## PENGARUH SUDUT GESER DALAM TERHADAP PENAMBAHAN PASIR SUB- ROUNDED , SUB-ANGULAR , DAN ANGULAR PADA PASIR ROUNDED
Badrul Miswar 1 dan Aniek Prihatinigsih 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No. 1, Jakarta, Indonesia badrul.325200092@stu.untar.ac.id
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No. 1, Jakarta, Indonesia aniekp@ft.untar.ac.id
Masuk: 26-06-2024, revisi: 09-07-2024, diterima untuk diterbitkan: 31-07-2024

## ABSTRACT
The physical form of sand grains is a critical factor influencing shear strength, where sharper/angular grain shapes tend  to  result  in  higher  internal  friction  angles  (ϕ)  and  stronger  interlocking  capabilities  among  grains,  whereas rounder particle shapes generally lead to lower  ϕ values. This study aims to quantify the significant differences in shear  strength  (ϕ)  between  sand  with  the  most  rounded  shapes  (rounded  and  sub-rounded)  and  those  with sharper/angular shapes (angular and sub-angular). Additionally, the research involves creating and testing mixtures using primary rounded sand mixed with three other types (sub-rounded, sub-angular, and angular). Various mixtures of  sub-rounded,  sub-angular, and  angular  sands  will  be added  to  the  rounded  sand  as  the  primary  material,  with mixture percentages of 5%, 8%, 12%, and 15%. The testing results indicate that the optimal mixture involves adding sub-rounded sand to rounded sand, which increases the internal friction angle (ϕ) by up to 65,4% during natural testing conditions
Keywords: Sand; grain shape; angle of internal friction (ϕ); direct shear test

## ABSTRAK
Bentuk  fisik  dari  butiran  pasir  merupakan  salah  satu  faktor  penentu  kekuatan  geser  yang  akan  dihasilkan  dimana, semakin bersudut/tajam bentuk butiran pasir, maka cendrung menghasilkan  sudut geser dalam (ϕ) yang tinggi serta memiliki kemampuan interlocking antar butiran yang kuat dan begitupun sebaliknya, semakin bulat bentuk partikel dari butiran pasir akan menghasilkan sudut geser dalam  (ϕ) yang semakin rendah.Tujuan dari penelitian ini adalah mencoba membuktikan seberapa signifikan perbedaan dari kuat geser dalam (ϕ) pasir dengan bentuk yang paling bulat ( rounded) dan cenderung bulat ( sub-rounded) terhadap pasir dari bentuk yang tajam/bersudut ( angular ) dan cenderung tajam/bersudut ( sub-rounded ). Selain itu, penelitian ini membuat dan menguji campuran dengan material primer dari pasir  jenis rounded yang  dicampurkan  dengan  tiga  jenis  sampel  lainnya  ( sub - rounded , sub - angular dan angular ). Adapun  variasi  campuran  pasir  baik  jenis sub-rounded,  sub-angular maupun angular yang  akan  ditambahkan nantinya ke pasir jenis rounded sebagai material primer dengan persentase variasi campuran 5%, 8%, 12% dan 15%. Dari hasil pengujian didapatkan campuran optimum adalah pasir jenis sub - rounded yang ditambahkan terhadap pasir jenis rounded dimana, campuran pasir jenis sub-rounded dapat meningkatkan hingga 65,4% dari sudut geser dalam (ϕ) pasir rounded sewaktu pengujian natural.
Kata kunci: Pasir; bentuk butiran; sudut geser dalam (ϕ); uji geser langsung

## 1. PENDAHULUAN
Pasir merupakan tipe tanah yang mempunyai sifat yaitu non kohesif ( cohesionless soil ) dimana antar butirannya saling melepas ( loose ). Hal ini dilihat pada kondisi pasir sewaktu kering yang mana butiran pasir yang akan terpisah-pisah, dan butiran pasir akan kembali bersatu pada kondisi basah. Hal ini terjadi dikarenakan adanya gaya tarik permukaan didalam air (Bowles, 1986). Dikarenakan pasir bersifat  non-kohesif atau dapat diartikan nilai dari kohesi (c) sama dengan 0 (nol) atau c = 0. Nilai sudut geser (ϕ) pasir bergantung pada kepadatan pasir yang dipengaruhi juga oleh faktor gradasinya. Pasir yang padat mempunyai nilai sudut geser (ϕ) dengan range diantara 40°- 45°, sedangkan pasir yang tidak padat mempunyai nilai sudut geser (ϕ) kurang lebih 30° ( Wesley, 1977).
Pasir  merupakan  salah  satu  jenis  tanah  yang  umum  ditemui  dalam  rekayasa  geoteknik.  Bentuk  butiran  pasir memainkan  peran  penting  dalam  menentukan  sifat-sifat  mekanik  dan  perilaku  tanah  tersebut.  Pasir  dapat diklasifikasikan  berdasarkan  bentuknya  menjadi  4  jenis  utama  (Gambar  1),  antara rounded (bulat), sub-rounded (cenderung bulat), angular (tajam/bersudut ) , dan sub-angular (cenderung tajam/cenderung bersudut).
Pengaruh Sudut Geser Dalam terhadap Penambahan Pasir Sub- Rounded , Sub-Angular , dan Angular pada Pasir Rounded
Gambar 1. 4 jenis umum pasir berdasarkan bentuk partikel-nya (Wang et al., 2022)
Dari sisi struktur, tanah pasir umumnya dapat dikelompokkan menjadi dua kategori, yaitu struktur butir tunggal dan struktur sarang lebah. Pada struktur butir tunggal, butiran tanah berada dalam posisi yang stabil dan saling bersentuhan satu sama lain. Bentuk dan distribusi ukuran butiran tanah memiliki dampak pada kepadatan tanah. Sebagai contoh, untuk  susunan  yang  sangat  longgar,  angka  porositas  mencapai  0,91,  namun  angka  tersebut  berubah  menjadi  0,35 ketika pasir mengalami pemadatan. Sedangkan struktur sarang lebah, tanah membentuk lengkungan-lengkungan kecil dan  terbentuk  rantai  butiran.  Tanah  dengan  struktur  ini  memiliki  porositas  yang  besar  dan  biasanya  tidak  dapat menopang beban statis yang berat. Oleh karena itu, ketika struktur tanah dengan jenis ini mengalami beban berat atau getaran, bisa menyebabkan kerusakan yang signifikan dan penurunan yang besar (Susilo et al., 2018).
Kekuatan butiran pasir ditentukan oleh beberapa faktor, termasuk bentuk, ukuran, tekstur, susunan, dan struktur antar partikel pasir. Salah satu faktor yang penting adalah bentuk butiran pasir. Semakin tajam butiran pasir, maka semakin besar sudut geser (ϕ) yang dihasilkan. Ada enam jenis bentuk butiran pasir alami, yaitu well rounded , rounded , sub- rounded , sub-angular angular , dan very angular (dari yang paling bulat bentuk butiran pasirnya hingga yang paling tajam). Setiap jenis bentuk butiran pasir tersebut  memiliki  pengaruh  yang berbeda pada nilai  sudut  geser (ϕ)  yang dihasilkan (Cho et al., 2006).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa signifikan dapat menambah kuat geser pasir berbentuk rounded yang dikenal memiliki kuat geser yang rendah dibanding jenis pasir lainnya (berdasarkan bentuk partikel) dicampur dengan pasir bentuk lain ( sub-rounded, angular , dan sub-angular) , bentuk dari partikel pasir adalah sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi kuat geser yang dihasilkan dalam ilmu mekanika tanah.

## 2. METODE PENELITIAN
Pengumpulan data pada penelitan ini adalah dari hasil uji laboratorium guna mendapatkan data-data dari sampel pasir yang diuji. Adapun pengujian yang dilakukan seperti mengetahui karakteristik dari masing-masing jenis pasir hingga pengujian  geser  langsung/ direct  shear  test yang  mengikuti  standar  SNI  3420:2016  dan  ASTM  D3080  baik  pasir natural dan pasir setelah dicampur dimana. Sampel pasir terdiri atas pasir rounded yang berasal dari Lombok, sampel pasir sub-rounded yang berasal dari Garut, sampel pasir sub-angular (pasir kuarsa), dan sampel pasir angular yang berasal dari gunung dari sisa letusan gunung merapi tepatnya di Kabupaten Malang.
Penelitian  ini  melakukan  pengujian  terhadap index  properties,  sieve  analysis ,  dan uji  geser  langsung/ direct  shear . Menganalisis  nilai  kuat  geser  (ϕ)  dari  pasir  yang  natural  (belum  dicampur),  kenaiknya  kuat  geser  (ϕ)  pasir  jenis rounded ketika sudah dicampur, dan campuran optimum variasi campuran 2 pasir yang berbeda.
Data yang telah dikumpulkan dari uji laboratorium sebelumnya akan diolah kembali menggunakan bantuan Microsoft Excel  dan  dianalisis  sesuai  dengan  topik  penelitian  ini . Dimana,  akhir  dari  hasil  analisis  dapat  ditarik  kesimpulan maupun saran baik melalui narasi penjelasan, tabel perhitungan, grafik hasil pengujian dan sebagainya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Tarumanagara. Dari hasil pengujian yang dapat dilihat pada Tabel 1, semua sampel pasir jenis rounded , sub - rounded , dan sub - angular masuk ke dalam
klasifikasi  pasir  bergradasi  buruk/ poorly  graded  sand dan  hanya  sampel  pasir  jenis angular yang  bergradasi bagus/ well graded sand menurut USCS dari sumber ASTM D2487.
Tabel 1. Parameter tanah (pasir) Uji Laboratorium Sampel Rounded  Sub-Rounded  Sub-Angular  Angular Spesific Gravity (Gs) 2,66 2,67 2,65 2,67 Water Content (%) 2,385 2,921 0,236 0,349 Grain Size Kerikil (%) 0,00% 0,00% 0,00% 0,47% Pasir (%) 99,14% 99,73% 99,84% 98,73% Lanau (%) 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% Lempung (%) 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% Klasifikasi Tanah (AASHTO) A-1-b A-3 A-1-a A-1-a Klasifikasi Tanah (USCS) SP SP SP SW Hasil pengujian direct shear sampel natural
Dapat dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 2, pasir rounded memiliki sudut geser dalam (ϕ) yang terkecil diantara sampel pasir lainnya dan sampel pasir angular merupakan pasir dengan sudut geser dalam yang terbesar.
Tabel 2. Sudut geser dalam (ϕ) dari hasil pengujian uji geser langsung/ direct shear manual natural sampel
Jenis Pasir Sudut Geser Dalam (ϕ) Pasir Rounded 25,83° Pasir Sub-Rounded 30,37° Pasir Sub-Angular 35,50° Pasir Angular 36,46°
Gambar 2. Sudut geser dalam (ϕ) direct shear manual (sampel natural)
Dari hasil penginputan tegangan geser maksimal didapatkan sudut geser (ϕ) tertinggi dari pasir jenis angular sebesar 36,28°, sedangkan untuk sudut geser terendah dari pasir jenis rounded sebesar 26,78°. Untuk pasir jenis sub - rounded dan sub - angular masing-masing memiliki sudut geser sebesar 30,31° dan 35,50°.
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  persentase  untuk  hasil  pengujian  sampel  pasir  natural  dimana,  pasir angular sebagai sampel pasir dengan sudut geser yang tertinggi (Tabel 2) mencapai persentase perbedaan hingga 40,7%.
Pengaruh Sudut Geser Dalam terhadap Penambahan Pasir Sub- Rounded , Sub-Angular , dan Angular pada Pasir Rounded
Gambar 3. Pebandingan sudut dalam pasir rounded natural dengan pasir s ub-rounded, sub-angular dan angular

## Hasil pengujian direct shear setelah dicampur
Dari  hasil  pengujian  laboratorium  didapatkan  sampel  dengan  campuran  15% sub - rounded merupakan  campuran dengan sudut geser (ϕ) tertinggi diantara campuran lainnya (Gambar 4-6). Dimana sudut geser (ϕ) yang dihasilkan adalah sebesar 42,7° ( Error! Not a valid bookmark self-reference. ) dengan persentase kenaikan dari material primer yaitu pasir rounded pada penelitian ini sebesar 65,4% (Tabel 4).
Gambar 4. Persentase kenaikan sudut geser dalam (ϕ) pasir natural rounded setelah dicampur dengan pasir sub- rounded
Gambar 5. Persentase kenaikan sudut geser dalam (ϕ) pasir natural rounded setelah dicampur dengan pasir Angular
Gambar 6. Persentase kenaikan sudut geser dalam (ϕ) pasir natural rounded setelah dicampur dengan pasir sub- Angular
Tabel 3. Sudut geser dalam (ϕ) uji geser langsung/ direct shear manual untuk sampel campuran Jenis Pasir Sudut Geser Dalam (ϕ) Pasir Rounded (95%) + Sub-Rounded (5%) 32,0° Pasir Rounded (92%) + Sub-Rounded (8%) 37,6° Pasir Rounded (88%) + Sub-Rounded (12%) 40,3° Pasir Rounded (85%) + Sub-Rounded (15%) 42,7° Pasir Rounded (95%) + Sub-Angular (5%) 28,8° Pasir Rounded (92%) + Sub- Angular (8%) 34,0° Pasir Rounded (88%) + Sub- Angular (12%) 36,9° Pasir Rounded (85%) + Sub- Angular (15%) 39,0° Pasir Rounded (95%) + Angular (5%) 30,6° Pasir Rounded (92%) + Angular (8%) 36,5° Pasir Rounded (88%) + Angular (12%) 38,7° Pasir Rounded (85%) + Angular (15%) 40,3° Tabel 4. Persentase kenaikan pasir rounded setelah dicampur Jenis Pasir Sudut geser dalam (ϕ)  Persentase Kenaikan Pasir Rounded (%) Pasir rounded 25,8° (Sebagai pembanding) Pasir Rounded (95%) + Sub-rounded (5%) 32,0° 23,8 Pasir Rounded (92%) + Sub-rounded (8%) 37,6° 45,6 Pasir Rounded (88%) + Sub-rounded (12%) 40,3° 55,9 Pasir Rounded (85%) + Sub-rounded (15%) 42,7° 65,4 Pasir Rounded (95%) + Sub-Angular (5%) 28,8° 11,6 Pasir Rounded (92%) + Sub-Angular (8%) 34,0° 31,7 Pasir Rounded (88%) + Sub-Angular (12%) 36,9° 43,0 Pasir Rounded (85%) + Sub-Angular (15%) 39,0° 50,9 Pasir Rounded (95%) + Angular (5%) 30,6° 18,6 Pasir Rounded (92%) + Angular (8%) 36,5° 41,2 Pasir Rounded (88%) + Angular (12%) 38,7° 50,0 Pasir Rounded (85%) + Angular (15%) 40,3° 55,9

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Dari hasil pengujian laboratorium, pengolahan data hingga analisis data didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari  hasil  uji  laboratorium  membuktikan  bahwa  semakin  bulat  ( rounded dan sub - rounded )  bentuk  dari partikel pasir maka sudut geser dalam (ϕ) yang dihasilkan akan semakin kecil dan sebaliknya, jika bentuk partikel pasir semakin tajam/bersudut ( angular dan sub - angular ) maka akan menghasilkan sudut geser dalam
Pengaruh Sudut Geser Dalam terhadap Penambahan Pasir Sub- Rounded , Sub-Angular , dan Angular pada Pasir Rounded
(ϕ) semakin besar. Pasir rounded memiliki sudut geser sebesar 25,8° cukup berbeda dengan pasir angular yang mencapai sudut tertinggi dari yang lain sebesar 37,4° dengan persentase perbedaannya sebesar 41,2%.
2. Dari hasil pengujian didapatkan campuran optimum adalah campuran dengan pasir sub - rounded. Dimana, sudut  geser  tertinggi  sebesar  42,7°,  dan  setelah  dibandingkan  dengan  tanpa  campuran  (natural rounded ) persentase perbaikan sampel pasir tersebut mencapai perbaikan tertinggi hingga 65,4% diantas pencampuran angular dan sub - angular . 3. Pada penelitian ini didapatkan sudut geser dalam (ϕ) campuran sub - rounded merupakan campuran dengan sudut geser dalam (ϕ) yang terbesar. Hal ini dikarenan, dari keempat jenis sampel (secara keseluruhan) pasir sub - rounded memiliki  ukuran  partikel  butiran  yang  terkecil.  Sehingga  sewaktu  dicampur  dengan  pasir rounded (material  primer)  pasir sub-rounded mampu  mengisi  rongga  yang  ada  diantara  partikel  pasir rounded .  Sehingga,  meningkatkan  sudut  geser  dalam  (ϕ)  yang  lebih  besar  dari  variasi  campuran  lainnya (campuran sub-angular dan campuran angular ).

## Saran
1. Sewaktu proses pengujian sampel campuran untuk uji direct shear , tidak dilakukan grain size analysis ( sieve analysis ) pada sampel yang tersisa setelah pengujian direct shear . Jika penelitian ini akan dilanjutkan atau dikembangkan, disarankan untuk melakukan sieve analysis terhadap sampel campuran untuk melihat kurva dari penyebaran butiran dari sampel campuran tersebut. Hal ini disebabkan karena hasil plotting distribusi butiran  merupakan  salah  satu  faktor  yang dapat  mempengaruhi  kekuatan  geser tanah (ϕ), khususnya pada pasir, yang menjadi fokus penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
ASTM  International.  (2017). Standard  classification  of  soils  for  engineering  purposes  (unified  soil  classification system) (ASTM D2487-17). ASTM International. (2011). Standard test method for direct shear test of soils under consolidated drained conditions (ASTM D3080/D3080M-11).
Badan  Standardisasi  Nasional.  (2016). Metode  uji  kuat  geser  langsung  tanah  tidak  terkonsolidasi  dan  tidak terdrainase (SNI 3420:2016). Bowles, J. E. (1996). Foundation analysis and design . McGraw-Hill.
Cho, G.-C., Dodds, J., & Santamarina, J. C. (2006). Particle shape effects on packing density, stiffness, and strength: Natural  and  crushed  sands. Journal  of  Geotechnical  and  Geoenvironmental  Engineering , 132 (5),  591–602. https://doi.org/10.1061/(asce)1090-0241(2006)132:5(591)
Das, B. M. 1985. Soil mechanics (principles of geotechnical engineering) . PWS Publishing Company.
Susilo, A. J., Sentosa, G. S., Sumarli, I., & Prihatiningsih, A. (2018).  Karakteristik parameter kekuatan tanah yang dipadatkan dengan uji triaksial metode UU. Jurnal Muara Sains, Teknologi, Kedokteran, Dan Ilmu Kesehatan , 2 (2), 572–579. https://doi.org/10.24912/jmstkik.v2i2.2721
Wang, R., Ong, D. E. L., Peerun, M. I., & Jeng, D. S. (2022). Influence of surface roughness and particle characteristics on  soil–structure  interactions:  A  state-of-the-art  review. Geosciences  (Switzerland) , 12 (4),  1–36. https://doi.org/10.3390/geosciences12040145