IX. UJI TEKAN BEBAS (ASTM D 2166-00) I. MAKSUD 1. Maksud percobaan adalah untuk menentukan kuat tekan bebas tanah kohesif. Pemeriksaan kuat tekan bebas dapat dilakukan pada tanah asli atau contoh tanah padat buatan. 2. Kuat tekan bebas adalah besarnya tekanan axial (kg/cm 2 ), yang diperlukan untuk menekan suatu silinder tanah sampai pecah atau besarnya tekanan yang memberikan perpendekan tanah sebesar 20%, apabila sampai dengan perpendekan 20 % tersebut tanah tidak pecah. II. BENDA UJI Benda uji berupa tanah kohesif berbentuk silinder. Tinggi silinder harus antara 2 3 kali diameter. Diameter minimum benda uji adalah 3,3 cm. Apabila diameter benda uji < 7,1 cm, butir tanah terbesar yang diijinkan adalah 1/10 kali diameter benda uji, sedang bila diameter benda uji > 7,1 cm butir tanah terbesar yang diijinkan 1/6 kali diameter. III. ALAT 1. Alat/mesin penekan tanah. 2. Alat pengeluar contoh tanah dari tabung contoh. 3. Pengukur regangan. 4. Tabung cetak belah 5. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram. 6. Stopwatch. 7. Alat bubut tanah 8. Alat-alat pemeriksa kadar air, pengukur diameter dan tinggi dan sebagainya. IX-1
Mesin penekan Tabung cetak belah IV. PELAKSANAAN 1. Persiapan benda uji a. Bila contoh tanah yang diperiksa adalah contoh tanah asli dari dalam tabung contoh yang diameternya sudah sesuai dengan diameter silinder benda uji yang diijinkan, maka : keluarkan contoh tanah dari tabung contoh dengan alat pengeluar contoh didorong masuk cetakan contoh belah. Olesi tipis cetakan contoh dengan pelumas. Arah mendorongnya harus dari ujung tabung contoh kepangkal (dari bagian yang tajam). Potong benda uji rata bagian atas dan bawahnya, kemudian keluarkan/bukalah cetakan. b. Bila contoh tanah asli ukurannya lebih besar dari diameter silinder benda uji yang diinginkan, bentuk/potonglah contoh tanah dengan pisau atau gergaji kawat. Kemudian bubutlah sehingga didapat ukuran yang dikehendaki. c. Bila contoh tanah berupa tanah padat buatan, maka dapat berupa : - Contoh tanah yang rusak (gagal pada persiapan, pelaksanaan percobaan) dapat dibentuk kembali dengan memasukkan tanah dalam kantong plastik/karet, remas dengan jari sampai rata seluruhnya. Hindarkan tambahnya udara dalam pori tanah. Kemudian bentuk kembali dan padatkan dalam cetakan sehingga kepadatannya sama dengan aslinya. - Contoh tanah padat buatan dapat diperoleh dengan memadatkan contoh tanah dengan kadar air dan kepadatan yang diinginkan. Pemadatan dapat IX-2
dilaksanakan pada silinder pemadatan dan ditumbuk, kemudian tanah di dorong masuk tabung contoh atau dipotong dan dibubut. Pemadatan dapat pula dilaksanakan langsung pada cetakan belah sesuai dengan persyaratan yang diinginkan, maka bila diperlukan sebelum pelaksanaan percobaan, contoh tanah dapat dijenuh terlebih dahulu. Bila demikian catat dan cantumkan dalam laporan. d. Ukur dan catat ukuran diameter dan tinggi benda uji. 2. Pembebanan a. Tempatkan benda uji pada alat tekan, berdiri vertikal dan sentris pada pelat dasar alat. b. Atur alat tekan, sehingga pelat atas menyentuh benda uji. c. Atur arloji ukur pada cincin beban arloji pengukur regangan pada pembacaan nol. d. Kerjakan alat beban dengan kecepatan 0,5 2 % terhadap tinggi benda uji permenitnya. Kecepatan ini diperkirakan, sedemikian sehingga pecahnya benda uji tidak melampaui 10 menit. Catat pembacaan arloji pengukur beban dan arloji pengukur regangan setiap 30 detik. e. Hentikan pembebanan apabila tampak beban yang bekerja telah mengalami penurunan. Jika beban yang bekerja tidak pernah turun, kerjakan pembebanan sampai regangan/pemendekan benda uji mencapai 20 persen dari tinggi benda uji. f. Periksalah kadar air tanah benda uji. g. Buat skets dan catat perubahan bentuk benda uji. Bila dapat ukurlah sudut kemiringan bidang pecahnya benda uji. h. Pelaksanaan pemeriksaan ini (persiapan + pembebanan) harus dilakukan dalam waktu secepat-cepatnya, jangan ditunda-tunda agar kadar air tanah tidak berubah karena penguapan. V. HITUNGAN 1. Hitunglah regangan axial pada pembebanan yang dibaca. Δ L ε Lo L = pemendekan tinggi benda uji (cm) IX-3
Lo = tinggi benda uji semula (cm) 2. Hitung luas rata-rata penampang benda uji dengan koreksi akibat pemendekan. Ao A Ao = luas penampang benda uji mula-mula (cm 2 ) 1 ε = regangan 3. Hitung tekanan axial yang bekerja pada benda uji pada setiap pembebanan. σ P A 2 kg/cm P = gaya beban yang bekerja, yang dihitung dari pembacaan arloji ukur cincin beban. 4. a. Gambarkan grafik antara regangan (sebagi absis) dan tekanan yang bekerja (sebagai ordinat) b. Tentukan harga maksimum tekanan axial yang terjadi dari grafik tersebut. Tekanan maksimum ini dilaporkan sebagai kuat tekan bebas tanah yang diperiksa. c. Bila bbenda uji tidak mengalami pecah, kuat tekan bebas adalah tekanan pada reganagn 20 %. 5. Catat dan cantumkan dalam laporan hal-hal sebagai berikut : Catatan : - benda uji berupa contoh tanah asli ataukah padat buatan - ukuran diameter dan tinggi benda uji - jenis tanah secara visuil - kepadatan (berat volume kering), kadar air, derajat kekenyangan benda uji mula-mula. Pemeriksaan kuat tekan bebas dengan alat ELE EL 25 080 Alat ini dapat digunakan untuk benda uji dengan diameter maksimum 5 cm dan tinggi 10 cm. Tetapi perlengkepan-perlengkapn yang ada termasuk grafik dipersiapkan khusus untuk benda uji dengan diameter 3,8 cm dan tinggi 7,6 dan dengan satuan N/mm 2. IX-4
Pelaksanaan : 1. Pilih per yang diduga mampu memecahkan benda uji yang diperiksa. Bila ragu-ragu pilihlah per yang lebih besar. 2. Pasang dan klem kartu pada tempatnya. 3. Pasang benda uji sentris pada pelat bawah dan putar handel sehingga pelat atas menyentuh benda uji. 4. Pasang pensil pada tempatnya dengan ujungnya sedikit masih bebas dari kartu. 5. Atur sekrup pengatur lengan pensil, sehingga ujung pensil terletak pada garis vertikal nol dari kartu. Kemudian geser kartu sehingga ujung pensil mengikuti garis vertikal nol sampai perpotongan dengan garis horisontal nol. Ajukan pensil sehingga ujungnya menyentuh kartu. 6. Putarlah handel dengan kecepatan sekitar 30 putaran dalam 1 menit (1 putaran dalam 2 detik) sampai tanah pecah. Atau bila tanah tidak pecah, putarlah sampai pemendekan yang terjadi mencapai 20 % tinggi semula benda uji. 7. Ambil kartu, dan catatlah angka faktor per yang digunakan pada kartu ini. Letakkan grafik kertas bening di atas kartu, sehingga titik nolnya berimpit. 8. Baca kedudukan garis pensil terendah (bila benda uji pecah) atau bacalah kedudukan garis pensil pada penurunan 20 persen (untuk tanah plastis dan tidak pecah). Untuk contoh tanah dengan diameter 3,8 cm dan tinggi 7,6 cm, pembacaan tersebut langsung menunjukkan kuat tekan bebas tanah dalam N/mm 2. IX-5
UJI TEKAN BEBAS Sketsa tanah setelah diuji Gambar 9. Tanah setelah diuji Benda uji: tanah asli/hasil pemadatan (..%) kepadatan standar/modified) 1 Diameter contoh cm 2 Tinggi contoh (L 0 ) cm 3 Luas mula-mula (A 0 ) cm 2 4 Volume contoh cm 3 5 Berat contoh gr 6 Berat volume gr/cm 3 Pemeriksaan kadar air contoh tanah 1 Berat cawan kosong W 1 gram 2 Berat cawan + tanah basah W 2 gram 3 Berat cawan + tanah kering W 3 gram Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok: Nama Praktikan : No. Mahasiswa: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. Asisten/Laboran Mahasiswa. IX-6
Lampiran Data Waktu, menit/detik Pembacaan arloji, a Pemendekan tanah Luas tampang tanah Beban L a x 10-3 (cm) regangan ΔL ε (%) L o koreksi 1-1 0,99 2 0,98 3 0,97 4 0,96 5 0,95 6 0,94 7 0,93 8 0,92 9 0,91 10 0,90 11 0,89 12 0,88 13 0,87 14 0,86 15 0,85 16 0,84 17 0,83 18 0,82 19 0,81 20 0,80 luas dikoreksi Ao A 1 ε (cm 2 ) Pembacaan arloji Beban, P (kg) Tekanan P A kg/cm 2 Kalibrasi Alat = IX-7
Grafik Hubungan Antara Regangan dan Tekanan Aksial Tekanan, kg/cm 2 Regangan, % IX-8