Bab 2 Ucs Kel. 22 [PDF]

Citation preview

BAB V PERCOBAAN TEKANAN BEBAS (UNCONFINED COMPRESSION TEST / UCS) 5.1 Pendahuluan Pengujian unconfined-compression adalah bentuk khusus dari uji yang umum dilakukan terhadap sampel tanah lempung. Pada uji ini tegangan penyekap σ3 adalah nol. Tegangan aksial dilakukan terhadap benda uji secara relatif cepat sampai mencapai keruntuhan. Pada titik keruntuhan, harga tegangan total utama kecil (minor principal stress) adalah nol. Kekuatan tekanan tanah kondisi tak tersekap (qu) adalah harga tegangan aksial maksimum yang dapat ditahan oleh sampel uji silindris sebelum mengalami keruntuhan geser. Nilai qu berhubungan dengan konsistensi tanah. Parameter yang ditinjau adalah kekuatan geser tanahnya. Pengetahuan mengenai kekuatan geser diperlukan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang berkaitan dengan stabilisasi tanah di lapangan. Salah satu pengujian yang digunakan untuk mengetahui parameter kuat geser tanah adalah uji kuat tekan bebas yaitu besarnya beban aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial mencapai 20 % Beberapa rumus yang digunakan pada pengujian kuat tekan bebas (uncofined compression strength test) : 1. Regangan axial akibat pembebanan yang dibaca ε=



∆L ×100 % ...................................................................................................(5.1) Lo



Dimana : ε



= Regangan axial (%)



∆ L = Pemendekan tinggi benda uji (cm) Lo = Tinggi benda uji semula (cm) 2. Luas penampang rata – rata benda uji koreksi akibat pemdekan Ao ε ........................................................................................................(5.2) A= 1− 100



40



Dimana : A = Luas penampang benda uji koreksi (cm2) ε



= Regangan axial (%)



Ao = Luas penampang benda uji semula (cm2) 3. Tekanan axial yang bekerja pada benda uji di setiap pembebanan P σ = ...................................................................................................................(5.3) A Dimana : P = Gaya beban yang bekerja yang dihitung A = Luas penampang tanah 4. Konsentrasi Konsistensi yaitu evaluasi terhadap hasil-hasil pengujian baik dilapangan Laboratorium (UCS), yaitu merupakan tingkatan terhadap kekuatan (daya dukung) tanah yang dinyatakan sebagai berikut. Tabel 5.1 Konsistensi Tingkatan



Konsistensi



Kekuatan TanahXUCS (kg/cm) 0 - 0,25 0,25 - 0,5 0,5 - 1 1-2 2-4 >4



Sangat lunak (Very Soft) Lunak (Soft) Sedang (Medium Stiff) Teguh (Stiff) Sangat teguh (Very Stiff) Keras (Hard)



Sumber: Begemann, 1965 5.2 Maksud Percobaan Beberapa maksud dari percobaan UCS sebagai berikut : 1. Untuk menentukan kuat tekan bebas tanah kohesif. Pemeriksaan kuat tekan bebas dapat dilakukan pada tanah asli atau contoh tanah padat buatan. 2. Kuat tekan rencana adalah besarnya tekanan axial (kg/cm 2) yang diperlukan untuk menentukan suatu silinder tanah sampai pecah atau besarnya tekanan



41



yang



memberikan



perpendekan



tanah



sebesar



20%



sampai



dengan



perpendekan 20 % tersebut tidak pecah. 5.3 Alat-Alat yang Digunakan Adapun alat – alat yang digunakan untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression strength test) adalah sebagai berikut : 1. Pesawat Unconfined Compression. 2. Tabung cetak belah. 3. Timbangan dengan ketelitian 0.001 gram. 5.4 Persiapan Alat Uji Adapun persiapan alat uji untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression strength test) adalah sebagai berikut : 1. Sel triaxial dengan dinding transparan dan perlengkapannya. 2. Alat untuk memberikan tekanan yang konstan pada cairan dalam sel dengan ketelitian 0,1 atau 0,05 – 7,5 mm/menit. 3. Arloji ukur untuk mengukur pemendekan axial benda uji. 5.5 Persiapan Benda Uji Adapun persiapan benda uji untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression strength test) adalah sebagai berikut : 1. Untuk memperingkat waktu ambil benda uji yang telah disediakan di wadah yang telah disiapkan. 2. Ukur diameter (D) benda uji di dapatkan diameter sebesar 3,460 cm 3. Ukur tinggi benda uji (Lo) di dapat kan tinggi benda uji 6,77 cm 5.6 Pelaksanaan Percobaan Adapun pelaksanaan percobaan untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression strength test) adalah sebagai berikut : 1. Benda uji yang akan ditempatkan diselidiki pada alat tekan, berdiri vertikal dan simetris pada plat dasar alat. Putar handle sehingga plat atas menyentuh benda uji.



42



2. Atur arloji ukur pada beban dan arloji pengukur regangan pada pembacaaan nol tepat pada saat tanah mulai tertekan. 3. Putar handle, dan mulai pembacaan sesuai dial yang telah ditentukan 4. Perobaaan terus dilakukan sampai dapat pembacaan proving ring yang konstan dari pada pembacaan berikutnya atau kembali menurun serta tanah terlihat mulai retak.



43



5.7 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan PERCOBAAN TEKANAN BEBAS (UNCONFINED COMPRESSION TEST / UCS) Proyek Lokasi



: Praktikum MEKTAN II : Lab. Mekanika Tanah



Diameter (D) Tinggi Contoh (Lo)



= 3,460 cm = 6,77 cm



∆L (a x10-3)



: 22 : 17 Juli 2020



Luas Mula (Ao) Kalibrasi



Soil Shorthing Dial Reading (a)



Kelompok Tanggal



= 9,391 cm = 0,08 KgF



Sampele Area



Load



strain



Correction



Correction



ε=∆L/Lo (%)x100



(1-(ε/100))



Area



( cm)



Dail Reading



A=Ao/(1-(ε/100))



Stress P



P/A



F x 0,13152 (kg)



(kg/cm2)



A



B



C



D



E



F



G



H



0



0



0



1



9,391



0



50



0,05



0,739



0,993



9,461



1,600



0,170



100



0,10



1,477



0,985



9,532



2,080



0,221



150



0,15



2,216



0,978



9,604



2,480



0,264



200



0,20



2,954



0,970



9,677



2,880



0,307



250



0,25



3,693



0,963



9,751



3,280



0,349



300



0,30



4,431



0,956



9,826



3,520



0,375



350



0,35



5,170



0,948



9,903



3,760



0,400



400



0,40



5,908



0,941



9,981



4,080



0,434



450



0,45



6,647



0,934



10,060



4,240



0,451



500



0,50



7,386



0,926



10,140



4,480



0,477



550



0,55



8,124



0,919



10,221



4,640



0,494



600



0,60



8,863



0,911



10,304



4,800



0,511



650



0,65



9,601



0,904



10,388



4,960



0,528



700



0,70



10,340



0,897



10,474



5,040



0,537



750



0,75



11,078



0,889



10,561



5,200



0,554



800



0,80



11,817



0,882



10,649



5,280



0,562



850



0,85



12,555



0,874



10,739



5,360



0,571



900



0,90



13,294



0,867



10,831



5,440



0,579



950



0,95



14,032



0,860



10,924



5,520



0,588



1000



1,00



14,771



0,852



11,019



5,600



0,596



1050



1,05



15,510



0,845



11,115



5,680



0,605



1100



1,10



16,248



0,838



11,213



5,680



0,605



1150



1,15



16,987



0,830



11,313



0 20,00 26,00 31,00 36,00 41,00 44,00 47,00 51,00 53,00 56,00 58,00 60,00 62,00 63,00 65,00 66,00 67,00 68,00 69,00 70,00 71,00 71,00 71,00



0



5,680



0,605



44



45



Setelah didapat data hasil pengujian dan perhitungan kuat tekan bebas, dibuatlah grafik hubungan antara nilai kuat tekan stress (qu) dan nilai regangan strain (ε). Hubungan tersebut dapat dilihat pada Grafik 5.1.



Grafik 5.1 Hubungan kuat tekan (qu) dan regangan (ε) Setelah didapati data hasil pengujian dan perhitungan pengujian kuat tekan bebas, dibuatlah sketsa dan catatan perubahan bentuk benda uji, adapun sketsa dan catatan tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.1 Catatan : 1. Benda uji mengalami keretakan dibagian atas dan bawah. 2. Benda uji mengalami penambahan luas permukaan akibat tekanan axial yang bekerja 3. Benda uji mengalami pemendekan tinggi akibat tekanan axial yang bekerja Gambar 5.1 Sketsa perubahan bentuk benda uji



5.8 Analisa Perhitungan Berikut hasil analisa perhitungan yang didapatkan : 1.



Regangan axial pada pembebanan yang dibaca.



ε=



ΔL Lo



ε=



ΔL Lo



0 ,05 = 6 ,77 = 0,739 %



Dimana :



ΔL = Pemendekan tinggi benda uji (cm) Lo = Tinggi benda uji semula (cm) 2.



Luas rata rata benda uji ε 100



( ( )) ( ( ))



L = 1−



0,739 =0,993 100



= 1− 3.



Luas rata-rata benda uji koreksi akibat pemendekan.



A= A=



Ao 1+ε



9 , 931 Ao 1+ε = 1+0 ,739 = 9,461 %



Dimana : Ao = Luas penampang benda uji mula-mula 4.



Menghitung gaya beban yang bekerja P = F × 0,13152 = 20,00 ×0,13152 = 1,600 kg



5.



Tekanan axial yang bekerja benda uji pada setiap pembebanan



σ=



p A



σ=



p A



1,600 = 9,461 = 0,170 kg/cm2



Dimana : P = Gaya beban yang bekerja yang dihitung A = Luas penampang rata – rata benda uji koreksi (cm2)



47



5.9 Kesimpulan Adapun kesimpulan untuk percobaan UCS adalah sebagai berikut : 1.



Dalam menentukan tekan bebas tanah kohesif maka percobaan tekan bebas dapat dilakukan pada tanah asli atau contoh tanah buatan.



2.



Nilai qu adalah nilai tegangan maksimum yang menyebabkan keruntuhan tanah. Berdasarkan grafik, nilai qu yang didapat yaitu sebesar 0,605 kg/cm2 dari puncak tekanan maksimum dan pada regangan yaitu sebesar 16,987 %.



3.



Hubungan antara qu dan konsistensi tanah adalah menunjukkan klasifikasi tanah berdasarkan sifat fisiknya.Pada percobaan kali ini , sampel uji tanah tergolong tanah sedang (medium stiff) karena nilai qu yang sebesar 0,605 kg/cm2 karena berada diantara 0.5 – 0.1 kg/cm2



4.



Tekanan axial yang bekerja benda uji pada setiap pembebanan sebesar 0,170kg/cm2



5.10 Saran Adapun kesimpulan untuk percobaan UCS adalah sebagai berikut : 1. Sebelum melakukan praktikum mahasiswa diharapkan mempelajari materi praktikum terlebih dahulu. 2. Saat melakukan praktikum, sebaiknya dilakukan dengan sungguh-sungguh dan teliti agar data-data yang didapat dari hasil percobaan adalah data yang akurat. 3. Mahasiswa harus mendengarkan serta memahami penjelasan dari pembimbing agar pratikum dapat berjalan lancar. 4. Ketelitian pada saat perhitungan sangat dibutuhkan, terutama dalam penggunaan satuan karena akan berakibat fatal pada perhitungan-perhitungan lainnya.