I. TUJUAN

1. Menentukan besarnya nilai kekuatan tekan bebas suatu contoh tanah

asli (undisturbed) dan tidak asli (remolded).

2. Menentukan nilai sensitifitas tanah.

II. DASAR TEORI

Kuat tekan bebas (qu) adalah besarnya beban aksial persatuan luas pada

saat benda uji mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial

mencapai 15-20%.

Percobaan unconfined terutama dilakukan pada tanah lempung (clay)

atau lanau (silt). Bila lempung mempunyai derajat kejenuhan 100%, maka

kekuatan gesernya dapat ditentukan langsung dari nilai kekuatan unconfined.

Hubungan konsistensi tanah dengan kekuatan tanah lempung dari

unconfined compressive strength test:

Tabel 3.5 Hubungan Kuat Tekan Bebas (qu) Tanah Lempung dengan

Konsistensinya

Konsistensi qu (kN/m2)

Lempung keras >400

Lempung sangat kaku 200 – 400

Lempung kaku 100 – 200

Lempung sedang 50 – 100

Lempung lunak 25 – 50

Lempung sangat lunak <25

Sumber Tabel: (Hary Christady Hardiyatmo, Mekanika Tanah I, hal. 320)

Apabila contoh lempung dari tanah tidak terganggu diremas tanpa

mengubah kadar airnya (remoulded), maka kekuatan contoh tersebut akan

turun. Sifat berkurangnya kekuatan tanah akibat adanya kerusakan struktur

tanah, dinamakan dengan kesensitifitasan (sensitifity). Tingkat

kesensitifitasan (ST) dapat ditentukan sebagai perbandingan antara kekuatan

tanah yang masih asli (undisturbed) dengan kekuatan tanah yang sama

setelah mengalami kerusakan (remoulded), bila tanah tersebut diuji dengan

tekanan tak tersekap.

qu (asli) qu Kondisi tanah asli St = qu (tidak asli)

qu Kondisi tanah tidak asli

keterangan,

St = Tingkat kesensitifitasan

qu asli = Kuat tekan bebas maksimum pada kondisi undisturbed

(Kg/cm2)

qu tidak asli = Kuat tekan bebas maksimum pada kondisi remoulded

(Kg/cm2)

Dalam pengujian kuat tekan babas ada beberapa syarat yang harus

diperhatikan.

1. Penekanan

Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0.5 – 2 % permenit

2. Kriteria keruntuhan suatu tanah :

- Bacaan proving ring turun.

- Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama.

- Ambil pada = 15 % dari contoh tanah, Sr = 1 % permenit, berarti

waktu maksimum runtuh = 15 menit.

Percobaan kuat tekan bebas dimaksudkan terutama untuk tanah

lempung atau lanau. Bila lempung itu mempunyai derajat kejenuhan 100

% maka kekuatan geser dapat ditentukan dari nilai kekuatan unconfined.

Pada sekitar tahun 1776 Coulomb memperkenalkan hubungan linear

yang terjadi antara tegangan normal dan tegangan geser.

τ f=c+σ tan φ

Garis keruntuhan Mohr-Coulomb

Tegangan Normal

C

Dengan,

c = kohesi

= sudut geser internal

Secara teoritis, untuk tanah lempung jenuh air yang sama uji tekanan

tak bersekap mampu dalam kondisi air termampatkan - tak terkendali

(Unconsolidated-Undrained) akan menghasilkan suatu harga Cu yang sama.

Tetapi pada kenyataannya pengujian unconfined compression pada tanah

lempung jenuh - air biasanya menghasilkan harga Cu yang lebih kecil dari

harga yag diperoleh dari pengujian Unconsolidated - Undrained.

Fakta ini dapat diperoleh dari tabel berikut ini:

Konsistensi

qu(ton/ft2 KN/m2

Sangat lunak 0 - 0,25 0 – 23,94*24

Lunak 0,25 – 0,5 24 – 48

Menengah 0,5 – 1,48 48 – 96

Kaku 1 - 2,96 96 – 192

Sangat kaku 2 – 4,192 192 – 383

Keras > 4 > 383

* Faktor konversi: 1 lb/ft2 = 47, 88 kN/m2

qu

Pada tanah-tanah lempung yang terdeposisi (terendapkan) secara

alamiah dapat diamati bahwa kekuatan tekan tanah tak bersekap berkurang

banyak, bila tanah itu diuji ulang lagi setelah tanah itu menderita

kerusakan struktural (remolded) tanpa adanya perubahan dari kadar air,

seperti ditunjukkan pada gambar berikut

σσ s

Tegangan Axial

St=qu (asli )

qu (kerusakan)

Dimana,

St = kesensitifan

Sifat berkurangnya kekurangan tanah akibat adanya kerusakan

struktural tanah tersebut disebut kesensitifan (sensitivity). Tingkat

kesensitifan dapat ditentukan sebagai ratio antara kekuatan tanah yang

masih asli dengan kekuatan tanah yang sama setelah terkena kerusakan

(remolded), bila tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap.

Ratio kesensitifan sebagian besar tanah lempung berkisar antara 1

sampai 8, biarpun pada tanah-tanah lempung maritim yang mempunyai

tingkat flokulasi yang sangat tinggi didapat juga harga ratio kesensitifan

yang dapat berkisar antara 10 sampai 80. Ada beberapa jenis tanah

lempung yang akibat kerusakan tersebut dapat tiba - tiba berubah menjadi

cair. Tanah-tanah seperti ini biasanya terdapat di Amerika Utara dan

daerah Semenanjung Scandinavia yang dulunya tertutup es.

Rusak (remolded)

Asli (undisturbed)

Klasifikasi Lempung Berdasarkan Kesensitifannya

Klasifikasi Tingkat KesensitifanSangat quick 32 – 64Quick tingkat menengah 16 – 32Agak quick 8 – 16Sangat sensitif 4 – 8Sensitif tingkat menengah 2 – 4Agak sensitif tidak sensitif 1 – 2

Sumber Tabel: (Braja M. Das, Mekanika Tanah I Jilid 2, hal. 33)

Kadar air dapat juga disebut Water Content di definisikan sebagai

perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah.

W =W 1−W 2

W 2−W 3

×100%

Berat volume dapat dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air,

dan volume total.

∂=WV

=W 2−W 1

14×π×d2×t

Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus:

ε = ΔLLo

Dimana, = Regangan axial (%)L = Perubahan panjang (cm) Lo = Panjang mula-mula (cm)

Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat:

A =A0

1−εDimana,A = Luas rata-rata pada setiap saat (cm2)Ao = Luas mula-mula (cm2)

Besarnya tegangan normal:

σ =PA

P=k . NDimana, = Tegangan (kg/cm2)P = Beban (kg)K = Faktor kalibrasi proving ringN = Pembacaan proving ring (div)

Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus:

St = σσ '

Dimana, St = Nilai sensitivitas tanah = Kuat tekan maksimal tanah asli (kg/cm2) ‘ = Kuat tekan maksimal tanah tidak asli (kg/cm2)

III. ALAT DAN BAHAN

A. PERALATAN

1. Timbangan

2. Janka sorong

3. Stopwacth

4. Ring pencetak

5. Satu set mesin kuat tekan bebas

6. Extruder

7. Alat perata8. Kunci inggris

B. BAHAN

Tanah yang diambil ketika melakukan pengujian Boring di sekitar

laboratorium uji tanah.

IV. LANGKAH KERJA

A. Persiapan contoh tanah

Contoh tanah tediri dari 2 macam, yaitu : contoh tanah asli dan

contoh tanah tidak asli (remoulded).

Contoh tanah asli adalah contoh tanah yang langsung dicetak dari

tabung sample, sedangkan contoh tanah tidak asli adalah contoh tanah

yang dicetak kembali dari contoh yang sudah ditekan.

1. Contoh Tanah Asli

1.1. Contoh tanah dalam tabung dikeluarkan dengan extruder

sepanjang 1-2 cm, kemudian dipotong atau diratakan.

1.2. Pasang ring pencetak di depan tabung contoh, kemudian contoh

tanah diletakan ke dalam ring sampai penuh dan dilebihkan + 1

cm.

1.3. Contoh tanah yang dipotong kedua ujungnya diratakan,

kemudian dikeluarkan dari ring dan ditimbang.

2. Contoh Tanah Tidak Asli

2.1. Contoh tanah yang sudah ditekan dimasukkan ke dalam

kantong plastik dan dihancurkan atau diremas sambil dijaga

jangan sampai kadar airnya berubah dan terbuang.

2.2. Contoh tersebut dibagi menjadi beberapa bagian yang sama

sesuai dengan tingginya, misalakn untuk tinggi 10 cm menjadi

10 bagian.

2.3. Masing-masing bagian dipadatkan di dalam ring pencetak,

sesuai dengan pembagian di atas (masing-masing bagian untuk

tinggi + 1 cm), sehingga diperoleh kepadatana yang merata

dengan volume dan ukuran yang sama dengan contoh asli

sebelum ditekan.

2.4. Contoh tanah dikeluarkan dan ditimbang.

B. Pengujian

1. Contoh tanah dipasang pada rangka beban dan diatur hingga sentris

terhadap dongkraknya.

2. Pasang proving ring dan dial pengukuran regangan dan di stel pada nol

stand.

3. Tentukan kecepatan rengangan, biasanya kecepatan rengangan diambil

0,5 − 2 % per menit.

4. Mulai diadakan penekanan hingga terjadi keruntuhan sambil dikontrol

atau dicatat pembebanannya pada setiap interval regangan tertentu dan

pada waktu yang ditentukan.

5. Setelah runtuh, contoh tanah dikeluarkan dan gambar bentuk

keruntuhannya.

V. DATA, PERHITUNGAN DAN GRAFIK

Dik:

Ukuran sampel:

Diameter = 3,74 cm

Tinggi = 7,6 cm

Luas = ¼ d

= ¼ (3.74)2

= 10.98 cm2

Kalibrasi alat = 0.139 kg / divisi

Kecepatan regangan = 1% mm / menit

Penyelesaian:

a. Tanah asli pada saat :

t = 2 menit

= 0.02

N = 13 div

Ao = 10.98 cm2

P = k x N

= 0,139× 13 = 1.807 kg

A=

Ao

1−¿=10.98

1−0,02=11.20cm ¿

2

¿pA

=1.80711.20

=0 , 16 Kg /cm2

b. Tanah tidak asli pada saat :

T = 6 menit

= 0.06

N = 37 div

A = 9.08 cm2

P = 0.139 × 37

= 5.14 kg

A= Ao

1−¿=10.98

1−0,06=11.68cm ¿

2

¿ PA

= 5.1411.68

=0 , 44 Kg /cm2

Tabel Pengolahan Data Percobaan Uji Kuat Tekan Bebas

Bacaan Dial

Waktu Regangan

Luas Asli Tidak Asli

t (menit) ε (%) A (cm²) Ring P (kg) σ (kg/cm²) Ring P (kg) σ (kg/cm²)

0 0.00 0.00 10.98 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00

38 0.50 0.50 11.04 3.5 0.49 0.04 14.0 1.95 0.18

76 1.00 1.00 11.10 6.5 0.90 0.09 20.0 2.78 0.25

114 1.50 1.50 11.19 10 1.39 0.12 23.5 3.27 0.29

152 2.00 2.00 11.21 13 1.81 0.16 26.5 3.68 0.33

190 2.50 2.50 11.26 18 2.50 0.22 29.5 4.10 0.36

228 3.00 3.00 11.31 23 3.20 0.28 31.5 4.38 0.39

309 4.00 4.00 11.44 34 4.73 0.38 35.0 4.86 0.42

380 5.00 5.00 11.56 56 7.78 0.67 36.5 5.07 0.44

456 6.00 6.00 11.68 58 8.06 0.69 37.0 5.14 0.44

532 7.00 7.00 11.81 73 10.15 0.86 36.0 5.00 0.42

604 8.00 8.00 11.93 84 11.68 0.98 34.0 4.73 0.40

684 9.00 9.00 12.06 91 12.65 1.05 30.0 4.17 0.34

760 10.00 10.00 12.20 101 14.04 1.15

836 11.00 11.00 12.34 107 14.87 1.20

912 12.00 12.00 12.48 115 15.98 1.28

988 13.00 13.00 12.62 117 16.26 1.29

1064 14.00 14.00 12.77 13.90 1.09

1140 15.00 15.00

1216 16.00 16.00

1292 17.00 1700

1368 18.00 18.00

Grafik tegangan terhadap regangan

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 200

0.13

0.26

0.39

0.52

0.65

0.78

0.91

1.04

1.17

1.3

Series1Series2ASLITIDAK ASLI

VI. KESIMPULAN

1. Dari data kuat tekan tanah serta sensitivitas tanah, dapat diambil

kesimpulan:

Nilai kuat tekan tanah asli maks. (u) =1.28 kg/cm2

Nilai kuat tekan tanah tidak asli maks. (u’) =0.44 kg/cm2

Nilai sensitifitas maks = 1.280.44

=2.909

2. Berdasarkan Sensitifitas tanah yang diuji memiliki sensitifitas kelas

rendah.

3. Berdasarkan kuat tekannya

Tanah asli memiliki konsistensi stiff

Tanah tidak asli memiliki konsistensi stiff