2.2 Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined: Compressive Strength) [PDF]

Citation preview

2.2



PENGUJIAN KUAT TEKAN COMPRESSIVE STRENGTH)



2.2.1



Pendahuluan



BEBAS



(UNCONFINED



Pada uji ini, sudut geser dalam (Ø) = 0 dan tegangan sel (σ3) = 0, jadi yang ada hanya beban vertikal (σ1) yang menyebabkan tanah menjadi retak dibagi satuan luas yang dikoreksi (A) disebut Unconfined Compression Strength (qu).



Gambar 2.27. Skema Uji Tekan Bebas (UCT) Cara menghitung luas contoh tanah dapat dijelaskan sebagai berikut: 



Isi contoh semula



V 0=L0 × A 0 dimana :



V 0= Isi sampel mula-mula (volume) L0 = panjang sampel mula-mula A0 = luas penampang sampel mula-mula







Sesudah beban vertikal diberikan :



Panjang menjadi L, isi menjadi V , dan luas menjadi A. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut: L=L0 −∆ L dan V =V 0−∆ V (L dan V diukur selama percobaan)



KELOMPOK 3



Gambar 2.28. Perubahan Yang Terjadi Pada Sampel Dari persamaan diatas didapat: A ( L0−∆ L )= A0 L0−∆ V A=



A 0 L0−∆ V L0−∆ L



Percobaan unconfinedcompression test ini dilakukan dalam kondisi undrained, dimana tidak adanya aliran air selama pembebanan sehingga tidak terjadi perubahan volume ( ∆ V =0 ) , sehingga persamaannya menjadi: A=



A0 L0 = L0 −∆ L



dimana: ε



A0 A = 0 ∆ L 1−ε 1− L0 = regangan



Sementaraitu, nilaiq u dan c dapat dicari dengan persamaan: q u=



P max qu dan c= A 2



dimana: q u C



= Unconfined compression strength = Kekuatan geser tanah



Pada percobaan ini dimensi sampel harus memenuhi syarat: 2 D≤ L≤ 3 D dimana: D L



= Diameter sampel = Tinggi sampel



KELOMPOK 3



Hal ini didasarkan pada apabila L ≤2 D, sudut bidang runtuhnya akan mengalami overlap dan sementara jika L ≥3 D, contoh tanah akan berlaku sebagai kolom dan kemungkinan akan terjadi tekuk. Perbandingan idealnya adalah L : D=2 : 1. 2.2.2



Tujuan



Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengukur kuat tekan bebas (unconfined compressive shear strength) dari tanah lempung/lanau. Kuat tekan bebas adalah besar tegangan aksial maksimum yang dapat ditahan oleh tanah sebelum menghalangi keruntuhan geser. Dari kuat tekan bebas ini, dapat diketahui: a.



Kekuatan geser undrained (Cu).



b.



Derajat kepekaan (degree of sensivity) yaitu rasio antara kuat tekan bebas dalam kondisi asli (undistrubed) dan dalam kondisi remoulded.



2.2.3



Alat dan Bahan



a.



Alat unconfined compressive strength



Gambar 2.29. Alat Unconfined Compressive Strength b.



Cetakan mold dan extruder



Gambar 2.30. Cetakan Mold dan Extruder



KELOMPOK 3



c.



Jangka Sorong



Gambar 2.31. Jangka Sorong d.



Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram



Gambar 2.32. Timbangan dengan Ketelitian 0,1 Gram e.



Palu karet



Gambar 2.33. Palu Karet



KELOMPOK 3



f.



Kontainer



Gambar 2.34. Kontainer g.



Oven



Gambar 2.35. Oven h.



Pisau Pemotong



Gambar 2.36. Pisau Pemotong



KELOMPOK 3



i.



Stopwatch



Gambar 2.37. Stopwatch j.



Sarung tangan anti panas



Gambar 2.38. Sarung Tangan Anti Panas 2.2.3



Prosedur Percobaan



a.



Siapkan sampel tanah UDS yang telah diambil dari lapangan, keluarkan menggunakan extruder dan cetak menggunakan mold UCS.



Gambar 2.39. Menyiapkan Sampel Tanah



KELOMPOK 3



b.



Keluarkan sampel yang telah dibentuk menggunakan extruder kecil kemudian ukur dimensi dan timbang.



Gambar 2.40. Mengeluarkan Sampel yang Telah Dibentuk c.



Letakkan sampel tanah di alat UCS dan atur jarum linear variable differential transformator (LVDT) ke posisi nol.



Gambar 2.41. Meletakkan Sampel Tanah di Alat UCS d.



Berikan tekanan vertikal dengan kecepatan regangan 0,5 – 2% per unit dengan menekan tombol pada panel kontrol di alat UCS.



Gambar 2.42. Menekan Tombol pada Panel Kontrol UCS



KELOMPOK 3



e.



Lakukan pembacaan beban untuk setiap perubahan regangan



Gambar 2.43. Pembacaan Beban f.



Percobaan dilakukan sampai terjadi keruntuhan pada sampel. Selanjutnya sampel yang telah hancur tersebut dicetak lagi untuk percobaan remoulded dengan syarat masaa dan berat tanah sama.



Gambar 2.44. Mencetak Tanah Kembali (Remoulded) g.



Sampel tanah yang diuji kemudian dioven dengan suhu 110 ± 5o C.



Gambar 2.45. Memasukkan Sampel Tanah ke Dalam Oven



KELOMPOK 3



h.



Timbang massa tanah kering + kontainer untuk mendapatkan kadar air sampel tanah.



Gambar 2.46. Menimbang Massa Tanah Kering 2.2.4



Data Hasil Percobaan



Tabel 2.2. Data Hasil Percobaan (Unconfined Compressive Strength) Keterangan Kuantitas Satuan Diameter cincin luar 5,5 Cm Diamter cincin dalam 5 Cm Massa tanah padat 377 Gram Massa tanah padat + kontainer 409 Gram Tinggi tanah padat 10 Cm Diamater tanah padat 5 Cm Luas penampang (A0) 19,625 Cm2 Massa tanah kering + kontainer 320 Gram Massa tanah kering 287 Gram Kadar air 23,87 % Sumber : Data Hasil Percobaan



Perhitungan kadar air W=



Ws - Wd x 100% Ws



W=



377 - 287 x 100% 377



W = 23,87 %



KELOMPOK 3



Tabel 2.3. Data Hasil Percobaan (Tanah Undisturbed) Time Deformasi(mm) Massa (kg) 0 0 0 0,5 0,41 55,12 1 0,91 87,15 2 1,93 116,19 3 2,91 74,41 4 3,9 58,33 5 4,86 59,07 Sumber : Data Hasil Percobaan



Tabel 2.4. Data Hasil Percobaan(Tanah Remolded) Time Deformasi(mm) Massa (kg) 0 0 0 0,5 0,44 56,5 1 0,91 77,56 2 1,85 100,34 3 2,8 83,95 4 3,75 61,01 5 4,68 42,16 Sumber : Data Hasil Percobaan



2.2.5



Perhitungan ε=



ΔL x 100% L˳ A ¿



St ¿ Keterangan



A˳ (1−ε )



Δσ =



ΔP A



Cu ¿



qu 2



qu Undisturbed qu Remolded



:



ε



: Regangan aksial (%)



ΔL



: Perubahan panjang benda uji (cm)



L˳



: Panjang benda uji semula (cm)



A



: Luas penampang benda uji rata-rata (cm2)



A˳



: Luas penampang benda uji semula (cm2)



KELOMPOK 3



Δσ



: Tegangan deviator (kg/cm2)



ΔP



: Beban terbesar (kg)



qu



: Kuat tekan bebas



Cu



: Kuat geser undrained



St



: Derajat kepekaan



1.



Sampel undisturbed







Menghitung nilai regangan (ε ¿



ε1



=



0,41 x 100 % 100



= 0,41 % ε2



=



0,91 x 100% 100



=0,91 % ε3



1,93 = 100 x 100% = 1,93 %



ε4



2,91 = 100 x 100 % = 2,91 %



ε5



3,9



= 100 x 100 % = 3,9 %



ε6



4,86 = 100 x 100 % = 4,86 %







Menghitung nilai luas penampang (A)



A1



= 1- 0,41%



19,625 Cm 2



= 19,70579375 cm2 A2



19,625 Cm 2



= 1- 0,91%



KELOMPOK 3



= 19,80522757 cm2



KELOMPOK 3



A3



19,625 Cm 2



= 1- 1,93%



= 20,01121648 cm2 A4



=



19,625 Cm 2 1- 2,91%



= 20,21320424 cm2 A5



=



19,625 Cm 2 1- 3,9%



= 20,421436 cm2 A6



=



19,625 Cm 2 1- 4,86%



= 20,62749632 cm2 



Menghitung nilai tegangan (Δσ)



Δσ1



=



55,12 kg 19,70579375 cm 2



= 2,797146904 kg/cm2 Δσ2



=



87,15 kg 19,80522757 cm 2



= 4,400353376 kg/cm2 Δσ3



=



116,19 kg 20,01121648 cm 2



= 5,80624372 kg/cm2 Δσ4



=



74,41 kg 20,21320424 cm 2



= 3,681257019 kg/cm2 Δσ5



=



58,33 kg 20,421436 cm 2



= 2,856312357 kg/cm2 Δσ6



=



59,07 kg 20,62749632 cm 2



= 2,863653401 kg/cm2



KELOMPOK 3







Menghitung nilai Cu



Cuuds



¿



5,8062437 2



= 2,90312186 2.



Sampel remoulded







Menghitung nilai regangan (ε ¿



ε1



=



0,44 x 100 % 100



= 0,44 % ε2



=



0,91 x 100 % 100



= 0,91 % ε3



=



1,85 x 100 % 100



= 1,85 % ε4



=



2,8 x 100 % 100



= 2,8 % ε5



3,75 = 100 x 100 % = 3,75 %



ε6



=



4,68 x 100 % 100



= 4,68 % 



Menghitung nilai luas penampang (A)



A1



=



19,625Cm 2 1−0,44 %



= 19,71173162 cm2 A2



=



19,625 Cm 2 1- 0,91%



= 19,80522757 cm2



KELOMPOK 3



A3



=



19,625 Cm 2 1- 1,85%



=19,99490576 cm2 A4



=



19,625 Cm 2 1- 2,8%



= 20,19032922 cm2 A5



=



19,625 Cm 2 1- 3,75%



= 20,38961039 cm2 A6



=



19,625 Cm 2 1- 4,68%



= 20,58854385 cm2 



Menghitung nilai tegangan (Δσ)



Δσ1



=



56,5 kg 19,71173162 cm2



= 2,866313376 kg/cm2 Δσ2



=



77,56 kg 19,80522757 cm 2



= 3,916137783 kg/cm2 Δσ3



=



100,34 kg 19,99490576 cm 2



= 5,018278217 kg/cm2 Δσ4



=



83,95 kg 20,19032922 cm 2



= 4,15793121 kg/cm2 Δσ5



=



61,01 kg 20,38961039 cm 2



= 2,992210191 kg/cm2 Δσ6



=



42,16 kg 20,58854385 cm 2



= 2,047740739 kg/cm2



KELOMPOK 3







Menghitung nilai Cu



Curemolded =



5,0182782 2



= 2,50913911 



Menghitung nilai derajat kepekaan (St)



St



¿



5,8062437 5,0182782



= 1,15701909kg/cm² Menurut tabel sensitifitas, nilai dari derajat kepekaan tanah yang didapatkan adalah 1,15701909 kg/cm²termasuk ke dalam jenis tanah yang Insensitive(tidak sensitif). Tabel 2.5. Sensitifitas St Sensitivity 2 Insensitive 2–4 Moderatly 4–8 Sensitive 8 - 16 Very sensitive 16 - 32 Slightly quick 32 - 64 Quick Sumber: id.scribd.com/doc/117664015/kuat-tekan-bebas



Tabel 2.6. Data Hasil Perhitungan (Tanah Undisturbed) ε (regangan) A (luas penampang) σ (tegangan)(kg/c m 2) (%) (cm^2) 0,41 19,70579375 2,797146904 0,91 19,80522757 4,400353376 1,93 20,01121648 5,80624372 2,91 20,21320424 3,681257019 3,9 20,421436 2,856312357 4,86 20,62749632 2,863653401 Sumber : Data Hasil Perhitungan



KELOMPOK 3



Tabel 2.7. Data Hasil Perhitungan (Tanah Remolded) ε (regangan) A σ 2 (%) (luas penampang)(cm ) (tegangan)(kg/cm2) 0,44 19,71173162 2,866313376 0,91 19,80522757 3,916137783 1,85 19,99490576 5,018278217 2,8 20,19032922 4,15793121 3,75 20,38961039 2,992210191 4,68 20,58854385 2,047740739 Sumber : Data Hasil Perhitungan



Tabel 2.8. Data Hasil Perhitungan Qu Undisturbed 5,80624372 Qu Remolded 5,01827822 Cu undisturbed 2,90312186 Cu remoulded 2,50913911 Derajat Kepekaan(St) 1,15701909 Sumber : Data Hasil Perhitungan



TEGANGAN Vs REGANGAN



6



5



4



Tegangan Vs Regangan Undisturbed



3



2



1



0 0



1



2



3



4



5



6



Grafik 2.1. Regangan Vs Tegangan Undisturbed



KELOMPOK 3



TEGANGAN Vs REGANGAN



6 5 4



Tegangan Vs Regangan Remoulded



3 2 1 0 0



0.5



1



1.5



2



2.5



3



3.5



4



4.5



5



Grafik 2.2. Tegangan Vs Regangan Remoulded



Grafik 2.3.Diagram Mohr Berupa Grafik Undisturbed dan Remoulded



KELOMPOK 3



2.2.6



Analisis



Dari hasil uji tekan bebas (unconfined-compressive strenght) yang telah dilaksanakan didapatkan parameter qu dan Cu. Nilai qu dari sampel tanah Undisturbed adalah nilai σ (tegangan) maksimum yang menyebabkan keruntuhan pada tanah. Pada grafik 2.1 nilai qu adalah nilai pada puncak grafik yaitu sebesar 5,80624372 kg/cm², sedangkan pada sampel tanah Remoulded didapatkan nilai qu



sebesar 5,01827822 kg/cm². Nilai Cu yang merupakan nilai tegangan geser tanah didapat dari sampel tanah Undisturbed sebesar 2,90312186 kg/cm², sedangkan nilai Cu yang didapatkan dari sampel tanah remoulded sebesar 2,50913911 kg/cm². Dan nilai derajat kejenuhan (St) yang didapat adalah sebessar 1,15701909 kg/cm² termasuk ke dalam jenis tanah yang Insensitive (tidak sensitif). Hubungan antara qu dan konsistensi tanah adalah menunjukkan klasifikasi tanah berdasarkan sifat fisiknya. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, sampel uji tergolong tanah keras karena berada pada range qu > 4kg/cm² dengan jenis tanah keras berdasarkan nilai cu sebesar 2.5 kg/cm2 pada undisturbed dan 1,15 kg/cm² pada remoulded. 2.2.7



Kesimpulan dan Saran



2.2.7.1



Kesimpulan



a.



Kekuatan geser undrained (Cu) dari sampel tanah undisturbed sebesar 2,90312186, sedangkan nilai Cu dari sampel tanah remolded adalah



sebesar 2,50913911. b.



Derajat kejenuhan (degree of sensitivity) yang didapat dari tanah undisturbed maupun tanah remoulded sebesar 1,15701909.



c.



Didapatkan nilai qu undisturbed berbeda dengan nilai qu remoulded



dengan nilai 5,8 dengan 5,0.



KELOMPOK 3



2.2.7.2



Saran



a.



Setelah praktikum dilakukan, pastikan semua alat yang telah digunakan dalam kondisi bersih dan dikembalikan ke tempat semula.



b.



Perlunya ketelitian dalam memilih tempat pengujian supaya tidak terjadi kendala di tengah-tengah proses praktikum.



c.



Usahakan waktu pengovenan lebih tepat lagi, baik dalam memasukkan sample ataupun mengeluarkan sampel agar sample yang digunakan berada pada kondisi yang sesuai dengan yang diharapkan.



KELOMPOK 3