1. 45
BAB V
PERCOBAAN TRIAXIAL (TRIAXIAL TEST)
PADA KONDISI “UNCONSOLIDATED-UNDRAINED”
TANPA PEMBACAAN TEKANAN PORI
V.1 MAKSUD PERCOBAAN
Maksud percobaan adalah untuk menentukan parameter geser tanah
dengan alat triaxial pada kondisi “unconsolidated-undrained” tanpa
pengukuran tekanan pori.
V.2 ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Sel triaxial dengan dinding transparan dan perlengkapannya.
2. Alat untuk memberikan tekanan yang konstan pada cairan dalam sel
dengan ketelitian 0,1 atau 0,05 – 7,5 mm/menit.
3. Alat kompresi untuk menekan benda secara axial, dengan kecepatan yang
dapat diatur antara 0,05 –7,5 mm/menit.
4. Arloji ukur untuk mengukur pemendekan axial benda uji.
5. Membran karet yang sesuai dengan ukuran benda uji, alat peregang
membran dan gelang karet pengikat.
6. Cetakan tanah, gergaji, alat bubut tanah, dan sebagainya.
7. Alat-alat pemeriksa kadar air tanah.
V.3 BENDA UJI
Benda uji yang perlu disediakan sekurang-kurangnya 3 buah. Benda uji
berupa silinder tanah dengan perbandingan antara tinggi diameter yaitu
2 : 1 dan 3 : 1.
Diameter minimum benda uji adalah 3,3 cm.
Apabila diameter benda uji < 7,10 cm, butir tanah terbesar yang
diijinkan ada dalam benda uji adalah 1/10 kali diameter benda uji, sedang
bila diameter benda uji > 7,10 cm butir tanah terbesar yang diijinkan
adalah 1/6 diameter benda uji.
2. 46
V.4. PERSIAPAN BENDA UJI
1. Bila contoh tanah yang diperiksa adalah contoh asli dari tabung contoh
yang diameternya sudah sesuai dengan benda uji yang diinginkan, maka
keluarkan contoh tanah dari tabung, dorong dengan alat pengeluar contoh
masuk tabung cetak belah. Potong benda uji rata bagian atas dan
bawahnya. Bila perlu permukaan yang tidak rata ditambal. Kemudian
keluarkan dari tabung cetak.
2. Bila contoh tanah asli ukurannya lebih besar dari benda uji yang
dinginkan, bentuk/potonglah contoh tanah dengan pisau atau dengan
gergaji kawat, atau dibubut hingga didapat ukuran yang diinginkan.
3. Bila contoh tanah pada buatan, maka dapat berupa:
a. Contoh tanah yang rusak (gagal dalam persiapan/pelaksanaan
percobaan) dapat dibentuk kembali dengan memasukkan kedalam
kantong plsatik/karet, remas dengan jari sampai rata seluruhnya.
Hindarkan bertambahnya udara dalam pori tanah. Kemudian bentuk
kembali dan padatkan dalam cetakan sehingga kepadatannya sama
dengan asli.
b. Contoh tanah padat buatan dapat diperoleh dengan memadatkan
contoh tanah dengan kadar air dan kepadatan sesuai dengan yang
dinginkan. Pemadatan dapat dilaksanakan dengan menumbuk tanah
pada silinder pemadatan kemudian didorong keluar dengan alat
pengeluar contoh masuk tabung contoh atau dapat pula dengan
dipotongkan dibubut. Pemadatan dapat pula dilaksanakan langsung
pada cetakan belah.
c. Bila dikehendaki, contoh tanah dapat dijenuhkan sebelum percobaan.
Bila demikian catat dan cantumkan pada laporan.
4. Ukur dengan teliti dan catat ukuran diameter dan tinggi dari benda uji.
Kemudian timbanglah benda uji untuk menghitung berat volume benda
uji.
3. 47
V.5 PEMASANGAN BENDA UJI
1. a. Taruh benda uji di atas tutup bawah benda uji (specimen cap),
kemudian letakkan tutup atas di atas benda uji. Pada percobaan
“unconsolidated-undrained’ gunakan tutup-tutup yang tidak
berlubang.
b. Gunakan peregang membran (vaccum), selubungkan membran pada
benda uji. Matikan pompa vakum, kemudian selubungkan membran
pada tutup atas maupun bawah dengan gelang karet pengikat. Untuk
menjamin rapat air dapat dioleskan pelumas pekat (silicon grease)
pada tepi tutup benda uji.
2. Pasanglah benda uji yang sudah di bungkus membran pada tumpuan
dasar sel triaxial. Aturlah agar kedudukannya benar-benar sentris. Pasang
dinding sel triaxial dan dibuat bebas terhadap benda uji. Aturlah arloji
ukur cincin beban pada pembacaan nol.
3. a. Isilah sel traxial dengan air dan berikan tekanan air ini (tekanan sel)
sampai harga yang diinginkan.
b. Jalankan/atur dengan pemutar tangan agar piston beban hampir
(belum) menempel benda uji. Baca dan catat arloji ukur cincin beban,
yang akan mengukur gaya akibat tekanan ke atas oleh air sel dalam
piston, berat piston dan gesekan, yang dipakai sebagai koreksi pada
pembacaan selanjutnya.
c. Atur lagi sehingga piston beban mulai menempel benda uji.
d. Atur arloji cincin beban, sehingga dengan diperhitungkan koreksi
tersebut tadi arloji membaca nol.
e. Atur arloji regangan/pemendekan benda uji pada pembacaan nol.
V.6 PEMBEBANAN
1. Jalankan mesin beban dengan kecepatan 0,5 – 2%/menit. Baca dan catat
pembacaan arloji ukur cincin beban dan arloji ukur pemendekan benda uji
pada kedudukan-kedudukan pemendekan 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%; 0,5%;
4. 48
kemudian pada 1,0%; 1,5%; 2,0%; 2,5%; 3,0% dan setelah itu
pemendekan 10% (jika tanah belum pecah dapat dibaca setiap 2%).
Lanjutkan pembacaan ini sampai pemendekan 15% (meski tanah sudah
pecah) atau jika tanah belum pecah lanjutkan pembacaan sampai
pemendekan 20%. Pembacaan yang lebih kerap dapat/perlu dilakukan
pada saat tanah mendekati pecah.
2. Selama pembebanan amati selalu manometer tekanan sel, dan aturlah
selalu agar tekanan hampir konstan, terkecuali bila memang digunakan
alat dengan tekanan konstan.
3. Setelah selesai pembacaan, hentikan mesin beban, keluarkan air dalam
sel, kemudian buka sel dan keluarkan benda uji.
4. Bukalah membran karet dan catat/buat sketsa bentuk pecahnya tanah.
5. Timbang dan catat berat benda uji.
6. Laksanakan pemeriksaan kadar air benda uji.
Catatan :
1. Setelah selesai pembacaan, hentikan mesin beban, keluarkan air dalam
sel, kemudian buka sel dan keluarkan benda uji.
2. Bukalah membran karet dan catat/buat sketsa bentuk pecahnya tanah.
3. Timbang dan catat berat benda uji.
4. Laksanakan pemeriksaan kadar air benda uji.
V.7 PERHITUNGAN
1. Hitunglah regangan axial tanah, untuk setiap beban yang dibaca, yaitu :
Lo
ΔL
ε
dimana :
ΔL = perpendekan benda uji yang terbaca pada arloji ukur.
Lo = panjang/tinggi benda uji semula.
2. Hitunglah luas rata-rata penampang tanah (A) pada setiap beban, yaitu :
(V.1)
5. 49
ε)(1
Ao
A'
dimana : Ao = luas penampang benda uji semula.
3. Hitung tegangan deviator pada setiap beban (σ1 – σ3), yaitu :
A'
P
σσ 31
dimana : P = beban yang bekerja
4. Gambarkan hubungan antara tegangan deviator dan regangan, dengan
tegangan deviator sebagai ordinat dan regangan sebagai absis. Cari dari
grafik ini tegangan deviator dan regangan yang memecahkan benda uji,
yaitu tegangan deviator pada regangan 20%, dimana yang lebih dahulu
terjadi pada pemeriksaan.
5. A. Hitunglah tegangan utama mayor dan minor pada saat pecah, yaitu :
Tegangan utama minor : σ3 = tekanan sel
Tegangan utama mayor : σ1 =
P
A
+ σ3
B. Gambarkan lingkaran Mohr dari tegangan pada saat pecah pada salib
sumbu dengan tegangan geser sebagai ordinat dan tegangan normal
sebagai absis, sbb:
Buatlah setengah lingkaran dengan pusatnya terletak pada sumbu
tegangan normal dengan absis = (
𝜎1+𝜎3
2
) dan dengan jari-jari =
(
𝜎1−𝜎3
2
).
6. Gambarkan lingkaran-lingkaran Mohr dengan cara yang sama bagi
benda-benda uji lainnya yang telah diperiksa.
7. Gambarkan garis singgung persekutuan yang meyinggung lingkaran
Mohr. Garis ini disebut garis selubung (Strength envelope atau Failure
envelope). Perpotongan garis selubung dengan sumbu vertikal (sumbu
tegangan geser) merupakan nilai kohesi semu (Cu) dan sudut garis
selubung dengan sumbu mendatar adalah sudut geser intern semu (θu).
(V.2)
(V.3)
6. 50
8. Untuk mendapatkan nilai Cu dan θu dapat pula diperoleh dengan
menggunakan grafik dengan ordinat (
𝜎1−𝜎3
2
) dan absis (
𝜎1+𝜎3
2
). Data
pemeriksaan pada masing-masing benda uji memberikan satu titik pada
grafik ini. Tarik garis lurus penghubung terbaik pada titik-titik tersebut.
Apabila garis ini memotong sumbu vertikal pada jarak b (dari 0,0) dan
membentuk sudut dengan sumbu mendatar, maka nilai Cu dan θu dapat
dihitung dari hubungan dibawah ini.
Sin θu = tan α
Cu = b/cos θu
Catatan :
Untuk mereduksi pengaruh gesekkan dan adhesi terhadap pengembangan
mendatar antara benda uji dengan tutup dasar dan tutup atas dapat digunakan dua
lapis lembaran karet bulat, yang diolesi dengan pelumas pekat (silicon grease)
antara kedua karet dan antara karet dengan tutup bawah/atas. Karet ini dipasang di
atas maupun di bawah benda uji. Diameter karet dibuat sama dengan tutup
bawah/atas dan tebalnya minimum 0,13 mm dan maksimum 0,80 mm. Jika
digunakan cara ini, tinggi benda uji yang dipakai boleh diambil antara 1,2 – 2 kali
diameternya.
(V.4)
10. 54
V.8 KESIMPULAN
Dari percobaan yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada diagram Mohr garis singgung persekutuan disebut garis selubung.
2. Perpotongan garis selubung dengan sumbu vertikal (sumbu tegang
geser) merupakan nilai kohesi semu (Cu) dan garis sudut selubung
dengan sumbu mendatar adalah sudut dalam intern semu (ϕ).
3. Dari diagram mohr, didapatkan sudut geser (θ) sebesar 4º dan nilai
kohesi (c) = 0,076.
V.9 SARAN
1. Hendaknya dalam melakukan percobaan Triaxial dilakukan dengan
sungguh-sungguh dan teliti, baik pada waktu pengamatan,
pengoperasian dan pencatatan data serta perhitungan.
2. Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan dapat mengerti dan
memahami maksud serta tujuan dilakukannya percobaan ini
3. Diharapkan menghasilkan data-data dan analisa perhitungan yang
akurat.
