Kelompok 3 Mektan Fix Alhamdulillah.docx

LAPORAN PENGUJIAN TANAH MEKANIKA TANAH II Dosen Pengajar: Ir. Gerard Aponno, MS NIP : 195610281984031001

KELAS GRUP

OLEH : : TKJJBA 2A : 3 (TIGA)

NAMA ANGGOTA GRUP 1. AMRU RIZAL 2. DAVID HIDAYATULLAH 3. HENRIKUS DANDY KURNIAWAN 4. MUHAMMAD IMAM AZIZUN HAKIM

(1731330018) (1731330009) (1731330036) (1731330022)

PROGRAM STUDI D-III TEKNOLOGI KONSTRUKSI JALAN, JEMBATAN, DAN BANGUNAN AIR

JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MALANG 2018

LEMBAR PENGESAHAN 1. 2. 3. 4. 5.

Mata Kuliah : Mekanika Tanah II Semester :3 Kelas : TKJJBA 2A Nama Kegiatan : Laporan Pengujian TMekanika Tanah II Jenis Pengujian : 1) Pengujian Permeabilitas Tinggi Konstan (Constant Head Permeability Test) 2) Pengujian Geser Langsung (Direct Shear) 3) Pengujian Kuat Tekan Bebabs (Unconfined Compressive Strength) 4) Pengujian Triaksial (Triaxial) 5) Pengujian Konsolidasi (Consolidation) 6. Waktu Pengujian : 28 September 2018 – 6 November 2018 7. Grup : 3 (Tiga) 8. Nama Anggota Grup : 1. Amru Rizal (1731330024) 2. David Hidayatullah (1731330009) 3. Henrikus Dandy Kurniawan (1731330036) 4. Muhammad Imam Azizun Hakim (1731330022)

Malang, 31 Desember 2018 Menyetujui, Dosen Pengajar

Ir. Gerard Aponno, MS NIP. 195610281984031001

ii

KATA PENGANTAR Puji Syukur kehadirat Allah SWT, karena atas perkenan-Nya laporan pelaksanaan Pengujian Tanah Mekanika Tanah II pada Senin, 31 Desember 2018 dapat diselesaikan. Laporan Praktikum ini disusun untuk memenuhi tugas pada mata kuliah Mekanika Tamah II di Politeknik Negeri Malang. Penulis mennyampaikan ungkapan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Gerard Aponno, MS. Selaku Dosen Pengajar Mata Kuliah Mekanika Tanah II Politeknik Negeri Malang 2. Bapak Qodri Selaku PLP yang telah memberikan bimbingan serta arahan dalam pelaksanaan jalannya praktikum. 3. Ibu Raden Ajeng Mariana yang telah mendampingi kami saat pelaksanaan jalannya praktikum. 4. Kepada seluruh pihak yang telah ikut membantu dalam proses penyelesaian Laporan Praktikum ini. Tujuan dari pembuatan laporan ini adalah untuk memberikan gambaran mengenai pelaksanaan kegiatan serta sebagai bentuk pertanggungjawaban atas kegiatan tersebut telah selesai dilaksanakan. Laporan kegiatan ini semoga dapat menjadi bahan evaluasi dan tolak ukur dalam pelaksanaan Pengujian Mekanika Tanah II dan menjadi bahan perbaikan untuk masa yang akan datang.

Malang, 31 Desember 2018 Penulis

iii

DAFTAR ISI Halaman COVER .............................................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ............................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii DAFTAR GRAFIK ........................................................................................... viii BAB I

PENGUJIAN REMBESAN 1.1 Pendahuluan .................................................................................. 1.2 Peralatan ........................................................................................ 1.3 Bahan ............................................................................................ 1.4 Prosedur Pengujian ....................................................................... 1.5 Perhitungan dan Pelaporan ............................................................ 1.6 Hasil Pengujian ............................................................................. 1.7 Kesimpulan ................................................................................... 1.8 Lampiran .......................................................................................

1 3 3 3 4 5 5 6

BAB II PENGUJIAN GESER LANGSUNG 2.1 Pendahuluan .................................................................................. 2.2 Peralatan ........................................................................................ 2.3 Bahan ............................................................................................ 2.4 Prosedur Pengujian ....................................................................... 2.5 Perhitungan dan Pelaporan ............................................................ 2.6 Hasil Pengujian ............................................................................. 2.7 Kesimpulan ................................................................................... 2.8 Lampiran .......................................................................................

7 8 9 9 11 13 15 16

BAB III PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS 3.1 Pendahuluan .................................................................................. 3.2 Peralatan ........................................................................................ 3.3 Bahan ............................................................................................ 3.4 Prosedur Pengujian ....................................................................... 3.5 Perhitungan dan Pelaporan ............................................................ 3.6 Hasil Pengujian ............................................................................. 3.7 Kesimpulan ................................................................................... 3.8 Lampiran .......................................................................................

17 18 18 19 20 21 24 25

BAB IV PENGUJIAN TRIAKSIAL 4.1 Pendahuluan .................................................................................. 4.2 Peralatan ........................................................................................ 4.3 Bahan ............................................................................................ 4.4 Prosedur Pengujian ....................................................................... 4.5 Perhitungan dan Pelaporan ............................................................ 4.6 Hasil Pengujian .............................................................................

26 28 28 30 32 34

iv

4.7 Kesimpulan ................................................................................... 36 4.8 Lampiran ....................................................................................... 37 BAB V PENGUJIAN KONSOLIDASI 5.1 Pendahuluan .................................................................................. 5.2 Peralatan ........................................................................................ 5.3 Bahan ............................................................................................ 5.4 Prosedur Pengujian ....................................................................... 5.5 Perhitungan dan Pelaporan ............................................................ 5.6 Hasil Pengujian ............................................................................. 5.7 Kesimpulan ................................................................................... 5.8 Lampiran .......................................................................................

38 39 40 40 41 48 53 54

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 63

v

DAFTAR TABEL BAB I PENGUJIAN REMBESAN Tabel 1.1 Hasil Pengujian Koefisien Rembesan Laboratorium ................... 5 BAB II PENGUJIAN GESER LANGSUNG Tabel 2.1 Hasil Pengujian Geser Langsung ................................................. 13 BAB III PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS Tabel 3.1 Konsistensi Tanah Berdasarkan Nilai Kuat Geser Undrained .... 18 Tabel 3.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Buatan ...................... 21 Tabel 3.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Asli .......................... 22 Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Suhu Semen Merah Putih ............................... 26 BAB IV PENGUJIAN TRIAKSIAL Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Triaksial .................................................... 34 Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kehalusan Semen Merah Putih ...................... 33 Tabel 4.3 Perhitungan Persentase Kehalusan Semen Merah Putih .............. 33 BAB V PENGUJIAN KONSOLIDASI Tabel 5.1 Hubungan derajat konsolidasi (U%) dengan faktor waktu (Tv)...43 Tabel 5.2 Data Hasil Pengujian Konsolidasi................................................. 48

vi

DAFTAR GAMBAR

BAB II PENGUJIAN GESER LANGSUNG Gambar 2.1 Pergeseran Horizontal dan Tegangan Normal ......................... 12 BAB IV PENGUJIAN TRIAKSIAL Gambar 4.1 Grafik Lingkaran Mohr ............................................................. 33 BAB V PENGUJIAN KONSOLIDASI Gambar 5.1 Menentukan t50 dengan Metode Casagrande ........................... 42 Gambar 5.2 Grafik mencari Tegangan Prakonsolidasi (Pc’) ........................ 45 Gambar 5.3 Menentukan Indeks Pemampatan Lapangan (Cc-lap)NC Soil) 46 Gambar 5.4 Cara Menentukan Indeks Pemampatan Lapangan (Cc-lap)OCSoil ........................................................................................... 46 Gambar 5.5 Menentukan Indeks Pemampatan, Cc, dan Indeks Pengembangan Cs ..................................................................... 47

vii

DAFTAR GRAFIK BAB II PENGUJIAN GESER LANGSUNG Grafik 2.1 Hasil Pengujian Geser Lnagsung .............................................. 14 BAB III PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS Grafik 3.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas .......................................... 23 BAB IV PENGUJIAN TRIAKSIAL Grafik 4.1 Hasil Perhitungan Pengujian Triaksial ..................................... 35 BAB V PENGUJIAN KONSOLIDASI Grafik 5.1 Hasil Pengujian Konsolidasi ..................................................... 50 Grafik 5.2 Pembebanan Pengujian Konsolidasi ........................................ 51

viii

BAB I PENGUJIAN REMBESAN 1.1 Pendahuluan Permeabilitas

didefinisikan

sebagai

sifat

bahan

berpori

yang

memungkinkan aliran rembesan dari cairan yang berupa air atau minyak mengalir lewat rongga porinya. Pori-pori tanah saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Sehingga air dapat mengalir dari titik yang mempunyai tinggi energi lebih tinggi ke titik yangmempunyai tinggi energi lebih rendah. Untuk yanah, permeabilitas

dilukiskan

sebagai

sifat

tanah

yang

menyatakan

atau

menggambarkan bagaimana air mengalir melalui tanah. Di dalam tanah, aliran dapat bersifat laminer atau turbulen. Tahanan terhadap aliran tergantung pada jenis tanah, ukuran butiran tanah, bentuk butiran tanah, rapat massa, serta bentuk geometri rongga porinya. Selanjutnya temperarur juga sangat mempengaruhi tahanan alirannya (kekentalan dan tegangan permukaan). Walaupun secara teoritis, semua jenis tanah lebih atau kurang mempunyai rongga pori, dalam praktekn ya istilah mudah meloloskan air (permeable) ditujukan untuk tanah yang memang benar-benar mempunyai sifat meloloskan air. Sebaliknya, tanah disebut kedap air (impermeable), bila tanah tersebut mempunyai kemampuan meloloskan air yang sangat kecil. Debit air yang mengalir q melalui tanah pada suatu cross-section area A adalah proporsional terhadap gradien i yaitu : 𝑞 ~𝑖 q=kiA 𝐴 di mana: q = volume aliran air per satuan waktu, A = luas penampang tanah yang dilewati air, k = koefisien permeabilitas, i = gradien hidrolik, dan v = kecepatan aliran (discharge velocity).

1

Satuan koefisien permeabilitas sama dengan satuan kecepatan, yaitu m/detik. Koefisien k disebut sebagai “koefisien permeabilitas” Darcy atau “koefisien permeabilitas” atau “permeabilitas tanah”. Permeabilitas tergantung oleh beberapa faktor. Yang utama adalah sebagai berikut : 1. Ukuran butiran. Secara proporsional, ukuran pori berhubungan dengan ukuran partikel tanah 2. Properti aliran pori. Untuk air adalah viskositasnya, yang akan berubah akibat dipengaruhi perubahan temperatur. 3. Void ratio 4. Bentuk dan susunan pori-pori tanah 5. Derajat saturasi. Kenaikan derajat saturasi pada tanah akan menyebabkan kenaikan nilai permeabilitas. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah 'koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah berbutir-kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang lebih rendah daripada tanah berbutir kasar, koefisien permeabilitas merupakan fungsi dari angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis, permeabilitas untuk aliran sejajar lapisan lebih besar daripada permeabilitas untuk aliran tegak lurus lapisan. Permeabilitas lempung yang bercelah (fissured) lebih besar daripada lempung yang tidak bercelah (unfissured). Permeabilitas dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang berhubungan dengan seepage (rembesan) di bawah bendungan, disipasi air akibat pembebanan tanah, dan drainase dari lapisan subgrade, bendungan, atau timbunan. Selain itu tegangan efektif yang diperlukan dalam perhitungan masalah-masalah di atas juga secara tidak langsung berkaitan dengan permeabilitas. Setidaknya ada empat metode di laboratorium untuk mencari nilai permeabilitas tanah, yaitu metode Capillarity Head Test, korelasi data konsolidasi untuk menghitung permeabilitas, Variable Head Test, dan Constant Head Test. Constant Head umumnya lebih sering digunakan pada tanah cohesionless daripada Variable Head karena instrumen yang lebih sederhana.

2

1.2 Peralatan 1. Mould Permeability 2. Gelas ukur 3. Penggaris 4. Jangka sorong 5. Stopwatch 6. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram 7. Alat Constant Head Test 8. Tamper

1.3 Bahan 1. Air

1.4 Prosedur Pengujian 1.

Percobaan yang dilakukan adalah Constant Head Test, pertama-tama mengalirkan air melalui selang, naik ke reservoir di atas kemudian masuk ke mould permeability.

2.

Mengeluarkan udara yang berada pada alat permeability hingga benarbenar tidak ada lagi udara yang tersisa di dalam. Hal ini dapat dilakukan dengan cara membuka sedikit baut untuk mengeluarkan gelembung udara.

3.

Mengusahakan untuk menstabilkan tinggi air yang berada di reservoir dan jaga agar tidak terjadi gelombang.

4.

Mengukur tinggi muka air dan reservoir ke mould (h).

5.

Memperhatikan air yang keluar dari mould hingga tidak terjadi perubahan (konstan).

6.

Setelah konstan, menampung air limpahan tersebut ke dalam gelas ukur sambil mencatat waktu menggunakan stopwatch.

7.

Mengukur volume yang tertampung selama waktu yang ditentukan tersebut (V).

3

8.

Mengulangi percobaan tersebut untuk sampel 2 dan 3, kemudian melakukan perhitungan nilai permeabilitas rata-rata dari ketiga sampel tersebut.

1.5 Pelaporan dan Perhitungan Volume total air yang dikumpulkan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:

Q =A.v.t =A.(k.i).t Dimana, Q

: volume air yang dikumpulkan

A

: luas penampang melintang contoh tanah

t

: waktu yang digunakan untuk mengumpulkan air

Atau,

h

i=L

Dimana L adalah panjang contoh tanah. maka: h

Q = A . (k . ) . t L

atau

Q. L

k = A.

h. t

Dalam percobaan, didapat data sebagai berikut: Q

= 200 cm³

t

= 11,89 s

d

= 7,7 cm

L

= 15,5 cm

h tabung

= 89,7 cm

Sehingga dihitung: Q. L

k = A. k=1 4

h. t 200 . 15,5

π.7,7² . 89,7 . 11,89 200

k = 3225,80645 k = 0,062 cm/det

4

1.6 Hasil Pengujian Tabel 1.1 Hasil Pengujian Koefisien Rembesan Laboratorium

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Jl. Veteran PO. BOX 04 Malang 65145, Telp. (0341) 575750 Fax (0341) 575750 email [email protected] - [email protected] Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Aponno, MS. Lokasi : Laboratorium Mekanika Tanah Tanggal Pengambilan : 28 September 2018 KOEFISIEN REMBESAN LABORATORIUM No. 1 2 3

PERMEABILITAS TINGGI KONSTAN (CONSTANT HEAD PERMEABILITY TEST) Q (cc) t (detik) A h L k 200 11.89 46.54 89.7 15.50 0.062 200 11.93 46.54 89.7 15.50 0.062 200 11.86 46.54 89.7 15.50 0.063 k rata-rata 0.0623

No. 1 2 3

Q (cc) 400 400 400

t (detik) A 24.25 46.54 24.26 46.54 24.09 46.54 k rata-rata

h 89.7 89.7 89.7

L 15.50 15.50 15.50

k 0.061 0.061 0.062 0.0613

No. 1 2

Q (cc) 600 600

t (detik) 36.09 36.38

A 46.54 46.54

h 89.7 89.7

L 15.50 15.50

k 0.062 0.061

3

600

35.87 46.54 k rata-rata

89.7

15.50

0.062

1.7 Kesimpulan Dari uji rembesan 3 sampel tanah, dihasilkan nila koefisien rembesan pada tanah dengan debit 200 cc sebesar 0,0623, tanah dengan debit 300 cc sebesar 0.0613, dan tanah dengan debit 600 cc sebesar 0.145.

5

LAMPIRAN

6

BAB II PENGUJIAN GESER LANGSUNG (DIRECT SHEAR)

2.1 Pendahuluan Pengujian geser langsung merupakan salah satu jenis pengujian tertua dan sangat sederhana untuk menentukan parameter kuat geser tanah (shear strength parameter) c dan Ø. Dalundam pengujian ini dapat dilakukan pengukuran secara langsung dan cepat nilai kekuatan geser tanah dengan kondisi tanpa pengaliran (undrained) atau dalam konsep tegangan total (total stress). Pengujian ini pada awalnya diperuntukan bagi jenis tanah nonkohesif, namun dalam dalam perkembangannya dapat pula diterapkan pada jenis tanah kohesif. Pengujian lain dengan tujuan yang sama, yaitu: Kuat Tekan Bebas (Pengujian Bab II) dan Triaksial (Pengujian Bab II) serta pengujian geser baling (Vane Tes) yang dapat dilakukan di laboratorium maupun di lapangan. Bidang kuruntuhan geser yang terjadi pada pengujian geser langsung adalah bidang yang dipaksakan, bukan merupakan bidang terlemah seperti yang terjadi pada pengujian kuat tekan bebas atupun triaksial. Dengan demikian selama proses pembebanan horizontal, tegangan yang timbul pada bidang geser sangat komplek. Ini sekaligus merupakan salah satu kelemahan utama dalam pengujian geser langsung. Nilai kekuatan geser tanah antara lain digunakan dalam merencanakan kestabilan lereng serta daya dukung tanah, pondasi dan lain sebagainya. Nilai kekuatan geser ini dirumuskan oleh Coulomb dan Mohr dalam persamaan berikut ini: S = c + σn.tan Ø Dengan: S = kekuatan geser maksimum [kg/cm2] C = kohesi [kg/cm2] σn = tegangan normal [kg/cm2] Ø = sudut geser dalam [o]

7

Prinsip dasar dari pengujian ini adalah pemberian beban secara horizontal terhadap benda uji melalui cincin atau kotak geser yang terdiri dari dua bagian dan dibebani vertical di pertengahan tingginya, dimana kuat geser tanah adalah tegangan geser maksimum yang menyebabkan terjadinya keruntuhan. Selama pengujian pembacaan beban horizontal dilakukan pada interval regangan tetap tertentu (strain controlled). Umumnya diperlukan minimal 3 (tiga) benda uji yang identik, untuk melengkapi satu seri pengujian geser langsung. Prosedur pembebanan vertical dan kecepatan regangan geser akibat pembebanan horizontal sangat menentukan parameter-parameter kuat geser yang diperoleh. Dalam pelaksanaanya, pengujian geser langsung dilaksanakan dengan cara : 1.

Consolidated Drained Test : Pembebanan horisontal dalam pengujian ini dilaksanankan dengan lambat, yang memungkinkan terjadi pengaliran air, sehingga tekanan air pori bernilai tetap selama pengujian berlangsung. Parameter c dan Ø yang diperoleh digunakan untuk perhitungan stabilitas lereng.

2.

Consolidated Undrained Test : Dalam pengujian ini, sebelum digeser benda uji yang dibebani vertikal (beban normal) dibiarkan dulu hingga proses konsolidasi selesai. Selanjutnya pembebanan horisontal dilakukan dengan cepat.

3.

Unconsolidated Undrained Test : Pembebanan horisontal dalam pengujian ini dilakukan dengan cepat, sesaat setelah beban vertikal dikenakan pada benda uji. Melalui pengujian ini diperoleh parameter-parameter geser cu dan Øu. Pada dasarnya pengujian Geser Langsung lebih sesuai untuk jenis pengujian Consolidated Drained Test, oleh karena panjang pengaliran relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan pengujian yang sama, seperti pada pengujian Triaksial.

2.2 Peralatan 1. Mesin geser langsung yang terdiri dari : -

Alat penggeser horisontal, dilengkapi dengan cincin beban (proving ring), arloji regangan horisontal dan arloji deformasi vertikal

8

-

Kotak uji terbagi atas dua bagian dilengkapi baut pengunci

-

Pelat berpori 2 (dua) buah

-

Sistem pembebanan vertikal, terdiri dari penggantung dan keping beban

2. Alat pengeluar sampel (extruder) dan pisau pemotong 3. Cetakan untuk membuat benda uji 4. Pengukur waktu (stopwatch) 5. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram 6. Pelaratan untuk penentuan kadar air 7. Peralatan untuk membuat benda uji buatan

2.3 Bahan 1. Benda uji digunakan berbentuk bujur sangkar 2. Benda uji mempunyai tebal minimum 1,25 cm tapi tidak kurang dari 6 kali diameter butir tanah maksimum perbandingan antara diameter atau tebal benda uji minimal 2:1 3. Untuk benda uji asli, sampel tanah yang digunakan harus cukup untuk membuat sebanyak minimal 3 benda uji yang identic. Mengusahakan benda uji tidak kehilangan kadar air, dan berhati-hati dalam melakukan percetakan benda uji (terutama pada jenis tanah dengan nilai kepekaan tinggi ) agar struktur tanah asli tidak berubah

2.4 Prosedur Pengujian 1. Mengukur tinggi dan lebar, serta menimbang berat benda uji 2. Memindahkan benda uji dari cetakan kedalam kotak geser dalam sel pengujian yang dikunci oleh dua baut dengan bagian bawah dan atas dipasangi plat/batu berpori 3. Menimbang dan mencatat berat penggantung beban vertikal lalu memasang beban tersebut untuk memberi beban normal pada benda uji. Mengatur arloji deformasi vertikal pada posisi nol pembacaan

9

4. Memasang batang penggeser horisontal untuk memberi beban mendatar pada kotak penguji. Mengatur arloji regangan dan arloji beban sehingga menunjukkan angka nol 5. Memberi beban normal yang pertama sesuai dengan beban yang diperlukan. Sebagai pedoman besar beban normal pertama (termasuk berat penggantung) yang diberikan, diusahakan agar menimbulkan tegangan pada benda uji minimal sebesar tegangan geostatik di lapangan Pada pengujian Consolidated Drained/Undrained, segera beri air sampai diatas permukaan benda uji dan pertahankan selama pengujian. 6. Pada pengujian tanpa konsolidasi (Unconsolidated), beban geser dapat segera diberikan setelah pemberian beban normal pada langkah (5) Sedangkan pada pengujian dengan konsolidasi (Consolidated), sebelum melakukan penggeseran, mencatat terlebih dahulu proses konsolidasi tersebut pada waktu-waktu tertentu dan menunggu sampai konsolidasi selesai. Menggunakan cara Taylor untuk mendapatkan waktu (t50), yaitu pada saat derajat konsolidasi (U) = 50% 7. Menentukan kecepatan penggeseran horisontal berdasarkan jenis pengujian : -

Pada pengujian tanpa pengaliran (undrained test) ditetapkan sebesar 0,50 s/d 2,00 mm/menit

-

Pada pengujian dengan pengaliran (drained test) kecepatan pergeseran horisontal didapat dengan cara membagi deformasi geser dengan 50x t50. Deformasi maksimum diperkirakan sebesar 10% diameter/lebar asli benda uji.

8. Melepas baut pengunci, kemudian memasangkan pada 2 (dua) lubang yang lain, memutar secukupnya sehingga kotak geser atas dan bawah terpisah ± 5mm 9. Melakukan penggeseran sampai jarum pada arloji beban pada 3 (tiga) pembacaan terakhir berturut-turut menunjukkan nilai konstan. Membaca arloji geser dan arloji beban setiap 15 detik sampai terjadi keruntuhan

10

10. Melepaskan benda uji ke mesin, mencari kadar air, berat isi dan lain sebagainya 11. Memberi beban normal 2 (dua) kali beban normal yang pertama pada benja uji kedua kemudian mengulangi langkah-lamgkah (6 s/d 10) 12. Memberi beban normal 3 (tiga) kali beban normal yang pertama pada benda uji ketiga kemudian ulangi lanhkah-langkah (6 s/d 10).

2.5 Perhitungan dan Pelaporan 1. Menghitung tegangan geser (terkalibrasi), τi untuk setiap pergeseran horisontal ke-i dari ketiga benda uji, dengan rumus : τi =

Pi A

[kg/cm2]

dengan : τi = tegangan geser untuk pergeseran horisontal ke-i [kg/cm2] Pi = gaya geser untuk prgeseran horisontal ke-i [kg] A = luas bidang geser [kg/cm2] 2. Menggambar grafik hubungan antara tegangan geser terhadap pergeseran horisontal untuk masing-masing tegangan normal Menentukan tegangan geser maksimum (τmaks) dari grafik yang diperoleh 3. Menghitung tegangan normal (σn) yang dikenakan pada masing-masin benda uji dengan rumus : σni =

Wi A

[kg/cm2]

dengan : σni = tegangan normal dari benda uji ke-i Wi = beban vertikal pada benda uji ke-i (termasuk berat penggantung) A = luas permukaan bidang geser 4. Membuat grafik hubungan antara tegangan normal dengan tegangan geser geser maksimum. Menghubungkan ketiga titik yang diperoleh sehingga membentuk garis lurus yang memotong sumbu vertikal. Nilai kohesi (c) adalah jarak yang dihitung dari titik potong tersebut sampai sumbu mendatar dan sudut geser dalam (Ø) adalah sudut kemiringan garis tersebut terhadap sumbu horisontal, yang memenuhi.

11

Gambar 2.1 Pergeseran horizontal dan tegangan norman

12

2.6 Hasil Pengujian Tabel 2.1 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear) KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Jl. Veteran PO. BOX 04 Malang 65145, Telp. (0341) 575750 Fax (0341) 575750 email [email protected] - [email protected] Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS. Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

Sampel : Tanah Asli (Undisturbed) Titik/kedalaman : 60 cm Tanggal Pengambilan : 13 Oktober 2018

GESER LANGSUNG (ASTM D 3080 - 82) Luas :

36

cm²

ɣwet :

Kadar Air : 29.75

1.574

gr/cm³

Benda Uji 1 2 3 Brt. Tanah (g) 157.63 182.57 205.36 Beban N (kg) 5.5 11 16.5 σn (kg/cm²) 0.153 0.306 0.458 Renggangan Bacaan Gaya Teg. Bacaan Gaya Teg. Bacaan Gaya Teg. horizontal Beban Geser Geser Beban Geser Geser Beban Geser Geser (mm) (div) (kg) (kg/cm²) (div) (kg) (kg/cm²) (div) (kg) (kg/cm²) 0,00 0 0.00 0.00 0 0 0.00 0 0 0.00 4 0.76 0.02 1 0.269 0.01 45 7.40 0.205 0,20 0,40 9 1.57 0.04 4 0.755 0.02 67 10.96 0.304 0,60 14 2.38 0.07 9 1.565 0.04 134 21.82 0.606 0,80 19 3.19 0.09 15 2.537 0.07 210 34.13 0.948 1,00 23 3.83 0.11 20 3.347 0.09 290 47.09 1.308 1,20 31 5.13 0.14 27 4.481 0.12 356 57.78 1.605 1,40 41 6.75 0.19 39 6.425 0.18 405 65.72 1.825 1,60 53 8.69 0.24 52 8.531 0.24 468 75.92 2.109 1,80 68 11.12 0.31 63 10.313 0.29 527 85.48 2.374 2,00 79 12.91 0.36 75 12.257 0.34 564 91.48 2.541 2,20 91 14.85 0.41 84 13.715 0.38 579 93.91 2.608 2,40 99 16.15 0.45 90 14.687 0.41 579 93.91 2.608 2,60 104 16.96 0.47 96 15.659 0.43 579 93.91 2.608 2,80 109 17.77 0.49 104 16.955 0.47 3,00 115 18.74 0.52 111 18.089 0.50 3,20 118 19.22 0.53 119 19.385 0.54 3,40 119 19.39 0.54 124 20.195 0.56 3,60 120 19.55 0.54 130 21.167 0.59 3,80 121 19.71 0.55 135 21.977 0.61 4,00 122 19.87 0.55 139 22.625 0.63 4,20 122 19.87 0.55 144 23.435 0.65 4,40 122 19.87 0.55 150 24.407 0.68 4,60 156 25.379 0.70 4,80 161 26.189 0.73 5,00 164 26.675 0.74 5,20 166 26.999 0.75 5,40 168 27.323 0.76 5,60 170 27.647 0.77 5,80 175 28.457 0.79 6,00 179 29.105 0.81 6,20 180 29.267 0.81 6,40 180 29.267 0.81 6,60 180 29.267 0.81 LAB. MEKANIKA TANAH - POLITEKNIK NEGERI MALANG JL. VETERAN PO.BOX.04 MALANG

13

Grafik 2.1 Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear)

Grafik Hubungan antara Teg. Geser dan Pergeseran Horizontal 3.00

Teg. Geser

2.50 5.5

2.00

11

1.50

16.5

1.00

Log. (5.5) Log. (11)

0.50

Log. (16.5) 0.00 0

5

10

15 20 30 35 Grafik Geser25Langsung

40

Pergeseran Horizontal

Tegangan Geser (kg/m²)

3.000 2.500

y = 6.7371x - 0.7348

2.000 1.500 1.000 0.500

0.000 0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

Tegangan Normal (kg/m²)

Contoh No. Berat isi Tanah Kadar air Teg. Normal Defor. Lateral Teg. Geser Kohesi Sudut Geser

1 kg/cm³ % kg/cm² mm kg/cm² kg/cm² deg

14

0.153 4,00 0.552

2 1.574 29.75 0.306 6,20 0.81 0.7348 81.60

3

0.458 2,20 2.61

0.500

2.7 Kesimpulan Dari pengujian Geser langsung yang bertujuan untuk menentukan nilai kohesi dan sudut geser dalam, dihasilkan nilai kohesi sebesar 0.7348 kg/cm² dan sudut geser dalam sebesar 81,60

15

LAMPIRAN

16

BAB III PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS (UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH)

3.1 Pendahuluan Prinsip dasar dari pengujian ini adalah pemberian beban vertikal yang dinaikkan secara bertahap terhadap benda uji berbentuk siinder yang didirian bebas, sampai terjadi keruntuhan. Pembacaan beban dilakukan pada interval regangan aksial tetap yang dapat dicapai dengan cara mempertahankan kecepatan pembebanan dengan besaran tertentu pula selama pengujian berlangsung (strain control). Oleh karena beban yang diberikan hanya dalam arah vertical saja, maka pengujian ini dikenal pula sebagai pengujan tekan satu arah (uniaxial test). Metoda pengujian ini meliputi penentuan nilai kuat tekan bebas (unconfined compressive strength) – qu untuk tanah kohesif dari benda uji asli (undisturbed) maupun buatan (remoulded or recompacted samples). Yang dimaksud dengan kuat tekan bebas (qu) adalah besarnya beban aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan (beban maksimum), atau bila regangan aksial telah mencapai 15%. Nilai qu yang diperoleh dari pengujian ini dapat digunakan untuk menentukan konsistensi dari tanah lempung, seperti ditunjukkan pada Tabel 2.1. Selain itu, melalui pengujian ini dapat ditentukan nilai kepekaan (sensivity) dari tanah kohesif, yaitu perbandingan antara nilai qu tanah asli terhadap qu tanah buatan. Pengujian Kuat Tekan Bebas pada dasarnya merupakan keadaan yang khusus pada pengujian Triaksial, dimana tegangan sel (confining pressure) – σ3 besarnya sama dengan nol. Dengan demikian dapat pula ditentukan nilai kohesi (c) dalam konsep tegangan total (total pressure), yaitu sebesar ½ dari nilai qu .

17

Tabel 3.1 Konsistensi tanah berdasarkan nilai kuat geser undrained (qu) Konsistensi Tanah

Kuat Geser Undrained (qu) (kg/cm2)

Sangat lunak

< 2,0

Lunak

2,0 – 4,0

Lunak s/d kenyal

4,0 – 5,0

Kenyal

5,0 – 7,5

Sangat kenyal

7,5 – 10,0

Kaku

10,0 – 15,0

Sangat kaku s/d keras

>15,0

3.2 Peralatan 1. Mesin beban (load frame), dengan ketelitian bacaan sampai 0,01 kg/cm2 2. Cetakan benda uji berbentuk silinder dengan tinggi 2 kali diameter 3. Alat untuk mengeluarkan sampel tanah (extruder) 4.

Pengukur waktu (stopwatch)

5. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram 6. Pisau tipis kawat serta talam 7. Peralatan untuk keperlua penentuan kadar air

3.3 Bahan 1. Benda uji yang digunakan berbentuk silinder diameter minimal 3,00 cm dan tinggi diambil 2 s/d 3 kali diameter 2. Benda uji dengan diameter 3,00 cm, besar butir maksimum yang terkandung dalam benda uji harus <0,1 diameter benda uji 3. Benda uji dengan diameter ≥ 1/6 diameter benda uji.

3.3.1

Pembuatan Benda Uji Asli (Undisturbed)

1. Benda uji asli dari tabung sampel tanah 2. Mengeluarkan sampel tanah dari tabung sepanjang ± 1 - 2 cm dengan alat pengeluar sampel (extruder) kemudian potong dengan pisau kawat

18

3. Memasang cetakan benda uji diatas tabung sampel, mengeluarkan sampel dengan alat pengeluar sampel sampel sepanjang cetakan dan potong dengan pisau kawat 4. Meratakan kedua sisi benda uji dengan pisau tipis dan mengeluarkannya dari cetakan.

3.3.2

Pembuatan Benda Uji Buatan (Remoulded)

1. Menyiapkan sampel tanah dari benda uji asli bekas pengujian atau sisa – sisa sampel tanah yang sejenis 2. Menyiapkan data berat isi dan kadar air asli serta volume cetakann 3. Menyesuaikan kadar air dari sampel tanah agar sama atau mendekati nilai kadar air asli 4. Mencetak benda uji ke dalam tabung sampel yang telah diketahui volumenya, sehingga mempunyai berat isi sama atau mendekati berat isi tanah asli 5. Mengulangi langkah (12.2.1) pada benda uji yang terdapat dalam tabung sampel.

3.4 Prosedur Pengujian 1. Menimbang benda uji, kemudian meletakkan pada mesin tekan bebas secara sentris sampai permukaan piston bagian bawah menyentuh permukaan benda uji bagian atas 2. Mengatur arloji beban dan arloji regangan pada angka nol 3. Menjalankan mesin beban, membaca dan mencatat beban pada regangan 0,5% ; 1,0% ; 1,5% ; 2,0% dan seterusnya 4.

Kecepatan regangan sebesar 0,5% - 2% permenit dari tinggi benda uji, biasanya diambil sebesar 1% permenit dari tinggi benda uji

5. Menghentikan pengujian apabila telah tercapai salah satu dari keadaan berikut ini : -

Pembacaan beban telah menurun atau relative tetap untuk 3 (tiga) pembacaan terakhir berturut – turut

-

Jika regangan telah mencapai 15%

19

3.5 Perhitungan dan Pelaporan 1. Besar regangan aksial dihitung dengan rumus : ∆L

ɛ = 𝐿𝑜 x 100% Dengan : ɛ = Regangan aksial (%) ∆L = Perubahan panjang benda uji (cm) L0 = Panjang benda uji semula (cm) 2. Luas penampang benda uji rata-rata pada regangan tertentu : 𝐴𝑜

A =1−ɛ(cm2) Dengan : Ao = Luas penampang benda uji mula-mula (cm2) 3. Nilai tegangan normal :

σn =

𝑃 𝐴

(kg/cm2)

Dengan : P = n X β (kg) σn = Tegangan normal (kg/cm3) P = Gaya aksial (kg) A = Luas penampang rata-rata pada regangan tertentu (cm2) n = Bacaan arloji beban (div) β = Kalibrasi dari ring beban (kg/div)

20

3.6 Hasil Pengujian Tabel 3.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Buatan

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Jl. Veteran PO. BOX 04 Malang 65145, Telp. (0341) 575750 Fax (0341) 575750 email [email protected] - [email protected] Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS. Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

Sampel : Tanah Buatan (Remoulded) Titik/kedalaman : 60 cm Tanggal Pengambilan : 13 Oktober 2018

PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS (TANAH BUATAN) (ASTM D2166 - 85) Data Contoh Tanah Diameter : Tinggi : Bacaan renggangan (div)

38.3 mm 83.35 mm Bacaan Deformasi beban

Unit strain (%)

Luas / Ao = Berat tanah = Luas terkoreksi

11.52 cm² 134.52 gr Nilai Beban P

Tegangan deviator

(div)

Δl

ε=Δl / lo

A'=Ao/(1-ε)

0 20 40 60 80 100 120 140

0 11 25 44 65 88 111 134

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40

0 0.24 0.48 0.72 0.96 1.20 1.44 1.68

11.52 11.54 11.57 11.60 11.63 11.65 11.68 11.71

0.00 3.21 5.38 8.32 11.58 15.14 18.71 22.27

0.00 0.28 0.46 0.72 1.00 1.30 1.60 1.90

160 180 200 220 240 260 280 300

157 176 191 202 208 211 211 211

1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00

1.92 2.16 2.40 2.64 2.88 3.12 3.36 3.60

11.74 11.77 11.80 11.83 11.86 11.89 11.92 11.94

25.84 28.78 31.11 32.81 33.74 34.21 34.21 34.21

2.20 2.45 2.64 2.77 2.85 2.88 2.87 2.86

σ=P/A'

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH POLITEKNIK NEGERI MALANG

21

Tabel 3.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanah Asli KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Jl. Veteran PO. BOX 04 Malang 65145, Telp. (0341) 575750 Fax (0341) 575750 email [email protected] - [email protected] Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS. Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

Sampel : TanahAsli Titik/kedalaman : 60 cm Tanggal Pengambilan : 13 Oktober 2018

PENGUJIAN KUAT TEKAN BEBAS (TANAH ASLI) (ASTM D2166 - 85) Data Contoh Tanah : Diameter : Tinggi : Bacaan renggangan (div)

35.4 mm 84.25 mm Bacaan Deformasi beban Δl (div)

Unit strain (%)

Luas / Ao = Berat tanah = Luas terkoreksi

ε=Δl / lo

A'=Ao/(1-ε)

9.84 cm² 137.6 gr Nilai Beban P

Tegangan deviator σ=P/A'

0

0

0.00

0.00

9.837

0.00

0.00

20 40 60 80 100 120 140

9 15 24 34 44 54 64

0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40

0.24 0.47 0.71 0.95 1.19 1.42 1.66

9.86 9.88 9.91 9.93 9.96 9.98 10.00

2.90 3.83 5.22 6.77 8.32 9.87 11.42

0.29 0.39 0.53 0.68 0.84 0.99 1.14

160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640

75 84 94 104 113 122 131 140 148 157 164 172 179 185 192 197 201 203 206 209 210 212 213 213 213

1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4

1.90 2.14 2.37 2.61 2.85 3.09 3.32 3.56 3.80 4.04 4.27 4.51 4.75 4.99 5.22 5.46 5.70 5.93 6.17 6.41 6.65 6.88 7.12 7.36 7.60

10.03 10.05 10.08 10.10 10.13 10.15 10.18 10.20 10.23 10.25 10.28 10.30 10.33 10.35 10.38 10.41 10.43 10.46 10.48 10.51 10.54 10.56 10.59 10.62 10.65

13.13 14.52 16.07 17.62 19.02 20.41 21.81 23.20 24.44 25.84 26.92 28.16 29.25 30.18 31.26 32.04 32.66 32.97 33.43 33.90 34.05 34.36 34.52 34.52 34.52

1.31 1.44 1.59 1.74 1.88 2.01 2.14 2.27 2.39 2.52 2.62 2.73 2.83 2.91 3.01 3.08 3.13 3.15 3.19 3.22 3.23 3.25 3.26 3.25 3.24

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH POLITEKNIK NEGERI MALANG

22

Grafik 3.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas 3.50 3.00

Tegangan deviator ( % )

2.50 2.00 1.50 1.00 RMD 0.50 UCS

0.00 0.000

2.000

4.000

6.000

Regangan ( % )

Contoh Tanah (Undisturbed/Disturbed) Berat Isi gr/cm3 Kadar Air % Reg. Runtuh % Tega. Runtuh kg/cm2 Kohesi Catatan:

kg/cm2

C = 0.5 τmax

23

RMD

UCS

1.50 29.75 3.12 2.86

1.65 29.75 7.12 3.24

1.44

1.63

8.000

3.7 Kesimpulan Dari uji kuat tekan bebas yang bertujuan untuk menetukan tegangan runtuh, dihasilkan nilai tegangan runtuh sebesar 2,86 kg.cm2 dan 3,24 kg/cm²

24

LAMPIRAN

25

BAB IV PENGUJIAN TRIAKSIAL (TRIAXIAL) 4.1 Pendahuluan Dibanding pengujian Geser Langsung maupun Kuat Tekan Bebas, pelaksanaan pengujian Triaksial diketahui lebih rumit, namun diakui sebagai cara yang paling baik untuk mendapatkan parameter-parameter geser tanah c dan , oleh karena kondisi tegangan-tegangan di lapangan dapat ditirukan dengan cara pemberian tegangan sel (3) pada benda uji. Selain itu pada percobaan Triaksial tersedia pula fasilitas untuk mengukur tekanan air pori dan perubahan volume selama pelaksanaan pengujian. Beberapa jenis pengujian yang dapat dilakukan pada pengujian Triaksial antara lain : 1. Unconsolidated Undrained Test, adalah pengujian tanpa konsolidasi dan tanpa pengaliran, disebut sebagai pengujian cepat atau U-test. Pada semua tahapan pengujian, keran pengaliran (sistem tekanan air pori) dalam keadaan tertutup. Cara pengujian ini tidak dapat diterapkan pada jenis tanah nonkohesif jenuh (S = 100%). Parameter geser yang didapatkan dari cara pengujian ini berdasarkan konsep tegangan total (total pressure). Pengujian ini memberikan parameter geser cu dan u. 2. Consolidated Undrained Test, adalah pengujian dengan konsolidasi tanpa pengaliran, disebut juga pengujian konsolidasi-cepat atau CU-test. Pada tahap pemberian tegangan sel (3) keran pengaliran (sistem tekanan air pori) dalam keadaan terbuka, dan ditunggu hingga proses konsolidasi berakhir yang dapat diamati melalui tabung perubahan volume. Untuk mempercepat proses konsolidasi pada tanah kohesif, biasanya digunakan cara-cara khusus, antara lain dengan memasang kolom pasir ditengah-tengah benda uji atau membungkus benda uji dengan lembaran tipis kertas saring. Sesudah konsolidasi selesai, keran pengaliran dibuka, kemudian diberikan tegangan deviator sampai terjadi keruntuhan. Parameter geser yang diperoleh dari

26

pengujian ini berdasarkan konsep tegangan efektif (effective stress), yang dinyatakan dalam notasi c' dan '. 3. Consolidated Drained Test, adalah pengujian dengan konsolidasi dan pengaliran, disebut juga pengujian konsolidasi-lambat atau CD-test. Pada semua tahapan pengujian keran pengaliran (sistem tekanan air pori) dalam keadaan terbuka. Seperti halnya pada CU-test, beban deviator diberikan setelah proses konsolidasi selesai. Pembebanan dilakukan dengan lambat, dimana tegangan air pori yang timbul cukup kecil, sehingga tidak mempengaruhi parameter geser yang diperoleh. Seperti halnya pada CU-test parameter geser yang diperoleh berdasarkan konsep tegangan efektif (effective stress) yang dinyatakan dalam notasi c' dan '. Ukuran sel Triaksial yang sesuai dengan diameter benda uji tersedia dalam berbagai ukuran, namun yang umum digunakan adalah sel untuk benda uji berdiameter 38 mm dengan perbandingan tinggi terhadap diameter (L/d) yang disyaratkan berkisar antara 2,0 sampai 3,0. Pengujian dengan diameter benda uji yang lebih besar dapat dilakukan, selama peralatan yang diperlukan tersedia. Sesuai dengan keperluannya benda uji dapat dibuat dari sampel tanah asli (undisturbed) maupun buatan (remoulded). Untuk satu seri pengujian Triaksial, diperlukan minimal 2 (dua) buah benda uji dengan kadar air dan berat isi yang kurang lebih sama (identik). Prinsip dasar dari pelaksanaan pengujian yaitu : mula-mula terhadap masing-masing benda uji diberikan tegangan sel dan ditunggu sampai stabil, selanjutnya berikan tegangan deviator dimana beban dibaca pada regangan tetap tertentu (strain controlled), hingga tercapai keruntuhan. Tergantung pada jenis pengujian, selama pemberian tegangan sel, keran pengaliran dapat dalam keadaan tertutup (unconsolidated) atau terbuka (consolidated). Selanjutnya berdasarkan data yang diperoleh dari pengujian, dapat digambarkan grafik lingkaran Mohr untuk menentukan kohesi (c) dan sudut geser dalam () tanah yang diperlukan untuk berbagai perhitungan stabilitas. Penelitian kehalusan semen dilakukan untuk mengoptimalkan susunan material sehingga didapatkan kepadatan material yang lebih padat. Kepadatan ini diperoleh dengan prinsip pengisian pori yang terbentuk dengan material berukuran

27

lebih kecil dari ukuran material standar. Dengan menggunakan butiran semen yang lebih halus akan meningkatkan kualitas pasta,mortar maupun beton. Tingkat kepadatan partikel yang terjadi semakin baik, dan porositas yang terjadi lebih rendah. Penelitian ini diharapkan bisa untuk melengkapi hasil penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Fokus yang dilakukan adalah mencari tingkat kehalusan masing-masing dari semen yang berbeda. Pada penelitian kali ini kita akan menggunakan Semen Merah Putih yang akan menjadi bahan untuk diuji kehalusannya.

4.2 Peralatan 1. Mesin geser langsung yang terdiri dari : -

Alat penggeser horisontal, dilengkapi dengan cincin beban (proving ring), arloji regangan horisontal dan arloji deformasi vertikal

-

Kotak uji terbagi atas dua bagian dilengkapi baut pengunci

-

Pelat berpori 2 (dua) buah

-

Sistem pembebanan vertikal, terdiri dari penggantung dan keping beban

2. Alat pengeluar sampel (extruder) dan pisau pemotong 3. Cetakan untuk membuat benda uji 4. Pengukur waktu (stopwatch) 5. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram 6. Pelaratan untuk penentuan kadar air 7. Peralatan untuk membuat benda uji buatan

4.3 Bahan Cara pembuatan benda uji dari sampel tanah nonkohesif (pasir lepas) jauh lebih sulit dibandingkan dengan tanah kohesif (lempung). Berikut ini dijelaskan cara pembuatan benda uji dari jenis tanah kohesif, yang dapat dicetak langsung dari tabung sampel, sampel kubus ataupun dari sampel tanah buatan.

28

1. Benda uji berbentuk silinder dengan perbandingan tinggi (L) terhadap diameter (do)  2 s/d 3 2. Untuk benda uji berdiameter 38 mm, besar butir maksimum harus < 0,1 diameter benda uji 3. Untuk benda uji berdiameter 76 mm, besar butir maksimum harus < 1/6 diameter benda uji 4. Benda uji dapat dibuat dari : a. Benda Uji Asli (Undisturbed) - Benda uji asli dari tabung sampel tanah - Mengeluarkan sampel tanah dari tabung sepanjang  1 – 2 cm dengan alat pengeluar sampel (extruder) kemudian potong dengan pisau kawat - Memasang cetakan benda uji di atas tabung sampel, mengeluarkan sampel dengan alat pengeluar sampel sepanjang cetakan dan potong dengan pisau kawat - Meratakan kedua sisi benda uji dengan pisau tipis dan keluarkan dari cetakan. b. Benda Uji Buatan (Remoulded) - Menyiapkan sampel tanah dari benda uji asli bekas pengujian atau sisasisa sampel tanah yang sejenis - Menyiapkan data berat isi dan kadar air asli, serta volume cetakan - Menyesuaikan kadar air dari sampel tanah agar sama atau mendekati nilai kadar air asli - Mencetak benda uji kedalam tabung sampel yang telah diketahui volumenya, sehingga mempunyai berat isi sama/mendekati berat isi tanah asli - Mengulangi langkah (a) terhadap benda uji yang terdapat dalam tabung. 5. Menimbang berat dan ukur diameter serta tinggi benda uji : - Mencatat tinggi benda uji dari rata-rata 4 (empat) tempat pengukuran - Mencatat diameter benda uji rata-rata dengan rumus :

do =

da + 2.dt + db [mm] 4

29

dengan : do = diameter benda uji rata-rata, digunakan untuk menghitung luas penampang mula-mula (Ao) da = diameter rata-rata dari 2 (dua) pengukuran pada bagian atas benda uji dt = diameter rata-rata dari 2 (dua) pengukuran pada bagian tengah benda uji db = diameter rata-rata dari 2 (dua) pengukuran pada bagian bawah benda uji. 6. Memasang karet membran pada benda uji yang telah disiapkan, melakukan secara hati-hati agar struktur tanah tidak terganggu, menggunakan tabung isap dan pompa vakum.

4.4 Prosedur Pengujian 1. Mengukur tinggi dan lebar, serta menimbang berat benda uji 2. Memindahkan benda uji dari cetakan kedalam kotak geser dalam sel pengujian yang dikunci oleh dua baut dengan bagian bawah dan atas dipasangi plat/batu berpori 3. Menimbang dan mencatat berat penggantung beban vertikal lalu memasang beban tersebut untuk memberi beban normal pada benda uji. Mengatur arloji deformasi vertikal pada posisi nol pembacaan 4. Memasang batang penggeser horisontal untuk memberi beban mendatar pada kotak penguji. Mengatur arloji regangan dan arloji beban sehingga menunjukkan angka nol 5. Memberi beban normal yang pertama sesuai dengan beban yang diperlukan. Sebagai pedoman besar beban normal pertama (termasuk berat penggantung) yang diberikan, diusahakan agar menimbulkan tegangan pada benda uji minimal sebesar tegangan geostatik di lapangan Pada pengujian Consolidated Drained/Undrained, segera beri air sampai diatas permukaan benda uji dan pertahankan selama pengujian. 6. Pada pengujian tanpa konsolidasi (Unconsolidated), beban geser dapat segera diberikan setelah pemberian beban normal pada langkah (5)

30

Sedangkan pada pengujian dengan konsolidasi (Consolidated), sebelum melakukan penggeseran, mencatat terlebih dahulu proses konsolidasi tersebut pada waktu-waktu tertentu dan menunggu sampai konsolidasi selesai. 7. Menggunakan cara Taylor untuk mendapatkan waktu (t50), yaitu pada saat derajat konsolidasi (U) = 50% 8. Menentukan kecepatan penggeseran horisontal berdasarkan jenis pengujian : -

Pada pengujian tanpa pengaliran (undrained test) ditetapkan sebesar 0,50 s/d 2,00 mm/menit

-

Pada pengujian dengan pengaliran (drained test) kecepatan pergeseran horisontal didapat dengan cara membagi deformasi geser dengan 50x t50. Deformasi maksimum diperkirakan sebesar 10% diameter/lebar asli benda uji.

9. Melepas baut pengunci, kemudian memasangkan pada 2 (dua) lubang yang lain, memutar secukupnya sehingga kotak geser atas dan bawah terpisah ± 5mm 10. Melakukan penggeseran sampai jarum pada arloji beban pada 3 (tiga) pembacaan terakhir berturut-turut menunjukkan nilai konstan. Membaca arloji geser dan arloji beban setiap 15 detik sampai terjadi keruntuhan 11. Melepaskan benda uji ke mesin, mencari kadar air, berat isi dan lain sebagainya 12. Memberi beban normal 2 (dua) kali beban normal yang pertama pada benja uji kedua kemudian mengulangi langkah-lamgkah (6 s/d 10) 13. Memberi beban normal 3 (tiga) kali beban normal yang pertama pada benda uji ketiga kemudian ulangi lanhkah-langkah (6 s/d 10).

31

4.5 Perhitungan dan Pelaporan 1. Besar regangan aksial dihitung dengan rumus: L x 100% Lo

=

dengan : 

= regangan aksial [%]

L = perubahan panjang benda uji [cm] Lo = panjang benda uji semula [cm] 2. Luas penampang benda uji rata-rata : A=

Ao [cm²] 1- 

dengan : Ao = luas penampang benda uji semula [cm²] 3. Tegangan deviator : Pi [kg/cm²] dengan : A

i =

i = tegangan deviator untuk regangan ke-i [kg/cm²] Pi

= beban aksial (terkalibrasi) untuk regangan ke-i dari masing-masing benda uji [kg]

A

= luas penampang rata-rata [cm²]

4. Tegangan utama terbesar (major principle stress) : 1i = 3i + i dengan : 1i = tegangan aksial runtuh dari benda uji ke-i [kg/cm²] 3i = tegangan keliling dari benda uji ke-i [kg/cm²] i = tegangan devitor runtuh dari benda uji ke-i [kg/cm²] 5. Menggambarkan lingkaran Mohr (Lihat Gambar 13.1) untuk masing-masing benda uji : - Jarak pusat lingkaran (OC) diukur pusat sumbu dapat ditentukan dengan rumus : OCi =

1i  3i [kg/cm²] 2

32

- Jari-jari dari masing-masing lingkaran, ditentukan dengan rumus : 1i - 3i [kg/cm²] 2

Tegangan geser [kg/cm²]

ri =



r2 r1

c O

3-1

C1

 C2 Tegangan aksial

 3-2 1-1

1-2

Gambar 4.1 Grafik lingkaran Mohr 6. Menentukan nilai parameter-parameter geser tanah berdasarkan Gambar 3.1 di atas dengan cara sebagai berikut : - Nilai kohesi (c) adalah jarak vertikal dari pusat sumbu ke titik potong garis singgung kedua lingkaran dengan sumbu vertikal - Sudut geser dalam () adalah sudut kemiringan garis singgung kedua lingkaran terhadap sumbu horisontal 7. Menggambarkan sketsa benda uji pada saat runtuh, untuk menentukan jenis keruntuhannya 8. Mencantumkan dalam laporan jenis pengujian yang dilakukan.

33

4.6 Hasil Pengujian. Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Triaksial KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Jl. Veteran PO. BOX 04 Malang 65145, Telp. (0341) 575750 Fax (0341) 575750 email [email protected] - [email protected] Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS. Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

Sampel : Tanah Asli (Undisturbed) Titik/kedalaman : 60 cm

PENGUJIAN KUAT TRIAKSIAL (ASTM D2850 - 87) Data Contoh Tanah : Teg. Keliling = 1.0 kg/cm² Data Contoh Tanah : Teg. Keliling = 2.0 kg/cm² Diameter : 35.7 mm Luas / Ao = 10.005 cm² Diameter : 35.3 cm Luas / Ao = 9.782 cm² Tinggi (Io) : 81.4 mm Berat tanah = 130.11 gr Tinggi (Io) : 81 cm Berat tanah = 134.8 gr Bacaan Bacaan Unit strain Luas Tegangan Bacaan Bacaan Unit strain Luas Tegangan Deformas Nilai Deformas Nilai renggangan beban renggangan beban (%) terkoreksi deviator (%) terkoreksi deviator i Δl Beban P i Δl Beban P (div) (div) (div) ε=Δl / lo A'=Ao/(1-ε) σ=P/A' (div) ε=Δl / lo A'=Ao/(1-ε) σ=P/A' 0 0 0.00 0.000 10.005 0.000 0.000 0 0 0.00 0.000 9.782 0.000 0.000 20 4 0.20 0.246 10.030 0.055 0.005 20 21 0.20 0.247 9.806 0.288 0.029 40 7 0.40 0.491 10.054 0.096 0.010 40 61 0.40 0.494 9.831 0.838 0.085 60 22 0.60 0.737 10.079 0.302 0.030 60 103 0.60 0.741 9.855 1.415 0.144 80 42 0.80 0.983 10.104 0.577 0.057 80 146 0.80 0.988 9.880 2.005 0.203 100 62 1.00 1.229 10.129 0.852 0.084 100 172 1.00 1.235 9.904 2.362 0.239 120 82 1.20 1.474 10.155 1.126 0.111 120 191 1.20 1.481 9.929 2.623 0.264 140 101 1.40 1.720 10.180 1.387 0.136 140 198 1.40 1.728 9.954 2.719 0.273 160 118 1.60 1.966 10.206 1.621 0.159 160 200 1.60 1.975 9.979 2.747 0.275 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440

131 142 151 155 160 167 178 185 190 190 190

1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80

2.211 2.457 2.703 2.948 3.194 3.440 3.686 3.931 4.177 4.423 4.668

10.231 10.257 10.283 10.309 10.335 10.361 10.388 10.414 10.441 10.468 10.495

1.799 1.950 2.074 2.129 2.197 2.294 2.44465 2.54079 2.60946 2.60946 2.60946

0.176 0.190 0.202 0.206 0.213 0.221 0.235 0.244 0.250 0.249 0.249

180 203 1.80 2.222 10.004 200 206 2.00 2.469 10.030 220 209 2.20 2.716 10.055 240 212 2.40 2.963 10.081 260 215 2.60 3.210 10.106 280 217 2.80 3.457 10.132 300 219 3.00 3.704 10.158 320 221 3.20 3.951 10.184 340 222 3.40 4.198 10.211 360 223 3.60 4.444 10.237 380 224 3.80 4.691 10.263 400 224 4.00 4.938 10.290 420 224 4.20 5.185 10.317 440 LAB. MEKANIKA TANAH - POLITEKNIK NEGERI MALANG JL. VETERAN PO.BOX.04 MALANG

34

2.788 2.829 2.870 2.912 2.953 2.980 3.008 3.035 3.049 3.063 3.076 3.076 3.076

0.279 0.282 0.285 0.289 0.292 0.294 0.296 0.298 0.299 0.299 0.300 0.299 0.298

Grafik 4.1 Hasil Perhitungan Pengujian Triaksial Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS. Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

PENGUJIAN TRIAKSIAL (ASTM D2850 - 87) Jenis Pengujian No. Contoh

0.40

UU - Test 1 2

Tegangan deviator (kg/cm 2)

2

Tekanan lateral kg/cm 1.00 Tegangan deviator kg/cm 2 0.25 Regangan runtuh % 4.2 3 Berat isi gr/cm 1.60 Kadar air % 29.75

0.30

Berat jenis Kohesi

0.20

Sudut geser dalam

2.00 0.30 4.7 1.70 29.75

kg/cm 2

0.098

Deg.

1.39

Catatan : 0.10 100 kPa 200 kPa

0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

Regangan (%) 1.00 0.90

Tegangan Geser (kg/cm 2)

0.80 0.70

 =1.39 o

0.60 0.50

0.40 0.30

0.20 0.10 0.00 0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Tegangan Normal (kg/cm 2)

35

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH - POLITEKNIK NEGERI MALANG JL.SOEKARNO HATTA NO. 09, PO.BOX. 04

4.7 Kesimpulan Dari pengujian Triaksial yang bertujuan untuk menentukan nilai kohesi dan sudut geser dalam, dihasilkan nilai kohesi sebesar 0.098 kg/cm² dan sudut geser dalam sebesar 1.39

36

LAMPIRAN

37

BAB V PENGUJIAN KONSOLIDASI (CONSOLIDATION)

5.1 Pendahuluan Peristiwa konsolidasi dapat didefinisikan sebagai proses mengalirnya air keluar dari ruang pori tanah jenuh dengan kemampuan lolos air (permeabilitas) rendah, yang menyebabkan terjadinya perubahan volume, sebagai akibat adanya tegangan vertikal tambahan yang disebabkan oleh beban luar. Bila tanah jenuh dibebani, maka seluruh beban/tegangan tersebut mula-mula akan ditahan oleh masa air yang terperangkap dalam ruang pori tanah. Hal ini terjadi karena air bersifat tidak mudah dimampatkan (incompressible), sebaliknya struktur butiran tanah bersifat dapat dimampatkan (compressible). Tegangan air yang timbul akibat pembebanan disebut tegangan air pori lebih (excess pore pressure)dan jika tegangan inj lebih besar dari tegangan hidrostatik, maka air akan mengalir keluar secara perlahan-lahan dari ruang pori tanah. Seiring dengan keluarnya air, tegangan akibat pembebanan secara berangsur-angsur dialihkan dan pada akuhirnya akan ditahan seluruhnya oleh kerangka butiran tanah. Kejadian di atas diikuti dengan proses merapatnya butiran-butiran tanah tersebut satu sama lain yang mengakibatkan terjadinya perubahan volume (deformasi), yang besarannya kurang lebih sama dengan volume air yang keluar. Kecepatan perubahan volume pada proses konsolidasi selain tergantung pada besar tegangan vertikal tambahan, juga sangat ditentukan oleh kemampuan lolos air (permeabilitas) tanah. Pada tanah pasir/berpasir yang biasanya mempunyai koefisien permeabilitas tinggi, waktu yang diperlukan untuk proses konsolidasi terjadi relative cepat, sehingga pada umumnya tidak perlu diperhatikan. Sebaliknya pada tanah-tanah lempung, terutama yang nilai permeabilitasnya sangat rendah, proses konsolidasi akan berlangsung dalam selang waktu yang lebih lama, sehingga sangat perlu untuk diperhatikan. Tujuan pengujian ini meliputi penentuan kecepatan dan besarnya penurunan konsolidasi tanah (rate and magnitude of settlement consolidation) yang ditahan secara lateral akibat pembebanan dan pengaliran air secara vertikal. 38

Kecepatan

penurunan

dinyatakan

dalam

Koefisien

Konsolidasi

(Consolidation Coefficient) Cv sedangkan untuk menggambarkan besarnya penurunan, digunakan Indek Pemampatan (Compression Index) Cc. Kegunaan dari pengujian ini adalah untuk memperoleh gambaran mengenai besaran kecepatan dan penurunan pondasi bangunan yang didirikan di atas tanah lempung jenuh.

5.2 Peralatan 1.

1 (satu) unit alat konsolidasi yang terdiri dari :  Sistem pembebanan (loading device), yang dapat menimbulkan beban vertikal pada benda uji secara konstan dalam waktu yang relative lama, dengan ketelitian 1% dari beban total serta peningkatan beban dapat dilakukan dalam waktu kurang dari 2 (dua) menit tanpa menimbulkan efek tumbukan.  Sel konsolidasi (consolidometer), terdiri dari cincin konsolidasi yang cukup kaku dan terbuat dari bahan yang tidak mudah berkarat, serta permukaan dinding bagian dalamnya harus licin untuk menghindari efek gesekan.  Batu berpori dengan diameter yang lebih kecil 0,20 mm dari diameter dalam cincin,serta ukuran bukaan ruang pori yang cukup halus untuk menjamin agar tanah tidak tertekan masuk kedalam ruang pori pada saat pembebanan.

2.

Peralatan untuk membuat benda uji, termasuk cincin untuk mengambil sampel tanah, pisau/spatula, serta extruder

3.

Arloji pengukur deformasi (extensiometer), ketelitian minimal 0,002 mm

4.

Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram

5.

Peralatan yang diperlukan untuk penentuan kadar air

6.

Pengukur waktu (stopwatch)

39

5.3 Bahan 1.

Bersihkan cincin konsolidasi, ukur diameter kemudian timbang dan catat beratnya, gunakan timbanga denga ketelitian 0,1 gram

2.

Benda uji dapat dicetak langsung dari tabung sampel, dengan menggunakan alat pengeluaran sampel tanah (extruder), dimana diameter luar cincin konsolidasi haarus lebih kecil minimal 6,00 mm dari diameter dalam tabung sampel. Jika benda uji akan diambil dari sampel ring, hal ini harus dilakukan dengan penekanan secara hati-hati. Cara penumbukkan tidak dianjurkan, untuk menghindari terganggunya struktur tanah benda uji.

3.

Kedua bidang permukaan benda uji harus benar-benar rata dan tegak lurus terhadap poros cincin konsolidasi

4.

Mengukur tinggi dan timbang serta mencatat berat benda uji dalam cincin konsolidasi

5.

Mengambil sisa-sisa tanah bekas potongan yang cukup representative untuk dihitung kadar airnya dan mencari pula berat jenis (Gs) dan Indek plastisitasnya (IP).

5.4 Prosedur Pengujian 1.

Memasang kertas saring dan batu berpori yang telah dijenuhkan sebelumnya pada kedua sisi permukaan benda uji yang telah dipersiapkan pada langkah penyiapan benda uji di atas, lalu meletakkan kedalam sel konsolidasi

2.

Memasang alat penumpu diatas batu berpori sehingga bagian atasnya menyentuh tepat pada system pembebanan, kemudian diberikan pembebanan awal (seating pressure) sebesar 0,05 kg/cm2, serta mengatur arloji pengukur deformasi pada posisi pembacaan awal. Untuk benda uji yang terdiri dari jenis tanah lempung sangat lunak, beban awal yang diberikan adalah 0,025 kg/cm2 atau kurang

3.

Sebelum dibebani, menjenuhkan benda uji terlebih dahulu dengan mengisikan air pada sel konsolidasi dan diiarkan selama 24 jam. Jika benda uji berupa jenis tanah expansif, penambahan air baru dilakukan pada pembacaan 1 (satu) menit setelah pembebanan pertama

40

4.

Memasang beban pertama sehingga tegangan yang bekerja pada benda uji sebesar ±0,5 kg/cm2. Mencatat perubahan arloji deformasi pada menit-menit ke : 15”; 1; 2,15; 4; 6,15; 9; 12,15; 16; 25; 36. Menghentikan pembacaan pada saat pembacaan arloji deformasi telah menunjukkan angka yang tetap atau dengan perubahan yang relative sangat kecil, biasanya sekitar 24 jam. Jika memungkinkan sebaiknya melakukan pembacaan pada jam-jam antara tertentu

5.

Mencatat pembacaan terakhir dari arloji deformasi dan memberikan beban berikutnya denga rasio peningkatan beban (Load Increment Ratio – LIR) = 1, sebagai contoh bila beban pertama adalah 0,5 kg/cm2, maka dengan LIR = 1, beban kedua adalah 1,00 kg/cm2

6.

Mengulangi langkah (4) dan (5) diatas, hingga beban terakhir pada pengujian menimbulkan tegangan sebesar 16,00 kg/cm2. Pemberian beban maksimum sebetulnya tergantung pada kebutuhan,yaitu sebesar beban yang diperkirakan akan bekerja pada lapisan tanah tersebut

7.

Pada akhir pembebanan maksimum, mengurangi beban paling sedikit dalam 2 (dua) tahap, sampai mencapai beban awal. Misalnya jika pembebanan pertama dan terakhir masing-masing sebesar 0,5 kg/cm2 dan 16,00 kg/cm2, maka lakukanlah pengurangan beban mulai dari 16,000 kg/cm2 menjadi 8,00 kg/cm2 kemudian 0,5 kg/cm2. Pada setiap tahap pengurangan beban, membiarkan benda uji berada dibawah tekanan sekurang-kurangnya sema 5 (lima) jam kemudian membaca dan mencatat perubahan (pengembangan) dari arloji deformasi

8.

Mengeluarkan benda uji dalam cincin dari sel konsolidasi, timbang beratnya, kemudian mengeringkan di dalam oven, menimbang kembali beratnya sekaligus mencari kadar airnya.

41

5.5 Perhitungan dan Pelaporan 1. Menggambarkan kurva hubungan antara penurunan kumulatif terhadap waktu berdasarkan cara Casagrande. Cara Casagrande (Log-Time Methode, 1940) : R1

I1

Penurunan kumulatif [mm], ΔH

B

C

I2

Derajat konsolidasi U [%]

D

E F

A

Waktu t [menit] - skala semi-log

Gambar 5.1 Menentukan t50 dengan Metode Casagrande - Setiap beban yang diberikan pada saat tes konsolidasi dihasilkan 1 (satu) kurva ΔH vs log t (Lihat Gambar 14.1) - Menentukan R0, R50, R100, t50, t100 dengan cara sebagai berikut : • Memperpanjang 2 (dua) bagian kurva yang lurus (pada pemampatan konsolidasi primer dan sekunder) hingga berpotongan di titik A • Ordinat dari titik A = R100, R100 adalah pemampatan di akhir konsolidasi primer (U = 100%) • Absis dari titik A = t100, t100 adalah waktu berakhirnya konsolidasi primer • Pada bagian awal dari kurva yang berbentuk parabola, menentukan 1 (satu) titik (misalnya : Titik B) yang mempunyai absis t1 • Melalui titik B, membuat garis datar I1 • Menentukan satu titik lagi pada kurva (misalnya : Titik C) yang mempunyai absis t2 = 4t1 • Melalui titik C, membuat garis datar I2

42

• Mengukur jarak vertikal antara garis I1 dan I2, misalnya : a, terdapat jarak a dari garis I1, buat garis datar hingga memotong sumbu ordinat di titik D • Ordinat dari titik D adalah Ro, Ro = kondisi pada saat derajat konsolidasi U = 0% • Untuk menentukan t50 dengan cara menentukan titik tengah antara R0 dan R100 (misalnya : titik E) dan membuat garis datar melalui titik E hingga memotong kurva di titik F • Absis dari titik F adalah t50.

2. Hubungan Derajat Konsolidasi (U%) dengan Faktor Waktu (Tv) Tabel 5.1 Tabel hubungan derajat konsolidasi (U%) dengan faktor waktu (Tv) U (%)

Tv

U (%)

Tv

U (%)

Tv

U (%)

Tv

0

0

-

-

-

-

-

-

1

0,00008

26

0,0531

51

0,204

76

0,493

2

0,00030

27

0,0572

52

0,212

77

0,511

3

0,00071

28

0,0615

53

0,221

78

0,529

4

0,00126

29

0,0660

54

0,230

79

0,547

5

0,00196

30

0,0707

55

0,239

80

0,567

6

0,00283

31

0,0754

56

0,248

81

0,588

7

0,00385

32

0,0803

57

0,257

82

0,610

8

0,00502

33

0,0855

58

0,267

83

0,633

9

0,00636

34

0,0907

59

0,276

84

0,658

10

0,00785

35

0,0962

60

0,286

85

0,684

11

0,0095

36

0,102

61

0,297

86

0,712

12

0,0113

37

0,107

62

0,307

87

0,742

13

0,0133

38

0,113

63

0,318

88

0,774

14

0,0154

39

0,119

64

0,329

89

0,809

15

0,0177

40

0,126

65

0,304

90

0,848

43

16

0,0201

41

0,132

66

0,352

91

0,891

17

0,0227

42

0,138

67

0,364

92

0,938

18

0,0254

43

0,145

68

0,377

93

0,993

19

0,0283

44

0,152

69

0,390

94

1,055

20

0,0314

45

0,159

70

0,403

95

1,129

21

0,0346

46

0,166

71

0,417

96

1,219

22

0,0380

47

0,173

72

0,431

97

1,336

23

0,0415

48

0,181

73

0,446

98

1,500

24

0,0452

49

0,188

74

0,461

99

1,781

25

0,0491

50

0,197

75

0,477

100

3. Menghitung koefisien konsolidasi (Cv) (Cara Casagrande T .H² Cv = 50 [mm²/menit] t 50 5.1, T50 = 0,197, sehingga menjadi : dari Tabel

Cv =

dengan : H =

0,197.H² [mm²/menit] t50

panjang pengaliran (ketebalan benda uji rata-rata untuk pengaliran tunggal/ganda) pada tahap pembebanan tertentu [mm] Hdr = H  single drainage Hdr = ½.H  double drainage

t50 = waktu yang diperlukan untuk derajat konsolidasi 50% [menit]

4. Menggambarkan kurva hubungan antara perubahan angka pori (e) terhadap pembebanan/tegangan efektif (P0') menggunakan skala semi-log. Menghitung tinggi butir tanah awal, 2H0 : Ws Gs . A .  w dengan :

2H0 =

[cm]

2H0 = tinggi butir tanah awal [cm] Ws = berat tanah kering [gram]

44

; γw = berat isi air [= 1 gram/cm³]

Gs = berat jenis tanah A

= luas permukaan benda uji [cm²]

Menghitung Angka Pori Awal (e0) : 2H - 2H0 2H0

e0 =

dengan : 2H = tinggi benda uji awal [cm] 2H0 = tinggi butir tanah awal [cm] 5. Evaluasi terhadap riwayat pembebanan (sifat konsolidasi) Menghitung geostatik efektif (Insitu Effective Stress/tegangan overburden) Po': P0' =(' . d) P0' =(wet . d) – (w . dw) dengan : '

= berat isi tanah efektif [gram/cm³]

wet = berat isi tanah basah [gram/cm³] w = berat isi air d

[gram/cm³]

= kedalaman lokasi pengambilan benda uji

[cm]

dw = ketinggian muka air [cm] Menghitung tegangan prakonsolidasi (Precompression pressure) Pc': e0 Jari-jari

Angka pori (e)

Garis bagi

0,42.e 0

0

minimum

Penambaha n Pengurangan beban

Garis konsolidasi laboratorium

beban c' Log -PTegangan (kg/cm²)

Gambar 5.2 Grafik mencari tegangan prakonsolidasi (Pc')

45

Membandingkan P0' dengan Pc' : - Jika P0' ≥ Pc'  (Normally Consolidated Clay, NC-Soil) termasuk tanah lempung berkonsolidasi normal - Jika P0' < Pc'  (Over Consolidated Clay, OC-Soil) termasuk tanah lempung berkonsolidasi berlebih. e0

Jari-jari minimum

Angka pori (e)

Garis bagi

Garis konsolidasi lapangan (Cclap.) Garis konsolidasi laboratorium (Cclab.)

Penambahan beban

Pengurangan beban

0,42.e 0

Pc' Log - Tegangan (kg/cm²)

0

Gambar 5.3 Menentukan indek pemampatan lapangan (Cc-lap) NCSoil) e0

Angka pori (e)

Jari-jari minimum

Garis bagi

Garis konsolidasi Pengembangan (Cs ≈ Cr)

Garis konsolidasi lapangan (Cclap.)

Penambahan Pengurangan beban

Garis konsolidasi Laboratorium(Cclab.)

beban

0,42.e 0

0

P0'

Pc' Log - Tegangan (kg/cm²)

Gambar 5.4 Cara menentukan indek pemampatan lapangan (Cc-lap) OC-Soil

46

6. Menghitungan Indek Pemampatan, Cc dan Indek Pengembangan, Cs :

titik ke-1

e1

Angka pori (e)

Garis konsolidasi lapangan (Cclap.), atau Δe

e2

Garis pengembangan konsolidasi (Cs)

P1

P2

titik ke-2

O Log – Tegangan (kg/cm²)

Gambar 5.5 Menentukan indek pemampatan, Cc dan indek pengembangan Cs Menghitung indek pemampatan tanah (Cc): Cc, Cs =

e1  e 2 = log P2  log P1

e .................................................... (5.7)  P2  log    P1 

dengan : e1, e2 = angka pori pada titik ke-1 dan ke-2 P1, P2 = tegangan pada titik ke-1 dan ke-2 [kg/cm²]

47

5.6 Hasil Pengujian Tabel 5.2 Data Hasil Pengujian Konsolidasi Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS. Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kecamatan Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

KONSOLIDASI (ASTM D2435-80) Data Pengujian : Diameter contoh : Luas contoh : Brt. Jenis Tanah : Pemberian

5.00 cm 19.63 cm2 2.65

Kadar air (ak hir) =w 34.12% Berat contoh (ak hir) = Wt 45.54 gram Tinggi butir tanah (awal) = 2Ho 8.75 mm

Pembacaan

Perbedaan

Perubahan

Tinggi

Angka Pori

T90

Koefisien

Beban

Tegangan

Akhir

Penurunan

tinggi contoh

ruang

2H-2H0

Konsolidasi

(p)

(p)

Pembebanan

H

(2H)

pori

2H0

(Cv)

(kg)

(kg/cm2)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(1)

(2)

(3)

(4)

0.00

0.00

10.000

detik

(mm2/det)

(8)

(9)

(5)

(6)

(7)

15.000

6.250

0.714

14.680

5.930

0.678

673

0.068

14.231

5.481

0.626

1,685

0.025

13.990

5.240

0.599

778

0.053

13.525

4.775

0.546

731

0.053

12.940

4.190

0.479

595

0.060

12.262

3.512

0.401

1,009

0.032

12.315

3.565

0.407

12.445

3.695

0.422

12.670

3.920

0.448

0.320 0.50

0.25

9.680 0.449

1.00

0.50

9.231 0.241

2.00

1.00

8.990 0.465

4.00

2.00

8.525 0.585

8.00

4.00

7.940

16.00

8.00

7.262

8.00

4.00

7.315

2.00

1.00

7.445

0.00

0.00

7.670

0.678 (0.053) (0.130) (0.225)

Catatan:

e1 = 0.6 e2 = 0.4

P1 = 3.0 P2 = 10.0

Cc = 0.382 Pc = 1.55 Po = 0.157

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH - POLITEKNIK NEGERI MALANG JL.SOEKARNO HATTA NO. 09, PO.BOX. 04

48

KADAR AIR SESUDAH (AKHIR) Tnh+Cincin (basah)

:

81.43

Tnh+Cincin (kering)

:

78.94

Berat Cincin

:

27.08

data kadar air berat cawan + tanah basah berat cawan + tanah kering berat cawan berat air berat tanah kering kadar air Beban (kg) 15" 0.5 9.83 1.00 9.29 2 9.12 4 8.74 8 8.19 16 7.535

1 9.78 9.27 9.09 8.67 8.108 7.446

2.15 9.757 9.26 9.065 8.635 8.06 7.394

W1 W2 W3 Ww = W1 - W2 Ws = W2 - W3 w = Ww / Ws * 100% 4 9.743 9.255 9.051 8.608 8.03 7.362

6.15 9.731 9.253 9.04 8.593 8.01 7.34

9 9.72 9.25 9.032 8.58 7.997 7.325

8 2 0

49

58.87 45.54 6.47 13.33 39.07 34.12 12.15 9.719 9.249 9.024 8.569 7.983 7.311

gram gram gram gram gram % 16 9.711 9.246 9.019 8.56 7.975 7.301

25 9.705

9.241 9.008 8.549 7.96 7.287 7.315 7.445 7.67

36

49

9.70 9.237 9 8.54 7.95 7.278

9.43 9.231 8.99 8.53 7.94 7.262

Grafik 5.1 Hasil Pengujian Konsolidasi

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

POLITEKNIK NEGERI MALANG LABORATORIUM MEKANIKA TANAH

Jl. Sukarno-Hatta No. 9, PO.BOX 04 Malang 65141,Telp. (0341) 404420 email : [email protected]

Kelompok : 3 (Tiga) Dosen/Pembimbing : Ir. Gerard Apono, MS.

Lokasi : Jalan Brawijaya, Desa Banjarejo, Kec. Pakis, Kabupaten Malang, Jawa Timur

KONSOLIDASI (ASTM D2435-80) 1.00

0.90

0.80 e0

Angka Pori (e)

0.70

0.60

eo = 0.714 Cc = 0.382 pc = 1.55 kg/cm²

e1 ф

ф 0.50 Cc Lapangan 0.40

0.30

e2

0.42.e0

0.20

0.10 0.10

P0'

1.00

PC'

P1

Tegangan (kg/cm²)

10.00 P2

100.00

10

100

0.070

Koef. Konsolidasi cv (mm²/det)

0.060 0.050

0.040 0.030 0.020 0.010 0.000

0.1

1

Tegangan (kg/cm²)

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH - POLITEKNIK NEGERI MALANG

50

Grafik 5.2 Pembebanan Pengujian Konsolidasi BEBAN

500

9.84 9.82 9.8

9.78 9.76

Series1

9.74 9.72 9.7

9.68 0.00

1.00

BEBAN

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

1000

9.3 9.29 9.28

9.27 t90 Series1

9.26 9.25

9.24 9.23 0.00

BEBAN

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

2000

9.14 9.12

9.1 9.08

9.06

Series1

9.04

9.02 9

8.98 0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

51

5.00

6.00

7.00

BEBAN

4000

8.8 8.75 8.7

8.65

Series1

8.6 8.55

8.5 0.00 BEBAN

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8000

8.25 8.2

8.15 8.1

Series1

8.05

8 7.95

7.9 0.00

1.00

BEBAN

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

16000

7.55 7.5 7.45

7.4

Series1

7.35 7.3

7.25 0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

52

6.00

7.00

5.7 Kesimpulan Pengujian konsolidasi yang bertujuan untuk menentukan nilai tegangan prakonsolidasi, dihasilkan nilai tegangan prakonsolidasi sebesar 1.55 kg/cm²

53

LAMPIRAN

54

DAFTAR PUSTAKA Aponno, G., dan Moch. Sholeh. 2012. Modul Ajar Laboratorium Uji Tanah. Malang : Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Malang.

55