XII.
TRIAKSIAL PADA KONDISI UNCONSOLIDATED-UNDRAINED
(ASTM D 2850-95 (1999)) I.
MAKSUD
Maksud percobaan adalah untuk menentukan parameter geser tanah dengan alat triaksial pada kondisi “unconsolidated undrained” tanpa pengukuran tekanan pori. II.
BENDA UJI
Benda uji yang perlu disediakan sekurang-kurangnya 3 buah. Benda uji berupa silinder tanah dengan perbandingan antara tinggi dan diameter antara 2 :1 dan 3 : 1. Diameter minimum benda uji adalah 3,3 cm. Apabila diameter benda uji < 7,1 cm, butir tanah terbesar yang diijinkan ada dalam benda uji adalah 1/10 kali diameter benda uji, sedang bila diameter benda uji > 7,1 cm butir tanah terbesar yang diijinkan adalah 1/6 kali diameter benda uji. III. ALAT 1.
Sel triaxial dengan dinding transparan dan perlengkapannya.
2.
Alat untuk memberikan tekanan yang konstan pada cairan dalam sel dengan ketelitian 0,1 atau 0,05 kg/cm2.
3.
Alat kompresi untuk menekan benda uji secara axial, dengan kecepatan yang dapat diatur antara 0,05 – 7,5 mm/meniit.
4.
Arloji ukur untuk mengukur pemendekan axial benda uji.
5.
Membran karet yang sesuai dengan ukuran benda uji, alat peregang membran dan gelang karet pengikat.
6.
Cetakan tanah, gergaji, alat bubut tanah, den sebagainya.
7.
Alat-alat pemeriksa kadar air tanah.
Alat Uji TriaksialMembran,
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
Alat cetak tanah dan timbangan
XII-1
IV. PELAKSANAAN A. Persiapan benda uji 1.
Bila contoh tanah yang diperiksa adalah contoh asli dari tabung contoh yang diameternya sudah sesuai dengan benda uji yang diinginkan, maka keluarkan contoh tanah dari tabung, dorong dengan alat pengeluar contoh masuk tabung cetak belah. Potong benda uji rata bagian atas dan bawahnya. Bila perlu permukaan yang tidak rata dapat ditambal kemudian keluarkan dari tabung cetak.
2.
Bila contoh tanah asli ukurannya lebih besar dari benda uji yang diinginkan, bentuk/potonglah contoh tanah dengan pisau atau gergaji kawat, atau dibubut sehingga didapat ukuran yang diinginkan.
3.
Bila contoh tanah berupa tanah padat buatan maka dapat berupa a. Contoh tanah rusak (gagal dalam persiapan/pelaksanaan percobaan) dapat dibentuk kembali dengan memasukkan dalam kantong plastik/karet, remas dengan jari sampai rata seluruhnya. Hindarkan tambahnya udara dalam pori tanah. Kemudian bentuk kembali dan padatkan dalam cetakan sehingga kepadatannya sama dengan aslinya. b. Contoh tanah padat buatan dapat diperoleh dengan memadatkan contoh tanah dengan kadar air dan kepadatan sesuai dengan yang diinginkan. Pemadatan dapat dilaksanakan dengan menumbuk tanah pada silinder pemadatan kemudian dorong keluar dengan alat pengeluar contoh masuk tabung contoh atau dapat pula dengan dipotong dan dibubut. Pemadatan dapat pula dilaksanakan langsung pada cetakan belah. c. Bila dikehendaki, contoh tanah dapat dijenuh sebelum percobaan. Bila demikian catat dan cantumkan pada laporan.
4.
Ukur dengan teliti dan catat ukuran diameter dan tinggi dari benda uji. Juga timbanglah benda uji untuk menghitung berat volume benda uji.
B. Pemasangan benda uji 1.
a.
Taruh benda uji di atas tutup bawah benda uji (specimen cap). Kemudian letakkan tutup atas di atas benda uji. Pada percobaan “unconsolidated drained” gunakan tutup yang tidak berlubang.
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
XII-2
b.
Gunakan peregang membran (di vakuum), selubungkan membran pada benda uji. Matikan pompa vakuum, kemudian selubungkan membran pada benda uji dan ikat membran pada tutup atas maupun bawah dengan gelang karet pengikat. Untuk menjamin rapat air dapat dioleskan pelumas pekat (silicon grease) pada tepi tutup benda uji.
2.
Pasanglah benda uji yang sudah dibungkus membran pada tumpuan pada dasar sel triaxial. Aturlah agar kedudukannya benar-benar sentris.
3.
a.
Isilah sel triaxial dengan air dan berikan tekanan air (tekanan sel) sampai harga yang diinginkan.
b.
Jalankan/atur dengan pemutar tangan agar piston beban hampir (belum) menempel benda uji. Baca dan catat arloji ukur cincin beban yang akan mengukur gaya akibat tekanan ke atas oleh air sel dalam piston, berat piston dan gesekan yang dipakai sebagai koreksi pada pembacaan beban selanjutnya.
c.
Atur lagi sehingga piston beban mulai menempel benda uji.
d.
Atur arloji cincin beban, sehingga dapat diperhitungkan koreksi tersebut tadi arloji membaca nol.
e.
Atur arloji regangan/pemendekan benda uji pada pembacaan nol.
C. Pembebanan 1.
Jalankan mesin beban dengan kecepatan 0,5 – 2 persen/menit. Baca dan catat pembacaan arloji ukur cincin beban dan arloji ukur pemendekan benda uji pada kedudukan-kedudukan pemendekan 0,1; 02; 0,3; 0,4; 0,5; persen, kemudian pada 1,0; 2,0; 2,5; 3,0 persen setelah itu setiap tambahan 1 persen. Selanjutnya setelah pemendekan 10 persen (jika tanah belum pecah) dapat dibaca setiap 2 persen. Lanjutkan pembacaan ini sampai pemendekan 15 persen (meskipun) tanah sudah pecah) atau jika tanah belum pecah lanjutkan pembacaan sampai pemendekan 20 persen.
2.
Setelah selesai pembacaan, hentikan mesin beban keluarkan air dalam sel, kemudian buka sel dan keluarkan benda uji.
3.
Bukalah membran karet dan catat/buat skets bentuk pecahnya tanah.
4.
Timbang dan catat berat benda uji.
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
XII-3
5.
Laksanakan pemeriksaan kadar air benda uji. Kerjakan dengan cara yang sama benda uji kedua dan ketiga dengan tekanan sel yang berbeda besarnya.
V. 1.
HITUNGAN Hitung regangan axial tanah, untuk setiap beban yang dibaca, yaitu : ε
ΔL Lo
dimana L = perpendekan benda uji yang terbaca pada arloji ukur Lo = panjang/tinggi benda uji semula. 2.
Hitung luas rata-rata penampang tanah, A, pada setiap beban.
A 3.
Ao 1
Hitung tegangan deviator pada setiap beban, (1 - 3), yaitu :
1
4.
Ao = luas penampang benda uji semula.
ε 3
P A
, P beban yang bekerja
Gambarkan grafik hubungan antara tegangan deviator dan regangan, dengan tegangan deviator sebagai ordinat dan regangan sebagai absis. Cari dari grafik ini tegangan deviator dan regangan yang memecahkan benda uji, yaitu tegangan deviator maksimum atau tegangan deviator pada regangan 20 %, mana yang lebih dulu terjadi pada pemeriksaan.
5.
a. Hitunglah tegangan utama mayor dan minor pada saat pecah yaitu : Tegangan utama minor = 3 = tekanan sel Tegangan utama mayor = 1 = tegangan deviator + tekanan sel. b. Gambarkan lingkaran Mohr dari tegangan pada saat pecah pada salib sumbu dengan tegangan geser sebagai ordinat & tegangan normal sebagai absis, sebagai berikut : Buatlah setengah lingkaran dengan pusatnya terletak pada sumbu tegangan normal dengan absis sama dengan
1 3 2
dan dengan jari-jari sama dengan
1 3 . 2
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
XII-4
6.
Gambarkan lingkaran-lingkaran Mohr dengan cara yang sama bagi benda-benda uji lainnya yang telah diperiksa.
7.
Gambarkan garis singgung persekutuan yang menyinggung lingkaran-lingkaran Mohr. Garis ini disebut garis selubung (strength envelope atau failure envelope). Perpotongan garis selubung dengan sumbu vertikal (sumbu tegangan geser) merupakan nilai kohesi semu cu dan sudut garis selubung mendatar adalah sudut gesek intern semu u.
8.
Untuk mendapatkan nilai cu dan u dapat pula diperoleh dengan menggunakan grafik dengan ordinat 1 3 dan absis 1 3 . Data pemeriksaan pada 2
2
masing-masing benda uji memberikan satu titik pada grafik ini. Tarik garis lurus penghubung terbaik pada titik-titik tersebut. Apabila garis ini memotong sumbu vertikal pada jarak b (dari 0,0) dan membentuk sudut dengan sumbu mendatar, maka nilai cu dan u dapat dihitung dari hubungan di bawah ini. sin u tg cu
b cos u
Laporan : Hal-hal yang perlu dicantumkan dalam laporan adalah sebagai berikut : 1. Lingkaran Mohr yang menentukan “unconsolidated undrained-strength” Apabila dilakukan pemeriksaan hanya dengan satu benda uji cantumkan tegangan utama minor dan tekanan deviator. 2. Grafik tegangan-regangan. 3. Benda uji yang diperiksa : tanah asli atau tanah padat buatan atau tanah yang “remolded”. 4. Ukuran tinggi dan diameter benda uji. 5. Diskripsi visual tanah : nama tanah, simbul, dsb. 6. Kepadatan tanah semula, kadar air, derajad kekenyangan (bila tanah direndam, catat derajad kekenyangan yang dicapai). 7. Regangan pada saat benda uji pecah, dalam persen. 8. Kecepatan regangan rata-rata pada saat pecah dalam persen/menit, dan cantumkan bahwa prosedurnya adalah “strain control” (atau mungkin stress control).
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
XII-5
9. Sebutkan apabila dilaksanakan reduksi “end restraint” (periksa catat). 10. Catat semua keadaan yang menyimpang atau data lain, yang mungkin perlu dipakai dalam mengadakan interpretasi hasil pemeriksaan.
Catatan : Untuk mereduksi pengaruh gesekan dan adhesi terhadap pengembangan mendatar antara benda uji dengan tutup dasar dan tutup atas dapat digunakan dua lapis lembaran karet bulat, yang diolesi dengan pelumas pekat (silikon grease) antara kedua karet dengan tutup bawah/atas. Karet ini dipasang di atas maupun di bawah benda uji. Diameter karet dibuat sama dengan tutup bawah/alas dan tebalnya minimum 0,13 mm dan maksimum 0,80 mm. Jika digunakan cara ini, tinggi benda uji yang dipakai boleh diambil antara 1,2 – 2 kali diameternya.
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
XII-6
UJI TRIAXIAL Sketsa tanah setelah diuji
Benda uji I
Benda uji II
Diameter Contoh Tinggi contoh (Lo) Luas contoh mula-mula (Ao) Volume contoh (Vo) Berat contoh
Diameter Contoh Tinggi contoh (Lo) Luas contoh mula-mula (Ao) Volume contoh (Vo) Berat contoh
Diameter Contoh Tinggi contoh (Lo) Luas contoh mula-mula (Ao) Volume contoh (Vo) Berat contoh
Diameter Contoh Tinggi contoh (Lo) Luas contoh mula-mula (Ao) Volume contoh (Vo) Berat contoh
Benda uji III
Benda Uji IV
= = = = =
BENDA UJI I cm Berat volume cm Kadar air mula-mula cm2 Derajat kekenyangan cm3 Kadar air sesudah uji gr Berat sesudah uji
= = = = =
gr/cm3 %
= = = = =
BENDA UJI II cm Berat volume cm Kadar air mula-mula cm2 Derajat kekenyangan cm3 Kadar air sesudah uji gr Berat sesudah uji
= = = = =
gr/cm3 %
= = = = =
BENDA UJI III cm Berat volume cm Kadar air mula-mula cm2 Derajat kekenyangan cm3 Kadar air sesudah uji gr Berat sesudah uji
= = = = =
gr/cm3 %
= = = = =
BENDA UJI IV cm Berat volume cm Kadar air mula-mula cm2 Derajat kekenyangan cm3 Kadar air sesudah uji gr Berat sesudah uji
= = = = =
gr/cm3 %
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
% gr
% gr
% gr
% gr
XII-7
Pemendekan Pembacaan Regangan L arloji a x 10-3 = L/Lo (cm) (%)
3 = ..…kg/cm2 Pembacaan arloji
Tekanan Sel 3 = 3 = .…kg/cm2 .…kg/cm2 Pembacaan Pembacaan arloji arloji
3 = .…kg/cm2 Pembacaan arloji
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00
Hari/Tanggal Praktikum : Nama Praktikan : 1. 2. 3. 4. 5. Asisten/Laboran
No. Kelompok: No. Mahasiswa: 1. 2. 3. 4. 5. Mahasiswa
……………………………………….
…………………………………………
Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM
XII-8
Waktu detik
Regangan (%)
1-
A=Ao/(1-)
Pembacaan Dial
Laboratorium Mekanika TanahTeknik Sipil SV UGM
P (kg)
1 - = (P/A)
3
1=d+3
(1 - 3)/2
(1 + 3)/2
L
Penurunan Lo - L
XII-9
