BAB I

1

BAB I

PERSIAPAN (PREPARASI)

1.1 Tujuan Percobaan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengatahui sifat-sifat fisik dari

batuan. Bahan percobaannya terbuat dari campuran semen dan pasir yang

kadarnya telah ditentukan.

1.2 Teori Dasar

1.2.1 Mekanika Tanah

Ilmu Mekanika Tanah adalah ilmu yang alam perkembangan selanjutnya

akan mendasari dalam analisis dan desain perencanaan suatu pondasi.

Sehingga para siswa disini dituntut untuk dapat membedakan antara

mekanika tanah dengan teknik pondasi.

Mekanika tanah adalah suatu cabang dari ilmu teknik yang mempelajari

perilaku tanah dan sifatnya yang diakibatkan oleh tegangan dan regangan

yang disebabkan oleh gaya-gaya yang bekerja. Sedangkan Teknik

Pondasi merupakan aplikasi prinsip-prinsip Mekanika Tanah dan Geologi.

Yang digunakan dalam perencanaan dan pembangunan pondasi seperti

gedung, jembatan, jalan, bendung clan lain-lain. Oleh karena itu perkiraan

dan pendugaan terhadap kemungkinan adanya penyimpangan dilapangan

dari kondisi ideal pada mekanika tanah sangat penting dalam

perencanaan pondasi yang benar.

Agar suatu bangunan dapat berfungsi secara sempurna, maka seorang

insinyur harus bisa membuat perkiraan dan pendugaan yang tepat

tentang kondisi tanah dilapangan.

1.2.2 Mekanika Batuan

Banyak para ahli yang mendefinisikan mekanka batuan, contohnya

menurut Tablore dan Coates. Menurut Tablore Mekanika batuan adalah

sebuah teknik yang juga sebuah sains yang tujuannya adalah

mempelajari perilaku batuan ditempat asalnya untuk dapat

mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut,

LAPORAN AKHIR GEOMEKANIKA | LABORATORIUM TAMBANG

2

sedangkan menurut Coates Mekanika batuan adalah ilmu yang

mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada sebuah benda. Secara

umum Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku

batuan bila dikenakan gaya atau tekanan.

1.2.3 Uji Kuat Tekan Uniaksial ( UCS )

Penekanan uniaksial terhadap contoh batuan selinder merupakan uji sifat

mekanik yang paling umum digunakan. Uji kuat tekan uniaksial dilakukan

untuk menentukan kuat tekan batuan (σt ), Modulus Young (E), Nisbah

Poisson (v) , dan kurva tegangan-regangan dengan cara contoh batuan

berbentuk silinder ditekan atau dibebani sampai runtuh. Perbandingan

antara tinggi dan diameter contoh silinder yang umum digunakan adalah 2

sampai 2,5 dengan luas permukaan pembebanan yang datar, halus dan

paralel tegak lurus terhadap sumbu aksis contoh batuan. Dari hasil

pengujian akan didapat beberapa data seperti ; Kuat Tekan Batuan (σc),

Modulus Young ( E ), dan Nisbah Poisson ( Poisson Ratio ).

1.2.4 Uji Geser Langsung

Kekuatan geser tanah (soil shear strength) dapat di definisikan sebagai

kemampuan maksimum tanah untuk bertahan terhadap usaha perubahan

bentuk pada kondisi tekanan (pressure) dan kelembapan tertentu (Head,

1982). Kekuatan geser dapat diukur dilapangan maupun dilaboratorium.

Pengukuran dilapangan antara lain dapat dilakukan menggunakan vane

shear, plate load dan test penetrasi. Pengukuran dilaboratorium meliputi

penggunaan miniatur vane shear, direct shear, triaxial compression dan

unconfined compression (sallberg, 1965) dan fall-cone soil shear strength.

1.2.5 Uji Point Load ( Point Load Test )

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan ( strength ) dari

percontoh batu secara tidak langsung dilapangan. Percontoh batuan

dapat berbentuk silinder. Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa,

tidak begitu besar dan cukup ringan.


3

1.3 Alat-alat yang Digunakan

a. Jangka sorong

b. Grinda

c. Gergaji

d. Tali rafia

Pemotongan Sampel Semen

Peralatan yang digunakan dalam pemotongan atau perataan sampel core

adalah grinda.

Sumber: Dokumentasi Praktikum Geomekanika, 2014. Foto 1.1

Alat Grinda

Sumber: Dokumentasi Praktikum Geomekanika, 2014.Foto 1.2

Sampel Core Jangka Gergaji

Pengukuran Diameter dan Tinggi Sampel

Alat yang digunakan adalah jangka sorong dengan ketelitian tertentu.


4


Sampel Core Jangka Sorong

1.4 Prosedur

1. Siapkan sampel yang telah disediakan sesuai dengan ukuran yang di

minta dari setiap percobaan.

Sumber: Dokumentasi Praktikum Geomekanika, 2014Foto 1.4

Sampel Core Yang Telah Jadi Dengan Permukaan Belum Rata

2. Ukurlah dimensi setiap sampel dengan menggunakan jangka sorong

agar dapat mempermudah dalam perhitungannya.

3. Khusus untuk sempel dalam percobaan kuat tekan dan kuat geser

buatlah sempel dengan panjang adalah 2 X dari pada diameter sempel,

dan lakukan perataan permukaan sampel dengan menggunakan grinda

agar permukaannya rata.


5


Sampel Core Setelah di GrindaDengan Permukaan Yang Sudah Rata Rata

4. Ukurlah kembali dimesi dari sempel yang telah diratakan permukaannya

tersebut.

Sumber: Dokumentasi Praktikum Geomekanika, 2014

Foto 1.6Pengukuran Kembali Dimensi Sampel

5. Untuk percobaan tarik tidak lansung, point load, direct shear, dan sifat

fisik sempel di potong tepat di tengah panjang sempel kemudian empel

satukan kembali denganmenggunakan tali rafia.


Sampel Core


6

1.5 Data Hasil Percbaan

a. Percobaan Kuat Tekan

Tabel 1.1Percobaan Kuat Tekan

No Jenis PerbandinganDimensi (cm)

TInggiDiameter

Awal Akhir

1 Besar1:1 14,5 14,5 7,21:3 14,4 14,4 7,2

2 Sedang1:1 11,3 11,3 5,41:3 11,2 11,2 5,4

Sumber: Data Hasil Percobaan Praktikum Geomekanika, 2014

b. Percobaan Kuat Geser

Tabel 1.2Percobaan Kuat Geser


TInggiDiameter

Awal Akhir

1 Besar1:1 10 10 61:3 10 10 6

2 Sedang1:1 10,5 10,5 5,51:3 10,5 10,5 5,5


c. Percobaan Point Load

Tabel 1.3Percobaan Point Load


TInggiDiameter

Awal Akhir

1 Besar1:1 3,5 3,5 51:3 3,5 3,5 5

2 Sedang1:1 2,4 2,4 51:3 2,4 2,4 5


d. Percobaan Kuat Tarik Tidak Lansung


7

Tabel 1.4Percobaan Kuat Tarik Tidak Lansung

No

Dimensi (cm)

TInggi Diameter

1 3 5,6


1.6 Analisa

Dari praktikum dapat diketahui bahwa dalam mengetahui sifat fiik batuan

kita dapat melakukan beberarapa percobaan dengan ketentuan bahan sempel

percobaan yang berbeda satu tetapi dengan bahan yang sama. Bahan yang

digunakan untuk sampel terdiri dari semen dan pasir dengan maksud

mengsimulasikan suatu batuan yang terdiri dari ukuran butir yang berbeda.

Kemudian pemakaian sampel dengan perbandingan semen dan pasir

yang berbeda untuk membadingkan sampel dengan perbandingannya sama

dengan sampel yang perbandingannya berbeda.

Untuk beberapa percobaan membutuhkan sampel dengan permukaan

yang cenderung merata agar dalam pemberian gayanya merata sehingga dapat

diperoleh data yang sesuai dan benar.

1.7 Kesimpulan

Berdaarkan pembahsan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa :

Penentuan sifat fisik batuan dapat dilakukan dengan beberapa macam

percoban dengan analisa pada bahan yang sama dengan komposisi yang

berbeda.

Pada salah satu percobaan di butuhkan sempel dengan permukaan yang

cenderung merata agar pada saat permukaannya diberi gaya atau tekanan, gaya

tersebut dapat terebar secara merata pada sempel.

M II


8

SIFAT FISIK BATUAN


Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengatahui sifat-sifat fisik dari

batuan. Bahan percobaan yang tepat untuk percobaan adalah jenis batuan yang

tidak mudah hancur dan saling melekat satu sama lain serta tidak meresap air

bila dipanaskan.

2.2 Teori Dasar

Sifat fisik adalah aspek-aspek dari suatu objek atau suatu zat yang dapat

diukur ataupun dipersepsikan tanpa mengganti identitasnya. Sifat fisik batuan

terdiri atas sifat intensif atau ekstensif. Sifat intensif merupakan sifat yang tidak

tergantung pada ukuran dan jumlah materi pada objek, sedangkan yang di

maksud dengan sifat ekstensif adalah sifat yang bergantung pada hal tersebut.

Yang dimaksud dengan batuan adalah kumpulan dari mineral-mineral

yang membentuk kristar ataupun tidak, sedangkan minersl itu sendiri terbentuk

akibat ikatan kimia. Komposisi mineral dan jenis mineralnya akan menentukan

jenis batuannya dan akan menentukan pula keadaan atau sifat fisik batuan itu

sendiri nantiya.

Yang termasuk ke dalam sifat fisik antara lain :

Kadar air

Densitas asli (massa jenis asli), kering

Bobot isi, air, kering

SG (specific gravity)

Derajat kejenuhan (Sr)

Angka pori

Porositas

a. Porositas


http://id.wikipedia.org/wiki/Materi

http://id.wikipedia.org/wiki/Ukuran

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sifat_intensif_dan_ekstensif&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Identitas&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Persepsi

http://id.wikipedia.org/wiki/Pengukuran

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Zat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Objek

9

Struktur batuan terdiri atas bagian solid dan void. Porositas batuan dapat

juga diartikan sebagai perbandingan antara bagian berpori dengan volume total

batuan secara matematik dapat ditulis sebagai berikut:

Dimana :

∅ = Porositas absolute (total), fraksi (%)

Vgr = Volume butiran, cc

Vp = Volume pori-pori, cc

Vb = Volume batuan (total), cc

Porositas batuan di klasifikasikan menjadi dua bagian diantaranya adalah :

1. Porositas efektif, adalah perbandingan antara volume pori-pori yang saling

berhubungan terhadap volume batuan total yang dinyatakan dalam

persen.

2. Porositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap

volume batuan total yang dinyatakan dalam persen

Dilihat dari segi waktu dan cara porositas juga dapat diklasifikasikan

menjadi porositas primer dan porositas sekunder :

1. Porositas primer adalah porositar yang keterbentukannya bebarengan

dengan saat terjadinya pengendapan.

2. Porositas sekunder adalah porositas batuan yang keterbentukannya

setelah proses pengendapan.

Porositas batuan menggambarkan presentase batuan yang dapat terisi

kembali. Besar kecilnya presentase batuan dipengaruhi oleh susunan butir,

ukuran butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan.

b. Permeabilitas


10

Permeabilitas dapat diartikan sebagai suatu ukuran media berpori yang

dapat meloloskan fluida. Batuan dikatakan tidak memiliki permebilitas apabila

faktor media berporinya tidak saling berhubungan satu dengan yang lainnya.

Oleh sebab itu ada kaitan diantara permebilitas dengan porositas efektif.

Permeabilitas adalah parameter yang menggambarkan kemudahan suatu

fluida atau cairan untuk mengalir pada suatu media berpori. Parameter ini dapat

dihubungkan dengan suatu kecepatan alir fluida oleh yang telas dibahas

sebelumnya pada hukum Darcy seperti di bawah ini Tanda negatif dalam

persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila tekanan bertambah dalam satu

arah, maka arah alirannya berlawanan arah dengan pertambahan tekanan

tersebut.

c. Saturasi

Saturasi adalah perbandingan volume pori-pori batuan yang terisi cairan

atau fluida dalam bentuk tertentu terhadap jumlah kejenuhan atau cairan fluida

dalam batuan reservoir per satuan volume pori. Pada reservoir terdapat tiga jenis

fluida, diantaranya adalah saturasi air (Sw), saturasi minyak (So) dan saturasi

gas (Sg).

d. Resistiviti

Batuan terdiri dari campuran mineral-mineral, pori-pori dan fragmen.

Padatan mineral tersebut secara fisika tidak dapat mengkantarkan listrik

meskipin kandungan kimianya merupakan jenis konduktor kecuali pada mineral

clay. Sifat kelistrikan pada batuan tergantung pada geometri pori-pori batuan

tersebut dan fluida atau cairan yang mengisi pori batuan itu sendiri. Adapun

minyak dan gas bersifat isolator atau tidak dapat mengalirkan arus listrik

sedangkan pada air bersifat mengalirkankan arus listrik apabila air melarutkan

garam.

Arus listrik akan dialirkan oleh air akibat adanya gerakan dari ion-ion

elektron. Agar dapat menentukan apakah material pada reservoir bersifat

penghantar arus listrik atau tidak maka dapat digunakan parameter resistiviti.

Resistiviti secara singkat dijelaskan sebagai kemampuan dari suatu material

untuk dapat menghantarkan arus listrik, secara matematis dapat di tulis sebagai

berikut :


11

Dimana :

ρ = resistiviti fluida didalam batuan, ohm-m

r = tahanan, ohm

A = luas area konduktor, m2

L = panjang konduktor, m

e. Massa Jenis (Densitas)

Dalam tanah yang kering, kemungkinan terdapat dua bagian saja, yaitu

pori – pori udara dan butiran tanah. Dalam keadaan jenuh tanah terdiri dari

butiran dan pori yang terisi penuh oleh air. Sebaliknya, dalam keadaan jenuh

tanah terdiri dari 3 fase, yaitu : butiran, pori – pori udara, dan yang tersisi air.

Gambar 2.1Diagram Fasa

Semua fasa memiiki berat dan volume, kecuali udara, udara dianggap

tidak mempunyai berat. sedangkan diukur adalah berat, sedangkan untuk

mencari massa adalah dengan perbandingan dengan percepatan gravitasi,

sebagaimana di dalam rumus :


12

Percepatan gravitasi di bumi sekitar 9,805 m/dt2 atau biasanyadi

sederhanakan menjadi 10 m/dt2.

Massa jenis adalah perbandingan massa total batuan dengan volumenya,

secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

Keterangan :

ρ = massa jenis (kg/m3 atau g/cm3)

m = massa (kg)

v = volume batuan (m3 atau cm3)

Massa jenis mempunyai nilai yang tetap, artinya masa jenis tidak

tergantung pada massa dan volumenya. Dengan kata lain, selama jenis zatnya

sama, maka nilai massa jenisnya sama pula. Oleh karena itu, massa jenis dapat

dilgunakan untuk mengidentifikasi suatu zat. Karena jika massa jenisnya sudah

diketahui, maka kita dapat mengetahui dan menyimpulkan jenis zat tersebut. \.

2.3 Alat-alat yang Digunakan

e. Desikator (digunakan untuk menyedot udara yang ada dalam pori-pori

specimen.

f. Stop watch

g. Jangka sorong

h. Pemanas (oven) dengantemperatur 105°s/d 110°C, digunakan untuk

memanaskan specimen selam kurang lebih 24 jam.

i. Pompa vacuum

j. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr


13

2.4 Prosedur

1. Siapkan sampel berbentuk silinder

2. Volume diukur dengan jangka sorong.

3. Sampel dijenuhkan dalam tabung vakum.

4. Batuan diangkat dari tempat pemvacuman.

5. Batuan dicuci untuk menghilangkan kotoran yang menempel pada

batuan tersebut dikeringkan lalu di lap bersih.

6. Lakukan penimbangan setiap berat jenuh tiap-tiap batuan.

7. Masukan batuan kedalam oven.

8. Setelah di oven ±24 jam batuan diangkat dari oven untuk melakukan

penimbangan berat kering.dilakukan setelah batuan didinginkan.

2.5 Hasil Percobaan

a. Perhitungan Sampel I (Batuan Sedimen)

Berat Asli (Wn) : 40,2 gr

Berat Jenuh (Ww) : 43,9 gr

Berat Jenuh Tergantung (Ws) : 19,3 gr

Berat Kering (Wo) : 40 gr

b. Perhitungan Sampel II (Batuan Beku)

Berat Asli (Wn) : 47 gr

Berat Jenuh (Ww) : 48,35 gr

Berat Jenuh Tergantung (Ws) : 23 gr

Berat Kering (Wo) : 37,3 gr

2.6 Pengolahan Data

Sampel 1


14

Sampel 2


15

2.7 Data Hasil Perhitungan

Data hasil perhitungan parameter sifat fisik sebagai berikut :

Tabel 2.1Hasil Perhitungan

No. Parameter Lempung Pasir

1 Berat Asli (Wn) 40,2 gr 47 gr

2 Berat Jenuh (Ww) 43,9 gr 48,35 gr

3 Berat Jenuh Tergantung (Ws) 19,8 gr 23 gr

4 Berat Kering (W9o) 40 gr 37,3 gr

5 Bobot Isi Asli= Wn/(Ww-Ws) 1,67 gr 1,85 gr

6 Bobot Isi Jenuh= Ww/(Ww-Ws) 1,65 gr 1,597 gr

7 Bobot Isi Kering= Wo/(Ww-Ws) 1,82 gr 2,07 gr

8 Apparent S.G.S. Gapp= (Wo/Wo-Ws))/

Bobot Isi Asl0,99 gr 0,863 gr

9 True S.G, S.Gtr= (Wo/(Wo-Ws))/ bobot

Isi Asli1,18 gr 1,40 gr

10 Kadar Air Asli, W=

((Wn-Wo)/Wo)x100%0,5 % 26 %

11 Kadar Air Jenuh, S=

((Ww-Wo)/Wo)x100%9,75 % 29,6 %

12 Derajat Kejenuhan, S= ((Wn-Wo)/ (Ww-

Wo))x100%5,13 gr 88 %

13 Porositas, n= ((Ww-Wo)/(Ww-

Wo))x100%16,18 gr 43 %

14 Void Ratio, e= n/(1-n) 0,19 0, 754


16

2.8 Analisa

Dari Percobaan sifat fisik ini, dengan 2 sampel batuan yang digunakan

yang mana uji fisik secara umum ini meliputi porositas, impermeabelitas, dan

density (berat jenis). Dimana sampel batuan yang digunakan adalah batu pasir

dan batu granit, secara fisik memiliki perbedaan yang sangat jelas dilihat dari

genesa, batu granit terbentuk lansung dari pembekuan magma sehingga tingkat

porositas yang dimiliki rendah dan berat jenisnya pun besar, berbeda dengan

batuan pasir yang merupakan hasil dari endapan fragmen-fragmen hasil

pelapukan, batuan ini memiliki porositas rendah dan berberat jenis kecil.

Percobaan yang pertama adalah menimbang berat sempel awal,

kemudian dilanjutkan dengan penjenuhan sempel dengan cara merendamnya

dalam air selama kurang lebih 24 jam kegiatan ini dimaksudkan untuk

memperoleh data porositas suatu sempel diamana bagian samepel yang kosong

atau terisi udara akan terisi air sehingga masa sempel tersebut bertambah.

Setelah dijenuhkam selama 24 jam dilakukan pengeringan dengan cara

panggang dengan oven selama kurang lebih 24 jam. Setalah dilakukan

pengovenan diperoleh data bahwa masa atau beratnya akan lebih ringan

dibandingkan dengan masa sempel awal atau sempel sebelum dilakukan

percobaan. Hal ini menunjukkan adanya material yang hilang pada sempel,

material tersebut berupa udara dan air yang mengalami perubahan wujud

bersamaan dengan dilakukannya percobaan.

2.9 Kesimpulan

Pada praktikum pengujian sifat fisik batuan pada minggu lalu

dimaksudkan untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari batuan dengan cara yang

digunakan terhadap batuan. Sampel yang kita pilih untuk pengujian adalah

sampel yang tidak mudah hancur, mengembang, dan melekat satu dengan yang

lainnya dengan alat bantu media container untuk menghitung berat sampel

tersebut. Sampel yang kita gunakan adalah sampel yang berbentuk

lingkaran(hasil dari pengeboran).

Sampel pasir dan lempung jika dilihat dari hasil pengamatannya lebih

berat sampel pasir dikarenakan dilihat dari apabila pasir terkena air akan menjadi


17

lebih kompak dari porositas dan permeabelitas. Begitupun dalam perhitungan

yang lainnya, seperti derajat kejenuhan, kadar air asli, kadar air jenuh angka

hasil dari pasir lebih besar daripada lempung.


18

BAB III

SIFAT MEKANIS BATUAN

3.1 Uji Kuat Tekan Uniaxial

3.1.1 Tujuan

Untuk mengukur kuat tekan tertinggi yang bisa diterima batuan yang

membebaninya pada sumbu axial, mengukur deformasi axial dan diameteral

untuk bisa mendapatkan nilai sifat elastisitas dan karakteristik dari batuan.

3.1.2 Landasan Teori

Pada pengujian ini dengan mempergunakan mesin tekan gunanya untuk

menekan contoh sampel batuan yang berbentuk silinder, balok ataupun prisma

dari satu arah atau uniaxial. Sebaran tegangan pada contoh sampel batuan

secara teoritis yaitu searah dengan gaya yang di kenakan pada contoh sampel

tersebut, tapi juga dalam aslinya arah tegangan tidak searah deangan gaya yang

di kenakan pada contoh sampel karena diakibatkan adanya pengaruh dari plat

penekan mesin tekan yang menghimpit sampel.

Ada beberapa istilah dan definisi yang berkaitan dengan uji kuat tekan

uniaxial yaitu :

Kondisi runtuh benda uji

Suatu peristiwa yang ada pada pengujian kuat tekan batu dimana pada

pembacaan manometer beban sumbu sudah dapat menghasilkan

penurunan beban sumbu pada saat setelah pembacaan maksimum sudah

tidak mampu dapat dicapai lagi.

Kuat tekan

Besarnya beban pada sumbu maksimum per satuan luas yang bisa ditahan

oleh benda uji tersebut sehingga terjadi keruntuhan dan dinyatakan dalam

satuan MPa. Antara batuan dengan sinar matahari, air dan perubahan

cuaca bisa mengakibatkan adanya pelapukan ataupun perapuhan pada

batuan maupun mineral penyusunnya. Pelapukan dan perapuhan ini


19

mengakibatkan kekuatan pada batuan menurun. Kejadian berhubungan

antara kuat tekan uniaksial (UCS) atau porositas batuan dengan Slake

Durability Index pada contoh batuan, adalah batu lempung dan batu

lempung kelanauan. Batasan masalah yang terjadi contoh batuan yang

akan diuji yaitu batu lempung dan batu lempung kelanauan hal ini dititik

beratkan kepada porositas, kuat tekan batuan (UCS), dan ketahanan

contoh batuan terhadap slaking. Pengujian dilakukan untuk dapat

mengetahui hubungan antara kuat tekan batuan (UCS) dan porositas

dengan Slake Durability Index. Pelapukan batuan Slake Durability Index

Sifat Fisik Bobot isi spesifik gravity kadar air porositas yaitu merupakan

perbandingan antara dari volume rongga di dalam batuan dengan volume

total batuan. Porositas suatu batuan dinyatakan dalam persen (%). Void

ratio (e) Kuat Tekan Batuan (UCS) Kekuatan contoh pada batuan dengan

pembebanan sampai dengan batas kekuatan maksimum dari batuannya itu

sendiri dipengaruhi oleh dimensi contohnya batuan. Pelapukan perusakan

batuan di kulit bumi karena adanya pengaruh cuaca (suhu, curah hujan,

kelembaban, atau angin), penghancuran batuan dari bentuk gumpalan

menjadi bentuk butiran yang lebih kecil bahkan bisa menjadi hancur

ataupun larut dalam air. Adapun macam-macam elapukan yaitu pelapukan

mekanis, pelapukan kimiawi, dan pelapukan biologis. Pelapukan mekanis

yaitu proses penghancuran batuan secara fisik tanpa adanya perubahan

kimiawi. Pelapukan kimiawi yaitu proses pelapukan dimana pada batuan

mengalami perubahan kimiawi yang pada umumnya berupa pelarutan.

Pelapukan biologis atau biasa disebut juga pelapukan organis yaitu terjadi

akibat adanya proses organis Slake Durability Index.

Stabilisasi Tanah Dengan Semen

Stabilisasi tanah dengan semen yaitu suatu campuran berasal dari tanah

yang dihancurkan, semen dan air yang kemudian dikerjakan proses

pemadatan yang dapat memperoleh suatu bahan yang baru yang disebut

tanah semen ( soil cement ). Pada stabilisasi tanah dengan semen, semen

tidak hanya berperan untuk mengisi pori-pori tanah, tetapi juga semen

menempel pada bagian bidang-bidang kontak antara butiran-butiran tanah

dan fungsinya yaitui sebagai bahan pengikat yang kuat. Proses interaksi

antara tanah dengan semen yaitu sebagai Absorpsi air dan reaksi


20

pertukaran ion bahwa sebuah partikel semen yang kering yang tersusun

secara heterogen dan memiliki isi kristal-kristal 3CaO.SiO2, 4CaO.SiO4,

3CaO.Al2O3 dan dari bahan-bahan yang padat yang berupa

4CaO.Al2O3Fe2O3. Jika semen dicampurkan pada tanah, ion kalsium Ca+

++ akan dilepaskan melalui proses hidrolisa dan pertukaran ion akan

berlanjut pada permukaan partikel-partikel lempung. Dengan melalui reaksi

ini partikel-partikel lempung akan menggumpal sehingga mengakibatkan

konsistensi tanah akan menjadi lebih baik, pada reaksi terbentuknya

kalsium silikat dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung, maka pada reaksi

utama yang berkaitan dengan kekuatan yaitu hidrasi dari A-lite

(3CaO.SiO2) dan B-lite (2CaO.SiO2) yang terdiri dari kalsium silikat dan

melalui proses hidrasi tadi hidrat-hidrat seperti contohnya kalsium silikat

dan aluminat terbentuk. Senyawa-senyawa seperti ini berperan dalam

pembentukan ataupun pengerasan, reaksi pozzolan kalsium hidroksida

yang dihasilkan pada proses hidrasi akan bisa membentuk reaksi dengan

tanah (reaksi pozzolan) yang sifatnya memperkuat ikatan antara partikel,

karena berfungsi sebagai pengikat.

Reaksi Pertukaran Ion

Butiran lempung pada kandungan tanah memiliki bentuk halus dan

bermuatan negatif. Ion positif seperti contohnya ion hidrogen, ion sodium,

ion kalsium serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat di permukaan

butiran-butiran lempung. Jika kapur dicampurkan dengan tanah dengan

kondisi seperti diatas tersebut, maka pertukaran ion akan segera terjadi

dan ion sodium yang berasal dari kapur akan diserap oleh permukaan

butiran lempung. Hal ini diikuti oleh flokulasi butir-butir lempung menjadi

bentuk gumpalan-gumpalan butir kasar yang gembur. Efeknya yaitu pada

umumnya dap[at menambah batas plastis dan memperkecil batas cair.

Efek dari keseluruhan yaitu memperkecil indeks plastis.

Penekanan Uniaksial

Penekanan uniaxial terhadap contoh batuan silinder yaitu salah satu

merupakan uji sifat mekanik yang biasa umum digunakan. Uji kuat tekan

uniaksial dikerjakan untuk bisa menentukan kuat tekan batuan (σt ),

Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v) , dan kurva tegangan-regangan.

Contoh dari batuan berbentuk silinder yang ditekan ataupu dibebani


21

sampai runtuh. Perbandingan dari tinggi dan diameter contoh silinder yang

biasa dipakai yaitu 2 sampai 2,5 dan luas permukaan pembebanan harus

yang datar, halus dan paralel tegak lurus dengan sumbu aksis contoh

batuan.

Modulus Young ( E )

Modulus Young atau modulus elastisitas yaitu merupakan faktor yang

sangat penting dalam untuk mengevaluasi deformasi dari batuan pada

kondisi pembebanan yang bervariasi. Nilai dari modulus elastisitas batuan

sangat bervariasi dari satu contoh batuan dari satu daerah geologi yang

satu ke daerah geologi yang lainnya dikarenakan adanya perbedaan dalam

hal formasi batuan dan genesa atau mineral pembentuknya. Modulus

elastisitas yang dipengaruhi oleh tipe batuan, porositas, ukuran partikel,

dan kandungan air. Modulus elastisitas akan lebih tinggi nilainya apabila

diukur dengan tegak lurus perlapisan daripada diukur sejajar dengan arah

perlapisan. Modulus elastisitas biasa dihitung dari perbandingan tegangan

aksial dengan regangan aksial. Modulus elastisitas bisa ditentukan yang

didasarkan pada persamaan :

Е=Δσ:Δεa

Keterangan: E = Modulus elastisitas (MPa)

Δσ. = Perubahan tegangan (MPa)

Δεa = Perubahan regangan aksial (%)

Terdapat tiga cara yang bisa dipakai untuk bisa menentukan nilai modulus

elastisitas yaitu : Tangent Young’s Modulus, yaitu suatu perbandingan

antara tegangan aksial dengan regangan aksial yang dihitung dengan

persentase yang tetap dari nilai kuat tekan. Umumnya biasa diambil 50%

dari nilai kuat tekan uniaksial. Young’s Modulus, adalah perbandingan

tegangan aksial dengan perbandingan regangan aksial yang dihitung

dengan pada bagian linier dari kurva tegangan- tegangan. Secant Young’s

Modulus, adalah perbandingan antara tegangan aksial dengan regangan

aksial yang dihitung dengan membuat garis lurus yang dimulai dari

tegangan nol ke suatu titik pada kurva regangan-tegangan dalam

persentase yang tetap dari nilai kuat tekan. Yang umumnya biasa diambil

50% dari nilai kuat tekan uniaksial.


22

Nisbah Poisson ( Poisson Ratio )

Nisbah Poisson yaitu sebagai suatu perbandingan negatif antara regangan

lateral dan regangan aksial. Nisbah Poisson bisa menunjukkan adanya

suatu pemanjangan ke arah lateral (lateral expansion) akibat dari adanya

tegangan didalam arah aksial. Sifat pada mekanik ini bisa ditentukan

dengan memakai persamaan :

V=–εl:εa

Keterangan: V = Nisbah Poisson

ε l = regangan lateral (%)

εa = regangan aksial (%)

Pada pengujian kuat tekan uniaksial ini terdapat suatu tipe pecah contoh

pada batuan saat runtuh. Tipe pecah pada batuan tergantung pada tingkat

ketahanan contoh pada batuan dan kualitas permukaan contoh batuan yang

bersentuhan secara langsung dengan permukaan alat penekan pada saat

pembebanan. Uji kuat tekan uniaksialdapat menghasilkan tujuh tipe pecah, yaitu

diantaranya :

a. Cataclasis

b. Belahan arah aksial

c. Hancuran kerucut

d. Hancuran geser

e. Hancuran geser dari sudut ke sudut

f. Kombinasi belahan aksial dan geser

g. Serpihan mengulit bawang dan menekuk

3.1.3 Alat dan Bahan Percobaan

a. Alat

Mesin kuat tekan untuk menekan percontoh yang berbentuk silinder,

balok atau prisma dari satu arah secara menerus/kontinu hingga

spesimen pecah.

Sepasang plat baja berbentuk silinder yang diletkan pada kedua ujung

spesimen dengan diameter yang sama.

Dial gague untuk mengukur deformasi axial dan diameteral.


23

b. Bahan

sampel yang akan di uji


Sampel UCS

3.1.4 Prosedur

a. Contoh batuan yang akan digunakan dalam uji ini disiapkan dengan

ukuran dimensi panjang minimal dua kali diameter perconto.

b. Spesimen diletakan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan

platform penekanan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga spesimen

berada ditengah-tengah apitan plat baja dan pastikan bahwa kedua

permukaan spesimen telah menyentuh plat baja tersebut.


Pemasangan Sampel Pada alat


24

c. Skala pengukuran bebas harus ditetapkan pada keadaan netral (nol).

d. Pada alat kuat tekan dipasang tiga buah dial gauge, pemasangan alat

inidimaksudkan untuk mengukur deformasi aksial, deformasi lateral kiri dan

pengukuran deformasi lateral kanan.


Pemasangan Alat Dial Gauge

e. Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik dan

catat hasil pengukuran.

f. Selama pembebanan berlangsung, secara periodik dicatat nilai deformasi

axial dan deformasi lateral yang ditunjukan oleh dial gauge. Pembacaan

ini dilakukan dalam selang waktubper 30 detik.

g. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga spesimen

pecah.

Foto 3.4Proses Penambahan Beban


25

h. Pembebanan dihentikan setelah spesimen mengalami pecah dan hasilnya

dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya


26

3.1.5 Data Percobaan

Tabel 3.1.1 Hasil data

SampelBeban

( kg )

Waktu

(detik)

Tegangan

(Kg/cm2 )

Regangan

(mpa)

Pembacaan Dial GaugeRegangan

Axial

Regangan

diameteralAxialDiameter

Kiri Kanan Rata”

sedang

1 : 3

250 30 9,906 0,991 11 3,5 1 2,259,909 x 10-

44,409 x 10-4

450 30 17,831 1,783 19 4,5 2 3,251,712 x 10-

35,732 x 10-4

500 30 19,812 1,981 95 60,5 26 43,258,559 x 10-

37,628 x 10-3

Kecil

1 : 1

250 30 16,450 1,645 1 1 1 11,053 x 10-

41,764 x 10-4

500 30 32,899 3,289 1,5 1,5 4 2,751,579 x 10-

44,850 x 10-4

650 30 42,769 4,277 23 22,5 14 18,252,421 x 10-

33,219 x 10-3

750 30 49,349 4,935 55 24 30 27 5,789x 10-3 4,762 x 10-3

Besar 250 30 6,093 0,609 0 0 0 0 0 0


27

1 : 5

500 30 12,185 1,219 5 4 -1 1,53,425 x 10-

42,075 x 10-4

750 30 18,278 1,828 19 12 -2 51,301 x 10-

36,916 x 10-4

1000 30 24,370 2,437 27 14 -1 6,51,849 x 10-

38,990 x 10-4

1250 30 30,463 3,046 36 16 0 82,466 x 10-

31,107 x 10-3

1500 30 36,155 3,656 40 18 0 92,739 x 10-

31,245 x 10-3

1800 8 43,866 4,387 33 11 9 102,260 x 10-

31,383 x 10-3


28

3.1.6 Perhitungan

1. Tegangan = = .... kg/cm2 ........ Mpa

10

Sampel Besar ( 1 : 1 )

Luas = 3,14 x r2

= 3,14 x 2,852

= 8,96 cm2

- Tegangan 1 = = 1,116 Mpa



Sampel besar ( 1 : 3 )

Luas Sampel Besar = 3,14 x r2

= 3,14 x 2,85

= 8,96 cm2




2. Regangan Axial (∑a) = = .......cm

Sampel Besar ( 1 : 1 )

Regangan 1 = = 0.17 x 10-3 cm


29

Regangan 2 = = 0,19 x 10-3 cm

Regangan 3 = = 0.17 x 10-3 cm

3. Regangan Diameteral (∑d) = = ...........cm

Sampel besar ( 1 : 1 )

Diameteral 1 = = 2,63 x 10-4 cm

Diameteral 2 = = 2,63 x 10-4 cm

Diameteral 3 = = 3,5 x 10-4 . 10-1 cm

3.1.7 Analisa

Pada saat melakukan praktikum mengenai uji kuat tekan ini sampel

ukuran kecil memiliki kekuatan tekan beban yang lebih kecil dibanding sampel

ukuran besar. Pada sampel kecil, beban maksimal yang diberikan hanya sampai

900 kg, sedangkan pada sampel besar, beban maksimal yang diberikan sampai

1100 kg. Pada kedua sampel tersebut pula dibagi menjadi 2 jenis, yaitu jenis 1:1

dan 1:3. Dengan adanya perbedaan ukuran dan jenis ini, hasil perhitungan

tegangan dan regangan yang didapatkan berbeda.

Modulus young sampel kecil 1:1 didapatkan hasil sebesar 40, sedangkan

modulus young sampel kecil 1:3 didapatkan hasil sebesar 3,85. Pada modulus

young sampel besar 1:1 didapatkan hasil sebesar 8, sedangkan pada modulus

young sampel besar 1:3 didapatkan sebesar 8,57.

3.1.8 Kesimpulan

Setelah melakukan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa sample yang

dipakai dalam uji coba ini nantinya akan bisa dijadikan acuan sebagai pembuatan

jalan didunia kerja, sebelum membuat jalan maka harus dilakukan pengujian

terlebih daluhu terhadap tanah yang nantinya kan dilalui oleh kendaraan yang

berat.


30

Pada praktikum minggu lalu praktikan mendapatkan hasil melalui

perhitungan. Tegangan maksimal yang didapat pada sampel kecil 1:1 yaitu

sebesar 3,25 mPa. Sedangkan pada sampel kecil 1:3 yaitu sebesar 3,93 mPa.

Pada sampel besar 1:1 yaitu sebesar 4,90. Sedangkan pada sampel besar 1:3

yaitu sebesar 4,93 mPa.

3.2 Point Load Test

3.2.1 Tujuan Pengujian Point Load

Point load test dilakukan untuk mengukur kekuatan (strength) dari

percontoh batu secara tidak langsung di lapangan.

3.2.2 Pengujian Point Load

Point load test (uji beban titik) adalah metode pengujian indek kekuatan

batu dengan beban titik. Dalam pengujian beban titik pada benda uji batu

dimaksudkan untuk mendapatkan indeks kekuatan batu, serta untuk menentukan

klasifikasi batu secara cepat. Pada pengujian ini meliputi pembahasan mengenai

persyaratan, ketentuan, cara uji beban titik pada benda uji batu berbentuk

silinder, balok, atau bentuk lain yang tidak beraturan, serta membahas tentang

pengujian yang berlaku untuk beban sesuai dengan tuntutan desain. Metode

pengujian ini dapat digunakan sebagai parameter untuk memperkirakan

kekuatan batuan lainnya. Pengujian point load ini merupakan pengujian yang

dapat dilakukan langsung di lapangan, dengan demikian dapat diketahui

kekuatan batuan di lapangan sebelum pengujian di laboratorium dilakukan.

Perconto yang disarankan untuk pengujian ini adalah batuan berbentuk silinder

dengan diameter kurang lebih 50 mm.


31

Foto 3.5Alat Uji Point Load

Jika dibandingkan dengan metode pengujian kuat tekan uniaxial (uniaxial

compression test), pengujian dengan uji beban titik (point load test) memiliki

keunggulan dalam menentukan sifat mekanis batuan, karena

dapat memberikan data yang serupa dengan biaya yang lebih murah. Point load

test telah digunakan dalam analisis geoteknik selama lebih dari tiga puluh tahun

(ISRM,1985).

Point load test merupakan salah satu metoda untuk mengetahui kekuatan

batuan apabila diberi kompresi. Pada metode ini digunakan sistem pembebanan

berupa frame pembebanan, pompa hidrolik, dan silinder penekan yang

berbentuk konus. Cara kerjanya adalah benda uji (batuan) diletakkan diantara

dua konus dalam sistem pembebanan. Menggunakan pompa hidrolik, beban

ditingkatkan sampai batuan pecah (failure). Baca besarnya tekanan saat batuan

pecah (P). Selanjutnya ukur jarak antara kedua konus (D). Nilai indeks beban titik

(Is) dihitung dengan rumus :

Dimana: Is = Point Load test index (indek franklin)

P = Beban maksimum hingga percontoh pecah (kN)

D = Jarak antar dua konus penekan (mm)

Hubungan antara indek franklin (Is) dengan kuat tekan (αc) menurut

BIENIAWSKI adalah sebagai berikut :


Is = P/(DxD)

δc = 23 Is

32

3.2.3 Alat-alat yang digunakan

Mesin pengujian point load test, untuk menekan perconto yang

berbentuk silinder, balok atau bentuk tidak beraturan lainnya dari satu

arah secara menerus/ kontinu hingga perconto pecah.

Mistar, untuk mengetahui jarak perubahan axial antara dua konsus

penekan pada alat point load.

Dial gauge, untuk mengukur beban maksimum yang dapat diterima

contoh batuan, hingga contoh tersebut pecah.

3.2.4 Prosedur

Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran

diameter 50 mm.

Contoh diletakkan diantara dua konsus penekan alat point load,

kemudian dongkrak hidrolik diberikan tekanan sehingga kedua ujung

konsus penekan tepat menekan permukaan contoh yang akan diuji.

Catat ukuran mistar pengukuran pada awal kedudukan kedua konsus

penekan mulai menekan contoh.

Pemberian tekanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen

pecah.

Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan

matikan alat penekan apabila perconto batuan sudah pecah.

Baca jarum penunjuk pembebanan maksimal (dial gauge) yang

diberikan alat sehingga perconto pecah.

Catat ukuran mistar pada akhir kedudukan, maka akan didapatkan nilai

jarak antara dua konsus penekan.

3.2.5 Rumus Yang Digunakan

1. Menghitung indeks franklin yaitu dengan rumus :


33

IS =

Dimana : Is = Point Load Test Index

P = Beban maksimum hingga percontoh pecah

D2 = Jarak antara dua konus penekan

2. Menghitung kuat tekan yaitu dengan rumus :

σc = 23 Is

Dimana : Is = Point Load Test Index

σc = Kuat tekan batuan

3.2.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 3.1Hasil Pengamatan Percobaan

Pengukuran Sampel

Pengukuran Konus Dial Gauge(kg)D1 (cm) D2 (cm) d (cm)

Axial (Lempung)

5,6 5,1 0,5 40

Diameteral(Pasir)

5,7 5,2 0,5 20

Sumber : Data hasil pengamatan Praktikum Geomekanika 2014.

3.2.7 Pengolahan Data

Axial (Lempung)

Is =

σc = 23. Is = 23 x 1,54 = 35,42 =3,542 Mpa

Diameteral (Pasir)


34

Is =

σc = 23. Is = 23 x = 17,02

3.2.8 Data Hasil Perhitungan

Tabel 3.2Hasil Percobaan

IS kg/cm2 σC (Mpa)

Axial (Lempung)

1,54 3,542

Diameteral (Pasir)

0,74 1,702

3.2.9 Analisa

Dari data hasil percobaan dapat dianalisakan bahwa, dari segi alat yang

dapat melakukan pegujian terhadap sampel yang mempunyai dimensi berbagai

bentuk. Alat Pointload hanya digunakan dalam menguji kekuatan dari suatu

batuan, fungsinya tidak berbeda jauh dengan pengujian UCS, hanya pada di

UCS pengujiannya dilakukan secara detail, parameter yang diuji lebih bervarasi

sehingga analisa hasil pengujiannya juga semakin jelas.

Pengujian Pointload ini, sampel di uji dengan 2 posisi berbeda (secara axial

dan diameteral). Sampel yang diagunakan untuk pengujian secara axial adalah

batulempung, dan batupasir digunakan sebagai pengujian secara diameteral,

pengujian dengan 2 posisi berbeda ini dimaksudkan terhadap perubahan bentuk

atau gaya yang dapat diterima oleh batuan dari berbagai macam arah, dengan

kondisi sampel dilapangan dengan dimensi tidak jelas dan tidak mewakili.

3.2.10 Kesimpulan


35

Dari hasil pengujian Pointload ini didapat hasil, sampel lempung

mempunyai kekuatan lebih besar dari batupasir, bisa ditunjukan dari pembacaan

pada Dial Gauge. Batupasir bisa pecah pada pemberian beban 20 kg, dan 1,702

Mpa. Sedang pada batulempung pecah di beban 40 kg, dan 3,542 Mpa.

3.3 Triaxial

3.3.1 Tujuan Pengujian Triaxial Batuan

Pada pratikum pengujian triaxial batuan bertujuan untuk

menentukan kekuatan suatu batuan dibawah tekanan triaxial yang

meghasilkan kohesi (C) dan sudut geser dalam ().

3.3.2 Pengujian Triaxial Batuan

Pengujian ini adalah salah atu ujian yang utama dalam penentuan

kekuatan dalam batuan dimana kemampuan ini dengan jalan tekanan

triaxial. Sampel yang digunakan berbentuk silinder. Dan pengujiannya

sama dengan kuat tekan.

Dari hasil pengujian triaxial dapat ditentukan :

- Strength envelope (Kurva Intrinsic)

- Kuat geser (Shear Strength)

- Sudut geser dalam ()


36

- Kohesi (C)

Gambar 3.1Pengujian Triaxial

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Uji Triaksial

a) Tekanan pemampatan

Tekanan pemampatan merupakan faktor yang sangat mempengaruhi

dalam uji triaksial. Besarnya tegangan aksial pada saat contoh batuan runtuh

saat pengujian triaksial selalu lebih besar daripada tegangan aksial saat contoh

batuan runtuh pada pengujian kuat tekan uniaksial. Hal ini disebabkan karena

adanya penekanan (pemampatan) dari arah lateral dari sekeliling contoh batuan

pada uji triaksial.

b) Tekanan pori

Dari penelitian Schwartz pada tahun 1964 yang mempelajari tentang

tekanan pori pada uji triaksial terhadap batuan sandstone (lihat Gambar 2.6).

Dapat disimpulkan bahwa naiknya tekanan pori akan menurunkan kekuatan

batuan.

c) Temperatur

Secara umum, kenaikan temperatur menghasilkan penurunan kuat tekan

batuan dan membuat batuan semakin ductile. Gambar 2.7 menunjukkan kurva

tegangan diferensial (deviatoric stress, σ3-σ1) – regangan aksial untuk batuan

granit pada tekanan pemampatan 500 MPa dan pada temperatur yang berbeda-

beda.

d) Laju deformasi


37

Kenaikan laju deformasi secara umum akan menaikkan kuat tekan

batuan. Hal ini terbukti dari penelitian-peneliatian terdahulu. Pada tahun 1961,

Serdengecti dan Boozer melakukan penelitian tentang pengaruh kenaikan laju

deformasi pada uji triaksial.

e) Bentuk dan Dimensi contoh batuan

Bentuk contoh batuan pengujian triaksial sama seperti uji kuat tekan uniaxial

bentuk silinder. Semakin bertambahnya ukuran contoh batuan, kemungkinan tiap

contoh batuan dipengaruhi oleh bidang lemah akan semakin besar.

f) Tipe Deformasi Batuan pada Uji Triaksial

Secara garis besar tipe deformasi yang terjadi saat contoh batuan runtuh dapat

dibedakan menjadi dua tipe, yaitu brittle fracture dan ductile fracture.

Pengujian ini adalah salah satu pengujian yang terpenting di dalam

mekanika batuan untuk menentukan tekanan batuan di bawah tekanan triaxial.

Perconto yang digunakan pada uji ini berbentuk silinder dengan syarat-syarat

contoh uji sama dengan pengujian kuat tekan. Dari hasil pengujian triaxial yang

dilakukan dapat ditentukan parameter-parameter yang menunjukkan kekuatan

batuan, diantarnya adalah :

Nilai tegangan puncak (1) yang didapatkan dari hasil uji batuan

dengan nilai tegangan keliling (3) yang berbeda-beda.

Strength envelope curve (kurva selubung kekuatan batuan), dari

kurva ini dapat menentukan parameter kekuatan batuan yaitu :

Kuat geser batuan (shear strength)

Sudut geser dalam (ø)

Kohesi (C)


Mesin kuat tekan

Bearing plate

Rubber jacket

Sistem hidrolik untuk memberikan tegangan keliling pada contoh saat

pengujian

3.3.4 Prosedur

Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran

dimensi panjang minimal dua kali diameter perconto.


38

Masukkan perconto batuan ke dalam rubber jacket. Kemudian contoh

dimasukkan ke dalam silinder besi yang berfungsi untuk menahan

tegangan keliling yang diberikan kepada contoh uji kemudian ditutup

oleh flat dan dipasangkan di mesin uji kuat tekan.

Spesimen diletakkan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan

plat form penekanan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga

specimen berada di tengah-tengah apitan plat baja dan pastikan

bahwa kedua permukaan specimen telah menyentuh plat baja

tersebut.

Tegangan keliling (3) diberikan kepada contoh uji dengan

menggunakan sistem hidrolik, usahakan tegangan ini konstan selama

pengujian dilakukan.

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

Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik

dan catat hasil pengukuran.

Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga

specimen pecah.

Pembebanan dihentikan setelah specimen mengelami pecah dan

hasilnya dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya.

3.3.5 Rumus yang digunakan

1. Regangan axial =

2.

3. σ1 = Beban + Tekanan samping (σ3)

3.3.6 Data Pengamatan

Berikut data-data yang di dapat pada praktikum

Tabel 3.1Data Pengamatan Uji Triaxial

Sampel (kg) Perpendekan Axial

Beban

10560 200

1270 300


39

1650 400

2140 425

2140 550

20

90 50

130 150

200 300

280 450

390 500

500 550

520 800

30

80 50

180 250

280 500

380 750

460 1100

Tinggi sampel : 11 cm

Diamter Samepel : 5,5 cm


Contoh Perhitungan untuk beban 10 kg

1. Regangan axial =

2. Ao =

= 3,14 x (2,75 cm)2 = 23,74 cm2


40

3. σ1 – σ3

4 σ1

σ 1 = σ3 + (σ1- σ3)

Tabel 3.4Hasil Pengolahan Data Uji Triaxial

Sampel Perpendekan

AxialBeban

Regangan = Perpendekan Axial (x 0,01)

σ1- σ3

(Kg/Cm2)

σ1 (Kg/Cm2)

10 kg

560 200 0.051 8.4246 18.4246

1270 300 0.115 4.2123 14.2123

1650 400 0.150 4.2123 14.2123

2140 425 0.195 1.053075 11.05307

2140 550 0.195 5.265375 15.26537

20 kg 90 50 0.008 2.10615 22.10615

130 150 0.012 4.2123 24.2123


41

200 300 0.018 6.31845 26.31845

280 450 0.025 6.31845 26.31845

390 500 0.035 2.10615 22.10615

500 550 0.045 2.10615 22.10615

520 800 0.047 10.53075 30.53075

30 kg

80 50 0.007 2.10615 32.10615

180 250 0.016 8.4246 38.4246

280 500 0.025 10.53075 40.53075

380 750 0.035 10.53075 40.53075

460 1100 0.042 14.74305 44.74305

3.3.8 Analisa

Pada pengujian triaxial ini dapat dibuat dianalisakan bahwa

3.3.9 Kesimpulan

Setelah dilaksanakannya praktikum kali ini didapat data-data sebagai

berikut ;

Kohesi (C) : 3.8 Mpa

Kuat gesernya : 20 Mpa

Sudut geser dalamnya : 3,43°


42

3.4 Kuat Geser

3.4.1 Tujuan Pengujian Kuat Geser

Pengujian kuat geser dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik dari

batuan yang menjadi specimen yaitu dari segi berapa kekuatan specimen

terhadap suatu geseran disertai adanya pembebanan yang masih mampu

ditahan oleh specimen tersebut. Hal ini banyak digunakan dalam analisis

stabilitas lereng pada tambang terbuka, analisis stabilitas batuan samping pada

lubang bukaan bawah tanah, dan lain sebagainya.

3.4.2 Pengujian Kuat Geser

Pengujian ini untuk mengetahui kekuatan batuan terhadap suatu geseran

pada tegangan normal tertentu. Dari hasil pengujian kuat geser ini dapat

ditentukan :

Garis “Coulomb’s shear strength”

Nilai kuat geser (shear strength) batuan


43

Sudut geser dalam (ø)

Kohesi

3.4.3 Landasan Teori

Mekanika batuan adalah salah satu cabang disiplin ilmu geomekanika.

Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik batuan

dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan memiliki peran yang

dominan dalam operasi penambangan, seperti pekerjaan penerowongan,

pemboran, penggalian, peledakan dan pekerjaan lainnya.

Tanah merupakan suatu bagian yang sangat menentukan dalam

perencanaan suatu konstruksi, karena menentukan kestabilan konstruksi

tersebut. Kekuatan tanah tersebut tidak sama untuk tempat-tempat yang

berbeda, sehingga hal ini mengharuskan para perencana untuk memperhatikan

kondisi tanah sebagai suatu elemen kestabilan konstruksi yang sangat

menentukan keadaan konstruksi pada masa penggunaannya.

Untuk menentukan kondisi tanah yang akan digunakan sebagai tempat

dibangunnya suatu konstruksi, tidak cukup dilakukan perhitungan tanpa suatu

pemeriksaan yang mendalam atau spesifik. Terutama untuk mengetahui

parameter-parameter dari sifat fisis dan mekanis dari tanah tersebut. Jadi

diperlukan pengujian atau percobaan yang dilakukan secara ilmiah yakni melalui

pengujian laboratorium.

Kekuatan suatu tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor yang sangat komplek

dari parameter-parameter yang didapatkan dari suatu pemeriksaan yang

mendalam. Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah

tersebut, yang meliputi sifat fisis dan mekanis tanah.

Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan massa batuan

dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium maupun dilapangan

langsung atau secara insitu.

Untuk mengetahui sifat mekanik batuan dilakukan beberapa percobaan

seperti uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik, uji triaksial dan uji tegangan insitu.

Mekanika batuan sendiri mempunyai karakteristik mekanik yang diperoleh dari

penelitian ini adalah kuat tekan batuan (σt), kuat tarik batuan (σc ), Modulus

Young (E), Nisbah Poisson (v), selubung kekuatan batuan (strength envelope),

kuat geser (τ), kohesi (C), dan sudut geser dalam (φ).


44

Untuk pengujian kuat geser ini yang mana berfungsi untuk mengetahui

kekuatan batuan terhadap suatu geseran pada tegangan normal tertentu.

nantinya dari hasil pengujian akan dapat ditentukan:

garis “Coulumb’s shear strength”

kuat geser (shear strength)

sudut geser dalam (Φ)

kohesi (C)

Percobaan ini mencakup metode pengukuran kuat geser tanah

menggunakan uji geser langsung UU. Interpretasi kuat geser dengan cara ini

bersifat langsung sehingga tidak dibahas secara rinci. Beberapa definisi yang

berkaitan dengan percobaan ini antara lain:

Gaya Normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang yang

ditinjau.

Gaya geser adalah gaya yang bekerja secara menyinggung atau sejajar

bidang yang ditinjau.

Tegangan normal adalah gaya normal per satuan luas.

Tegangan geser adalah gaya geser per satuan luas.

Peralihan (displacement) adalah perpindahan horizontal suatu bidang

geser relatif terhadap bidang lain dalam arah kerja gaya geser.

Kohesi (cu) adalah kuat geser tanah akibat gaya tarik antar partikel.

Sudut geser dalam adalah komponen kuat geser tanah akibat geseran

antara partikel.

Kuat geser adalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh

suatu bidang (dalam tanah) di bawah kondisi tertentu.

Kuat geser puncak (peak strength) adalah kuat geser tertinggi pada suatu

rentang peralihan atau regangan tertentu.

Kuat geser residual adalah tahanan geser tanah pada regangan atau

peralihan yang besar yang bersifat konstan. Kuat geser residual ini

dicapai setelah kuat geser puncak dilampaui.

Dilantasi adalah pengembangan volume tanah saat dikenai tegangan

geser.

Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisis kestabilan dalam

bidang geoteknik, diantaranya untuk analisis kestabilan lereng, daya dukung

pondasi, analisis dinding penahan, dan lain-lain.


45

Uji geser langsung tidak dapat mengukur tekanan air pori yang timbul

saat penggeseran dan tidak dapat mengontrol tegangan yang terjadi di sekeliling

contoh tanah. Di samping itu keterbatasan uji geser langsung yang lain adalah

karena bidang runtuh tanah ditentukan, meskipun belum tentu merupakan bidang

terlemah.


1. Satu set alat untuk uji kuat geser dari suatu batuan

2. Satu specimen dengan bentuk segiempat atau ketupat dan

specimen yang diujinya berada di tengah-tengah segiempat yang

tengahnya dibuat belah

3. Pompa pembebanan serta penunjuknya dalam satuan KN,

dengan skala satu stripnya 1 KN

4. Penunjukkan keadaan gesernya specimen dengan skala 0,5 per

strip

5. Jumlah specimen yang diuji adalah 1 buah specimen dengan 3

kali uji

3.4.5 Prosedur

1. Ukur terlebih dahulu panjang dan lebar contoh lalu catat pada

form yang ada.

2. Masukkan specimen ke dalam box penyimpanan di alat shear box,

kemudian beri beban normal sesuai dengan perhitungan.

3. Pasang selang oli pressure pada saat posisi maju saat

pengukuran maju, demikian pula pada saat pengukuran mundur selang

dipindahkan.

4. Pompa beban yang digunakan (1 KN, 2 KN, 3 KN) dan ditahan

supaya konstan selama pengujian masih dilakukan.

5. Baca pressure gauge sesuai waktu yang diminta sebanyak 12 mm

perubahan.

6. Beban yang diberikan jangan sampai berubah. Apabila berubah

maka pressure gaugenya pun berubah. Penunjuk keadaan geser

specimen dengan skala 1 strip bernilai 0,5 KN.

7. Pompa untuk menggeser specimen, digerak-gerakkan selama alat

penunjuk geser maju atau mundur itu berputar satu putaran penuh


46

8. Setelah satu putaran dicatat data yang dihasilkan dari alat

penunjuk kekuatan geser (yang letaknya di dekat pompa yang berfungsi

untuk menggeser).

9. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali dengan keadaan menggeser

ke arah maju dan ke arah mundur.

3.5 Kuat Tarik Tidak Langsung

3.5.1 Tujuan Pengujian Kuat Tarik

Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui ikuat tarik batuan secara

tidak langsung, pengertian secara tidak langsung ini, dikarenakan specimen

diberikan pembebanan terhadap arah diameteral sehingga gaya yang diberikan

akan di distribusikan secara diametral (ditarik).

3.5.2 LandasanTeori

Sifat mekanik batuan yang diperoleh dari uji ini adalah kuat tarik batuan

(σt). Ada dua metode yang dapat dipergunakan untuk mengetahui kuat tarik

contoh batuan di laboratorium, yaitu metode kuat tarik langsung dan metode kuat

tarik tak langsung. Metode kuat tarik tak langsung merupakan uji yang paling


47

sering digunakan. Hal ini disebabkan uji ini lebih mudah dan murah daripada uji

kuat tarik langsung. Salah satu uji kuat tarik tak langsung adalah Brazilian test.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kuat tarik (tensile

strength) dari percontoh batuan berbentuk silinder secara tidak langsung.

Alat yang digunakan adalah mesin tekan seperti pada pengujian kuat

tekan. Alat yang digunakan adalah mesin tekan seperti pada pengujian

kuat tekan. Metode kuat tarik tak langsung merupakan uji yang paling

sering digunakan. Hal ini disebabkan uji ini lebih mudah dan murah

daripada uji kuat tarik langsung. Salah satu uji kuat tarik tak langsung

adalah Brazilian test. Kekuatan geser tanah merupakan perlawanan

internal tanah tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau

pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah yang dimaksud.

Kuat tarik batuan merupakan salah satu parameter penting dari sifat dan

karakteristik massa batuan, dan perlu menjadi perhatian didalam perhitungan

kestabilan atap lubang bukaan. Kuat tarik batuan pada umumnya diperoleh dan

uji kuat tarik tidak langsung, yang sampai saat ini masih tetap digunakan karena

faktor kemudahan dalam mempersiapkan contoh uji dan kesederhanaan metode

pengujian serta taraf kepercayaannya yang masih bisa dianggap memenuhi

syarat. Penelitian ini dilakukan untuk melihat perbandingan nilai kuat tarik yang

diperoleh dari uji kuat tarik tidak langsung melalui uji Brazilian dengan nilai uji

kuat tarik langsung, terhadap contoh batu gamping Citatah dan batu andesit

lapuk Gunung Jaha. Dengan terlebih dahulu merancang dan membuat alat uji

kuat tarik langsung. Untuk menentukan bentuk geometn contoh uji tank

langsung, dilakukan studi permodelan numenk dengan mrnggunakan paket

program `Rheo-Staub' terhadap model contoh uji bentuk; silinder, `dog-bone

linier', `dog-bone semi circle', dan bentuk `dog-bone circle'.

Uji geser langsung merupakan pengujian yang sederhana dan langsung.

Pengujian dilakukan dengan menempatkan contoh tanah ke dalam kotak geser.

Kotak ini terbelah, dengan setengah bagian yang bawah merupakan bagian yang

tetap dan bagian atas mudah bertranslasi. Kotak ini tersedia dalam beberapa

ukuran, tetapi biasanya mempunyai diameter 6.4 cm atau bujur sangkar 5,0 x 5,0

cm . Contoh tanah secara hati-hati diletakkan di dalam kotak, sebuah blok

pembebanan, termasuk batu-batu berpori bergigi untuk drainase yang cepat,


48

diletakkan di atas contoh tanah. Kemudian suatu beban normal Pv dikerjakan.

Kedua bagian kotak ini akan menjadi sedikit terpisah dan blok pembebanan serta

setengah bagian atas kotak bergabung menjadi satu. Kuat geser sangat

dipengaruhi oleh beberapa faktor , antara lain :

Tekanan efektif atau tekanan antar butir.

Kemampuan partikel atau kerapatan

Sementasi partikel, yang terjadi secara alamiah atau buatan.

Daya tarik antar partikel atau kohesi.

3.5.3 Alat Dan Bahan

a. Alat

Mesin kuat tekan (Unaxial Compression Test MachineI).

Sistem pengukuranbeban, dengan ketelitian 2 kali.

Sepasang plat baja.

Jangka sorong dan stopwatch.

b. Bahan

Sampel batuan yang akan diuji

3.5.4 Prosedur

Contoh batuan yang akan digunakan dalam uji ini disiapkan dengan

ukuran dimensi panjang = setengah kali diameter.

Plat baja bagian bawah diletakkan ditengah – tengah platform mesin kuat

tekan.

Spesimen diletakkan ditengahnya (diantara plat baja atas dan plat baja

bawah), kemudian sedikit demi sedikit ditekan dengan platform atas

dengan mesin kuat tekan dengan memberikan pembebanan.

Pasang Dial Gauge untuk l mengukur deformasi axial.

Contoh batuan diberikan pembebanan, diusahakan laju pembebanan

tersebut konstan yaitu 200 N/detik.

Pembacaan pembebanan dilakukan setiap penambahan gaya 2 KN dan

catat angka pembebanan axial hingga dicapai gaya maksimum (specimen

pecah).

3.5.5 Rumus Yang Digunakan

Besarnya kuat tarik di hitung sebagai berikut :


49

Ot =

Dimana : ot = kuat tarik (kg/cm2)

P = beban maksimum saat contoh pecah

L = Tebal contoh

D = diameter contoh

3.5.6 Data Hasil Pengamatan

Tabel 3.1Data Hasil Percobaan

SAMPELDIMENSI

Beban (Kg)Tinggi (cm) Diameter (cm)

I 3,5 7 50

II 2,9 5,8 1250

Sumber : Data Hasil Praktikum Geomekanika ,tahun 2014.


Sampel 1 (Batuan Sedimen)

1,29

Tegangan = = 1,29 kg/cm2

= 0,13 Mpa

Sampel 2 (Batuan Beku)


50

47,33

Tegangan = = 47,33 kg/cm2

= 4,733 Mpa

Tabel 3.2Data Hasil Perhitungan

SAMPEL

DIMENSI

Beban (Kg) cTegangan

(Mpa)Tinggi

(cm)

Diameter

(cm)

I 3,5 7 50 1,29 0,129

II 2,9 5,8 1250 47,33 4,733

3.5.8 Analisa

Dari Percobaan Kuat Tarik Tidak Lansung ini dapat dianalisa, uji dengan

posisi diameteral pada jenis-jenis batuan sampel yang berbeda agar dapat

mengetahui kekuatan batuan-batuan tertentu terhadap beban yang diterima yang

mana batuan tersebut akan mengalami tarikan dari samping. Uji ini dapat

diaplikasikan dalam suatu pemodelan bukaan tambang, untuk kestabilan lereng,

maupun bukaan underground.

3.5.9 Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan perhitungan didapat kesimpulan, Beban yang

dapat diterima batuan sedimen lebih kecil yaitu 50 kg = 0,129 Mpa. Dibandingkan

Pada batuan beku yang dapat menerima beban sampai 1250 kg = 4,733 Mpa

sampai patah.

BAB IV

UJI MASSA JENIS (DENSITY), KADAR AIR, DERAJAT

KEJENUHAN, ANGKA PORI DAN POROSITAS


51


Tujuan percobaan ini untuk mengukur massa jenis dan kadar air alami

tanah yang menunjukan sifat fisik tanah.

4.2 Teori Dasar Percobaan

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.

Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap

volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi

dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi

(misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada

benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air ).

Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3). Massa

jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang

berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya

akan memiliki massa jenis yang sama.

Rumus untuk menentukan massa jenis adalah :

Dengan :

ρ = adalah massa jenis,

m = adalah massa,

V = adalah volume.

Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah : gram

per sentimeter kubik (g/cm3).

1 g/cm3 =1000 kg/m3

Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3

Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk

menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2

menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'. Rumus

massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama.


http://id.wikipedia.org/wiki/Sentimeter

http://id.wikipedia.org/wiki/Gram

http://id.wikipedia.org/wiki/Volume

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa

http://id.wikipedia.org/wiki/Meter

http://id.wikipedia.org/wiki/Kilogram

http://id.wikipedia.org/wiki/SI

http://id.wikipedia.org/wiki/Air

http://id.wikipedia.org/wiki/Besi

http://id.wikipedia.org/wiki/Volume

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa

52

Percobaan ini untuk mengukur berat isi dan kadar air dalam tanah

dengan menggunakan uji ring gamma. Besaran-besaran lain yang dapat

diturunkan adalah angka pori (e ), porositas (n), dengan derajat kejenuhan (Sr).

1. Berat isi (ρ) : adalah berat tanah persatuan volume.

2. Kadar air (w) : perbandingan antara berat air dengan berat butir

tanah, dinyatakan dalam persen.

3. Derajat kejenuhan (Sr) : perbandingan volume air dengan volume pori total,

dinyatakan dalam persen.

4. Angka pori (e) : perbandingan antara volume pori dengan volume

butir.

5. Porositas (n) : perbandingan antara volume pori dengan volume

total.

4.3 Manfaat

Besaran yang diperoleh dapat digunakan untuk korelasi empiris dengan

sifat-sifat teknis tanah.

4.4 Keterbatasan

Metode ini tidak dapat digunakan untuk tanah fraksi kasar.

4.5 Peralatan

Selinder ring

Timbangan (ketelitian 0.01 gr)

Oven

Desikator

Alat dongkrak

Stikmaat (jangka sorong)

Pisau

4.6 Prosedur Percobaan

1. Slinder ring dibersikan kemudian dengan stickmat diukur diameter (d),

tinggi, (t), dan beratnya ditimbang.


53

2. Slinder ring ditekan masuk kedalam dan kemudian dengan alat dongkrak

selinder dikeluarkan, potong dengan pisau, kemudian tanah disekitar ring

dibersikan dan permukaan tanah diratakan.

3. Ring + contoh tanah ditimbang kemudian dimasukan kedalam oven

selama 24 jam denag suhu 105° C.

4. Sesudah itu contoh tanah yang sudah kering dimasukan kedalam

desikator ± 1 jam.

5. Contoh tanah yang sudah dingin ditimbang, didapat berat kering.

4.7 Rumus yang Digunakan

Massa Jenis (Density)

Dimana :

ρ = Massa jenis tanah (gr/cm3)

M = Massa tanah alami (gr)

V = Volume tanah alami (cm3)

Kadar Air (Water Content)

Dimana :

w = Kadar air (%)

Mw = Massa air (gr)

Md = Massa tanah kering (gr)

Derajat Kejenuhan (Degree Of Saturation)

Jadi,


54

Dimana :

Sr = derajat kejenuhan (%)

V = volume total (cm3)

Vw = volume air (cm3)

Vp = volume pori (cm3)

Mw = massa air (gr)

Md = massa tanah kering (gr)

ρw = massa jenis air (1 gr/cm3)

ρd = massa jenis tanah kering (gr/cm3)

Angka Pori (Void Ratio)

Jadi,

Dimana :

e = angka pori



Vd = volume butiran (cm3)



Porositas


55

Jadi,

Dimana :

n = porositas (%)





4.8 Data Hasil Percobaan

Tabel 4.1Hasil Percobaan

NoPercobaan

Sampel ISampel II

Atas Bawah Atas Bawah

1 Tinggi Ring, t (cm) 2,9 4,3 2,8 4,9

2 Diameter Ring, d (cm) 3,5

3 Volume tanah asli (cm3) 27,88 41,34 26,92 47,11

4Massa container, Mc

(gram)13,6 14,2 13,6 13,8

5Massa Tanah Kering +

Container (gram)55,4 70 53,1 74,3

Sumber : Data Hasil Praktikum Geomekanika, Laboratorium Tambang tahun 2014.

4.9 Pengolahan Data

Sampel Pertama

1. Massa tanah alami + Container, M2 (gr)

I. M2 = 55,4 gr

II. M2 = 70 gr

2. Massa Container (Mc)

I. Mc = 13,6 gr

II. Mc = 14,2 gr

3. Massa tanah kering + container, M3 (gr)

I. M3 = 42,5 gr


http://bjbj-pu.com/album-27-laboratorium-.html

56

II. M3 = 52 gr

4. Massa tanah alami, M = M2 – Mc

I. M = 55,4 gr – 13,6 gr = 41,8 gr

II. M = 70 gr – 14,2 gr = 55,8 gr

5. Massa tanah kering, Md = (M3 – Mc)

I. Md = 42,5 gr – 13,69 gr = 28,9 gr

II. Md = 52 gr – 14,2 gr = 37,8 gr

6. Massa air, Mw = M – Md

I. Mw = 41,8 gr – 28,9 gr = 12,9 gr

II. Mw = 55,8 gr - 37,8 gr = 18 gr

7. Kadar air,w =

I. w =

II. w =

8. Massa jenis tanah,

I.

II.

9. Massa jenis tanah kering,

I.

II.

10. Angka Pori, e


57

I.

II.-3

11. Porositas, n

I.

II.

Perhitungan Sampel Kedua

1. Massa tanah alami + Container, M2 (gr)

I. M2 = 53,1 gr

II. M2 = 74,3 gr

2. Massa Container

I. (Mc) = 13,6 gr

II. (Mc) = 13,8 gr

3. Massa tanah kering + container, M3 (gr)

I. M3 = 43,5 gr

II. M3 = 53,5 gr

4. Massa tanah alami, (M)

I. M = M2 – Mc = 121,906 gr – 13,6 gr = 39,5 gr

II. M = M2 – Mc = 120,714 gr – 13,8 gr = 60,5 gr

5. Massa tanah kering, Md = (M3 – Mc)

I. Md = M3 – Mc =43,5gr – 13,6 gr = 29,9 gr

II. Md = M3 – Mc =53,5 gr – 13,8 gr = 39,79 gr

6. Massa air,

I. Mw = M – Md = 53,1 gr – 43,5 gr = 9,6 gr

II. Mw = M – Md = 74,3 gr – 53,5 gr = 20,71 gr

7. Kadar air,


58

I. w =

II. w =

8. Massa jenis tanah,

I.

II.

9. Massa jenis tanah kering,

I.

II.

10. Angka Pori, e

I.

II.

11. Porositas, n

I.

II.

4.10 Data Hasil Pengolahan Data

Tabel 4.2Hasil Pengolahan Data


59

NoPercobaan

Sampel I Sampel II

Atas Bawah Atas Bawah

1 Tinggi Ring, t (cm) 2,9 4,3 2,8 4,9

2 Diameter Ring, d (cm) 3,5

3 Volume tanah asli (cm3) 27,88 41,34 26,92 47,11

4Massa container, Mc

(gram)13,6 14,2 13,6 13,8

5Massa Tanah Kering +

Container (gram)55,4 70 53,1 74,3

8 Massa Tanah Asli (gram) 41,8 55,8 39,5 60,5

9Massa Tanah Kering,

(gram)28,9 37,8 29,9 39,79

10 Massa air (gram) 12,9 18 9,6 20,71

11 Kadar air (%) 44,63 47,61 32,10 52,16

12Massa Jenis Tanah

(gr/Cm3)1,49 1,34 1,46 1,28

13Massa Jenis Tanah Kering

(gr/cm3)1,03 0,907 1,105 0,841

15 Angka Pori, e 0,38 0,456 0,342 0,516 Porositas, n (%) 38,4 46,05 34,47 50,28

8.11 Analisa

Dari data hasil percobaan dan perhitungan dapat dianalisakan, sampel

yang digunakan dalam percobaan ini terdiri dari sampel yang masing-masing

dibagi 2, 2 sampel yang diambil dengan lokasi yang bebeda dengan dimensi

yang sama, ini dimaksudkan mengsimulasikan untuk menentukan kadar air dan

tingkat porositas di tempat yang berbeda lokasi dengan titik-titik tertentu, yang

mana uji dari soil propertys ini oupout yang di dapat nantinya adalah jumlah

kadar air yang dikandung dari suatu tanah dan tingkat prorositasnya.


60

Kemudian dari sampel yang ada dibagi dua masing-masingnya, ini

dimaksudkan dibagi bagian atas dan bagian bawah, karena kadar air pada suatu

lapisan tanah jumlahnya berbeda-beda sesuai dengan jumlah pori yang dimiliki

dari batuan tersebut. Percobaan ini juga dimaksudkan, dengan memperoleh

hasil-hasil uji berupa berat jenis, tingkat porositas dsb, dapat diterapkan dalam

perkiraan bukaan tambang pada titik yang berbeda dengan lokasi yang sama,

begitu juga dengan memperkirakan tingkat pelapukan suatu tanah pada daerah

tertentu.

8.12 Kesimpulan

Dari percobaan yang dilakukan maka didapatkan hasil sifat-sifat fisik

tanah yang telah di ukur, ditimbang, dan hitung yaitu :

Massa Air : 12,9 gr

Kadar Air : 44,63%

Massa Jenis Tanah : 12,9 gr/cm3

Massa Jenis Tanah Kering : 1,03 gr/cm3

Derajat kejenuhan : 0,844%

Angka Pori : 0,38

Porositas : 38,4 %

Dari data diatas maka dapat disimpulkan bahwa tanah tersebut bersifat memiliki

kadar air yang cukup besar karena pori-porinya terbilang cukup banyak, hal itu

dikarenakan oleh tanah yang merupakan material lepas yang memiliki ruang atau

pori-pori untuk menyimpan air, tidak seperti batuan yang kompak dan tidak

mempuanyai banyak celah untuk menyimpan air.

BAB V

UJI KONSOLIDASI


Tujuan konsolidasi adalah menentukan sifat kemampatan tanah dan

karakteristik konsolidasinya yang merupakan fungsi dari permeabilitas tanah,


61

dengan memberikan beban secara bertahap kepada tanah dan mengukur

perubahan volume (atau perubahan tinggi) contoh tanah terhadap waktu.

a. Sifat kemampatan tanah dinyatakan dengan koefisien kemampatan

volume (mv) atau dengan indeks kompresi (Cc).

b. Karakteristik konsolidasi dinyatakan oleh koefisien (Cv) yang

menggambarkan kecepatan kompresi tanah terhadap waktu.


Suatu beban statis pada tanah pasir akan memampatkan pasir secara

cepat, sedangkan beban statis akan bekerja pada tanah lempung menyebabkan

penurunan sangat lambat. Ada dua penyebab utama mengenai lambatnya waktu

penurunan dari tanah lempung yaitu:

1. Kelambatan Hidrodinamik

2. Kelambatan kekentalan

Meskipun lapisan lempung mempunyai sedikit sifat kompresi elastis

berupa sedikit perubahan volume pada partikel-partikel tanah dan air, secara

pasti bagian yang lebih besar dari penurunan harus terjadi karena diperas

keluarnya air dari rongga pori. Beban statis menghasilkan suatu gradien tekanan

dalam air pori dan menyebabkan aliran menuju permukaan drainase. Akan tetapi,

aliran ini lambat karena adanya permeabilitas dari tanah lempung. Sehingga laju

penurunan merupakan fungsi dari permeabilitas. Kelambatan waktu penurunan

ini disebut sebagai kelambatan hidrodinamik.

Agar partikel-partikel lempung bergerak saling mendekat bersama-sama

akibat suatu beban statis, maka air lapis ganda yang tersesun mengelilingi

partikel-partikel lempung harus mengalami deformasi. Deformasi ini bisa

disebabkan oleh beban-beban yang dapat cenderung memaksa keluarnya air

lapis ganda dan /atau oleh beban-beban geser yang menyebabkan suatu

deformasi geser dalam air yang mengelilingi partikel tersebut. Kelambatan waktu

yang berkaitan dengan perlawanan kekentalan disebut kelambatan kekentalan.

Kompresi pada lapisan-lapisan lempung jenuh akibat suatu beban statis

disebut konsolidasi, dan teori-teori mengenai konsolidasi yang berkaitan dengan

kelambatan hidrodinamik maupun kelambatan kekentalan terdapat pada literatur

mekanika tanah. Metode mengenai estimasi dari konsolidasi lempung yang biasa

digunakan pada saat ini adalah didasarkan pada teori konsolidasi satu dimensi


62

yang diajukan oleh Terzaghi ( 1925 ), yang hanya mengenal kelambatan

hidrodinamik yang bertanggung jawab kepada kelambatan waktu penurunan.

Dengan alasan ini maka teori tersebut harus digunakan dengan sangat hati-hati

dan mengikuti prosedur-prosedur standar yang telah diuji selama bertahun-

tahun. Meskipun teori Terzaghi tidak mempertimbangkan kelambatan kekentalan,

pada saat teori itu disajikan telah merupakan suatu perbaikan yang cepat pada

prosedur-prosedur guna mengestimasi konsolidasi lempung dan dapat

dipandang sebagai pelapor dari banyak teori-teori yang istimewa dalam

mekanika tanah pada saat ini (Bowles, 1984).

Uji konsolidasi dilakukan pada tanah lempung atau lanau jenuh dengan

interpretasi berdasarkan teori Terzaghi. Pengujian secara khusus untuk tanah

ekspansif dan tanah organik tidak termasuk dalam lingkup pengujian ini.

Beberapa defenisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain:

a. Konsolidasi

adalah proses dimana tanah mengalami kompresi akibat beban dalam

suatu periode waktu tertentu, dimana kompresi berlangsung akibat

pengaliran air keluar dari pori-pori tanah.

b. Tekanan air pori ekses

adalah tekanan air pori tanah akibat pemberian beban seketika. Dengan

mengalirnya air dari pori-pori tanah, tekanan air pori ekses ini akan

menurun secara berangsur-angsur, peristiwa ini disebut dengan didipasi

tekanan air pori. Bila suatu lapisan tanah mengalami pembebanan akibat

beban di atasnya, maka tanah di dibawah beban yang bekerja tersebut

akan mengalami kenaikan tegangan, ekses dari kenaikan tegangan ini

adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar (settlement).

Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi

partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai

berkurangnya volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya

penurunan tanah.

Pada umumnya tanah, dalam bidang geoteknik, dibagi menjadi 2 jenis,

yaitu tanah berbutir dan tanah kohesif. Pada tanah berbutir (pasir/sand),

air pori dapat mengalir keluar struktur tanah dengan mudah, karena tanah

berbutir memiliki permeabilitas yang tinggi. Sedangkan pada tanah

kohesif (clay), air pori memerlukan waktu yang lama untuk mengalir


63

keluar seluruhnya. Hal ini disebabkan karena tanah kohesif memiliki

permeabilitas yang rendah.

c. Derajat konsolidasi

Adalah rasio antara tekanan air pori yang menurun setelah beberapa

waktu berdisipasi terhadap tekanan air pori ekses mula-mula selama

proses konsolidasi. Disebut juga sebagai persentase disipasi tekanan air

pori.

d. Derajat konsolidasi rata-rata

Adalah rata-rata derajat konsolidasi sepanjang ketinggian contoh tanah.

Dapat dibuktikan bahwa derajat konsolidasi rata-rata sama dengan rasio

pemampatan tanah pada saat tertentu terhadap pemampatan final dari

contoh tanah.

e. Kompresi awal

adalah pemampatan yang terjadi seketika setelah beban diberikan

kepada contoh tanah, sebelum proses disipasi berlangsung.

f. Konsolidasi primer

adalah bagian dai kompresi tanah akibat pengaliran air hingga seluruh

proses disipasi selesai.

g. Konsolidasi sekunder

adalah pemampatan tanah yang berlangsung setelah konsolidasi

selsesai.

h. Koefisien konsolidasi (Cv)

adalah parameter yang menghubungkan perubahan tekanan air pori

ekses terhadap waktu.

5.3 Manfaat

Hasil uji konsolidasi ini dapat digunakan untuk menghitung penurunan

tanah akibat proses konsolidasi dan secara tidak langsung dapat digunakan

untuk menentukan permeabilitas tanah, dengan rumus:

k = mv x pw x Cv

dimana:

k = permeabilitas tanah


64

mv = massa pori (gr)

pw = massa jenis air (1 gr/cm2)

Cv = Koefisien konsolidasi

5.4 Keterbatasan

Uji ini hanya untuk konsolidasi 1 dimensi (arah verrikal saja).

5.5 Peralatan

a. Alat konsolidasi terdiri dari 2 bagian, yaitu alat pembebanan dan alat

konsolidasi

b. Arloji ukur

c. Peralatan untuk meletakkan contoh tanah ke dalam ring konsolidas

d. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr dan 0,1 gr

e. Oven

f. Stopwatch

g. Penggaris (Scale)

5.6 Ketentuan

a. Untuk menjaga agar tidak terjadi perubahan kadar air, contoh tanah harus

secepatnya diuji. Contoh tanah tidak boleh dipasang dan dibiarkan terlalu

lama sebelum beban pertama diberikan.

b. Selama percobaan sel konsolidasi harus tetap penuh air. Pada beberapa

macam tanah tertentu ada kemungkinan pada pembebanan pertama

akan terjadi pengembangan (swelling) setelah sel konsolidasi diisi dengan

air. Bila hal ini terjadi, segeralah pasang beban kedua dan baca arloji

penurunan seperti prosedur. Jika pada pembebanan kedua masih terjadi

pengembangan maka beban ketiga harus dipasang, demikian seterusnya

sampai tidak terjadi pengembangan.


1. Ukur tinggi dan diameter dan berat (dengan ketelitian 0,1

gram) ring konsolidasi.


65

2. Ambil contoh tanah dengan diameter yang sama dengan

diameter ring, di sini dipakai diameter 6,5 cm dan tinggi 2 cm.

3. Masukkan contoh tanah tadi ke dalam ring dengan hati-hati,

lapisan atas harus terletak di bagian atas.

4. Contoh tanah dan ring ditimbang.

5. Tempatkan batu pori pada bagian atas dan bawah ring

sehingga contoh tanah yang sudah dilapisi kertas pori terapit oleh kedua

batu pori. Kemudian masukkan dalam sel konsolidasi.

6. Pasang pelat penumpu di atas batu pori.

7. Letakkan sel konsolidasi yang sudah berisi contoh tanah

pada alat konsolidasi, bagian yang runcing dari pelat penumpu tepat

menyentuh alat pembebanan.

8. Aturlah kedudukan arloji pengukur penurunan, kemudian

dibaca dan dicatat.

9. Pasanglah beban pertama sehingga tekanan pada contoh

tanah mencapai besar 0,25 kg/cm2. Lakukan pembacaan pada detik ke 6,

15, 30, dan pada menit ke 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 330, 420,

1140 setelah beban dipasang. Sesudah pembacaan 1 menit sel

konsolidasi diisi air.

10. Setelah beban bekerja 24 jam pembacaan arloji yang

terakhir dicatat. Pasang beban kedua sebesar beban pertama sehingga

tekanan menjadi 2 kali semula. Kemudian baca dan catat arloji seperti

pada butir 9.

11. Lakukan butir 9 dan 10 untuk beban-beban selanjutnya.

Contoh tanah diberi beban-beban ¼ kg/cm2, ½ kg/cm2, 1 kg/cm2, 2

kg/cm2, 4 kg/cm2, 8 kg/cm2, dst. Besarnya beban maksimum yang

diberikan tergantung pada beban yang akan bekerja pada lapisan tanah

tersebut.

12. Setelah beban 8 kg/cm2 dikerjakan selama 24 jam, beban

dikurangi hingga mencapai 2 kg/cm2 dan kemudian ¼ kg/cm2. Beban-

beban tersebut dibiarkan selama 4 jam dan dibaca besar

pengembangannya dari masing-masing beban tersebut.


66

13. Setelah pembacaan terakhir dicatat, keluarkan contoh

tanah dan ring dari sel konsolidasi, kemudian batu pori diambil dari

permukaan atas dan bawah.

14. Timbang ring yang berisi contoh tanah setelah dibersihkan

dari genangan air yang terdapat pada sel konsolidasi.

15. Masukkan ring yang berisi contoh tanah tersebut ke dalam

oven selama 24 jam untuk mengetahui berat kering contoh tanah.

BAB VI

UCT

(UNCONFINED COMPRESSION TEST)


67

6.1 Tujuan Percobaan Pengujian Kuat Tekan Uniaxial

1. Mengukur kuat tekan tertinggi yang dapat diterima batuan yang

membebaninya pada sumbu axial.

2. Mengukur deformasi axial dan diameterial untuk mendapatkan nilai

sifat elastisitas dan karakteristik batuan.

6.2 Teori Dasar

Ilmu Mekanika Tanah ialah ilmu yang alam perkembangan selanjutnya

menjadi dasar dalam analisis dan desain perencanaan dalam suatu pondasi.

Mekanika tanah adalah cabang dari ilmu teknik yang mempelajari perilaku tanah

dan sifatnya yang diakibatkan oleh tegangan dan regangan yang disebabkan oleh

gaya-gaya yang bekerja. Sedangkan Teknik Pondasi merupakan aplikasi prinsip-

prinsip Mekanika Tanah dan Geologi. , yang digunakan dalam perencanaan dan

pembangunan pondasi seperti gedung, jembatan, jalan, bendung clan lain-lain.

Oleh karena itu perkiraan dan pendugaan terhadap kemungkinan adanya

penyimpangan dilapangan dari kondisi ideal pada mekanika tanah sangat penting

dalam perencanaan pondasi yang benar.

Mekanika batuan mempunyai karakteristik mekanik yang diperoleh dari

penelitian ini adalah kuat tekan batuan (σt), selubung kekuatan batuan (strength

envelope), kuat geser (τ), kohesi (C), dan sudut geser dalam (φ).kuat tarik batuan

(σc ), Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v).

Penekanan uniaksial pada sampel batuan selinder merupakan uji sifat

mekanik yang paling umum digunakan. Uji kuat tekan uniaksialpada umumnya

dilakukan untuk menentukan suatu kuat tekan batuan (σt ), Modulus Young (E),

Nisbah Poisson (v), dan kurva tegangan-regangan.sempel beerbentuk silinder

kemudian diberi gaya sampai retak. Perbandingan antara tinggi dan diameter

adalah 2 sampai 2,5 dengan luas permukaanya, permukaan sempel haruslah

halus dan paralel tegak lurus terhadap sumbu aksis contoh batuan. Dari hasil

pengujian akan didapat data sebgai berikut:

a. Kuat Tekan Batuan (σc)


68

Tujuan utama uji kuat tekan uniaksial adalah untuk mendapatkan nilai kuat

tekan dari sempel. Secara empiris kuat tekan aksial dapat di tuliskan sebagai

berikut :

Keterangan : σc = Kuat tekan uniaksial batuan (MPa)

F = Gaya yang bekerja pada saat contoh batuan hancur

(kN)

A = Luas penampang awal contoh batuan yang tegak lurus

arah gaya (mm)

b. Modulus Young ( E )

Modulus Young atau modulus elastisitas adalah angka koreksi dari

deformasi pembebanan. Modulus elastisitas merupakan perbandingan tegangan

aksial dengan regangan aksial. Modul elastisitas secara empiris dapat dituliskan

sebagai berikut :

Keterangan: E = Modulus elastisitas (MPa)

Δσ. = Perubahan tegangan (MPa)

Δεa = Perubahan regangan aksial (%)

Modulus elastisitas terdiri dari beberapa tipe tergantung dari faktor yang

mempengaruhinya, porositas, ukuran partikel, dan kandungan air. Nilai Modulus

young akan lebih optimal apa bia dilakukan pengukuran denganposisi tegak lurus

dengan pelapisan. Terdapat tiga cara dalam penentuan modulus elastisitas, yaitu

Tangent Young’s Modulus, adalah perbandingan antara tegangan aksial

dengan regangan aksial yang dihitung dengan persentase tetap dari

nilai kuat tekan.

Average Young’s Modulus, ialah perbandingan antara tegangan aksial

dengan regangan aksial yang dihitung dengan bagian linier dari kurva

tegangan- tegangan.

Secant Young’s Modulus, merupakan perbandingan antara tegangan

aksial dengan regangan aksial yang dihitung dengan membuat garis


Σc = F / A

Е = Δσ / Δεa

69

lurus dari tegangan nol ke suatu titik pada suatu kurva regangan-

tegangan dengan persentase yang tetap dari nilai kuat tekan.

c. Nisbah Poisson ( Poisson Ratio )

Nisbah Poisson merupakan perbandingan antara regangan lateral dengan

regangan aksial. Nisbah Poisson memperlihatkan adanya pemanjangan ke arah

lateral akibat adanya tegangan dalam arah aksial. Sifat mekanik secara empiris

ditulis sebagai berikut :

Keterangan: V = Nisbah Poisson

ε l = regangan lateral (%)

εa= regangan aksial (%)

Uji kuat tekan uniaksial menghasilkan tujuh tipe pecah, yaitu :

a) Hancuran kerucut (cone runtuh)

b) Hancuran geser (homogeneous shear)

c) Cataclasis

d) Serpihan mengulit bawang dan menekuk (splintery union-leaves

and buckling)

e) Hancuran geser dari sudut ke sudut (homogeneous shear corner to

corner)

f) Belahan arah aksial (axial splitting)

g) Kombinasi belahan aksial dan geser (combination axial dan local

shear)

6.3 Alat-alat dan Bahan yang Digunakan

1. Mesin kuat tekan untuk menekan percontoh yang berbentuk silinder,

balok atau prisma dari satu arah secara menerus atau kontinu hingga

spesimen pecah

2. Sepasang plat baja berbentuk silinder yang diletakkan pada kedua

ujung spesimen dengan diameter yang sama

3. Dial gague untuk mengukur deformasi axial dan diametral

6.4 Prosedur


V = ε l / εa

70

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

dimensi panjang minimal dua kali diameter perconto

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

plat form penekanan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga

spesimen bedara ditengah-tengah apitan plat baja dan pastikan

bagwa kedua permukaan spesimen telah menyentuh plat baja

tersebut

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

4. Pada alat kuat tekan dipasang tiga buah dial gague, pemasangan alat

ini dimaksudkan untuk mengukur deformasi axial, deformasi lateral

kiri dan pengukuran deformasi lateral kanan.

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

dan catat hasil pengukuran

6. Selama pembebanan berlangsung, secara periodik dicatat nilai

deformasi axial dan deformasi lateral yang ditunjukkan oleh dial

gauge. Pembacaan ini dilakukan dalam selang waktu per 30 detik

7. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga

spesimen pecah

8. Pembebanan dihentikan setelah spesimen mengalami pecah dan

hasilnya dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya.

6.5 Data Hasi Percobaan


71

Tinggi 1 = 71 mm

Tinggi 2 = 66 mm

Massa = 97 kg

Diameter = 4.1 cm

Luas = 13.19 cm2

Tabel 6.1Pengamatan Ukuran dan Komposisi Sempel

Starin Dial VertikalAxial Load Proving Dial

Undisturbed Remolded20 0.2 1 0.940 0.4 1.5 1.260 0.6 2.5 1.980 0.8 3 2

100 1 4 2.5120 1.2 4.5 3140 1.4 5.5 3.5160 1.6 6 4180 1.8 6.8 4.8200 2 7 5220 2.2 8.2 5.5240 2.4 9 6260 2.6 9.5 6280 2.8 10 6.2300 3 10 6.2320 3.2 10 6.2

Sumber : Data hasil pengamatan Praktikum Geomekanika 2014.

6.6 Pengolahan Data


72

Luas : πr2 = 3.14 x 2.052 = 13.1958 cm2

1. Perhitungan Undisturbed

Perhitungan Strain (%)

Strain (%) =

Perhitungan Axial Load

Axial Load = Proving Dial x (0.604)

1 x 0.604 = 0.604

1.5 x 0.604 = 0.906

2.5 x 0.604 = 1.51

3 x 0.604 = 1.812

4 x 0.604 = 2.416

Perhitungan Correction Factor

Correction Factor =

1 + 0.28% = 1.0028

1 + 0.56% = 1.0056

1 + 0.84% = 1.0084

1 + 1.12% = 1.0112

1 + 1.40% = 1.0140

Perhitungan Correction Area

Correction Area = Correction Factor x Luas

1.0028 x 13.1958 cm2 = 13.23 cm2

1.0056 x 13.1958 cm2 = 13.27 cm2


73

1.0084 x 13.1958 cm2 = 13.30 cm2

1.0 112 x 13.1958 cm2 = 13.34 cm2

1.0140 x 13.1958 cm2 = 13.38 cm2

Perhitungan Shear Stress (kg/cm2)

0.0456 kg/cm2

0.0682 kg/cm2

0.1134 kg/cm2

0.1357 kg/cm2

0.180 kg/cm2

Axial Load Puncak (qu) = 0.458

2. Perhitungan Remolded

Perhitungan Strain (%)

Perhitungan Axial Load

0.9 x 0.604 = 0.54


74

1.1 x 0.604 = 0.72

1.9 x 0.604 = 1.14

2 x 0.604 = 1.208

2.5 x 0.604 = 1.51

Perhitungan Correction Factor

1 + 0.303% = 1.00303

1 + 0.606% = 1.00606

1 + 0.909% = 1.00909

1 + 1.212% = 1.0121

1 + 1.151% = 1.0151

Perhitungan Correction Area

1.00303 x 13.1958 cm2 = 13.23 cm2

1.00606 x 13.1958 cm2 = 13.27 cm2

1.00909 x 13.1958 cm2 = 13.30 cm2

1.0 121 x 13.1958 cm2 = 13.34 cm2

1.0151 x 13.1958 cm2 = 13.38 cm2

Perhitungan Shear Stress (kg/cm2)

0.0410 kg/cm2

0.0545 kg/cm2

0.0861 kg/cm2

0.0904 kg/cm2

0.112 kg/cm2

Axial Load Puncak (qu) = 0.283


75


76


Tabel 6.2 Hasil Perhitungan Sempel Undisturbed

UNDISTURBEDStrain

(%)Axial Load

Correction Factor

Correction Area (cm2)

Shear Stress (kg/cm2)

mPa

0.28169 0.604 1.002816901 13.23302141 0.045643393 0.0045643390.56338 0.906 1.005633803 13.27019282 0.068273311 0.0068273310.84507 1.51 1.008450704 13.30736423 0.113471006 0.011347101

1.126761 1.812 1.011267606 13.34453563 0.135785916 0.0135785921.408451 2.416 1.014084507 13.38170704 0.180544978 0.0180544981.690141 2.718 1.016901408 13.41887845 0.20255046 0.0202550461.971831 3.322 1.01971831 13.45604986 0.246877801 0.024687782.253521 3.624 1.022535211 13.49322127 0.268579306 0.0268579312.535211 4.1072 1.025352113 13.53039268 0.303553644 0.0303553642.816901 4.228 1.028169014 13.56756408 0.311625578 0.0311625583.098592 4.9528 1.030985915 13.60473549 0.364049709 0.0364049713.380282 5.436 1.033802817 13.6419069 0.398478016 0.0398478023.661972 5.738 1.036619718 13.67907831 0.419472706 0.0419472713.943662 6.04 1.03943662 13.71624972 0.440353604 0.044035364.225352 6.04 1.042253521 13.75342113 0.439163459 0.0439163464.507042 6.04 1.045070423 13.79059254 0.43797973 0.043797973

Tabel 6.3 Hasil Perhitungan Sempel Remolded


77

REMOLDEDStrain

(%)Axial Load

Correction Factor

Correction Area (cm2)

Shear Stress (kg/cm2)

mPa

0.30303 0.5436 1.003030303 13.23583742 0.041070314 0.0041070310.606061 0.7248 1.006060606 13.27582485 0.054595478 0.0054595480.909091 1.1476 1.009090909 13.31581227 0.086183252 0.0086183251.212121 1.208 1.012121212 13.3557997 0.090447598 0.009044761.515152 1.51 1.015151515 13.39578712 0.112722006 0.0112722011.818182 1.812 1.018181818 13.43577455 0.134863829 0.0134863832.121212 2.114 1.021212121 13.47576197 0.156874246 0.0156874252.424242 2.416 1.024242424 13.51574939 0.178754424 0.0178754422.727273 2.8992 1.027272727 13.55573682 0.21387255 0.0213872553.030303 3.02 1.03030303 13.59572424 0.222128659 0.0222128663.333333 3.322 1.033333333 13.63571167 0.243624981 0.0243624983.636364 3.624 1.036363636 13.67569909 0.264995594 0.0264995593.939394 3.624 1.039393939 13.71568652 0.264223012 0.0264223014.242424 3.7448 1.042424242 13.75567394 0.272236752 0.0272236754.545455 3.7448 1.045454545 13.79566136 0.27144766 0.0271447664.848485 3.7448 1.048484848 13.83564879 0.27066313 0.027066313


78

Grafik 6.1 Perbandingan UCT Undisturbed dan Remolded

6.8 a


79

6.8 Analisa

Dari hasil percobaan UCT (Uniaxial Compression Test) ini dapat

dianalisakan dari satu sampel percobaan yang diberi dua perlakuan, sampel 1

(Undisturbed) dan sampel 2 (Remolded). Dimana sampel Undisturbed yaitu

sampel yang bentuk fisiknya secara alami lansung diambil dari tempat asalnya,

sedang sampel Remolded yaitu sampel fisiknya secara buatan (tanah/batuan

yang dibongkar dari bentuk semula dan dipadatkan kembali). Perbadingan dari

sampel yang berbeda ini diterapkan untuk menguji kekuatan tanah/batuan pada

bukaan tambang yang tanah penutupnya sudah digali dan akan ditimbun

kembali, dengan uji ini kita dapat memperkirakan kondisi awal dan akhir yang

perbandingannya harus sama dari segi kuat tekannya.

6.9 Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan perhitungan dapat disimpulkan perbandingan

Axial load dan Shear Stress dari Undisturbed dan Remolded dengan luas

penampang dan volum yang sama yaitu 6.04 : 3.74. Dari perbandingan ini dapat

di ambil kesimpulan bahwa kekuatan tanah/batuan pada sampel Remolded akan

lebih kecil dibandingkan dengan sampel semula.


80

BAB VII

UJI GESER LANGSUNG UU

(UNCONSOLIDATED UNDRAINED DIRECT SHEAR TEST)


Maksud dari uji geser langsung adalah untuk memperoleh besarnya

tahanan geser tanah pada tegangan normal tertentu. Tujuannya adalah untuk

mendapatkan kuat geser tanah.


Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis daya dukung tanah,

stabilisasi lereng dan tegangan lateralpada dinding penahan tanah. Nilai

parameter kuat geser tanah dapat diperoleh dari uji laboratorium, seperti UCS,

Vane shear, Direct Shear,dan Triaxial. Pengujian triaksial lebih sering dilakukan

karena dapat disesuaikan dengan kondisi tegangan lapangan sehingga

menghasilkan data yang lebih akurat akan tetapi pelaksanaan pengujiannya lebih

komplek dan membutuhkan waktu yang relatif lama dibandingkan pengujian

geser lainnya. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan bentuk hubungan

(perumusan korelasi) antara parameter kuat geser tanah yang dihasilkan dari uji

Triaksial dengan hasil uji Direct Shear. Pada penelitian ini digunakan metode

eksperimental dan model. Benda uji merupakan tanah yang dibentuk kembali

(remolded) campuran tanah lempung/pasir dengan kondisi tidak terganggu,

kemudian hasil pengujian dianalisis dengan analisis regresi linier berganda

antara hasil pengujian Triaksial, hasil pengujian Geser Langsung, dan sifat fisis

tanah campuran. Korelasi antara parameter kuat geser hasil pengujian

triaksial.didapatkan dengan analisis regresi linier berganda. Nilai sudut gesek

hasil pengujian Triaksial lebih kecil 4 sampai 12 derajat dari nilai sudut gesek

hasil pengujian Direct Shear, dengan selisih rata-rata 7 derajat. Sedangkan

kohesi hasil pengujian Triaksial lebih besar 2-8 kPa dari kohesi hasil pengujian

Direct Shear, dengan selisih rata-rata 5 kPa.Kata kunci: direct shear, korelasi,

kuat geser, triaksial.


81

7.3 Peralatan yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam uji geser langsung, antara lain :

Shear box/ kotak geser

Bagian untuk menggeser shear box

Proving ring

Dial untuk mengukur deformasi vertikal dan horizontal

Beban konsolidasi

Batu pori dari bahan yang tidak berkarat (k = 0,1 cm/det)

Ring untuk mengambil/ mencetak contoh tanah dari tabung

sampel

Dolly untuk memindahkan contoh tanah dari ring ke shear box

Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr

Kertas filter

Stopwatch

Oven

Pisau dan pelat


Siapkan semua peralatan yang dibutuhkan

Keluarkan shear box dari tempatnya

Masukkan contoh tanah ke dalam shear box sesuai dengan susunannya.

Atur agar pelat pendorong tepat menempel pada shear box bagian

bawah.

Piston proving ring diatur agar tepat menyinggung shear box bagian atas,

ini berarti proving ring belum menerima beban. Jadi, dial proving ring

juga harus diatur tepat pada nol. Demikian juga dial pengukur deformasi

horizontal.

Atur kedudukan loading yoke dalam posisi kerja, tempatkan juga

kedudukan dial untuk mengukur deformasi vertikal. Atur kedudukan dial

ini pada posisi tertentu.

Siapkan beban konsolidasinya.

Contoh tanah siap digeser, dengan lebih dahulu menentukan kecepatan

penggeserannya.


82

Atur susunan gigi agar kecepatan penggeseran sesuai dengan yang

diinginkan.

Periksa sekali lagi apakah jarum dial proving ring dan dial deformasi

horizontal tepat pada posisi normal. Sekarang penggeseran dapat

dimulai, tapi jangan lupa melepaskan kedua baut yang menyatukan shear

box bagian atas dan bawah. Periksa juga clutch, apakah sudah terkunci

atau belum.

Hidupkan tombol POWER, lampu indikatornya akan menyala.

Penggeseran dapat dimulai dengan menekan tombol B D, karena posisi

gigi pada D.

Lakukan pencatatan waktu pada saat penggeseran dimulai dana mati

bahwa jarum dial proving ring dan dial deformasi horizontal mulai

bergerak. Apabila kedua jarum dial tersebut belum menyentuh, hentikan

dengan mematikan tombol B D, dan atur ujung dial pada kedudukan yang

tepat.

Lakukan pembacaan dan pencatatan dial proving ring, dial deformasi

vertikal atau dial settlement, tiap dial deformasi horizontal bergerak 20

divisi.

Lakukan pembacaan sampai contoh tanah runtuh, yang dapat diketahui

dari dial proving ring yang mulai turun. Setelah mencapai maksimum

lakukan pembacaan terus sebanyak 3 kali.

Atau hentikan penggeseran kalau dial proving ring sudah mencapai 670

divisi.

Setelah penggeseran selesai, maka kembalikan shear box pada posisi

sebelum digeser, dengan menggerak mundur secara manual. Lepaskan

beban konsolidasi dan keluarkan shear box dari tempatnya.

Keluarkan contoh tanah dari shear box, timbang berat contoh tanah ini

dan masukkan ke dalam oven selama 24 jam dalam suhu 105˚ C untuk

mengetahui kadar air akhirnya.

Ulangi semua prosedur di atas dengan dua buah contoh tanah lagi, tetapi

dengan menggunakan tegangan normal yang lain.

7.5 Data Percobaan


83

Berdasarkan Praktikum yang di lakukan di laboraturium Geomekanika

maka di dapat data percobaan sebagai berikut :

Pergeseran : 1 Tinggi : 2 cm

Diameter : 6.35 cm Kalibrasi : 0.605 kg/cm2

Beban : 2 kg, 4, kg, 8 kg

Tablel 7.1Data Percobaan beban 2 kg, 4kg, dan 8kg

NoPeralihan horizontal

Laoad dial reading Pergerakan vertikalBeban 2 kg

Beban 4 kg

Beban 8 kg

Beban 2 kg

Beban 4 kg

Beban 8 kg

1 0.2 0.13 8 3 2 3 102 0.4 0.4 25 4 3 3 143 0.6 2 25 4 3 4 164 0.8 3.5 25 4.5 3 5 175 1 4.5 26 4 4 6 196 1.2 5.5 27 5 4 9 237 1.4 6 29 5.5 5 11 258 1.6 6.5 30 6 5 14 259 1.8 7 31 6.2 6 17 26

10 2 8 32.5 7 6 19 2611 2.2 8.5 34 7.5 6 21 2712 2.4 8.5 35 8 5 23 2713 2.6 9 36.5 8.2 4 24 27.514 2.8 9.5 37 8.5 4 26 27.515 3 10 38 8.9 3 25 2816 3.2 10.5 39 9 3 29 2817 3.4 11 40 9 2 29 2818 3.6 11 40.5 9 0 30 2819 3.8 11.5 41.5 9.2 0 30 2820 4 12 43 9.5 1 30.5 2721 4.2 12.5 43 9.5 2 31 2622 4.4 13 43 9.5 3 31 2523 4.6 13 424 4.8 13.5 525 5 13.5 726 5.2 14 827 5.4 14 1128 5.6 14 12

Sumber: Data hasil percobaan Laboratorium Geomekanika, 2014


84

Tablel 7.2Data Hasil Pengolahan Beban 2 kg, 4kg, dan 8kg

No Peralihan horizontal

Laoad dial reading Pergerakan vertikal Beban horizontal Tegangan geserBeban

2 kgBeban

4 kgBeban

8 kgBeban

2 kgBeban

4 kgBeban

8 kgBeban

2 kgBeban

4 kgBeban

8 kgBeban

2 kgBeban

4 kgBeban

8 kg1 0.2 0.13 8 3 2 3 10 0.08 4.8 1.82 0.002 0.153 0.0572 0.4 0.4 25 4 3 3 14 0.24 15.1 2.42 0.008 0.478 0.0763 0.6 2 25 4 3 4 16 1.21 15.1 2.42 0.038 0.478 0.0764 0.8 3.5 25 4.5 3 5 17 2.12 15.1 2.72 0.067 0.478 0.0865 1 4.5 26 4 4 6 19 2.72 15.7 2.42 0.086 0.497 0.0766 1.2 5.5 27 5 4 9 23 3.33 16.3 3.03 0.105 0.516 0.0967 1.4 6 29 5.5 5 11 25 3.63 17.5 3.33 0.115 0.554 0.1058 1.6 6.5 30 6 5 14 25 3.93 18.2 3.63 0.124 0.573 0.1159 1.8 7 31 6.2 6 17 26 4.24 18.8 3.75 0.134 0.593 0.119

10 2 8 33 7 6 19 26 4.84 19.7 4.24 0.153 0.621 0.13411 2.2 8.5 34 7.5 6 21 27 5.14 20.6 4.54 0.162 0.650 0.14312 2.4 8.5 35 8 5 23 27 5.14 21.2 4.84 0.162 0.669 0.15313 2.6 9 37 8.2 4 24 28 5.45 22.1 4.96 0.172 0.698 0.15714 2.8 9.5 37 8.5 4 26 28 5.75 22.4 5.14 0.182 0.707 0.16215 3 10 38 8.9 3 25 28 6.05 23.0 5.38 0.191 0.726 0.17016 3.2 10.5 39 9 3 29 28 6.35 23.6 5.45 0.201 0.745 0.17217 3.4 11 40 9 2 29 28 6.66 24.2 5.45 0.210 0.765 0.17218 3.6 11 41 9 0 30 28 6.66 24.5 5.45 0.210 0.774 0.17219 3.8 11.5 42 9.2 0 30 28 6.96 25.1 5.57 0.220 0.793 0.17620 4 12 43 9.5 1 31 27 7.26 26.0 5.75 0.229 0.822 0.18221 4.2 12.5 43 9.5 2 31 26 7.56 26.0 5.75 0.239 0.822 0.18222 4.4 13 43 9.5 3 31 25 7.87 26.0 5.75 0.248 0.822 0.182


85

23 4.6 13 4 7.87 0.24824 4.8 13.5 5 8.17 0.25825 5 13.5 7 8.17 0.25826 5.2 14 8 8.47 0.26827 5.4 14 11 8.47 0.26828 5.6 14 12 8.47 0.268

Tabel 7.3Hasil Perhitungan (ρn)

Beban Tegangan Normal (kg/cm2)

2 kg 0.63

4 kg 1.26

8 kg 2.52


86

7.6 Pengolahan Data dan Contoh Perhitungan

Data yang diolah adalah:

Luas :

= π x (r)2

= 3,14 x (3.175cm)2

= 31.65 cm2

Sampel 2 kg

Beban Horizontal (Kg) :

= Loading Dial X kalibrasi

0.13 x 0.605 = 0.18 kg

0.4 x 0.605 = 0.24 kg

2 x 0.605 = 1.21 kg

Tegangan Geser (Kg/cm 2 ) :

= Beban Horizontal / Luas

0.18 kg / 31.65 cm2 = 5.6 x 10-3 kg/cm2

0.24 kg / 31.65 cm2 = 7.5 x 10-3 kg/cm2

1.21 kg / 31.65 cm2 = 0.03 kg/cm2

Tegangan Normal (βn) :

= (Beban X 10) / Luas

= 2 x 10 kg/ 31.65 cm2 = 0.63 kg/cm2


87

Grafik 7.1Peralihan Horizontal Terhadap Tegangan Geser

Grafik 7.2Peralihan Horizontal Terhadap Pergerakan Vertikal

7.7 Analisa


88

Dari Percobaan Uji Geser Lansung ini dapat dianalisakan dengan parameter

grafik yang dibentuk dari data hasil olahan, grafik peralihan horizontal

terhadap tegangan geser, menunjukan bahwa semakin besar beban yang

diberikan maka semakin besar juga pergerakan vertikalnya, dimana pada

grafik ini sampel 4 kg lebih terlihat mendapatkan beban paling besar

sehingga terbentuk kenaikan yang terus menerus dibandingkan grafik

yang ditunjukan oleh beban 2 kg dan 4 kg. begitu juga pada grafik antar

peralihan horizontal dengan pergerakan vertical, hal yang sama terjadi

pada beban 4 kg yang mendapatkan pembenan secara stabil. Pada

percobaan ini mengsimulasikan perbedaan suatu material dengan

menahan suatu beban diatasnya dengan satuan kg/cm2.

7.8 Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan perhitungan didapat :

C (kohesi) : 0,15

α (Sudut Geser Dalam) : 18.430

BAB VIII


89

UJI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)


Tujuan percobaan ini adalah untuk menilai kekuatan tanah dasar yang

dikompaksi di laboratorium yang akan digunakan dalam perancangan

perkerasan.

Hasil percobaan dinyatakan sebagai nilai CBR (dalam %) yang nantinya

dipakai untuk menentukan tebal perkerasan.


Metoda ini awalnya diciptakan oleh O.J poter kemudian di kembangkan

oleh California State Highway Departement, kemudian dikembangkan dan

dimodifikasi oleh Corps insinyur-isinyur tentara Amerika Serikat (U.S Army Corps

of Engineers). Metode ini menkombinasikan percobaan pembebanan penetrasi di

Laboratorium atau di Lapangan dengan rencana Empiris untuk menentukan tebal

lapisan perkerasan. Hal ini digunakan sebagai metode perencanaan perkerasan

lentur (flexible pavement) suatu jalan. Tebal suatu bagian perkerasan ditentukan

oleh nilai CBR.

Defenisi

CBR merupakan suatu perbandingan antara beban percobaan (test load) dengan

beban Standar (Standard Load) dan dinyatakan dalam persentase. Dinyatakan

dengan rumus :

PT

CBR = x 100%

PS

Keterangan :

PT = beban percobaan (test load)

PS = beban standar (standar load)

Harga CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan

dengan bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar

100% dalam memikul beban.


W1 =

90

8.3 Alat dan Bahan

1. Peralatan untuk percobaan kompaksi, lengkap.

2. Peralatan untuk percobaan CBR

Mold ukuran tinggi 7", diameter 6" berikut collar (3 buah)

Spacer dish tinggi, 2"-2.5”, diameter 6"

Hammer berat 5.5 atau 10 lb, tinggi jatuh 12" atau 18"

Surcharge load berat 10 lb (2 buah)

Alat pengukur CBR

3. Ayakan ukuran 3/4 " dan no. 4

4. Spayer untuk menyemprot air ke tanah

5. Pisau, scoop, tali karet

6. Timbangan ketelitian 0.1 gr

7. Ember untuk merendam mold + tanah

8. Alat pengukur swelling


1. Ketentuan

Contoh tanah yang dipakai tidak boleh lebih besar dari 20 mm.

Contoh tanah yang diuji mempunyai kadar air mendekati kadar air

optimum (toleransi ± 5%).

2. Persiapan Uji

Material disaring dan hanya digunakan yang lolos saringan 20 mm.

Penyesuaian kadar air

1. Kadar air optimum wopt

Bila kadar air tanah wo > wopt maka contoh tanah boleh dikeringkan

udara. Bila kadar air telah dicapai maka kadar air telah sesuai bila

berat tanah menjadi :


Ww = gram

91

2. Bila kadar air (wo %) kurang dari wopt maka contoh tanah dibasahi

dengan air sebanyak

Kemudian disimpan dalam tempat tertutup 24 jam. Jumlah air

yang ditambahkan boleh sedikit lebih besar (0.5% atau 1%) untuk

mengantisipasi penguapan.

3. Prosedur Uji

1. Siapkan tanah kering seperti pada percobaan kompaksi sebanyak 3

contoh masing-masing 5 kg.

2. Tanah disaring dengan ayakan ukuran 20 mm.

3. Contoh tanah tersebut kemudian disemprot dengan air sehingga kadar

airnya menjadi woptimum dari perobaan kompaksi yang dilakukan

sebelumnya, dengan toleransi yang di ijinkan 3% dari woptimum tersebut.

4. Kemudian contoh tanah tersebut didiamkan selama 24 jam (curing

periode) agar kadar airnya merata dan ditutup rapat-rapat agar airnya

tidak menguap.

5. Mold CBR disiapkan, spacer dish diletakkan di bawah, selanjutnya mold

diisi dengan contoh tadi sedemikian banyaknya sehingga setelah

ditumbuk mempunyai ketinggian 1/5 tinggi mold (modified) atau 1/3 tinggi

mold (standard).

6. Penumbukan dilakukan setiap lapis seperti pada percobaan kompaksi

(tetapi dengan jumiah tumbukan yang berbeda untuk ketiga contoh).

Penumbukan pada setiap contoh adalah

Contoh tanah I : 5 lapis (modified), W lapis (standard), 110x/lapis

Contoh tanah II : 5 lapis (modified), 3 lapis (standard), 25x/iapis

Contoh tanah III : 5 lapis (modified), 3 lapis (standard), 56x/lapis

6. Mold dibalikkan, spacer dish dikeluarkan, lalu ditimbang. Dengan

menimbang mold kosong bersih maka d dari setiap contoh tanah dapat

dihitung.

7. Kemudian kedua permukaan tanah diberi kertas pori, dalam keadaan

terbalik bagian bawah diberi perforated based plate di atas diberi


92

surcharge load minimum 10 lb, yang terdiri dari 2 bagian masing-masing

5 lb.

8. Mold + tanah yang sudah dipadatkan kemudian direndam dalam air

selama 4 x 24 jam, air harus dapat masuk baik atas (swell plate) maupun

dari bawah (perforated plate) ke dalam tanah yang direndam.

9. Selama perendaman setiap hari dibaca besarnya swelling yang terjadi

akhirnya dihitung swelling totalnya dalam % terhadap tinggi tanah

semula. Syarat swelling total adalah 3%, yang baik 1%.

10. Mold + contoh tanah diangkat dari dalam air, buang air yang tergenang di

atas contoh tanah yang ada di dalam mold.

11. Dengan beban yang sama berat seperti pada perendaman tadi, contoh

tanah diperiksa CBR-nya, yaitu dengan penekanan penetration piston

yang luas bidang penekannya = 3 inchi2. Kecepatan penetrasi 0.05

in/menit. Dibaca penetrasi itu setiap 1/2 menit atau setiap penetrasi 0.025

inchi.


W mold : 1090 gr

t mold : 17.3 cm

d mold : 15.16 cm

t plat baja : 6.2 cm

d plat baja : 15 cm

c atas : 13.1 gr

c tengah : 14.1 gr

c bawah : 12.15 gr

w nampan : 505 gr

w tanah : 3 kg

Tabel 8.1Data Hasil Pengamatan Berat Sampel

Container + sampel beban

Atas (gr) Tengah (gr) Bawah (gr)

10x 48.2 43.4 2625x 77.6 67 31.256x 68.2 59.3 28.3

Berat Kering


93

10x 34.2 23.7 23.425x 43.1 38.6 24.156x 28.7 26.2 25.1

Sumber : Data hasil percobaan, praktikum geomekanika, tahun 2014.

Tabel 8.2Data Hasil Pengamatan Penurunan (mm)

Penurunan (mm)Pembacaan

10x 25x 56x0.32 1.5 1 50.64 2 1.1 5.51.27 2 3 5.51.91 2.3 3 42.54 2.3 3.7 4.53.82 1.1 4 05.08 1 4 17.62 0.1 4 1

10.16 0.2 4 112.7 0.3 4 1

Sumber : Data hasil percobaan, praktikum geomekanika, tahun 2014.

8.6 Pengolahan Data

Tabel 8.3Data Hasil Pengolahan Data Penurunan dan Beban Standar

Penurunan (mm)

Penurunan (inch)

Pembacaan Arloji Beban Standar10x 25x 56x

0.32 0.012 1.5 1 5

3000 kg4500 kg

0.64 0.025 2 1.1 5.51.27 0.05 2 3 5.51.91 0.075 2.3 3 42.54 0.1 2.3 3.7 4.53.82 0.15 1.1 4 05.08 0.2 1 4 17.62 0.3 0.1 4 1

10.16 0.4 0.2 4 112.7 0.5 0.3 4 1

Tabel 8.4Data Hasil Pengolahan (beban x kalibrasi)

Beban

10x 25x 56x43.06 28.7082 143.5457.41 31.67 157.8957.41 86.12 157.89


94

66.02 86.12 114.8366.02 106.22 129.1831.57 106.22 0

28.7082 114.83 28.70822.87 114.83 28.7082

14.35 114.83 28.708214.35 114.83 28.7082

beban = kalibrasi (lbs/div) x pembacaan arloji (div)

a) 10 x tumbukan

28.7082 x 1,5 = 43.06

28.7082 x 2 = 57.41

28.7082 x 2 = 57.41

28.7082 x 2.3 = 66.02

28.7082 x 2.3 = 66.02

b) 25 x tumbukan

28.7082 x 1 = 28.7082

28.7082 x 1,1 = 31.67

28.7082 x 3 = 86.12

28.7082 x 3 = 86.12

28.7082 x 3.7 = 106.22

c) 56 x tumbukan

28.7082 x 5 = 143.54

28.7082 x 5,1 = 157.89

28.7082 x 5.1 = 157.89

28.7082 x 4 = 114.83

28.7082 x 4.5 = 129.18

CBR% = (beban/beban standar) x 100%

a) 3000 kg

Beban 10 x =

Beban 25 x =

Beban 56 x =


95

b) 4500 kg

Beban 10 x =

Beban 25 x =

Beban 56 x =

Tabel 8.5Data Hasil Perhitungan CBR rata-rata

CBR rata-rata (%)10 x (%) 25 x (%) 56 x (%)

1.415 3.045 2.465

Kadar air = (massa air / m tanah air) x 100%

Tabel 8.6Data Hasil Perhitungan Kadar Air

Bawah (%) Tengah (%) Atas(%)

10

x =7.26

25

x

56

x

V = ¼ π d2t = ¼ x 3.14 x (15.16)2 x 17.3 = 3121.14 cm3

ρ = M/V = 1090/3121.4 = 0.34 gr/cm2

Beban x W hasil

10 x 12.32 %


96

25 x 10.21 %

56 x 12.33 %

ρd (kg/cm3)

10 x = 0.303

25 x = 0.309

56 x = 0.303

CBR % maksimal = 3.04 % = 3.04% x 95 % = 3 (Poor)

Grafik 8.1Beban terhadap penurunan (inch)

Grafik 8.2CBR terhadap Berat Kering

8.7 Analisa


97

Dari hasil percobaan CBR ini dapat dinalisakan bahwa nilai kadar air

pada suatu material akan mempengaruhi nilai persen CBR pada material

tersebut. Semakin kecil kadar air maka semakin berasr CBR yang dimiliki oleh

material tersebut, dalam artian material tersebut dapat dikategorikan baik, dan

dapat menahan beban dengan berat tertentu. Begitu juga sebaliknya. Pada

percobaan, sampel yang diuji ada tiga sampel, yaitu sampel 10 x tumbukan, 25 x

tumbukan, dan 56 x tumbukan. Yang nantinya dibagi lagi menjadi atas tengah

dan bawah. Ini dimaksudkan untuk mengsimulasi keadaan dilapangan yang

mana suatu material dengan tingkat lapuk dan kejenuhan tertentu dapat

menahan beban dengan berat tertentu juga. Aplikasinya seperti pembuatan

bukaan tambang surface maupun underground.

8.8 Kesimpulan

Dari percobaan ini didapat kesimpulan, baik dari perhitungan maupun

grafik, yaitu :

CBR maksima l : 3 (Poor / Tidak Baik)

BAB IX


98

UJI TRIAXIAL UU


Maksud uji triaxial UU adalah untuk mengetahui kekuatan geser tanah

yaitu c (kohesi) dan ø (sudut geser dalam), dalam tegangan total ataupun efektif

yang mendekati keadaan aslinya di lapangan.

Tujuannya adalah untuk digunakan dalam analisis kestabilan jangka

pendek (short term stability analysis).


Uji triaxial UU adalah uji kompresi triaxial dimana tidak diperkenankan

perubahan kadar air dalam contoh tanah. Sampel tidak dikonsolidasikan dan air

pori tidak teralir pada saat pemberian tegangan geser.

Bidang-bidang tegangan utama adalah 3 bidang yang saling tegak lurus

dimana bekerja tegangan-tegangan normal dan tanpa tegangan geser.

Tegangan-tegangan utama 1, 3 adalah tegangan normal yang bekerja pada

bidang-bidang tegangan utama. Tegangan deviator adalah selisih antara

tegangan utama terbesar (1) dan teganagan utama terkecil (3). Lingkaran Mohr

adalah representasi secara grafis kondisi tegangan-tegangan pada suatu bidang

dinyatakan dalam tegaangan normal dan tegangan geser.

Garis keruntuhan adalah garis atau kurva yang menyinggung lingkaran-

lingkaran Mohr pada kondisi keruntuhan pada sampel yang memiliki tegangan-

tegangan keliling yang berbeda. Mempunyai persamaan Tf = c + tan ø

Bidang keruntuhan adalah bidang dimana kuat geser maksimum dari

tanah telah termobilisasi saat keruntuhan. Secara teoritis pada uji triaxial, bidang

tersebut menyudut (45˚ + /2) terhadap bidang horizontal. Kriteria keruntuhan

Mohr-Coulomb adalah kuat geser tanah yang diperoleh dari ui triaxial. Kohesi (c),

adalah kuat geser tanah bila tidak diberikan tegangan keliling. Sudut geser dalam

(ø) adalah komponen kuat geser tanah yang berasal dari gesekan antarbutir

tanah.

9.3 Peralatan yang Digunakan


99

Alat triaxial

Membran karet

Stretcher

Stopwatch

Alat untuk mengeluarkan tanah dari tabung (piston plunger)

Silinder untukmengambil contoh tanah

Oven

Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr

Cawan (container)

Desikator

Pisau


1. Contoh tanah diambil dengan tabung bor ukuran tinggi 76 mm dan

diameter 38 mm, kedua permukaannya diratakan.

2. Keluarkan contoh tanah dari silinder dengan menggunakan piston

plunger.

3. Ukur tinggi dan diameter sampel secara lebih akurat.

4. Timbang sample.

5. Dengan bantuan stretcher, contoh tanah diselubungi membran karet.

6. Pasang batu pori di bagian bawah.

7. Membran bagian bawah dan atas diikat dengan karet membran.

8. Letakkan contoh tanah tersebut pada alat triaxial.

9. Sel triaxial diisi air destilasi hingga penuh dan meluap, tegangan air pori

dinaikkan hingga sesuai tegangan keliling yang diinginkan.

10. Tekanan vertikal diberikan dengan jalan menekan tangkai beban dibagian

atas contoh tanah yang dijalankan oleh mesin dengan kecepatan tertentu.

11. Pembacaan diteruskan sampai pembacaan proving ring dial

memperlihatkan penurunan sebanyak 3 kali atau sampai regangan

mencapai ± 15 %.

12. Keluarkan contoh tanah dari sel triaxial kemudian digambar bidang

runtuhnya.

13. Contoh tanah dibagi menjadi 3 bagian untuk ditentukan kadar airnya.


100

14. Percobaan dilakukan lagi dengan tegangan sel yang lebih besar dengan

prosedur seperti di atas.

DAFTAR PUSTAKA


101

Laboratorium Tambang, Staff Assisten. 2014. Diktat Praktikum

Geomekanika. Bandung : Universitas Islam Bandung

Afardy. 2009. “Sifat Fisik Batuan”. Allcoma Blogspot. Diakses tanggal 25

Februari 2014. Pukul 19.37 WIB.

Kaffi, Ashabul, 208, “Praktikum Mekanika Batuan”, http://bumih. wordpress.

com/about/, wordpress, diakses pada 14 maret 20.50 WIB 2014.

Wijayanto, Andika. 2014. “Uji Sifat Fisik”. Blogspot. Diakses tanggal 25

Februari 2014. Pukul 19.30 WIB

Ahmad. 2011. “Sifat Fisik Batuan” . Wordpress. Diakses tanggal 25


Subroto, Jusuf. 2011. “Sifat Fisik Batuan”. Wordpres. Diakses tanggal 20


Heriyadi, Bambang, 2004, “Studi Perbandingan Kuat Tarik Uniakasial

Langsung Dan Tidak Lansung”, http://digilib.itb.ac.id/gdl. php?mod=

browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-1998-bambangher-1744, digilib,

diakses pada 14 maret 21.12 WIB 2013.

Arief. 1977. “Pengujian Pada Batuan”. Ariefgeo Blogspot. Diakses

tanggal 25 Februari 2014. Pukul 19.25 WIB.

Rudi, braja, 2010, “UJI KUAT TEKAN”, Blogger, Diakses 7 Maret 2014,

pukul 14.00 WIB

Rafik 201,”YOUNG MODULUS”, blogspot.com, Diakses 7 Maret 14. 30

WIB

Nugraha, Rifki, 2012, “KUAT TEKAN UNIAXIAL”, Blogger, Diakses 7

Maret 13.45 WIB


http://digilib.itb.ac.id/gdl

http://id.wikipedia.org/wiki/Akuifer_artesis

http://id.wikipedia.org/wiki/Akuifer_artesis

BAB I

Documents

Transcript of BAB I