analisa kestabilan lereng galian...

ANALISA KESTABILAN LERENG GALIAN AKIBAT GETARAN DINAMIS PADA DAERAH PERTAMBANGAN

KAPUR TERBUKA DENGAN BERBAGAI VARIASI PEMBASAHAN – PENGERINGAN.

(LOKASI: DESA GOSARI KABUPATEN GRESIK, JAWA TIMUR)

Oleh : Fandy Agus M (3106 100 118) Pembimbing : DR. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng Trihanyndio Rendy Satrya, ST. MT

25 Juni 2012

• Kestabilan lereng • Pertambangan kapur terbuka • Getaran dinamis • Angka keamanan • Kabupaten Gresik • Pembasahan-pengeringan

Kata Kunci

PENDAHULUAN

• Latar Belakang • Perumusan Masalah • Batasan Masalah • Tujuan • Manfaat

Latar Belakang

• Tambang Kapur di desa Gosari Gresik • Perlunya Pengetahuan Desain Kestabilan Lereng • Desain Geometrik Galian diharapkan dapat memberi kondisi optimum dalam hal keamanan kegiatan tambang dan Pengembalian modal investor

Perumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh pembasahan dan pengeringan terhadap

perubahan parameter sifat fisik batuan yang antara lain: kadar air (w), angka pori (e), dan derajat kejenuhan (Sr) pada kondisi kadar air awal (initial) lapangan.

2. Bagaimana pengaruh pembasahan dan pengeringan batuan terhadap perubahan tegangan air pori negatif, sifat mekanis, sifat kimiawi, dan sifat dinamis pada kondisi kadar air awal (initial) lapangan.

3. Bagaimana pengaruh akibat adanya beban dinamis kendaraan pertambangan yang dimodelkan dengan bantuan program Plaxis terhadap kestabilan lereng galian.

4. Bagaimana pengaruh adanya kegempaan terhadap kestabilan lereng penambangan kapur terbuka yang dimodelkan dengan bantuan program Plaxis.

Tujuan • Untuk mengetahui pengaruh pembasahan dan pengeringan

terhadap parameter sifat fisik batuan yang antara lain : kadar air (w), angka pori (e), derajat kejenuhan (Sr) pada kondisi kadar air awal (initial) lapangan.

• Untuk mengetahui pengaruh pembasahan dan pengeringan batuan terhadap perubahan tegangan air pori negatif (suction), sifat mekanis, sifat kimiawi, dan sifat dinamis pada kondisi kadar air awal (initial) lapangan.

• Untuk mengetahui angka keamanan (safety factor) terhadap kestabilan lereng galian akibat adanya aktivitas kendaraan berat pertambangan yang telah dimodelkan dengan program Plaxis.

• Untuk mengetahui angka keamanan (safety factor) terhadap kestabilan lereng di penambangan kapur terbuka akibat adanya aktifitas kegempaan yang telah dimodelkan dengan program Plaxis.

Manfaat

• Dapat diaplikasikan dalam melakukan pemantauan dan evaluasi kondisi kestabilan lereng yang selama ini dilaksanakan dan sehingga kelongsoran lereng di penambangan terbuka batu kapur akibat getaran dinamis dapat dihindari.

METODOLOGI

• Persiapan Sampel Batuan • Pengujian Laboratorium • Analisa Hasil Pengujian Laboratorium

Mulai

Persiapan Penelitian : •Kajian pustaka •Kajian penelitian terdahulu

Penelitian Laboratorium: Identifikasi parameter sifat fisik (Kadar air, Konsistensi batuan, Keausan batuan dan Volumetri-gravimetri); parameter kuat geser (kohesi dan sudut geser batuan); kandungan kimiawi batuan (unsur dan senyawa oksida).

Lokasi Penelitian : Kab. Gresik – Jawa Timur •Benda uji batuan diambil sampai kedalaman 15 m. •Benda uji dengan kondisi tidak terganggu.

Benda uji sampai kedalaman -1 s/d -2 m

Benda uji sampai kedalaman -3 s/d -15 m

A B

Input data kedalam program PLAXIS dengan parameter berupa berat volume, kohesi, young’s modulus, poisson ratio, sudut geser dalam, modulus geser dan beban dinamis yang dimodelkan

Kesimpulan

Analisa : •Perilaku batuan (fisik, mekanis, dan dinamik) dari seluruh variasi pembasahan-pengeringan. •Menentukan angka keamanan daripada lereng-lereng galian akibat adanya beban dinamis kendaraan dan gempa untuk seluruh variasi pembasahan-pengeringan. •Penyusunan laporan.

SELESAI

C

Variasi permodelan antara lain: •Sudut kemiringan galian. •Tinggi galian. •Beban dinamis kendaraan. •Zona gempa.

Persiapan Sampel Batuan Pengambilan Benda uji

kedalaman _1m sampi -15m Ukuran balok (10 x 8 x 25) cm Tiap kedalaman diambil 10 balok

Benda Uji Dicetak berbentuk silinder dengan diameter 40 mm

Setelah dicetak Disimpan dalam plastik Agar kondisi awal Tidak terganggu

Pengujian Laboratorium

• Uji Sifat Fisik Batuan • Uji Sifat Mekanik Batuan 1. Unconfined Compression Test 2. Point Load Test • Uji Sifat Dinamis Batuan (Bender Element Test) • Uji Tegangan Air Pori Negatif (Dengan Metode Kertas

Filter Tipe Whatman No.42)

Unconfined Compression Test

Point Load Test

Bender Element Test

Uji Tegangan Air Pori Negatif (Dengan Metode Kertas Filter Tipe Whatman No.42)

HASIL PENGUJIAN

Hasil Pengujian Point Load Test

Gambar 4.38. Grafik Point Load Strength Index Pada Kedalaman -1m Kondisi Pembasahan.

Gambar 4.39. Grafik Point Load Strength Index Pada Kedalaman -2m Kondisi Pembasahan. (Sumber: Hasil Penelitian)

Hasil Pengujian Point Load Test

Gambar 4.56. Grafik Point Load Strnght Index Pada Kedalaman -1m Kondisi Pengeringan.

Gambar 4.57. Grafik Point Load Strnght Index Pada Kedalaman -2m Kondisi Pengeringan.

Hasil Pengujian Bender Element Test

Gambar 4.40. Grafik Modulus Geser Maksimum pada kedalaman -1m kondisi pembasahan.

Gambar 4.41. Grafik Modulus Geser Maksimum pada kedalaman -2m kondisi pembasahan.

Hasil Pengujian Bender Element Test

Gambar 4.58. Grafik Modulus Geser Maksimum pada kedalaman -1m kondisi pengeringan.

Gambar 4.59. Grafik Modulus Geser Maksimum pada kedalaman -2m kondisi pengeringan.

Uji Tegangan Air Pori Negatif

Gambar 4.42. Grafik Teg. Air Pori Negatif pada kedalaman -1m kondisi pembasahan.

Gambar 4.43. Grafik Teg. Air Pori Negatif pada kedalaman -2m kondisi pembasahan.

Uji Tegangan Air Pori Negatif

Gambar 4.60. Grafik Teg. Air Pori Negatif Pada Pedalaman -1m Kondisi Pengeringan.

Gambar 4.61. Grafik Teg. Air Pori Negatif Pada Kedalaman -2m Kondisi Pengeringan.

ANALISA KESTABILAN LERENG

• Dimensi galian pertambangan adalah 100 m x 100 m • Variasi Kemiringan galian, (300, 500, 700, 900) • Variasi Ketinggian galian, H (5m, 15m, 20m, 25m, 30m, 35m, 40m, 45m) • Variasi jarak antara bibir galian dengan beban kendaraan adalah 3 meter dan 1

meter • Variasi elevasi muka air genangan (setiap 5 meter dibawah galian dan tanpa air

genangan) • Beban kendaraan kondisi dengan muatan diasumsikan sebesar 12,32 t • Beban dinamis gempa adalah setara dengan percepatan zona gempa 3 • Jenis tanah dasar (batuan) yang direncanakan parameter batuannya adalah

sebagai berikut

Input Parameter Program PLAXIS

Tinggi galian Sudut kemiringan galian, α ( ͦ ) (m) 30 50 70 90 5 2.78 2.57 1.2 0.85 10 1.72 1.49 1.17 0.75 15 1.34 1.13 0.87 0.74 20 1.24 1.12 0.85 0.7 25 1.05 1.05 0.84 0.61 30 0.91 0.88 0.79 0.59 35 0.85 0.87 0.77 0.57 40 0.79 0.77 0.76 0.55 45 0.73 0.74 0.72 0.53

Hasil Analisa Tabel 5.1. Angka Keamanan (SF) Stabilitas Galian Pertambangan akibat Beban Dinamis Kendaraan Kondisi Bermuatan Penuh,dengan jarak Kendaraan dari Galian 1 meter untuk Berbagai Variasi Tinggi (H) dan Sudut Galian ()

(Sumber : Hasil Analisa Plaxis) Ket : bagian berwarna merah adalah kondisi geometrik galian yang dihindari


Tabel 5.2. Angka Keamanan (SF) Stabilitas Galian Pertambangan akibat Beban Dinamis Kendaraan Kondisi Bermuatan Penuh,dengan jarak Kendaraan dari Galian 2 meter untuk Berbagai Variasi Tinggi (H) dan Sudut Galian ()



Tabel 5.3. Angka Keamanan (SF) Stabilitas Galian Pertambangan akibat Beban Dinamis Kendaraan Kondisi Bermuatan Penuh,dengan jarak Kendaraan dari Galian 3 meter untuk Berbagai Variasi Tinggi (H) dan Sudut Galian ()



Tabel 5.4. Angka Keamanan (SF) Stabilitas Galian Pertambangan akibat Beban Dinamis Kendaraan Kondisi Bermuatan Penuh,dengan jarak Kendaraan dari Galian 3 meter untuk Berbagai Variasi Tinggi (H) dan Sudut Galian () kondisi seat setelah terjadi hujan


Gambar 5.2. Kurva Hubungan Kedalaman dengan Total Stress pada α = 50° (Asumsi permodelan = beban kendaraan sebesar 12.32 ton, jarak kendaraan dari tepi galian adalah 1 meter, kondisi setelah terjadi hujan, dan adanya faktor kegempaan wilayah sekitar).

Gambar 5.3. Kurva Hubungan Kedalaman dengan Total Stress pada α = 90° (Asumsi permodelan = beban kendaraan sebesar 12.32 ton, jarak kendaraan dari tepi galian adalah 1 meter, kondisi setelah terjadi hujan, dan adanya faktor kegempaan wilayah sekitar).

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

• Dari Hasil Pengujian Karakteristik Fisis Batuan Pengaruh proses pembasahan dan pengeringan tidak berpengaruh signifikan terhadap parameter fisik batuan, hal ini terlihat pada besarnya perubahan angka pori untuk batuan kedalaman -1m berkisar antara 0,67 pada kondisi inisialnya dan 0,658 pada kondisi kering 100% dan 0,57 pada kondisi pembasahan 100%.

KESIMPULAN

• Dari Hasil Pengujian Karakteristik Mekanis Batuan (Point load test) Indeks point load Pengaruh proses pembasahan dan pengeringan cukup berpengaruh signifikan terhadap karakteristik mekanis batuan, hal ini terlihat pada Gambar 4.27 bahwa tingkat kelandaian garisnya sangat curam yang artinya perubahannya sangat besar sekali.

KESIMPULAN

• Dari Hasil Pengujian Bender Element Dari hasil pengujian Bender Element (Gambar 4.40, Gambar 4.41, Gambar 4.58 dan Gambar 4.59) dengan menggunakan alat Dutta, dapat disimpulkan bahwa Tidak terjadi perubahan Modulus geser maksimum dengan konstan.

KESIMPULAN

• Dari Hasil Pengujian Tegangan Air Pori Negatif (Suction test) Dari hasil pengujian tegangan air pori negatif batuan (Gambar 4.42, Gambar 4.43, Gambar 4.60 dan Gambar 4.60) dengan menggunakan kertas Whatman no.40, dapat disimpulkan bahwa Pengaruh proses pembasahan dan pengeringan mengalami peningkatan tegangan air pori negatif dari kondisi inisial sebesar 7,204 kpa hingga kondisi kering 100% sebesar 73.720,750 kpa.

KESIMPULAN • Dari Hasil Pemodelan Numerik Stabilitas Galian akibat

Beban Statis dan Dinamis Kendaraan dengan Menggunakan Program Bantu Plaxis (Tabel 5.2 dan Tabel 5.5) Stabilitas galian dikatakan “aman’ apabila nilai SF-nya ≥ 1.00, apabila SF < 1.00 maka kondisi stabilitas galian dapat dikatakan dalam kondisi “bahaya” terhadap kelongsoran. stabilitas ketinggian galian H = 10 m dapat dicapai apabila sudut kemiringan dinding galian () max. 70°; stabilitas ketinggian galian H = 20 m dapat dicapai apabila sudut kemiringan dinding galian () max. 50° dan 30°; untuk ketinggian galian H ≥ 30 m, kondisi stabilitas tidak dapat dicapai walaupun dengan sudut kemiringan () 30° sampai dengan 90°.

KESIMPULAN

• Dari Hasil Pemodelan Numerik Stabilitas Galian akibat Kombinasi Beban Dinamis Kendaraan dan Beban Dinamis Gempa dengan Menggunakan Program Bantu Plaxis Dari Gambar 5.2 dan Gambar 5.3 dapat disimpulkan bahwa tidak terjadi keruntuhan galian penambangan (untuk H = 5 m sampai H = 20 m dan = 30° s/d = 70°) pada saat terjadi gempa. Hal ini ditunjukkan dari harga tegangan kapasitas (stress capacity) yang nilainya jauh lebih kecil daripada tegangan yang terjadi (compressio stress, σ1).

SARAN

• Mengatur kembali tinggi galian tambang dan sudut kemiringannya.

• Mengatur kembali beban kendaraan dan muatannya yang sering kali overload.

• Tidak memberhentikan atau parkir kendaraan-kendaraan tambang di daerah tepi galian.

TERIMA KASIH

analisa kestabilan lereng galian...

Documents