Pegujian Geser Langsung (Direct Shear Test) SK SNI M 108-1990-03
I. Pendahuluan
Pengujian geser langsung merupakan salah
satu jenis pengujian tertua dan sengat seerhana, untuk menentukan parameter
kuat geser tanah (shear strength parameter) c dan (teta). Dapat dilakukan pengukuran secara langsung dan
cepat dalam pengujian ini, nilai kekuatan geser tanah dengan kondisi tanpa pengaliran (undrained)
atau dalam konsep tegangan total (total stress). Bagi jenis tanah non-kohesif pertama-tama yang
dilakukan dalam pengujian ini. Pengujian lain dengan tujuan sama, yakni : Kuat
Tekan Bebas, dan Triaxial, serta pengujian Geser Baling (Vane Test) yang dapat dilakukan di
laboratorium, maupun dilapangan.
Merencanakan kestabilan lereng, serta daya dukung tanah pondasi, dan
sebagainya diperlukan pengujian nilai kekuatan geser tanah.
Coulumb
dan Mohr merumuskan Nilai kekuatan geser ini dalam persamaan sebagai berikut :
S = c + σn
tanϕ
Dimana :
S = kekuatan gesermaksimum (kg/cm2)
C = kohesi (kg/cm2)
σn =
tegangan normal (kg/cm2)
ϕ =sudut
geser dalam (o)
Prinsip dasar dari pengujian ini adalah
pemberian beban secara horizontal terhadap benda uji melalui cincin/kotak geser
yang terdiri daridua bagian dan dibebani vetikal di pertengahan tingginya. Tegangan geser maksimum yang menyebabkan terjadinya keruntuhan disebut kuat geser tanah.
Selama pengujian pembacaan beban
horizontal dilakukan pada intervalregangan tetap tertentu (strain controlled).
Diperlukan minimal tiga(3) buah benda uji yang identik pada
umumnya, untuk
melengkapi satu seri pengujian geser langsung.
Hal yang sangat menentukan parameter-parameter kuat geser yang diperoleh adalah prosedur pembebanan vertikal dan kecepatan
regangan geser akibat proses pembebanan horizontal.
Dalam pelaksanaannya, pengujian geser
langsung dapat dilaksaanakan dalam tiga cara :
1.
Consolidated drained test
: pembebanan horizontal dalam pengujian inidilaksanakan dengan lambat, yang
memungkinkan terjadi pengaliran air, sehingga tekanan air pori bernilai tetap
selama pengujian berlangsung, parameter c dan teta yang dieproleh digunakan untuk
perhitungan stabilitas lereng.
2.
Consolidated Undrained
Test : dalam pengujian ini sebelum digeser, benda uji yang dibebani vertikal
(beban normal), dibiarkan dulu hingga proses kosolidasi selesai. Pembebanan
horizontal dilakukan dengan cepat.
3.
Unconsolidated Undrained
Test : pembebanan horizotal dalam pengujian ini dilakukan dengan cepat, sesaat
setlah beban vertikal dikenakan pada benda uji. Melalui pengujian ini diperoleh
parameter-parameter geser cu dan teta u.
Pada dasrnya pengujian geser langsung lebih sesuai untuk jenis pengujian consolidated drained test, oleh karena panjang pengaliran relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan pengujian yang sama, pada pengujian tiaxial.
Baca Juga disini Pengujian Pemadatan Tanah (Soil Compaction)
II. Tujuan Pengujian
2.1
Praktikan dengan prosedur yang benar dapat melaksanakan pengujian geser langsung (
direct shear test)
2.2 Praktikan dapat melakukan perhitungan serta penggambaran grafik untuk menentukan parameter-parameter geser c dan teta.
III.
Peralatan
3.1
Mesin geser langsung, terdiri dari beberapa bagian yaitu :
a.
Alat penggeser horizontal, dilengkapi dengan cincin beban (proving ring), arloji deformasi
vertikal, dan arloji regangan horizontal,.
b.
Kotak uji dilengkapi baut pengunci yang terbagi atas dua bagaian.
c.
Plat berpori 2 buah.
d.
Terdiri dari penggantung dan keping beban dalam Sistem pembebanan vertikal
3.2
alat pengeluar contoh.
3.3
Cetakan untuk membuat
benda uji.
3.4
Pengukur waktu (stop
watch).
3.5
Timbangan dengan
ketelitian 0,1 gram.
3.6
Peralatan untuk penentuan
kadar air.
3.7 Peralatan untuk membuat benda uji buatan.
IV.
Penyiapan Benda Uji
4.1
Berbentuk bujur sangkar benda uji yang digunakan
4.2
Benda uji mempunyai tebal minimum 1.25 cm, tapi tidak kurang dari 6 kali
tebal diametr butir tanah maksimum.
4.3
Perbnadingan antara diametr/lebar terhadpa benda uji minimal 2:1
4.4
Untuk benda uji asli, contoh tanah yang digunakan harus cukup untuk
membuat sebanyak minimal 3 buah bebnda uji yang identik. Perhatikan dalam penyiapan
benda uji agar tidak
terjadi kehilangan kadar air, dan agar struktur tanah asli tidak berubah, harus hati-hati dalam melakukan pencetakan benda
uji (terutama pada jenis tanah dengan nilai kepekaan tinggi).
4.5 Untuk benda uji buatan (remoulded), contoh tanha yang digunakan diupayakan mempunyai kadar air dan berat isi tanah yang sesuai dengan yang dikehendaki. Tanah biasanya dicetak langsung ke dalam kotak geser dengan nilai kepadatan relatif yang dikehendaki, khususnya untuk tanah pasir lepas. Berbeda dengan jenis tanah yang lain, dipadatkan terlebih dahulu dalam cetakan sesuai prosedur percobaan pemadatan.
V.
Prosedur Pengujian
5.1
Timbang berat benda uji, ukur tinggi dan lebarnya
5.2
Benda uji yang ada dicetakan pindahkan ke dalam kotak geser dalam sel pengujian
yang terkunci oleh kedua baut, dengan bagian bawah dan atas dipasang pelat/baut
berpori.
5.3
Pasang penggantung beban vertikal guna membari beban normal pada benda
uji. Atur pada posisi nol pembacaan di arloji deformasi vertikal. Timbang terlebih dahulu dan catat berat penggantung beban tersebut.
5.4
Pasang batang penggeser horizontal untuk memberi beban mendatar pada kotak
penguji. Arloji regangan diatur dan arloji beban sehingga menunjukkan angka nol.
5.5
Pengujian
awal beri beban normal sesuai dengan beban yang diperlukan. Perlu diperhatikan besar beban normal pertama (termasuk berat
penggantung) yang diberikan, diusahakan agar menimbulkan tegangan pada benda
uji minimal sebesar tegangan geostatik di lapangan hal ini sebagai
pedoman. Pada
pengujian consolidated drained/undrained, segera beri iar sampai diatas
permukaan benda uji dan pertahankan selama pengujian.
5.6
Beban geser dapat segera diberikan setelah pemberian beban normal pada langkah
(5.5) pengujian ini tanpa konsolidasi (unconsolidated). sedangkan
pada pengujian dengan konsolidasi (consolidated), sebelum melakukan pergeseran,
lakukan terlebh dahulu pencatatan proses konsolidasi tersebut pada waktu-waktu
tertentu, dan tunggu sampai konsolidasi selesai. Gunakan cara taylor untuk
untuk menetapkan waktu (t50), yaitu pada saat derajat konsolidasi U=50%.
5.7
Kecepatan pergeseran
horizontal dapat ditentukan berdasarkan jenis pengujian.
5.8
Lepaskan baut pengunci,
kemmudian pasangakan pada 2 lubang yang lain, berikan outaran secukupnya
sehingga kotak geser atas bawah terpisah kurang lebih 0.5 mm.
5.9
Lakukan oergeseran sampai
jarum pada rloji beban pada tiga
pembacaan terakhir beturut-turut menunjukkan nilai konstan. Setiap 15 detik sampai terjadi keruntuhan baca arloji geser dan arloji beban.
5.10
Lepaskan benda uji ke
mesin cari kadarair berat isi, dan lain sebagainya.
5.11
Untuk benda uji kedua,
beri beban normal 2 kali beban normal yang pertama kemudian ulangi
langkah-langkah (5.6 s.d 5.10)
5.12 Untuk benda uji ketiga beri beban normal 3 kali beban normal yang petama, kemudian ulangi langkah-langkah (5.6 s.d 5.10)
VI. Perhitungan dan Pelaporan
6.1 Hitung tegangan geser (terkalibrasi) τI , untuk setiap pergeseran horisontal ke i dari ketiga benda uji, dengan rumus dibawah ini:
Dimana
:
τI =
tegangan geser untuk pergeseran horisontal ke-i (kg/cm2)
Pi = Gaya geser untuk
pergeseran horisontal ke-i
A =
Luas bedang geser (cm2)
6.2
Sajikan grafik hubungan antara tegangan geser terhadap pergeseran horisontal
untuk masing-masing tegangan normal. Dari grafik diperoleh tentukan nilai geser
maksimum (τI )
6.3
Hitung tegangan normal
(σn)
yang dikenalkan pada masing-masing benda uji dengan rumus:
Dimana :
σni =
tegangan normal dari benda uji ke- i
Wi = benda vertikal pada benda uji ke-i
(termasuk berat penggantung)
A
= luas permukaan bidang geser
6.4
Sajikan grafik hubungan antara tegangan normal dengan tegangan geser maksimum. Agar membentuk garis lurus yang memotong sumbu
vertikal hubungkan ketiga titik yang diperoleh. Nilai kohesi (c) adalah jarak yang dihitung
dari titik pototng tersebut sampai sumbu mendatar, dan sudut geser dalam (ϕ)
adalah sudut kemiringan garis tersebut terhadap sumbu horisontal, yang meenuhi
persamaan
S= c + σn tan ϕ (kg/cm2)
VII. Kesimpulan
Hail
dari pengujian geser langsung ini dilakukan untuk menentukan nilai geser
langsung tanah. nilai geser langsung tanah ini digunakan untuk merencanakan
kestabilan lereng, merencanakan daya dukung pondasi dan sebagainya.
VIII. Hasil
PENGUJIAN :DIRECT
SHEAR
Tgl Pengujian :
LOKASI : Dikerjakan :
JENIS
TANAH :
Diperiksa :
DIRECT SHEAR
SK.SNI.M. 108-1990-03
|
Gaya normal / |
P1 = 5 kg |
P2 = 10 kg |
P3 = 15 kg |
|||||||
|
Tegangan normal |
σ = |
0.16 |
kg/cm2 |
σ = |
0.32 |
kg/cm2 |
σ = |
0.48 |
kg/cm2 |
|
|
Waktu |
Pergeseran |
Pembebanan |
Gaya |
Tegangan |
Pembebanan |
Gaya |
Tegangan |
Pembebanan |
Gaya |
Tegangan |
|
Dial |
geser |
geser (t1) |
Dial |
geser |
geser (t2) |
Dial |
geser |
geser (t3) |
||
|
15" |
12.5 |
25 |
56.82 |
1.84 |
65 |
147.73 |
4.77 |
23 |
52.3 |
1.69 |
|
30" |
25.0 |
32 |
72.73 |
2.35 |
79 |
179.55 |
5.80 |
25 |
56.8 |
1.84 |
|
45" |
37.5 |
28 |
63.64 |
2.06 |
85 |
193.18 |
6.24 |
77 |
175.0 |
5.65 |
|
1'00" |
50.0 |
29 |
65.91 |
2.13 |
80 |
181.82 |
5.87 |
86 |
195.5 |
6.31 |
|
1'15" |
62.5 |
30 |
68.18 |
2.20 |
75 |
170.45 |
5.51 |
23 |
52.3 |
1.69 |
|
1'30" |
75.0 |
31 |
70.45 |
2.28 |
74 |
168.18 |
5.43 |
43 |
97.7 |
3.16 |
|
1'45" |
87.5 |
30 |
68.18 |
2.20 |
82 |
186.36 |
6.02 |
65 |
147.7 |
4.77 |
|
2'00" |
100.0 |
32 |
72.73 |
2.35 |
91 |
206.82 |
6.68 |
90 |
204.5 |
6.61 |
|
2'15" |
112.5 |
30 |
68.18 |
2.20 |
99 |
225.00 |
7.27 |
99 |
225.0 |
7.27 |
|
2'30" |
125.0 |
35 |
79.55 |
2.57 |
109 |
247.73 |
8.00 |
110 |
250.0 |
8.07 |
|
2'45" |
137.5 |
37 |
84.09 |
2.72 |
115 |
261.36 |
8.44 |
100 |
227.3 |
7.34 |
|
3'00" |
150.0 |
38 |
86.36 |
2.79 |
121 |
275.00 |
8.88 |
130 |
295.5 |
9.54 |
|
3'15" |
162.5 |
40 |
90.91 |
2.94 |
130 |
295.45 |
9.54 |
115 |
261.4 |
8.44 |
|
3'30" |
175.0 |
39 |
88.64 |
2.86 |
135 |
306.82 |
9.91 |
135 |
306.8 |
9.91 |
|
3'45" |
187.5 |
40 |
90.91 |
2.94 |
142 |
322.73 |
10.42 |
147 |
334.1 |
10.79 |
|
4'00" |
200.0 |
43 |
97.73 |
3.16 |
150 |
340.91 |
11.01 |
156 |
354.5 |
11.45 |
|
4'15" |
212.5 |
45 |
102.27 |
3.30 |
154 |
350.00 |
11.30 |
166 |
377.3 |
12.19 |
|
4'30" |
225.0 |
48 |
109.09 |
3.52 |
157 |
356.82 |
11.53 |
173 |
393.2 |
12.70 |
|
4'45" |
237.5 |
50 |
113.64 |
3.67 |
163 |
370.45 |
11.97 |
182 |
413.6 |
13.36 |
|
5'00" |
250.0 |
52 |
118.18 |
3.82 |
165 |
375.00 |
12.11 |
196 |
445.5 |
14.39 |
|
|
262.5 |
53 |
120.45 |
3.89 |
167 |
379.55 |
12.26 |
201 |
456.8 |
14.76 |
|
5'30" |
275.0 |
55 |
125.00 |
4.04 |
171 |
388.64 |
12.55 |
201 |
456.8 |
14.76 |
|
5'45" |
287.5 |
58 |
131.82 |
4.26 |
174 |
395.45 |
12.77 |
- |
- |
- |
|
6'00" |
300.0 |
62 |
140.91 |
4.55 |
177 |
402.27 |
12.99 |
- |
- |
- |
|
6'15" |
312.5 |
66 |
150.00 |
4.84 |
180 |
409.09 |
13.21 |
- |
- |
- |
|
6'30" |
325.0 |
70 |
159.09 |
5.14 |
182 |
413.64 |
13.36 |
- |
- |
- |
|
6'45" |
337.5 |
72 |
163.64 |
5.29 |
177 |
402.27 |
12.99 |
- |
- |
- |
|
7'00" |
350.0 |
72 |
163.64 |
5.29 |
173 |
393.18 |
12.70 |
- |
- |
- |
|
7'15" |
362.5 |
- |
- |
- |
173 |
393.18 |
12.70 |
- |
- |
- |
|
7'30" |
375.0 |
- |
- |
- |
173 |
393.18 |
12.70 |
- |
- |
- |
|
Contoh |
Diameter (cm)
|
6.28 |
|
Tinggi (cm) |
1.96 |
|
|
Luas
|
30.96 |
|
|
Alat |
Kalibrasi proving ring |
0.44 |
|
Hasil |
c = 2,55 kg/cm2 |
Φ = 18° |
 |
| Grafik pergeseran horizontal |
 |
| Grafik tegangan normal |
