Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)

 Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test) AASHTO T 208 - 70

Pendahuluan

Pemberian beban vertikal yang dinaikkan secara bertahap terhadap benda uji berbentuk silinder yang didirikan bebas sampai terjadi keruntuhan merupakan prinsip dasar dari percobaan ini. Pada interval regangan aksial tetap tertentu, yang dapat dicapai dengan cara mempertahankan kecepatan pembebanan dengan besaran tertentu, selama pengujian berlangsung (Strain control) dilakukuan pembacaan beban. Pembebanan diberikan hanya dalam arah vertikal saja, atau disebut sebagai percobaan tekan satu arah (Uniaxial test).

Metoda pengujian ini meliputi penentuan nilai kuat tekan bebas (Uncofined compressive strength) – q_u untuk tanah kohesif, dari benda uji asli (undisturbed) maupun luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan (beban maksimum), atau bila regangan aksial telah mencapai 15%.

Yang digunakan untuk menentukan konsistensi dari tanah lempung adalah nilai q_u yang diperoleh. Selain itu, melalui pengujian ini dapat ditentukan nilai kepekaan (sensitivity) dari tanah kohesif, yaitu perbandingan antara nilai q_u tanah asli terhadap nilai q_u tanah buatan.

Keadaan yang khusus pada percobaan Triaksial, dimana tegangan sel (confining pressure) - s₃, besarnya sama dengan nol merupakan Pengujian Kuat Tekan Bebas. Hal ini dapat pula menentukan nilai cohesi (c) dalam konsep tegangan total (total pressure), yaitu sebesar ½ dari nilai q_u.

Tabel Konsistensi Tanah

Konsistensi tanah	Kuat Geser Undrained (kg/cm2)
Sangat lunak Lunak Lunak s/d kenyal Kenyal Sangat kenyal Kaku Sangat kaku s/d keras	< 2.0 2.0 – 4.0 4.0 – 5.0 5.0 – 7.5                     7.5 – 10.0                    10.0 – 15.0 > 15.0

II. Tujuan Pengujian

2.1     Praktikan melakukan prosedur yang benar dalam melaksanakan percobaan Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compressive Strength Test).

2.2     Praktikan melakukan perhitungan dan penggambaran grafik, serta dapat menentukan nilai kuat tekan bebas (q_u)

2.3     Praktikan melakukan pengujian dengan benda uji buatan, untuk menentukan nilai kepekaan (sensitivity) tanah.

III. Peralatan

3.1       Mesin beban (Load frame), dengan ketelitian bacaan sampai 0.01 kg/cm²

3.2       Tabung belah, cetakan benda uji berbentuk silinder dengan tinggi 2 kali diameter

3.3       Alat untuk mengeluarkan contoh tanah (Extruder)

3.4       Pengukur waktu (Stopwatch)

3.5       Timbangan dengan ketelitian 0.1gram

3.6       Kawat serta talam, pisau tipis, jangka sorong

3.7       Peralatan untuk keperluan penentuan kadar air.

Alat Kuat Tekan Bebas

Keterangan gambar

1.      Mur tiang 2.      Proving ring 3.      Dial beban 4.      Plat penekan atas 5.      Plat penekan bawah

IV. Persiapan Benda Uji

4.1    Menggunakan benda uji berbentuk silinder, dengan diameter minimal 3,00 cm dan tinggi diambil 2 s/d 3 kali diameter.

4.2    Menggunakan benda uji dengan diameter 3,00 cm, besar butir maksimum yang terkandung dalam benda uji harus < 0,1 diameter benda uji.

4.3    Benda uji dengan diameter > 6,80 cm besar butir maksimum yang terkandung dalam benda uji harus < 1/6 diameter benda uji.

4.4    Pembuatan benda uji:

4.4.1       Buatan (remoulded)

- Menyiapkan sampel tanah bekas dari pengujian atau benda uji asli, ataupun sisa-sisa sampel tanah yang sejenis.

- Menyiapkan data berat isi dan kadar air asli, serta volume cetakan.

-  Menyesuaikan kadar air dari sampel tanah agar sama atau mendekati nilai kadar air asli.

- Mencetak benda uji ke dalam tabung sampel yang telah diketahui volumenya sehingga mempunyai berat isi yang sama atau mendekat berat isi tanah asli.

-          Memasang cetakan benda uji di atas tabung contoh, mengeluarkan contoh dengan alat pengeluar contoh sepanjang cetakan dan memotong dengan pisau kawat.

- Meratakan kedua sisi benda uji dengan pisau tipis dan keluarkan dari cetakan.

V. Prosedur Pengujian

5.1     Menimbang benda uji, kemudian menekan pada mesin tekan bebas secara sentris dimana permukaan piston bagian bawah menyentuh permukaan benda uji bagian atas

5.2     Mengatur arloji beban regangan pada angka nol.

5.3     Menjalankan mesin beban, baca dan catat beban pada regangan 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%, dan seterusnya

5.4     Kecepatan regangan sebesar 0,5%-2,0% permenit dari tinggi benda uji, Mengambil sebesar 1% permenit dari tinggi benda uji

5.5     Pelaksanaan pengujian dihentikan apabila telah tercapai salah satu dari keadaan dibawah ini:

-  Pembacaan beban telah menurun, atau relatif tetap untuk 3 (tiga) pembacaan terakhir berturut-turut.

- Jika regangan telah mencapai 15%. 

VI. Perhitungan dan Pelaporan

6.1    Besar regangan aksial dihitung dengan rumus:

dimana:

e    = regangan aksial (%)                                                

DL = perubahan panjang benda uji (cm)

Lo = panjang benda uji semula (cm)

6.2    Luas penampang benda uji rata-rata pada regangan tertentu:

dimana:

  Ao = luas penampang benda uji mula-mula (cm²)

6.3 Nilai tegangan normal:

dimana:

P  = N x b (kg)

s_n = tegangan normal (kg/cm²)

P  = gaya aksial (kg)

A  = luas penampang rata-rata pada regangan tertentu (cm)²

N  = bacaan arloji beban (div)

b  = kalibrasi dari ring beban (kg/div)

Grafik hubungan tegangan dan regangan

VII. Perawatan

7.1.     Buka box bagian gigi-gigi penggerak lalu tambahkan stempet secukupnya apabila engkol pemutar tidak bisa diputar dengan lancar.

7.2.     Kencangkan mur penjepit plat penekan atas untuk mencegah rusaknya draad akibat aus.

7.3.     Periksa bagian dalam mesin penekan elektrik secara berkala

7.4.     Periksa dudukan motor, Mengencangkan baut-baut penjepitnya untuk mengurangi getaran mesin.

-  Melalui lubang pengisian oli pada speed reducer berikan oli pelumas.

-  Mengganti sabuk/ ban pemutar bila sudah aus/slip

-  Periksa kabel arde/ground atau balikkan kedudukan steker input menghindari terjadi kebocoran arus listrik. 

VIII. Referensi

8.1.    ASTM D 2166-85

8.2.    AASHTO

8.3.     Bowles, J.E., “Engineering Properties of Soils and Their Measurement” Experiment No. 14

8.4.    Head, K. H. “Manual os Soil Laboratory Testing”, Vol.1 – Chapter 2.5. 

IX. Perhitungan

9.1 Besar regangan aksial dihitung dengan rumus:

9.2 Luas penampang benda uji rata-rata pada regangan tertentu:

9.3 Nilai tegangan normal:

X. Kesimpulan

Pengujian kuat tekan bebas pada dasarnya merupakan keadaan yang khusus pada percobaan triaksial, dimana tegangan sel (confining pressure)-σ₃, besarnya sama dengan nol, dengan demikian dapat pula ditentukan nilai cohesi(c) dalam konsep tegangan total (total pressure), yaitu sebesar ½ dari nilai q_u.

  Kuat tekan bebas ini merupakan pengujian yag dilakukan guna menentukan nilai kuat tekan bebas suatu tanah.

Nilai kuat tekan bebas (Uncofined compressive strength) – q_u tanah ini adalah pada tegangan 2,535 kg/cm³ untuk tanah kohesif, dari benda uji asli (undisturbed) maupun luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan (beban maksimum), dan mencapai regangan aksial 16%. Tanah termasuk dalam kategori

XI. Lampiran Hasil

Proyek        : --                                                           Tanggal Pengujian    :

Lokasi        :                                                               Dikerjakan                :

Jenis Tanah : --                                                           Diperiksa                  :

 

KUAT TEKAN BEBAS

(UNCONFINED COMPRESSION TEST)

(ASTM D 2166)

Waktu	Regangan		Beban		Luas		Tegangan
	Pemb.	Regangan	Pemb.	Beban	Angka	Luas
	Dial	%	Dial	Kg	koreksi	Koreksi	Kg/cmᵌ
0'30	35	0	1,0	0,5030	1,000	8,704	0,503
1'00	70	1	1,5	0,7545	1,007	8,762	0,749
2'00	140	2	1,7	0,8551	1,012	8,808	0,845
3'00	210	3	2,0	1,0060	1,015	8,837	0,991
4'00	280	4	2,2	1,1066	1,019	8,865	1,086
5'00	350	5	2,7	1,3581	1,019	8,868	1,333
6'00	420	6	3,1	1,5593	1,020	8,876	1,529
7'00	490	7	3,2	1,6096	1,022	8,899	1,574
8'00	560	8	3,7	1,8611	1,022	8,896	1,821
9'00	630	9	3,9	1,9617	1,024	8,910	1,916
10'00	700	10	4,2	2,1126	1,024	8,916	2,062
11'00	770	11	4,5	2,2635	1,025	8,922	2,208
12'00	840	12	4,7	2,3641	1,026	8,932	2,304
13'00	910	13	4,9	2,4647	1,027	8,941	2,399
14'00	980	14	5,0	2,5150	1,029	8,955	2,445
15'00	1050	15	5,1	2,5653	1,030	8,968	2,490
16'00	1120	16	5,2	2,6156	1,032	8,980	2,535
17'00	1190	17	5,0	2,5150	1,035	9,010	2,429

 

Macam tanah	:	Lunak
Diameter contoh	:	3,33	cm
Tinggi contoh	:	6,8	cm
Luas contoh	:	8,704	cm²
Isi contoh/Volume contoh (V)	:	59,1872	cm²
Berat  contoh (W)	:	125,79	gr
Berat volume basah:	:	2,125	gr/cm³