KUAT GESER TANAH

1. KUAT GESER TANAH

2. 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

3. Bidang runtuh KERUNTUHAN GESER Partikel tanah bergerak relatif terhadap partikel tanah lainnya sepanjang bidang runtuh Tidak ada kerusakan pada partikel tanah

4.    Shear failure Pasa saat runtuh, tegangan geser sepanjang bidang runtuh () mencapai nilai kuat geser tanah (f).

5. 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)

6. 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”

7. 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, .

8.  f f tan   frictional component cohesive component c c f  Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb Komponen kuat geser tanah : Kohesi (cohesive) and Gesekan (frictional).

9. c dan  adalah parameter kuat geser tanah. Makin tinggi nilainya, makin tinggi kekuatan tanahnya

10. Y X Lingkaran Mohr & Kurva Keruntuhan  X  Y Elemen tanah pada lokasi yang berbeda X ~ runtuh Y ~ stabil

11.  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

12.  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

13. Y 45 + /2 45 + /2  3 3 Kemiringan Bidang Runtuh Kemiringan bidang runtuh terjadi pada 45 + /2 terhadap horizontal GL  90+ Y 3 3+

14. v v’ u h h’ u X X X effective stresses total stresses u Lingkaran Mohr Untuk  & ’ = + h’ v’ h v

15. 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 ’

16. 1 3 X Tegangan 1 = 3+ 3 1 D

17. UJI LABORATORIUM UNTUK KUAT GESER TANAH • UJI Triaxial • UJI UCT (Unconfined Compression Test) • UJI Geser Langsung (Direct Shear)

18. UJI TRIAXIAL

19. Alat Uji Triaxial

20. 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

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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)

25. 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 ’)

26. 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)

27. 1 X 3 X Elemen tanah saat runtuh 1 3 Hubungan 1- 3 Saat Runtuh

28. Contoh Hasil Uji TX-UU

29. Contoh Hasil Uji TX-UU

30. Contoh Hasil Uji TX-UU

31. UJI UCT

32. ALAT UJI UCT

33. 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

34. UJI UCT cu = qu /2 1 3 Ds = qu

35. UJI GESER LANGSUNG

36. 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

38. 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.

39. CATATAN PENTING

40. 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)

41. CATATAN • Kondisidimana air mengalamidisipasi/jangkapanjang, disebutsebagai drained (ESA, effective stress analysis) Bedakan dengan tegangan vertikan efektif!!!

42. UJI LAPANGAN UNTUK KUAT GESER TANAH • UJI CPT/CPTU • UJI SPT • UJI VANE SHEAR

43. CPT (Cone Penetration Test)

44. CPT (Cone Penetration Test) Equipment

45. CPT (Cone Penetration Test) Equipment

46. CPT (Cone Penetration Test) • Data Primer : • qc (tahanan Ujung) • fs (gesekanselimut) • FR (friction ratio) • Data Sekunder : • Kekuatantanah • Perkiraankedalamantanahkeras • Perkiraanperilakutanah • Perkiraanmuka air tanah (tidakdigunakan!) Result

47. MenentukanStratifikasi Tanah Berdasarkan Data Sondir

48. Stratifikasi Tanah - CPT Gunakan tabel data qc, fs, FR

49. Stratifikasi Tanah - CPT Gunakan grafik dari Schmertmann

50. Stratifikasi Tanah - CPT Tentukan Jenis Tanah Untuk setiap nilai qc, dan FR