A kg/cm2
9. Cur = qu/2 kg/cm2
Nilai Sensitivity : uu
ur
qq
12.4. HASIL DISKUSI
1. Tanah dalam keadaan undisturbed memiliki nilai qu yang lebih besar
daripada setelah diremoulded.
2. Didapat tabel nilai qu tiap kedalaman tanah :
Page 66
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 8
Kedalaman(m) Undisturbed Remoulded12
qu (kg/cm2)
3. Didapat juga nilai sensitivitas tanah untuk setiap kedalaman :
Kedalaman (m) Sensitivitas12
12.5. KESIMPULAN
Menurut tabel yang terdapat pada buku Mekanika Tanah karangan Joseph
E. Bowles, maka tanah termasuk jenis tanah ......
12.6. REFERENSI
1. Bardet, Jean-Pierre. 1997. Experimental Soil Mechanics. New Jersey:
Prentice-Hall, Inc.
2. Bowles, Joseph E. 1989. Sifat-Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah. Edisi
Kedua. trans. Johan K. Hainim. Jakarta: Erlangga.
3. Craig, R.F. 1994. Mekanika Tanah. Edisi Keempat. trans. Budi Susilo S.
Jakarta: Erlangga.
12.7. LAMPIRAN
Page 67
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 9
1. Contoh Perhitungan Data UCT Undisturbed
Gambar 12.7. Tabel data sampel UCT kondisi Undisturbed.
Page 68
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 10
Gambar 12.8. Tabel perhitungan sampel UCT kondisi Undisturbed.
Page 69
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 11
Gambar 12.9. Grafik sampel UCT kondisi Undisturbed.
Page 70
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 12
2. Contoh Perhitungan Data UCT Remoulded
Gambar 12.10. Tabel data sampel UCT kondisi Remoulded.
Page 71
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 13
Gambar 12.11. Tabel perhitungan sampel UCT kondisi Remoulded.
Page 72
Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Modul Praktikum – Unconfined Compression Test 14
Gambar 12.12. Grafik sampel UCT kondisi Remoulded.
Page 73
Soil Mechanics LaboratoryCivil Engineering Department, Faculty of Engineering University of IndonesiaDepok 16424 Telp. +62 21 788 49102, Fax. +62 21 788 49102
UNCONFINED TESTPROJECT DEPTH OF SAMPLE
- m
LOCATION DATEDD/MM/YYYY
BOREHOLE NO. TESTED BY
qu kPacu kPa
UNCONFINED COMPRESSION
0.00
0.00
0
25
50
75
100
125
150
175
200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Strain (%)
Stre
ss (k
Pa)