Uji kuat geser langsung digunakan untuk mengetahui kuat geser batuan dengan menerapkan gaya normal dan geser pada sampel batuan. Faktor yang mempengaruhi kuat geser antara lain kohesi, sudut geser dalam, tegangan normal, keberadaan air, dan kekasaran permukaan geser. Hasil uji memberikan kurva hubungan antara tegangan geser dan perpindahan serta menunjukkan nilai puncak dan sisa kuat geser batuan.

1. Uji Kuat Geser
Langsung
Yuliadi Bejo

2. Apa itu Uji Kuat Geser
Langsung???
● Kuat geser batuan merupakan perlawanan internal batuan
terhadap tegangan yang bekerja sepanjang bidang geser
dalam batuan tersebut, yang dipengaruhi oleh karakteristik
intrinsik dan faktor eksternal
● Untuk mengetahui kuat geser batuan pada tegangan normal
tertentu.
● Minimal 3 contoh.
● Masing-masing contoh dikenakan gaya normal tertentu yang
diaplikasikan tegak lurus terhadap permukaan bidang
diskontinu
● Garis Coulomb's shear strength,
● kuat geser (shear strength),
● sudut geser dalam (f),
● kohesi (C).
2

3. Faktor – faktor yang
mempengaruhi kuat
geser batuan :
• Faktor intrinsik : kohesi dan sudut geser
dalam
• Faktor ekstrinsik : tegangan normal,
keberadaan dan tekanan air, mineralogi dan
ukuran butiran, kekasaran permukaan geser,
banyaknya bidang diskontinu, keberadaan
material pengisi pada rekahan, laju pembebanan
geser, tingkat kerusakan dan ukuran contoh.
3

4. Faktor – faktor yang
mempengaruhi kuat
geser batuan :
• Laju perpindahan geser konstan akan mengindikasikan gaya geser
yang bekerja pada batuan tersebut. t yang dibutuhkan batuan
tersebut untuk mulai membentuk rekahan bidang geser dan
berpindah akan bertambah sesuai pertambahan FN.
• Pada Uji Geser langsung, t & s N adalah representatif dari FS & FN
dibagi luas kontak.
• Saat Uji Geser: t meningkat secara linear terhadap perpindahan,
akan tetapi berangsur-angsur menjadi tidak linear hingga pada
saat tercapai nilai maksimumnya. Nilai t maksimum = nilai tP & nilai
perpindahan pada saat kondisi ini disebut perpindahan geser
puncak.
• Setelah tP tercapai, t akan turun dan berangsur-angsur mencapai
nilai konstan & disebut tR.
• Jika tP & tR diperoleh dari tingkat tN yang berbeda dengan jenis
batuan yang sama, secara ideal akan diperoleh kurva hubungan
linear antara kuat geser terhadap masing-masing tingkat tegangan
normal.
• Permukaan bidang diskontinu alami pada batuan tidak selalu
halus, bahkan hampir 100% kasar. Semakin kasar permukaan
batuan meningkatkan kekuatan geser pada batuan.
4

5. Alat Uji Geser
Langsung & Creep
5

6. Prinsip Kerja
dan model
grafis peak
dan residual
6

7. Contoh Pengujian
pada Batu Pasir
7

8. Bevelled Dies
Shear Test
8

9. Faktor
Eksternal Kuat
Geser Batuan
Tegangan normal
● Massa batuan pada umumnya mempunyai rekahan yang
ditimbulkan oleh pembebanan sejak awal pembetukan batuan
tersebut. Tegangan terkonsentrasi pada rekahan tesebut,
sehingga kehadiran rekahan sangat mempengaruhi perilaku
massa batuan. Dengan adanya faktor kekasaran bidang
rekahan, maka kondisi tegangan normal konstan akan tidak
realistik tercapai pada kondisi alami.
● Selain itu, peristiwa geologi seperti gempa bumi memungkinkan
terjadi perubahan beban normal terhadap massa batuan dan
berpotensi membentuk bidang geser baru pada massa batuan.
● Kuat geser, dalam hal ini kuat geser puncak, akan meningkat
seiring peningkatan tegangan normal. Hal ini mengindikasikan
bahwa bidang lemah pada kedalaman yang lebih dalam
cenderung akan semakin kuat. Uji kuat geser harus dilakukan
pada kondisi tingkat tegangan normal yang tidak melebihi batas
elastisitasnya. Hal ini dilakukan untuk memperoleh deformasi
yang disebabkan tegangan geser dan bukan oleh tegangan
normal.
9

10. Data Uji Geser-1
10

11. Data Uji Geser-1
11

12. Faktor Eksternal Kuat
Geser Batuan
Bidang geser dan material pengisi pada bidang geser
● Kuat geser akan berkurang secara signifikan ketika
sebagian atau seluruh permukaan tidak sepenuhnya
kontak, melainkan ditutupi oleh material pengisi yang
relatif lunak seperti lempung
● Keruntuhan geser batuan dengan bidang diskontinu yang
terisi material lunak mengalami dua tahap. Pertama
tegangan dan perpindahan geser hanya dipengaruhi oleh
kekuatan material pengisi. Kedua, setelah terjadi
perpindahan, permukaan batuan mengalami kontak
kemudian kekuatan dari bidang diskontinu ditentukan oleh
kekasaran dan kekuatan bidang geser itu sendiri
12

13. Faktor Eksternal Kuat
Geser Batuan
Pengaruh kehadiran air dan tekanan air
● Kehadiran air pada massa batuan menyebabkan
permukaan bidang diskontinu akan tertekan
sebagian sehingga tegangan normal menjadi
berkurang.
● Kecepatan geser pada permukaan yang basah lebih
lambat dibandingkan dengan permukaan yang
kering.
13

14. Kriteria Kuat
Geser Batuan
14

15. Kriteria Kuat
Geser Batuan
Kriteria Dilatansi
● Pada pengujian kuat geser langsung, selain perpindahan lateral,
terjadi juga perilaku dilatansi.
● §Dilatansi merupakan perpindahan vertikal (searah tegangan
normal) selama uji kuat geser. Model gigi gergaji merupakan
ilustrasi yang baik untuk menjelaskan perilaku ini.
● Pada kondisi ini tidak akan ada perpindahan selama resultan
gaya berada pada batas sudut geser gerigi.
● Akan tetapi jika resultan gaya di luar batas tersebut, akan terjadi
pergerakan pada arah i. Rekahan akan terbuka dan dilatansi
terjadi pada bidang geser tersebut.
● Tegangan normal σn akan bereaksi melawan dilatansi ini. Apabila
penggeseran dilanjutkan, gerigi akan kelebihan beban dan akan
tergeserkan secara langsung. Pergeseran akan terus berlanjut
sejajar terhadap bidang geser umum tanpa ada dilatansi
15

16. Kriteria Kuat
Geser Batuan
16