Apa Itu Kohesi dan Sudut Geser Dalam

Kohesi dan sudut geser dalam adalah suatu parameter mekanika tanah dan batuan yang sangat sering dijadikan acuan dalam suatu design,  pengujian serta analisis suatu rancangan.

Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel dalam batuan, dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi batuan akan semakin besar jika kekuatan gesernya makin besar. Nilai kohesi (c) diperoleh dari pengujian laboratorium yaitu pengujian kuat geser langsung (direct shear strength test) dan pengujian triaxial (triaxial test). 

 

Dikutip dari wikipedia bahwa kohesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang sama. Salah satu aspek yang memengaruhi nilai kohesi adalah kerapatan dan jarak antar molekul dalam suatu benda. Kohesi berbanding lurus dengan kerapatan suatu benda, sehingga bila kerapatan semakin besar maka kohesi yg akan didapatkan semakin besar. Dalam hal ini, benda berbentuk padat memiliki kohesi yang paling besar dan sebaliknya pada cairan.

Sedangkan sudut geser dalam batuan secara sederhana dapat kita lihat saat kita ambil sejumlah pasir dan kita tuang diatas permukaan, pasir tersebut akan membentuk sudut tertentu dengan permukaan. Inilah makna fisik dari sudut geser tanah pada kondisi tanpa tegangan pengekang. (dalam bahasa inggris: natural angle of repose.)

Sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan. Sudut geser dalam adalah sudut rekahan yang dibentuk jika suatu material dikenai tegangan atau gaya terhadapnya yang melebihi tegangan gesernya. Semakin besar sudut geser dalam suatu material maka material tersebut akan lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakan terhadapnya. 

Untuk memahami sudut geser dalam, bisa dibayangkan sebuah balok dengan berat W berada pada permukaan seperti pada bidang miring yang licin dengan permukaan sebuah bidang miring yang licin dengan luas bidang sentuh sebesar A berikut ilustrasinya.

Balok tersebut memiliki gaya penggerak yang diakibatkan oleh beratnya senduri yaitu sebesar W sin 𝛉 sedangkan gaya normal N dan koefisien gesek (Fges) menghasilkan gaya penahan yang disebut dengan gaya gesek Fs. Koefisien gesek merupakan faktor internal yang besarnya sama dengan tan  . Pada saaat balok akan tergelincir, maka besarnya gaya penahan sama dengan gaya penggerak seperti persamaaan berikut;

W sin 𝛉 =  tan  . (W cos 𝛉)

tan  𝛉 =  tan   

𝛉 = .  

Pada kondisi seperti ini, maka sudut kemiringan bidaang tersebut sama dengan sudut gesek dalam () dengan catatan kohesi sama dengan nol.

Based on Rock Mechanic book created by Made Astawa Rai, S.Kramadibrata, R.K. Watimena

Semoga Bermanfaat.