TOPIK BAHASAN 8
KEKUATAN GESER TANAH
PERTEMUAN 20 – 21
KEKUATAN GESER TANAH
PENGERTIAN Kekuatan tanah untuk memikul beban-beban atau gaya yang dapat menyebabkan kelongsoran, keruntuhan, gelincir dan pergeseran tanah APLIKASI Parameter kuat geser dapat digunakan untuk menghitung : { { {
Daya Dukung Tanah Dasar Stabilitas Lereng Tegangan Lateral
KEKUATAN GESER TANAH Kelongsoran Timbunan
Keruntuhan global Pondasi Dangkal Keruntuhan lokal Pondasi Dangkal
Lereng Vertikal
Dinding Penahan Tanah
KEKUATAN GESER TANAH
FAKTOR PENGARUH LAPANGAN { { { { {
Keadaan tanah : angka pori, ukuran dan bentuk butiran Jenis tanah : pasir, berpasir, lempung dsb Kadar air (terutama lempung) Jenis beban dan tingkatnya Kondisi Anisotropis
LABORATORIUM { { { {
Metode pengujian Gangguan terhadap contoh tanah Kadar air Tingkat regangan
KEKUATAN GESER TANAH
PARAMETER KUAT GESER { {
KONDISI { {
Kohesi (c) Sudut Geser Dalam (φ) Total (c dan φ) Efektif (c’ dan φ’)
PERSAMAAN UMUM (COULOMB) τ = c + σn.tanφ
JENIS MATERIAL
TANAH KOHESIF { {
Mempunyai nilai kohesi (c) Contoh : Lempung, Lanau
TANAH COHESIONLESS { {
Hanya mempunyai nilai φ ; c = 0 Contoh : Pasir, Kerikil
PARAMETER KUAT GESER
KOHESI (C) Gaya tarik menarik antar 2 atau lebih partikel tanah
SUDUT GESER DALAM (φ) Sudut geser yang terbentuk saat pergeseran dua atau lebih partikel tanah
PARAMETER KUAT GESER
KUAT GESER UNDRAINED Digunakan dalam analisis tegangan total Umumnya nilai φ = 0 dan c = cu KUAT GESER DRAINED Digunakan dalam analisis tegangan efektif, parameternya c’ dan φ’ τ’ = c’ + (σn – u) tan φ’
TEORI MOHR COULOMB τ = c + σ.tanφ
τ
Garis Selubung Mohr-Coulomb
φ Garis Selubung Mohr
c σ3
σ3
σ1 σ1 = σ3 + ∆σ
σ1
σ
TEORI MOHR COULOMB σ1
σn σ3
τ σ3
σ3 θ σ1
θ (1)
σ1 > σ3
σ1 (2)
σ1 + σ 3 σ1 − σ 3 σn = + .Cos 2θ 2 2 τ=
σ1 − σ 3 .Sin 2θ 2
TEORI MOHR COULOMB (1) dan (2)
τ = c + σn.tanφ σ1 = σ 3 +
(σ 3 . tan φ + c)
(0,5.Sin2θ − Cos θ. tan φ) 2
Kelongsoran terjadi pada nilai σ1 minimum atau nilai (0,5.Sin2θ - Cos2θ.tanφ) maksimum
θ = 45o +
φ 2
(
)
(
σ 1 = σ 3 . tan 2 45o + φ / 2 + 2.c. tan 45o + φ / 2
)
TEORI MOHR COULOMB τ
Garis Selubung Keruntuhan
φ c σ3
θ
2θ σn
σ1
σ
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL Pusat Lingkaran =
σ 1 + σ 3 52 + 12 = = 32kPa 2 2
Jari-jari Lingkaran =
σ 1 − σ 3 52 − 12 = = 20kPa 2 2
CONTOH SOAL
σn = τ=
σ1 + σ 3 σ1 − σ 3 52 + 12 52 − 12 .Cos2θ = + + .Cos70o = 38,84kPa 2 2 2 2 52 − 12 σ1 − σ 3 .Sin 2θ = .Sin 70o = 18,8kPa 2 2
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL
KEKUATAN GESER TANAH
PENGUJIAN LABORATORIUM { { {
PENGUJIAN LAPANGAN {
Unconfined Compression Test Direct Shear Test Triaxial Test (UU, CU, CD) Vane Shear Test
KORELASI ANTAR PARAMETER { { {
Nilai tahanan ujung konus sondir (qc) Nilai N-SPT California Bearing Capacity
UNCONFINED COMPRESSION TEST
UNCONFINED COMPRESSION TEST
UNCONFINED COMPRESSION TEST
qu cu = s u = 2
DIRECT SHEAR TEST
DIRECT SHEAR TEST
Pasir Lempung/Lanau
φ c
TRIAXIAL TEST
ADA 3 JENIS { Unconsolidated Undrained (UU) { Consolidated Undrained (CU) { Consolidated Undrained (CD)
TRIAXIAL TEST Resume Metode Pengujian Tipe Pengujian
Tahap 1
Tahap 2
σ3 σ3
∆σ σ3 σ3
Unconsolidated Undrained (UU)
Berikan tegangan σ3 dan air tidak diperbolehkan keluar dengan cara menutup valve sehingga tekanan air pori (u=uo) tidak sama dengan nol
Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air tidak diperbolehkan keluar (u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)
Consolidated Undrained (CU)
Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan cara membuka valve sehingga tekanan air pori (u=uo) sama dengan nol
Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air tidak diperbolehkan keluar (u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=ud(f)
Consolidated Drained (CD)
Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan cara membuka valve sehingga tekanan air pori (u=uo) sama dengan nol
Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air diperbolehkan keluar, sehingga tekanan air pori (u=ud) sama dengan nol. Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=0
TRIAXIAL TEST
TRIAXIAL TEST
TRIAXIAL TEST
'
'
TRIAXIAL TEST
KEKUATAN GESER TANAH PEMILIHAN TIPE TES TRIAXIAL Jenis Tanah Kohesif
Granular
Jenis Konstruksi
Jenis Tes dan Kekuatan Geser
Jangka Pendek (Akhir Triaxial UU atau CU untuk Undrained Strength masa konstruksi) dengan level tegangan insitu yang sesuai Konstruksi bertahap
Triaxial CU untuk Undrained Strength dengan level tegangan yang sesuai
Jangka Panjang
Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air pori atau Triaxial CD untuk parameter kuat geser efektif
Semua jenis
Parameter strength φ’ yang didapat dari uji lapangan atau direct shear
Material c-φ Jangka Panjang
Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air pori atau Triaxial CD untuk parameter kuat geser efektif
CONTOH APLIKASI PARAMETER UU
Pekerjaan Timbunan Yang Cepat Di Atas Tanah Lunak
CONTOH APLIKASI PARAMETER UU
Pembangunan Bendung Yang Cepat Tanpa Ada Perubahan Kadar Air Dalam Inti (Core)
CONTOH APLIKASI PARAMETER UU
Peletakan Pondasi Yang Tiba-tiba Pada Lapisan Lempung
CONTOH APLIKASI PARAMETER CU
Konstruksi Bertahap (Timbunan 2 diletakkan setelah terjadi konsolidasi pada tanah dasar akibat timbunan 1)
CONTOH APLIKASI PARAMETER CU
Muka Air Bendungan Turun Tiba-tiba (dari 1 ke 2 dan tidak ada aliran air dalam inti/core)
CONTOH APLIKASI PARAMETER CU
Konstruksi Timbunan di Atas Lereng Alamiah
CONTOH APLIKASI PARAMETER CD
Pekerjaan Timbunan yang Lambat (Timbunan diletakkan bertahap dalam waktu yang pendek)
CONTOH APLIKASI PARAMETER CD
Konstruksi Bendungan dengan Tinggi Muka Air Bendung Tetap
CONTOH APLIKASI PARAMETER CD
Pekerjaan Penggalian atau Lereng Alamiah
PEMILIHAN PARAMETER KUAT GESER
