Download docx - KUAT TEKAN BEBAS

Transcript
Page 1: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

I. TUJUAN

Tujuan dari percobaan kuat tekan bebas antara lain:

1. Menentukan kuat tekan bebas suatu contoh tanah

2. Menentukan sensitifitas tanah

II. DASAR TEORI

Uji kuat tekan bebas (Unconfined Compresion Test) merupakan cara

yang dilakukan di laboratorium untuk menghitung kekuatan geser tanah. Uji

kuat ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan

sampai tanah tersebut terpisah dari butiran-butirannya juga mengukur

regangan tanah akibat tekanan tersebut.

Uji tekan bebas ini dilakukan pada contoh tanah asli dan contoh

tanah tidak asli lalu diukur kemampuannya masing-masing contoh terhadap

kuat tekan bebas. Dari nilai kuat tekan maksimum yang dapat diterima pada

masing-masing contoh akan didapat sensitivitas tanah. Nilai sensitivitas ini

mengukur bagaimana perilaku tanah jika terjadi gangguan yang diberikan

dari luar.

qu (asli)

qu Kondisi tanah asli St =

qu (tidak asli)

qu Kondisi tanah tidak asli

Page 2: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

Tabel Konsistensi

( kg/cm2) Konsistensi

< 0,24 Very Soft

0,24 – 0,48 Soft

0,48 – 0,96 Medium Soft

0,96 – 1,92 Stiff

1,92 – 3,83 Very Stiff

> 3,83 Hard

Tabel Sensitifitas

Dalam

pengujian kuat tekan babas ada beberapa syarat yang harus diperhatikan.

1. Penekanan

Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0,5 – 2 % permenit

2. Kriteria keruntuhan suatu tanah :

- Bacaan proving ring turun.

- Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama.

- Ambil pada = 15 % dari contoh tanah, Sr = 1 % permenit, berarti

waktu maksimum runtuh = 15 menit.

Percobaan kuat tekan bebas dimaksudkan terutama untuk tanah

lempung atau lanau. Bila lempung itu mempunyai derajat kejenuhan 100 %

maka kekuatan geser dapat ditentukan dari nilai kekuatan unconfined.

St Kelas

<4 Rendah

2 – 4 Normal

4 – 8 Sensitive

>8 Sangat sensitif

Page 3: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

Pada sekitar tahun 1776 Coulomb memperkenalkan hubungan linear

yang terjadi antara tegangan normal dan tegangan geser.

τ f=c+σ tan φ

dimana : c = kohesi

= sudut geser internal

Secara teoritis, untuk tanah lempung jenuh air yang sama uji tekanan

tak bersekap mampu dalam kondisi air termampatkan - tak terkendali

(Unconsolidated-Undrained) akan menghasilkan suatu harga Cu yang sama.

Tetapi pada kenyataannya pengujian unconfined compression pada tanah

lempung jenuh - air biasanya menghasilkan harga Cu yang lebih kecil dari

harga yag diperoleh dari pengujian Unconsolidated - Undrained.

Fakta ini dapat diperoleh dari tabel berikut ini :

KonsistensiCu(ton/ft2) KN/m2

Sangat lunak 0 − 0,25 0 – 23,94

Lunak 0,25 – 0,5 24 – 48

Menengah 0,5 – 1,48 48 – 96

Kaku 1 − 2,96 96 – 192

Sangat kaku 2 – 4,192 192 – 383

Keras > 4 > 383

C

Tegangan Normal

Garis keruntuhan Mohr-Coulomb

Page 4: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

* Faktor konversi : 1 lb/ft2 = 47,88 kN/m2

Pada tanah-tanah lempung yang terdeposisi (terendapkan) secara

alamiah dapat diamati bahwa kekuatan tekan tanah tak bersekap berkurang

banyak, bila tanah itu diuji ulang lagi setelah tanah itu menderita kerusakan

struktural (remolded) tanpa adanya perubahan dari kadar air, seperti

ditunjukkan pada gambar berikut/

σσ s

St=qu (asli )

qu (kerusakan)

dimana, St = kesensitifan

Sifat berkurangnya kekurangan tanah akibat adanya kerusakan

struktural tanah tersebut disebut kesensitifan (sensitivity). Tingkat

kesensitifan dapat ditentukan sebagai ratio antara kekuatan tanah yang masih

asli dengan kekuatan tanah yang sama setelah terkena kerusakan (remolded),

bila tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap.

Ratio kesensitifan sebagian besar tanah lempung berkisar antara 1

sampai 8, biarpun pada tanah-tanah lempung maritim yang mempunyai

tingkat flokulasi yang sangat tinggi didapat juga harga ratio kesensitifan

yang dapat berkisar antara 10 sampai 80. Ada beberapa jenis tanah lempung

qu

Rusak (remolded)

Asli (undisturbed)

Tegangan Axial

quququququququququququ

Page 5: KUAT TEKAN BEBAS

W =W 1−W 2

W 2−W 3

×100%

∂=WV

=W 2−W 1

14×π×d2×t

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

yang akibat kerusakan tersebut dapat tiba - tiba berubah menjadi cair.

Tanah-tanah seperti ini biasanya terdapat di Amerika Utara dan daerah

Semenanjung Scandinavia yang dulunya tertutup es.

Terlalu Quick

32 Sangat Quick

16 Quick Tingkat Menenga

8 Agak Quick

4 Sangat Sensitif

2 Sensitif tingkat menengah

1 Agak sensitif Tidak sensitif

Kadar air dapat juga disebut Water Content di definisikan sebagai

perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah.

Berat volume dapat dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air,

dan volume total.

Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus :

Dimana :

= Regangan axial (%)

L = Perubahan panjang (cm)

Lo = Panjang mula-mula (cm)

ε = ΔLLo

Page 6: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat :

Dimana :

A = Luas rata-rata pada setiap saat (cm2)

Ao = Luas mula-mula (cm2)

Besarnya tegangan normal :

Dimana :

= Tegangan (kg/cm2)

P = Beban (kg)

k = Faktor kalibrasi proving ring

N = Pembacaan proving ring (div)

Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus :

Dimana :

St = Nilai sensitivitas tanah

σ = Kuat tekan maks. tanah asli (kg/cm2)

‘ = Kuat tekan maks. tanah tidak asli (kg/cm2)

A= Ao1−ε

σ= PA

= k . NA

St= σσ '

Page 7: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

III. PERALATAN DAN BAHAN

1. Peralatan

NO NAMA PERALATAN GAMBAR

1Satu set mesin kuat tekan

bebas

2 Ring pencetak benda uji

3 Extruder yang sesuai

Page 8: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

4 Pisau dan spatula

5 Timbangan

6 Jangka Sorong

7 Stop Watch

Page 9: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

2. Bahan

NO NAMA BAHAN GAMBAR

1 Sampel Tanah

IV. LANGKAH KERJA

A. Persiapan contoh tanah

Contoh tanah terdiri dari dua macam, yaitu contoh tanah asli dan contoh

tanah tidak asli (remoulded). Contoh asli adalah contoh yang langsung

dicetak dari tabung sampel, sedangkan contoh tidak asli adalah contoh

yang dicetak kembali dari contoh yang sudah ditekan

a. Contoh tanah asli

1. Contoh tanah dalam tabung dikeluarkan dengan extruder

sepanjang 1-2 cm, kemudian dipotong/diratakan.

Page 10: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

2. Pasang ring pracetak didepan tabung contoh, kemudian contoh

tanah ditekan kedalam ring sampai penuh dan dilebihi ± 1 cm.

3. Contoh tanah yang dipotong kedua ujungnya diratakan, kemudian

dikeluarkan dari ring dan ditimbang

b. Contoh tanah tidak asli

1. Contoh tanah yang sudah ditekan dimasukkan kedalam kantong

plastik dan dihancurkan/ diremas sambil dijaga jangan sampai

kadar airnya berubah dan terbuang

2. Contoh tanah tersebut dibagi menjadi beberapa bagian yang sama

sesuai dengan tingginya. Misalnya untuk tinggi 10 cm, menjadi

10 bagian

3. Masing-masing bagian dipadatkan didalam ring pencetak, sesuai

dengan pembagian diatas (masing-masing bagian untuk tinggi 1

Page 11: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

cm), hingga diperoleh kepadatan yang merata dengan volume dan

ukuran yang sama dengan contoh asli sebelum ditekan.

4. Contoh tanah dikeluarkan dan ditimbang

B. Pengujian

1. Contoh tanah dipasang pada rangka beban dan diatur hingga sentris

terhadap dongkraknya.

Page 12: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

2. Pasang proving ring dan dial pengukur regangan dan distel pada nol

stand. Tentukan kecepatan regangan.

3. Biasanya kecepatan regangan diambil 0,5%-2% permenit

4. Mulai diadakan penekanan hingga terjadi keruntuhan sambil

dikontrol/ dicatat pembebanannya pada setiap interval regangan

tertentu.

5. Setelah runtuh contoh tanah dikeluarkan dan digambar bentuk

keruntuhannya.

Page 13: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

V. DATA DAN PERHITUNGAN

Page 14: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

Pemboran No./Kedalaman

Asli Tidak Asli

Ring P (kg) Ring P (kg)

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.50 0.50 11.40 2.50 0.35 0.03 5.00 0.97 0.08

1.00 1.00 11.45 5.00 0.70 0.06 9.00 1.25 0.11

1.50 1.50 11.51 6.50 0.90 0.08 11.00 1.53 0.13

2.00 2.00 11.57 9.00 1.25 0.11 14.00 1.95 0.17

2.50 2.50 11.63 12.00 1.67 0.14 16.00 2.22 0.19

3.00 3.00 11.69 15.00 2.09 0.18 18.00 2.50 0.21

4.00 4.00 11.81 23.00 3.20 0.27 22.00 3.06 0.26

5.00 5.00 11.94 32.00 4.45 0.37 26.00 3.61 0.30

6.00 6.00 12.06 40.00 5.56 0.46 29.00 4.03 0.33

7.00 7.00 12.19 46.00 6.39 0.52 31.00 4.31 0.35

8.00 8.00 12.33 50.00 6.95 0.56 34.00 4.73 0.38

9.00 9.00 12.46 50.00 6.95 0.56 36.00 5.00 0.40

10.00 10.00 12.60 49.00 6.81 0.54 38.00 5.28 0.42

11.00 11.00 12.74 39.00 5.42 0.43

12.00 12.00 12.89 41.00 5.70 0.44

13.00 13.00 13.03 43.00 5.98 0.46

14.00 14.00 13.19 43.00 5.98 0.45

15.00 15.00 13.34 43.00 5.98 0.45

qumak=σmak = 0.56

q'umak=σ'mak=

0.46

Bentuk Keruntuhan :

Asli

Tidak Asli

Waktu t (mnt)

Regangan ɛ (%)

Luas A1 (cm2) σ (kg/cm2) σ (kg/cm2)

(kg/cm2) (kg/cm2)

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.000.000.100.200.300.400.500.60

Grafik Tegangan (σ) - Regangan (ɛ)

Tanah Asli

Tanah Tidak Asli

Regangan, ɛ (%)

Tega

ngan

, σ (k

g/cm

2)

Contoh Perhitungan :

1. Tanah Asli

a. Bacaan Ring : 2,5

Page 15: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

b. Kalibrasi : 0,139 kg/div

c. Regangan (ε) : 0,5 % = 0,005

d. D (diameter) : 3,8 cm

e. H (Tinggi) : 7,6 cm

f. A0 : 11,34 cm2

A=A0

1−ε= 11,34

1−0,005=11,40 cm2

P=ring x kalibrasi=2,5 x 0,139=0,35 k g

σ= PA

= 0,3511,40

=0,03kg /cm2

Didapat qu maks = σmaks = 0,56

cu1=12

xqumaks=12

x 0,56=0,28 kg/cm2

2. Tanah Tidak Asli

a. Bacaan Ring : 5

b. Kalibrasi : 0,139 kg/div

c. Regangan (ε) : 0,5 % = 0,005

d. D (diameter) : 3,8 cm

e. H (Tinggi) : 7,6 cm

f. A0 : 11,34 cm2

A=A0

1−ε= 11,34

1−0,005=11,40 cm2

P=ring x kalibrasi=5 x 0,139=0 ,97 k g

σ= PA

= 0,9711,40

=0,08kg /cm2

Didapat q’u maks = σ’maks = 0,46

cu2=12

xqumaks=12

x 0 , 46=0,23 kg /cm2

Nilai sensitifitas

St= σσ '

=0,560,46

=1,23<4

Page 16: KUAT TEKAN BEBAS

LAPORAN LABORATORIUM UJI TANAHJURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789, Ext.266 Bandung

SubjekTopik

: Pengujian Laboratorium: Kuat Tekan Bebas

No. Uji : 10Tgl Uji : 20 September

2012Halaman :

Contoh tanah mempunyai Sensitifitas rendah.

VI. KESIMPULAN

1. Dari data kuat tekan tanah dan sensitifitas, dapat disimpulkan

a. Nilai kuat tekan tanah asli (σ) = 0,56 kg/cm2

b. Nilai kuat tekan tanah tidak asli (σ’) = 0,46 kg/cm2

c. Nilai sensitifitas (St) = 1,23

2. Berdasarkan sensitifitas tanah, contoh tanah memiliki sensitifitas yang

rendah

3. Berdasarkan kuat tekan

a. Contoh tanah asli memiliki konsistensi Medium Soft

b. Contoh tanah tidak asli memiliki konsistensi Soft


Recommended