BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis

kapasitas dukung tanah,stabilitas lereng,dan gaya dorong pada dinding

penahan tanah.Menurut teori Mohr kondisi keruntuhan suatu bahan terjadi

oleh akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan

tegangan geser dan ini sangat mempengaruhi besarnya kuat geser tanah

Kuat geser tanah merupakan gaya perlawanan yang dilakukan oleh

butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan.Dengan dasar pengertian ini

bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh kohesi tanah yang

tergantung dari tegangan normal yang bekerja pada bidang geser dan juga

gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan

tegangan normal pada bidang gesernya.

Mengenai parameter kuat geser tanah ditentukan dari uji-uji lab pada

benda uji yang diambil dari lapangan yaitu dari hasil pengeboran tanah yang

dianggap mewakili.Salah satu uji lab tersebut adalah uji geser langsung

( Direct Shear Test ).Dalam praktikum kali ini akan membahas mengenai uji

geser langsung dimana praktikan diharapkan dapat memahami langkah-

langkah dalam pengujian maupun dalam pengambilan data.

1.2 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum kita kali ini yaitu :

Untuk menentukan beban geser maksimum dan tegangan geser

makimum pada tanah.

Untuk mengetahui kegunaan menguji uji geser tanah.

Uji geser103

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kuat geser tanah ialah kemampuan tanah melawan tegangan geser yang

terjadi pada saat terbebani. Keruntuhan geser (Shear failure) tanah terjadi bukan

disebabkan karena hancurnya butir-butir tanah tersebut tetapi karena adanya gerak

relative antara butir-butir tanah tersebut. Pada peristiwa kelongsoran suatu lereng

berarti telah terjadi pergeseran dalam butir-butir tanah tersebut .

Kekuatan geser yang dimiliki oleh suatu tanah disebabkan oleh :

Pada tanah berbutir halus (kohesif) misalnya lempung kekuatan geser

yang dimiliki tanah disebabkan karena adanya kohesi atau lekatan

antara butir-butir tanah (c soil).

Pada tanah berbutir kasar (non kohesif), kekuatan geser disebabkan

karena adanya gesekan antara butir-butir tanah sehingga sering disebut

sudut gesek dalam (ⱷ soil).

Pada tanah yang merupakan campuran antara tanah halus dan tanah

kasar (c dan ⱷ soil), kekuatan geser disebabkan karena adanya lekatan

(karena kohesi) dan gesekan antara butir-butir tanah (karena ⱷ).

Pengujian kuat geser dimaksudkan untuk mencari parameter-parameter

dari tanah yang diperlukan dalam menentukan kuat geser. Percobaan untuk

menentukan kuat geser dibagi menjadi :

Drained Test; sampel tanah diberi tegangan normal dan selama

percobaan air dialirkan. Tegangan geser diartikan dengan air tetap

terbuka dan tegangan pori dijaga supaya tetap nol

Undrained Test; pada percobaan ini tekanan air pori tidak diukur dan

selama percobaan air tidak diperbolehkan mengalir. Hanya kekuatan

geser undrained yang dapat ditentukan.

Consolidated Undrained Test; sampel tanah diberikan tegangan normal

sampai konsolidasi selesai dan air diperbolehkan mengalir dari sampel.

Konsolidasi dianggap selesai jika sudah tidak ada perubahan pada isi

sampel. Setelah itu jalan air ditutup dan sampel diberi tegangan geser

Uji geser104

secara undrained. Tegangan normal tetap bekerja dan tegangan pori

diukur.

Benda uji berupa contoh tanah bertampang lingkaran/ bujur sangkar,

(sebanyak 3 buah atau lebih). Satu persatu benda uji ditaruh dalam 2 buah cincin

(tersusun atas dan bawah), kemudian diatas diberi beban normal N yang tetap

besarnya. Digeser dengan gaya T yang besarnya berangsur dinaikkan. Sehingga

pada suatu saat tanah pecah tergeser, dan didapat besarnya T yang memecahkan .

Tegangan normal : σ1 = N/cm2

Tegangan geser : τ= N/cm2

Kekuatan geser (shear strength) tanah merupakan gaya tahanan internal

yang bekerja per satuan luas masa tanah untuk menahan keruntuhan atau

kegagalan sepanjang bidang runtuh dalam masa tanah tersebut. Pemahaman

terhadap proses dari perlawanan geser sangat diperlukan untuk analisis stabilitas

tanah seperti kuat dukung, stabilitas lereng, tekanan tanah lateral pada struktur

Uji geser105

penahan tanah. Uji geser langsung akan lebih sesuai untuk menentukan

parameter kuat geser tanah bila digunakan untuk fondasi.

Metoda uji geser dengan menempatkan benda uji dalam kotak geser.

Kemudian digeser lewat bidang horizontal yang dipaksakan sebagai bidang

runtuhnya dengan kecepatan lambat. Regangan geser; distorsi sudut (angular

distorsion) yang diakibatkan oleh tegangan geser, dan diukur dalam radian.

Sudut geser dalam (angle of shear resistance=ϕ’); komponen dari kekuatan

geser tanah yang timbul akibat gesekan antarbutir. Tahanan geser (shear

resistance); perlawanan tanah terhadap deformasi bila diberi tegangan geser.

Tegangan geser; gaya geser per unit luas.

Peralatan alat geser harus memenuhi persyaratan :

Dapat menahan benda uji di antara 2 batu pori agar tidak terjadi torsi.

Dapat memungkinkan bekerjanya tegangan normal pada permukaan

benda uji, pengukuran perubahan tebal benda uji, gaya geser

sepanjang bidang geser benda uji yang telah ditentukan semula (geser

tunggal).

Dudukan (landasan) alat harus kaku untuk mencegah distorsi selama

pengujian geser.

Bagian-bagian dari alat geser harus terbuat dari vahan yang tidak

mudah mengalami korosi oleh zat kimia.

Uji geser106

DST (Direct Shear Test) adalah cara pengujian parameter kuat geser tanah

yang paling mudah dan sederhana. Bentuk benda uji dapat berupa lingkaran (ring)

atau persegi (square). DST lebih sesuai untuk menguji tanah berpasir dalam

kondisi loose dan dense.

Uji geser107

Akibat beban normal (N) benda uji mengalami penurunan Δv. Akibat

beban geser (F) benda uji mengalami pergeseran Δh, untuk waktu tertentu.

Hasil uji DST berupa :

c dan ϕ,

grafik hubungan antara pergeseran dan tegangan geser ,

grafik hubungan pergeseran dan penurunan

Uji geser108

Ketidaktentuan Hasil DST

Benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (failure) pada bidang

yang ditentukan.

Distribusi tegangan pada bidang runtuh tidak seragam dan kompleks.

Pergeseran hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat DST

digerakkan.

Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geser

berkurang ketika pengujian berlangsung.

Uji geser109

N

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat

1. Satu unit alat uji geser langsung yang terdiri atas :

Kotak geser berbentuk bulat ataupun berbentuk persegi.

Perlengkapan pembebanan normal.

Perlengkapan untuk menggeser tanah.

Cincin beban dengan arloji pengukurnya.

Arloji pengukur penurunan benda uji, dengan ketelitian 0,0001 inci

(0,002 mm).

Arloji pengukur regangan penggeseran, dengan ketelitian 0,001 inci

(0,02 mm).

2. Batu pori.

3. Stopwatch.

4. Alat-alat penyiapan benda uji dan alat-alat pemeriksa kadar air.

3.2 Benda Uji

Benda uji berbentuk bulat dengan cm dan tinggi 2,0 cm dapat

berupa tanah asli yang belum terganggu atau tanah hali pemadatan.

Apabila contoh tanah merupakan hasil pemadatan :

Tanah dipadatkan dalam silinder pemadatan dengan kadar air dan

kepadatan sesuai dengan yang diinginkan. Kemudian desaklah contoh

Uji geser110

tanah keluar dari tabung pemadatan masuk ke dalam cincin cetak.

Masukkan pelan-pelan sambil irislah tanah di luar cincin.

Tanah padat dari silinder pemadat dikeluarkan dari silinder pemadat

kemudian dipotong dan dibubut sesuai dengan bentuk benda uji.

Tanah dipadatkan langsung dalam ruang contoh tanah dalam kotak geser

dengan kadar air dan kepadatan yang diinginkan.

Perikasa kadar air dan massa jenis contoh tanah.

3.3 Prosedur Pelaksanaan

Siapkan benda uji untuk 3 kali percobaan. Untuk tiap percobaan benda

uji harus mempunyai kepadatan yang sama.

Di satukan kedua bagian kotak geser dengan sekrup pengunci yang

ada

Di Pasang dan atur kotak geser dengan urutan dari bawah berupa

batu pori jenuh air.

Di Pasang diatasnya dengan plat bergigi yang berlubang untuk

kondisi “ consolidated drained “ dengan gigi menghadap ke atas

dan arah gigi tegak lurus terhadap arah pergeseran.

Kemudian di masukkan benda uji denagn mendorong keluar dari

cincin cetak.

Di Pasang diatasnya dengan plat bergigi yang berlubang denga gigi

menghadap ke bawah dan arah gigi tegak lurus terhadap arah

pergeseran.

Di Pasang batu pori kedua

Paling atas di pasang penerus beban secara sentris

Di Atur semua perlengkapan pembebanan termasuk arloji pembaca

beban dan arloji penurunan dinolkan

Di Berikan beban sehingga jumlah beban terpasang dan memberikan

tekanan normal pada benda uji 0.25 kg/cm2 dimana

Kotak di geser segera diisi dengan air

Uji geser111

Di Konsolidasikan benda uji tersebut dengan beban normal yang telah

terpasang.

Setelah tanah di konsolidasikan di bukalah kedua sekrup pengunci dan

regangkan dengan memutar sekrup peregang dengan jalan memutar

secara bersama-sama dan lepaskan kedua sekrup peregang tersebut.

Penggeseran dilakukan dengan kecepatan 0,06 mm permenit.

Selama penggeseran di baca catat arloji ukur cincin beban, arloji

penurunan dan arloji penggeseran (lihat formulir data)

Penggeseran dihentikan bila gaya geser menunjukkan nilai konstan.

Keluarkan benda uji dari kotak geser, kemudian lakukan pemeriksaan

kadar air.

Prosedur di atas diulang lagi dengan pembebanan yang mampu

memberikan tekanan normal pada benda uji 0,50 kg/cm2 dan 1,0

kg/cm2

Uji ini diulangi apabila hasil pembebanan kedua lebih kecil dari

pembebanan pertama, atau hasil pembebanan ketiga lebih kecil dari

hasil pembebanan kedua dan seterusnya.

Uji geser112

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengamatan

Waktu

arloji pergeseran

(skala jarum jam)

arloji penurunan

(skala jarum jam)

arloji pergeseran(skala jarum

jam)

arloji penurunan

(skala jarum jam)

arloji pergesera

n(skala jarum jam)

arloji penurunan (skala jarum jam)

detik 0,25 0,5 1

0 0 40 0 32 0 0,95

15 35 22 27 26 13 6

30 50 32 37 25 14 97

45 8 40 37 22 32 78

60 5 39 38 18 86 59

90 65 36 70 95 102 80

120 85 30 84 6 99 66

150 81 45 84 53 - -

 

P ( Beban Geser Maksimum) Tegangan Geser Maksimum

Sample 1 Sample 2 Sample 3Sample

1Sample

2Sample

3

0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

15 7,11 5,50 2,66 0,22 0,17 0,08

30 10,13 7,52 2,87 0,32 0,23 0,09

45 1,64 7,52 6,51 0,05 0,23 0,20

60 1,03 7,72 17,3 0,03 0,24 0,54

Uji geser113

90 13,14 14,4 20,2 0,41 0,45 0,63

120

17,15 16,9 19,9 0,54 0,53 0,62

150

16,35 16,9 - 0,51 0,53 -

4.2 Perhitungan

SEBELUM PENGUJIAN SETELAH PENGUJIAN

Massa cawan kosong Massa cawan kosong

H2 = 12.3 gram B1 = 12.5 gram

10 = 12.4 gram J12 = 12.5 gram

Massa cawan+tanah basah Massa cawan+tanah basah

H2 = 42.8 gram B1 = 41.3 gram

10 = 44.2 gram J12 = 44.2 gram

Massa cawan + tanah kering Massa cawan + tanah kering

H2 = 38.9 gram B1 = 36.4 gram

10 = 39.7 gram J12 = 37.8 gram

Massa air Massa air

H2 = 3.9 gram B1 = 4.9 gram

10 = 4.5 gram J12 = 6.4 gram

Massa tanah kering Massa tanah kering

H2 = 26.6 gram B1 = 23.9 gram

10 = 27.3 gram J12 = 25.3 gram

Kadar air Kadar air

H2 = 14.66 % B1 = 20.50 %

10 =16.48 % J12 = 25.3 %

Kadar Air

Uji geser114

Sebelum Percobaan

Sesudah Percobaan

Perhitungan Beban Geser Maksimum (Pmax)

Beban Geser Maksimum (P) = 0.21 X0.991

Contoh :

Sampel 1 (detik ke 15)

P = 0.21 (35)0.991

= 7,11 kg

Sampel 2 (detik ke 15)

P = 0.21 (27)0.991

= 5,50 kg

Sampel 3 (detik ke 15)

P = 0.21 (13)0.991

= 2,66 kg

Perhitungan Tegangan Geser Maksimum (τ)

Uji geser115

Tegangan Geser Maksimum =

Contoh : Sampel 1

Sampel 2

Sampel 3

4.3. Pembahasan

Pada praktikum kali ini yaitu uji geser langsung dilakukan untuk

mendapatkan nilai geser suatu sampel tanah. Berdasarkan hasil percobaan

yang telah dilakukan maka nilai-nilai yang diperlukan untuk mendapatkan

nilai geser suatu sampel tanah didapat dari :

Gaya geser maksimum = P = 0,21 X 0.991

Hitungan tegangan geser maksimum = P/A

Tegangan normal = P/A

Tegangan geser = τ/A

Berdasarkan hasil percobaan, pembacaan arloji beban geser dan arloji

penurunan diperoleh nilai pembacaan tiap sampel tanah seperti terlihat pada

tabel diatas. Di peroleh tegangan maksimum dari tiap sampel yaitu 0.142,

0.395, 0.885 dan tegangan geser dari tiap sampel 0.003, 0.004 dan 0.006.

Adapun ketidaktentuan uji geser langsung disebabkan karena :

Benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (failure) pada bidang

yang ditentukan.

Uji geser116

Distribusi tegangan pada bidang runtuh tidak seragam dan kompleks.

Pergeseran hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat DST

digerakan.

Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geser

berkurang ketika pengujian berlangsung.

BAB VPENUTUP

5.1. Kesimpulan

* Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa :

 

P ( Beban Geser Maksimum) Tegangan Geser Maksimum

Sample 1 Sample 2 Sample 3Sample

1Sample

2Sample

3

0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

15 7,11 5,50 2,66 0,22 0,17 0,08

30 10,13 7,52 2,87 0,32 0,23 0,09

45 1,64 7,52 6,51 0,05 0,23 0,20

60 1,03 7,72 17,3 0,03 0,24 0,54

90 13,14 14,4 20,2 0,41 0,45 0,63

120

17,15 16,9 19,9 0,54 0,53 0,62

150

16,35 16,9 - 0,51 0,53 -

* Dengan mengetahui uji geser, tentu akan berhubungan dengan kestabilan

lereng, bila berhubungan dengan kestabilan lereng tentu akan berhungan

dengan kemungkinan longsor yang terjadi pada tanah.

5.2. Saran

Uji geser117

Penguasaan terhadap penggunaan alat uji sangat penting agar tidak

terjadi pergeseran mendahului waktu yang ditentukan dikarenakan kesalahan

prosedur.

Penggunaan sampel tanah yang bervariasi juga akan menjadi

penelitian tersendiri mengenai macam-macam tanah dengan kuat gesernya

masing-masing.

LAMPIRAN

Uji geser118

Uji geser119