laporan akhir geomekanika bab i.docx
TRANSCRIPT
1
BAB I
PERSIAPAN (PREPARASI)
1.1 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk membuat sampel dari semen dan
batu pasir yang kemudian digunakan untuk percobaan selanjutnya.
1.2 Teori Dasar
1.2.1 Mekanika Tanah
Ilmu Mekanika Tanah adalah ilmu yang alam perkembangan
selanjutnya akan mendasari dalam analisis dan desain
perencanaan suatu pondasi. Sehingga para siswa disini dituntut
untuk dapat membedakan antara mekanika tanah dengan teknik
pondasi.
Mekanika tanah adalah suatu cabang dari ilmu teknik yang
mempelajari perilaku tanah dan sifatnya yang diakibatkan oleh
tegangan dan regangan yang disebabkan oleh gaya-gaya yang
bekerja. Sedangkan Teknik Pondasi merupakan aplikasi prinsip-
prinsip Mekanika Tanah dan Geologi. , yang digunakan dalam
perencanaan dan pembangunan pondasi seperti gedung, jembatan,
jalan, bendung clan lain-lain. Oleh karena itu perkiraan dan
pendugaan terhadap kemungkinan adanya penyimpangan
dilapangan dari kondisi ideal pada mekanika tanah sangat penting
dalam perencanaan pondasi yang benar.
Agar suatu bangunan dapat berfungsi secara sempurna, maka
seorang insinyur harus bisa membuat perkiraan dan pendugaan
yang tepat tentang kondisi tanah dilapangan.
1.2.2 Mekanika Batuan
Banyak para ahli yang mendefinisikan mekanka batuan,
contohnya menurut Tablore dan Coates. Menurut Tablore
Mekanika batuan adalah sebuah teknik yang juga sebuah sains
yang tujuannya adalah mempelajari perilaku batuan ditempat
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
2
asalnya untuk dapat mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang
dibuat pada batuan tersebut, sedangkan menurut Coates
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya
atau tekanan pada sebuah benda. Secara umum Mekanika batuan
adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila
dikenakan gaya atau tekanan.
1.2.3 Uji Kuat Tekan Uniaksial ( UCS )
Penekanan uniaksial terhadap contoh batuan selinder merupakan
uji sifat mekanik yang paling umum digunakan. Uji kuat tekan
uniaksial dilakukan untuk menentukan kuat tekan batuan (σt ),
Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v) , dan kurva tegangan-
regangan dengan cara contoh batuan berbentuk silinder ditekan
atau dibebani sampai runtuh. Perbandingan antara tinggi dan
diameter contoh silinder yang umum digunakan adalah 2 sampai
2,5 dengan luas permukaan pembebanan yang datar, halus dan
paralel tegak lurus terhadap sumbu aksis contoh batuan. Dari hasil
pengujian akan didapat beberapa data seperti ; Kuat Tekan
Batuan (σc), Modulus Young ( E ), dan Nisbah Poisson ( Poisson
Ratio ).
1.2.4 Uji Geser Langsung
Kekuatan geser tanah (soil shear strength) dapat di definisikan
sebagai kemampuan maksimum tanah untuk bertahan terhadap
usaha perubahan bentuk pada kondisi tekanan (pressure) dan
kelembapan tertentu (Head, 1982). Kekuatan geser dapat diukur
dilapangan maupun dilaboratorium. Pengukuran dilapangan antara
lain dapat dilakukan menggunakan vane shear, plate load dan test
penetrasi. Pengukuran dilaboratorium meliputi penggunaan
miniatur vane shear, direct shear, triaxial compression dan
unconfined compression (sallberg, 1965) dan fall-cone soil shear
strength.
1.2.5 Uji Point Load ( Point Load Test )
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan ( strength )
dari percontoh batu secara tidak langsung dilapangan. Percontoh
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
3
batuan dapat berbentuk silinder. Peralatan yang digunakan mudah
dibawa-bawa, tidak begitu besar dan cukup ringan.
1.2.6 Uji Sifat Fisik
Tujuan dari pengujian sifat fisik diantaranya : Untuk Mendapatkan
sifat-sifat fisik batuan di laboratorium dengan peralatan yang
tersedia, seperti :
Bobot isi asli ( natural density )
Bobot isi kering ( dry density )
Bobot isi jenuh ( saturated density )
Berat jenis sejati ( apparent specific gravity )
Berat jenis sejati ( true specific gravity )
Kadar air asli ( natural water content )
Kadar air jenuh ( saturated water content )
Derajat kejenuhan ( degree of saturation )
Porositas
Void ratio
1.3 Alat dan Bahan
1.3.1 Membuat Sampel Semen
Adapun alat-alat yang digunakan adalah sebagai berikut :
Paralon Plastik
Ember
Adukan
Tali Rapia
Bahan-bahan yang digunakan sebagai berikut :
Semen
Pasir
Air
1.3.2 Pemotongan Sampel Semen
Peralatan yang digunakan pada pemotongan sampel semen
adalah mesin pemotong ( cutting machine ) dengan panjang
diameter pemotongan 4 kali diameter core, digerakan dengan
motor 3 fase. Dilengkapi dengan aliran air yang berfungsi sebagai
pembilas dan untuk mendinginkan edge.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
4
1.3.3 Mengukur Kerataan Sampel
Peralatan yang akan digunakan alat uji kerataan permukaan yang
dilengkapi dengan dial guage
1.3.4 Mengukur Diameter dan Tinggi Sampel
Alat yang digunakan adalah jangka sorong dengan ketelitian
tertentu
1.4 Prosedur
1.4.1 Pembuatan Sampel Semen
a. Siapkan paralon yang sebelumnya sudah diukur dengan
ukurannya masing-masing
b. Campur pasir dengan semen dan air untuk membuat adonan
semen
c. Masukkan adonan semen tersebut kedalam paralon, sesuai
dengan ukuran dan perbandingan komposisi semennya.
Untuk sampel besar berbanding 1 bagian pasir dengan 5
bagian semen, sampel sedang berbanding 1 bagian pasir
dengan 3 bagian semen, dan sampel kecil berbanding 1
bagian pasir dengan 1 bagian semen.
d. Diamkan selama satu minggu, untuk selanjutnya dikeluarkan
dari cetakan paralaon
e. Maka hasil akhirnya adalah sampel yang terbuat dari
campuran semen dan pasir dengan perbandingan yang
berbeda-beda dan berbentuk silinder.
1.4.2 Pemotongan Sampel Semen
a. Letakkan core dengan posisi horizontal dan disesuaikan
dengan alas yang ada pada setting mesin.
b. Kemudian batuan dijepit supaya sewaktu melakukan
pemotongan core silinder tidak bergerak
c. Alirkan air dengan debit konstan sesuai dengan jenis batuan
yang akan dipotong
d. Injak pedal pemotong untuk mendekatkan cutting edge
dengan batuan secara langsung perlahan-lahan
memperlihatkan kemajuan edge dalam pemotongan specimen
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
5
e. Perhatikan kondisi pemotongan sampai samprl yang akan
diambil sesuai dengan ukuran yang dikehendaki
f. Maka hasil akhir yang didapat adalah core dengan panjang
minimal dua kali diameter.
Foto 1.1 Pemotongan Sampel Menggunakan cutting machine
1.4.3 Mengukur Kerataan Sampel
a. Core diletakan horizontal disesuaikan dengan bentuk letak
roda-roda yang ada pada alat tersebut.
b. Kemudian core dihimpitkan dengan panel kerataan yang ada
dekat dial gauge.
c. Perhatikan angka yang ditunjukan dengan dial gauge,
kemudian setel gauge sehingga menunjukan angka 0.
d. Putar core sedikit demi sedikit dan perhatikan perubahan
kerataannya dilihat dari jarum gauge.
e. Syarat utama, jangan sampai dial gauge melebihi satu
putaran atau kemiringan sample lebih dari 1 mm.
f. Jika dari uji kerataan diperoleh nilai melebihi 2 mm atau lebih,
maka dilakukan peralatan dengan diampelas atau jika terlalu
besar dilakukan pemotongan ulang.
g. Lakukan prosedur a hingga e sampai didapat kerataan sample
maksimal kurang dari 1 mm.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
6
h. Maka hasil yang didapatkan adalah core yang mempunyai
kerataan yang benar-benar sesuai dengan syarat uji
selanjutnya.
Foto 1.2Perataan Sampel Menggunakan Gerinda
1.4.4 Mengukur Diameter dan Tinggi Sampel
a. Lakukan pengukuran panjang sample sebanyak 3 kali
pengukuran untuk setiap sample.
b. Kemudian lakukan pengukuran diameter sample, minimal 3
kali pengukuran setiap ujungnya.
c. Hasil pengukuran dilihat kembali, jika ada yang melebihi dari
dari ukuran yang diizinkan, maka harus dilakukan
pemotongan kembali atau cukup diampelas jika hanya sedikit.
d. Maka hasil yang didapatkan core yang mempunyai kerataan
yang benar-benar sesuai dengan syarat uji selanjutnya.
1.5 Hasil Pengamatan
Sampel Semen
Tabel 1.1 Data Sampel Semen Ukuran Besar
BesarPengukuran Ke Panjang (Cm) Diameter (Cm)
1 14,48 7,24
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
7
2 11,44 5,72
Tabel 1.2Data Sampel Semen Ukuran Kecil
Kecil
Pengukuran Ke Panjang (Cm) Diameter (Cm)
1 14,62 7,31
2 11,52 5,76
Foto 1.3Sampel Semen Ukuran Besar,dan kecil
Sampel Batu Pasir
Tabel 1.3 Data Sampel Batu Pasir Uji Sifat Fisik 1 dan 2
Pengukuran keSifat Fisik 1 Sifat Fisik 2
Diameter (Cm) Diameter (Cm)
1 6,1 6
2 6,05 6
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
8
Foto 1.4Sampel Batu Pasir Uji Sifat Fisik 1 dan 2
Tabel 1.4 Data Sampel Batu Pasir Uji Kuat Tarik 1 dan 2
Pengukuran KeKuat Tarik 1 Kuat Tarik 2
Diameter (Cm) Diameter (Cm)
1 6,1 6
2 6,05 6
Foto 1.5Sampel Batu Pasir Uji Kuat Tarik 1 dan 2
Tabel 1.5 Data Sampel Batu Pasir Uji Point Load 1 dan 2
Pengukuran KePoint Load 1 Point Load 2
Diameter (Cm) Diameter (Cm)
1 5,25 5,5
2 5,12 5,34
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
9
Foto 1.6Sampel Batu Pasir Uji Point Load 1 dan 2
Tabel 1.6 Data Sampel Batu Pasir Uji Kuat Geser 1 dan 2
Pengukuran
Ke
Kuat Geser 1 Kuat Geser 2
Diameter (Cm) Diameter (Cm)
1 10,2 10,7
2 10,17 10,62
Foto 1.7Sampel Batu Pasir Uji Kuat Geser 1,dan 2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
10
1.6 Analisa
Pada praktikum kali ini hanya melakukan persiapan untuk melakukan
percobaan selanjutnya. Untuk sampel semen digunakan pada saat
melakukan percobaan uji kuat tekan uniaksial ( UCS ). Pada saat
pembuatan sampel semen harus rata dan rapi sehingga sampai harus
digerinda, yang bertujuan untuk meratakan bagian dari permukaan
sampel, agar sampel bisa didirikan atau bisa berdiri tegak dengan
permukaannya yang halus.
Untuk sampel dari batu pasir digunakan untuk percobaan sifat fisik, kuat
tarik, kuat geser, dan point load. Pada sampel uji kuat geser, sampel
harus dibagi dua, yang bertujuan untuk bisa mengetahui seberapa kuat
geser tanah.
1.7 Kesimpulan
Setelah melakukan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa, praktikum ini
hanya mempersiapkan untuk percobaan selanjutnya dengan cara
membuat sampel dari semen dan sampel dari batu pasir. Untuk sampel
semen digunakan untuk percobaan uji kuat tekan uniaksial atau UCS.
Untuk sampel dari batu pasir digunakan untuk percobaan kuat geser, kuat
tekan, kuat tarik, dan pont load.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
11
BAB II
SIFAT FISIK BATUAN
2.1 Tujuan
Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari
batuan. Cara ini dapat digunakan terhadap batuan yang tidak mudah hancur,
mengembang dan melekat satu dengan yang lainnya, serta tidak meresap air
bila dipanaskan.
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Definisi Sifat Fisik Batuan
Terdapat dua jenis sifat yanga ada pada batuan, yaitu sifat fisik dan sifat
mekanik. Sifat mekanik hanya bias kita ketahui melalui pengujian – pengujian
pada sampel batuan yang ingin kita ketahui informasinya. Informasi ini
diantaranya data kekuatan sampel apabila diberi gaya atau diberi tegangan. Data
inilah yang dinamakan sifat mekanik, karena untuk mengetahui data mekanik kita
harus memberikan gaya untuk mengujinya. Sementara itu sifat yang kedua
adalah sifat fisik dimana data yang kita cari informasinya bisa kita peroleh dari
sampel tanpa melakukan gaya atau tekanan terhadap sampel batuan tersebut.
Berikut adalah sifat Fisik Batuan :
a. Bobot isi asli ( Natural Density ) = Wn / ( Ww – Ws )
b. Bobot isi kering ( dry density ) = Wo / ( Ww – Ws )
c. Bobot isi jenuh ( saturated density ) = Ws / ( Ww – Ws )
d. Apparent Specific gravity = (Bobot isi kering / bobot isi air )
e. True Specific gravity = [ Wo / (Wo-Ws) ] / bobot isi air
f. Kadar air asli = [ (Wn-Wo) / Wo ] x 100 %
g. Derajat Kejenuhan = {(Wn-Wo) / (Ww-Wo)} x 100 %
h. Porositas n = { (Ww-Wo) / (Ww-Ws) } x 100 %
i. Void Ratio : e = n / ( 1 – n )
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
12
2.2.2 Porositas
Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (volume
yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Jadi semakin tinggi nilai
porositas akan menunjukan semakin banyak rongga atau ruang kosong di dalam
batuan. Terdapat dua jenis porositas yaitu porositas antar butir dan porositas
rekahan. Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan
volume 0,001 m3, dan media berpori tersebut dapat terisi air sebanyak 0,00023
m3, maka porositasnya adalah: 0.23 x 100% = 23 %
Pada kenyataannya, porositas didalam suatu sistem panasbumi sangat
bervariasi. Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar
sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1)
pada rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media
berpori berharga antara 5 – 30%.
2.2.3 Kecepatan Aliran Fluida
Kecepatan aliran darcy atau flux velocity (v) adalah laju alir rata-rata
volume flux per satuan luas penampang di media berpori. Sedangkan kecepatan
rata-rata fluida yang melalui media berpori dikenal sebagai interstitial velocity (u).
Hubungan antara kedua parameter kecepatan tersebut adalah sebagai berikut:
Harga flux velocity pada umumnya sekitar 10-6 m/s. Besarnya interstitial
velocity digunakan untuk kecepatan suatu partikel (partikel kimia penjejak atau
tracer) yang mengalir pada media berpori.
2.2.4 Permeabilitas
Permeabilitas adalah parameter yang memvisualisasikan kemudahan
suatu fluida untuk mengalir pada media berpori. Parameter ini dihubungkan
dengan kecepatan alir fluida oleh hukum Darcy.
Tanda negatif dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila
tekanan bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan arah
dengan pertambahan tekanan tersebut. Dari persamaan (2.3) dapat dinyatakan
bahwa kecepatan alir fluida (kecepatan flux) berbanding lurus dengan k/m,
dimana didalam teknik perminyakan, k/m dikenal sebagai mobility ratio.
Permeabilitas mempunyai arah, dimana ke arah x dan y biasanya mempunyai
permeabilitas lebih besar dari pada ke arah z. Sistem ini disebut anisotropic.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
13
Apabila permeabilitas tersebut seragam ke arah horizontal maupun
vertikal disebut sistem isotropik. Satuan permeabilitas adalah m2. Pada
umumnya pada reservoir panasbumi, permeabilitas vertikal berkisar antara 10-14
m2, dengan permeabilitas horizontal dapat mencapai 10 kali lebih besar dari
permeabilitas vertikalnya (sekitar 10-13 m2). Satuan permeabilitas yang umum
digunakan didunia perminyakan adalah Darcy (1 Darcy = 10-12 m2).
2.2.5 Densitas Batuan
Densitas batuan dari batuan berpori adalah perbandingan antara berat
terhadap volume (rata-rata dari material tersebut). Densitas spesifik adalah
perbandingan antara densitas material tersebut terhadap densitas air pada
tekanan dan temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 103kg/m3.
2.2.6 Sampel Uji Sifat Fisik
Pada umumnya sifat fisik batuan seperti bobot isi ”Spesific Gravity”,
porositas, dan absorbsi ”Void Ratio” dapat digunakan untuk menentukan kedua
sifat batuan. Pertama-tama adalah penetuan sifak fisik batuan yang merupakan
pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test), kemudian dilanjutkan dengan
penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak
(Destructive Test) sehingga contoh fasture (hancur).
Pembutan contoh batuan dapat dilakukan dilaboratorium maupun
dilapangan (insitu). Pembuatan percontohan dilaboratorium dilakukan dari blok
batuan yang diambil dilapangan hasil pemboran Core (inti). Sampel yang didapat
berbentuk selinder dengan diameter pada umumnnya antara 50-70 mm dan
tingginya dua kali diameter tersebut. Ukuran percontohan dapat lebih kecil dari
ukuran yang disebut diatas tergantung maksud pengujian.
Batu Pasir terbentuk dari sementasi dari butiran-butiran pasir yang
terbawa oleh aliran sungai, angin, dan ombak dan akhirnya terakumulasi pada
suatu tempat. Ukuran butiran dari batu pasir ini 1/16 hingga 2 milimeter.
Komposisi batuannya bervariasi, tersusun terutama dari kuarsa, feldspar atau
pecahan dari batuan, misalnya basalt, riolit, sabak, serta sedikit klorit dan bijih
besi.Batu pasir tahan terhadap cuaca tapi mudah untuk dibentuk. Hal ini
membuat jenis batuan ini merupakan bahan umum untuk bangunan dan jalan.
Karena kekerasan dan kesamaan ukuran butirannya, batu pasir menjadi bahan
yang sangat baik untuk dibuat menjadi batu asah (grindstone) yang digunakan
untuk menajamkan pisau dan berbagai kegunaan lainnya. Bentukan batuan yang
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
14
terutama tersusun dari batu pasir biasanya mengizinkan perkolasi air dan
memiliki pori untuk menyimpan air dalam jumlah besar sehingga menjadikannya
sebagai akuifer yang baik selain itu batu pasir kuarsa berguna pencampur
semen.
Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila
basah terkena air dan sulit diolah. Ini disebabkan lempung mengandung partikel
yang berukuran sangat kecil sehingga lebih padat karena ikatan partikel di
dalamnya lebih erat. Karena memiliki sifat seperti itu, tanah akan terasa berat
dan susah diolah terutama di musim penghujan, namun tanah ini akan menjadi
sangat keras dan pecah di musim kemarau. Bahkan karena sifatnya itu, air lebih
sulit meresap sehingga mempunyai kemampuan untuk menahan air dan unsur
hara cukup baik, tidak terlalu lekat dan keras sehingga mudah untuk dikerjakan
sebagai usaha tani padi sawah. batu lempung atau tanah liat adalah untuk
digunakan sebagai bahan baku pembuatan keramik, genteng, batu bata.
2.3 Alat-Alat yang Digunakan
a. Desikator, digunakan untuk menyedot udara yang ada pada pori-
pori specimen
b. Pemanas (oven) dengan temperatur 105˚ C s/d 110˚ C, digunakan
untuk memanaskan specimen selama kurang lebih 24 jam
c. Jangka sorong, untuk mengukur diameter dan panjang specimen
d. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr
e. Pompa vacum, untuk menjenuhkan specimen
f. Stopwatch
2.4 Prosedur
1. Siapkan ± 6 – 7 spesimen yang berbentuksilinder
2. Volume batuan diukur dengan menentukan dimensinya
menggunakan jangka sorong
3. Spesimen dijenuhkan dalam tabung vacum dengan daya isap
kurang dari 0,008 kg/cm2 selama 24 jam
4. Batuan diangkat dari tempat pemvacuman setelah penjenuhan 24
jam
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
15
5. Batuan dicuci untuk menghilangkan kotoran yang menempel pada
batuan tersebut dan dikeringkan dengan lap bersih dan kering
6. Kemudian dilakukan penimbangan untuk mengetahui berat jenuh
tergantung pada tiap-tiap batuan dengan terlebih dahulu
menimbang cawan timbangan
7. Dilakukan penimbangan berat jenuh tiap-tiap batuan
8. Selanjutnya batuan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 105˚C
-110˚ C selama kurang lebih 24 jam
9. Setelah di oven selama ± 24 jam batuan diangkat dari oven untuk
melakukan penimbangan berat kering, dilakukan setelah batuan itu
didinginkan terlebih dahulu.
2.5 Data Percobaan
Sampel I
Berat Container : 14,2 gram
Berat Pasir : 155,6 gram
Berat Jenuh : 159,1 gram
Berat Jenuh Tergantung : 39,1 gram
Berat Container Kering Tergantung : 6,4 gram
Berat Kering : 153,5 gram
Sampel II
Berat Container : 13,4 gram
Berat Pasir : 156,4 gram
Berat Jenuh : 165,8 gram
Berat Jenuh Tergantung : 50 gram
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
16
Berat Container Kering Tergantung : 6,3 gram
Berat Kering : 160,5 gram
2.6 Pengolahan Data
Sampel I
Wn = Berat Pasir - Berat Container
= 155,6 gram – 14,2 gram
= 141,4 gram
Ww = Berat Jenuh – Berat Container
= 159,1 gram -14,2 gram
= 144,9 gram
Ws = Berat Tergantung Jenuh - Berat Container Kering Tergantung
= 39,1 gram – 6,4 gram
= 32,7 gram
Wo = Berat kering - Berat Container Kering Tergantung
= 1533,5 gram – 14,2 gram
= 139,3 gram
Berat isi asli
ɣn = wn
ww−ws
= 141,4 gram
144,9gram−32,7 gram
= 141,4 gram112,2 gram
= 1,26 gram
Berat isi jenuh
ɣs = ww
ww−ws
= 144,9gram
144,9gram−32,7 gram
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
17
= 144,9gram112,2 gram
= 1,291 gram
Bobot isi kering
ɣd = wo
ww−ws
= 139,3gram
144,9gram−32,7 gram
= 144,9gram112,2 gram
= 1,241 gram
Apparen = ɣd
bobot asli
= 1,241gram1,26 gram
= 0,984 gram/cc
True = wo
wo−ws / bobot asli
= 139,3gram
139,3gram−32,7 gram / 1,26 gram
= 139,3gram1,26gram
= 1,037 gram/cc
Kadar air asli
W = wn−wo
wo x 100%
= 141,4 gram−139,3gram
139,3gram x 100%
= 2,1gram
139,3gram x 100%
= 1,507 %
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
18
Kadar air jenuh
A = ww−wo
wo x 100%
= 144,9gram−139,3 gram
139,3 gram x 100%
= 5,6gram
139,3gram x 100%
= 4,02%
Derajat kejenuhan
S = wn−woww−wo
x 100%
= 141,4 gram−139,3gram144,9gram−139,3gram x 100%
= 2,1gram5,6gram x 100%
= 37,5%
Porositas
n = ww−woww−ws
x 100%
= 144,9gram−139,3 gram144,9 gram−32,7 gram x 100%
= 5,6 gram
112,2gram x 100%
= 0,04991x 100%
= 4,991%
Void ratio
e = n
1−n
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
19
= 0,04991
1−0,04991
= 0,049910,95009
= 0,0525
Sampel II
Wn = Berat Pasir - Berat Container
= 156,4 gram – 13,4 gram
= 143 gram
Ww = Berat Jenuh – Berat Container
= 165,8 gram -13,4 gram
= 152,4 gram
Ws = Berat Tergantung Jenuh - Berat Container Kering Tergantung
= 50 gram – 6,3 gram
= 43,7 gram
Wo = Berat kering - Berat Container Kering Tergantung
= 160,5 gram – 13,4 gram
= 147,1 gram
Berat isi asli
ɣn = wn
ww−ws
= 143 gram
152,4 gram−43,7 gram
= 143gram
108,7gram
= 1,315 gram
Berat isi jenuh
ɣs = ww
ww−ws
= 152,4 gram
152,4 gram−43,7 gram
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
20
= 152,4 gram108,7gram
= 1,402 gram
Bobot isi kering
ɣd = wo
ww−ws
= 147,1 gram
152,4 gram−43,7 gram
= 147,1gram108,7gram
= 1,353 gram
Apparen = ɣd
bobot asli
= 1,353gram1,315gram
= 1,02 gram/cc
True = wo
wo−ws / bobot asli
= 147,1gram
147,1gram−43,7 gram / 1,315 gram
= 1,422gram1,315gram
= 1,082 gram/cc
Kadar air asli
W = wn−wo
wo x 100%
= 147,1gram−143 gram
147,1gram x 100%
= 4,1gram
147,1gram x 100%
= 2,787 %
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
21
Kadar air jenuh
A = ww−wo
wo x 100%
= 152,4 gram−147,1gram
147,1gram x 100%
= 5,3 gram
147,1gram x 100%
= 3,602%
Derajat kejenuhan
S = wn−woww−wo
x 100%
= 147,1gram−143 gram
152,4 gram−147,1gram x 100%
= 4,1gram5,3gram x 100%
= 77,358%
Porositas
n = ww−woww−ws
x 100%
= 152,4 gram−147,1gram152,4 gram−43,7 gram x100%
= 5,3gram
108,7gram x 100%
= 0,04875 x100%
= 4,875%
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
22
2.7 Analisa
Pada percobaan ini sampel yang digunakan adalah batu pasir yang telah
dipersiapkan pada percobaan sebelumnya. Untuk melakukan percobaan
ini sampel harus divakum terlabih dahulu, yang bertujuan untuk menyedot
atau menghilangkan udara yang berada didalam rongga-rongga sampel.
Pada saat sampel divakum harus berada didalam air, agar udara-udara
yang berada didalam sampel hilang dan rongga-rongga udara tadi
langsung tergantikan oleh air, dengan demikian maka akan didapatkan
berat jenuh. Setelah divakum sampel di oven selama 24 jam yang
bertujuan untuk menghilangkan atau membuang air didalam sampel,
dengan demikian sampel menjadi kering dan berat kering dari sampel
bisa diketahui.
Percobaan ini menggunakan 2 sampel yang sama untuk melihat
perbandingan yang terdapat pada kedua sampel tersebut. Pada sampel
pertama dan kedua selisih berat sampel tidak jauh berbeda. Faktor
kemungkinan kesalahan data mungkin terdapat pada penimbangan
sampel. Mungkin pada saat penimbangan, ada bagian sampel yang patah
atau pecah sehingga sampel tidak tertimbang semua.
2.8 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa sifat fisik
batuan bisa diketahui dengan cara menimbang sampel dalam keadaan
jenuh, menimbang sampel dalam keadaan jenuh tergantung, menimbang
berat kering sampel, dan menimbang sampelnya saja.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
23
BAB III
SIFAT MEKANIS BATUAN
3.1 Uji Kuat Tekan Uniaxial
3.1.1 Tujuan
Untuk mengukur kuat tekan tertinggi yang bisa diterima batuan yang
membebaninya pada sumbu axial, mengukur deformasi axial dan diameteral
untuk bisa mendapatkan nilai sifat elastisitas dan karakteristik dari batuan.
3.1.2 Landasan Teori
Pada pengujian ini dengan mempergunakan mesin tekan gunanya untuk
menekan contoh sampel batuan yang berbentuk silinder, balok ataupun prisma
dari satu arah atau uniaxial. Sebaran tegangan pada contoh sampel batuan
secara teoritis yaitu searah dengan gaya yang di kenakan pada contoh sampel
tersebut, tapi juga dalam aslinya arah tegangan tidak searah deangan gaya yang
di kenakan pada contoh sampel karena diakibatkan adanya pengaruh dari plat
penekan mesin tekan yang menghimpit sampel.
Ada beberapa istilah dan definisi yang berkaitan dengan uji kuat tekan
uniaxial yaitu :
Kondisi runtuh benda uji
Suatu peristiwa yang ada pada pengujian kuat tekan batu dimana pada
pembacaan manometer beban sumbu sudah dapat menghasilkan
penurunan beban sumbu pada saat setelah pembacaan maksimum sudah
tidak mampu dapat dicapai lagi.
Kuat tekan
Besarnya beban pada sumbu maksimum per satuan luas yang bisa ditahan
oleh benda uji tersebut sehingga terjadi keruntuhan dan dinyatakan dalam
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
24
satuan MPa. Antara batuan dengan sinar matahari, air dan perubahan
cuaca bisa mengakibatkan adanya pelapukan ataupun perapuhan pada
batuan maupun mineral penyusunnya. Pelapukan dan perapuhan ini
mengakibatkan kekuatan pada batuan menurun. Kejadian berhubungan
antara kuat tekan uniaksial (UCS) atau porositas batuan dengan Slake
Durability Index pada contoh batuan, adalah batu lempung dan batu
lempung kelanauan. Batasan masalah yang terjadi contoh batuan yang
akan diuji yaitu batu lempung dan batu lempung kelanauan hal ini dititik
beratkan kepada porositas, kuat tekan batuan (UCS), dan ketahanan
contoh batuan terhadap slaking. Pengujian dilakukan untuk dapat
mengetahui hubungan antara kuat tekan batuan (UCS) dan porositas
dengan Slake Durability Index. Pelapukan batuan Slake Durability Index
Sifat Fisik Bobot isi spesifik gravity kadar air porositas yaitu merupakan
perbandingan antara dari volume rongga di dalam batuan dengan volume
total batuan. Porositas suatu batuan dinyatakan dalam persen (%). Void
ratio (e) Kuat Tekan Batuan (UCS) Kekuatan contoh pada batuan dengan
pembebanan sampai dengan batas kekuatan maksimum dari batuannya itu
sendiri dipengaruhi oleh dimensi contohnya batuan. Pelapukan perusakan
batuan di kulit bumi karena adanya pengaruh cuaca (suhu, curah hujan,
kelembaban, atau angin), penghancuran batuan dari bentuk gumpalan
menjadi bentuk butiran yang lebih kecil bahkan bisa menjadi hancur
ataupun larut dalam air. Adapun macam-macam elapukan yaitu pelapukan
mekanis, pelapukan kimiawi, dan pelapukan biologis. Pelapukan mekanis
yaitu proses penghancuran batuan secara fisik tanpa adanya perubahan
kimiawi. Pelapukan kimiawi yaitu proses pelapukan dimana pada batuan
mengalami perubahan kimiawi yang pada umumnya berupa pelarutan.
Pelapukan biologis atau biasa disebut juga pelapukan organis yaitu terjadi
akibat adanya proses organis Slake Durability Index.
Stabilisasi Tanah Dengan Semen
Stabilisasi tanah dengan semen yaitu suatu campuran berasal dari tanah
yang dihancurkan, semen dan air yang kemudian dikerjakan proses
pemadatan yang dapat memperoleh suatu bahan yang baru yang disebut
tanah semen ( soil cement ). Pada stabilisasi tanah dengan semen, semen
tidak hanya berperan untuk mengisi pori-pori tanah, tetapi juga semen
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
25
menempel pada bagian bidang-bidang kontak antara butiran-butiran tanah
dan fungsinya yaitui sebagai bahan pengikat yang kuat. Proses interaksi
antara tanah dengan semen yaitu sebagai Absorpsi air dan reaksi
pertukaran ion bahwa sebuah partikel semen yang kering yang tersusun
secara heterogen dan memiliki isi kristal-kristal 3CaO.SiO2, 4CaO.SiO4,
3CaO.Al2O3 dan dari bahan-bahan yang padat yang berupa
4CaO.Al2O3Fe2O3. Jika semen dicampurkan pada tanah, ion kalsium Ca+
++ akan dilepaskan melalui proses hidrolisa dan pertukaran ion akan
berlanjut pada permukaan partikel-partikel lempung. Dengan melalui reaksi
ini partikel-partikel lempung akan menggumpal sehingga mengakibatkan
konsistensi tanah akan menjadi lebih baik, pada reaksi terbentuknya
kalsium silikat dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung, maka pada reaksi
utama yang berkaitan dengan kekuatan yaitu hidrasi dari A-lite
(3CaO.SiO2) dan B-lite (2CaO.SiO2) yang terdiri dari kalsium silikat dan
melalui proses hidrasi tadi hidrat-hidrat seperti contohnya kalsium silikat
dan aluminat terbentuk. Senyawa-senyawa seperti ini berperan dalam
pembentukan ataupun pengerasan, reaksi pozzolan kalsium hidroksida
yang dihasilkan pada proses hidrasi akan bisa membentuk reaksi dengan
tanah (reaksi pozzolan) yang sifatnya memperkuat ikatan antara partikel,
karena berfungsi sebagai pengikat.
Reaksi Pertukaran Ion
Butiran lempung pada kandungan tanah memiliki bentuk halus dan
bermuatan negatif. Ion positif seperti contohnya ion hidrogen, ion sodium,
ion kalsium serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat di permukaan
butiran-butiran lempung. Jika kapur dicampurkan dengan tanah dengan
kondisi seperti diatas tersebut, maka pertukaran ion akan segera terjadi
dan ion sodium yang berasal dari kapur akan diserap oleh permukaan
butiran lempung. Hal ini diikuti oleh flokulasi butir-butir lempung menjadi
bentuk gumpalan-gumpalan butir kasar yang gembur. Efeknya yaitu pada
umumnya dap[at menambah batas plastis dan memperkecil batas cair.
Efek dari keseluruhan yaitu memperkecil indeks plastis.
Penekanan Uniaksial
Penekanan uniaxial terhadap contoh batuan silinder yaitu salah satu
merupakan uji sifat mekanik yang biasa umum digunakan. Uji kuat tekan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
26
uniaksial dikerjakan untuk bisa menentukan kuat tekan batuan (σt ),
Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v) , dan kurva tegangan-regangan.
Contoh dari batuan berbentuk silinder yang ditekan ataupu dibebani
sampai runtuh. Perbandingan dari tinggi dan diameter contoh silinder yang
biasa dipakai yaitu 2 sampai 2,5 dan luas permukaan pembebanan harus
yang datar, halus dan paralel tegak lurus dengan sumbu aksis contoh
batuan.
Modulus Young ( E )
Modulus Young atau modulus elastisitas yaitu merupakan faktor yang
sangat penting dalam untuk mengevaluasi deformasi dari batuan pada
kondisi pembebanan yang bervariasi. Nilai dari modulus elastisitas batuan
sangat bervariasi dari satu contoh batuan dari satu daerah geologi yang
satu ke daerah geologi yang lainnya dikarenakan adanya perbedaan dalam
hal formasi batuan dan genesa atau mineral pembentuknya. Modulus
elastisitas yang dipengaruhi oleh tipe batuan, porositas, ukuran partikel,
dan kandungan air. Modulus elastisitas akan lebih tinggi nilainya apabila
diukur dengan tegak lurus perlapisan daripada diukur sejajar dengan arah
perlapisan. Modulus elastisitas biasa dihitung dari perbandingan tegangan
aksial dengan regangan aksial. Modulus elastisitas bisa ditentukan yang
didasarkan pada persamaan :
Е=Δσ:Δεa
Keterangan: E = Modulus elastisitas (MPa)
Δσ. = Perubahan tegangan (MPa)
Δεa = Perubahan regangan aksial (%)
Terdapat tiga cara yang bisa dipakai untuk bisa menentukan nilai modulus
elastisitas yaitu : Tangent Young’s Modulus, yaitu suatu perbandingan
antara tegangan aksial dengan regangan aksial yang dihitung dengan
persentase yang tetap dari nilai kuat tekan. Umumnya biasa diambil 50%
dari nilai kuat tekan uniaksial. Young’s Modulus, adalah perbandingan
tegangan aksial dengan perbandingan regangan aksial yang dihitung
dengan pada bagian linier dari kurva tegangan- tegangan. Secant Young’s
Modulus, adalah perbandingan antara tegangan aksial dengan regangan
aksial yang dihitung dengan membuat garis lurus yang dimulai dari
tegangan nol ke suatu titik pada kurva regangan-tegangan dalam
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
27
persentase yang tetap dari nilai kuat tekan. Yang umumnya biasa diambil
50% dari nilai kuat tekan uniaksial.
Nisbah Poisson ( Poisson Ratio )
Nisbah Poisson yaitu sebagai suatu perbandingan negatif antara regangan
lateral dan regangan aksial. Nisbah Poisson bisa menunjukkan adanya
suatu pemanjangan ke arah lateral (lateral expansion) akibat dari adanya
tegangan didalam arah aksial. Sifat pada mekanik ini bisa ditentukan
dengan memakai persamaan :
V=–εl:εa
Keterangan: V = Nisbah Poisson
ε l = regangan lateral (%)
εa = regangan aksial (%)
Pada pengujian kuat tekan uniaksial ini terdapat suatu tipe pecah contoh
pada batuan saat runtuh. Tipe pecah pada batuan tergantung pada tingkat
ketahanan contoh pada batuan dan kualitas permukaan contoh batuan yang
bersentuhan secara langsung dengan permukaan alat penekan pada saat
pembebanan. Uji kuat tekan uniaksialdapat menghasilkan tujuh tipe pecah, yaitu
diantaranya :
a. Cataclasis
b. Belahan arah aksial
c. Hancuran kerucut
d. Hancuran geser
e. Hancuran geser dari sudut ke sudut
f. Kombinasi belahan aksial dan geser
g. Serpihan mengulit bawang dan menekuk
3.1.3 Alat dan Bahan Percobaan
a. Alat
Mesin kuat tekan untuk menekan percontoh yang berbentuk silinder,
balok atau prisma dari satu arah secara menerus/kontinu hingga
spesimen pecah.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
28
Sepasang plat baja berbentuk silinder yang diletkan pada kedua ujung
spesimen dengan diameter yang sama.
Dial gague untuk mengukur deformasi axial dan diameteral.
b. Bahan
sampel yang akan di uji
Foto 3.1Sampel UCS
3.1.4 Prosedur
a. Contoh batuan yang akan digunakan dalam uji ini disiapkan dengan
ukuran dimensi panjang minimal dua kali diameter perconto.
b. Spesimen diletakan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan
platform penekanan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga spesimen
berada ditengah-tengah apitan plat baja dan pastikan bahwa kedua
permukaan spesimen telah menyentuh plat baja tersebut.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
29
Foto 3.2Pemasangan Sampel Pada alat
c. Skala pengukuran bebas harus ditetapkan pada keadaan netral (nol).
d. Pada alat kuat tekan dipasang tiga buah dial gauge, pemasangan alat
inidimaksudkan untuk mengukur deformasi aksial, deformasi lateral kiri dan
pengukuran deformasi lateral kanan.
Foto 3.3Pemasangan Alat Dial Gauge
e. Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik dan
catat hasil pengukuran.
f. Selama pembebanan berlangsung, secara periodik dicatat nilai deformasi
axial dan deformasi lateral yang ditunjukan oleh dial gauge. Pembacaan
ini dilakukan dalam selang waktubper 30 detik.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
30
g. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga spesimen
pecah.
Foto 3.4Proses Penambahan Beban
h. Pembebanan dihentikan setelah spesimen mengalami pecah dan hasilnya
dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
31
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
32
3.1.5 Data Percobaan
Tabel 3.1.1 Hasil data
SampelBeban
( kg )
Waktu
(detik)
Tegangan
(Kg/cm2 )
Regangan
(mpa)
Pembacaan Dial GaugeRegangan
Axial
Regangan
diameteralAxialDiameter
Kiri Kanan Rata”
sedang
1 : 3
250 30 9,906 0,991 11 3,5 1 2,259,909 x 10-
44,409 x 10-4
450 30 17,831 1,783 19 4,5 2 3,251,712 x 10-
35,732 x 10-4
500 30 19,812 1,981 95 60,5 26 43,258,559 x 10-
37,628 x 10-3
Kecil
1 : 1
250 30 16,450 1,645 1 1 1 11,053 x 10-
41,764 x 10-4
500 30 32,899 3,289 1,5 1,5 4 2,751,579 x 10-
44,850 x 10-4
650 30 42,769 4,277 23 22,5 14 18,252,421 x 10-
33,219 x 10-3
750 30 49,349 4,935 55 24 30 27 5,789x 10-3 4,762 x 10-3
Besar 250 30 6,093 0,609 0 0 0 0 0 0
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
33
1 : 5
500 30 12,185 1,219 5 4 -1 1,53,425 x 10-
42,075 x 10-4
750 30 18,278 1,828 19 12 -2 51,301 x 10-
36,916 x 10-4
1000 30 24,370 2,437 27 14 -1 6,51,849 x 10-
38,990 x 10-4
1250 30 30,463 3,046 36 16 0 82,466 x 10-
31,107 x 10-3
1500 30 36,155 3,656 40 18 0 92,739 x 10-
31,245 x 10-3
1800 8 43,866 4,387 33 11 9 102,260 x 10-
31,383 x 10-3
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
34
3.1.6 Perhitungan
1. Tegangan = bebanluas
Sampel sedang ( 1 : 3 )
Tegangan 1 = 250kg
25,237cm2= 9,909 kg/cm2
Tegangan 2 = 450 kg
25,237cm2= 17,8319 kg/cm2
Tegangan 3 = 500kg
25,237cm2= 19,812 kg/cm2
Sampel kecil ( 1 : 1 )
Tegangan 1 = 250kg
15,192cm2= 16,450 kg/cm2
Tegangan 2 = 500kg
15,192cm2= 32,899 kg/cm2
Tegangan 3 = 650kg
15,192cm2= 42,763 kg/cm2
Tegangan 4 = 750kg
15,192cm2= 49,349 kg/cm2
Sampel besar ( 1 : 5 )
Tegangan 1 = 250kg
41,034 cm2= 6,039 kg/cm2
Tegangan 2 = 500kg
41,034 cm2= 12,185 kg/cm2
Tegangan 3 = 750kg
41,034 cm2= 18,278 kg/cm2
Tegangan 4 = 1000kg
41,034 cm2= 24,370 kg/cm2
Tegangan 5 = 1250kg
41,034 cm2= 30,463 kg/cm2
Tegangan 6 = 1500kg
41,034 cm2= 36,555 kg/cm2
Tegangan 7 = 1800kg
41,034 cm2= 43,866 kg/cm2∆
2. Regangan = ∆ lnio
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
35
Sampel sedang ( 1 : 3 )
Regangan 1 = 11 .10−2mm
11,1cm= 9,909 . 10-4
Regangan 2 = 19 .10−2mm
11,1cm= 1,712 . 10-3
Regangan 3 = 95 .10−2mm
11,1cm=8,559 . 10-3
Sampel kecil ( 1 : 1 )
Regangan 1 = 1.10−2mm
95mm= 1,053 . 10-4
Regangan 2 = 1,5 .10−2mm
95mm= 1,579 . 10-4
Regangan 3 = 2,3 .10−2mm
95mm= 2,421 . 10-3
Regangan 4 = 55 .10−2mm
95mm= 5,789 . 10-4
Sampel besar ( 1 : 5 )
Regangan 1 = 0 .10−1mm
146 mm= 0
Regangan 2 = 5 .10−2mm
146mm= 3,425 . 10-4
Regangan 3 = 19 .10−2mm
146mm= 1,301 . 10-3
Regangan 4 = 27 .10−2mm
146 mm= 1,849 . 10-3
Regangan 5 = 36 .10−2mm
146 mm= 2,466. 10-3
Regangan 6 = 40 .10−2mm
146mm= 2,738 . 10-3
Regangan 7 = 33 .10−2mm
146mm= 2,260 . 10-3
3. Regangan Diameteral = ∆bnDo
Sampel sedang ( 1 : 3 )
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
36
Diameteral 1 = 2,25 .10−2mm
56,7 mm= 4,409 . 10-4
Diameteral 2 = 3,25 .10−2mm
56,7 mm= 5,732 . 10-4
Diameteral 3 = 43,25 .10−2mm
56,7mm= 7,628 . 10-3
Sampel kecil ( 1 : 1 )
Diameteral 1 = 1.10−2mm56,7mm
= 1,764 . 10-4
Diameteral 2 = 2,75 .10−2mm
56,7 mm= 4,850 . 10-4
Diameteral 3 = 18,25 .10−2mm
56,7 mm= 3,219. 10-4
Diameteral 4 = 27 .10−2mm
56,7 mm= 4,762 . 10-3
Sampel besar ( 1 : 5 )
Diameteral 1 = 0 .10−2mm72,3mm
= 0
Diameteral 2 = 1,5 .10−2mm
72,3mm= 2,025 . 10-4
Diameteral 3 = 5 .10−2mm72,3mm
= 6,916 . 10-4
Diameteral 4 = 6,5 .10−2mm
72,3mm= 8,990 . 10-4
Diameteral 5 = 8 .10−2mm72,3mm
= 1,107 . 10-3
Diameteral 6 = 9 .10−2mm
72,3mm= 1,245 . 10-3
Diameteral 7 = 10 .10−2mm
72,3mm= 1,383 . 10-3
4. Regangan Volumetri ( εa – 2.ε lateral )
Sampel sedang ( 1 : 3 )
= 125 .10-2 mm – 2. (0,4875 mm)
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
37
= 1,25 mm – 0,975 mm
= 0,275 mm
Sampel kecil ( 1 : 1 )
= 80,5 .10-2 mm – 2. (49 .10-2 mm)
= 0,805 mm – 0,98 mm
=- 0,175 mm
Sampel besar ( 1 : 5 )
= 160 .10-2 mm – 2. (40.10-2 mm)
= 1,6 mm – 0,8 mm
=- 0,8 mm
3.1.7 Analisa
Pada saat melakukan uji kuat tekan unaxial atau UCS pemberian beban
pada sample harus dilakukan secara bertahap hal ini dilakukan agar kita biasa
mengetahui berapa daya tahan sample atau kekuatan sample menahan beban
yang diberikan, disini ada tiga sample yang di uji dengan ukuran yang berbeda
mulai dari yang keci sedang dan besar. Untuk menguji sample yang kecil karena
lunak jadi pengujiannya harus dilakukan dengan pelan-pelan, apabila sample ini
diberikan beban sekaligus maka kita tidak akan tahu berapa kekuatan sample
dalam menahan beban yang sesungguhnya, untuk sample yang kedua sample
ini lebih kuat dari sample yang pertama jadi ketika dilakukan penekanan
prosesnya lumayan lama yang terakhir yaitu sample yang ketiga saat dilakukan
pengujian pada sample ini prosesnya lama karena samplenya lebih besar dan
kuat dari sample satu dan dua.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
38
3.1.8 Kesimpulan
Jadi kesimpulan pada uji kuat tekan unaxial ini adalah kita bisa
mengetahui daya tahan dan kekuatan yang dimiliki oleh suatu sample dalam
menahan suatu beban, sample yang kecil kekuatan atau daya tahannya lebih
besar dari sample yang paling besar.
3.2 Point Load Test
3.2.1 Tujuan
Point load test dilakukan untuk mengukur kekuatan (strength) dari
perconto batu secara tidak langsung di lapangan.
3.2.2 Landasan Teori
Pada semua material geologi mempunyai kemampuan untuk
menahan tegasan (stress) yang diberikan. Kemampuan ini dikatakan
sebagai kekuatan material tersebut. Kebanyakan nilai yang diukur
sebagai kekuatan batuan adalah nilai tegasan ketika batuan ini gagal
menahan tegasan yang diberikan. Biasanya ujicoba dilakukan memakai
sampel kecil pada laboratorium. Tes viral titik dikembangkan sebagai alat
tangan portabel tes kecil untuk memberikan indeks untuk klasifikasi
kekuatan batuan dilapangan.
Pada dasarnya metode pengujian ini bergantung pada prinsip
menginduksi tegangan tarik menjadi batu dengan penerapan gaya
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
39
tekan.Tegangan tarik maksimum pada pusat spesimen mungkin
berhubungan dengan beban yang diterapkan. Peralatan pengujian terdiri
dari sistem untuk mengukur beban yang dibutuhkan untuk memecahkan
spesimen dan untuk mengukur jarak antara dua titik kontak pelat. Batu
spesimen dalam bentuk inti, potong balok, atau benjolan yang tidak
teratur yang rusak oleh aplikasi beban terkonsentrasi melalui sepasang
bola terpotong, platens kerucut. Ada pula pengujian kekuatan kompresif.
Salah satunya metoda mengetahui kekuatan batuan apabila diberi
kompresi adalah memakai metoda Point load (Uji beban titik). Memakai
sistem pembebanan berupa frame pembebanan, pompa hidrolik, dan
silinder penekan yang berbentuk konus. Sehingga untuk mengetahui sifat
mekanik batuan dan massa batuan dilakukan berbagai macam uji coba
baik itu dilaboratorium maupun dilapangan langsung atau secara insitu.
Pada point load test ini, akan dilakukan pengujian dengan
menggunakan mesin uji point load dan dari pengujian ini dapat
mengetahui kekuatan batuan. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui
kekuatan batuan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan
( strength ) dari percontoh batu secara tidak langsung dilapangan.
Percontoh batuan dapat berbentuk silinder.
Pengujian ini menggunakan mesin uji point load dengan perconto
berupa silinder atau bentuk lain yang tidak beraturan. Pengujian point
load ini merupakan pengujian yang dapat dilakukan langsung dilapangan,
dengan demikian dapat diketahui kekuatan batuan dilapangan sebelum
pengujian diloboratorium dilakukan. Perconto yang disarankan untuk
pengujian ini adalah batuan berbentuk silinder dengan diameter kurang
lebih 50 mm.
Dari uji ini akan didapatkan nilai point load strength index (Is) yang akan
menjadi patokan untuk menentukan nilai kuat tekan batuan (αc). Nilai-nilai
tersebut didapatkan dari perhitungan sebagai berikut :
Dimana :
Is = Point load strength index ( Index Franklin )
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
Is = P
D2
40
P = Beban maksimum sampai percontoh pecah
D = Jarak antara dua konus penekan
Hubungan antara index franklin (Is) dengan kuat tekan (σt) menurut
Bieniawski sebagai berikut:
Rumus tersebut digunakan untuk diameter percontoh minimal 50 mm,
tetapi jika Is = 1 MPa maka index tersebut tidak lagi mempunyai arti sehingga
disarankan untuk menggunakan pengujian lain dalam penentuan kekuatan
batuan.
3.2.3 Alat-alat yang digunakan
1. Mesin pengujian point load test, untuk menekan perconto yang berbentuk
silinder, balok atau bentuk tidak beraturan lainnya dari satu arah secara
menerus/ kontinu hingga perconto pecah.
2. Mistar, untuk mengetahui jarak perubahan axial antara dua konsus
penekan pada alat point load.
3. Dial gauge, untuk mengukur beban maksimum yang dapat diterima
contoh batuan, hingga contoh tersebut pecah.
Foto 3.2.1Alat Uji Point load
3.2.4 Prosedur
a. Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran
diameter 50 mm.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
σc = 23 Is
41
Foto 3.2.2Sampel Point Load
b. Contoh diletakkan diantara dua konsus penekan alat point load, kemudian
dongkrak hidrolik diberikan tekanan sehingga kedua ujung konsus
penekan tepat menekan permukaan contoh yang akan diuji.
c. Catat ukuran mistar pengukuran pada awal kedudukan kedua konsus
penekan mulai menekan contoh.
d. Pemberian tekanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen
pecah.
e. Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan matikan
alat penekan apabila perconto batuan sudah pecah.
f. Baca jarum penunjuk pembebanan maksimal (dial gauge) yang diberikan
alat sehingga perconto pecah.
g. Catat ukuran mistar pada akhir kedudukan, maka akan didapatkan nilai
jarak antara dua konsus penekan.
3.2.5 Data Percobaan
3.2.5 Data Percobaan
Tabel 3.2.1Data Hasil Pengamatan
Sampel Diameter (Cm) Beban (Kg) Tinggi (Cm) D
Axial 6,3 30 3,8 0,4
Diameteral 6,8 50 3,6 0,8
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
42
3.2.6 Pengolahan Data
Sampel 1
D = 0,4
IS = P
D2
= 30 Kg
0,42Cm
= 187,5 Kg/Cm2
σC = 23 x IS
= 23 x 187,5
= 4312,5 Kg/cm2
Tegangan =BebanLuas
= 30 Kg
3,14 (3,15 ) ²
= 0,9 Kg/Cm2 = 0,910
= 0,09 mpa
Sampel 2
D = 0,8 Cm
IS = P
D2
= 50 Kg
0,82Cm
= 78,125 Kg/Cm2
σC = 23 x IS
= 23 x 78,125 Kg/Cm2
= 1796,875 Kg/Cm2
Tegangan =BebanLuas
= 50 Kg
3,14(3,4 )²
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
43
= 1,3775 Kg/Cm2= 1,3775
10 = 0,13775 mpa
Tabel 3.2.2Data Hasil Perhitungan
SampelBeban
(Kg)D Is σc Tegangan
Axial 30 0,4 187,5 4312,5 11,1111
Diameteral 50 0,8 78,125 1796,875 11,1111
3.2.7 Analisa
Pada percobaan ini hasil point load index dan kuat tekan tidak ada
perbedaan antara sampel 1 dengan sampel 2. Hal ini dikarenakan
menggunakan sampel yang sama. Ada pun perbedaan itu hanya pada
pengukuran diameter sampel yang hanya 0,1 perbedaannya, sehingga
pada perhitungan tegangan dan luas terdapat sedikit perbedaan.
3.2.8 Kesimpulan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
44
Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa parameter
yang didapat adalah data berupa point load indeks dan kuat tekan dari
batuan. Dan hasil yang didapat sama antara sampel 1 dengan sampel
2.Berikut adalah data yang dihasilkan.
Sampel 1 :
Point load indexks (IS) : 187,5 Kg/cm2
Kuat tekan (σC) : 4312,5 Kg/cm2
Sampel 2 :
Point load indexks (IS) : 78,125 Kg/Cm2
Kuat tekan (σC) : 1796,875 Kg/Cm2
3.3 Triaxial
3.3.1 Tujuan Pengujian Triaxial Batuan
Untuk menentukan kekuatan suatu batuan di bawah tekanan
triaxial yang mengahasilkan nilai kohesi ( C ), kuat geser (shear strength),
dan sudut geser dalam (Ø) .
3.3.2 Landasan Teori
Triaxial merupakan metode umum untuk mengukur sifat mekanik
padatan mampudeformasi, terutama tanah yang biasanya dilakukan.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
45
Terutama Untuk batu pengujian lengan mungkin merupakan lembaran
logam tipis daripada lateks. Pengujian triaksial di atas batu ini cukup
jarang dilakukan karena kekuatan tinggi dan tekanan yang dibutuhkan
untuk memecah sampel batuan menyiratkan pengujian peralatan yang
sangat mahal dan rumit tersedia di beberapa laboratorium di dunia.
Pada tes triaksial dapat diklasifikasikan sebagai tiga jenis, yaitu, UU, CU, dan tes
CD. Jenis pengujian yang akan diadopsi tergantung pada bagaimana cara
terbaik kita dapat mensimulasikan kondisi lapangan. Dengan kata lain, tujuan
melakukan tes tertentu untuk mensimulasikan kondisi lapangan sejauh
mungkin. Sebagai contoh, karena permeabilitas tinggi pasir, konsolidasi terjadi
relatif cepat dan biasanya selesai pada aplikasi beban. Parameter kuat geser dari
tes CD karena itu umumnya digunakan dalam desain
Pengujian ini adalah salah satu pengujian yang terpenting di
dalam mekanika batuan untuk menentukan kekuatan batuan di bawah
tekanan triaxial. Percontoh yang digunakan pada uji ini berbentuk silinder
dengan syarat – syarat contoh ui sama dengan pengujian kuat tekan.
Pengujian triaxial yang dilakukan dapat ditentukan parameter – parameter
yang menunukan kekuatan batuan diantarany adalah :
Nilai tegangan puncak (σ1) yang didapatkan dari hasil uji batuan dengan
nilai tegangan kelililng (σ3) yang berbeda – beda.
Strength envelope curve ( kurva selubung kekuatan batuan ), dari kurva
ini dapat menentukan parameter kekuatan batuan yaitu :
1. Kuat geser batuan (shear strength)
2. Sudut geser dalam
3. Kohesi ( C )
3.3.3 Alat – alat yang digunakan
a. Mesin kuat tekan
b. Bearing plate
c. Rubber jacket
d. System hidrolik untuk memberikan tegangan keliling pada conto saat
pengujian.
3.3.4 Prosedur
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
46
1. Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran
dimensi panjang minimal dua kali diameter percontoh.
Foto 3.3.1Sampel Triaxial
2. Masukan percontoh batuan kedalam rubber jacket, setelah dimasukkan
ke rubber jacket kemudian contoh dimasukkan ke dalam silinder besi
yang berfungsi untuk menahan tegangan keliling yang diberikan kepada
contoh uji, contoh uji kemudian ditutup oleh flat dan dipasangkan di mesin
uji kuat.
Foto 3.3.2Sampel dan Rubber Jacket
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
47
Foto 3.3.3Sampel dan Rubber Jacket di Dalam Silinder Besi
3. Specimen diletakkan diantara plat baja dan diatur agar tepat dengan plat
form penekan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga specimen
berada di tengah – tengah apitan plat baja dan pastikan bahwa kedua
permukaan specimen telah menyentuh plat baja tersebut.
4. Tegangan kelililng (σ3) diberikan kepada contoh uji dengan
menggunakan system hidrolik, usahakan tegangan ini konstan selama
pengujian dilakukan.
5. Skala pengukuran beban harus ditetapkan pada keadaan netral (nol).
6. Baca jarum penunjuk pembebanan pada axial dial gauge per 30 detik dan
catat hasil pengukuran.
7. Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen
pecah.
8. Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan
hasilnya dibuat sketsa bentuk pecah serta catat sudut pecahnya.
3.3.5 Data Percobaan
3.3.5 Data Percobaan
Tabel 3.3.1Data Hasil Pengamatan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
48
Do1 = 5,3Cm Do2 = 5,6 Cm Do3 = 5,3 Cm
Lo1= 10,6 Cm Lo2 = 11,2 Cm Lo3 = 10,6 Cm
3.3.6 Pengolahan Data
Regangan Axial = Perpendekan Axial x 0,01
Lo
Sampel 1
Lo = 10,6 Cm = 106 mm
Regangan Axial1 = 0,25 x0,01
106= 2,35 x 10-5
Regangan Axial2 = 1,03x 0,01
106= 9,71 x 10-5
Regangan Axial3 = 1,41x 0,01
106= 1,33 x 10-5
Sampel 2
Lo = 11,2 Cm = 112 mm
Regangan Axial1 = 6,2x 0,01
112= 5,53 x 10-4
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
No
Kg/Cm2
Waktu
(menit)
Perpendekan
Axial
X0,01 mm
Beban
(kg)
10
0,5 0,25 100
1 1,03 200
1,5 1,41 300
20
0,5 6,2 100
1 6,8 300
1,5 7,15 400
30
0,5 31 100
1 50 200
1,5 63 250
2 72 300
2,5 80 350
49
Regangan Axial2 = 6,8x 0,01
112= 6,07 x 10-4
Regangan Axial3 = 7,15x 0,01
112= 6,38 x 10-4
Sampel 3
Lo = 10,6 Cm = 106 mm
Regangan Axial1 = 31x 0,01
106= 2,92 x 10-3
Regangan Axial2 = 50x 0,01
106= 4,71 x 10-3
Regangan Axial3 = 63x 0,01
106= 5,94 x 10-3
Regangan Axial4 = 72x 0,01
106= 6,79 x 10-3
Regangan Axial5 = 80 x0,01
106= 7,54 x 10-3
σ 1 - σ 2 = bebann−bebann−1
∆o
Sampel 1
∆o = 14π D2
= ¼ x 3,14 x (5,3)2
= 22,05 Cm2
1. σ 1 – σ 3 = 100−02 2,0 5
= 4,53 Kg/Cm2
2. σ 1 – σ 3 = 200−100
2 2,05= 4,53 Kg/Cm2
3. σ 1 – σ 3 = 300−200
2 2,0 5= 4,53,Kg/Cm2
Sampel 2
∆o = 14π D2
= ¼ x 3,14 x (5,6)2
= 24,617 Cm2
1. σ 1 – σ 3 = 100−02 4 ,617
= 4,06 Kg/Cm2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
50
2. σ 1 – σ 3 = 300−1002 4 ,617
= 0,82 Kg/Cm2
3. σ 1 – σ 3 = 400−3002 4 ,617
= 4,06 Kg/Cm2
Sampel 3
∆o = 14π D2
= ¼ x 3,14 x (5,3)2
= 22,05 Cm2
1. σ 1 – σ 3 = 100−02 2,0 5
= 4,53Kg/Cm2
2. σ 1 – σ 3 = 200−100
2 2,05= 4,53 Kg/Cm2
3. σ 1 – σ 3 = 250−200
2 2 ,0 5= 2,26 Kg/Cm2
4. σ 1 – σ 3 = 300−250
2 2,05= 2,26 Kg/Cm2
5. σ 1 – σ 3 = 350−250
2 2,0 5= 4,53 Kg/Cm2
σ 1 = Beban + Tekanan Samping
Sampel 1
1. σ 1 = 10 + 4,53 = 14,53 Kg/Cm2
2. σ 1 = 10 + 4,53= 14,53 Kg/Cm2
3. σ 1 = 10 + 4,53 = 14,53 Kg/Cm2
Sampel 2
1. σ 1 = 20 + 4,06= 24,06 Kg/Cm2
2. σ 1 = 20 + 0,81 = 20,81 Kg/Cm2
3. σ 1 = 20 + 4,06 = 24,06 Kg/Cm2
Sampel 3
1. σ 1 = 30 + 4,53 = 34,53 Kg/Cm2
2. σ 1 = 30 + 4,53 = 34,53 Kg/Cm2
3. σ 1 = 30 + 2,26 = 32,26 Kg/Cm2
4. σ 1 = 30 + 2,26 = 32,26 Kg/Cm2
5. σ 1 = 30 + 4,53 = 34,53 Kg/Cm2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
51
σ n = (σ 1+σ 3)/2
1. σ n = (14+10)/2
= 12,265
2. σ n = (24,06+20)/2
= 22,03
3. σ n = (34,53+30)/2 = 32,26
Tabel 3.3.2Data Hasil Perhitungan
No
Kg/Cm2
Waktu
(menit)
Perpendekan
Regangan
X0,01 mm
Regangan
Axial
Beban
(Kg)
σ 1
Kg/Cm2
σ 1-σ 2
Kg/Cm2
10
0,5 0,25 2,35x 10-5 100 14,53 4,53
1 1,03 9,71 x 10-5 200 14,53 4,53
1,5 1,41 1,33 x10-4 300 14,53 4,53
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
20
0,5 6,2 5,53 x 10-4 100 24,06 4,06
1 6,8 6,07 x 10-4 300 24,06 0,81
1,5 7,15 6,38 x 10-4 400 24,06 4,06
- - - - - -
30
0,5 31 2,92 x 10-3 100 34,53 4,53
1 50 4,17 x 10-3 200 34,53 4,53
1,5 63 5,94 x 10-3 250 32,26 2,26
2 72 6,97 x 10-3 300 32,26 2,26
2,5 80 7,54 x 10-3 350 34,56 4,56
3.3.7 Analisa
Untuk percobaan ini data yang diambil yaitu nilai kekuatan sampel untuk
menahan beban yang diberikan. Jika data sudah dicatat,maka dengan demikian
regangan axial, σ 1, dan σ 1-σ 2 dari batuan dapat diketahui dengan cara
melakukan perhitungan dengan rumus. Untuk mengetahui tegangan geser,
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
52
tegangan normal, dan sudut dalam harus menggunakan grafik, untuk
pembuatan grafik data yang dplot yaitu data yang terbesar.
3.3.8 Kesimpulan
Setelah melakukan praktikum ini,disimpulkan bahwa untuk mengetahui
tegangan geser, dan sudut pada sebuah batuan dapat diketahui dengan cara
melihatnya dari grafik yang telah ada.sudut geser yang dibentuk oleh sampel
sebesar 26,56o dan tegangan gesernya 2,2 Kg/Cm2.
3.4 Kuat Geser
3.4.1 Tujuan Pengujian Kuat Geser
Pengujian kuat geser dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik
dari batuan yang menjadi specimen yaitu dari segi berapa kekuatan
specimen terhadap suatu geseran disertai adanya pembebanan yang
masih mampu ditahan oleh specimen tersebut. Hal ini banyak digunakan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
53
dalam analisis stabilitas lereng pada tambang terbuka, analisis stabilitas
batuan samping pada lubang bukaan bawah tanah, dan lain sebagainya.
3.4.2 Pengujian Kuat Geser
Pengujian ini untuk mengetahui kekuatan batuan terhadap suatu
geseran pada tegangan normal tertentu. Dari hasil pengujian kuat geser
ini dapat ditentukan :
Garis “Coulomb’s shear strength”
Nilai kuat geser (shear strength) batuan
Sudut geser dalam (ø)
Kohesi
3.4.3 Landasan Teori
Mekanika batuan adalah salah satu cabang disiplin ilmu geomekanika.
Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik batuan
dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan memiliki peran yang
dominan dalam operasi penambangan, seperti pekerjaan penerowongan,
pemboran, penggalian, peledakan dan pekerjaan lainnya.
Tanah merupakan suatu bagian yang sangat menentukan dalam
perencanaan suatu konstruksi, karena menentukan kestabilan konstruksi
tersebut. Kekuatan tanah tersebut tidak sama untuk tempat-tempat yang
berbeda, sehingga hal ini mengharuskan para perencana untuk memperhatikan
kondisi tanah sebagai suatu elemen kestabilan konstruksi yang sangat
menentukan keadaan konstruksi pada masa penggunaannya.
Untuk menentukan kondisi tanah yang akan digunakan sebagai tempat
dibangunnya suatu konstruksi, tidak cukup dilakukan perhitungan tanpa suatu
pemeriksaan yang mendalam atau spesifik. Terutama untuk mengetahui
parameter-parameter dari sifat fisis dan mekanis dari tanah tersebut. Jadi
diperlukan pengujian atau percobaan yang dilakukan secara ilmiah yakni melalui
pengujian laboratorium.
Kekuatan suatu tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor yang sangat komplek
dari parameter-parameter yang didapatkan dari suatu pemeriksaan yang
mendalam. Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah
tersebut, yang meliputi sifat fisis dan mekanis tanah.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
54
Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan massa
batuan dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium
maupun dilapangan langsung atau secara insitu.
Untuk mengetahui sifat mekanik batuan dilakukan beberapa
percobaan seperti uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik, uji triaksial dan uji
tegangan insitu. Mekanika batuan sendiri mempunyai karakteristik
mekanik yang diperoleh dari penelitian ini adalah kuat tekan batuan (σt),
kuat tarik batuan (σc ), Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v), selubung
kekuatan batuan (strength envelope), kuat geser (τ), kohesi (C), dan
sudut geser dalam (φ).
Untuk pengujian kuat geser ini yang mana berfungsi untuk
mengetahui kekuatan batuan terhadap suatu geseran pada tegangan
normal tertentu. nantinya dari hasil pengujian akan dapat ditentukan:
garis “Coulumb’s shear strength”
kuat geser (shear strength)
sudut geser dalam (Φ)
kohesi (C)
Percobaan ini mencakup metode pengukuran kuat geser tanah
menggunakan uji geser langsung UU. Interpretasi kuat geser dengan cara
ini bersifat langsung sehingga tidak dibahas secara rinci. Beberapa
definisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain:
Gaya Normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang yang
ditinjau.
Gaya geser adalah gaya yang bekerja secara menyinggung atau sejajar
bidang yang ditinjau.
Tegangan normal adalah gaya normal per satuan luas.
Tegangan geser adalah gaya geser per satuan luas.
Peralihan (displacement) adalah perpindahan horizontal suatu bidang
geser relatif terhadap bidang lain dalam arah kerja gaya geser.
Kohesi (cu) adalah kuat geser tanah akibat gaya tarik antar partikel.
Sudut geser dalam adalah komponen kuat geser tanah akibat geseran
antara partikel.
Kuat geser adalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh
suatu bidang (dalam tanah) di bawah kondisi tertentu.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
55
Kuat geser puncak (peak strength) adalah kuat geser tertinggi pada suatu
rentang peralihan atau regangan tertentu.
Kuat geser residual adalah tahanan geser tanah pada regangan atau
peralihan yang besar yang bersifat konstan. Kuat geser residual ini
dicapai setelah kuat geser puncak dilampaui.
Dilantasi adalah pengembangan volume tanah saat dikenai tegangan
geser.
Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisis kestabilan dalam
bidang geoteknik, diantaranya untuk analisis kestabilan lereng, daya dukung
pondasi, analisis dinding penahan, dan lain-lain.
Uji geser langsung tidak dapat mengukur tekanan air pori yang
timbul saat penggeseran dan tidak dapat mengontrol tegangan yang
terjadi di sekeliling contoh tanah. Di samping itu keterbatasan uji geser
langsung yang lain adalah karena bidang runtuh tanah ditentukan,
meskipun belum tentu merupakan bidang terlemah.
3.4.4 Alat-alat yang digunakan
1. Satu set alat untuk uji kuat geser dari suatu batuan
Gambar 3.4.1Alat Kuat Geser
2. Satu specimen dengan bentuk segiempat atau ketupat dan specimen
yang diujinya berada di tengah-tengah segiempat yang tengahnya dibuat
belah
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
56
3. Pompa pembebanan serta penunjuknya dalam satuan KN, dengan skala
satu stripnya 1 KN
4. Penunjukkan keadaan gesernya specimen dengan skala 0,5 per strip
5. Jumlah specimen yang diuji adalah 1 buah specimen dengan 3 kali uji
3.4.5 Prosedur
1. Ukur terlebih dahulu panjang dan lebar contoh lalu catat pada form yang
ada.
2. Masukkan specimen ke dalam box penyimpanan di alat shear box,
kemudian beri beban normal sesuai dengan perhitungan.
Gambar 3.4.2Pemasangan Sampel Kedalam Alat
3. Pasang selang oli pressure pada saat posisi maju saat pengukuran maju,
demikian pula pada saat pengukuran mundur selang dipindahkan.
4. Pompa beban yang digunakan (1 KN, 2 KN, 3 KN) dan ditahan supaya
konstan selama pengujian masih dilakukan.
5. Baca pressure gauge sesuai waktu yang diminta sebanyak 12 mm
perubahan.
6. Beban yang diberikan jangan sampai berubah. Apabila berubah maka
pressure gaugenya pun berubah. Penunjuk keadaan geser specimen
dengan skala 1 strip bernilai 0,5 KN.
7. Pompa untuk menggeser specimen, digerak-gerakkan selama alat
penunjuk geser maju atau mundur itu berputar satu putaran penuh
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
57
8. Setelah satu putaran dicatat data yang dihasilkan dari alat penunjuk
kekuatan geser (yang letaknya di dekat pompa yang berfungsi untuk
menggeser).
9. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali dengan keadaan menggeser ke arah
maju dan ke arah mundur.
Gambar 3.4.3Pengujian Geser Maju
3.4.6 Data Percobaan
Tabel 3.4.1Hasil Percobaan Sampel 1
Kondisi /
Waktu
Perubahan
Geser (mm)
Gaya
Geser (Kg)
Perubahan
Geser (Cm)
1 2,5 0,25
2 2,5 0,5
3 2,5 0,75
4 2,5 1
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
58
Maju
5 2,5 1,25
6 2,8 1,68
5 Kg
7 3 2,1
8 4 2,4
9 4 3,6
10 4 4
11 4 4,4
12 4,5 5,4
Mundur
12 0 0
11 3 3,3
10 3 3
9 3,5 3,15
8 4 3,2
7 4 2,8
6 5 3
5 6 3
4 7 2,8
3 7,5 2,25
2 8 1,6
1 8 0,8
Tabel 3.4.2Hasil Percobaan Sampel 2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
59
Kondisi /
Waktu
Perubahan
Geser (mm)
Gaya
Geser (Kg)
Perubahan
Geser (Cm)
Maju
10 Kg
1 0 0,5
2 5 1
3 5 1,5
4 5 2
5 5 2,5
6 5 3
7 5 3,5
8 5,5 4,4
9 5,5 4,95
10 5,5 5,5
11 5,5 6,05
12 5 6
Mundur 12 0 0
11 7 7,7
10 9 9
9 11 9,9
8 12 9,6
7 12 8,4
6 10 6
5 10 5
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
60
4 10 4
3 10 3
2 11 2
1 11 1,1
Tabel 3.4.3Hasil Percobaan Sampel 3
Kondisi /
Waktu
Perubahan
Geser (mm)
Gaya
Geser (Kg)
Perubahan
Geser (Cm)
Maju
20 Kg
1 0 1,5
2 15 2,8
3 14 3
4 10 5,2
5 13 6
6 12 7,2
7 12 7
8 10 8
9 10 9
10 12 12
11 12 13,2
12 14 16,8
Mundur
12 0 0
11 23 25,3
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
61
10 10 10
9 10 9
8 10 8
7 11 7,7
6 11 6,6
5 11 5,5
4 11 4,4
3 13 3,9
2 13 2,6
1 13 1,3
Beban Sampel 1 = 5 Kg
Beban Sampel 2 = 10 Kg
Beban Sampel 3 = 20 Kg
3.4.7 Pengolahan Data
Tegangan normal = Beban
Luas
Luas1 = πr2
= 3,14 x 6,12
= 29,268 Cm2
Luas2 = πr2
= 3,14 x 6,12
= 29,268 Cm2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
62
Luas3 = πr2
= 3,14 x 6,22
= 30,17Cm2
Tegangan normal1 = 5 = 0,771 Kg/Cm2
29,268
Tegangan normal2 = 10 = 0,520 Kg/Cm2
29,268
Tegangan normal3 = 20 = 0,662 Kg/Cm2
30,17
3.4.8 Analisa
Pada grafik sampel dua dengan beban 10 Kg, gambar grafik tidak saling
berpotongan antara garis grafik maju dengan garis grafik mundur. Secara umum
grafik tersebut tidak mungkin terjadi, karena setiap grafik pasti memiliki satu titik
perpotongan antara garis maju dengan garis mundur.
3.4.9 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini dapat mengetahui nilai kohesi
dari sampel. Dari ketiga sampel tersebut nilai kohesi yang didapat adalah
sebesar 0,28 Mpa.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
63
3.5 Kuat Tarik Tidak Langsung
3.5.1 Tujuan Pengujian Kuat Tarik
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kuat tarik batuan
secara tidak langsung, pengertian secara tidak langsung ini, dikarenakan
specimen diberikan pembebanan terhadap arah diameteral sehingga
gaya yang diberikan akan didistribusikan secara diametral (ditarik).
3.5.2 Landasan Teori
Mekanika batuan adalah salah cabang disiplin ilmu geomekanika.
Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik
batuan dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan
memiliki peran yang dominan dalam operasi penambangan, seperti
pekerjaan penerowongan, pemboran, penggalian, peledakan dan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
64
pekerjaan lainnya. Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan
massa batuan dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium
maupun dilapangan langsung atau secara insitu. Mekanika batuan sendiri
mempunyai karakteristik mekanik yang diperoleh dari penelitian ini adalah
kuat tekan batuan (σt), kuat tarik batuan (σc ), Modulus Young (E),
Nisbah Poisson (v), selubung kekuatan batuan (strength envelope), kuat
geser (τ), kohesi (C), dan sudut geser dalam (φ).
Masing-masing karakter mekanik batuan tersebut diperoleh dari uji
yang berbeda. Kuat tekan batuan dan Modulus Young diperoleh dari uji
kuat tekan uniaksial. Pada penelitian ini nilai kuat tekan batuan dan
Modulus Young diambil dari nilai rata-rata hasil pengujian lima contoh
batuan. Untuk kuat tarik batuan diperoleh dari uji kuat tarik tak langsung
(Brazillian test). Sama dengan uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik tak
langsung menggunakan lima contoh batuan untuk memperoleh kuat tarik
rata-rata. Sedangkan selubung kekuatan batuan, kuat geser, kohesi, dan
sudut geser dalam diperoleh dari pengujian triaksial konvensional dan
multitahap. Selain mengamati sifat mekanik atau dinamik dari batuan
dalam praktikum ini juga akan diamati sifat fisik batuan tersebut, dengan
mengamati bobot dan masa jenisnya dalam beberapa keadaan.
Sifat mekanik batuan yang diperoleh dari uji ini adalah kuat tarik
batuan (σt). Ada dua metode yang dapat dipergunakan untuk
mengetahui kuat tarik contoh batuan di laboratorium, yaitu metode kuat
tarik langsung dan metode kuat tarik tak langsung. Metode kuat tarik tak
langsung merupakan uji yang paling sering digunakan. Hal ini
disebabkan uji ini lebih mudah dan murah daripada uji kuat tarik
langsung. Salah satu uji kuat tarik tak langsung adalah Brazilian test.
Kuat tarik batuan adalah merupakan salah satu parameter yang
sangat penting pada sifat dan karakteristik massa dari batuan, dan ini
perlu menjadi perhatian didalam perhitungan kestabilan pada atap lubang
bukaan. Kuat tarik pada batuan umumnya diperoleh dari uji kuat tarik
tidak langsung, yang sampai pada saat ini masih tetap dipakai karena
adanya faktor kemudahan didalam untuk mempersiapkan contoh dari uji
dan kesederhanaan dari metode pengujian dan pada taraf
kepercayaannya yang masih tetap bisa dianggap memenuhi syarat.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
65
Penelitia seperti ini dikerjakan untuk bisa melihat perbandingan dari nilai
kuat tarik yang sudah diperoleh dari pengujian kuat tarik tidak langsung
melalui pengujian brazilian pada nilai uji kuat tarik langsung, terhadap
contoh batu gamping dan batu andesit lapuk. Yang didahulukan pada
awalnya dengan merancang dan membuat alat uji kuat tarik langsung.
Untuk bisa menentukan bentuk dari geometri contoh dari uji tak langsung,
dilakukan studi terhadap permodelan numerik dengan cara
mempergunakan paket program rheo staub terhadap model contoh uji
bentuk silinder dog bone linier, dog bone semi circle, dan bentuk do bone
circle. Dari hasil permodelan yang ada, maka dipilihlah bentuk silinder
dan ` dog-bone circle, untuk bisa dijadikan contoh pada uji kuat tarik
langsung, dan di dalam pelaksanaannya ditarik dengan melalui pada
metode pembebanan end full.
3.5.3 Alat dan Bahan
a. Alat
Mesin kuat tekan (Unaxial Compression Test MachineI).
Sistem pengukuran beban, dengan ketelitian 2 kali.
Sepasang plat baja.
Jangka sorong dan stopwatch.
b. Bahan
Sampel batuan yang akan diuji
3.5.4 Prosedur
Contoh batuan yang akan digunakan dalam uji ini disiapkan dengan
ukuran dimensi panjang = setengah kali diameter.
Gambar 3.5.1
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
66
Sampel Batu Uji Kuat Tarik
Plat baja bagian bawah diletakkan ditengah – tengah platform mesin kuat
tekan.
Specimen diletakkan ditengahnya (diantara plat baja atas dan plat baja
bawah), kemudian sedikit demi sedikit ditekan dengan platform atas
dengan mesin kuat tekan dengan memberikan pembebanan.
Gambar 3.5.2Pemasangan Sampel Pada Alat
Pasang Dial Gauge untukl mengukur deformasi axial.
Conto batuan diberikan pembebanan, diusahakan laju pembebanan
tersebut konstan yaitu 200 N/detik.
Pembacaan pembebanan dilakukan setiap penambahan gaya 2 KN dan
catat angka pembebanan axial hingga dicapai gaya maksimum (specimen
pecah).
3.5.5 Data Percobaan
3.5.5 Data Percobaan
Tabel 3.5.1Data Hasil Percobaan
Specimen Diameteral (Cm) Tebal (Cm) Beban (Kg)Lempung 6 3 300
Lanau 6,8 3,4 1000
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
67
Gamabr 3.1Sampel Batu Lempung Sebelum dan Sesudah pecah
3.5.6 Pengolahan Data
Lempung
σ t =2 pπDL
= 2 x300 kg
3,14 x6Cm x 3Cm
= 600kg
56,52Cm2
= 10,615 Kg/Cm2 = 1,0615 MPa
Batu Lanau
σ t =2 pπDL
= 2 x1000kg
3,14 x5,1Cm x1,65Cm
= 2000kg
72,59Cm2
= 27,552 Kg/Cm2 = 2,7552 Mpa
Tabel 3.5.2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
68
Data Hasil Pengolahan Data
SpecimenDiameteral
(Cm)Tebal (Cm) Beban (Kg)
Kuat TarikKg/Cm2 MPa
Lempung 6 3 300 10.615 1,0615
Lanau 6,8 3,4 100 27,552 2,7552
3.5.7 Analisa
Pada percobaan ini batu Lanau lebih lama pecah dibandingkan dengan
lempung terlihat pada saat dilakukan percobaan di mesin kuat tekan.Pada saat
diberi beban, batuan pasir bisa menahan sampi 1000 kg, sedangkan lempung
hanya bisa menahan beban 300 kg. Keduahal ini dikarenakan batu lanau lebih
kuat, dan lebih padat dibandingkan dengan batu lempung.
3.5.8 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa untuk
mengetahui kuat tarik pada batuan bisa dilakukan dengan cara memberikan
beban dibagian diameteralnya, dan hasil percobaan ini menunjukkan bahwa
sampel batu Lanau lebih kuat dibandingkan dengan sampel batu Lempung.
BAB IV
UJI MASSA JENIS (DENSITY), KADAR AIR, DERAJAT
KEJENUHAN, ANGKA PORI DAN POROSITAS
4.1 Tujuan Percobaan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
69
Bertujuan untuk mengukur massa jenis dan kadar air alami tanah yang
menunjukkan sifat fisik tanah.
4.2 Teori Dasar
Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan
sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat
yang tidak tersementasikan (terikat secara kimia) satu sama lain dari
bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai
dengan zat cair dan gas mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-
partikel padat tersebut. Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada
berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga
sebagai pendukung pondasi dari bangunan.
Istilah Rekayasa Geoteknis didefinisikan sebagai ilmu
pengetahuan dan pelaksanaan dari bagian teknik sipil yang menyangkut
material-material alam yang terdapat pada (dan dekat dengan)
permukaan bumi. Dalam arti umumnya, rekayasa geoteknik juga
mengikutsertakan aplikasi dari aplikasi-aplikasi dasar mekanika tanah dan
mekanika batuan dalam masalah-masalah perancangan pondasi.
Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme,
membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah
dikenal sebagai pedogenesis. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai
tubuh alam yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon tanah.
Berdasarkan asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga tipe dasar yaitu:
batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf. Batuan beku Batuan ini
terbentuk dari magma mendingin. Magma batu mencair jauh di dalam bumi.
Magma di kerak bumi disebut lava. Batuan sedimen dibentuk sebagai didorong
bersama-sama atau disemen oleh berat air dan lapisan-lapisan sedimen di
atasnya. Proses penyelesaian ke lapisan bawah terjadi selama ribuan
tahun. Batuan metamorf adalah batuan yang berasal dari batuan yang sudah
ada, seperti batuan beku atau batuan sedimen, kemudian mengalami perubahan
fisik dan kimia sehingga berbeda sifat dengan sifat batuan induk (asal)nya.
Perubahan fisik meliputi penghancuran butir-butir batuan, bertambah
besarnya butir-butir mineral penyusun batuan, pemipihan butir-butir mineral
penyusun batuan, dan sebagainya. Perubahan kimia berkaitan dengan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
70
munculnya mineral baru sebagai akibat rekristalisasi atau karena adanya
tambahan/pengurangan senyawa kimia tertentu. Faktor penyebab dari proses
malihan (proses metamorfosis) adalah adanya perubahan kondisi tekanan yang
tinggi, suhu yang tinggi atau karena sirkulasi cairan. Tekanan dapat berasal dari
gaya beban atau berat batuan yang menindis atau dari gerak-gerak tektonik
lempeng kerak bumi di saat terjadi pembentukan pegunungan. Kenaikan suhu
dapat terjadi karena adanya intrusi magma, cairan atau gas magma yang
menyusup ke kerak bumi lewat retakan-retakan pemanasan lokal akibat gesekan
kerak bumi atau kenaikan suhu yang berkaitan dengan Gradien geothermis
(kenaikan temperature sebagai akibat letaknya yang makin ke dalam). Dalam
proses ini terjadi kristalisasi kembali (rekristalisasi) dengan dibarengi kenaikan
intensitas dan juga perubahan unsur kimia.
4.3 Alat-alat yang Digunakan
Cylinder Ring
Timbangan (ketelitian 0,01 gr)
Oven
Desikator
Alat Dongkrak
Stickmaat (Jangka Sorong)
Pisau
4.4 Prosedur Percobaan
1. Cylinder ring dibersihkan, kemudian dengan stickmaat diukur diameter
(d), tinggi (t) dan beratnya ditimbang.
2. Cylinder ring ditekan masuk ke dalam tanah dan kemudian demgan alat
dongkrak silinder dikeluarkan, dipotong dengan pisau kemudian tanah
disekitar ring dibersihkan dan permukaan tanah diratakan.
3. Ring + contoh tanah ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam oven
selama 24 jam dengan suhu 1050 C.
4. Sesudah itu, contoh tanah yang sudah kering dimasukkan kedalam
desikator ± 1 jam.
5. Contoh tanah yang sudah dingin ditimbang, maka didapatlah berat kering.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
71
4.5 Data PercobaanTabel 4.5.1
Data Hasil Pengamatan
Sampel
Pengukuran Atas Bawah
Diameter (Cm) 2,3
Tinggi (Cm) 6,9
Berat Ring (Cm) 93,4
Berat Container Kosong
(gram)13,1 14
Berat Container + Tanah
(gram)68,7 57,5
Berat Tanah Kering (gram) 52,5 56,6
Foto 1
Sampel Tanah
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
72
Foto 2Sampel yang Dipotong Menjadi Dua
Foto 3Sampel Selesai Dioven
4.6 Pengolahan Data
Massa Jenis (Density)
ρ = MV
Volume Sampel Besar
V = πr2
= 3,14 x 1,152 Cm x 6,9 CM
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
73
= 28,65 Cm3
Sampel Atas
M = 68,7 gr – 13,1 gr
= 55,6 gr
ρ = 55,6 gr
28,65Cm3
= 1,94 gr/cm3
Sampel Besar Bawah
M = 57,5 gr – 14 gr
= 43,5 gr
ρ = 43,5gr
28,65Cm3
= 1,518 gr/cm3
Kadar Air
W = MwMd
x 100%
Sampel atas
Md = 52,25 gr – 13,1 gr
= 39,4 gr
Mw = 55,6 gr – 39,4 gr
= 16,2 gr
W = 16,2gr39,4 gr
x 100%
= 41,12%
Sampel Bawah
Md = 56,6 gr – 14 gr
= 42,6 gr
Mw = 43,5 gr – 42,6 gr
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
74
= 0,9 gr
W = 0,9 gr
42,6 gr x 100%
= 2,11%
Derajat kejenuhan
Sr =
Mwρw
V−(Md
SGxρw)x 100%
Angka Pori (Void Ratio)
E =
v− MdSg x ρwMdρd
Porositas
n = v− M d
Sg x ρwV
x100%
4.7 Analisa
Pada percobaan ini nilai kadar air, dan massa jenis bagian atas sampel
menunjukkan nilai yang lebih besar, dibandingkan dengan bagian bawah sampel.
Ini menunjukkan bahwa air masih terkumpul banyak dibagian atas sampel.pada
sampel ini setelah dihitung menghasilkan derajat kejenuhan yang lebih dari 100%
sebenarnya tanah tidak perlu dijenuhkan karena apabila dijenuhkan maka tanah
tersebut akan menjadi lumpur oleh sebab itu kita mendapatkan derajat
kejenuhan yang lebih dari 100% untuk itu hanya menghitung kadar air dan
massa jenisnya .
4.8 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa, nilai massa
jenis,dan kadar air sampel bagian atas akan lebih besar dibandingkan bagian
bawah sampel,. Hal ini bisa dilihat dari data hasil perhitungan yang ada.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
75
BAB V
UJI KONSOLIDASI
5.1 Tujuan Percobaan
Tujuan konsolidasi adalah menentukan sifat kemampatan tanah dan
karakteristik konsolidasinya yang merupakan fungsi dari permeabilitas tanah,
dengan memberikan beban secara bertahap kepada tanah dan mengukur
perubahan volume (atau perubahan tinggi) contoh tanah terhadap waktu.
a. Sifat kemampatan tanah dinyatakan dengan koefisien kemampatan
volume (mv) atau dengan indeks kompresi (Cc).
b. Karakteristik konsolidasi dinyatakan oleh koefisien (Cv) yang
menggambarkan kecepatan kompresi tanah terhadap waktu.
5.2 Teori Dasar Percobaan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
76
Suatu beban statis pada tanah pasir akan memampatkan pasir
secara cepat, sedangkan beban statis akan bekerja pada tanah lempung
menyebabkan penurunan sangat lambat. Ada dua penyebab utama
mengenai lambatnya waktu penurunan dari tanah lempung yaitu:
1. Kelambatan Hidrodinamik
2. Kelambatan kekentalan
Meskipun lapisan lempung mempunyai sedikit sifat kompresi
elastis berupa sedikit perubahan volume pada partikel-partikel tanah dan
air, secara pasti bagian yang lebih besar dari penurunan harus terjadi
karena diperas keluarnya air dari rongga pori. Beban statis menghasilkan
suatu gradien tekanan dalam air pori dan menyebabkan aliran menuju
permukaan drainase. Akan tetapi, aliran ini lambat karena adanya
permeabilitas dari tanah lempung. Sehingga laju penurunan merupakan
fungsi dari permeabilitas. Kelambatan waktu penurunan ini disebut
sebagai kelambatan hidrodinamik.
Agar partikel-partikel lempung bergerak saling mendekat bersama-
sama akibat suatu beban statis, maka air lapis ganda yang tersesun
mengelilingi partikel-partikel lempung harus mengalami deformasi.
Deformasi ini bisa disebabkan oleh beban-beban yang dapat cenderung
memaksa keluarnya air lapis ganda dan /atau oleh beban-beban geser
yang menyebabkan suatu deformasi geser dalam air yang mengelilingi
partikel tersebut. Kelambatan waktu yang berkaitan dengan perlawanan
kekentalan disebut kelambatan kekentalan.
Kompresi pada lapisan-lapisan lempung jenuh akibat suatu beban
statis disebut konsolidasi, dan teori-teori mengenai konsolidasi yang
berkaitan dengan kelambatan hidrodinamik maupun kelambatan
kekentalan terdapat pada literatur mekanika tanah. Metode mengenai
estimasi dari konsolidasi lempung yang biasa digunakan pada saat ini
adalah didasarkan pada teori konsolidasi satu dimensi yang diajukan oleh
Terzaghi ( 1925 ), yang hanya mengenal kelambatan hidrodinamik yang
bertanggung jawab kepada kelambatan waktu penurunan. Dengan alasan
ini maka teori tersebut harus digunakan dengan sangat hati-hati dan
mengikuti prosedur-prosedur standar yang telah diuji selama bertahun-
tahun. Meskipun teori Terzaghi tidak mempertimbangkan kelambatan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
77
kekentalan, pada saat teori itu disajikan telah merupakan suatu perbaikan
yang cepat pada prosedur-prosedur guna mengestimasi konsolidasi
lempung dan dapat dipandang sebagai pelapor dari banyak teori-teori
yang istimewa dalam mekanika tanah pada saat ini (Bowles, 1984).
Uji konsolidasi dilakukan pada tanah lempung atau lanau jenuh dengan
interpretasi berdasarkan teori Terzaghi. Pengujian secara khusus untuk tanah
ekspansif dan tanah organik tidak termasuk dalam lingkup pengujian ini.
Beberapa defenisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain:
a. Konsolidasi
adalah proses dimana tanah mengalami kompresi akibat beban dalam
suatu periode waktu tertentu, dimana kompresi berlangsung akibat
pengaliran air keluar dari pori-pori tanah.
b. Tekanan air pori ekses
adalah tekanan air pori tanah akibat pemberian beban seketika. Dengan
mengalirnya air dari pori-pori tanah, tekanan air pori ekses ini akan
menurun secara berangsur-angsur, peristiwa ini disebut dengan didipasi
tekanan air pori. Bila suatu lapisan tanah mengalami pembebanan akibat
beban di atasnya, maka tanah di dibawah beban yang bekerja tersebut
akan mengalami kenaikan tegangan, ekses dari kenaikan tegangan ini
adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar (settlement).
Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi
partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai
berkurangnya volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya
penurunan tanah.
Pada umumnya tanah, dalam bidang geoteknik, dibagi menjadi 2 jenis,
yaitu tanah berbutir dan tanah kohesif. Pada tanah berbutir (pasir/sand),
air pori dapat mengalir keluar struktur tanah dengan mudah, karena tanah
berbutir memiliki permeabilitas yang tinggi. Sedangkan pada tanah
kohesif (clay), air pori memerlukan waktu yang lama untuk mengalir
keluar seluruhnya. Hal ini disebabkan karena tanah kohesif memiliki
permeabilitas yang rendah.
c. Derajat konsolidasi
Adalah rasio antara tekanan air pori yang menurun setelah beberapa
waktu berdisipasi terhadap tekanan air pori ekses mula-mula selama
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
78
proses konsolidasi. Disebut juga sebagai persentase disipasi tekanan air
pori.
d. Derajat konsolidasi rata-rata
Adalah rata-rata derajat konsolidasi sepanjang ketinggian contoh tanah.
Dapat dibuktikan bahwa derajat konsolidasi rata-rata sama dengan rasio
pemampatan tanah pada saat tertentu terhadap pemampatan final dari
contoh tanah.
e. Kompresi awal
adalah pemampatan yang terjadi seketika setelah beban diberikan
kepada contoh tanah, sebelum proses disipasi berlangsung.
f. Konsolidasi primer
adalah bagian dai kompresi tanah akibat pengaliran air hingga seluruh
proses disipasi selesai.
g. Konsolidasi sekunder
adalah pemampatan tanah yang berlangsung setelah konsolidasi
selsesai.
h. Koefisien konsolidasi (Cv)
adalah parameter yang menghubungkan perubahan tekanan air pori
ekses terhadap waktu.
5.3 Manfaat
Hasil uji konsolidasi ini dapat digunakan untuk menghitung penurunan
tanah akibat proses konsolidasi dan secara tidak langsung dapat digunakan
untuk menentukan permeabilitas tanah, dengan rumus:
k = mv x pw x Cv
dimana:
k = permeabilitas tanah
mv = massa pori (gr)
pw = massa jenis air (1 gr/cm2)
Cv = Koefisien konsolidasi
5.4 Keterbatasan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
79
Uji ini hanya untuk konsolidasi 1 dimensi (arah verrikal saja).
5.5 Peralatan
a. Alat konsolidasi terdiri dari 2 bagian, yaitu alat pembebanan dan alat
konsolidasi
b. Arloji ukur
c. Peralatan untuk meletakkan contoh tanah ke dalam ring konsolidas
d. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr dan 0,1 gr
e. Oven
f. Stopwatch
g. Penggaris (Scale)
5.6 Ketentuan
a. Untuk menjaga agar tidak terjadi perubahan kadar air, contoh tanah harus
secepatnya diuji. Contoh tanah tidak boleh dipasang dan dibiarkan terlalu
lama sebelum beban pertama diberikan.
b. Selama percobaan sel konsolidasi harus tetap penuh air. Pada beberapa
macam tanah tertentu ada kemungkinan pada pembebanan pertama
akan terjadi pengembangan (swelling) setelah sel konsolidasi diisi dengan
air. Bila hal ini terjadi, segeralah pasang beban kedua dan baca arloji
penurunan seperti prosedur. Jika pada pembebanan kedua masih terjadi
pengembangan maka beban ketiga harus dipasang, demikian seterusnya
sampai tidak terjadi pengembangan.
5.7 Prosedur Percobaan
1. Ukur tinggi dan diameter dan berat (dengan ketelitian 0,1 gram) ring
konsolidasi.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
80
Foto 5.1Sampel Konsolidasi
2. Ambil contoh tanah dengan diameter yang sama dengan diameter ring, di
sini dipakai diameter 6,5 cm dan tinggi 2 cm.
3. Masukkan contoh tanah tadi ke dalam ring dengan hati-hati, lapisan atas
harus terletak di bagian atas.
4. Contoh tanah dan ring ditimbang.
Foto 5.2Penimbangan Sampel Konsolidasi
5. Tempatkan batu pori pada bagian atas dan bawah ring sehingga contoh
tanah yang sudah dilapisi kertas pori terapit oleh kedua batu pori.
Kemudian masukkan dalam sel konsolidasi.
6. Pasang pelat penumpu di atas batu pori.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
81
Foto 5.3Pemasangan Sampel Pada Alat
7. Letakkan sel konsolidasi yang sudah berisi contoh tanah pada
alat konsolidasi, bagian yang runcing dari pelat penumpu tepat
menyentuh alat pembebanan.
8. Aturlah kedudukan arloji pengukur penurunan, kemudian
dibaca dan dicatat.
9. Pasanglah beban pertama sehingga tekanan pada contoh
tanah mencapai besar 0,25 kg/cm2. Lakukan pembacaan pada detik ke 6,
15, 30, dan pada menit ke 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 330, 420,
1140 setelah beban dipasang. Sesudah pembacaan 1 menit sel
konsolidasi diisi air.
10. Setelah beban bekerja 24 jam pembacaan arloji yang terakhir
dicatat. Pasang beban kedua sebesar beban pertama sehingga tekanan
menjadi 2 kali semula. Kemudian baca dan catat arloji seperti pada butir
9.
11. Lakukan butir 9 dan 10 untuk beban-beban selanjutnya.
Contoh tanah diberi beban-beban ¼ kg/cm2, ½ kg/cm2, 1 kg/cm2, 2
kg/cm2, 4 kg/cm2, 8 kg/cm2, dst. Besarnya beban maksimum yang
diberikan tergantung pada beban yang akan bekerja pada lapisan tanah
tersebut.
12. Setelah beban 8 kg/cm2 dikerjakan selama 24 jam, beban
dikurangi hingga mencapai 2 kg/cm2 dan kemudian ¼ kg/cm2. Beban-
beban tersebut dibiarkan selama 4 jam dan dibaca besar
pengembangannya dari masing-masing beban tersebut.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
82
13. Setelah pembacaan terakhir dicatat, keluarkan contoh tanah
dan ring dari sel konsolidasi, kemudian batu pori diambil dari permukaan
atas dan bawah.
14. Timbang ring yang berisi contoh tanah setelah dibersihkan dari
genangan air yang terdapat pada sel konsolidasi.
15. Masukkan ring yang berisi contoh tanah tersebut ke dalam
oven selama 24 jam untuk mengetahui berat kering contoh tanah.
5.8 Data Hasil Percobaan
Tabel 5.5.1Data Hasil Percobaan
Pressure
Elap.Time
t1/2
Dial Reading x 10exp-2 mm
Penurunan Pengembangan
0.5 1 2 4 8 2 0.5
0 0.0 0 - - - - - -
0.25 0.5 92 79 63,5 51 93
80,09 86
1 1.0 91 78,9 62,1 51 89
2.25 1.5 90,5 78,1 60,05 50,5 85
4 2.0 89 78,1 59,5 50,01 83,2
6.25 2.5 88,9 78 58,9 49,8 82
9 3.0 88,1 77,9 58 49,1 81,1
16 4.0 87,8 77,5 57 48,4 86
20.25 4.5 87,5 77,1 56,9 48,1 79
25 5.0 87,1 77,1 56,5 48 78,2
43 6.6 86,5 76,9 55,9 47 77,1
68 8.2 86,3 76 55 46,1 76
93 9,6 86 76 53,4 45,9 75
130 11,4 86 76 53 45,9 75
190 13,8 86 53 45,9 75
304 17,4 53
Z1 = 1,9 Cm M5 Konsolidasi = 61,2 gr
Z2 = 5,1 Cm M5 = 77,8 gr
5.9 Perhitungan
Luas Sampel = πr2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
83
= 3,14 x 2,552
= 20,417
2H = Z1 - Z2 + Z3
2H0,5 gr = 1,9 - 5,1 + 0,05
= -3,15 gr
2H1gr = 1,9 - 5,1 + 0,05
= -3,15 gr
2H2gr = 1,9 - 5,1 + 0,1
= -3,1 gr
2H4gr = 1,9 - 5,1 + 0,1
= -3,1 gr
2H8gr = 1,9 - 5,1 + 0,15
= -3,05 gr
Pengembangan
2H2gr = 1,9 - 5,1 + 0,21
= -2,99 gr
2H0,5gr = 1,9 - 5,1 + 0,21
= -2,99 gr
2H0 = M 5
SG s x ρw x A
2H0 = 6,12 gr
2,578x 1x 20,417 Void Ratio
e = g−hh
e0,5 gr = −2,213−1,163
1,163
= -2,23 Pengembangan
e1gr = −3,28−1,163
1,163 e2 gr =
−3,119−1,1631,163
= -3,820 = -3,682
e2gr = −3,255−1,163
1,163e0,5 gr =
−2,9909−1,1631,163
= -3,799 = -3,520
e4 gr = −3,225−1,163
1,163e8gr =
−2,63−1,1631,163
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
84
= -3,773 = -3,261
Koefisien Konsolidasi
CV = 0,848 x H 2
t90
CV0,5 gr = 0,848 x0,9025
3,5CV0,5 gr =
0,197 x0,90252,4
= 0,218 = 0,074
CV1gr = 0,848 x0,9025
2,5CV1gr =
0,848 x0,90253,2
= 0,306 = 0,05
CV2gr = 0,848 x0,9025
6,7CV0,5 gr =
0,848 x0,90252,8
= 0,114 = 0,063
CV4gr = 0,848 x0,9025
8,8CV0,5 gr =
0,848 x0,90255,25
= 0,08 = 0,033
CV8gr = 0,848 x0,9025
4,1CV0,5 gr =
0,848 x0,90251,5
= 0,186 = 0,118
5.10 Analisa
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
85
Pada percobaan ini, jka beban ditambahkan maka perubahan dial
gauge akan semakin menurun, begitu juga dengan beban 8 Kg yang
penurunannya sangat cepat dan jauh dibandingkan dengan penambahan
beban yang lainnya, hal ini disebabkan karena beban 8 Kg memiliki berat
yang angat berbeda dengan beban yang sebelumnya dengan demikian
perubahan pada dial gauge akan cepat berubah dan perubahan =nya
sangat jauh.
5.11 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan uji konsolidasi data yang dihasilkan
dapat untuk menghitung penurunan tanah akibat terjadinya proses
konsolidasi, dan bisa juga untuk menentukan permeabilitas dari suatu
tanah. Data-data yang dihasilkan tersebut adalah void ratio dari setiap
beban dan koefisien konsolidasi.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
86
BAB VI
UJI KUAT TEKAN BEBAS
(UNCONFINED COMPRESSION TEST)
6.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengukur kuat tekan bebas
(unconfiden compressive strength) dari lempeng/lanau. Dari kuat tekan bebas
dapat diketahu :
a. Kekuatan geser undrained (CU)
b. Derajat kepekaan (degree of sensitivity)
6.2 Teori Dasar Percobaan
Ada beberapa definisi yang berkaitan dengan percobaan ini antara lain :
a. Kuat tekan bebas (qu) adalah harga tegangan aksial maksimum yang dapat
ditahan oleh benda uji silindris sebelum mengalami keruntuhan geser.
b. Derajat kepekaan/sensitivitas (ST) adalah rasio antara kuat tekan bebas
dalam kondisi asli (undistrubed) dan dalam kondisi teremas (remolded)
Kuat tekan bebas merupakan suatu tekanan aksial benda uji pada
saat mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial mencapai
20%.Pengujian kuat tekan bebas termasuk hal khusus dari
pengujian Triaksial Unconsolidated Undrained.Pengujian Unconfined
Compression pada tanah lempung jenuh air, biasanya menghasilkan
harga cu yang sedikit lebih kecil dari harga yang didapat dari pengujian
uu (untuk test triaksial) tegangan aksial yang diterapkan diatas benda uji
berangsur-angsur ditambah sampai benda uji mengalami
keruntuhan.Pemeriksaan kuat tekan bebas yang dilakukan befungsi untuk
menentukan dan mengetahui nilai kuat tekan bebas (qu) dari suatu tanah
6.3 Manfaat
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
87
Hasil uij kuat bebas dapat digunakan untuk menentukan kuat geser tanah
kohesif dengan cepat dan ekonomis.
6.4 Keterbatasan
Uji ini tidak dapat dilaksanakan pada tanah pasiran.
6.5 Peralatan
a. Alat unconfined compression
b. Silinder untuk mengambil contoh tanah
c. Stopwatch
d. Piston Plunger
e. Oven
f. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr dan 0,01 gr
g. Membran Karet remolding
h. Container
i. Deskilator
j. Sticmat/ jangka sorong
6.6 Ketentuan
Contoh tanah berbentuk silinder ditekan dengan peningkatan regangan
vertical €v yang konstan sehingga mencapai keruntuhan. Tekan vertical óvdiukur
pada setiap peningkatan €v.
6.7 Prosedur Percobaan
a. Contoh tanah diambil dengan pengukuran tinggi 3’’ dan diameter 3/2’’,
kedua permukaannya diratakan.
b. Keluarkan contoh tanah dari silinder dengan menggunakan piston plunger.
c. Letakkan contoh tanah tersebut pada alat Unconfined Compression Test
kemudian dicatat pembacaan mula-mula dari proving ring dial,arloji
pengukur regangan vertikal dan waktu
d. Mulai diberikan tekanan vertikal dengan kecepatan regangan 1% per menit.
Dilakukan pembacaan proving ring dial setiap regangan 0,01 inci
e. Pemberian regangan vertikal ditingkatkan sampai terjadi kelongsoran pada
contoh tanah, dimana pembacaan proving ring dial telah mencapai nilai
maksimum. Percobaan dihentikan setelah pembacaan proving ring dial
mulai turun beberapa kali (minimum 3 kali)
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
88
f. Kemudian contoh tanah digambar bidang longsornya dari
depan,belakang,tengah (3 tampak)
g. Contoh tanah yang telah longsor kita remas-remas dalam kantong dan kita
masukkan dalam silinder, dengan ketentuan volumenya sama, untuk
menentukan kekuatan geser tanah teremas. Prosedur 1 sampai 6 diulangi.
6.8 Perhitungan dan Pelaporan
Penerapan hasil uji meliputi :
a. Nama instansi/ perusahaan
b. Nama proyek
c. Lokasi
d. Deskripsi Tanah
e. Tanggal Pengujiaan
f. Kedalaman Tanah
g. Nama Operator
h. Nama engineer yang bertanggung jawab
Perhitungan :
a. Kuat Tekan bebas
Nilai kuat tekan bebas (unconfined compressive strength), qu, didapat dari
pembacaan proving ring dial yang maksimum.
qu= k x RA
Dimana :
qu = kuat tekan bebas (kg/cm2)
k = kalibrasi proving ring
R = pembacaan maksimum – pembacaan awal
A = luas penampang contoh tanah pada saat pembacaan RT (yang
dikoreksi)
b. Kuat Geser Undrained
Kuat geser Undrained (CU) adalah setengah kuat tekan bebas.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
89
cu= qu2
cu = kuat geser undrained (kg/cm2)
qu = kuat tekan bebas (kg/cm2)
c. Derajat Kepekaan
Derajat kepekaan (St) didapat dari perbandingan qu undisturbed dengan qu
remolded
St =quundisturbedquremolded
6.9 Hasil Percobaan
a. Dinyatakan dalam grafik, hubungan antara tegangan vertikal dengan
regangan
b. Dinyatakan dalam nilai nilai qu, cu, st
6.10 Hasil Pengamatan
Tabel 6.1Data Hasil Percobaan
Undisturbed Remolded
Vertical (mm) Proving Dial Vertical (mm) Proving Dial
0 0 0 0
0,2 1 0,2 1
0,4 1,5 0,4 1,5
0,6 1,75 0,6 2
0,8 2,1 0,8 2,8
1,0 2,5 1,0 3
1,2 3 1,2 3,5
1,4 3,5 1,4 4
1,6 4 1,6 4,5
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
90
1,8 4,5 1,8 5
2,0 5 2,0 5,5
2,2 5,5 2,2 6
2,4 6 2,4 7
2,6 7 2,6 7,5
2,8 8 2,8
3,0 8,5 3,0
3,2 9 3,2
3,4 9,5 3,4
3,6 10 3,6
Undisturbed Remolded
t = 6,61 Cm t = 6,2 Cm
r = 3,45 Cm r = 3,3 Cm
6.11 Perhitungan
Undisturbed
Strain = VerticalDial
t
Strain1 = 0
66,1x 100%= 0%
Strain2 = 0,2
66,1x 100%= 0,30%
Strain3 = 0,4661
x 100%= 0,60%
Strain4 = 0,6
66,1x 100%= 0,90%
Strain5 = 0,8
66,1x 100%= 1,21%
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
91
Strain6 = 1,0
66,1x 100%= 1,51%
Strain 7 = 1,2
66,1x 100%= 1,81%
Strain8 = 1,466,1
x 100%= 2,11%
Strain9 = 1,666,1
x 100%= 2,42%
Strain10 = 1,8
66,1x 100%= 2,72%
Strain11 = 2,0
66,1x 100%= 3,02%
Strain12 = 2,2
66,1x 100%= 3,32%
Strain13 = 2,466,1
x 100%= 3,63%
Strain14 = 2,666,1
x 100%= 3,93%
Strain15 = 2,8
66,1x 100%= 4,23%
Strain16 = 3,0
66,1x 100%= 4,53%
Strain17 = 3,2
66,1x 100%= 4,84%
Strain18 = 3,466,1
x 100%= 5,14%
Strain19 = 3,666,1
x 100%= 5,44%
Remolded
Strain = VerticalDial
t
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
92
Strain1 = 0
62x 100%= 0%
Strain2 = 0,262
x 100%= 0,32%
Strain3 = 0,462
x 100%= 0,64%
Strain4 = 0,662
x 100%= 0,96%
Strain5 = 0,862
x 100%= 1,29%
Strain6 = 1,062
x 100%= 1,61%
Strain7 = 1,262
x 100%= 1,93%
Strain8 = 1,462
x 100%= 2,25%
Strain9 = 1,662
x 100%= 2,58%
Strain10 = 1,862
x 100%= 2,90%
Strain11 = 2,062
x 100%= 3,22%
Strain12 = 2,262
x 100%= 3,54%
Strain13 = 2,462
x 100%= 3,87%
Strain14 = 2,662
x 100%= 4,19%
Strain15 = 2,862
x 100%= 4,51%
Axial Load = Proving Dial x Kalibrasi
Undisturbed
Axial Load1 = 1,5 x 0,604
= 0,906 Kg
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
93
Axial Load2 = 1,75 x 0,604
= 1,057 Kg
Axial Load3 = 2,1 x 0,604
= 1,268 Kg
Axial Load4 = 2,5 x 0,604
= 1,51 Kg
Axial Load5 = 73 x 0,604
= 1,812 Kg
Axial Load6 = 3,5 x 0,604
= 2,114 Kg
Axial Load7 = 4 x 0,604
= 2,716 Kg
Axial Load8 = 4,5 x 0,604
= 2,718 Kg
Axial Load9 = 5 x 0,604
= 2,78 Kg
Axial Load10 = 5,75 x 0,604
= 3,02 Kg
Axial Load11 = 6 x 0,604
= 3,473 Kg
Axial Load12 = 7 x 0,604
= 3,624 Kg
Axial Load13 = 8 x 0,604
= 4,228 Kg
Axial Load14 = 8,5 x 0,604
= 4,832 Kg
Axial Load15 = 8 x 0,604
= 5,135 Kg
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
94
Axial Load16 = 9 x 0,604
= 5,436 Kg
Axial Load17 = 9,5 x 0,604
= 5,738 Kg
Axial Load18 = 10 x 0,604
= 6,04 Kg
Remolded
Axial Load = Proving Dial x Kalibrasi
Axial Load1 = 1,5 x 0,604
= 0,906 Kg
Axial Load2 = 1,75 x 0,604
= 1,057 Kg
Axial Load3 = 2 x 0,604
= 1,268 Kg
Axial Load4 = 2,5 x 0,604
= 1,51 Kg
Axial Load5 = 2,8 x 0,604
= 1,691 Kg
Axial Load6 = 3 x 0,604
= 3,5,114 Kg
Axial Load7 = 3,5 x 0,604
= 2,114 Kg
Axial Load8 = 4 x 0,604
= 2,416 Kg
Axial Load9 = 4,5 x 0,604
= 2,718 Kg
Axial Load10 = 5, x 0,604
= 3,02 Kg
Axial Load11 = 5,5 x 0,604
= 3,322 Kg
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
95
Axial Load12 = 6 x 0,604
= 3,624 Kg
Axial Load13 = 7 x 0,604
= 4,228 Kg
Axial Load14 = 7,5 x 0,604
= 4,53 Kg
Corectin Factor = 1 + Strain100
Undisturbed
Corection Factor1 = 1 + 0,30100
= 1,003
Corection Factor2 = 1 + 0,60100
= 1,006
Corection Factor3 = 1 + 0,90100
= 1,009
Corection Factor4 = 1 + 1,21100
= 1,0121
Corection Factor5 = 1 + 1,51100
= 1,0151
Corection Factor6 = 1 + 1,81100
= 1,0181
Corection Factor7 = 1 + 2,11100
= 1,0211
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
96
Corection Factor8 = 1 + 2,42100
= 1,0242
Corection Factor9 = 1 + 2,72100
= 1,0272
Corection Factor10= 1 + 3,02100
= 1,0302
Corection Factor11 = 1 + 3,32100
= 1,0332
Corection Factor12 = 1 + 3,63 ,100
= 1,0363
Corection Factor13 = 1 + 3,93100
= 1,0393
Corection Factor14 = 1 + 4,23100
= 1,042
Corection Factor15 = 1 + 4,53100
= 1,0453
Corection Factor16 = 1 + 4,84100
= 1,0484
Corection Factor17 = 1 + 5,14100
= 1,0514
Corection Factor18 = 1 + 5,44100
= 1,0544
Remolded
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
97
Corectin Factor = 1 + Strain100
Corection Factor1 = 1 + 0,32100
= 1,0032
Corection Factor2 = 1 + 0,64100
= 1,0064
Corection Factor3 = 1 + 0,96100
= 1,0096
Corection Factor4 = 1 + 1,29100
= 1,0129
Corection Factor5 = 1 + 1,61100
= 1,0161
Corection Factor6 = 1 + 1,93100
= 1,0193
Corection Factor7 = 1 + 2,25100
= 1,0225
Corection Factor8 = 1 + 2,58100
= 1,0258
Corection Factor9 = 1 + 2,90100
= 1,0290
Corection Factor10= 1 + 3,22100
= 1,0322
Corection Factor11 = 1 + 3,54100
= 1,0354
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
98
Corection Factor12 = 1 + 3,87100
= 1,0387
Corection Factor13 = 1 + 4,19100
= 1,0419
Corection Factor14 = 1 + 4,51100
= 1,0451
Corection Area = Corection Factor x Luas
Undisturbed
Luas = πr2
= 3,14 x 1,7252
= 9,34 cm2
Corection Area1 = 1,0003 x 9,34
= 9,36
Corection Area2 = 1,006 x 9,34
= 9,39
Corection Area3 = 1,009 x 9,34
= 9,42
Corection Area4 = 1,0121 x 9,34
= 9,45
Corection Area5 = 1,0151 x 9,34
= 9,48
Corection Area6 = 1,0181 x 9,34
= 9,50
Corection Area7 = 1,0211 x 9,34
= 9,53
Corection Area8 = 1,0292x 9,34
= 9,56
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
99
Corection Area9 = 1,0272 x 9,34
= 9,59
Corection Area10 = 1,0302 x 9,34
= 9,62
Corection Area11 = 1,0332 x 9,34
= 9,65
Corection Area12 = 1,0363 x 9,34
= 9,67
Corection Area13 = 1,0393 x 9,34
= 9,70
Corection Area14 = 1,0423 x 9,34
= 9,73
Corection Area15 = 1,0453 x 9,34
= 9,76
Corection Area16 = 1,0484 x 9,34
= 9,79
Corection Area17 = 1,0514 x 9,34
= 9,82
Corection Area18 = 1,0544 x 9,34
= 9,84
Corection Area = Corection Factor x Luas
Remolded
Luas = πr2
= 3,14 x 1,652
= 8,54 cm2
Corection Area1 = 1,00032 x 8,54
= 8,56
Corection Area2 = 1,0064 x 8,54
= 8,59
Corection Area3 = 1,0096 x 8,54
= 8,62
Corection Area4 = 1,0129 x 8,54
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
100
= 8,65
Corection Area5 = 1,0161 x 8,54
= 8,67
Corection Area6 = 1,0193 x 8,54
= 8,70
Corection Area7 = 1,0225 x 8,54
= 8,73
Corection Area8 = 1,0292x 8,54
= 8,76
Corection Area9 = 1,0322 x 8,54
= 8,78
Corection Area10 = 1,0354 x 8,54
= 8,81
Corection Area11 = 1,0387 x 8,54
= 8,87
Corection Area12 = 1,0419 x 8,54
= 8,89
Corection Area13 = 1,0451 x 8,54
= 8,92
Shear Stress = Axial Load
Corection Area
Undisturbed
Shear Stress1 = 0,6049,36
= 0,064
Shear Stress2 = 0,9059,39
= 0,096
Shear Stress3 = 1,0579,42
= 0,112
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
101
Shear Stress4 = 1,2689,45
= 0,134
Shear Stress5 = 1,519,48
= 0,159
Shear Stress6 = 1,8129,50
= 0,190
Shear Stress7 = 2,1199,53
= 0,221
Shear Stress8 = 2,4169,56
= 0,252
Shear Stress9 = 2,7189,59
= 0,283
Shear Stress10 = 3,029,62
= 0,313
Shear Stress11 = 3,4739,62
= 0,359
Shear Stress12 = 3,6249,76
= 0,329
Shear Stress13 = 4,8329,73
= 0,496
Shear Stress14 = 4,8329,73
= 0,496
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
102
Shear Stress15 = 5,1349,76
= 0,526
Shear Stress16 = 5,3649,79
= 0,555
Shear Stress17 = 5,7389,82
= 0,584
Shear Stress18 = 6,049,84
= 0,613
Remolded
Shear Stress1 = 0,6048,56
= 0,070
Shear Stress2 = 0,9068,59
= 0,105
Shear Stress3 = 1,2088,62
= 0,140
Shear Stress4 = 1,518,65
= 0,174
Shear Stress5 = 1,6918,61
= 0,195
Shear Stress6 = 1,8128,70
= 0,208
Shear Stress7 = 2,1148,73
= 0,292
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
103
Shear Stress8 = 2,4168,76
= 0,275
Shear Stress9 = 2,7188,78
= 0,309
Shear Stress10 = 3,028,81
= 0,342
Shear Stress11 = 3,3228,84
= 0,375
Shear Stress12 = 3,0248,87
= 0,408
Shear Stress13 = 4,8328,89
= 0,475
Shear Stress14 = 4,538,92
= 0,507
Qu = Axial Load Puncak−Axial Load
Luas
QuUndisturbed = Axial Load Puncak−axial loa d
Luas
=6,04−0,604
93,5
= 0,058
QuRemolded = Axial Load Puncak−axial load
Luas
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
104
=4,53−0,530
8,54
= 0,468
St = QuUndistribedQuRemolded
= 0,0580,468
= 0,123
6.13 Analisa
Pada percobaan ini, sampel undesturbed lebih cepat hancur
dibandingkan dengan sampel remolded. Hal ini dikarenakan sampel
undisturbed masih berupa sampel alami yang kemudian langsung
diletakan pada alat Unconfined Compression Test sedangkan sampel
remolded sisa dari sampel undisturbed yang kemudian dihancurkan dan
dipadatkan, sehingga saat di uji coba sampel remolded lebih lama hancur,
karena sampel remolded lebih padat dibandingkan dengan sampel
undesturbed.
6.14 Kesimpulan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
105
Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa sampel yang
sudah dipadatkan akan lebih kuat dibandingkan dengan sampel yang
masih alami.dan juga Kekuatan geser undrained (CU) didapatkan hasil
undisturbed sebesar 0,058 dan pada remolded sebesar 0,468 Derajat
kepekaan (degree of sensitivity) didapatkan sebesar 0,123
BAB VII
UJI GESER LANGSUNG UU
(UNCONSOLIDATED UNDRAINED DIRECT SHEAR TEST)
7.1 Tujuan Percobaan
Maksud dari uji geser langsung adalah untuk memperoleh
besarnya tahanan geser tanah pada tegangan normal tertentu. Tujuannya
adalah untuk mendapatkan kuat geser tanah.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
106
7.2 Teori Dasar Percobaan
Kuat geser langsung merupakan perlawanan geser maksimum
pada tanah uji geser langsung. Pedoman ini mencakup metode
pengukuran kuat geser tanah menggunakan uji geser langsung UU.
Interpretasi kuat geser dengan cara ini bersifat langsung sehingga tidak
dibahas secara rinci. Beberapa defenisi yang berkaitan dengan
percobaan ini antara lain :
a. Gaya Normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang yang
ditinjau.
b. Gaya Geser adalah gaya yang bekerja secara menyinggung atau sejajar
bidang yang ditinjau.
c. Tegangan Normal (σn) adalah gaya normal per satuan luas.
d. Tegangan Geser adalah gaya geser per atuan luas.
e. Peralihan (displacement) adalah perpindahan horizontal suatu bidang
geser relatife terhadap bidang lain dalam arah kerja gaya geser.
f. Kohesi (CU) adalah kuat geser tanah akibat gaya tarik antar partikel.
g. Sudut geser dalam (ө) adalah komponen kuat geser tanah akibat geseran
antara partikel.
h. Kuat geser adalah tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh
suatu bidang (dalam tanah) di bawah kondisi tertentu.
i. Kuat geser puncak (peak strength) adalah kuat geser tertinggi pada suatu
rentang peralihan atau regangan tertentu.
j. Kuat geser residual adalah tahanan geser tanah pada regangan atau
peralihan yang besar yang bersiat komstan. Kuat geser residual ini
dicapai setelah kuat geser puncak dilampaui.
k. Dilatansi adalah pengembangan volume tanah saat dikenai tegangan
geser.
7.3 Peralatan yang Digunakan
a. Shear box / kotak geser
b. Bagian untuk menggeser shear box
c. Proving ring.
d. Dial untuk mengukur deformasi vertical dan horizontal.
e. Beban konsolidasi
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
107
f. Batu pori dari bahan yang tidak berkarat (k = 0,1 cm/det).
g. Plat untuk menjepit contoh tanah.
h. Ring untuk mengambil / mencetak contoh tanah dari tabung sampel.
i. Dolly, untuk memindahkan contoh tanah dari ring ke shear box.
j. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr.
k. Kertas filter.
l. Oven.
m. Stopwatch.
n. Pisau atau palet.
7.4 Prosedur Percobaan
a. Siapkan semua peralatan yanh diperukan.
b. Keluarkan shear box dari tempat airnya.
c. Masukkan contoh tanah ke dalam shear box dengan memasang baut
penguncinya.
d. Atur agar pelat pendorong tepat menempel pada shear box bagian bawah
e. Piston proving diatur agar tepat menyinggung shear box bagian atas, ini
berarti proving ring belum menerima beban.
f. Atur kedudukan loading yoke dalam posisi kerja, tempatkan juga
kedudukan dial untuk mengukur deformasi vertical. Atur kedudukan dial
ini pada posisi tertentu.
g. Siapkan eban konsolidasinya. Lengan pembebana ini mempunyai
perbadingan panjang 1 : 10, jadi beban yang bekerja juga mempunyai
perbandingan 1 : 10.
h. Contoh tanah siap digeser, dengan lebih dahulu meentukan kecepatan
penggeserannya.
i. Atur susunan gigi agar kecepatan penggeseran sesuai denga yang
diinginkan. Kecepatan penggeseran yang umumnya dipakai ialah : 0,30
mm/menit.
j. Hidupkan tombol POWER, lampu indicator akan menyala. Pengeseran
dapat dimulai dengan menekan tombol B D, karena posisi gigi pada D.
k. Matikan alat jika jarum sudah tidak bergerak
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
108
l. Keluarkan contoh tanah dari shear box, timbang berat contoh tanah ini
dan masukkan oven selama 24 jam dalam suhu 105° C, untuk
mengetahui kadar air akhirnya.
m. Ulangi semua prosedur di atas dengan dua buah contoh tanah lagi, tetapi
dengan menggunakan tegangan normal yang lain
7.5 Data Percobaan
Tabel 7.1Data Hasil Percobaan
Beban
(Kg)
Perubahan
HorizontalLoading Dial
Perubahan
Vertical
Div mm Div Div mm
2
20 0,2
6
8
11
12
14
15
16
17
18
18
18
18
3 0,03
40 0,4 6 0,06
60 0,6 12 0,12
80 0,8 18 0,18
100 1 24 0,24
120 1,2 30 0,30
140 1,4 35 0,35
160 1,6 37 0,37
180 1,8 40 0,40
200 2 41 0,41
220 2,2 43 0,43
240 2,4 44 0,44
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
109
4
20 0,2
7
13
15
17
18
21
24
25
26
27
29
30
31
32
5 0,05
40 0,4 10 0,10
60 0,6 14 0,14
80 0,8 16 0,16
100 1 19 0,19
120 1,2 20 0,20
140 1,4 22 0,22
160 1,6 23 0,02
180 1,8 26 0,26
200 2 27 0,27
220 2,2 29 0,29
240 2,4 31 0,31
260 2,6 39 0,39
280 2,8 40 0,40
8 20 0,2 4
13
19
24
28
31
34
36
38
40
7 0,07
40 0,4 8 0,08
60 0,6 12 0,12
80 0,8 28 0,28
100 1 31 0,31
120 1,2 37 0,37
140 1,4 40 0,40
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
110
42
43
160 1,6 43 0,43
180 1,8 46 0,46
200 2 48 0,48
220 2,2 51 0,51
240 2,4 54 0,54
Tabel 7.2Data Hasil Pengamatan
2 Kg 4 Kg 8 Kg
Diameter (Cm) 6,3 6,1 6,3
Tinggi (Cm) 1,88 1,8 2,1
Massa Alami (gr) 90 111,1 116,25
Massa Kering (gr) 64,3 59,3 80,1
7.6 Perhitungan
Beban 2 Kg
Luas = ¼.π.d2
= ¼.3,14 x 6,32
= 31,2 Cm2
Beban Horizontal = Loading Dial x Kalibrasi
BH1 = 6x 0,605
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
111
= 3,63 Kg
BH2 = 8 x 0,605
= 4,48 Kg
BH3 = 11 x 0,605
= 6,7 Kg
(sisanya terlampirkan)
Tegangan Geser = Beban Horizontal
Luas
TG1 = 3,63Kg
31,2C m2 TG2= 4,84 Kg
31,2C m2
= 0,116 Kg/Cm2 = 0,115 Kg/Cm2
(sisanya terlampirkan)
Tegangan Normal = Beban x10
Luas
Tegangan Normal = 2x 10Kg
31,2C m2
= 0,641 Kg/Cm2
Beban 4 Kg
Luas = ¼.π.d2
= ¼.3,14 x 6,12
= 29,21 Cm2
Beban Horizontal = Loading Dial x Kalibrasi
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
112
BH1 = 7 x 0,605 BH2 = 13 x 0,605
= 4,24 Kg = 7,9 Kg
(sisanya terlampirkan)
Tegangan Geser = Beban Horizontal
Luas
TG1 = 4,24 Kg
29,21C m2 TG2= 4,84 Kg
31,2C m2
= 0,145 Kg/Cm2 = 0,270 Kg/Cm2
Tegangan Normal = Beban x10
Luas
Tegangan Normal = 4 x10 Kg
31,2C m2
= 1,369 Kg/Cm2
Beban 8 Kg
Luas = ¼.π.d2
= ¼.3,14 x 6,32
= 31,2 Cm2
Beban Horizontal = Loading Dial x Kalibrasi
BH1 = 4 x 0,605 BH2 = 43 x 0,605
= 2,42 Kg = 26,02 Kg
(sisanya terlampirkan)
Tegangan Geser = Beban Horizontal
Luas
TG1 = 2,42Kg
31,2C m2 TG9 = 7,9Kg
31,2C m2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
113
= 0,077 Kg/Cm2 = 0,253 Kg/Cm2
(sisanya terlampirkan)
Tegangan Normal = Beban x10
Luas
Tegangan Normal = 8 x 10Kg
31,2C m2
= 2,564 Kg/Cm2
Sifat Fisik Batuan
Sampel 2 Kg Sampel 4 Kg
W = MwMd
x 100% W = MwMd
x 100%
Mw = Massa asli – Masaa kering Mw = Massa asli – Masaa kering
= 90 – 64,3 = 87,36 – 49,5
= 25,7 gr = 51,8 gr
W = = 25,764,3
x 100% W = 31,859,3
x 100%
= 39,96% = 87,35%
Sampel 8 Kg
W = MwMd
x 100%
Mw = Massa asli – Masaa kering
= 116,25 – 80,1
= 36,15 gr
W = 36,1580,1
x 100%
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
114
= 45,3%
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Grafik beban terhadap penurunan
sampel 1sampel 2sampel 3
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
115
0 0.5 1 1.5 2 2.5 30
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Grafik pergerakan vertikal dan peralihan hor-izontal
sampel 1sampel 2sampel 3
0.5 1 1.5 2 2.5 30
1
1
Grafik terhadap tegangan geser maksimal terhadap teganga normal
sampel 1sampel 2sampel 3
7.7 Analisa
Pada percobaan ini, terlihat dari grafik tegangan geser terhadap peralihan
horizontal, dimana dapat membandingkan besarandari ketiga sampel tersebut.
Sampel yang mengalami peralihan lebih jauh terdapat pada sampel 1 (2Kg), dan
sampel yang memiliki tegangan tertinggi yaitu terdapat pada sampel 2 (4 Kg).
7.8 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini, maka didapatkan besaran tahanan
geser dari suatu sampel tanah yang masih sangat alami pada tegangan normal
tertentu. Selain itu didapatkan nilai kuat geser dari tanah tersebut.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
116
BAB VIII
UJI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
8.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk megetahui kekuatan tanah dasar
yang dikompaksi di laboratorium yang akan digunakan dalam perancangan
perkerasan. Hasil percobaan dinyatakan sebagai nilai CBR (dalam %) yang
nantinya dipakai untuk menentukan tebal perkerasan.
8.2 Teori Dasar Percobaan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
117
California Bearing Ratio (CBR) merupakan suatu perbandingan atau rasio
dari gaya perlawanan penetrasi (penetrasi resistance) dari tanah pada sebuah
piston yang ditekan secara berlanjut terhadap gaya perlawanan penetrasi serupa
pada contoh tanah standard berupa batu pecah di California. Rasio tersebut
diambil pada penetrasi 2,5 dan 5,0 mm (0,1 dan 0,2 in) dengan ketentuan angka
tertinggi yang digunakan.
Gaya perlawanan penetrasi adalah gaya yang diperlukan untuk menahan
penetrasi konstan dari suatu piston ke dalam tanah. Pengerasan jalan adalah
lapisan – lapisan bahan yang dipasang di atas dasar untuk menerima beban lalu
lintas sehingga beban tersebut ditambah berat perkerasan sendiri dapat dipikul
oleh tanah dasar.
Tebal perkerasan jalan bergantung pada kekakuan tanah dasar, kekuatan
bahan perkerasan, muatan roda, dan intensitas lalu lintas. Untuk menentukan
tebal perkerasan secara umum biasanya kekuatan tanah dasar dinyatakan
dalam nilai CBR dimana nilai CBR adalah perbandingan kekuatan tanah dasar
atau bahan lain yang dipakai untuk pembuatan perkerasan terhadap nilai CBR
yang didapat dari percobaan, baik untuk contoh tanah asli (undisturbed sample)
maupun contoh tanah yang dipadatkan (compacted sample). Percobaan CBR
juga dapat dilakukan secara langsung di lapangan.
Pada perencanaan jalan baru, tebal perkerasan biasanya ditentukan dari
nilai CBR tanah dasar yang dipadatkan. Nilai CBR yang dipergunakan untuk
perencanaan disebut rancangan CBR (CBR Design). Design CBR didapat dari
percobaan di laboratorium dengan memperhitungkan dua faktor, yaitu:
Kadar air tanah serta beratisi kering pada waktu dipadatkan.
Percobaan pada kadar air yang mungkin terjadi setelah perkerasan selesai
dibuat.
8.3 Alat – Alat Yang Digunakan
Peralatan untuk percobaan kompaksi, lengkap.
Peralatan untuk percobaan CBR
Mold ukuran tinggi 7”, diameter 6” berikut collar (3 buah)
Spacer disc tinggi 2” – 2,5”, diameter 6”
Hammer, berat 5,5 atau 10 lb, tinggi jatuh 12” atau 18”
Surcharge load berat 10 lb (2 buah)
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
118
Alat pengukur CBR
Ayakan ukuran 3/4” dan no. 4
Sprayer untuk menyemprot air ke tanah
Pisau, scoop, tali karet
Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr
Ember untuk merendam mold + tanah
Alat pengukur swelling
8.4 Prosedur Percobaan
1. Siapkan contoh tanah kering seperti pada percobaan kompaksi sebanyak 3
contoh masing – masing 5 kg.
2. Tanah disaring dengan ayakan ukuran 20 mm.
3. Contoh tanah tersebut kemudian disemprot dengan air sehingga kadar
airnya menjadi woptimum dari percobaan kompaksi yang dilakukan
sebelumnya, dengan toleransi yang diijinkan 3% dari woptimum tersebut.
4. Kemudian contoh tanah tersebut didiamkan selama 24 jam (curing period)
agar kadar airnya merata dan ditutup rapat – rapat agar airnya tidak
menguap.
5. Mold CBR disiapkan, spacer dish diletakkan di bawah, selanjutnya mold
diisi dengan contoh tanah tadi sedemikian banyaknya sehingga setelah
ditumbuk mempunyai ketinggian 1/5 tinggi mold (modified) atau 1/3 tinggi
mold (standard). Penumbukkan dilakukan setiap lapis seperti pada
percobaan kompaksi (tetapi dengan jumlah tumbukan yang berbeda untuk
ketiga contoh). Penumbukan pada setiap contoh adalah:
Contoh tanah I : 5 lapis (modified), w lapis (standard), 10x/lapis
Contoh tanah II : 5 lapis (modified), 3 lapis (standard), 25x/lapis
Contoh tanah III : 5 lapis (modified), 3 lapis (standard), 56x/lapis
6. Mold dibalikkan, spacer dish dikeluarkan, lalu ditimbang. Dengan
menimbang mold kosong bersih maka γd dari setiap contoh tanah dapat
dihitung.
7. Kemudian kedua permukaan tanah diberi kertas pori, dalam keadaan
terbalik bagian bawah diberi perforated based plate di atas diberi surcharge
load minimum 10 lb, yang terdiri dari 2 bagian masing – masing 5 lb.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
119
8. Mold + tanah yang sudah dipadatkan kemudian direndam dalam air selama
4 x 24 jam, air harus dapat masuk baik lewat atas (swell plate) maupun dari
bawah (perforated plate) ke dalam tanah yang direndam. Perendaman ini
disebut Soaking.
9. Selama perendaman setiap hari dibaca besarnya swelling yang terjadi
akhirnya dihitung swelling totalnya dalam % terhadap tinggi tanah semula.
Syarat swelling total adalah ± 3%, yang baik adalah 1%.
10. Mold + contoh tanah diangkat dari dalam air, buang air yang tergenang di
atas contoh tanah yang ada di dalam mold.
11. Dengan beban yang sama berat seperti pada perendaman tadi, contoh
tanah diperiksa CBR – nya, yaitu dengan penekanan penetration piston
yang luas bidang penekanannya = 3 inci2. Kecepatan penetrasi 0,05
in/menit. Dibaca penetrasi itu setiap ½ menit atau setiap penetrasi 0,025 in.
8.5 Perhitungan dan Pelaporan
1. Hitung besarnya beban (load) yang diperlukan untuk setiap penetrasi.
Beban ini dihitung dengan mengalikan pembacaan proving ring dengan
faktor kalibrasinya.
2. Gambar grafik hubungan antara penetrasi dengan beban, dimana penetrasi
sebagai absis dan beban sebagai ordinatnya. Dalam hal ini akan didapat 3
buah grafik yang mana masing – masing dipergunakan untuk menentukan:
CBR10 = CBR sehubungan dengan 10 tumbukan.
CBR25 = CBR sehubungan dengan 25 tumbukan.
CBR56 = CBR sehubungan dengan 56 tumbukan.
Jika bagian awal grafik ini cekung ke atas maka harus diadakan koreksi
terhadap titik nol. Cara melakukannya adalah sebagai berikut:
Luruskan bagian grafik mulai dari bagian yang cekung ke atas sehingga
memotong sumbu x (absis) di titik 0’.
Titik 0’ dijadikan pusat sumbu baru sehingga semua titik pada sumbu x
bergeser sepanjang 00’.
Harga CBR dihitung pada harga penetrasi 0,1” dan 0,2” dengan rumus
sebagai berikut:
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
120
CBR= correctedloads tan dardload
x 100 %
Jadi,
CBR0,1=A
3000x 100 %
CBR0,2=B
4500x100 %
Dimana:
A dan B adalah beban – beban untuk penetrasi 0,1” dan 0,2” dalam satuan
lbs. Dari kedua nilai di atas diambil yang terbesar.
3. Hitung γd dari setiap contoh tanah dengan cara:
V tanah=V mold−V dish
W=wopt± toleransi
M tanah=Mmold+tanah−Mmold
4. Grafik kompaksi (ρd−w), dengan skala ρd yang sama.
5. Nilai Desain
Hasil percobaan dinyatakan dengan membuat grafik tanah ρd terhadap
CBR dengan ketentuan CBR sebagai absis dan ρd sebagai ordinat.
8.6 Data Percobaan
Tabel 8.1Berat Sampel 10x Penumbukan
Container (gr) Sampel+Container (gr)
Atas 14,1 44,9
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
121
Tengah 10,3 34,4
Bawah 10 23,75
Tabel 8.2Berat Sampel 25x Penumbukan
Container (gr) Sampel+Container (gr)
Atas 13,2 27,8
Tengah 9,8 21,4
Bawah 11,9 33
Tabel 8.3Berat Sampel 56x Penumbukan
Container (gr) Sampel+Container (gr)
Atas 13,4 53
Tengah 13,5 24,1
Bawah 13,2 26
Berat nampan = 310 gr
Berat sampel = 3 kg
Berat nampan + sampel = 3,310 Kg
Pengukuran mold
Diameter = 15,2 Cm
Tinggi = 16,2 Cm
Berat = 7,6 Kg
V mold = ɲ.r2.t
= 3,14.(7,62)2.(16,2) = 2938,13cm2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
122
Tabel 8.4Data Hasil Pengamatan
Penurunan
(mm)
Penurunan
(inch)
Standar
Beban
Pembebanan
Axial
Pembacaan Arloji
10x 25x 56x 10x 25x 56x
0,32 0,01 1 0 3 0,01 0 0,03
0,64 0,025 2 0 3 0,02 0 0,03
1,27 0,05 3 1 3 0,03 0,01 0,03
1,91 0,075 4 1 3 0,04 0,01 0,03
2,54 0,1 3000 4 1 3,5 0,04 0,01 0,035
3,8 0,15 51,1
40,05 0,01
1
0,04
5,08 0,2 4500 51,5
40,059 0,01
5
0,04
7,62 0,3 5,9 2 4 0.06 0,02 0,042
10,16 0,4 62,5
4,20,062 0,02
5
0,042
12,1 0,5 6,2 3 4,2 0,03
8.7 Pengolahan Data
Beban = Kalibrasi x Pebacaan Arloji
10x tumbukan
Beban = 28,7082 x 0,01 Beban = 28,7082 x 0,062
= 0,287 lb = 1,779 lb
25x tumbukan
Beban = 28,7082 x 0 Beban = 28,7082 x 0,03
= 0 lb = 0,861 lb
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
123
56 x tumbukan
Beban = 28,7082 x 0,03 Beban = 28,7082 x 0,42
= 0,861 lb = 1,205 lb
Nilai CBR = Beban
BebanSandard x 100%
10x tumbukan
Nilai CBR = 1,1483000
x 100% Nilai CBR = 1,4354500
x 100%
= 0,038% = 0,031%
Nilai CBR rata-rata = 0,038 %+0,031%
2
= 0,345%
25x tumbukan
Nilai CBR = 0,2873000
x 100% Nilai CBR = 0,4304500
x 100%
= 0,009% = 0,009%
Nilai CBR rata-rata = 0,009 %+0,009 %
2
= 0,009%
56x tumbukan
Nilai CBR = 1,0043000 x 100% Nilai CBR =
1,4354500 x 100%
= 0,033% = 0,025%
Nilai CBR rata-rata = 0,033 %+0,025 %
2
= 0,038%
Bawah = 23,8gr24 gr
x 100% = 59,16%
Massa Jenis
No mold I
Tinggi mold 16,2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
124
Diameter mold 15,2
Volume mold 2938,13
Massa mold 8034
Massa tanah basah+mold 12124
Massa tanah basah 4090
Massa jenis tanah basah 1,392
Massa jenis tanah kering
Massa jenis tanah kering
ρ=MV
= 4090 gr2938cm
=1,392 gr/cm3
10x tumbukan
ρ= 1,392 gr
29 38,13cm3 = 0,079 gr/cm3
25x tumbukan
ρ= 1,392 gr
29 38,13cm3 = 0,081 gr/cm3
56x tumbukan
ρ= 48,416 gr
29 38,13cm3 = 0,015 gr/cm3
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
125
Tabel 8.5 Hasil Pengamatan
Penumbukan 10x 25x 56x
Container Atas Tengah Bawah Atas Tengah Bawah Atas Tengah Bawah
Massa container 14,1 10,3 10 13,2 9,8 11,9 13,4 13,5 13,2
Massa tanah basah+container 44,9 34,4 23,75 27,8 21,4 33 53 24,1 26
Massa tanah kering+container 40 32 21,5 26 19,6 29,8 47 24,1 23,5
Massa tanah basah 30,8 24,1 13,75 14,6 11,6 21,1 39,6 22,5 12,8
Massa tanah kering 25,9 21,7 11,5 12,8 9,8 17,9 33,6 10,6 10,3
Mair 4,9 2,4 2,25 1,8 1,8 3,2 6 9 2,5
Kadar air 18,91 11,05 19,56 14,06 18,36 17,87 17,85 17,78 24,27
Kadar air rata-rata 16,51 16,76 19,97
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
126
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60
0.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
grafik antara pembebanan terhadap penurunan
10x25x56x
penurunan
beba
n
0.064 0.066 0.068 0.07 0.072 0.074 0.076 0.078 0.08 0.0820
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07Grafik CBR terhadap berat isi kering
10xLinear (10x)25x56x
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
127
8.8 Analisa
Dari percobaan ini dapat dianalisa dari melihat grafik yang terbentuk dari
beban terhadap penurunan inchi.pada grafik terlihat bahwa penumbukan 10x
lebih besar pembebanannya dibandingkan dengan 25x dan 56x seharusnya
semakin banyak tumbukan pada sampel maka semakin besar juga beban dan
penurunannya.ini dikarenakan menggunakan sampel tanah seharusnya
digunakan
8.9 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini, diketahui bahwa nilai rata-rata CBR dari
sampel pasir, serta bagaimana kekompakan dari suatu pasir yang telah
terkompakkan (tumbukan). Pada 10x tumbukan diketahui bahwa nilai dari rata-
rata CBR nya sebesar 0,0345%, untuk 25x tumbukan bernilai 0,009%,
sedangkan untuk 56x tumbukan nilai CBR nya lebih besar yaitu 0,058%.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
128
BAB IX
UJI TRIAXIAL UU
9.1 Tujuan Percobaan
Maksud uji triaxial UU adalah untuk mengetahui kekuatan geser
tanah;l yaitu c (kohesi) dan ø (sudut geser dalam), dalam tegangan total
ataupun efektif yang mendekati keadaan aslinya di lapangan.
Tujuannya adalah untuk digunakan dalam analisis kestabilan
jangka pendek (short term stability analysis).
9.2 Teori Dasar Percobaan
Uji triaxial UU adalah uji kompresi triaxial dimana tidak
diperkenankan perubahan kadar air dalam contoh tanah. Sampel tidak
dikonsolidasikan dan air pori tidak teralir pada saat pemberian tegangan
geser.
Bidang-bidang tegangan utama adalah 3 bidang yang saling tegak
lurus dimana bekerja tegangan-tegangan normal dan tanpa tegangan
geser. Tegangan-tegangan utama 1, 3 adalah tegangan normal yang
bekerja pada bidang-bidang tegangan utama. Tegangan deviator adalah
selisih antara tegangan utama terbesar (1) dan teganagan utama terkecil
(3). Lingkaran Mohr adalah representasi secara grafis kondisi tegangan-
tegangan pada suatu bidang dinyatakan dalam tegaangan normal dan
tegangan geser.
Garis keruntuhan adalah garis atau kurva yang menyinggung
lingkaran-lingkaran Mohr pada kondisi keruntuhan pada sampel yang
memiliki tegangan-tegangan keliling yang berbeda. Mempunyai
persamaan Tf = c + tan ø
Bidang keruntuhan adalah bidang dimana kuat geser maksimum
dari tanah telah termobilisasi saat keruntuhan. Secara teoritis pada uji
triaxial, bidang tersebut menyudut (45˚ + /2) terhadap bidang horizontal.
Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb adalah kuat geser tanah yang
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
129
diperoleh dari ui triaxial. Kohesi (c), adalah kuat geser tanah bila tidak
diberikan tegangan keliling. Sudut geser dalam (ø) adalah komponen kuat
geser tanah yang berasal dari gesekan antarbutir tanah.
9.3 Peralatan yang Digunakan
Alat triaxial
Membran karet
Stretcher
Stopwatch
Alat untuk mengeluarkan tanah dari tabung (piston plunger)
Silinder untukmengambil contoh tanah
Oven
Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr
Cawan (container)
Desikator
Pisau
9.4 Prosedur Percobaan
1. Contoh tanah diambil dengan tabung bor ukuran tinggi 76 mm dan
diameter 38 mm, kedua permukaannya diratakan.
2. Keluarkan contoh tanah dari silinder dengan menggunakan piston
plunger.
3. Ukur tinggi dan diameter sampel secara lebih akurat.
4. Timbang sample.
5. Dengan bantuan stretcher, contoh tanah diselubungi membran karet.
6. Pasang batu pori di bagian bawah.
7. Membran bagian bawah dan atas diikat dengan karet membran.
8. Letakkan contoh tanah tersebut pada alat triaxial.
9. Sel triaxial diisi air destilasi hingga penuh dan meluap, tegangan air pori
dinaikkan hingga sesuai tegangan keliling yang diinginkan.
10. Tekanan vertikal diberikan dengan jalan menekan tangkai beban dibagian
atas contoh tanah yang dijalankan oleh mesin dengan kecepatan tertentu.
11. Pembacaan diteruskan sampai pembacaan proving ring dial
memperlihatkan penurunan sebanyak 3 kali atau sampai regangan
mencapai ± 15 %.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
130
12. Keluarkan contoh tanah dari sel triaxial kemudian digambar bidang
runtuhnya.
13. Contoh tanah dibagi menjadi 3 bagian untuk ditentukan kadar airnya.
14. Percobaan dilakukan lagi dengan tegangan sel yang lebih besar dengan
prosedur seperti di atas.
9.5 Data percobaan
Tabel 9.1Data Hasil Percobaan 0,5 Kg
Dial reading Reading (div)
20 12
40 16
60 18
80 20
100 21
120 21,5
140 23
160 23,5
180 24
200 24,5
220 26
240 26,5
260 27,5
280 28,5
300 29,5
320 30
340 30,5
360 31
380 31
400 31,5
420 31,5
440 31,5
Tabel 9.2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
131
Data Hasil Percobaan 1 KgDial reading Reading div
20 9
40 15
60 20
80 22
100 23
120 24
140 26
160 28
180 29
200 29,5
220 30
240 30,5
260 31
280 31,5
300 32
320 32
340 32
Tabel 9.3Data Hasil Percobaan 2 Kg
Dial reading Reading div
20 6,5
40 9,5
60 11,5
80 12
100 13
120 21,5
140 30,5
160 42,5
180 47
200 50
220 52
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
132
240 53
260 54
280 55
300 56
320 57
340 58
360 59
380 60
400 61
420 61,5
440 62
460 62,5
480 63
500 63
520 63
Pengolahan Data
Perhitungan ∆L
∆L = Deformatian load/1000∆L (0,5) => 20/1000
= 0,02 cm => 400/1000 = 0,4 cm => 700/1000 = 0,7 cm
∆L (1) => 40/1000 = 0,04 cm => 100/1000 = 0,1 cm => 80/1000 = 0,08 cm
∆L (2) => 200/1000 = 0, 2 cm => 240/1000 = 0,24 cm => 360/1000 = 0,36 cm
Perhitungan ∆L/Lo = Strain
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
133
(0,5) ∆L/Lo = 0,02/6,15= 0,0033
∆L/Lo = 0,04/6,15= 0,0065
∆L/Lo = 0,68/6,15= 0,1106
(1) ∆L/Lo = 0,04/6,39= 0,0031
∆L/Lo = 0,1/6,39= 0,0156
∆L/Lo = 0,12/6,39= 0,488
(2) ∆L/Lo = 0,2/5,9= 0,0039
∆L/Lo = 0,26/5,9= 0,0407
∆L/Lo = 0,3/5,9= 0,0508
Perhitungan Correction Factor = 1 + strain
(0,5) CF = 1 + 0,0033= 1,0033
CF = 1 + 0,0065= 1,0065
CF = 1 + 0,1106= 1,1106
(1) CF = 1 + 0,0031= 1,0031
CF = 1 + 0,0156= 1,0156
CF = 1 + 0,488= 1,488
(2) CF = 1 + 0,0339= 1,0339
CF = 1 + 0,0407= 1,0407
CF = 1 + 0,0508= 1,0508
Perhitungan Correction Area = CF X A
(0,5) CA = 1,0033 X 58,47= 58,66 cm2
CA = 1,0065 X 58,47= 58,85 cm2
CA = 1,1106 X 58,47
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
134
= 64,93 cm2
(1) CA = 1,0031 X 60,75= 60,94 cm2
CA = 1,0156 X 60,75= 61,7 cm2
CA = 1,488 X 60,75= 61,89 cm2
(2) CA = 1,0339 X 59,41= 58,32 cm2
CA = 1,0407 X 59,41= 58,7 cm2
CA = 1,0508 X 59,41= 59,28 cm2
Beban = Kalibrasi X Pembacaan Dial
(0,5) Beban = 0,18 X 5= 0,9 kg
Beban = 0,18 X 33= 5,94 kg
Beban = 0,18 X 61= 10,98 kg
(1) Beban = 0,18 X 13= 2,34 kg
Beban = 0,18 X 15= 2,7 kg
Beban = 0,18 X 25= 4,5 kg
(2) Beban = 0,18 X 30= 5,4 kg
Beban = 0,18 X 40,5= 7,29 kg
Beban = 0,18 X 90= 16,2 kg
Tegangan = Beban/A
(0,5) Tegangan = 0,9/58,47= 0,02 kg/cm2
Tegangan = 6,57/58,47= 0,11 kg/cm2
Tegangan = 9,72/58,47= 0,17 kg/cm2
(1) Tegangan = 2,34/60,35= 0,04 kg/cm2
Tegangan = 3,6/60,35= 0,06 kg/cm2
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
135
Tegangan = 4,14/60,35= 0,07 kg/cm2
(2) Tegangan = 5,4/59,41= 0,1 kg/cm2
Tegangan = 15,03/59,41= 0,27 kg/cm2
Tegangan = 17,82/59,41= 0,32 kg/cm2
Perhitungan Deviator Stress = Beban/CA
(0,5) Deviator stress = 0,9/58,66= 0,015 kg/cm2
Deviator stress = 7,47/60,18= 0,124 kg/cm2
Deviator stress = 11,7/62,46= 0,188 kg/cm2
(1) Deviator stress = 2,34/60,94= 0,038 kg/cm2
Deviator stress = 2,7/61,13= 0,044 kg/cm2
Deviator stress = 4,5/59,42= 0,073 kg/cm2
(2) Deviator stress = 5,4/56,6= 0,095 kg/cm2
Deviator stress = 16,2/58,32= 0,278 kg/cm2
Deviator stress = 18,9/58,32= 0,314 kg/cm2
σ1 = σ3 X (σ3 - σ1)
(0,5) σ1 = 0,5 X (0,015)= 0,008
σ1 = 0,5 X (0,124)= 0,062
σ1 = 0,5 X (0,188)= 0,094
(1) σ1 = 1 X (0,038)= 0,038
σ1 = 1 X (0,044)= 0,044
σ1 = 1 X (0,073)= 0,073
(2) σ1 = 2 X (0,095)= 0,19
σ1 = 2 X (0,278)
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
136
= 0,556σ1 = 2 X (0,314)
= 0,628
9.10 Hasil PerhitunganTabel 9.2
Hasil Perhitungan
Load Dial (div) ΔL (cm) Strain ΔL/Lo0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2
5 13 300,02
0,02
0,02
0,0033
0,0031
0,0034
10 15 40,50,04
0,04
0,04
0,0065
0,0063
0,0068
19,5 20 560,06
0,06
0,06
0,0098
0,0094
0,0102
23 23 690,08
0,08
0,08
0,0130
0,0125
0,0136
27,5 25 74,5 0,1 0,1 0,10,016
30,015
60,0169
33 28 79,50,12
0,12
0,12
0,0195
0,0188
0,0203
36,5 30 83,50,14
0,14
0,14
0,0228
0,0219
0,0237
38,5 30 85,50,16
0,16
0,16
0,0260
0,0250
0,0271
41,5 880,18
0,18
0,0293
0,0305
43,5 90 0,2 0,20,032
50,0339
45,5 920,22
0,22
0,0358
0,0373
49 930,24
0,24
0,0390
0,0407
52 950,26
0,26
0,0423
0,0441
54 970,28
0,28
0,0455
0,0475
57 99 0,3 0,30,048
80,0508
59 100,50,32
0,32
0,0520
0,0542
61 1020,34
0,34
0,0553
0,0576
63 103,50,36
0,36
0,0585
0,0610
63,5 1040,38
0,38
0,0618
0,0644
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
137
65 105 0,4 0,40,065
00,0678
67 1060,42
0,42
0,0683
0,0712
70 1070,44
0,44
0,0715
0,0746
71 1080,46
0,46
0,0748
0,0780
730,48
0,0780
75 0,50,081
3
770,52
0,0846
79,50,54
0,0878
810,56
0,0911
820,58
0,0943
83 0,60,097
6
850,62
0,1008
900,64
0,1041
92,50,66
0,1073
950,68
0,1106
95 0,70,113
8
Correction Factor Correction Area Beban (kg)0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2
1,0033 1,0031 1,0034 58,66 60,94 56,60 0,9 2,34 5,41,0065 1,0063 1,0068 58,85 61,13 56,79 1,8 2,7 7,291,0098 1,0094 1,0102 59,04 61,32 56,98 3,51 3,6 10,081,0130 1,0125 1,0136 59,23 61,51 57,17 4,14 4,14 12,421,0163 1,0156 1,0169 59,42 61,70 57,37 4,95 4,5 13,411,0195 1,0188 1,0203 59,61 61,89 57,56 5,94 5,04 14,311,0228 1,0219 1,0237 59,80 62,08 57,75 6,57 5,4 15,031,0260 1,0250 1,0271 59,99 62,27 57,94 6,93 5,4 15,391,0293 1,0305 60,18 58,13 7,47 15,841,0325 1,0339 60,37 58,32 7,83 16,21,0358 1,0373 60,56 58,51 8,19 16,561,0390 1,0407 60,75 58,70 8,82 16,74
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
138
1,0423 1,0441 60,94 58,90 9,36 17,11,0455 1,0475 61,13 59,09 9,72 17,461,0488 1,0508 61,32 59,28 10,26 17,821,0520 1,0542 61,51 59,47 10,62 18,091,0553 1,0576 61,70 59,66 10,98 18,361,0585 1,0610 61,89 59,85 11,34 18,631,0618 1,0644 62,08 60,04 11,43 18,721,0650 1,0678 62,27 60,23 11,7 18,91,0683 1,0712 62,46 60,43 12,06 19,081,0715 1,0746 62,65 60,62 12,6 19,261,0748 1,0780 62,84 60,81 12,78 19,441,0780 63,03 13,141,0813 63,22 13,51,0846 63,41 13,861,0878 63,60 14,311,0911 63,79 14,581,0943 63,98 14,761,0976 64,17 14,941,1008 64,36 15,31,1041 64,55 16,21,1073 64,74 16,651,1106 64,93 17,11,1138 65,13 17,1
Defiator Stress б10,5 1 2 0,5 1 2
0,015 0,038 0,095 0,008 0,038 0,1910,031 0,044 0,128 0,015 0,044 0,2570,059 0,059 0,177 0,030 0,059 0,3540,070 0,067 0,217 0,035 0,067 0,4340,083 0,073 0,234 0,042 0,073 0,4680,100 0,081 0,249 0,050 0,081 0,4970,110 0,087 0,260 0,055 0,087 0,5210,116 0,087 0,266 0,058 0,087 0,5310,124 0,272 0,062 0,5450,130 0,278 0,065 0,5560,135 0,283 0,068 0,5660,145 0,285 0,073 0,5700,154 0,290 0,077 0,5810,159 0,295 0,080 0,5910,167 0,301 0,084 0,6010,173 0,304 0,086 0,6080,178 0,308 0,089 0,6150,183 0,311 0,092 0,623
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
139
0,184 0,312 0,092 0,6240,188 0,314 0,094 0,6280,193 0,316 0,097 0,6320,201 0,318 0,101 0,6350,203 0,320 0,102 0,6390,208 0,1040,214 0,1070,219 0,1090,225 0,1120,229 0,1140,231 0,1150,233 0,1160,238 0,1190,251 0,1250,257 0,1290,263 0,1320,263 0,131
0.00000.05000.10000.15000.20000.25000.30000.35000.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain
Teg Keliling 1Teg Keliling 0,5Teg Keliling 2
Strain
defia
tor S
tres
s
Grafik 9.1Hubungan Defiator Stress terhadap Strain
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
140
0.00000.02000.04000.06000.08000.10000.12000.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain untuk Beban 0,5
Teg Keliling 0,5Linear (Teg Keliling 0,5)
Strain
defia
tor S
tres
s
Grafik 9.2Hubungan Defiator Stress Terhadap Strain Untuk Tegangan Keliling 0,5
0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.03000.000
0.010
0.020
0.030
0.040
0.050
0.060
0.070
0.080
0.090
0.100
Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain untuk Beban 1
Teg Keliling 1Linear (Teg Keliling 1)
Strain
defia
tor S
tres
s
Grafik 9.3Hubungan Defiator Stress Terhadap Strain Untuk Tegangan Keliling 1
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
141
0.0000 0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.10000.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
Grafik Hubungan Antara Defiator Stress terhadap Strain untuk Beban 2
Teg Keliling 2Linear (Teg Keliling 2)
Strain
defia
tor S
tres
s
9.10 AnalisaDalam pengujian triaxial UU ini, kita mendapatkan nilai correction area
dengan deviator stress, dimana nilai tersebut berbeda-beda antara lead dial
reading yang satu dengan read dial reading yang lainnya, dimana nilai correction
area dengan deviator stress berbanding lurus dengan nilai lead dial reading,
semakin besar nilai lead dial reading, maka semakin besar pula nilai correction
area dan deviator stress. Hal tersebut dikarenakan adanya perbedaan kekuatan
tegangan keliling yang dibebankan kepada sampel yang kita uji tersebut, dimana
semakin besar tegangan keliling yang diberikan terhadap sampel maka makin
besar pula nilai deviator stress serta correction area nya, itulah yang
menyebabkan nilai correction area dengan deviator stress berbanding lurus
dengan nilai lead dial reading.
9.11 KesimpulanPada praktikum kali ini kita dapat menentukan nilai corection area,
corection factor, dan nilai deviator stress dengan output yang dihasilkan seperti tertera pada tabel berikut ini :
Tabel 9.3Output Dari Perhitungan
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
142
Correction Factor Correction Area Defiator Stress0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2
1,0033 1,0031 1,0034 58,66 60,94 56,60 0,015 0,038 0,0951,0065 1,0063 1,0068 58,85 61,13 56,79 0,031 0,044 0,1281,0098 1,0094 1,0102 59,04 61,32 56,98 0,059 0,059 0,1771,0130 1,0125 1,0136 59,23 61,51 57,17 0,070 0,067 0,2171,0163 1,0156 1,0169 59,42 61,70 57,37 0,083 0,073 0,2341,0195 1,0188 1,0203 59,61 61,89 57,56 0,100 0,081 0,2491,0228 1,0219 1,0237 59,80 62,08 57,75 0,110 0,087 0,2601,0260 1,0250 1,0271 59,99 62,27 57,94 0,116 0,087 0,2661,0293 1,0305 60,18 58,13 0,124 0,2721,0325 1,0339 60,37 58,32 0,130 0,2781,0358 1,0373 60,56 58,51 0,135 0,2831,0390 1,0407 60,75 58,70 0,145 0,2851,0423 1,0441 60,94 58,90 0,154 0,2901,0455 1,0475 61,13 59,09 0,159 0,2951,0488 1,0508 61,32 59,28 0,167 0,3011,0520 1,0542 61,51 59,47 0,173 0,3041,0553 1,0576 61,70 59,66 0,178 0,3081,0585 1,0610 61,89 59,85 0,183 0,3111,0618 1,0644 62,08 60,04 0,184 0,3121,0650 1,0678 62,27 60,23 0,188 0,3141,0683 1,0712 62,46 60,43 0,193 0,3161,0715 1,0746 62,65 60,62 0,201 0,3181,0748 1,0780 62,84 60,81 0,203 0,3201,0780 63,03 0,2081,0813 63,22 0,2141,0846 63,41 0,2191,0878 63,60 0,2251,0911 63,79 0,2291,0943 63,98 0,2311,0976 64,17 0,2331,1008 64,36 0,2381,1041 64,55 0,2511,1073 64,74 0,257
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
143
DAFTAR PUSTAKA
Laboratorium Tambang, Staff Assisten. 2014. Diktat Praktikum
Geomekanika. Bandung : Universitas Islam Bandung
Kaffi, Ashabul, 208, “Praktikum Mekanika Batuan”, http://bumih. wordpress.
com/about/, wordpress, diakses pada 14 maret 20.50 WIB 2014.
Heriyadi, Bambang, 2004, “Studi Perbandingan Kuat Tarik Uniakasial
Langsung Dan Tidak Lansung”, http://digilib.itb.ac.id/gdl. php?mod=
browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-1998-bambangher-1744, digilib,
diakses pada 14 maret 21.12 WIB 2013.
Rudi, braja, 2010, “UJI KUAT TEKAN”, Blogger, Diakses 7 Maret 2014,
pukul 14.00 WIB
Rafik 201,”YOUNG MODULUS”, blogspot.com, Diakses 7 Maret 14. 30
WIB
Nugraha, Rifki, 2012, “KUAT TEKAN UNIAXIAL”, Blogger, Diakses 7
Maret 13.45 WIB
Afardy. 2009. “Sifat Fisik Batuan”. Allcoma Blogspot. Diakses tanggal 25
Februari 2014. Pukul 19.37 WIB.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG
144
Ahmad. 2011. “Sifat Fisik Batuan”. Wordpress. Diakses tanggal 25
Februari 2014. Pukul 19.35 WIB.
Arief. 1977. “Pengujian Pada Batuan”. Ariefgeo Blogspot. Diakses
tanggal 25 Februari 2014. Pukul 19.25 WIB.
Wijayanto, Andika. 2014. “Uji Sifat Fisik”. Blogspot. Diakses tanggal 25
Februari 2014. Pukul 19.30 WIB
Subroto, Jusuf. 2011. “Sifat Fisik Batuan”. Wordpres. Diakses tanggal 20
Februari 2014. Pukul 19.40 WIB.
LABORATORIUM TAMBANGFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG