X. GESER LANGSUNG (ASTM D 3080-98) I. MAKSUD Maksud percobaan adalah untuk menetukan besarnya parameter geser tanah dengan alat geser langsung pada kondisi consolidated-drained. Parameter geser tanah terdiri atas sudut gesek intern ( ) dan kohesi (c). Kondisi consolidated berarti pelaksanaan penggeseran dilakukan setelah benda uji selesai mengalami konsolidasi. Kondisi drained berarti selama pelaksanaan penggeseran, air pori tanah diberi kesempatan untuk mengalir keluar. Consolidated-drained test disebut juga slow test. II. BENDA UJI : Contoh tanah disturb sebesar cincin cetak sebanyak 3 buah untuk 3 kali percobaan. III. ALAT : 1. Alat geser langsung yang terdiri atas : a. Kotak geser yang dapat untuk benda uji berbentuk bulat ataupun berbentuk persegi. b. Perlengkapan pembebanan normal. c. Perlengkapan untuk menggeser tanah (dengan motor listrik atau dengan tangan). d. Cincin beban dengan pengukurnya untuk mengukur gaya geser. e. Arloji pengukur penurunan benda uji. f. Arloji pengukur regangan penggeseran. 2. Stopwatch. 3. Alat-alat persiapan benda uji dan alat-alat pemeriksa kadar air. Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-1
Seperangkat alat uji Geser Langsung Alat uji Geser Langsung IV. PELAKSANAAN A. Persiapan benda uji Benda uji yang perlu disediakan untuk pemeriksaan ini sekurang-kurangnya sebanyak 3 buah. 1. Apabila contoh tanah yang diperiksa berupa contoh tanah asli dari tabung contoh tanah, maka keluarkan contoh tanah dengan alat pengeluar contoh tanah (dengan arah dari ujung ke pangkal tabung contoh) dan desaklah masuk cincin cetak kemudian potong tanah dan ratakan sehingga contoh tanah rata dengan permukaan cincin cetak bagian atas maupun bawah. 2. Apabila yang diperiksa berupa tanah yang dipadatkan dalam laboratorium, maka dapat digunakan alternatif cara : a. Tanah dipadatkan dalam silinder pemadatan dengan kadar air dan kepadatan sesuai yang diinginkan. Kemudian desaklah contoh tanah keluar dari tabung pemadatan masuk ke dalam cincin cetak. Masukkan pelan-pelan sambil irislah tanah di luar cincin. Kemudian potonglah rata dengan cincin cetak atas dan bawah. b. Tanah padat dari silinder pemadatan seperti a, dikeluarkan dari silinder pemadatan kemudian dipotong dan dibubut sesuai dengan bentuk benda uji yang akan diperiksa. Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-2
c. Contoh tanah dipadatkan tidak dalam silinder pemadatan tetapi langsung dalam ruang contoh tanah dalam kotak geser dengan kadar air dan kepadatan yang dikehendaki. 3. Periksa dan catat kadar air dan berat volume contoh tanah. B. Persiapan Alat 1. Kotak geser terdiri atas 2 bagian, yaitu bagian atas dan bagian bawah. Satukan kedua bagian tersebut dengan sekrup pengunci yang ada. 2. Pasang dan atur pada kotak geser berturut-turut : a. Paling bawah ditempatkan batu pori yang sebelumnya dibuat kenyang air (direbus dalam air sekitar 15 menit atau direndam daalm waktu 4 8 jam). b. Pasang di atasnya pelat bergigi dengan gigi menghadap ke atas. Buatlah arah gigi tegak lurus pada arah geseran. Untuk kondisi consolidated-drained gunakan pelat bergigi yang berlubang. c. Pasang/masukkan benda uji (contoh tanah) di atas pelat bergigi dengan mendorong keluar benda uji ari cincin cetak. d. Pasang di atasnya lagi pelat bergigi kedua (berlubang -lubang) dengan gigi menghadap ke bawah. Arah gigi tegak lurus arah geseran. Tekan secara rata pelat ini sehingga gigi pelat bergigi bawah maupun atas tertanam masuk ke dalam tanah. e. Pasang batu pori kedua yang sebelumnya dibuat kenyang air di atas pelat bergigi. f. Paling atas letakkan pelat penerus beban secara sentris. 3. Atur perlengkapan/alat untuk menggeser tanah, sehingga siap untuk penggeseran termasuk cincin beban (proving ring). Atur ukur cincin beban pada pembacaan nol, juga aturlah pengukur pergeseran pada pembacaan nol. 4. Atur perlengkapan beban normal di atas pelat penerus beban. Aturlah pengukur penurunan pada pembacaan nol. Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-3
5. Tambahkan pada perlengkapan beban. Beban yang dipasang adalah sedemikian sehingga jumlah berat beban dan berat rangka penggantung (perhitungkan pengaruh pengungkit) akan memberikan tekanan normal pada benda uji yang diinginkan. 6. Setelah beban diberikan, segera isi air kotak geser sehingga muka air kira-kira rata dengan muka atas contoh tanah. C. Mengkonsolidasikan tanah Biarkan beban normal yang telah dipasang sampai tanah mengalami konsolidasi. Lamanya tergantung pada jenis tanah, untuk tanah berbutir kasar akan cukup 2 jam, tetapi untuk tanah lempung dapat sampai 24 jam. Selain proses konsolidasi, amati dan catat penurunan yang terjadi pada waktu-waktu tertentu seperti yang dilaksanakan pada percobaan konsolidasi. D. Pelaksanaan penggeseran 1. Bukalah kedua sekrup pengunci kedua bagian kotak atas dan bawah. Sesudah itu regangkan kedua bagian kotak ini dengan memutar sekrup peregang, sehingga terdapat keregangan sekitar 0,25 mm atau putarlah sekrup peregang sebanyak setengah putaran dihitung dari saat sekrup mulai menempel bagian bawah. Putarlah kedua sekrup secara bersama-sama. Setelah kedua bagian merenggang, lepaskan kedua sekrup peregang dan tanah siap digeser. 2. a. Pada percobaan geser langsung dengan kondisi consolidated drained, pergeseran tanah dilakuakn sedemikian pelan, sehingga selama pergeseran air pori sempat mengalir keluar dari tanah lewatbatu pori. b. Kecepatan penggeseran diambil antara 0,2 mm/menit (untuk tanah pasir) sampai 0,01 mm/menit (untuk tanah lempung). c. Lebih tepat kecepatan penggeseran diambil dengan dihitung, bahwa penggeseran sampai tanah pecah atau sampai terjadi penggeseran sepanjang Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-4
10 % dari diameter/lebar benda uji akan diperlukan selama waktu T, dimana T = 50. t 50 t 50 adaah waktu untuk konsolidasi 50 % bagi contoh tanah yang diperiksa, yang dapat dihitung dari hasil pengamatan pada saat mengkonsolidasikan tanah (periksa angka c, dan juga periksa percobaan konsolidasi). 3. Selama penggeseran baca dan catat ukur cincin beban, ukur penurunan tanah dan ukur penggeseran tanah. 4. Kerjakan penggeseran ini sampai gaya geser telah menunjukkan harga yang konstan atau sampai panjang pergeseran yang terjadi mencapai 10 % diameter/lebar benda uji. 5. a. Setelah selesai, keluarkan contoh tanah dari kotak geser. b. Adakan lagi pemeriksaan kadar air tanah yang sudah digeser. Lanjutkan pemeriksaan ini untuk benda uji kedua dan ketiga yang akan diperiksa dengan mengulangi pekerjaan-pekerjaan tersebut pada B, C, dan D dengan tekanan normal atau beban yang berbeda. Ambillah beban untuk benda uji kedua sebesar 2 kali beban pertama dan beban untuk benda uji ketiga sebesar 3 kali beban pertama. V. HITUNGAN 1. a. Tentukan gaya geser maksimum yang bekerja untuk setiap benda uji (dari daftar yang ada atau dibuat grafik antara tegangan geser dan regangan). b. Kemudian untuk setiap benda uji hitunglah : - tegangan normal yang diberikan : σ N A 2 kg/cm N = gaya normal (kg) A = luas penampang benda uji (cm 2 ) - tegangan geser maksimum : P 2 σ kg/cm P = gaya geser maksimum. A 2. a. Gambarkan grafik antara tegangan geser ( sebagai ordinat) dan tegangan normal sebagai absis. Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-5
b. Cantumkan setiap data dan bagi setiap benda uji sebagai satu titik pada grafik ini. c. Tariklah garis lurus terbaik yang menghubungkan titik-titik tersebut. d. Maka kemiringan garis ini terhadap sumbu (absis) adalah sudut geser intern d dan perpotongan garis tersebut dengan sumbu (ordinat) adalah kohesi tanah c d, sesuai dengan rumus = c + tg Catatan : 1. Jika benda uji berbentuk persegi, luas penampang benda uji selama pergeseran dapat diadakan koreksi : A = Ao d. B (cm 2 ), dengan : Ao = luas penampang semula (cm 2 ) d = panjang pergeseran (cm) B = lebar benda uji 2. Bila pemeriksaan yang akan dilaksanakan adalah pada kondisi consolidated drained (untuk tanah lempung), maka pelaksanaan pemeriksaa n pada dasarnya sama, kecuali hal-hal sebagai berikut : - Penggeseran dilaksanakan secara cukup cepat, sehingga air pori tidak sempat mengalir keluar dari tanah. - Kecepatan penggeseran dapat dilakukan dengan kecepatan antara 1 2,5 mm/menit. 3. Bila pemeriksaan yang dilaksanakan adalah pada kondisi unconsolidated drained (untuk tanah lempung), maka pelaksanaan pemeriksaan pada dasarnya juga sama, kecuali hal-hal sebagai berikut : - Bab pelaksanaan no. B.2.b dan B.2.d, maka yang digunakan adalah pelat bergigi yang tidak berlubang-lubang. - Bab pelaksanaan no. C tidak dilaksanakan, maka setelah no. B langsung no. D. - Bab pelaksanaan no. D.2 diganti dengan seperti tersebut pada keadaan consolidated drained tersebut di atas. Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-6
UJI GESER LANGSUNG Benda uji Bentuk benda uji : Tanah asli/hasil pemadatan ( % kepadatan standar/modified) : Bulat /persegi Diameter cm Tebal cm Luas cm 2 Volume cm 3 Berat kosong gr Berat cincin gr Berat cincin+tanah basah gr Tegangan normal kg/cm 3 Beban kg Cincin I Cincin II Cincin III Hari/Tanggal Praktikum : No. Kelompok: Nama Praktikan : No. Mahasiswa: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. Asisten/Laboran Mahasiswa. Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-7
Lampiran Data Kecepatan penggeseran : mm/menit Kalibrasi alat : Waktu (menit) 0,00 0,25 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 beban geser Cincin I Cincin II Cincin III beban beban penurunan penurunan geser geser penurunan Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-8
Tegangan geser, kg/cm 2 Tegangan Normal, n kg/cm 2 Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil SV UGM X-9