Karakteristik Kekuatan Tanah (Dengan Diagram)



Kekuatan material didefinisikan sebagai tekanan terbesar yang dapat dipertahankannya. Jika stres melebihi kekuatan, kegagalan terjadi. Analisis kekuatan dapat dilakukan untuk tarik. Tegangan tekan dan geser. Karena tanah memiliki kekuatan tarik yang sangat sedikit atau dapat diabaikan, para insinyur geoteknik jarang melakukan analisis kekuatan tarik.

Geometri dari sebagian besar masalah geoteknik sedemikian rupa sehingga massa tanah mengalami kompresi, tetapi tidak gagal dalam kompresi. Meskipun masuknya tegangan tekan yang besar dapat menyebabkan keruntuhan tanah, tanah sebenarnya gagal dalam geser, bukan dalam kompresi. Oleh karena itu, hampir semua analisis kekuatan geoteknik dilakukan untuk tegangan geser.

Kekuatan geser:

Kekuatan geser suatu tanah dalam segala arah adalah tegangan geser maksimum yang dapat diterapkan pada tanah dalam arah tersebut. Ini juga dapat didefinisikan sebagai ketahanan terhadap deformasi oleh perpindahan geser terus menerus dari partikel tanah.

Kekuatan geser tanah pada dasarnya terdiri dari komponen-komponen berikut:

(i) Komponen gesekan:

Ini terutama karena saling mengunci partikel tanah dan gesekan di antara mereka.

(ii) Komponen kohesi:

Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antara partikel-partikel halus dari beberapa tanah. Kekuatan geser tanah kohesif dihasilkan baik dari gesekan maupun kohesi sedangkan untuk tanah kurang kohesi, kekuatan geser dihasilkan dari gesekan saja.

Persamaan Coulomb:

Persamaan kekuatan geser pertama kali diusulkan oleh insinyur Perancis Coulomb. Dia menyatakan kekuatan geser ‘s’ sebagai fungsi linier dari tegangan normal total ‘σ’ pada permukaan potensial kelongsoran

s = c + σ tan (ɸ)

Di mana s == kekuatan geser

c = kohesi semu

α = tegangan normal total

φ = sudut gesekan dalam

Amplop kekuatan coulomb ditunjukkan pada gambar 7.1. Jelas dari plot bahwa komponen gesekan (tan φ) dari kekuatan geser meningkat dengan tegangan normal sedangkan komponen kohesi (c) tetap konstan. Eksperimen telah menunjukkan bahwa kekuatan geser dalam tanah hanya dikembangkan oleh partikel padat, karena fase air dan udara tidak memiliki kekuatan geser.

 

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sudut Gesekan Internal:

Sudut gesekan internal tanah kohesi kurang dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

(i) Mineralogi:

Tanah mengandung banyak mineral yang berbeda. Beberapa mineral meluncur lebih mudah daripada yang lain. Sebagai contoh, pasir yang memiliki kuarsa murni memiliki nilai φ sebesar 30-36°. Pasir yang memiliki jumlah mika yang signifikan memiliki nilai φ yang lebih kecil. Mineral lempung seperti montmorillonit memiliki nilai 6 sebesar 4°.

(ii) Bahan organik:

Kehadiran bahan organik dalam tanah mengurangi nilai.

(iii) Bentuk:

Tanah yang memiliki partikel bersudut memiliki nilai (t) yang lebih tinggi daripada yang memiliki partikel bulat.

(iv) Gradasi:

Interlocking antar partikel lebih banyak terjadi pada tanah bergradasi baik dibandingkan dengan tanah bergradasi buruk sehingga tanah bergradasi baik memiliki nilai φ lebih tinggi.

(v) Rasio kekosongan:

Rasio rongga mungkin merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi kekuatan geser. Tanah yang memiliki angka pori yang lebih rendah memiliki nilai φ yang lebih tinggi.

Penekanan Utama:

Untuk sistem gaya apa pun yang bekerja pada suatu titik, terdapat tiga bidang yang saling tegak lurus di mana tidak ada tegangan geser dan tegangannya sepenuhnya normal. Bidang-bidang ini disebut ‘bidang Utama’. Tegangan normal yang bekerja pada mereka disebut ‘tegangan utama’. Yang terbesar dari ketiga tegangan ini disebut “tegangan utama mayor “σ 1 †, yang terkecil disebut tegangan utama minor σ 3 †, dan yang ketiga adalah tegangan utama perantara σ 2 †, . Arah tegangan utama disebut “sumbu utama”.

Kohesi:

Ini adalah sifat tanah yang menyatukan partikel-partikel dalam massa tanah terutama karena tarikan dan ikatan molekul antar partikel. Sifat pasti dari gaya permukaan yang membantu menyebabkan kohesi tidak diketahui. Ini bukan sifat tanah yang konstan tetapi merupakan fungsi dari beban yang dipikul oleh struktur tanah atau beban antar partikel.

Pada gambar 7.6 di atas, sebuah balok diperlihatkan yang akan bergerak di bawah pengaruh gaya geser dan gaya normal dengan besaran yang berbeda. Garis OP merepresentasikan hubungan antara gaya geser dan gaya normal yang diperlukan untuk menggerakkan balok. Sekarang jika balok dipukul ke permukaan dengan perekat, maka garis RSP menunjukkan hubungan antara gaya geser dan gaya normal yang diperlukan untuk menggerakkan balok.

Pada gaya normal apa pun, katakanlah di A, resistensi terhadap gerakan disebabkan oleh gesekan antara balok dan permukaan ditambah kekuatan perekat. Pada massa tanah yang sebenarnya, tahanan akan diberikan karena gesekan antar partikel tanah ditambah kohesi dalam tanah. Di titik S, tidak ada perekat antara balok dan permukaan. Ini berarti bahwa dalam massa tanah yang sebenarnya, kohesi dapat dikurangi menjadi nol pada tekanan normal yang besar.

Sudut Istirahat:

Sudut diam adalah sudut antara kemiringan horizontal dan maksimum di mana bahan kering tertentu stabil. Untuk bahan granular pada keadaan paling longgar, sudut istirahat sama dengan sudut gesekan.

Lingkaran Stres Mohr:

Pertimbangkan elemen tanah dalam keadaan tegangan dua dimensi dengan σ 1 dan σ 3 yang bekerja pada bidang utama. Tegangan normal dan geser (σ dan pada sembarang bidang AB yang miring dengan sudut a terhadap bidang utama mayor dapat diperoleh dengan mudah dengan membuat lingkaran berjari-jari (σ 1 , – σ 3 )/2 dan berpusat di [(σ 1 + σ 3 )/2 pada bidang σ-. Hal ini dikenal sebagai “lingkaran tegangan Mohr”. Ini mewakili keadaan tegangan pada suatu titik pada kesetimbangan dan berlaku untuk semua bahan, bukan hanya tanah.

Tegangan σ dan pada bidang AB diperoleh dengan menarik garis melalui titik P pada lingkaran, sejajar dengan AB, untuk memotong lingkaran pada titik C yang koordinatnya menghasilkan nilai σ dan sebagai:

Titik P pada lingkaran adalah titik unik yang disebut “tiang” atau “asal mula bidang”. Ini memiliki sifat yang sangat berguna: setiap garis lurus yang ditarik melalui kutub memotong lingkaran Mohr pada titik yang mewakili keadaan tegangan.

Lingkaran Mohr untuk c-tanah, φ-tanah dan c- ɸ tanah C-tanah:

Teori Kegagalan Mohr Coulomb:

Teori ini pertama kali diberikan oleh coulomb (1776) dan kemudian digeneralisasikan oleh Mohr (1900). Menurut teori keruntuhan coulomb Mohr, keruntuhan terjadi ketika tegangan geser pada bidang keruntuhan mencapai beberapa fungsi unik dari tegangan normal pada bidang tersebut dan dapat dinyatakan secara aljabar dengan persamaan

τ f = S= f(σ t )

Tegangan geser pada keruntuhan, Ï„ f disebut kekuatan geser. Jika tegangan geser dan tegangan normal pada keruntuhan diplot maka diperoleh kurva. Kurva ini disebut amplop kegagalan atau amplop kekuatan. Amplop kegagalan yang disarankan oleh coulomb adalah garis lurus seperti yang ditunjukkan pada gambar 7.9. Selubung keruntuhan yang diberikan oleh Mohr berupa garis lengkung seperti yang ditunjukkan pada gambar 7.10.

Dalam prakteknya, selubung Mohr untuk suatu tanah umumnya ditemukan kira-kira lurus pada rentang tegangan normal yang cukup besar dan sebagai pendekatan yang cukup dekat, selubung Mohr diasumsikan identik dengan selubung coulomb. Kombinasi teori coulomb hubungan linier antara tegangan normal dan tegangan geser pada keruntuhan dan kondisi tangensi Mohr antara lingkaran Mohr dan selubung keruntuhan pada saat keruntuhan dikenal sebagai “teori keruntuhan Mohr-coulomb”. Jadi selubung keruntuhan Mohr-coulomb adalah garis singgung lurus ke lingkaran Mohr saat keruntuhan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 7.11.

Stres-Strain Perilaku Pasir:

Gambar 7.12 menunjukkan perilaku tegangan-regangan tanah berbutir kasar. Ada puncak yang pasti dengan kurva tegangan-regangan untuk pasir padat atau sedang. Tegangan geser di puncak dikenal sebagai kekuatan geser puncak. Setelah mencapai nilai puncak kedua kurva menunjukkan penurunan tegangan geser dan mencapai tegangan geser ultimate konstan yang sama. Ini dikenal sebagai kekuatan sisa atau kekuatan geser akhir. Pasir dalam kondisi gembur juga cenderung mencapai kekuatan geser ultimit yang sama.

Kekuatan puncak = s P = σ tan φ dan kekuatan sisa = s r = σ tan φ â€r­

Perilaku Tegangan-Tegangan Tanah Liat:

Angka. Gambar 7.13 menunjukkan perilaku tegangan-regangan tanah berbutir halus. Dari gambar tersebut jelas bahwa perilaku tegangan-regangan lempung terkonsolidasi berlebih serupa dengan pasir padat dan lempung terkonsolidasi normal serupa dengan lepas pasir.

Konsep Kegagalan:

Runtuhnya pasir padat dapat ditentukan baik oleh titik tegangan puncak A atau titik tegangan ultimit B. Selubung keruntuhan ditunjukkan pada Gambar 7.14. Pemilihan kriteria kegagalan didasarkan pada kondisi lapangan. Dalam sebagian besar aplikasi, kriteria tegangan puncak digunakan. Dalam kasus pasir lepas yang tidak menunjukkan titik tegangan puncak, keruntuhan umumnya didefinisikan sebagai kondisi tegangan yang sesuai dengan kondisi regangan tertentu, seperti 20%.

Sensitivitas

Beberapa lempung memiliki sifat yang menyebabkan kekuatannya dalam keadaan terbentuk kembali atau sangat terganggu lebih kecil dari pada keadaan tidak terganggu pada kadar air yang sama. Properti ini disebut sensitivitas. Ini didefinisikan sebagai rasio kekuatan geser tak terdrainase, S u dari tanah tak terganggu terhadap kekuatan geser tak terdrainase dari tanah cetakan ulang.

S t = Su (tidak terganggu)/Su (dibentuk kembali)

Sensitivitas endapan alami berkisar antara 1,0 hingga setinggi 500. Sensitivitas tinggi diamati pada lempung yang dikenal sebagai “Quick clays†dan jarang ditemukan di daerah tertentu di Kanada Timur.

Kondisi Drainase pada Pengujian Geser:

Tanah berbutir halus diuji kekuatan gesernya pada saat jenuh penuh. Uji geser untuk tanah jenuh dirancang untuk tiga jenis kondisi drainase. Pemilihan jenis kondisi drainase tertentu tergantung pada kondisi lapangan. Kondisi drainase umumnya ditandai dengan simbol dua huruf. Huruf pertama mengacu pada apa yang terjadi sebelum geser (yaitu, apakah sampel terkonsolidasi) dan huruf kedua mengacu pada kondisi drainase selama geser.

(i) Uji tidak terkonsolidasi-tidak terlatih (uji UU):

Dalam uji UU, drainase tidak diizinkan pada kondisi uji geser apa pun. Jika uji geser langsung akan dilakukan dalam kondisi UU maka drainase dicegah baik selama penerapan tegangan normal maupun geser. Sampel dikenai tegangan awal dan tanpa menunggu konsolidasi, proses geser dimulai tanpa memungkinkan adanya drainase.

Uji tersebut dapat digunakan untuk kondisi lapangan di mana tegangan kritis berkembang dalam massa tanah jenuh terlalu cepat untuk perubahan kadar air yang berarti. Parameter kekuatan geser yang diperoleh dari uji ini ditulis sebagai Cu dan ɸ u menyatakan tegangan total.

Cu = C dan ɸ u = ɸ

Contoh:

Tekanan tanah terhadap bresing pada penggalian sementara, daya dukung pondasi pada lempung homogen jenuh segera setelah konstruksi.

(ii) Uji undrained terkonsolidasi (uji CU):

Dalam uji C u , drainase sempurna diperbolehkan selama penerapan tegangan normal yaitu, konsolidasi sampel diizinkan sebelum proses pemotongan aktual di bawah tegangan awal yang ditentukan. Sampel kemudian dicukur sehingga tidak ada drainase. Hasil pengujian berlaku untuk kondisi lapangan di mana tanah telah terkonsolidasi di bawah tekanan pondasi selama konstruksi dan yang kemudian diikuti oleh peningkatan beban secara tiba-tiba yang mengakibatkan perubahan tegangan kritis yang cepat di mana perubahan kadar air dapat terjadi.

Contoh:

Stabilitas bendungan tanah terkonsolidasi dalam kondisi penarikan air yang cepat.

(iii) Uji pengeringan terkonsolidasi (tes CD):

Dalam uji CD, drainase lengkap diperbolehkan selama pengujian sehingga tidak ada tekanan air pori yang terjadi pada setiap tahap pengujian. Hasil pengujian diterapkan pada masalah lapangan di mana tegangan yang berkembang di dalam massa tanah cukup lambat sehingga terjadi perubahan penuh pada kandungan air. Tegangan adalah tegangan efektif setiap saat. Parameter tegangan efektif yang diperoleh dari pengujian ini ditulis sebagai C d dan φ d. Cd = c’ dan φ d = φâ′

Contoh:

Daya dukung akhir tanah di mana pondasi dibangun lebih lambat daripada tanah yang terkonsolidasi.

Kekuatan Geser Terkuras dan Tidak Terkuras:

Kekuatan geser terdrainase suatu tanah adalah kekuatan geser dengan tegangan efektif yang dihasilkan dalam massa tanah dan diberikan oleh

S d = C d + σ tan = φ d

c’ + σ’ tan φ’

Kekuatan geser terdrainase dihitung untuk menyelesaikan semua masalah lapangan pada tanah berpasir. Hal ini juga diperlukan untuk tanah lempung untuk mengevaluasi stabilitas jangka panjang. Kekuatan geser tanah yang tidak terdrainase adalah kekuatan geser dengan tegangan total yang dihasilkan dalam massa tanah dan diberikan oleh

Su – Cu + o tan = φ u

= c + o’ tan φ

Kekuatan geser tak terdrainase dihitung dan digunakan untuk masalah lapangan tersebut, di mana perubahan tegangan total segera dikompensasi oleh perubahan tekanan air pori.

Tabel 7.4: Hubungan antara kuat tekan bebas (q u ) dan konsistensi lempung:

Berbagai Jenis Tes Geser:

(i) Tes laboratorium

(a) Uji geser langsung atau kotak

(b) Uji kompresi triaksial

(c) Uji kompresi tak terbatas

(d) Uji geser baling-baling laboratorium

(ii) Uji lapangan — uji geser baling-baling.

Uji Geser Langsung atau Kotak:

Uji geser langsung adalah metode uji geser yang paling sederhana untuk menentukan kekuatan geser tanah. Dalam contoh tanah uji ini, tidak terganggu atau dibentuk kembali, ditempatkan dalam kotak logam yang berpenampang bujur sangkar atau bundar. Kotak geser dapat dibelah menjadi dua bagian secara horizontal. Ukuran kotak yang biasa digunakan untuk lempung dan pasir adalah 6 cm persegi dan tebal sampel 2 cm.

Shear box ukuran besar 30 cm persegi dengan ketebalan sampel 15 cm, digunakan untuk tanah berkerikil. Bagian bawah kotak dapat meluncur relatif terhadap bagian atas saat didorong oleh unit penggerak yang dioperasikan dengan tangan atau bermotor, sementara kuk yang menopang gantungan beban memberikan tekanan normal.

Setelah menempatkan contoh tanah di dalam kotak dan melakukan penyetelan lain yang diperlukan, beban normal yang diketahui diterapkan. Beban normal dipertahankan selama pengujian dan tegangan geser diterapkan secara bertahap yang menyebabkan kedua bagian kotak bergeser relatif satu sama lain. Perpindahan geser dicatat oleh dial gauge. Tegangan geser diterapkan sedemikian rupa sehingga diperoleh perpindahan geser 1,25 mm/menit. Jika tanah tidak runtuh maka regangan 12 mm diambil sebagai titik runtuh.

Dengan membagi beban normal dan gaya geser maksimum yang diterapkan dengan luas penampang spesimen pada bidang geser masing-masing memberikan tegangan normal dan tegangan geser pada kegagalan sampel. Untuk mendapatkan titik yang cukup untuk menggambar grafik coulomb, pengujian diulangi dengan tegangan normal yang berbeda pada sejumlah sampel yang identik. Nilai dari masing-masing pengujian diplot dengan tegangan normal pada sumbu x dan tegangan geser pada sumbu Y. Parameter kekuatan geser kemudian diperoleh dari garis terbaik yang cocok dengan titik uji.

Untuk melakukan uji unconsolidated undrained (uu), kisi-kisi bergigi polos digunakan pada permukaan atas dan bawah sampel. Gaya geser diterapkan segera setelah menerapkan beban normal. Untuk uji undrained (Cu) terkonsolidasi, kisi-kisi berlubang digunakan dan sampel pertama-tama dibiarkan berkonsolidasi di bawah beban normal dan gaya geser diterapkan segera setelah beban normal. Untuk uji terkuras terkonsolidasi (CD), sampel pertama kali terkonsolidasi di bawah beban normal dan kemudian digeser perlahan sehingga drainase lebih lanjut dapat terjadi selama pemotongan.

Keuntungan dan Kerugian Uji Kotak Geser:

Keuntungan:

(i) Pengujian sederhana dan cepat untuk tanah granular.

(ii) Karena ketebalan sampel tanah yang lebih sedikit, drainase air pori yang cepat mudah dicapai.

(iii) Karena prinsip dasarnya mudah dipahami, maka dapat diperluas ke tanah berkerikil, yang akan mahal untuk diuji dengan metode lain.

Kekurangan:

(i) Sulit untuk mengontrol drainase air dari tanah.

(ii) Hanya tegangan total yang diketahui karena tidak ada cara untuk mengukur tekanan air pori.

(iii) Bidang keruntuhan telah ditentukan sebelumnya yang belum tentu menjadi yang terlemah.

(iv) Distribusi tegangan geser pada bidang keruntuhan tidak seragam.

Tes Kompresi Tidak Terbatas:

Dalam uji kompresi tak terbatas, hanya tegangan aksial yang diterapkan dan tekanan sel atau pembatas adalah nol. Jadi tes ini adalah kasus khusus dari uji triaksial dan disebut sebagai uji kompresi tak terbatas karena tekanan pembatas adalah nol. Tes ini hanya dilakukan pada tanah kohesif. Non-kohesif tidak akan berdiri tanpa dukungan apapun. Pengujian dilakukan pada sampel berbentuk silinder dengan perbandingan tinggi dan diameter 2:1. Ukuran biasa adalah 38 mm. Ujung-ujung sampel silinder dilubangi dalam bentuk kerucut. Tempat duduk kerucut mengurangi kecenderungan spesimen menjadi berbentuk tong dengan mengurangi pengekangan ujung.

Sampel kemudian ditempatkan di antara pelat kerangka beban mekanis. Beban aksial diterapkan sedemikian rupa untuk memberikan laju regangan antara 1 sampai 2% dari tinggi sampel per menit. Beban dapat dibaca pada proving ring dial gauge dan deformasi yang sesuai pada strain gauge. Satu set pembacaan beban dan deformasi yang sesuai diambil.

Deformasi dilanjutkan sampai sampel gagal. Ketika pembacaan beban mulai menurun bukannya meningkat, titik kegagalan tercapai. Pada kegagalan, deformasi dihentikan.

Nilai regangan aksial yang sesuai dengan berbagai pembacaan deformasi dihitung dan kemudian luas penampang cacat yang sesuai dengan nilai regangan ini dihitung dengan menggunakan persamaan (A) yang diberikan di bawah ini. Tegangan tekan pada setiap regangan dihitung dengan membagi beban pada tahap dengan luas deformasi yang sesuai (A 2 ).

Sebuah grafik dibuat antara tegangan pada sumbu Y dan regangan (%) pada sumbu x, tegangan pada puncak kurva menunjukkan kondisi kegagalan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.17(b). Jika tidak ada puncak yang pasti pada kurva, maka tegangan yang sesuai dengan regangan 20% diambil secara sewenang-wenang sebagai kondisi kegagalan. Tegangan aksial pada keruntuhan atau yang sesuai dengan regangan 20% disebut ‘kekuatan tekan tak terbatas qu , setengahnya disebut ‘kekuatan geser tak terdrainase Su’.

S u = q/2

Jika kekuatan cetakan ulang juga diukur untuk penentuan sensitivitas, sampel yang gagal diambil dalam kantong plastik dengan sedikit lebih banyak tanah dengan kadar air yang sama dan dicetak ulang secara menyeluruh dengan meremas dan menguleni. Sampel uji dibentuk dengan mengerjakan tanah yang telah dicetak ulang ke dalam tabung berdiameter 38 mm. Kemudian diuji untuk mendapatkan kekuatan cetakan ulang.

Luas penampang yang berubah atau cacat diberikan oleh

Keuntungan dan kerugian ­dari unconfined compression test :

Keuntungan:

(i) Tes ini banyak digunakan, sederhana dan cepat.

(ii) Cara ini paling nyaman dan sesuai untuk menghitung kepekaan lempung.

(iii) Biaya yang terlibat dalam pengujian ini jauh lebih murah daripada pengujian triaksial karena persyaratan pengujian yang lebih sederhana.

Kekurangan:

(i) Karena tidak ada penutup atau penopang lateral yang diberikan pada sampel dalam pengujian ini, hal ini berlaku untuk tanah yang dapat berdiri tanpa penopang dan tahan untuk mempertahankan kondisi tidak terdrainase selama pengujian.

(ii) Sampel harus benar-benar jenuh.

(iii) Pengujian hanya cocok untuk lempung homogen utuh.

(iv) Pengujian dengan estimasi kekuatan in-situ karena gangguan sampling.

Uji Triaksial:

Tes ini pertama kali diperkenalkan di AS oleh casagrande dan Karl Terzaghi pada tahun 1936-37. Dilakukan pada benda uji berbentuk silinder dengan perbandingan tinggi dan diameter 2 : 1. Diameter benda uji yang biasa digunakan adalah 38 mm. Spesimen ditempatkan di antara tutup ujung yang kaku dan tidak berpori atau cakram berpori tergantung pada kondisi drainase pengujian dan ditutup dengan membran karet. Kemudian ditempatkan dalam silinder perspex yang diisi dengan air.

Spesimen dikenai tekanan pembatas, σ 3 dan tegangan aksial (σ 1 – σ 3 ). Tekanan pembatas yaitu, semua tekanan putaran diterapkan oleh air di dalam silinder dan tegangan aksial diterapkan melalui ram. Ram dipaksa turun dengan kecepatan konstan dan beban pada plunger dicatat sampai sampel gagal.

Pengujian diulangi pada sampel yang berbeda dengan tekanan pembatas yang berbeda dan hasilnya diinterpretasikan dengan menggambar lingkaran Mohr. Tekanan pembatas σ 3 adalah tegangan utama minor dan tegangan total (σ 1- σ 3 + σ 3) = adalah tegangan utama utama, bidang horizontal dan vertikal adalah bidang utama. Lingkaran Mohr yang berbeda digambar untuk pengujian yang berbeda dan garis singgung yang sama dengannya memberikan parameter kekuatan geser c dan ɸ seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.19.

 

Bergantung pada kondisi drainase, pengujian dibagi menjadi tiga bagian:

  1. Tes un-drained (uu) yang tidak terkonsolidasi:

Dalam pengujian ini spesimen dipasang di antara cakram padat tidak berpori untuk menghindari keluarnya air dari spesimen. Tekanan pembatas yang diperlukan diterapkan dan beban aksial diterapkan tanpa membiarkan spesimen terkonsolidasi di bawah tekanan pembatas, beban aksial biasanya diterapkan pada laju regangan 2% per menit sampai sampel gagal atau regangan aksial 20% telah tercapai. .

  1. Uji konsolidasi tanpa drainase (Cu):

Dalam jenis pengujian ini, spesimen dipasang di antara cakram berpori dan di bawah tekanan pembatas, spesimen dibiarkan mengkonsolidasi (yaitu, drainase diperbolehkan). Keran drainase kemudian ditutup dan beban aksial diterapkan sampai runtuh.

  1. Tes konsolidasi terkuras (CD):

Spesimen dipasang di antara cakram berpori dan spesimen dibiarkan berkonsolidasi di bawah tekanan pembatas. Beban aksial kemudian diterapkan tanpa menutup keran drainase (yaitu, drainase diperbolehkan).

Keuntungan:

  1. Pengujian dapat dilakukan, dengan kontrol penuh, pada ketiga kondisi drainase.
  2. Pengukuran tekanan air pori dapat dilakukan selama pengujian.
  3. Distribusi tegangan pada bidang keruntuhan adalah seragam.
  4. Dimungkinkan untuk menentukan keadaan tegangan dalam spesimen pada setiap tahap pengujian.

Kekurangan:

  1. Pengaturan pengujian lebih rumit daripada pengujian geser lainnya. Dibutuhkan orang yang terampil untuk menangani peralatan dengan tepat.
  2. Pengujian pada sampel berdiameter kecil (yaitu, 38 mm) dari lempung bercelah yang kaku memberikan kekuatan yang sangat tinggi. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil yang akurat untuk jenis tanah seperti itu, spesimen berdiameter besar harus diuji.
  3. Konsolidasi spesimen tanah kohesif membutuhkan waktu lebih lama daripada uji kotak geser.

Uji Geser Baling-Baling:

Uji geser baling-baling adalah uji cepat dan digunakan untuk menentukan kuat geser insitu un-drained lempung lunak dan lanau yang sulit diambil sampelnya. Alat uji geser baling-baling terdiri dari baling-baling berbilah empat yang ditunjukkan pada Gambar 7.20. Ketinggian baling-baling biasanya dua kali diameternya. Baling-baling dilas secara ortogonal ke batang baja.

Pengeboran dibuat sampai kedalaman di mana pengujian akan dilakukan dan baling-baling dimasukkan di bagian bawah pemboran. Setelah memasukkan baling-baling di tanah, baling-baling diputar perlahan (biasanya 0,1° per detik). Torsi diterapkan sampai tanah gagal dalam geser, kemudian kekuatan geser undrained, Su dihitung dari torsi ini.

Misalkan H = Tinggi baling-baling

D = Diameter baling-baling

Asumsikan bahwa tahanan geser S u adalah konstan pada silinder tanah yang digeser oleh baling-baling.

Resistensi maksimum ditawarkan untuk memotong sepanjang permukaan silinder

= (Ï€DH)S u

 

Perbedaan antara Uji Geser Laboratorium dan Lapangan:

  1. Uji geser laboratorium adalah metode langsung untuk menentukan kekuatan geser tanah. Hasil uji lapangan digabungkan dengan korelasi empiris untuk memperkirakan kekuatan geser, kecuali pada uji geser baling-baling di mana kekuatan geser dihitung secara langsung
  2. Uji geser baling-baling laboratorium menunjukkan bahwa permukaan keruntuhan sebenarnya adalah zona geser dan bukan permukaan silinder seperti yang diasumsikan dalam uji geser baling-baling lapangan.
  3. Sampel yang digunakan untuk uji laboratorium mungkin tidak benar-benar mewakili massa tanah yang digunakan untuk uji lapangan.
  4. Pergeseran tanah pada uji laboratorium tidak boleh sama dengan yang terjadi di lapangan.
  5. Pada uji laboratorium, pengukuran tekanan pori dapat dilakukan sedangkan pada uji lapangan pengukuran tekanan pori tidak dimungkinkan.
  6. Modus deformasi yang dikenakan pada tanah berbeda untuk pengujian yang berbeda yang dapat menyebabkan perbedaan antara nilai parameter tanah seperti kekuatan geser tak terdrainase.

Jenis Tanah Berdasarkan Riwayat Tekanan:

Parameter kekuatan geser tanah kohesif sangat dipengaruhi oleh riwayat tegangan.

Berdasarkan riwayat tegangan tanah diklasifikasikan menjadi:

(i) Tanah terkonsolidasi normal:

Ini adalah tanah yang tidak pernah mengalami tekanan efektif lebih besar dari tekanan beban efektif yang ada. Tekanan efektif sekarang adalah maksimum untuk jenis tanah tersebut.

(ii) Tanah yang terlalu padat:

Ini adalah tanah yang pernah mengalami tekanan efektif lebih besar dari tekanan efektif sekarang.

Numerik:

Contoh 7.1:

Hasil berikut diperoleh dari uji kotak geser pada kondisi terdrainase 30 cm 2 sampel lempung berpasir. Plot selubung kekuatan dan parameter kekuatan geser c’ dan Ф.

Tegangan norma (KN/m 2 ) 25 50 75

Tegangan geser (KN/m 2 ) 27 38 50

Larutan:

Amplop kekuatan yang diperlihatkan adalah Gambar 7.21

Dari grafik

c’ = 13

Ф’ = 27°

Related Posts