Tri Axial

BAB XII TRIAKSIAL

A. Maksud Maksud percobaan adalah untuk menentukan parameter geser tanah

dengan alat triaksial dengan kondisi (Uu) Unconsolidated-Undrained tanpa pengukuran tekanan pori.

B. Benda Uji Benda uji yang perlu disiapkan sekurang-kurangnya 3 buah benda uji

berupa silinder tanah dengan perbandingan antara tinggi dan diameter antara 2:1 dan 3:1

Diameter minimum benda uji adalah 3,3 cm. Apabila diameter benda uji < 7,1 cm, butiran tanah terbesar yang diijinkan dalam benda uji adalah 1/10 diameter benda uji, Sedangkan jika diameter benda uji > 7,1 cm, butiran tanah yang diijinkan adalah 1/6 kali diameter benda uji.

C. Alat Peralatan yang dipergunakan dalam percobaan triaxial adalah sebagai berikut:

1. Sel triaksial dengan diding transparan dan perlengkapannya, 2. Alat untuk memberikan tekanan yang konstan pada cairan dalam sel

dengan ketelitian 0,1 atau 0,05 kg/cm2, 3. Alat kompresi untuk menekan benda uji secara aksial dengan kecepatan

yang dapat diatur antara 0,05 -7,5 mm/menit, 4. Arloji ukur untuk mengukur pemeriksaan pemadatan aksial benda uji, 5. Membran karet yang sesuai dengan ukuran benda uji, alat peregang

membran dan gelang pengikat, 6. Cetakan tanah, gergaji, alat bubut tanah, dan sebagainya, dan 7. Alat pemeriksa kadar air tanah.

D. Pelaksanaan Langkah-langkah percobaan triaxial adalah sebagai berikut:

1. Mempersiapkan contoh tanah triaksial

www.afretnobel.blogspot.com

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Contoh tanah yang disiapkan berbentuk silinder dengan ukuran tinggi adalah dua kali diameter contoh. Cara membuat tanah adalah sebagai berikut ini:

a. Memasukan cetakan ke dalam tabung contoh, b. Mengeluarkan tabung cetak beserta contohnya dengan ekstruder dari

tabung contoh, c. Memotong tanah dengan pisau sesuai dengan cetakan, d. Meratakan permukaan contoh tanah dan mengeluarkan contoh tanah

dari tabung cetak dengan alat ekstruder, kemudian menimbang beratnya,

2. Pemasangan contoh tanah dengan triaksial Pemasangan contoh tanah dalam sel triaksial dilaksanakan dengan cara sebagai berikut : a. Memasang membran karet pada contoh tanah sebelum diuji, b. Memeriksa membran karet terhadap kemungkinan bocor dan memeriksa

batu pori serta pipa drainase agar tidak terhambat udara atau tersumbat kotoran, kemudian memasang katup-katup pengatur drainase yang terdapat pada landasan bagian bawah sel triaksial, yaitu: 1) Sistem tekanan sel 2) Sistem tekanan air pori 3) Sistem tekanan balik

c. Mengisi sistem drainase pada alat ukur tekanan air pori dengan air bebas udara,

d. Mengatur batu pori dan kertas saring dengan ketentuan sebagai berikut : 1) Menjenuhkan batu pori terlebih dahulu dengan cara merebus batu

pori tersebut hingga mendidih minimal selama 10 menit. Mendinginkan batu pori yang telah jenuh air sesuai dengan suhu ruangan, kemudian menempatkan pada bagian alas dan bagian atas contoh tanah,

2) Pada percobaan ini tidak diperlukan kertas saring, karena percobaan ini tidak memerlukan penjenuhan terlebih dahulu,

e. Memasang contoh tanah dan perlengkapan lain, dengan ketentuan sebagai berikut :



1) Menempatkan membran karet pada alat peregang membran dan dibalutkan pada contoh tanah,

2) Membalutkan ujung-ujung membran karet pada alas dan menutup contoh serta mengikat ujung-ujungnya dengan menggunakan cincin karet berbentuk lingkaran,

3) Memasang pipa drainase atas dan menjaga letak tutup contoh agar tetap berada di tengah alas contoh tanah,

4) Memasang sel triaksial, 5) Menurunkan torak pembebanan sampai menyentuh tutup contoh dan

menguncinya agar tidak bergerak, 6) Menjaga contoh tanah agar tidak terbebani melebihi lima persen dari

beban yang dapat meruntuhkan contoh tanah, dan f. Mengisi sel triaksial dengan air secara perlahan-lahan dengan membuka

katup udara bagian atas. Setelah air penuh, menutup katup udara kembali.

3. Pembebanan pada kondisi tidak berdrainase Selama pembebanan, tekanan sel harus selalu konstan. Drainase tidak diperbolehkan dalam pengujian ini dan pembebanan aksial lewat piston ditingkatkan secara perlahan lahan. Proses pengujian dilakukan dengan langkah langkah sebagai berikut : a. Tahap persiapan

1) Menutup klep tekanan sel (CIA) dan klep tekanan balik (C2A) serta klep drainase pada sel triaksial, dan

2) Menyetel alat ukur beban aksial dan piston triaksial dijaga tetap sentris terhadap mesin pembebanan.

b. Tahap pembebanan vertical 1) Menggerakkan landasan mesin pembebanan vertical ke atas hingga

torak menyentuh alat ukur beban aksial (proving ring), 2) Membuka pengunci torak dan gerakan landasan mesin pembebanan

vertical keatas sehingga torak menyentuh tutup atas pada contoh tanah,

3) Pada saat itu, arloji ukur dari cincin pengukur beban aksial yang ditunjukan pada mesin pembaca digital sudah menunjukan beban gesekan piston dan tekanan sel,



4) Menghilangkan beban tersebut dengan koreksi atau dengan menyetel arloji ukur sampai nol dan diikuti dengan mereset ulang mesin pembaca digital, dan

5) Menyetel arloji ukur perpindahan vertikal hingga menyentuh dudukan arloji pengukur gerakan vertikal.

c. Untuk mencari laju regangan dan perpindahan dapat menggunakan persamaan 12.2,

d. Tahap melakukan dan pembacaan pergeseran. 1) Menyiapkan formulir pengujian geser, 2) Menekan tombol untuk menggerakan mesin pembebanan, 3) Melakukan pembacaan pada mesin pembaca digital, yaitu

manometer tekanan air pori, perubahan volume, nilai pembebanan dan penurunan yang terjadi, dan

4) Pembacaan dilakukan setiap peningkatan gerak vertkal 0,25 milimeter sampai contoh tanah mengalami keruntuhan.

e. Tahap setelah pergeseran dengan melakukan cara sebagai berikut ini : 1) Menurunkan tekanan pori, tekanan sel dan tekanan balik hingga nol,

kemudian mengeluarkan air dari sel triaksial, 2) Menutup semua katup sel triaksial, 3) Melepaskan contoh tanah dan membran karetnya dari alas bawah,

kemudian mengeluarkan contoh tanah dari membran karet, dan 4) Menimbang contoh tanah untuk mendapatkan berat dan kadar air.

E. PROSEDUR PENGOPERASIAN SISTEM TRIAXIAL DENGAN PENGUKURAN OTOMATIS 1. Prosedur mengisi silinder 28-T478 dengan air

a. Membuka water vent ( lubang air ) pada silinder B1, b. Untuk mengisi air pada silinder B1, maka buka klep 4 dan 1 pada 28

T452 dan klep C1B, c. Memperhatikan air yang meluap dari water vent, d. Menutup water vent dan buka air vent (lubang udara) untuk mengurangi

volume udara kantong udara sekitar 50%, e. Menutup air vent, kemudian tutup klep C1B dan klep 1 pada 28 T452,

dan



f. Mengulangi prosedur diatas untuk mengisi silinder B2 (klep C1B diganti dengan C2B dan klep 1 diganti dengan klep 2 pada 28 T452).

2. Prosedur untuk mengurangi volume udara pada kantong udara B1. a. Memeriksa pengatur udara (R1) sehingga tidak ada udara yang mengalir

di dalam kantong udara, b. Membuka klep 4 dan 1 pada 281452 kemudian melanjutkan dengan

membuka C1B, c. Membuka air vent sehingga udara yang berada di kantong udara keluar

dari air mengisi silinder B1, d. Setelah penuh tutup air vent, dan e. Melakukan hal yang sama pada silinder B2 (R1 diganti dengan R2, klep

C1B diganti dengan klep C2-B dan klep 1 diganti dengan klep 2 pada 28 T1452 ).

3. Prosedur untuk meningkatkan volume udara pada kantong udara B1. a. Memeriksa angin yang tersedia dari compressor dengan membuka klep

C3B, b. Memutar pengatur udara (R1) secara perlahan searah jarum jam untuk

menambah tekanan udara, atau berlawanan arah putaran jarum jam untuk mengurangi tekanan udara, untuk mengamati jumlah tekanan yang ditetapkan. Tutup klep 4 dan buka klep 1 pada 28 T452 serta buka klep C1-B. Tekanan tersebut dapat dilihat pada alat pengukur tekanan, dan

c. Buka water drainase (pengering air) pada bagian bawah silinder B1, sehingga air dari silinder Bi akan keluar dan kantong udara yang diinginkan diperoleh, tutup water drainase, pada silinder B1.

4. Prosedur untuk membuka/merubah volume secara otomatis pada T 494 a. Menutup klep 1, 3 dan 4 dan membuka klep 4 pada T 452 dan C2-B, b. Untuk mendapatkan tekanan yang diinginkan, maka buka klep C2A dan

kemudian buka klep G1 pada T 494/1, maka bagian atas tabung T494 akan terisi air,

c. Tetapi sebelumnya untuk mendapatkan tekanan yang diinginkan maka buka klep C3A dan putar R2 searah jarum jam, tekanan tersebut terlihat pada alat pengukur tekanan pada 28 T 477/B,

d. Membuka klep G2pada T 494/1 untuk mengisi air pada benda uji dalam sel triaxial,



e. Menutup klep G1 dan G2 pada T 494/ 1 untuk mengentikan aliran air, f. Setelah bagian tasa dari tabung T 494 terisi, maka langkah selanjutnya

adalah mengisi bagian bawah dari tabung T 494 tersebut dengan air, g. Membuka klep G3 pada T 494/1 sehingga air mengisi bagian bawah

tabung T 494, kemudian buka klep G4 pada T 494/1 agar terisi air pada sel triaxial,

h. Setelah bagian atas dan bawah dari tabung T 494 terisi penuh dengan air maka tutup semua klep yang ada pada T 494/1 (klep G1, G2, G3 dan G4),

i. Kombinasi klep G1 dan G4 atau G2 dan G3 pada T 494/1 berguna untuk mengamati pergeseran naik turunnya tranduser pada T 494 disaat pengujian berlangsung (hanya pada pengujian Cd dan CU), dan

j. Jika perlu lakukan hal tersebut bersamaan dengan pengaturan volume kantong udara pada silinder B2.

5. Proses penjenuhan yang dilakukan sebelum benda uji dimasukkan pada sel triaxial untuk pengujian triaxial UU) a. Untuk sementara, menghubungkan tekanan sel dari katup C1A ke

penghubung tekanan pori pada 28T 477/4, b. Menutup seluruh klep pada 28T452 dan memastikan tekanan udara

tersedia dari compressor, c. Membuka klep 1 pada T 452 dan C1B, d. Membuka katup C3B dan memutar R1 searah jarum jam untuk

menambah tekanan sesuai kebutuhan (ditunjukkan pada alat pengukur tekanan),

e. Membuka klep C1-A dan klep dari TI pada T 477/4 untuk mengalirkan air pada sel triaxial (sebelumnya lubang udara pada bagian atas sel triaxial dibuka),

f. Apabila air dalam sel triaxial telah penuh , maka tutuplah klep C1-A dan klep T1 pada 28-T4 pada bagian atas sel triaxial tersebut,

g. Setelah sel triaxial penuh maka langkah selanjutnya adalah mengalirkan air pada klep T2 dengan memberikan bart pressure (tekanan balik) pada system triaxial,

h. Menutup klep 1 pada T 452 serta buka klep 2 dan C2-B,



i. Untuk memberikan back pressure pada system triaxial, maka buka klep C3-A dan putar R2 searah jarum jam untuk memberikan tekanan yang dibutuhkan,

j. Membuka klep C2-A kemudian buka klep G1 dan klep G4 pada T 494/1. Pastikan air mengalir melalui klep T2 pada 28 T477/4,

k. Setelah air mengalir melalui klep T2 pada 28-T477/4 maka tutup klep G1, G2, G3 dan G4 pada T 494/1 agar air tidak mengalir, dan

l. Proses ini dilakukan untuk mengecek dan memastikan bahwa system triaxial tersebut berfungsi dan siap untuk melakukan penjenuhan dapat dilakukan dengan membuka kembali klep G1, G2, G3, G4 pada T 494/1.

6. Prosedur untuk mengisi air dan memberikan tekanan sel pada sel triaxial. a. Menutup katup 2 dan 3 pada 28 T 452 serta pastikan tekanan udara

untuk triaxial dari comprssor tersedia, b. Menutup klep C1-B dan buka klep 4 dan 1 pada T 452 kemudian buka

katup C1, c. Membuka klep T1 dan lubang angin pada 28 T 477/4, d. Apabila air dalm sel triaxial telah penuh, maka tutuplah klep T1 pada 28-

T477/4 yang diikuti dengan menutup lubang udara pada bagian atas sel triaxial tersebut,

e. Menutup klep 4 pada 28-T452 dan buka klep C1-B kemudian putar R1 searah jarum jam untuk mengatur udara sampai didapatkan tekanan sel yag diinginkan ( tekanan terlihat pada alat pengukur tekanan,

f. Membuka klep T1 pada sel triaxial untuk memberikan tekanan sel pada benda uji, dan

g. Selama proses ini, posisi R1 tiak boleh berubah-ubah, serta C1-B, C1-A dan lubang angin berada dalam keadaan terbuka.

7. Prosedur untuk menerapkan tekanan balik. a. Memastikan katup 1, 3 dan 4 pada T 452 dalam keadaan tertutup dan

katup 2 pada T 452 dengan keadaan terbuka, b. Klep C2-B dan C2-A dalam keadaan terbuka kemudian putar R2 searah

jarum jam untuk mengatur tekanan udara sampai tekanan balik yang diinginkan terpenuhi (tekanan dapat terlihat pada alat pengukur tekanan),

c. Membuka klep G2 dan G3 pada T 494/1 untuk menerapkan tekanan balik pada benda uji,



d. Selama proses ini R2 tidak boleh berubah-ubah serta C2-B, C2-A dan klep G2 dan G3 pada T 494/1 dalam keadaan terbuka,

e. Untuk proses konsolidasi dan penjenuhan, katup G1 dan G4 ada T 494/1 dalam keadaan terbuka, sedangkan katup G2 dan G3 dalam keadaan tertutup, dan sebaliknya sampai posisi tranduser seimbang, dan

f. Untuk pengujian triaxial CD, katup G2 dan G3 dalam keadaan terbuka sedangkan katup G1 dan G4 dalam keadaan tertutup. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kegagalan dalam percobaan tersebut.

F. Perhitungan 1. Hitungan regangan aksial tanah untuk setiap bahan yang dibaca yaitu :

=

0LL

.........................................................................(12.1)

Dimana L : Perpendekan benda uji yang terjadi Pada arloji ukur Lo : Panjang / tinggi benda uji semula

2. Hitungan luas rata rata penampang tanah ( A ) pada setiap beban.

A = 1

A ..........................................................................(12.2)

Dimana Ao : Luas penampang semula 3. Tegangan deviator ( d )

d = AP

.......................................................................(12.3)

Dimana P = Beban yang bekerja 4. Tegangan Moyor ( 1 )

1 = d + 3 ..........................................................(12.4) 5. Jari jari lingkaran molar

231

=r

................................................................................(12.5) 6. Pusat lingkaran molar

231 +

=P

................................................................................(12.6) 7. Menggambar grafik hubungan antara tegangan deviator dengan regangan,

dengan tegangan deviator sebagai ordinat dan regangan sebagai absis,



8. Menggambarkan lingkaran molarnya yaitu dengan membuat setengah lingkaran dengan koordinat (s,1), dan

9. Menggambarkan garis singgung persekutuan yang menyinggung lingkaran-lingkaran molarnya dan membentuk sudut dengan sumbu mendatar, maka nilai kohesi dan sudut geser dalamnya dapat dihitung dari hubungan rumus 12.7 dan 12.8 berikut ini:

+= 245tan

231

...................................................................(12.7)

++

+=

245tan2245tan

231

c .................................................(12.8)

G. Pembahasan Pengujian triaksial dapat dilaksanakan dengan tiga cara, yaitu:

1. Pengujian dengan cara Unconsolidated-Undrained (tanpa terkonsolidasi-tanpa drainasi) (UU),

2. Pengujian dengan cara Consolidated-Undrained (terkonsolidasi-tanpa drainasi) (CU), dan

3. Pengujian dengan cara Consolidated-Drained (terkonsolidasi dengan drainasi) (CD).

Penjelasan dari masing-masing cara adalah sebagai berikut: Pengujian dengan cara Unconsolidated-Undrained (tanpa terkonsolidasi-tanpa drainasi) atau Quick-test (pengujian cepat). Benda uji mula-mula dibebani dengan penerapan tegangan sel (tegangan keliling), kemudian dibebani dengan beban normal melalui penerapan tegangan deviator sampai mencapai keruntuhan. Pada penerapan tegangan deviator selama penggeserannya, tidak diizinkan air keluar dari benda uji. Jadi selama pengujian katup drainasi ditutup. Karena pada pengujiannya air tidak diizinkan air keluar, beban normal tidak ditransferke butiran tanahnya. Keadaan tanpa drainasi ini menyebabkan adanya tekanan kelebihan tekanan pori (excess pore pressure) dengan tidak ada tahanan geser hasil perlawanan dari butiran tanahnya. Pengujian dengan cara Consolidated-Undrained (terkonsolidasi tanpa drainasi) atau Consolidated quick test (pengujian terkonsolidasi cepat). Benda uji mula-mula dibebani dengan tegangan sel tertentu dengan mengizinkan air mengalir keluar sampai konsolidasi selesai. Tegangan deviator



kemudianditerapkan dengan drainasi dalam keadaan tertutup sampai benda uji mengalami keruntuhan. Karena katup drainasi tertutup, volume tidak akan berubah selama penggeserannya. Pada pengujian cara ini, akan terjadi kelebihan tekanan air pori dalam benda uji. Pengukuran tekanan air pori dapat dilakukan selama pengujian berlangsung. Pengujian dengan cara Consolidated-Drained (terkonsolidasi dengan drainasi). Mula-mula tegangan sel tertentu diterapkan pada benda uji dengan katup drainasi terbuka sampai konsolidasi selesai. Kemudian, dengan katup tetap terbuka, tegangan deviator diterapkan dengan kecepatan yang rendah sampai benda uji runtuh. Kecepatan pembebanan yang rendah dimaksudkan agar dapat menjamin tekanan air pori nol selama proses penggeserannya. Pada kondisi ini seluruh tegangan selama proses pengujian ditahan oleh gesekan antar butirannya. Pada pengujian kuat geser tanah, bila terdapat air di dalam tanahnya, pengaruh-pengaruh seperti: jenis pengujian, kadar air, akan sangat menentukan nilai-nilai kohesi (c) dan sudut gesek dalamnya (). Nilai-nilai kuat geser yang rendah terjadi pada pengujian dengan cara Unconsolidated-Undrained. Pada tanah lempung yang jenuh air nilai sudut gesek dalam () dapat mencapai nol, sehingga pada pengujian hanya diperoleh nilai kohesinya. (Sumber:Hary Christady H. Halaman 176)



Tabel 12.1 hubungan jenis tanah dan triaxial Jenis tanah Macam pengujian Triaksial

UU CU CD Kerikil : Ukuran sedang Terpasir Pasir Kerikil dan tidak padat Jenuh dan tidak padat Kering dan padat Jenuh dan padat

Lanau atau pasir berlanau Tidak padat Padat lempung

40 o 50 o 35 o 50 o

28 o 34 o 28 o 34 o 35 o 46 o

1 2 o kurang dari kering

Padat 20 o 22 o 25 o 35 o

0 o (jika jenuh)

-

-

-

-

-

14 o -20 o

40 o 55 o 35 o 50 o

43 o 45 o

43 o 45 o 27 o 30 o 30 o 35 o 20 o 42 o

(sumber : Petunjuk Praktikum Mekanika Tanah)

H. Kesimpulan Dari percobaan Triaksial di dapat Parameter sebagai berikut : C = 0,26 kg/cm2 = 6,1 o



Tri Axial

Documents

Transcript of Tri Axial