PENGARUH BEBAN SIKLIS PADA TANAH LEMPUNG KENYANG AIR DALAM TINJAUAN PARAMETER DINAMIS TANAH

SERCI ARITA NEOLAKA,S.Pd, Prof (ret). Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip. H.E., D.E.A.,

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Beban dinamis yang bekerja pada tanah lempung kenyang air menyebabkan ikatan antara partikel tanah melemah, sehingga kekakuan tanah berkurang, dan kuat gesernya menurun. Kondisi ini berakibat fatal terhadap struktur di atasnya, sehingga struktur menjadi tidak stabil bahkan runtuh, dan mengakibatkan kerugian baik material maupun non material. Modulus geser dan rasio redaman material merupakan parameter dinamis tanah yang penting sebagai acuan dalam desain yang lebih aman. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku modulus geser, rasio redaman material serta hysteresis loop tanah lempung kenyang air akibat pengaruh beban dinamis. Dalam penelitian ini dilakukan variasi terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi rasio redaman material dan modulus geser, meliputi variasi terhadap tegangan deviatorik dan frekuensi pembebanan. Tekanan kekang yang diterapkan pada sampel adalah 50 kPa. Jenis pengujian yang dipilih adalah cyclic Modulus and Damping Test sesuai dengan ASTM D3999-91 tahun 2007. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa seiring dengan peningkatan tegangan aksial yang diterapkan, nilai rasio redaman material meningkat, dan nilai modulus geser menurun, serta grafik hysteresis loop cenderung lebih simetris. Kondisi ini menggambarkan bahwa semakin besar beban dinamis yang bekerja pada tanah lempung kenyang air, maka kekakuan tanah menurun, sehingga kuat gesernya berkurang. Hasil penelitian juga memperlihatkan bahwa seiring dengan peningkatan frekuensi pembebanan yang diterapkan, nilai modulus geser dan rasio redaman material cenderung meningkat. Kondisi ini menggambarkan bahwa semakin lama periode pembebanan dinamis yang diterapkan, kekakuan tanah berkurang, sehingga kekuatannya menurun. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa nilai modulus geser berkisar antara 141,379 MPa - 299,172 MPa, sedangkan nilai rasio redaman material berkisar antara 0,467% - 2,674%, dan regangan geser yang terjadi berkisar antara 0,001% - 0,032%.

Dynamic loading in saturated clay has an effect to weaken the bounding of soil particles, so that the soil stiffness and shear strength decreases. The condition will effect instability of structure, even collapsed, which in turn causes both material and non-material losses. Both shear modulus and material damping ratio are the important dynamic parameters of soil as a key parameters in design procces. The objective of the research is to find out the behavior of shear modulus, damping ratio, and hysteretic loop of saturated clay under dynamic loading. In the research, laboratory tests were done using cyclic tryaxial with variation in factors affecting both material damping ratio and shear modulus, including variation in deviatoryc stress and loading frequency. Confining stress applied on the sample was 50 kPa. The type of testing selected was cyclic modulus and damping test in accordance with the ASTM D3999-91 in 2007. Result of the research showed that with the increase of axial stress applied, the value of material damping ratio of soil increased, shear modulus decreased and the graphic of hysteretic loop tended to be more symmetrical in the application of larger deviatoryc stress and tended to be more flat. Such condition describes that the larger the dynamic load in the saturated clay, the lower of soil stifness and shear strength of soil. Result of the research indicates that with the increase of loading frequency applied, the higher value of shear modulus and material damping ratio. It describes that the longer the period of dynamic loading applied, the lower of soil stiffness and shear strength of soil. Test result of the research showed that the value of shear modulus range are 141,379 MPa to 299,172 MPa and the value of material damping ratio range are 0,467% to 2,674% and the shear strain range are 0,001% to 0,0032%.

Kata Kunci : Triaksial siklis, hysteresis loop, modulus geser, rasio redaman material.