Bab 10 - Triaxial

Laporan Praktikum Mekanika Tanah

BAB X

TRIAXIAL TEST

10.1 Referensi

ASTM – D – 4850 – 70

M.Das, Braja. Mekanika Tanah I & II. Surabaya . 1998.

10.2 Tujuan Percobaan

1. Menentukan harga kohesi tanah (c)

2. Menentukan harga sudut geser dalam tanah () dalam kondisi Undrained

Unconsolidated.

10.3 Alat-Alat Yang Digunakan

1. Alat Triaxial dengan perlengkapan-perlengkapan sebagai berikut :

Proving ring

Dial gauge

Pedestal (landasan)

Batu pori (porous stone)

Silinder perspek

Cop

2. Rubber membran dan kertas filter

3. Compressor

4. Pompa vakum

5. Alat pengukur tegangan air pori (pore water pressure aparatus)

6. Alat pencetak tanah yang berbentuk silinder dengan diameter 1.5", tinggi 3",

dan volume 86,875 cm3

7. Stop watch atau alat pengukur waktu lainnya.

XV-1


10.4 Prinsip Percobaan

Keruntuhan tanah merupakan akibat gerak relatif antara butir-butir tanah tersebut,

bukan karena hancurnya butir-butir tersebut. Dengan demikian, kekuatan geser c

(Shear Failure) tanah dapat dianggap terdiri dari dua komponen, yaitu :

1. Bagian yang bersifat kohesi dan tergantung pada macam tanah dan

kepadatannya.

2. Bagian yang mempunyai sifat gesekan (Frictional) yang sebanding dengan

tegangan efektif yang bekerja pada bidang gesernya.

Oleh karena itu, kekuatan geser tanah dapat dinyatakan dengan rumus sebagai

berikut :

S = c + ( - u ) tan

dimana :

S = Kekuatan geser tanah (shear strength)

= tegangan total pada bidang geser

u = tegangan air pori (pore water pressure)

c = kohesi efektif tanah

= sudut geser dalam efektif

Percobaan kekuatan geser dilakukan dalam 2 tahap, yaitu :

1. Pemberian tegangan normal.

2. Pemberian tegangan geser sampai terjadi failure dimana saat itu tercapai

tegangan geser maksimum.

Type test kekuatan geser :

1. Kran terbuka sehingga air dapat mengalir :

Consolidated drained test : pada tahap 1 dan 2 air boleh mengalir

XV-2


2. Kran tertutup sehingga air tidak dapat mengalir :

Unconsolidated undrained test : pada tahap 1 dan 2 air tidak mengalir

Consolidated undrained test : pada tahap 1 air boleh mengalir tapi pada

tahap 2 air tidak boleh mengalir

Pada percobaan triaxial, pengukuran kekuatan geser dilakukan dengan memberikan

tekanan vertikal pada sampel. Dari proving ring dapat diketahui tekanan vertikal

maksimum, yaitu pada waktu terjadi failure.

Bila M = pembacaan pada proving ring yang maksimum, maka :

Gaya vertikal = K x M

dimana :

K = kalibrasi alat proving ring = 0,1334 kg

Tegangan vertikal = = K x M

A 3

dimana :

A = luas sampel pada saat pembacaan M tercapai tegangan vertikal

3 = tegangan sel

1 3 + K x M

A

maka 1 - = 3

K x M

A

dimana :

1 - 3 = tegangan deviator

Untuk mengukur harga c dan digunakan lingkaran Mohr yaitu cara grafis untuk

menentukan tegangan-tegangan yang bekerja pada suatu badan. Dengan

XV-3


menggunakan kedua sampel didapat dua buah lingkaran Mohr. Garis singgung dari

kedua lingkaran ini adalah garis kekuatan geser yang bersangkutan.

10.5 Prosedur Percobaan

1. Ambil 3 buah sampel dari tabung, cetak dengan alat pencetak sampel sehingga

berbentuk silinder dengan diameter 1.5 " dan tinggi 3 ".

2. Timbang masing-masing sampel dan cari berat satuan volumenya ( = berat

sampel/volume sampel (= 86.875 cm3) )

3. Reservoir harus penuh, tutup dahulu semua kran dan periksa semua

sambungan ke pesawat ukur tegangan air pori, bila pada tabung yang berisi air

raksa terdapat gelembung-gelembung udara maka hal tersebut harus

dihindarkan (harus dikeluarkan), karena akan mempengaruhi pengukuran

tekanan air pori

4. Buka klep-klep saluran yang menghubungkan alat triaxial dengan alat ukur

tegangan

5. air pori, kemudian pasang batu berpori (porous stone) pada alat triaxial

6. Buka klep buret agar air dari buret masuk ke saluran menuju alat triaxial

7. Tutup klep buret bila batu berpori sudah jenuh air

8. Pasang kertas saring di atas batu berpori tersebut

9. Masukkan membran karet ke dalam stetcher, kemudian jalankan pompa

vakum sehingga membran karet menempel pada dinding dalam stetcher

10. Masukan sampel dalam stetcher dan membran diselubungkan

11. Letakkan silinder kaca di atas sampel dan letakkan butir penekan yang akan

meneruskan tekanan sampel di atas silinder kaca tersebut

12. Pasang chamber, kencangkan ketiga baut, buka klep pada bagian atas chamber

13. Isi chamber dengan air hingga penuh, sampai tegangannya sama dengan nol,

kemudian tutup klepnya

14. Biarkan tanah berkonsolidasi dulu, dial gauge dan null indicator dinolkan dulu

dengan menyetel screw control sehingga tinggi air raksa pada buret tetap

XV-4


15. Tutup kran pengukur tekanan air pori

16. Jalankan pesawat triaxial dengan menjalankan motor mesin sehingga sampel

mendapatkan tegangan vertikal dengan kecepatan penurunan sampai 2%

17. Lakukan pembacaan dial gauge dan tegangan air pori tiap menit dan air raksa

diatur agar tetap pada posisinya sampai terjadi keruntuhan, yaitu dial gauge

menunjukan angka yang tetap

18. Matikan mesin, null indikator dinolkan

19. Buka kran reservoir air dengan membuka klep bagian atas chamber, air akan

keluar dari chamber

20. Buka chamber, kemudian keluarkan sampel tanah

21. Keluarkan batu pori

22. Lakukan percobaan pada ketiga sampel dan masing-masing sampel diberi 3

(tegangan sel) yang sudah ditentukan

23. Harga tegangan (sel) percobaan:

Sampel Tegangan = 3 (kg/cm2)

I 0.5

II 1.0

III 1.5

XV-5


Skema percobaan Triaxial :

Gambar 10.1 flow chart percobaan Triaxial

XV-6

Ambil 3 sampel tanah dengan

diameter 3.81 cm, tinggi 7.62

cm

Men-set alat Triaxial

Menyiapkan sampel dengan

dibungkus memakai

pembungkus kedap air

Pasang sampel ke alat Triaxial

yang telah disetting

Jalankan alat selama kurang

lebih 11 menit atau sampai

sampel mencapai keruntuhan


10.6 Data Percobaan-Perhitungan

SAMPEL I:

Berat = 137.84 gr

Dimensi : Diameter = 3.81 cm

Tinggi = 7.62 cm

Luas Penampang = 11.39514 cm2

Tegangan Sel = 0.5 kg/ cm2

Kalibrasi Alat Terhadap Load = 0.179881 kg/mm

Time In

Minute

Deformation

Dial

Strain

Rate

Corrected

Area

Dial

ReadingLoad

σ1- σ3 =

[ P / A ]Cell (σ3)

% cm2 kg kg/cm2 kg/cm2

0 0.0000 0 11.401 0.0 0.0000 0.0000 0.5

2 1.5240 2 11.634 15.0 2.6982 0.2319 0.5

4 3.0480 4 11.876 19.0 3.4177 0.2878 0.5

6 4.5720 6 12.129 22.0 3.9574 0.3263 0.5

8 6.0960 8 12.392 24.0 4.3171 0.3484 0.5

10 7.6200 10 12.668 25.0 4.4970 0.3550 0.5

12 9.1440 12 12.956 25.5 4.5870 0.3541 0.5

14 10.6680 14 13.257 26.0 4.6769 0.3528 0.5

16 12.1920 16 13.573 26.2 4.7129 0.3472 0.5

18 13.7160 18 13.904 26.2 4.7129 0.3390 0.5

20 15.2400 20 14.251 26.5 4.7668 0.3345 0.5

22 16.7640 22 14.617 26.5 4.7668 0.3261 0.5

XV-7


SAMPEL II:

Berat = 135.78 gr


Tinggi = 7.62 cm


Tegangan Sel = 1.0 kg/cm2


Time In

Minute

Deformation

Dial

Strain

Rate

Corrected

Area

Dial

ReadingLoad

σ1- σ3 =

[ P / A ]Cell (σ3)


0 0.0000 0 11.401 0.0 0.0000 0.0000 1.0

2 1.5240 2 11.634 18.0 3.3081 0.2844 1.0

4 3.0480 4 11.876 25.0 4.5946 0.3869 1.0

6 4.5720 6 12.129 29.0 5.3297 0.4394 1.0

8 6.0960 8 12.392 32.0 5.8811 0.4746 1.0

10 7.6200 10 12.668 34.0 6.2487 0.4933 1.0

12 9.1440 12 12.956 36.0 6.6162 0.5107 1.0

14 10.6680 14 13.257 38.0 6.9838 0.5268 1.0

16 12.1920 16 13.573 40.0 7.3514 0.5416 1.0

18 13.7160 18 13.904 41.0 7.5351 0.5420 1.0

20 15.2400 20 14.251 41.0 7.5351 0.5287 1.0

22 16.7640 22 14.617 41.0 7.5351 0.5155 1.0

XV-8


SAMPEL III:

Berat = 137.84 gr


Tinggi = 7.62 cm


Tegangan Sel = 1.5 kg/cm2


Time In

Minute

Deformation

Dial

Strain

Rate

Corrected

Area

Dial

ReadingLoad

σ1- σ3 =

[ P / A ]Cell (σ3)


0 0.0000 0 11.401 0.0 0.0000 0.0000 1.5

2 1.5240 2 11.634 22.0 3.9759 0.3418 1.5

4 3.0480 4 11.876 32.5 5.8735 0.4946 1.5

6 4.5720 6 12.129 38.0 6.8675 0.5662 1.5

8 6.0960 8 12.392 42.0 7.5904 0.6125 1.5

10 7.6200 10 12.668 42.5 7.6808 0.6063 1.5

12 9.1440 12 12.956 48.0 8.6748 0.6696 1.5

14 10.6680 14 13.257 50.0 9.0362 0.6816 1.5

16 12.1920 16 13.573 52.0 9.3976 0.6924 1.5

18 13.7160 18 13.904 53.0 9.5784 0.6889 1.5

20 15.2400 20 14.251 53.0 9.5784 0.6721 1.5

22 16.7640 22 14.617 54.5 9.8495 0.6739 1.5

XV-9


Contoh Perhitungan :

Sampel I

Time in minute = 2

Deformation Dial = 1.5240

Strain rate = 2 %

Corection area = 11.634 cm2

Setelah dilakukan percobaan didapat, dial reading = 15

Load = dial reading x Kalibrasi

= 15 x 0.179881kg

= 2.6982 kg

σ1- σ3 = Load/ Corection area

= 2.6982 kg/11.634 cm2

= 0.2319 kg/cm2

Setelah perhitungan seperti di atas untuk sampel I,II, dan III, kemudian diambil data (σ1- σ3)

yang paling besar untuk mencari jari-jari lingkaran Mohr masing-masing sampel.

Spec. No. σ3 (kg/cm2) ε % σ1-σ3 (kg/cm2) σ1 (kg/cm2)(σ1+σ3)/2 (kg/cm2)

(σ1-σ3)/2 (kg/cm2)

1 0.5 20 0.334 0.834 0.667 0.167

2 1 18 0.542 1.542 1.271 0.271

3 1.5 20 0.672 2.172 1.846 0.336

XV-10


10.7 Analisis

Grafik Hubungan antara Deviator Stress (σ1-σ3) -dengan Strain Rate

Grafik di atas menunjukkan deviator stress runtuh dari masing-masing sampel.

Ditandai dengan grafik yang mulai mengalami kelandaian yang kecil atau mulai

konstan besaran deviator stressnya.

XV-11


Lingkaran Mohr tegangan utama

Kombinasi Sampel 1 dan 2

Nilai c = 0.0582 kg/cm2

Nilai φ = 10 o

XV-1



Nilai c = 0.1243 kg/cm2

Nilai φ = 6o

XV-2



Nilai c = 0.0823 kg/cm2 Nilai rata-rata c dan φ dari kombinasi sampel :

Nilai φ = 8 oKombinasi Kohesi c Sudut geser φ

Sampel 1 dan 2 0.0582 10 o

Sampel 2 dan 3 0.1243 6o

Sampel 1 dan 3 0.0823 8 o

Rata-rata 0.088 8oXV-3


Kombinasi sampel 1,2, dan 3, dengan nilai c dan φ rata-rata:

XV-1


Pada uji triaksial test jenis UU ini, idealnya lingkaran-lingkaran Mohr yang

dihasilkan memiliki garis keruntuhan yang mendatar atau = 0 (hasil dari perco-baan

tidak demikian).

Hal ini terjadi karena kadar air pada benda uji tidak 100 % , sehingga sampel benda

uji belum sepenuhnya jenuh yang menyebabkan masih ada gesekan antar butiran

tanah. Selain itu, adanya kesalahan atau kekurangtelitian di dalam melaksa-nakan

percobaan, di mana kemungkinan terbesar terjadinya kesalahan ini adalah karena

adanya aliran air baik masuk ataupun keluar benda uji.

10.8 Kesimpulan dan Saran

Harga kohesi tanah (c) = 0.088 kg/cm2

Harga sudut geser dalam tanah ( φ ) = 8 o

XV-1

Bab 10 - Triaxial

Documents

Transcript of Bab 10 - Triaxial