1.
TUJUAN
Pemeriksaan ini dilakukan
untuk menentukan nilai kohesi (c) dan sudut geser (f) dari tanah. Parameter ini dipakai untuk menghitung daya dukung dan
tegangan tanah.
2.
DASAR TEORI
Percobaan geser langsung merupakan salah satu jenis pengujian tertua dan sangat sederhana untuk menentukan parameter kuat geser tanah c dan Ø. Dalam percobaan ini dapat dilakukan pengukuran secara langsung dan cepat nilai kekuatan geser tanah dengan kondisi tanpa pengaliran atau dalam konsep tegangan total. Pengujian ini diperuntukan bagi tanah non-kohesif, namun dalam perkembangannya dapat pula diterapkan pada jenis ntanah kohesif. Pengujian lain dengan tujuan yang sama, yakni : Kuat tekan bebas dan Triaksial serta percobaan Geser Baling, yang dapat dilakukan di labolatorium maupun di lapangan.
Percobaan geser langsung merupakan salah satu jenis pengujian tertua dan sangat sederhana untuk menentukan parameter kuat geser tanah c dan Ø. Dalam percobaan ini dapat dilakukan pengukuran secara langsung dan cepat nilai kekuatan geser tanah dengan kondisi tanpa pengaliran atau dalam konsep tegangan total. Pengujian ini diperuntukan bagi tanah non-kohesif, namun dalam perkembangannya dapat pula diterapkan pada jenis ntanah kohesif. Pengujian lain dengan tujuan yang sama, yakni : Kuat tekan bebas dan Triaksial serta percobaan Geser Baling, yang dapat dilakukan di labolatorium maupun di lapangan.
Prinsip dasar dari
pengujian ini adalah dengan pemberian beban geser/horizontal pada contoh tanah
melalui cincin/kotak geser dengan kecepatan yang tetap sanpai tanag mengalami
keruntuhan. Sementara
itu tanah juga diberi beban vertikal yang besarnya tetap selama pengujian
berlangsung. Selama pengujian dilakukan pembacaan dial regangan pada interval
yang sama dan secara bersamaan dilakukan pembacaan beban dial geser pada bacaan
regangan yang bersesuaian, sehingga dapat digambarkan suatu grafik hubungan
regangan dan tegangna geser yang terjadi.
Umumnya
pada pengujian ini dilakukan pada 3 sampel tanah yang identik, dengan beban
normal yang berbeda untuk melengkapi satu seri pengujian geser langsung. Dari
ketiga hasil pengujian akan didapatkan 3 pasang data tegangan normal dan
tegangan geser, sehingga dapat digambarkan suatu grafik hubungan keduanya untuk
menentukan nilai c dan Ø. Adapun prosedur pembebanan vertikal dan kecepatan regangan geser akibat
pembebanan horisontal, sangat menentukan parameter – parameter kuat geser tanah
yang diperoleh.
Nilai
kekuatan geser tanah antara lain digunakan dalam merencanakan kestabilan
lereng, serta daa dukung tanah pondasi, dan lain sebagainya. Nilai kekuatan
geser ini dirumuskan oleh Coloumb dan Mohr dalam persamaan berikut ini :
|
S = c +σntan Ø
|
di mana :
S = kekuatan
geser maksimum (kg/cm2)
c = kohesi (kg/cm2)
σn = tegangan
normal (kg/cm2)
Ø = sudut geser dalam (o)
Dalam
pelaksanaanya, percobaan geser langsung
dapat dilaksanakan dalam tiga cara :
·
Consolidated Drained Test
Pembebanan horisontal dalam percobaan
ini dilaksanakan dengan lambat, yang memungkinkan terjadi pengaliran air,
sehingga tekanan air pori bernilai tetap selama pengujian berlangsung. Parameter c dan Ø yang diperoleh
digunakan untuk perhitungan stabilitas lereng.
·
Consolidated Undrained Test
Dalam
penguian ini, sebelum digeser benda uji yang dibebani vertikal (beban normal)
dibiarkan dulu hingga proses konsolidasi selesai. Selanjutnya
pembebanan horisontal dilakukan dengan cepat.
·
Unconsolidated Undrained Test
Pembebanan horisontal dalam pengujian
ini dilakukan dengan cepat, sesaat setelah beban vertikal cdikenakan pada benda
uji. Melalui pengujian ini diperoleh parameter – parameter geser Cu dan Øu.
Pada dasarnya percobaan geser langsung lebih sesuai untuk jenis
pengujian Consolidated Drained test, oleh karena panjang pengaliran relatif
lebih kecil jika dibandingkan dengan pengujian yang sama, pada percobaan
triaksial.
3. PERALATAN
Peralatan
yang digunakan sebagai berikut :
a. Alat geser langsung (direct shear apparatus) terdiri dari :
-
Stang penekan dan pemberi beban
-
Alat
penggeser, lengkap dengan cincin penguji
(proving ring) dan dua buah arloji geser (extensiometer).
-
Cincin
pemeriksa yang terbagi dua dengan penguncinya terletak dalam kotak.
-
Beban-beban
-
Dua buah batu pori
b. Alat pengeluaran contoh dan pisau pemotong.
c. Cincin cetak benda uji
d. Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
e. Stop watch
f. Oven yang lengkapi dengan pengatur suhu untuk
memanasi sampai (110 ± 5) °C.
g. Desikator.
4. BENDA UJI
a.
Benda uji tanah asli dari tabung contoh.
Contoh tanah asli dari dalam
tabung, ujungnya diratakan dan cincin benda uji ditekan pada ujung tanah
tersebut, tanah dikeluarkan secukupnya untuk minimal 3 benda uji. Pakailah bagian yang rata sebagai alas dan ratakan bagian
atasnya.
b.
Benda uji asli lainnya.
Contoh yang digunakan harus cukup
besar, minimal untuk tiga benda uji. Persiapkan benda uji sedemikian rupa,
sehingga tidak terjadi kehilangan kadar air, bentuk benda uji dengan cincin
cetak. Dalam mempersiapkan benda uji, terutama untuk tanah yang peka harus
hati-hati, guna menghindarkan terjadinya gangguan struktur asli dari tanah
tersebut.
c.
Benda uji buatan (dipadatkan).
Contoh tanah harus dipadatkan
pada kadar air dan berat yang dikehendaki. Pemadatan dapat langsung dilakukan
pada cincin pemeriksaan atau pada tabung pemadatan.
d. Tebal minimum
benda uji kira-kira 1,5 cm tetapi tidak boleh kurang dari 6 kali diameter butir
maksimum.
d. Perbandingan
diameter terhadap tebal benda uji harus minimal harus 2 : 1. Untuk benda uji
bentuk persegi perbandingan lebar dan tebal minimal 2 : 1.
Catatan :
Untuk
tanah lembek pembebanan harus diusahakan agar tidak merusak benda uji.
5. PROSEDUR
PERCOBAAN
a.
Timbang benda uji.
b.
Masukkan benda uji ke dalam cincin pemeriksaan
(shearing box) yang telah terkunci menjadi satu, dan pasanglah batu pori pada
bagian atas dan bawah benda uji.
c.
Stang penekan dipasang vertikal
untuk memberi beban normal pada benda uji dan diatur sehingga beban yang
diterima oleh benda uji sama dengan beban yang diberikan pada stang tersebut.
d.
Penggeser
benda uji dipasang pada arah mendatar untuk memberi beban mendatar pada bagian
atas cincin pemeriksaan. Atur pembaca arloji geser sehingga menunjukkan angka
nol. Kemudian buka kunci cincin pemeriksaan.
e.
Berikan beban
normal pertama sesuai dengan beban yang diperlukan. Segera setelah pembebanan
pertama diberikan isilah kotak cincin pemeriksaan dengan air sampai penuh
diatas permukaan benda uji. Jagalah permukaan ini supaya tetap
selama pemeriksaan.
f.
Lakukan pergeseran dengan kecepatan
1 mm/menit (satu putaran jarum arloji geser tiap menit) segera setelah
pemberian beban, catatlah pembacaan dial gauge dengan interval yang teratur
sampai terjadi keruntuhan.
g.
Lakukan
pemeriksaan sehingga tekanan geser konstan dan bacalah arloji geser setiap 15
detik.
h.
Berikan beban
normal pada bagian uji kedua sebesar dua kali beban normal yang pertama dan
lakukan langkah (f) dan (g).
i.
Berikan benda
normal pada benda uji ketiga sebesar tiga kali beban normal yang pertama dan
lakukan langkah (f) dan (g), begitu juga terhadap beban selanjutnya.
6. ANALISA DATA
DIRECT SHEAR TEST
|
Gaya Normal
Tegangan Normal
|
P1 = 5 kg
|
P2 = 10 kg
|
P3 = 15 kg
|
|||||||
|
Waktu
(detik)
|
Regangan
|
Dial reading
|
Gaya geser
|
Teg. geser
|
Dial reading
|
Gaya geser
|
Teg.
geser
|
Dial reading
|
Gaya geser
|
Teg. geser
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
15
|
25
|
35
|
14.04
|
0.47
|
26
|
10.43
|
0.35
|
41
|
16.44
|
0.54
|
|
30
|
50
|
50
|
20.05
|
0.66
|
41
|
16.44
|
0.54
|
51,5
|
20.65
|
0.68
|
|
45
|
75
|
37
|
14.84
|
0.49
|
49
|
19.65
|
0.65
|
60
|
24.06
|
0.80
|
|
60
|
100
|
40
|
16.04
|
0.53
|
53
|
21.25
|
0.70
|
65
|
26.07
|
0.86
|
|
75
|
125
|
37
|
14.84
|
0.49
|
57
|
22.86
|
0.76
|
68
|
27.27
|
0.90
|
|
90
|
150
|
40
|
16.04
|
0.53
|
63
|
25.26
|
0.84
|
71
|
28.47
|
0.94
|
|
105
|
175
|
40
|
16.04
|
0.53
|
64
|
25.66
|
0.85
|
72,5
|
29.07
|
0.96
|
|
120
|
200
|
42
|
16.84
|
0.56
|
67
|
26.87
|
0.89
|
74
|
29.67
|
0.98
|
|
135
|
225
|
49
|
19.65
|
0.65
|
67
|
26.87
|
0.89
|
75
|
30.08
|
1.00
|
|
150
|
250
|
53
|
21.25
|
0.70
|
69
|
27.67
|
0.92
|
79
|
31.68
|
1.05
|
|
165
|
275
|
55
|
22.06
|
0.73
|
70
|
28.07
|
0.93
|
90
|
36.09
|
1.20
|
|
180
|
300
|
57
|
22.86
|
0.76
|
89
|
35.69
|
1.18
|
105
|
42.11
|
1.40
|
|
195
|
325
|
58
|
23.26
|
0.77
|
91
|
36.49
|
1.21
|
102
|
40.90
|
1.36
|
|
210
|
350
|
60
|
24.06
|
0.80
|
87
|
34.89
|
1.16
|
105
|
42.11
|
1.40
|
|
225
|
375
|
60
|
24.06
|
0.80
|
88
|
35.29
|
1.17
|
108
|
43.31
|
1.43
|
|
240
|
400
|
60
|
24.06
|
0.80
|
95
|
38.10
|
1.26
|
110
|
44.11
|
1.46
|
|
255
|
425
|
59
|
23.66
|
0.78
|
95
|
38.10
|
1.26
|
139
|
55.74
|
1.85
|
|
270
|
450
|
54
|
21.65
|
0.72
|
98
|
39.30
|
1.30
|
123
|
49.32
|
1.63
|
|
285
|
475
|
|
|
|
95
|
38.10
|
1.26
|
|
|
|
|
300
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Contoh
Perhitungan:
Data : Diameter = 62,0 mm = 6,2 cm
Tinggi = 16,0
mm = 1,6 cm
Luas =
d 2 cm 2
=
.6,22
= 30,19 cm2
Kalibrasi = 0,401
· Gaya Geser = Dial Reading × Kalibrasi
= 35 × 0.401
= 14,04
· Tegangan Geser =
0,47 kg/cm
Grafik
Hasil Uji kekuatan Geser Langsung
|
C
|
|
Ø
|
|
|
C = 0,28
t/cm2 (didapat dari grafik)
U = 18° (didapat
dari grafik)
7. KESIMPULAN
·
Untuk beban sebesar 5 kg tegangan
geser maksimumnya 0,80 kg/cm2
·
Untuk beban sebesar 10 kg tegangan
geser maksimumnya 1,30 kg/cm2
·
Untuk beban sebesar 15 kg tegangan
geser maksimumnya 1,85 kg/cm2
8. NOTASI
& KETERANGAN
P = Gaya geser maksimum (kg).
A = Luas
bidang geser benda uji (cm2).
=
Tegangan geser maksimum (kg/cm2)
C =
Tegangan Geser (Compression)
U = Sudut
antara Tegangan Geser dan Tegangan Normal
sumber : http://heryudhahendra.blogspot.com/2017/12/percobaan-xiii-kekuatan-geser-langsung.html