Sudut Geser Dalam [PDF]

Citation preview

TOPIK BAHASAN 8



KEKUATAN GESER TANAH



PERTEMUAN 20 – 21



KEKUATAN GESER TANAH „



„



PENGERTIAN Kekuatan tanah untuk memikul beban-beban atau gaya yang dapat menyebabkan kelongsoran, keruntuhan, gelincir dan pergeseran tanah APLIKASI Parameter kuat geser dapat digunakan untuk menghitung : { { {



Daya Dukung Tanah Dasar Stabilitas Lereng Tegangan Lateral



KEKUATAN GESER TANAH Kelongsoran Timbunan



Keruntuhan global Pondasi Dangkal Keruntuhan lokal Pondasi Dangkal



Lereng Vertikal



Dinding Penahan Tanah



KEKUATAN GESER TANAH „



FAKTOR PENGARUH LAPANGAN { { { { {



„



Keadaan tanah : angka pori, ukuran dan bentuk butiran Jenis tanah : pasir, berpasir, lempung dsb Kadar air (terutama lempung) Jenis beban dan tingkatnya Kondisi Anisotropis



LABORATORIUM { { { {



Metode pengujian Gangguan terhadap contoh tanah Kadar air Tingkat regangan



KEKUATAN GESER TANAH „



PARAMETER KUAT GESER { {



„



KONDISI { {



„



Kohesi (c) Sudut Geser Dalam (φ) Total (c dan φ) Efektif (c’ dan φ’)



PERSAMAAN UMUM (COULOMB) τ = c + σn.tanφ



JENIS MATERIAL „



TANAH KOHESIF { {



„



Mempunyai nilai kohesi (c) Contoh : Lempung, Lanau



TANAH COHESIONLESS { {



Hanya mempunyai nilai φ ; c = 0 Contoh : Pasir, Kerikil



PARAMETER KUAT GESER „



KOHESI (C) Gaya tarik menarik antar 2 atau lebih partikel tanah



„



SUDUT GESER DALAM (φ) Sudut geser yang terbentuk saat pergeseran dua atau lebih partikel tanah



PARAMETER KUAT GESER „



„



KUAT GESER UNDRAINED Digunakan dalam analisis tegangan total Umumnya nilai φ = 0 dan c = cu KUAT GESER DRAINED Digunakan dalam analisis tegangan efektif, parameternya c’ dan φ’ τ’ = c’ + (σn – u) tan φ’



TEORI MOHR COULOMB τ = c + σ.tanφ



τ



Garis Selubung Mohr-Coulomb



φ Garis Selubung Mohr



c σ3



σ3



σ1 σ1 = σ3 + ∆σ



σ1



σ



TEORI MOHR COULOMB σ1



σn σ3



τ σ3



σ3 θ σ1



θ (1)



σ1 > σ3



σ1 (2)



σ1 + σ 3 σ1 − σ 3 σn = + .Cos 2θ 2 2 τ=



σ1 − σ 3 .Sin 2θ 2



TEORI MOHR COULOMB (1) dan (2)



τ = c + σn.tanφ σ1 = σ 3 +



(σ 3 . tan φ + c)



(0,5.Sin2θ − Cos θ. tan φ) 2



Kelongsoran terjadi pada nilai σ1 minimum atau nilai (0,5.Sin2θ - Cos2θ.tanφ) maksimum



θ = 45o +



φ 2



(



)



(



σ 1 = σ 3 . tan 2 45o + φ / 2 + 2.c. tan 45o + φ / 2



)



TEORI MOHR COULOMB τ



Garis Selubung Keruntuhan



φ c σ3



θ



2θ σn



σ1



σ



CONTOH SOAL



CONTOH SOAL Pusat Lingkaran =



σ 1 + σ 3 52 + 12 = = 32kPa 2 2



Jari-jari Lingkaran =



σ 1 − σ 3 52 − 12 = = 20kPa 2 2



CONTOH SOAL



σn = τ=



σ1 + σ 3 σ1 − σ 3 52 + 12 52 − 12 .Cos2θ = + + .Cos70o = 38,84kPa 2 2 2 2 52 − 12 σ1 − σ 3 .Sin 2θ = .Sin 70o = 18,8kPa 2 2



CONTOH SOAL



CONTOH SOAL



KEKUATAN GESER TANAH „



PENGUJIAN LABORATORIUM { { {



„



PENGUJIAN LAPANGAN {



„



Unconfined Compression Test Direct Shear Test Triaxial Test (UU, CU, CD) Vane Shear Test



KORELASI ANTAR PARAMETER { { {



Nilai tahanan ujung konus sondir (qc) Nilai N-SPT California Bearing Capacity



UNCONFINED COMPRESSION TEST



UNCONFINED COMPRESSION TEST



UNCONFINED COMPRESSION TEST



qu cu = s u = 2



DIRECT SHEAR TEST



DIRECT SHEAR TEST



Pasir Lempung/Lanau



φ c



TRIAXIAL TEST



ADA 3 JENIS { Unconsolidated Undrained (UU) { Consolidated Undrained (CU) { Consolidated Undrained (CD)



TRIAXIAL TEST Resume Metode Pengujian Tipe Pengujian



Tahap 1



Tahap 2



σ3 σ3



∆σ σ3 σ3



Unconsolidated Undrained (UU)



Berikan tegangan σ3 dan air tidak diperbolehkan keluar dengan cara menutup valve sehingga tekanan air pori (u=uo) tidak sama dengan nol



Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air tidak diperbolehkan keluar (u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)



Consolidated Undrained (CU)



Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan cara membuka valve sehingga tekanan air pori (u=uo) sama dengan nol



Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air tidak diperbolehkan keluar (u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=ud(f)



Consolidated Drained (CD)



Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan cara membuka valve sehingga tekanan air pori (u=uo) sama dengan nol



Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air diperbolehkan keluar, sehingga tekanan air pori (u=ud) sama dengan nol. Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=0



TRIAXIAL TEST



TRIAXIAL TEST



TRIAXIAL TEST



'



'



TRIAXIAL TEST



KEKUATAN GESER TANAH PEMILIHAN TIPE TES TRIAXIAL Jenis Tanah Kohesif



Granular



Jenis Konstruksi



Jenis Tes dan Kekuatan Geser



Jangka Pendek (Akhir Triaxial UU atau CU untuk Undrained Strength masa konstruksi) dengan level tegangan insitu yang sesuai Konstruksi bertahap



Triaxial CU untuk Undrained Strength dengan level tegangan yang sesuai



Jangka Panjang



Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air pori atau Triaxial CD untuk parameter kuat geser efektif



Semua jenis



Parameter strength φ’ yang didapat dari uji lapangan atau direct shear



Material c-φ Jangka Panjang



Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air pori atau Triaxial CD untuk parameter kuat geser efektif



CONTOH APLIKASI PARAMETER UU



Pekerjaan Timbunan Yang Cepat Di Atas Tanah Lunak



CONTOH APLIKASI PARAMETER UU



Pembangunan Bendung Yang Cepat Tanpa Ada Perubahan Kadar Air Dalam Inti (Core)



CONTOH APLIKASI PARAMETER UU



Peletakan Pondasi Yang Tiba-tiba Pada Lapisan Lempung



CONTOH APLIKASI PARAMETER CU



Konstruksi Bertahap (Timbunan 2 diletakkan setelah terjadi konsolidasi pada tanah dasar akibat timbunan 1)



CONTOH APLIKASI PARAMETER CU



Muka Air Bendungan Turun Tiba-tiba (dari 1 ke 2 dan tidak ada aliran air dalam inti/core)



CONTOH APLIKASI PARAMETER CU



Konstruksi Timbunan di Atas Lereng Alamiah



CONTOH APLIKASI PARAMETER CD



Pekerjaan Timbunan yang Lambat (Timbunan diletakkan bertahap dalam waktu yang pendek)



CONTOH APLIKASI PARAMETER CD



Konstruksi Bendungan dengan Tinggi Muka Air Bendung Tetap



CONTOH APLIKASI PARAMETER CD



Pekerjaan Penggalian atau Lereng Alamiah



PEMILIHAN PARAMETER KUAT GESER