BAB V

UJI TRIAXIAL

5.1 Tujuan Percobaan

Untuk menentukan kekuatan suatu batuan di bawah tekanan triaxial yang

menghasilkan nilai kohesi (C), kuat geser (shear strength), dan sudut geser

dalam (∅ ).

5.2 Teori Dasar Percobaan

Pada uji triaxial kali ini, contoh batuan dimasukkan kedalam sel triaxial,

diberi tekanan pemampatan (σ3), dan dibebani secara axial (σ1), sampai hancur.

Pada pengujian ini, tegangan menengah dianggap sama dengan tekanan

pemampatan (σ3=σ1).

Sumber : http://www.scribd.comFoto 5.1

Alat Uji Triaxial

Pada awalnya, beban axial merupakan bahan utama yang menentukkan

uji ini. Namun dengan perkembangan teknologi masa kini sudah memungkinkan

untuk mengendalikan uji ini melalui kontrol beban yang dialami contoh batuan,

bahkan dengan menggunakan katup servo, regangan axial dan tekanan pori

dapat juga diatur besarnya. Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi Uji

Triaxial, diantaranya adalah :

1.2.1 Tekanan Pemampatan

Tekanan pemampatan sangat berpengaruh pada saat uji triaxial.

Besarnya tegangan axial pada saat sampel batuan hancur saat pengujian triaxial

akan selalu lebih besar daripada tegangan axial pada saat sampel batuan hancur

pada pengujian kuat tekan uniaxial. Hal ini disebabkan karena adanya

penekanan (pemampatan) dari arah lateral dari sekeliling sampel batuan pada uji

triaxial. Berbeda pada pengujian kuat tekan uniaxial, tekanan pemampatannya

adalah nol (zero confining pressure), sehingga tegangan axial batuan lebih kecil.

1.2.2 Tekanan Pori

Semakin bertambah naiknya tekanan pori akan maka kekuatan

batuanpun akan semakin menurun (makin kecil). Jadi, nilai pada tekanan pori

akan berbanding terbalik dengan kekuatan batuan.

1.2.3 Temperatur

Secara umum, kenaikan temperatur menghasilkan penurunan kuat tekan

batuan dan membuat batuan semakin ductile. Efek temperatur terhadap

tegangan diferensial saat hancur untuk setiap tipe batuan akan selalu berbeda-

beda.

1.2.4 Laju Deformasi

Kenaikan laju deformasi secara umum akan menaikkan kuat tekan

batuan. Jadi laju deformasi itu berbanding lurus dengan kuat tekan batuan.

1.2.5 Bentuk Dan Dimensi Sampel Batuan

Bentuk sampel batuan pengujian triaxial yang digunakan adalah

berbentuk silinder. Semakin bertambahnya ukuran sampel batuan, maka

kemungkinan tiap sampel batuan dipengaruhi oleh bidang lemah akan semakin

besar. Oleh karena itu, semakin besar sampel batuan yang akan diuji, kekuatan

sampel batuan tersebut akan berkurang.

Variasi perbandingan panjang terhadap diameter sampel batuan ( /d)

diketahui akan mempengaruhi kekuatan sampel batuan. Kekuatan sampel

batuan akan menurun seiring dengan menaiknya perbandingan panjang

terhadap diameter contoh batuan ( /d).

5.3 Alat dan Bahan

Adapun alat-alat yang akan digunakan dalam praktikum sifat fisik kali ini

adalah, sebagai berikut:

1. Mesin kuat tekan

2. Bearing plate

3. Rubber jacket

4. Sistem hidrolik untuk memberikan tegangan keliling pada conto saat

pengujian

Sumber : http://www.scribd.comFoto 5.2

Bearing plate

Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum triaxial ini adalah

sampel-sampel yang telah dibuat pada saat preparasi.

5.4 Prosedur

1. Contoh batuan yang digunakan dalam dalam uji ini disiapkan dengan

ukuran dimensi panjang minimal dua kali diameter percontoh.

2. Masukkan percontoh batuan kedalam rubber jacket, setelah dimasukkan

kedalam rubber jacket kemudian contoh dimasukkan ke dalam silinder

besi yang berfungsi untuk menahan tegangan keliling yang diberikan

kepada contoh uji, contoh uji tersebut kemudian ditutup oleh flat dan

dipasangkan di mesin uji kuat tekan.

3. Spesimen diletakkan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan plat

form penekanan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga spesimen

berada di tengah-tengah apitan plat baja, dan pastikan bahwa kedua

permukaan specimen tersebut telah menyentuh plat baja tersebut.

4. Tegangan keliling (σ3) diberikan kepada contoh uji dengan menggunakan

system hidrolik, usahakan tegangan ini konstan selama pengujian

dilakukan.

5. Skala pengukuran beban harus ditetapkan pada keadaan netral (nol).

6. Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik,

dan catat hasil pengukuran.

7. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen

tetrsebut pecah.

8. Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan

hasilnya dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya.

Sumber : http://www.scribd.comGambar 5.1

Mekanisme Uji Triaxial

Sumber : http://www.scribd.comFoto 5.3

Contoh Sampel Setelah Pengujian

DAFTAR PUSTAKA

Irvan,Muhammad,”MekanikaBatuan”,http://www.scribd.com/2012/02/

Triaxial.html ( diakses pada tanggal 02 Mei 2013 Pukul 22.00 WIB )

Nurmansyah,Feri,”MekanikaBatuan”,http://id.wikipedia.org/wiki/http://

www.scribd.com/2012/02/Triaxial (diakses pada tanggal 02 Mei 2013Pukul 22.00

WIB )

3.5 Hasil Pengamatan

Tabel 9.1Tabel Data Pengamatan

L0 (cm) D (cm) A0 (cm2) σ3 (kg/cm2)

Sampel 1 11,5 5 19,64 10

Sampel 2 12,5 5,5 23,77 20

Sampel 3 13 5,75 25,98 30

Sumber : Hasil Percobaan

Tabel 9.2Tabel Data Pengamatan

No. Waktu

(menit)

Perpendekan Axial

(cm)

Beban

(Kg)

A

0 0 0

0,5 0,035 150

1 0,058 275

1,5 0,072 300

2 0,09 475

2,5 0,1 650

B

0 0 0

0,5 0,011 275

1 0,0455 625

1,5 0,0488 925

2 0,0514 1360

2,5 0,0548 1550

3 0,0593 1675

3,5 0,0608 2215

4 0,0621 2375

4,5 0,0633 2500

C

0 0 0

0,5 0,0358 75

1 0,0408 350

1,5 0,0467 575

2 0,057 875

2,5 0,0648 1125

Sumber : Hasil Percobaan

Sumber : Hasil PercobaanFoto 5.4

Alat Uji Triaxial

Sumber : Hasil PercobaanFoto 5.5

Dial Gauge Alat Uji Triaxial

Sumber : Hasil PercobaanFoto 5.6

Rubber Jacket dan Ring Besi

3.6 Pengolahan Data

Regangan Axial = Perpendekan Axial X 0,01

Lo

0 x0,0111,5 = 0

3,5x 0,0111,5

= 0,003

5,8x 0,0111,5

= 0,005

7,2x 0,0111,5

= 0,006

9,0 x0,0111,5

= 0,007

σ1-σ3 = Beban N X Beban N−1

Ao

0−019,64

= 0

150−019,64

= 7,64 kg/cm2

275−15019,64

= 6,36 kg/cm2

300−27519,64

= 1,27 kg/cm2

475−30019,64

= 0,9 kg/cm2

650−47519,64

= 8,91 kg/cm2

σ1 = Beban + Tekanan Samping 10 + 7,64 = 17,64 kg/cm2

10 + 6,36 = 16,36 kg/cm2

10 + 1,27 = 11,27 kg/cm2

10 + 8,91 = 18,91 kg/cm2

10+ 8,91 = 18,91 kg/cm2

Tegangan Normal = Beban+σ1max

2

10+18,91

2= 14,455 kg/cm2

20+38,32

= 29,15 kg/cm2

30+41,547

2= 35,7735 kg/cm2

3.7 Hasil Perhitungan

Tabel 9.3Tabel Data Hasil Pengolahan

No.

Waktu Perpendekan Beban Regangan

σ1-σ3 σ3 σ1

( ‘ ) Axial (cm) (Kg) Axial (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2)

0 0 0 0 0 0 0

0,5 0,35 150 0,0304 7,63747 10 17,6375

A 1 0,58 275 0,0504 3,82456 10 13,82

1,5 0,72 300 0,0626 3,82456 10 13,82

2 0,9 475 0,0783 8,91039 10 18,9104

2,5 1 650 0,087 8,91039 10 18,9104

0 0 0 0 0 0 0

0,5 0,11 275 0,0088 11,5692 20 31,5692

1 0,455 625 0,0364 14,7244 20 34,7244

1,5 0,488 925 0,039 12,621 20 32,621

B 2 0,514 1360 0,0411 18,3004 20 38,3004

2,5 0,548 1550 0,0438 7,99327 20 27,9933

3 0,593 1675 0,0474 5,25873 20 25,2587

3,5 0,608 2215 0,0486 22,7177 20 42,7177

4 0,621 2375 0,0497 6,73117 20 26,7312

4,5 0,633 2500 0,0506 5,25873 20 25,2587

0 0 0 0 0 0 0

0,5 0,358 75 0,0275 2,88684 30 32,8868

C 1 0,408 350 0,0314 10,5851 30 40,5851

1,5 0,467 575 0,0359 8,66051 30 38,6605

2 0,57 875 0,0438 11,5473 30 41,5473

2,5 0,648 1125 0,0498 9,62279 30 39,6228 Sumber : Hasil Percobaan

Tabel 9.4Tabel Data Hasil Pengolahan

Tegangan Normal (kg/cm2) Mpa

Sampel 1 18,91 1,891

Sampel 2 42,72 4,72

Sampel 3 41,547 4,1547

Sumber : Hasil Percobaan

Sumber : Hasil PercobaanGambar 5.2

Grafik Hasil Perhitungan

3.8 Analisa

Sampel yang digunakan dalam uji triaxial memiliki ukuran dua kali dari

diameter sampel, permukaan sampel pun harus rata, dan sesuai dengan ukuran

rubber jacket agar pada saat pemasangan bearing plate pada rubber jacket pas

tidak ada kebocoran, jika sampel yang digunakan lebih besar atau lebih panjang

dari rubber jacket maka hasil yang didapatkan tidak akan sesuai dengan hasil

yang diharapkan karena jika sampel lebih besar daripada rubber jacket dapat

menimbulkan kebocoran, yang menyebabkan keluarnya oli pada rubber jacket

sehingga sampel pecah tidak sesuai dengan waktu yang seharusnya sampel

pecah.

Pada pengujian triaxial, tekanan diberi dari atas sampel yang diuji juga

diberi tegangan keliling, rubber jacket digunakan untuk menahan tegangan

keliling agar tidak keluar dan terdistribusi dengan baik. Beban yang diberikan

perlahan, agar distribusi gaya pada sampel dapat merata seluruhnya.

Pada pengujian triaxial didapat kan kohesi sebesar 0,2 Mpa semakin besar

kohesi yang didapat maka akan semakin baik suatu batuan untuk dapat

menahan geseran dari suatu gaya. Sedangkan sudut dalam didapat 9,160, sudut

geser dalam, berfungsi untuk mengetahui arah geseran yang terjadi pada suatu

batuan.

Penghitungan nilai tegangan geser dan tegangan normal dilakukan untuk

mengetahui besarnya kohesi ( C ) dan untuk mengetahui sudut geser dalam,

yaitu panjang garis vertikal pada garis Y yang merupakan hasil dari perpotongan

garis hubungan pada grafik perbandingan antara perubahan normal dan

perubahan geser. Dari grafik tersebut akan mendapatkan nilai sudut dalam yang

dapat dicari dengan rumus tangen pada grafik.

Dari grafik percobaan, terdapat tiga sampel yaitu daerah sampel A,

sampel B, dan sampel C. Pada sampel A faktor keamanan didapat sebesar 1

yang berarti aman, Sampel B dan C didapat 0,6 dan 1,45 berarti sampel B dan C

tidak aman. Faktor keamanan sampel yang kurang atau lebih dari 1 akan

menyebabkan longsor dan tidak aman.

3.9 Kesimpulan

Dari percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa batuan yang diuji

memiliki nilai kohesi ( C ) sebesar 0,2 Mpa dengan besar sudut geser dalam ( ɵ )

sebesar 9,16°. Kuat geser yang didapatkan dengan rata-rata 3,89 Mpa.