05.Kekuatan Geser Tanah

download 05.Kekuatan Geser Tanah

of 15

  • date post

    07-Aug-2018
  • Category

    Documents

  • view

    215
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of 05.Kekuatan Geser Tanah

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    1/34

    1. PENDAHULUAN

    Batasan :

    Kemampuan tanah menahan tekanan atau

    Kemampuan tanah untuk bertahan terhadap

    usaha perubahan bentuk (deformation) atau

    regangan ( strain)

    Sama dengan nilai (besarnya) tekanan pada

    saat terjadinya keruntuhan (pascal…..Pa)

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    2/34

    Karena kekuatan tanah didasarkan pd

    teori plastisitas, mk perlu dipahami  bbrp istilah plastisitas:

     Tekanan = Stress (Pa)

     Regangan = Strain (%)

     Keruntuhan = Failur (%)

    Kompresi = compresion

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    3/34

     Tekanan :

    Tekanan = gaya tekan dibagi luas bidang tekan

    Kekuatan tanah = besarnya nilai tekanan pd saat

    terjadi keruntuhan

    Jika tidak terjadi keruntuhan, kekuatan tanah

    diberi nilai sebagai nilai suatu regangan tertentu

    (pada saat regangan 10 %, 15% atau 20%)

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    4/34

    Regangan :  Terjadinya sebelum keruntuhan suatu tanah

    telah mengalami perubahan bentuk 

     Nisbah antara

     pertumbuhan atau pengurangan panjang

    atau volume karena tekanan dengan

     panjang atau volume semula % Untuk mengetahui kekuatan tanah, mk dibuat

    hubungan antara tekanan dan regangan

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    5/34

    Pengertian Regangan

    a. Regangan linier 

     b. Regangan volume

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    6/34

     Tujuan : mempelajari faktor-faktor yg menentukan dan mempengaruhi kekuatan tanah, sehingga uraian matematik tidak dibahas scr mendalam

    2. KEKUATAN GESER 

    Keruntuhan geser ditandai dengan terjadinya

     bidang keruntuhan (bidang geser) yg searah dgn tekanan utama besar (major principal stress)

    Terjadi jika kadar air tanah rendah (relatif kering)

    Jika kadar air tinggi, tanah tidak pecah, tapi ukuran garis tengah contoh tanah bertambah dgn  bertambahnya tekanan aksial (axial stress)

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    7/34

    Perubahan garis tengah contoh tanah ini merpk 

     bentuk yg berubah yg tetap

    Jadi tekanan yg menyebabkan terjadinya

     perubahan garis tengah ini dpt dinyatakan sebagai ukuran kekuatan geser tanah

    Terdapat hubungan antara tekanan normal

    dengan tekanan geser pada bidang keruntuhan :

     ϒf = f (σ N)  ϒf = tekanan geser(searah bidang geser) saat

    terjadi keruntuhan

    (σ N) = tekanan normal (tegak lurus bidang keruntuhan)

    Pada tanah pasir :  ϒf = σ N tan ф

    Pada tanah liat :  ϒf = c + σ N tan ф

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    8/34

    ф = sudut gesekan tanah (internal friction angle)

    C = kohesi

    Hubungan antara tekanan normal dan tekanan geser pada bidang keruntuhan

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    9/34

    Hubungan antara tekanan

    geser (Tf) dan tekanan normal (σN)

    Tanah pasir

    Tanah liat

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    10/34

    Tekanan utama pada satu bidang

     Ada 3 tekanan utama (σx, σy, σz)

    Pd saat σf = 0, mk σx = σy = σx)

    (tidak terjadi keruntuhan)

    Untuk terjadi keruntuhan, mk  ϒf 

    harus > dari ketahanan geser.

    Pada keadaan ini, mk σx ≠ σy ≠ σx

    : terjadi keruntuhan)

    Jadi terdapat “tekanan utama kecil

    :(σ1), “tekanan utama kecil :(σ3) dan “tekanan uatama pertengahan

    :(σ2)

    Tekanan geser maksimun

     ϒf = σ1 - σ3 /2

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    11/34

    Ketahanan geser ditimbulkan oleh :

    1.

    Adanya gaya saling menahan antara dua benda yang digeser (kekasaran permukaan)

    Dari rintangan karena adanya saling mengunci diantara partikel-partikel yang bergerak :

     Mikro interlocking : adanya kekasaran permukaan  partikel yang saling bergeser 

    Bila ketahanan geser hanya berasal dari kekerasan permukaan, maka keruntuhan tdk  diikuti oleh perubahan volume

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    12/34

    2. Makro interlocking : disini sebelum terjadi

    keruntuhan Δ vol meningkat, hal ini disebabkan

    karena sebelum dpt digeser partikel-partikel

     penyusun tanah perlu mengatur kedudukannya,

    sehingga terjadi pergerakan partikel sebelum

    dapat digeser.

    Ketahanan gesekan dipengaruhi oleh :

    Ukuran partikel (makin > sdt.θ

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    13/34

    a. Saling mengunci mikro : yg hanya disebabkan oleh

    kekasaran permukaan

     b. Saling mengunci makro : sebelum terjadi keruntuhan

     partikel-partikel penyusun tanah perlu mengatur 

    kedudukannya sedemikian rupa, sehingga dpt digeser, atau harus terjadi pemecahan partikel

    Contoh saling mengunci mikro dan makro

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    14/34

    Kohesi yg didapat pada persamaan sebelumnya  bukan mrpk sifat benda atau tanah, tetapi hanya  pernyataan matematik dari kekuatan geser disebut “kohesi geser”.

    Kehesi yg berasal dari gaya tarik menarik diantara  partikel disebut “kohesi diantara partikel”

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    15/34

    Cara yg paling sederhana : cara geser langsung (dikembangkan oleh Coulomb)

    Contoh alat geser yg paling sederhana, yg diukur 

    adalah :

    Tekanan normal Tekanan geser 

    Pergerakan relatif alat thdp. tanah

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    16/34

    Skema alat geser langsung

    Setelah contoh tanah berada dlm alat geser, pd contoh tanahdibebani gaya normal, kemudian diberi gaya geser (alat

    digeser) sampai terjadi keruntuhan. Pada saat ini pergerakan

    yg dinyatakan dengan regangan juga diamati

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    17/34

    Dengan membuat hubungan antar tegangan

    geser (sebagai ordinat) dan regangan sebagai

    absis, maka kekuatan geser (yaitu tekanangeser pd saat keruntuhan) dapat dihitung.

    Jika pd hubungan ini terdapat puncak, mk 

    kekuatan gesernya adalah tekanan geser pada nilai tersebut (A).

    Jika tidak ada puncak, mk kekuatan gesernya

    adalah sama dengan tekanan geser pada saat kurvenya mulai mendatar (B)

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    18/34

    Cara menghitung kekuatan geser dari pengukuran geser langsung

    A . Terjadi keruntuhan

    B. Regangan terus meningkat

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    19/34

    Dengan mengulang test tersebut pada berbagai harga tekanan normal, atau didapat berbagai

    tekanan geser.

    Kemudian nilai-nilai tekanan normal (sebagai absis) dan tekanan geser pd saat keruntuhan

    (sebagau ordinat)

    Slope dari hubungan ini menggambarkan koefesien gesekan, tan Φ

     Nilai koefesien gesekan, C didapat dgn meluruskan kurve tersebut ke 0

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    20/34

    Cara menghitung tan Φ dan C dari test geser 

    langsung

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    21/34

    Contoh tanah di dalam triaxial cell

    (diameter 3,7 cm dan tinggi 8 cm)

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    22/34

    Terjadi keruntuhan pd test

    triaxial cell

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    23/34

    Kekuatan tarik biasanya dianggap sebagai pengukur  kohesi pd waktu tanah mengalami keruntuhan

    tegangan, hanya gaya kohesi yg bekerja, jadi tidak 

    ada pengaruh kekuatan gesekkan

    Sumber gaya kohesi tanah : kohesi sebenarnya dan

    kohesi semu

    Kohesi sebenarnya berasal dari : sementasi, gaya

    tarik-menarik elektrostastik dan elektomagnetik, ikatan valensi, dan adesi.

    Kohesi semu : berasal dari gaya kapiler dan gaya

    mekanis

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    24/34

    Keruntuhan dan kekuatan tarik 

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    25/34

    1.

    2.

    3.

    4.

    Kandungan & jenis mineral liat

    Macam kation

    Kandungan bahan organik 

    Kandungan air tanah

    Cara mengukur kekuatan tarik :

    1.

    2.

    Dengan tarik langsung (direct tension)

    Dengan tarik tidak langsung (indirect tension)

    dikenal “Brazilian Test”

  • 8/21/2019 05.Kekuatan Geser Tanah

    26/34

    Pengukuran kekuatan tegangan dengan

    “Brazilian Test”

    Kolom tanah dgn panjang l cm, diameter d cm, diletakkan di atas piringan

    datar yg ditaruh di atas timbangan, kemudian di atasnya ditaruh piringan

    lagi dan selanjutnya ditekan sampai terjadi keruntuhan

    Kekuatan tarik agregat dihitung :