1.32k likes | 3.69k Views
KUAT GESER TANAH. failure surface. mobilised shear resistance. KERUNTUHAN AKIBAT GESER. Tanah hanya runtuh akibat geser , tanah tidak runtuh akibat tekanan. embankment. strip footing. Pada saat runtuh, nilai tekanan (beban) sepanjang bidang runtuh mencapai nilai maksimum kekuatan gesernya.
E N D
failure surface mobilised shear resistance KERUNTUHAN AKIBAT GESER Tanah hanya runtuh akibat geser, tanah tidak runtuh akibat tekanan embankment strip footing Pada saat runtuh, nilai tekanan (beban) sepanjang bidang runtuh mencapai nilai maksimum kekuatan gesernya
Bidang runtuh KERUNTUHAN GESER Partikel tanah bergerak relatif terhadap partikel tanah lainnya sepanjang bidang runtuh Tidak ada kerusakan pada partikel tanah
Shear failure Pasa saat runtuh, tegangan geser sepanjang bidang runtuh () mencapai nilai kuat geser tanah (f).
Pengertian Kuat Geser Tanah Kuat geser tanah : Tahanan geser per satuan luas yang mampu diberikan oleh tanah untuk menahan keruntuhan dan pergerakan tanah sepanjang garis keruntuhannya (Braja M. Das)
Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb Sebuah material runtuh akibat kombinasi kritis antara tegangan normal (s) dan tegangan geser (t), dan bukan hanya akibat tegangan normal maksimum saja atau tegangan geser maksimum saja (Mohr, 1900) Untuk hampir semua permasalahan mekanika tanah, maka nilai kuat geser pada bidang runtuh dapat didekati dengan sebuah formula atau fungsi yang linear dari tegangan normal (Coulomb, 1776) Kombinasi keduanya disebut sebagai “Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb”
f Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb failure envelope kohesi Sudut geser dalam c f adalah nilai tegangan maksimum yang bisa dipikul oleh tanah pada tegangan normalnya, .
f f tan frictional component cohesive component c c f Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb Komponen kuat geser tanah : Kohesi (cohesive) and Gesekan (frictional).
c dan adalah parameter kuat geser tanah. Makin tinggi nilainya, makin tinggi kekuatan tanahnya
Y X Lingkaran Mohr & Kurva Keruntuhan X Y Elemen tanah pada lokasi yang berbeda X ~ runtuh Y ~ stabil
3 3 Mohr Circles & Failure Envelope Elemen tanah tidak akan runtuh jika belum mencapai kurva keruntuhannya GL Y 3 3+ Tegangan vertikal sebelum diberikan pembebanan
c c Mohr Circles & Failure Envelope Ketika beban bertambah maka lingkaran Mohr akan semain besar… GL Y 3 .. .dan akhirnya terjadi keruntuhan pada saat lingkaran Mohr mencapai garis keruntuhan
Y 45 + /2 45 + /2 3 3 Kemiringan Bidang Runtuh Kemiringan bidang runtuh terjadi pada 45 + /2 terhadap horizontal GL 90+ Y 3 3+
v v’ u h h’ u X X X effective stresses total stresses u Lingkaran Mohr Untuk & ’ = + h’ v’ h v
c c c c Garis keruntuhan untuk & ’ Beberapa sampel diuji dengan cara memberikan tegangan isotropic yang berbeda-beda hingga runtuh f uf Awal… Runtuh c, in terms of Pada saat runtuh, 3= c; 1 = c+f 3’= 3 – uf ; 1’ = 1 - uf c’, ’ in terms of ’
1 3 X Tegangan 1 = 3+ 3 1 D
UJI LABORATORIUM UNTUK KUAT GESER TANAH • UJI Triaxial • UJI UCT (Unconfined Compression Test) • UJI Geser Langsung (Direct Shear)
Bidang runtuh O-ring impervious membrane Sampel pada kondisi runtuh porous stone water Alat Uji Triaxial piston (untuk memberikan tegangan deviator) cell cell pressure pore pressure or volume change back pressure pedestal
TIPE PENGUJIAN TRIAXIAL deviator stress () Under all-around cell pressure c Penggeseran (pembebanan) Apakah katup drainase terbuka? Apakah katup drainase terbuka? no yes yes no Consolidated sample Undrained loading Drained loading Unconsolidated sample
TIPE PENGUJIAN TRIAXIAL Tergantung pada kondisi drainase dilakukan atau tidak pada saat : • Konsolidasi • Penggeseran Ada 3 tipe pengujian Triaxial: Consolidated Drained (CD) test Consolidated Undrained (CU) test Unconsolidated Undrained (UU) test
Pada kondisi UU, maka nilai u = 0 Untuk tanah terkonsolidasi normal, c’ = 0 & c = 0. Tanah granular tidak punya lekatan (kohesi). c = 0 & c’= 0
CD, CU and UU Triaxial Tests Uji Consolidated Drained (CD) • Tidak boleh ada tekanan air pori berlebih terjadi pada sampel saat pengujian • Penggeseran dengan kecepatan yang sangat rengah untuk mencegah munculnya tekanan air pori berlebih Bisa berhari-hari! Jarang dilakukan • dihasilkan nilai c’ dan ’ c’ dam ’ digunakan pada analisis dengan kondisi teralir penuh (e.g., stabilitas lereng jangka panjang, Pembebanan yang sangat lambat)
CD, CU and UU Triaxial Tests Consolidated Undrained (CU) Test • Tekanan air pori muncul saat penggeseran dihasilkan ’ • dihasilkan nilai c’ dan ’ • lebih cepat dari CD (lebih direkomendasikan untuk menghasilkan nilai c’ and ’)
CD, CU and UU Triaxial Tests Unconsolidated Undrained (UU) Test • Tekanan air pori muncul saat penggeseran = 0; maka garis keruntuhan akan horizontal Tetapi tidak diukur ’ unknown • Kondisi tegangan total dihasilkan cu dan u • Pengujian sangat cepat cu dan u digunakan pada analisis dengan kondisi tak teralir (e.g., stabilitas jangka pendek, Pembebanan yang cepat)
1 X 3 X Elemen tanah saat runtuh 1 3 Hubungan 1- 3 Saat Runtuh
UJI UCT • Pada prinsipnya sama dengan uji Triaxial • Perbedaannya hanya pada UCT tidak ada tegangan cell atau tegangan keliling • Akibatnya nilai s3 = 0 • Tidak ada nilai sudut geser dalam • Kuat tekan, qu = deviator stress • Kohesi = 0.5 x qu
UJI UCT cu = qu /2 1 3 Ds = qu
UJI GESER LANGSUNG Normal load Top platen Load cell to measure Shear Force Motor drive Soil Porous plates Rollers Measure relative horizontal displacement, dx vertical displacement of top platen, dy
UJI GESER LANGSUNG • Hasil uji geser langsung dapat digunakan untuk analisis kestabilan dalam bidang geoteknik, di antaranya 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 • Keterbatasan uji geser langsung yang lain adalah karena bidang runtuh tanah ditentukan, meskipun belum tentu merupakan bidang terlemah.
CATATAN • Nilaikuatgesertanahterdiriatasnilailekatan (c) dannilaifriksi (f) • Tanah yang murniyaitu yang tidakmengandungtanah yang lain, hanyamempunyai 1 (satu) nilaikuatgesersajamis. lempungmurni, pasirmurni • Tanah lempungmurnimemilikilekatantapitidakmemilikifriksi, sehinggahanyamempunyainilai c saja • Tanah pasirmurnihanyamemilikifriksidantidakmemilikilekatan, sehinggahanyamempunyaifsaja • Kondisidimana air tidaksempatmengalamidisipasi/jangkapendek, disebutsebagaiUndrained (TSA, total stress analysis)
CATATAN • Kondisidimana air mengalamidisipasi/jangkapanjang, disebutsebagai drained (ESA, effective stress analysis) Bedakan dengan tegangan vertikan efektif!!!
UJI LAPANGAN UNTUK KUAT GESER TANAH • UJI CPT/CPTU • UJI SPT • UJI VANE SHEAR
CPT (Cone Penetration Test) Equipment
CPT (Cone Penetration Test) Equipment
CPT (Cone Penetration Test) • Data Primer : • qc (tahanan Ujung) • fs (gesekanselimut) • FR (friction ratio) • Data Sekunder : • Kekuatantanah • Perkiraankedalamantanahkeras • Perkiraanperilakutanah • Perkiraanmuka air tanah (tidakdigunakan!) Result
Stratifikasi Tanah - CPT Gunakan tabel data qc, fs, FR
Stratifikasi Tanah - CPT Gunakan grafik dari Schmertmann
Stratifikasi Tanah - CPT Tentukan Jenis Tanah Untuk setiap nilai qc, dan FR