kekuatan geser tanah - Binus Repository

TOPIK BAHASAN 8

KEKUATAN GESER TANAH

PERTEMUAN 20 – 21

KEKUATAN GESER TANAH „

„

PENGERTIAN Kekuatan tanah untuk memikul beban-beban atau gaya yang dapat menyebabkan kelongsoran, keruntuhan, gelincir dan pergeseran tanah APLIKASI Parameter kuat geser dapat digunakan untuk menghitung : { { {

Daya Dukung Tanah Dasar Stabilitas Lereng Tegangan Lateral

KEKUATAN GESER TANAH Kelongsoran Timbunan

Keruntuhan global Pondasi Dangkal Keruntuhan lokal Pondasi Dangkal

Lereng Vertikal

Dinding Penahan Tanah

KEKUATAN GESER TANAH „

FAKTOR PENGARUH LAPANGAN { { { { {

„

Keadaan tanah : angka pori, ukuran dan bentuk butiran Jenis tanah : pasir, berpasir, lempung dsb Kadar air (terutama lempung) Jenis beban dan tingkatnya Kondisi Anisotropis

LABORATORIUM { { { {

Metode pengujian Gangguan terhadap contoh tanah Kadar air Tingkat regangan

KEKUATAN GESER TANAH „

PARAMETER KUAT GESER { {

„

KONDISI { {

„

Kohesi (c) Sudut Geser Dalam (φ) Total (c dan φ) Efektif (c’ dan φ’)

PERSAMAAN UMUM (COULOMB) τ = c + σn.tanφ

JENIS MATERIAL „

TANAH KOHESIF { {

„

Mempunyai nilai kohesi (c) Contoh : Lempung, Lanau

TANAH COHESIONLESS { {

Hanya mempunyai nilai φ ; c = 0 Contoh : Pasir, Kerikil

PARAMETER KUAT GESER „

KOHESI (C) Gaya tarik menarik antar 2 atau lebih partikel tanah

„

SUDUT GESER DALAM (φ) Sudut geser yang terbentuk saat pergeseran dua atau lebih partikel tanah

PARAMETER KUAT GESER „

„

KUAT GESER UNDRAINED Digunakan dalam analisis tegangan total Umumnya nilai φ = 0 dan c = cu KUAT GESER DRAINED Digunakan dalam analisis tegangan efektif, parameternya c’ dan φ’ τ’ = c’ + (σn – u) tan φ’

TEORI MOHR COULOMB τ = c + σ.tanφ

τ

Garis Selubung Mohr-Coulomb

φ Garis Selubung Mohr

c σ3

σ3

σ1 σ1 = σ3 + ∆σ

σ1

σ

TEORI MOHR COULOMB σ1

σn σ3

τ σ3

σ3 θ σ1

θ (1)

σ1 > σ3

σ1 (2)

σ1 + σ 3 σ1 − σ 3 σn = + .Cos 2θ 2 2 τ=

σ1 − σ 3 .Sin 2θ 2

TEORI MOHR COULOMB (1) dan (2)

τ = c + σn.tanφ σ1 = σ 3 +

(σ 3 . tan φ + c)

(0,5.Sin2θ − Cos θ. tan φ) 2

Kelongsoran terjadi pada nilai σ1 minimum atau nilai (0,5.Sin2θ - Cos2θ.tanφ) maksimum

θ = 45o +

φ 2

(

)

(

σ 1 = σ 3 . tan 2 45o + φ / 2 + 2.c. tan 45o + φ / 2

)

TEORI MOHR COULOMB τ

Garis Selubung Keruntuhan

φ c σ3

θ

2θ σn

σ1

σ

CONTOH SOAL

CONTOH SOAL Pusat Lingkaran =

σ 1 + σ 3 52 + 12 = = 32kPa 2 2

Jari-jari Lingkaran =

σ 1 − σ 3 52 − 12 = = 20kPa 2 2

CONTOH SOAL

σn = τ=

σ1 + σ 3 σ1 − σ 3 52 + 12 52 − 12 .Cos2θ = + + .Cos70o = 38,84kPa 2 2 2 2 52 − 12 σ1 − σ 3 .Sin 2θ = .Sin 70o = 18,8kPa 2 2

CONTOH SOAL

CONTOH SOAL

KEKUATAN GESER TANAH „

PENGUJIAN LABORATORIUM { { {

„

PENGUJIAN LAPANGAN {

„

Unconfined Compression Test Direct Shear Test Triaxial Test (UU, CU, CD) Vane Shear Test

KORELASI ANTAR PARAMETER { { {

Nilai tahanan ujung konus sondir (qc) Nilai N-SPT California Bearing Capacity

UNCONFINED COMPRESSION TEST

UNCONFINED COMPRESSION TEST

UNCONFINED COMPRESSION TEST

qu cu = s u = 2

DIRECT SHEAR TEST

DIRECT SHEAR TEST

Pasir Lempung/Lanau

φ c

TRIAXIAL TEST

ADA 3 JENIS { Unconsolidated Undrained (UU) { Consolidated Undrained (CU) { Consolidated Undrained (CD)

TRIAXIAL TEST Resume Metode Pengujian Tipe Pengujian

Tahap 1

Tahap 2

σ3 σ3

∆σ σ3 σ3

Unconsolidated Undrained (UU)

Berikan tegangan σ3 dan air tidak diperbolehkan keluar dengan cara menutup valve sehingga tekanan air pori (u=uo) tidak sama dengan nol

Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air tidak diperbolehkan keluar (u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)

Consolidated Undrained (CU)

Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan cara membuka valve sehingga tekanan air pori (u=uo) sama dengan nol

Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air tidak diperbolehkan keluar (u=ud≠0) Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=ud(f)

Consolidated Drained (CD)

Berikan tegangan σ3 dan air diperbolehkan keluar dengan cara membuka valve sehingga tekanan air pori (u=uo) sama dengan nol

Tambahkan tegangan ∆σ pada arah aksial. Air diperbolehkan keluar, sehingga tekanan air pori (u=ud) sama dengan nol. Saat keruntuhan ∆σ=∆σf ; tekanan air pori u=uf=uo+ud(f)=0

TRIAXIAL TEST

TRIAXIAL TEST

TRIAXIAL TEST

'

'

TRIAXIAL TEST

KEKUATAN GESER TANAH PEMILIHAN TIPE TES TRIAXIAL Jenis Tanah Kohesif

Granular

Jenis Konstruksi

Jenis Tes dan Kekuatan Geser

Jangka Pendek (Akhir Triaxial UU atau CU untuk Undrained Strength masa konstruksi) dengan level tegangan insitu yang sesuai Konstruksi bertahap

Triaxial CU untuk Undrained Strength dengan level tegangan yang sesuai

Jangka Panjang

Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air pori atau Triaxial CD untuk parameter kuat geser efektif

Semua jenis

Parameter strength φ’ yang didapat dari uji lapangan atau direct shear

Material c-φ Jangka Panjang

Triaxial CU dengan pengukuran tekanan air pori atau Triaxial CD untuk parameter kuat geser efektif

CONTOH APLIKASI PARAMETER UU

Pekerjaan Timbunan Yang Cepat Di Atas Tanah Lunak

CONTOH APLIKASI PARAMETER UU

Pembangunan Bendung Yang Cepat Tanpa Ada Perubahan Kadar Air Dalam Inti (Core)

CONTOH APLIKASI PARAMETER UU

Peletakan Pondasi Yang Tiba-tiba Pada Lapisan Lempung

CONTOH APLIKASI PARAMETER CU

Konstruksi Bertahap (Timbunan 2 diletakkan setelah terjadi konsolidasi pada tanah dasar akibat timbunan 1)

CONTOH APLIKASI PARAMETER CU

Muka Air Bendungan Turun Tiba-tiba (dari 1 ke 2 dan tidak ada aliran air dalam inti/core)

CONTOH APLIKASI PARAMETER CU

Konstruksi Timbunan di Atas Lereng Alamiah

CONTOH APLIKASI PARAMETER CD

Pekerjaan Timbunan yang Lambat (Timbunan diletakkan bertahap dalam waktu yang pendek)

CONTOH APLIKASI PARAMETER CD

Konstruksi Bendungan dengan Tinggi Muka Air Bendung Tetap

CONTOH APLIKASI PARAMETER CD

Pekerjaan Penggalian atau Lereng Alamiah

PEMILIHAN PARAMETER KUAT GESER