Download - MAKALAH STUDI KESTABILAN TANAH PERMUKAAN AKIBAT … · Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidang ... dibuat suatu pekerjaan konstruksi atau

1

MAKALAH

STUDI KESTABILAN TANAH PERMUKAAN AKIBAT PROSES PEMBASAHAN(STUDI KASUS KELONGSORAN TANAH PERMUKAAN LERENG, LOKASI DESA

MANTING KEC. JATIREJO KAB. MOJOKERTO - JAWA TIMUR)

Oleh :Permadi Purna Putra Irsyan

3105 100 122Fajar Arief Nurdin

3107 100 617

Dosen Pembimbing :Dr.Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng

Ir. Moesdarjono Soetojo, M.ScTrihanyndio Rendy S, ST .MT

ABSTRAKSecara geografis sebagian besar wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia berada pada

kawasan rawan bencana alam, dan salah satu bencana alam yang sering terjadi adalah bencana tanahlongsor. Kejadian tanah longsor di Indonesia umumnya terjadi pada musim penghujan. Pada daerah yangberiklim tropis dengan intensitas hujan tinggi dan daerah yang memiliki lereng dengan permukaan yangmudah menyerap dan meloloskan air ke dalam tanah menyebabkan pula daya dorong air terhadapmeterial permukaan lereng, yang bisa menjadi pemicu terjadinya tanah longsor berskala besar. Untuk inibagaimana hubungan antara hujan dan terjadinya tanah longsor merupakan suatu gejala alam yangsifatnya dapat terjadi secara alamiah untuk mencapai suatu keseimbangan.

Air hujan yang terinfiltrasi ke dalam tanah dan mengakibatkan tanah menjadi jenuh sangatmenentukan terjadinya longsor. Selain itu, peningkatan derajat kejenuhan atau kadar air tanah yangmengakibatkan tegangan air pori negatif tanah menjadi turun, sehingga tegangan efektif tanah akanberkurang. Kemudian diikuti dengan meningkatnya muka air tanah serta menurunkan ketahanan tanahyang bersangkutan di sepanjang bidang gelincirnya.

Antara kondisi lereng dan curah hujan pada akhirnya menimbulkan keterkaitan. Penelitian iniakan mempelajari mengenai pengaruh pembasahan pada tanah permukaan terhadap parameter-parameterdasar serta kuat geser tanah. Terutama, pengaruh perbedaan derajat kejenuhan (Sr), angka pori (e), kadarair terhadap kohesi (c) dan sudut geser dalam (φ) pada tanah lanau berpasir di daerah lereng DesaManting, Kec. Jatirejo, Mojokerto-Jawa Timur, yang memiliki kadar air inisial rata-rata 39,74% danderajat kejenuhan rata-rata 82,12%. Proses pembasahan dilakukan dengan menambahkan kadar air bendauji dari kondisi inisial sampai kondisi jenuh. Untuk mengukur tegangan air pori negatif, digunakan kertasfilter Waltman dan untuk menentukan parameter kuat geser dilakukan percobaan geser langsung.

Dari hasil penelitian ini menunjukan bahwa, proses pembasahan mempengaruhi perubahanvolume, tegangan air pori nagatif dan parameter kuat geser. Proses pembasahan mengakibatkanmeningkatnya kadar air, derajat kejenuhan dan menurunkan tegangan air pori negatif (suction) danparameter kuat geser tanah.

Mekanisme keruntuhan lereng menunjukan bahwa peningkatan derajat kejenuhan menyebabkanpenurunan tegangan air pori negatif tanah yang hampir mendekati nol, sehingga tegangan efektif danparameter kuat geser menjadi turun sampai pada suatu titik dimana terjadi keruntuhan. Untuk mengetahuikeruntuhan ini, maka dibuat simulasi pembasahan pada lereng. Stabilitas lereng dihitung dengan bantuanprogram PLAXIS dengan sudut kemiringan 250,450,600,750. Hasil analisa menunjukan bahwa derajatkejenuhan dan menurunnya ketahanan geser tanah dengan sudut kemiringan lereng yang besar sangatberpengaruh terhadap faktor keamanan lereng (FS) sehingga menyebabkan lereng rawan longsor.

Kata kunci : Proses pembasahan, Kadar air, Derajat Kejenuhan, Tegangan air pori negatiftanah, Kohesi, Sudut geser dalam, PLAXIS, Stabilitas lereng.

2

I. PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidanghorisontal. Lereng dapat terbentuk secara alamiah karena proses geologi atau karena dibuat oleh manusia.Lereng yang terbentuk secara alamiah misalnya lereng bukit dan tebing sungai, sedangkan lereng buatanmanusia antara lain yaitu galian dan timbunan untuk membuat jalan raya dan jalan kereta api, bendungan,tanggul sungai dan kanal serta tambang terbuka.

Lereng alami yang telah berada dalam kondisi yang stabil selama puluhan atau bahkan ratusantahun dapat tiba-tiba runtuh sebagai akibat dari adanya perubahan kondisi lingkungan, antara lain sepertiperubahan bentuk topografi, kondisi air tanah, adanya gempa bumi maupun pelapukan. Kadang-kadangkeruntuhan tersebut juga dapat disebabkan oleh adanya aktivitas konstruksi seperti pembuatan jalan raya,jalan kereta api, saluran air dan bendungan. Terdapat beberapa kesulitan yang dihadapi dalam analisiskestabilan lereng alami karena beberapa hal sebagai berikut:

· kesulitan untuk mendapatkan data masukan, (seperti model geologi, hubungan tegangan regangan,distribusi tekanan air pori), yang memadai.

· tingginya tingkat ketidakpastian mengenai mekanisme longsoran yang mungkin terjadi serta proses-proses penyebabnya.

Beberapa pertimbangan yang harus dilakukan dalam analisis kestabilan lereng alami antara lain yaitumenentukan apakah longsoran yang mungkin terjadi merupakan longsoran yang pertama kali ataulongsoran yang terjadi pada bidang geser yang sudah ada serta kemungkinan terjadinya longsoran apabiladibuat suatu pekerjaan konstruksi atau penggalian pada lereng.

1.2. PERMASALAHANPerumusan masalah utama :

Bagaimana pengaruh pembasahan dan pengeringan dari kondisi tanah asli, dengan penambahandan pengurangan air sebesar 25%, 50%, dan 75% menuju kondisi jenuh terhadap karakteristik tanahpermukaan.

Detail permasalahan meliputi :1. Bagaimana perubahan parameter tanah sebelum dan sesudah dilakukan pembasahan dan

pengeringan?2. Bagaimana pengaruh pembasahan, pengeringan dan energi hujan terhadap angka keamanan

pada daya dukung tanah ?3. Bagaimana pengaruh energi hujan terhadap stabilitas erosi tanah permukaan lereng?4. Bagaimana analisa numerik untuk permodelan kelongsoran pada tanah permukaan dengan

menggunakan program plaxis?

1.3. TUJUAN PEMBUATAN TUGAS AKHIRa. Tujuan utama penelitian ini yaitu :

Mengetahui pengaruh pembasahan dan pengeringan terhadap tanah permukaan dan angkakeamanan yang dihitung dari setiap percobaan.

b. Tujuan khusus penelitian ini yaitu :1. Mengetahui perubahan parameter tanah sebelum dan sesudah dilakukan pembasahan

pengeringan.2. Mengetahui perubahan parameter tanah sebelum dan sesudah dilakukan pembasahan dan

pengeringan terhadap angka keamanan pada kestabilan lereng.3. Mengetahui pengaruh energi hujan pada stabilitas erosi tanah permukaan.4. Mengetahui analisa numerik untuk permodelan kelongsoran pada tanah permukaan dengan

menggunakan program plaxis.

3

1.4. BATASAN MASALAHTugas akhir ini meneliti tentang pengaruh pembasahan dan pengeringan pada tanah permukaan,

beserta pengaruh energi hujan dengan batasan sebagai berikut :1. Tanah yang digunakan adalah tanah permukaan yang diambil dari kedalaman satu meter dari

permukaan tanah.2. Tidak membahas karakteristik pada tanah dalam.3. Pembasahan dilakukan dari kondisi tanah asli, dengan penambahan air sebesar 25%, 50%, dan

75% menuju kondisi jenuh.4. Pengeringan dilakukan dari kondisi tanah asli, dengan pengurangan air sebesar 25%, 50%, 75%

dan 100%.5. Permodelan secara langsung pengaruh energi hujan terhadap pengaruh tanah permukaan tidak

dilakukan, dan hanya dilakukan simulasi terhadap formula besarnya kekuatan angin terhadap kuatgeser tanah.

6. Percobaan dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan Teknik Sipil, Kampus ITSSukolilo , Surabaya.

1.5. MANFAAT PENELITIAN

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang pengaruh pembasahan danpengeringan terhadap karakteristik tanah, termasuk pengaruh energi hujan terhadap tanah permukaan.Selain itu dari Tugas Akhir ini diharapkan dapat dibandingkan antara analisa pengaruh pembasahan darihasil penelitian, dengan analisa permodelan kelongsoran tanah permukaan menggunakan program plaxis.Dengan analisa yang didapatkan maka diharapkan dapat menjadi panduan dalam menentukan solusi yangtepat dalam menangulangi erosi didaerah lereng, sehingga erosi tanah permukaan pada lereng dapatdikurangi.

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Partikel-Partikel Tanah

Tanah memiliki berbagai ukuran butiran dan dikelompokkan sebagai kerikil (gravel), pasir(sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pada tanahtersebut. Kerikil adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang-kadang juga mengandung partikel-partikel mineral quartz, feldspar,dan mineral lainnya. Begitu pula dengan pasir, sebagian besar terdiri darimineral quartz dan feldspar, serta mungkin juga terdapat mineral lainnya. Sedangkan lanau sebagianbesar merupakan fraksi mikroskopis dari tanah yang terdiri dari butiran-butiran quartz yang sangat halus,dan sejumlah partikel berbentuk lempengan – lempengan pipih yang merupakan pecahan dari mineralmika. Dan berikutnya adalah lempung yang sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dansubmikroskopis yang berbentuk lempengan – lempengan pipih yang merupakan partikel dari mika,mineral-mineral lempung, dan mineral – mineral yang sangat halus lainnya. Selain itu lempungdidefinisikan sebagai golongan partikel yang berukuran kurang dari 0,002 mm. Namun demikian,dibeberapa kasus, partikel berukuran antara 0,002 - 0,005 mm juga masih digolongkan sebagai partikellempung. (Das, B.M, 1985). Ukuran Golongan Tanah dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1. Batasan-Batasan Ukuran Golongan Tanah

Nama GolonganUkuran Butiran (mm)Kerikil

Pasir Lanau Lempung

American Associationof State Highway andTransportation(AASHTO)

>2 2 - 0,060,06 -0,002

< 0,002

U.S Departement OfAgriculture (USDA)

>2 2 - 0,050,05 -0,002

<0,002

4

American Associationof State Highway andTransportation(AASHTO)

76,2 -2

2 -0,0075

0,075 -0,002

<0,002

Unified SoilClasification System (U.S. Army Corps ofEngineers, U.S. Bureauof Reclamation)

76,2 -4,75

4,75 -0,075

halus (yaitu lanau danlempung) <0,0075

(Braja M. Das, 1988)

2.2 Tanah LempungSuatu tanah dapat dikatakan sebagai tanah lempung bila ukuran butiran tanahnya lebih kecil dari

0,002 mm (2 mikron). Sedangkan suatu tanah dapat juga dikatakan sebagai tanah lempung apabilapartikel-partikel mineral yang dikandungnya dapat menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah ketikadicampur dengan air (Grim,1953). Suatu tanah yang memiliki ukuran butiran lebih kecil dari 2 mikronnamun partikel-partikel mineral yang terkandung di dalamnya tidak dapat menghasilkan sifat plastis padatanah dapat dikatakan bukan sebagai tanah lempung (non clay soil). Jadi definisi dari tanah lempung itusendiri adalah suatu tanah yang memiliki ukuran butiran lebih kecil dari 2 mikron (0,002 mm) danmengandung partikel-partikel mineral lempung.

2.2.1 Ukuran Butiran Tanah LempungLempung (clays) sebagaian besar terdiri dari partikel-partikel mikroskopis (tidak dapat dilihat

dengan jelas hanya dengan mikroskop biasa) yang sangat halus. Partikel-partikel tersebut berbentuklempengan-lempengan pipih yang merupakan mineral-mineral lempung (clay minerals) dan mineral-mineral yang sangat halus lainnya. Ukuran butiran tanah lempung umumnya lebih kecil dari 0,002 mm(Braja M. Das,1988).

2.3 Konsistensi TanahMineral lempung terkandung didalam tanah berbutir halus, maka tanah tersebut dapat diremas-

remas menimbulkan retakan. Sifat kohesif tanah ini disebabkan karena adanya air yang terserapdisekeliling permukaan dari partikel lempung. Menurut Attenberg, jika kadar airnya sangat tinggi,campuran tanah dan air menjadi sangat lembekseperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung dalam tanah, tanah dapat dipisahkanmenjadi 4 keadaan dasar, yaitu : padat, semipadat, plastis, dan cair. Menurut Attenberg (1911), kadar airdinyatakan dalam persen, dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke semi padat didefinisikan sebagaibatas susut (shrinkage limit). Kadar air dimanatransisi dari keadaan semipadat ke plastis dinamakan sebagai batas plastis (plastic limit). Dan darikeadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limit). Batas-batas ini dikenal dengan batas –batas Attenberg. (Das, B.M, 1985)

Pada kadar air yang sangat tinggi, tanah berperilaku sebagai cairan encer yang mengalir dan tidakdapat mempertahankan bentuk tertentu. Kadar air paling rendah dimana tanah dalam keadaan cair disebutbatas cair (LL), dan suatu prosedur pengujian spesifik telah dikembangkan guna menentukan kadar air.Pengujian dilaksanakan dengan menempatkan segumpal tanah dalam sebuah mangkok dan membuat alurdengan ukuran standar pada tanah tersebut. Kemudian mangkok dijatuhkan ke atas permukaan yang kerasdari ketinggian 10 mm. Batas cair ditetapkan sebagai kadar air pada tanah dimana goresan selebar 12,7mm (0,5 inch) tertutup dalam 25 pukulan. (Dunn, dkk, 1992)

Konsistensi lempung dan tanah kohesif lainnya biasanya dinyatakan dengan istilah lunak, sedang,kaku, atau keras. Ukuran kuantitatif konsistensi yang paling langsung adalah beban per satuan luasdimana contoh tanah bebas (unconfined) berbentuk silinder atau prismatik runtuh dalam uji pemampatansederhana. Besaran ini dikenal sebagai kekuatan kompresif bebas (unconfined compressive strength)tanah. Nilai kekuatan kompresif yang berkaitan dengan aneka derajat konsistensi, beserta identifikasilapangannya dapat dilihat pada tabel 2.2 dan tabel 2.3. (Terzaghi, K., dan R.B. Peck 1993)

Tabel 2.2. Konsistensi Lempung dalam Bentuk Kekuatan Kompresif Bebas

5

(Terzaghi, K., dan R.B. Peck, 1993)

Tabel 2.3. Identifikasi di Lapangan Terhadap Konsistensi TanahKonsistensi

Identifikasi di lapanganTanah LempungSangat lunak Meleleh diantara jari-jari tangan ketika diperasLunak Dapat diremas dengan mudah.Sedang Dapat diremas dengan tekanan jari yang kuatKaku Tidak dapat diremas dengan jari, dapat

digencet dengan ibu jari.Sangat kaku Dapat digencet dengan kuku ibu jari.

(Craig, R.F, 1987)

2.4 Komposisi TanahMekanika tanah pada umumnya terbagi menjadi dua kondisi, yaitu tanah jenuh (saturated soil)

dan tanah tidak jenuh (unsaturated soil). Perbedaan antara tanah jenuh dan tidak jenuh penting untukdiketahui mengingat karakteristik dan perilaku tanah yang berbeda. Tanah jenuh air memiliki tegangan airpori positif, sedangkan tanah tidak jenuhmemiliki tegangan air pori negatif. Hal ini terjadi bila muka air tanah berada di bawah muka tanah,sehingga tanah yang berada di atas muka air tanah memiliki tegangan air pori negatif. Tanah tidak jenuhmemiliki lebih dari dua fase yaitu solid, air dan udara.Tanah tidak jenuh juga memiliki contractile skin (air-water interface), yaitu selaput tipis pertemuanantara air dan udara yang bersifat sebagai membran elastis sebagai akibat adanya tegangan permukaan.Berdasarkan hubungan volume massa untuk tanah tidak jenuh air, tanah ditinjau terdiri dari tiga fase(tanah, air dan udara) mengingat volume contractile skin yang sangat kecil, sedangkan massa daricontractile skin dianggap sebagai bagian dari massa air. Maka kesimpulan dari penjelasan di atas adalahtanah tidak jenuh memiliki empat fase yaitu fase solid, air, udara dan contractile skin (Fredlund andMorgenstern,1977).

Hubungan berat volume partikel tanah, air dan udara dapat dilihat seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.1. Diagram Fase Tanah ( Fredlund dan Raharjo1993)

Dari diagram tersebut didapat beberapa perumusan (Braja M. Das, 1988) sebagai berikut:

Konsistensi QuTanah Lempung (kg/cm2)Sangat lunak < 0,25Lunak 0,25-0,5Sedang 0,5 - 1,0Kaku 1,0 - 4,0Sangat kaku 2,0 - 4,0Keras > 4

6

a. Porositas (n) :

%100xV

Vn v

(2-1)b. Angka Pori (e) :

s

v

V

Ve

(2-2)

c. Derajat Kejenuhan (Sr) :

%100xV

VSr

v

w

(2-3)

d. Kadar Air (w) :

%100xW

Ww

s

w

(2-4)

e. Volumetric Water Content ( w ) :

nSV

VS

V

Vw r

vrw ..

(2-5)

e

eSw r

1

.

(2-6)

f. Berat Volume ( ) :

wrss

e

eSGw

e

wGt

1

.

1

)1(

(2-7)

ws

e

Gt

1 (2-8)

dimana :Vv = Volume poriVw = Volume airVs = Volume solidV = Volume total ( V = Vv +Vs )Ww = Berat airWs = Berat solid

t = Berat volume total

w = Berat volume air

d = Berat volume kering

Konsep tegangan efektif untuk tanah tidak jenuh air merupakan pengembangan dari tanah jenuh air.Persamaan tegangan efektif memiliki nilai yang berbeda untuk setiap permasalahan (perubahan volumedan tegangan geser) dan perbedaan tipe tanah.

Tetapi perkembangan teori mekanika tanah menjadi semakin menarik ketika Bishop pada tahun1955 mengemukakan teori yang mendasarkan pada kondisi suatu tanah yang tidak jenuh. Bishopmengusulkan persamaan tegangan efektif untuk tanah jenuh sebagian adalah sebagai berikut :

’ = ( - Ua ) + (Ua – Uw) (2-9)

dimana :

Ua = Tekanan udara pori. = Suatu parameter yang berhubungan dengan tingkat

kejenuhan suatu tanah.

Untuk tanah jenuh (Sr = 1), makabesarnya tingkat suction dan biasa disebut sebagaiudara pori (pore air pressure) dan U

Tanah tidak jenuh air yang mendekati kejenuhan dimana derajat kejenuhan (Smemiliki tegangan air pori (Uw) mendekati tegangan udara pori (Ua) damendekati nol. Pengurangan kadar air menyebabkan kenaikantanah. Untuk tanah yang mendekati kering penuh perubahanberarti pada volume tanah (cender

2.5 Pengukuran Suction dengan Metode Kertas FilterMetode pengukuran menggunakan kertas filter mampu mengukur

kilopascal sampai ratusan ribu kilopascal. Prinsip dasar dari metode kertas filter adalah pada suatuhipotesis bahwa pada suatu titik keseimbangan tegangan air pori negatif ataucontoh tanah dan di dalam suatu kertas filter yang berada dalam kondisi kontak dengan contoh tanahtersebut adalah sama. Dalam prakteknya kertas filter kering ditempatkan pada contoh tanah yang ingindiketahui besarnya suction, air akan menSelama waktu itu, maka contoh tanah harus dijaga agar kadar airnya konstan dan tidak terjadi perubahantemperatur sekeliling yang terlalu drastis. Setelah terjadi keseimbangan, maka kadar airdiukur (Fredlund dan Rahardjo, 1993).Kertas filter yang digunakan dalam percobaan ini adalah kertas filtersuction menggunakan tiga kertas filter yang berhubungan langsung dengan sample tanah. Kertas fiyang di tengah digunakan untuk mengukur kadar air. Sedangkan kertas filter yang di luar digunakanuntuk melindungi kertas filter yang di tengah dari partikel tanah.Dari grafik kalibrasi kertas filter bila kadar air kertas filter diketahui, maka akansuction. Grafik hubungan kadar air dengan suction ini dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2.2 Grafik Kalibrasi suction untuk dua jenis kertas filter (Fredlund dan Raharjo, 1993)

2.6 Uji Geser Langsung (Direct ShearAlat uji direct shear terdiri dari sebuah kotak logam berisi sampel tanah yang akan diuji. Sampel

tanah tersebut dapat berbentuk penampang bujur sangkar atau lingkaran. Ukuran sampel tanah yangumum dipakai adalah sekitar 3 sampai 4 inchiterbagi dua sama sisi dalam arah horisontal. Gaya normal pada sampel didapat dengan menaruh suatubeban mati di atas sampel tanah tersebut. Beban mati tadi dapat menyebabkan tekanan pada sampel tanahsampai 150 psi. Gaya geser diberkeruntuhan geser pada tanah.

= Tekanan udara pori.

= Suatu parameter yang berhubungan dengan tingkatkejenuhan suatu tanah.

= 1), maka = 1 dan untuk tanah kering, = 0. Suku (Udan biasa disebut sebagai matric suction. Parameter U

) dan Uw adalah tekanan air pori (pore water pressureTanah tidak jenuh air yang mendekati kejenuhan dimana derajat kejenuhan (S

) mendekati tegangan udara pori (Ua) dan matric suctionnyamendekati nol. Pengurangan kadar air menyebabkan kenaikan matric suction dan pengurangan volumetanah. Untuk tanah yang mendekati kering penuh perubahan matric suction tidak memberikan perubahanberarti pada volume tanah (cenderung konstan).

dengan Metode Kertas FilterMetode pengukuran menggunakan kertas filter mampu mengukur matric suction

kilopascal sampai ratusan ribu kilopascal. Prinsip dasar dari metode kertas filter adalah pada suatuipotesis bahwa pada suatu titik keseimbangan tegangan air pori negatif atau

contoh tanah dan di dalam suatu kertas filter yang berada dalam kondisi kontak dengan contoh tanahtersebut adalah sama. Dalam prakteknya kertas filter kering ditempatkan pada contoh tanah yang ingin

, air akan mengalir dari tanah ke kertas hingga tercapai kondisi keseimbangan.Selama waktu itu, maka contoh tanah harus dijaga agar kadar airnya konstan dan tidak terjadi perubahantemperatur sekeliling yang terlalu drastis. Setelah terjadi keseimbangan, maka kadar airdiukur (Fredlund dan Rahardjo, 1993).Kertas filter yang digunakan dalam percobaan ini adalah kertas filter Whatman No.42

menggunakan tiga kertas filter yang berhubungan langsung dengan sample tanah. Kertas fiyang di tengah digunakan untuk mengukur kadar air. Sedangkan kertas filter yang di luar digunakanuntuk melindungi kertas filter yang di tengah dari partikel tanah.Dari grafik kalibrasi kertas filter bila kadar air kertas filter diketahui, maka akan

. Grafik hubungan kadar air dengan suction ini dapat dilihat pada gambar 2.


Direct Shear)shear terdiri dari sebuah kotak logam berisi sampel tanah yang akan diuji. Sampel

tanah tersebut dapat berbentuk penampang bujur sangkar atau lingkaran. Ukuran sampel tanah yangumum dipakai adalah sekitar 3 sampai 4 inchi2 luas penampangnya dan tingginyaterbagi dua sama sisi dalam arah horisontal. Gaya normal pada sampel didapat dengan menaruh suatubeban mati di atas sampel tanah tersebut. Beban mati tadi dapat menyebabkan tekanan pada sampel tanahsampai 150 psi. Gaya geser diberikan diberikan dengan mendorong sisi kotak sebelah atas sampai terjadi

7

= 0. Suku (Ua – Uw) adalah. Parameter Ua adalah besar tekanan

pore water pressure).Tanah tidak jenuh air yang mendekati kejenuhan dimana derajat kejenuhan (Sr) mendekati 100 %,

matric suctionnya (Ua–Uw)dan pengurangan volume

tidak memberikan perubahan

matric suction dari beberapakilopascal sampai ratusan ribu kilopascal. Prinsip dasar dari metode kertas filter adalah pada suatu

ipotesis bahwa pada suatu titik keseimbangan tegangan air pori negatif atau suction di dalam suatucontoh tanah dan di dalam suatu kertas filter yang berada dalam kondisi kontak dengan contoh tanahtersebut adalah sama. Dalam prakteknya kertas filter kering ditempatkan pada contoh tanah yang ingin

galir dari tanah ke kertas hingga tercapai kondisi keseimbangan.Selama waktu itu, maka contoh tanah harus dijaga agar kadar airnya konstan dan tidak terjadi perubahantemperatur sekeliling yang terlalu drastis. Setelah terjadi keseimbangan, maka kadar air pada kertas filter

Whatman No.42. Pengukuran matricmenggunakan tiga kertas filter yang berhubungan langsung dengan sample tanah. Kertas filter

yang di tengah digunakan untuk mengukur kadar air. Sedangkan kertas filter yang di luar digunakan

Dari grafik kalibrasi kertas filter bila kadar air kertas filter diketahui, maka akan dapat dicari harga. Grafik hubungan kadar air dengan suction ini dapat dilihat pada gambar 2.4.


shear terdiri dari sebuah kotak logam berisi sampel tanah yang akan diuji. Sampeltanah tersebut dapat berbentuk penampang bujur sangkar atau lingkaran. Ukuran sampel tanah yang

luas penampangnya dan tingginya 1 inchi. Kotak tersebutterbagi dua sama sisi dalam arah horisontal. Gaya normal pada sampel didapat dengan menaruh suatubeban mati di atas sampel tanah tersebut. Beban mati tadi dapat menyebabkan tekanan pada sampel tanah

ikan diberikan dengan mendorong sisi kotak sebelah atas sampai terjadi

8

Tergantung dari jenis alatnya, uji geser ini dapat dilakukan dengan cara tegangan geser terkendali, dimanapenambahan gaya geser dibuat konstan dan diatur, atau dengan cara tegangan terkendali dimanakecepatan geser yang diatur.Pada uji tegangan terkendali, tegangan geser diberikan dengan menambahkan beban mati secara bertahap,dan dengan penambahan yang sama besar setiap kali, sampai runtuh. Keruntuhan akan terjadi sepanjangbidang bagi dari kotak metal tersebut. Setelah kita melakukan pembebanan, maka pergerakan geser padabelahan kotak sebelah atas diukurdengan menggunakan sebuah arloji ukur horisontal. Perubahan tebal sampel selama pengujianberlangsung dapat diukur dengan pertolongan sebuah arloji ukur lain yang mengukur perubahan gerakarah vertikal dari pelat beban.Pada uji regangan terkendali, suatu kecepatan gerak mendatar tertentu dilakukan pada bagian belahan atasdari pergerakan geser horisontal tersebut, dapat diukur dengan bantuan sebuah arloji ukur horisontal.Besarnya gaya hambatan dari tanah yang bergeser dapat diukur dengan membaca angka-angka padasebuah arloji ukur ditengah sebuah pengukur beban lingkaran. Perubahan volume sampel tanah selama ujiberlangsung diukur seperti pada uji tegangan terkendali.

Pada pengujian tertentu, tegangan normal dapat dihitung sebagai berikut:

σ = TeganganNormal = (2-10)

Tegangan geser yang melawan pergerakan geser dapat dihitung sebagai berikut: (2-11)

τ = Tegangan geser =

Uji geser langsung biasanya dilakukan beberapak kali pada sebuah sampel tanah dengan bermacam-macam tegangan normal. Harga tegangan normal dan harga τf yang didapat dengan melakukan beberapakali pengujian dapat digambarkan pada sebuah grafik dan selanjutnya kita dapat menentukan harga-hargaparameter kekuatan geser. Alat Uji Direct Shear dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Alat Uji Direct Shear

2.7 Proses Pengeringan dan PembasahanProses pengeringan (drying) adalah suatu kondisi dimana kadar air di dalam suatu pori-pori tanah

mengalami penurunan. Sebaliknya, proses pembasahan (wetting) adalah suatu kondisi dimana terjadipeningkatan kadar air di dalam pori-pori suatu massa tanah. Gambar 2.6 menunjukkan adanya hubunganantara nilai tegangan air pori negatif (suction)dan kadar air pada suatu tanah yang membentuk suatu pola hysteresis dan merupakan bentuk khas darikurva pengeringan dan pembasahan (drying-wetting curve) suatu tanah. Kurva yang tidak berhimpittersebut disebabkan karena tanah bukan material yang bersifat elastis. Dari gambar ini dapat diambilsuatu kesimpulan bahwa proses pengeringan akan menyebabkan meningkatnya air pori negatif dansebaliknya proses pembasahan dapat menyebabkan mengecilnya tegangan air pori negatif. Prosespembasahan dilakukan dengan menetesi sampel tanah setetes demi setetes dalam rentang waktu tigapuluh menit sampai tanah mencapai kadar air yang diinginkan. Hal ini dilakukan dengan tujuan agar airdapat meresap ke dalam tanah. Proses pembasahan dilakukan dengan mengangin-anginkan sampel tanahsampai tanah mencapai kadar air yang diinginkan(Fredlund dan Rahardjo, 1993).

Gambar 2.4 Bentuk khas kurva pengeringan dan pembasahan

2.8 Analisis Stabilitas Lereng Metode Irisan YangPada tahun 1955 , Bishop memperkenalkan suatu penyelesaian yang lebih teliti dari pada metode irisanyang disederhanakan. Dalam metode, pengaruh gayaGaya – gaya yang bekerja pada irisan n, ditunjukkan dalam Gambar 2.11.a

Gambar 2.5 Metode irisan menurut bishop yang disederhanankan,

a) Gayab) Polygon gaya untuk keseimbanga

Untuk lereng yang mengalami rembesan tetap seperti yang terlibat pada Gambar 2.12, maka tekanan airpori (u) harus ikut diperhitungkan bila menggunakan parameter kekuatan geser efektif. Sehinggapersamaan untuk metode irisan yang disederhanakan menjadi:

y(positif)

H

(positif)

+y

+x

a

x

h

JARAK

Gambar 2.6 stabilitas lereng dengan rembesan konstan

Gambar 2.4 Bentuk khas kurva pengeringan dan pembasahan (Fredlund danRaharjo

ereng Metode Irisan Yang DisederhanakanPada tahun 1955 , Bishop memperkenalkan suatu penyelesaian yang lebih teliti dari pada metode irisanyang disederhanakan. Dalam metode, pengaruh gaya – gaya pada sisi tepi tiap irisan diperh

gaya yang bekerja pada irisan n, ditunjukkan dalam Gambar 2.11.a

Metode irisan menurut bishop yang disederhanankan,

Gaya – gaya yang bekerja pada irisan nomor nPolygon gaya untuk keseimbangan

rembesan tetap seperti yang terlibat pada Gambar 2.12, maka tekanan airpori (u) harus ikut diperhitungkan bila menggunakan parameter kekuatan geser efektif. Sehinggapersamaan untuk metode irisan yang disederhanakan menjadi:

permukaanair tanah

rembesan

z

EL

EV

AS

I

stabilitas lereng dengan rembesan konstan

9

(Fredlund danRaharjo,1993)

Pada tahun 1955 , Bishop memperkenalkan suatu penyelesaian yang lebih teliti dari pada metode irisangaya pada sisi tepi tiap irisan diperhitungkan.

rembesan tetap seperti yang terlibat pada Gambar 2.12, maka tekanan airpori (u) harus ikut diperhitungkan bila menggunakan parameter kekuatan geser efektif. Sehingga

10

H = tinggi lerengz = ketinggian dari permukaan tanah ke bidang gelincirh = ketinggian tanah jenuh pada bidang longsorα = kemiringan lereng

Berikut merupakan persamaan untuk metoda irisan yang sederhana akan disempurnakan untukmenentukan

Fs=∑ [ ∆ ( ∆ )]

∑(2-12)

Begitu juga persamaan (2-12) untuk metode irisan yang disederhanankan menurut Bishop akandisempurnakan:

Fs=∑ [ ( ) ]

( )

∑(2-13)

Perlu diperhatikan bahwa Wn dalam persamaan (2-12) dan (2-13) adalah beberapa total irisan.

2.9 Konsep Angka keamananPemahaman keamanan merupakan hal yang penting dalam merencanakan stabilitas lereng.

Lereng terbentuk oleh tanah yang sangat beragam dan penuh ketidakpastian, maka dalam mendesainpenanggulangan perlu digunakan asumsi mengenai angka keamanan. Secara teoritis masa yang bergerakdapat dihentikan melalui peningkatan angka keamanan.

Umumnya angka keamanan didefinisikan sebagai :

= (2 – 14)

Gaya keseimbangan pada bidang longsor untuk satu potongan

W cos β = N (2 – 15)

W = z b (2 – 16)

σ’ = σ – u (2 – 17)

S ’φ (2 – 18)

Dimana

W = Berat tanah = Berat volume tanahZ = Bidang Permukaan Talud Bidang longsor terletak dangkal dengan kedalamanb = Jarak bidang lapisan permukaan longsor dengan permukaan tanah dalam posisi sejajarS Kekuatan gaya geser yang tersediaσ’ = Tegangan Efektif

Maka kekuatan geser pada bidang longsor yang tersedia adalah

=‘ ‘ ‘

g∙ ∙ ∙(2 – 19)

Dimana

11

σ' = Tegangan efektifc’ = Kohesi efektif = Berat volume tanahz = Bidang Permukaan Talud Bidang longsor terletak dangkal dengan kedalamanβ = Bidang longsor sejajar dengan bidang permukaan dengan sudutφ = Sudut geser tanah

Dalam melakukan analisis kestabilan, harus diperhatikan beberapa factor yang mempengaruhinya, antaralain :

1. Sifat – sifat tanah- Kuat geser

Kuat geser terdiri dari kohesi (c) dan sudut geser dalam ()- Tekanan air pori

Tekanan air pori diperhitungkan untuk kemantapan lereng jangka panjang.- Berat volume

Berat volume diperlukan untuk memperhitungkan beban guna analisis kemantapan lereng.2. Bidang longsor

Bentuk bidang kelongsoran sangat penting untuk analisis kelongsoran/kestabilan lereng.

2.11 Pemodelan PLAXISAplikasi geoteknik memerlukan model yang cukup rumit dalam kaitannya untuk memodelkan

tanah yang mempunyai sifat tidak linier (non-linier) dan ketergantungan terhadap waktu (timedependent). Plaxis adalah program berbasis Finite Element yang dapat digunakan untuk menganalisaberbagai macam deformasi dan stabilitas untuk berbagai macam struktur geoteknik (Brinkgrave danvermer, 1998)Berkaitan dengan hal tersebut Plaxis dapat menganalisa berbagai macam kondisi tanah dalamhubungannya dengan air seperti tekanan hidrostatis (Hydrostatic Pore Pressures) dan juga interaksi tanahdengan struktur di atasnya (soil-structure interaction).Model struktur pada PLAXIS merupakan bentuk persamaan matematika yang menggambarkan hubunganantara regangan-tegangan. Model material ini sering digambarkan dalam bentuk pertambahan daritegangan (kecepatan tegangan) dan pertumbuhan dari regangan (kecepatan regangan). Semua model yangdiimplementasikan pada PLAXIS adalah berdasarkan atas hubungan tegangan efektif (σ)’.

2.11.1 Properti MaterialPada dasarnya, seluruh parameter model material didalam program PLAXIS bertujuan untuk

merepresentasikan respons efektif tanah seperti pada interaksi tegangan-regangan pada bagian tanah.Bagian penting pada tanah adalah adanya air pori yang sangat mempengaruhi tegangan efektif tanah.Untuk sifat-sifat tanah yang harus di masukkan kedalam Plaxis adalah sebagai berikut :

1. Berat kering dan basah ( γdry dan γwet ) : berat kering dan basah ini digunakan untuk menghitungtotal berat unit dari masa tanah termasuk material pada pori tanah.

2. Permeabilities (Kx & Ky) : parameter ini menggunakan satuan kecepatan (panjang per unit waktu).3. Young’s Modulus : PLAXIS menggunakan Young’s Modulus sebagai modulus kekakuan dasar

pada elastis model dan mohr-coulomb model. Modulus kekakuan mempunyai dimensi tekanan.Harga parameter kekakuan yang diambil pada penghitungan memerlukan perhatian yang besarseperti material yang mempunyai ketidaklinieran perilaku pada awal pembebanan. Pada mekanikatanah slope awal mengindikasikan Eo dan modulus secant pada 50% kekuatan tanah adalah E50.

4. Poisson Ratio (μ) : menunjukkan bahwa rasio antara regangan lateral terhadap regangan vertikalmerupakan suatu kostanta untuk material-material yang berada di dalam batas proporsional.Cohesi (c) : pengaruh tarikan antar partikel

12

2.12. Mekanisme Tanah Longsor

2.12.1 Pengertian Tanah Longsor

Tanah longsor merupakan salah satu bentuk gerakan tanah. Gerakan tanah adalahperpindahan material pembentuk lereng berupa batuan, bahan timbunan tanah atau materialcampuran tersebut, bergerak ke arah bawah dan keluar lereng (Vernes, 1978 dalam KeputusanMenteri Energi dan Sumberdaya Mineral No. 1452 K/10MEM/2000). Sedangkan menurutPangluar dan Suroso (1985), gerakan tanah atau tanah longsor adalah perpindahan massa tanahatau batu pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukannya semula. Zona kerentanantanah adalah suatu daerah atau areal yang mempunyai derajat kerentanan relatif (relativesusceptibility) untuk terjadi gerakan tanah.

2.12.2 Penyebab Terjadinya Tanah Longsor

Terjadinya gerakan tanah selama ini diakibatkan oleh gangguan tertentu. Peristiwa yangdapat menyebabkan terjadinya gerakan tanah dibedakan menjadi gangguan luar dan gangguandalam (Pangluar dan Suroso, 1985).

A. Gangguan LuarGangguan dari luar yang dapat mengakibatkan terjadinya gerakan tanah ada beberapa hal,

yaitu:1) Getaran, banyak sekali longsoran ditimbulkan oleh gempa bumi.2) Pembebanan tambahan, biasanya disebabkan oleh ulah manusia seperti pembangunan rumah

di tepi sungai atau di daerah timbunan.3) Hilangnya peneguhan dari samping, lereng-lereng menjadi makin curam, baik oleh pengikisan

alam atau ulah manusia.4) Tidak adanya tumbuhan penutup akibat ditebangi, dapat menyebabkan timbulnya alur-alur

beberapa daerah tertentu. Akhirnya penghanyutan semakin meningkat dan akan menimbulkangerakan tanah.

B. Gangguan DalamGangguan dari dalam yang dapat menyebabkan terjadinya gerakan tanah ada beberapa

hal, yaitu:1) Hilangnya permukaan, hal ini karena selaput air yang terdapat diantara butir-butir tanah

memberikan tegangan tarik yang tidak kecil. Sehingga semakin banyak air yang masuk ketanah, kuat gesernya akan berkurang.

2) Penambahan bobot massa batuan, hal ini karena air yang masuk ke dalam tanah akan mengisirongga-rongga diantara butir yang membentuk batuan. Pengisian ini berlangsung dari atassehingga nantinya terjadi perubahan pusat massanya. Pusat massanya akan kembali ke posisisemula jika massa seluruhnya sudah jenuh air.

3) Pelindihan bahan perekat, seperti telah diketahui bahwa air merupakan pelarut universal. Jadiair yang masuk ke dalam tanah akan mampu melarutkan bahan pengikat butir-butir yangmembentuk batuan sedimen.

4) Naiknya muka hidrostatika, karena rembesan air yang masuk pada sela-sela antara butir tanah.Tekanan air rongga naik dan kekuatan gesernya turun sehingga lereng akan mudah runtuh.

5) Pengembangan tanah, hal ini terjadi karena rembesan air terutama untuk tanah jenis lempung.Jika tanah jenis lempung terdapat di bawah lapisan lain, maka hal ini dapat mengakibatkantimbulnya longsoran.

13

6) Pencairan sendiri, beberapa jenis tanah yang jenuh air dapat mencapai suatu keseimbangan.Adanya getaran karena gempa bumi, ledakan atau penyebab lainnya dapat menyebabkanmassa seolah-olah runtuh.

Gaya-gaya yang bekerja pada lereng secara umum dapat dikelompokkan menjadi duayaitu gaya-gaya yang cenderung untuk menyebabkan material pada lereng untuk bergerak kebawah dan gaya-gaya yang menahan material pada lereng sehingga tidak terjadi pergerakan ataulongsoran.

Berdasarkan hal tersebut, Terzaghi (1950) membagi penyebab-penyebab terjadinyalongsoran menjadi dua kelompok yaitu:

1. Penyebab-penyebab eksternal yang menyebabkan naiknya gaya geser yang bekerja sepanjangbidang runtuh, antara lain yaitu:· Perubahan geometri lereng· Penggalian pada kaki lereng· Pembebanan pada puncak atau permukaan lereng bagian atas.· Gaya vibrasi yang ditimbulkan oleh gempa bumi atau ledakan.· Penurunan muka air tanah secara mendadak

2. Penyebab-penyebab internal yang menyebabkan turunnya kekuatan geser material, antara lainyaitu:· Pelapukan· Keruntuhan progressive· Hilangnya sementasi material· Berubahnya struktur material

Akan tetapi menurut Varnes (1978) terdapat sejumlah penyebab internal maupuneksternal yang dapat menyebabkan naiknya gaya geser sepanjang bidang runtuh maupunmenyebabkan turunnya kekuatan geser material, bahkan kedua hal tersebut juga dapatdipengaruhi secara serentak. Terdapatnya sejumlah tipe longsoran menunjukkan beragamnyakondisi yang dapat menyebabkan lereng menjadi tidak stabil dan proses-proses yang memicuterjadinya longsoran, yang secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi empat yaitu kondisimaterial (tanah/batuan), proses geomorphologi, perubahan sifat fisik dari lingkungan dan prosesyang ditimbulkan oleh aktivitas manusia. Berikut ini adalah daftar singkat dari faktor-faktor yangmenyebabkan terjadinya longsoran.

Kondisi material bukan merupakan penyebab terjadinya longsoran melainkan kondisiyang diperlukan agar longsoran dapat terjadi. Meskipun material pada lereng mempunyaikekuatan geser yang cukup lemah, longsoran tidak akan terjadi apabila tidak ada proses-prosespemicu longsoran yang bekerja. Proses-proses pemicu longsoran dapat terjadi secara alami,seperti hujan lebat dengan intensitas yang cukup tinggi, gempa bumi, erosi pada kaki lereng,maupun pemicu yang ditimbulkan oleh kegiatan manusia, seperti penggalian pada kaki lereng,pembebanan pada permukaan lereng bagian atas, peledakan, penggundulan hutan. Untukbeberapa kasus tertentu, longsoran dapat terjadi tanpa proses pemicu yang jelas karenamerupakan kombinasi dari beberapa proses, seperti keruntuhan progressif atau pelapukan, yangmenyebabkan terjadi longsoran secara perlahan.

Selain itu tingginya tingkat populasi penduduk saat ini tentunya secara langsungmengakibatkan naiknya pemenuhan kebutuhan lahan untuk pemukiman, perkantoran, ataukegiatan-kegiatan manusia lainnya. Hal ini mendorong manusia untuk memanfaatkan setiap

14

lahan yang ada sebaik mungkin, termasuk pada daerah – daerah perbukitan dan berlereng yangtopografinya cenderung beragam. Sebagaimana kita ketahui, gaya – gaya gravitasi dan rembesan(seepage) cenderung menyebabkan ketidakstabilan pada lereng alami, lereng yang dibentukdengan cara penggalian, dan pada lereng tanggul serta bendungan tanah. Sehingga proses analisastabilitas suatu lereng menjadi bagian tak terpisahkan dari perencanaan penggunaan lahan padadaerah berbukit, karena berkaitan dengan tingkat keamanan lereng tersebut terhadap resikokeruntuhan atau longsor akibat berlakunya kondisi – kondisi tertentu.

III. METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian ini adalah bersifat eksperimental, yang dilakukan di Laboratorium. Setelahdiperoleh hasil laboratorium, dilakukan analisa simulasi kestabilan lereng dengan program bantuPlaxis. Penelitian laboratorium yang dilakukan adalah serangkaian kegiatan antara lain : uji sifatfisik tanah, dan uji sifat mekanik. Benda uji berupa tanah lanau tak terganggu (undisturbed), dilaboratorium dikondisikan kadar airnya dengan cara pengeringan (drying) dan pembasahan(wetting). Pengkondisian pengurangan kadar air (pengeringan) dilakukan dengan mengurangikadar air benda uji sehingga kadar air benda uji menjadi : 25%, 50%, 75%, dan 100% dari kadarair asli lapangan (inisial). Sedangkan pengkondisian penambahan kadar air dilakukan dengancara menambahkan air ke benda uji hingga kadar air benda uji menjadi : wi+25%(wsat-wi),wi+50%(wsat-wi), wi+75%(wsat-wi) dan wi+100%(wsat-wi), di mana wi adalah kadar air inisiallapangan dan wsat adalah kadar air kondisi jenuh.

Pengukuran tegangan air pori negatif dilakukan dengan metode kertas filter, dimanakertas filter yang dipakai adalah tipe Whatman no.42. Keseluruhan kegiatan penelitian inidilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah dan Batuan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas TeknikSipil dan Perencanaan ITS Surabaya.

Langkah-langkah PenelitianUntuk mendapatkan hasil-hasil penelitian yang sesuai dengan harapan, maka diperlukan langkah-

langkah yang tepat, sehingga setiap pekerjaan yang dilakukan dapat berjalan dengan lancar. Jenispengujian dan langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini secara sistematik ditunjukkan padadiagram alir penelitian. Uraian lebih rinci diagram alir penelitian dapat dijelaskanseperti berikut:1. Persiapan benda uji tanah lanau tak terganggu, benda uji diambil dari lokasi desa Manting, Kec.

Jatirejo, Kab. Mojokerto - Jawa Timur. Benda uji diambil dengan menggunakan tabung dari pipabesi dengan diameter 3 inchi, pada kedalaman sekitar satu meter dari permukaan tanah.

2. Melakukan identifikasi sifat fisik, yang meliputi: pengujian kadar air lapangan (ASTM D2216-71);pengujian batas-batas konsistensi meliputi: batas cair (ASTM D423-66), batas plastis (ASTM D424-74) dan batas susut (ASTM D427-74); pengujian gravimetri-volumetri (ASTM D854-72); danpengujian gradasi butiran yang terdiri dari analisa ayakan (ASTM D422-63) dan analisa hydrometer(ASTM D1140-54). Dari hasil pengujian kadar air dan pengujian gravimetri-volumetri dapatditentukan derajat kejenuhan dan kadar air sampel, yang selanjutnya dijadikan patokan dalammenentukan pangurangan maupun penambahan air pada proses pengeringan dan pembasahan.

3. Untuk pengkondisian penambahan kadar air, dilakukan proses pembasahan benda uji yaitu dengancara menambahkan air pada benda uji sehingga kadar air benda uji menjadi; wi+25%(wsat-wi),wi+50%(wsat-wi), wi+75%(wsat-wi) dan wi+100%(wsat-wi). Di mana wi adalah kadar air asli lapangandan wsat adalah kadar air kondisi jenuh. Perlakuan berikutnya setelah dicapai kondisi kadar air yangbaru (setelah pembasahan) adalah sama dengan kondisi pengurangan kadar air.

4. Membuat grafik hubungan antara parameter hasil percobaan. Kemudian melakukan analisa terhadapgrafik-grafik hasil perhitungan.

5. Membuat simulasi untuk menghitung kestabilan lereng dengan variasi tinggi lereng 37 m sesuaikondisi lapangan dan empat variasi sudut kemiringan lereng yaitu 25°, 45°, 60, 75° denganmenggunakan parameter tanah yang didapat dari hasil uji sifat fisik dan uji geser langsung.

15

IV. HASIL PENELITIAN LABORATORIUM

4.1 Hasil Uji Laboratorium Tanah Kemuning , Arjasa, Jember

4.1.1 Hasil Uji Fisik Tanah Pada Kondisi Inisial

Tabel 4.1 Analisa Saringan

Jenis Tanah satHasil PengujianPada Kedalaman

0,5 m

Sand (4,75 – 0,075mm) % 7,67

Lanau (0,075 –0,005mm)

% 73,83

Lempung % 18,5

Tabel 4.2a Konsistensi, Gravimetri Dan Volumetri

Jenis Pengujian SatHasil PengujianPada Kedalaman

0,5 m

Konsistensi

1. Batas Cair (LL) % 54,09

2. Batas Plastis (PL) % 30,77

3. Indeks Plastis (IP) 23,32

Tabel 4.2b Konsistensi, Gravimetri Dan Volumetri

Jenis Pengujian SatuanHasil Pengujian Pada

Kedalaman 0,5 m

Volumetri Gravimetri

Spesific Gravity (Gs) 2,661

Kadar Air (Wc) % 39,74

Berat Volume Tanah(t)

gr/cc 1,522

Berat Volume TanahKering (d)

gr/cc 1,089

Angka Pori (e) 1,443

Porositas (n) 0,59

Derajat Kejenuhan(Sr)

% 73,30

16

4.1.2 Perubahan Parameter Sifat Fisik Tanah Akibat Pembasahan dan PengeringanPada Tanah Permukaan.

KONDISIWc Sr e t c Φ -Uw

(%) (%) (gr/cc) (kg/cm²) (°) kPa

SIKLUS 1 (PEMBASAHAN)

Initial (awal) 39,737 82,122 1,289 1,625 0,203 34,915 18,310

Wet 25% dr Initial 42,762 86,704 1,315 1,643 0,152 32,810 11,121

Wet 50% dr Initial 44,673 89,903 1,323 1,657 0,093 31,274 9,869

Wet 75% dr Initial 48,206 93,308 1,390 1,667 0,089 28,524 4,703

Wet 100% 52,876 99,648 1,429 1,695 0,075 23,601 3,176

SIKLUS 1 (PENGERINGAN)

Dry 25% dari Wet 100% 48,164 95,377 1,346 1,683 0,089 25,855 4,180

Dry 50% dari Wet 100% 44,334 90,417 1,301 1,663 0,091 27,330 4,940

Dry 75% dari Wet 100% 41,947 87,101 1,274 1,652 0,138 31,496 7,601

Initial 39,402 80,863 1,304 1,619 0,196 34,706 12,457

Dry 25% dari Initial 35,486 75,977 1,255 1,614 0,217 35,321 2431,590

Dry 50% dari Initial 30,808 69,948 1,184 1,610 0,229 35,927 4608,072

Dry 75% dari Initial 25,077 61,335 1,100 1,602 0,238 36,719 27127,697

Dry 100% 13,554 39,974 0,912 1,596 0,243 38,256 40045,266


(%) (%) (gr/cc) (kg/cm²) (°) kPa


Wet 25% dari Dry 100% 24,722 63,473 1,013 1,609 0,229 37,495 26625,326

Wet 50% dari Dry 100% 28,097 67,518 1,110 1,613 0,226 35,727 4287,281

Wet 75% dari Dry 100% 31,251 72,837 1,125 1,619 0,205 34,706 353,205

Initial 39,283 80,923 1,302 1,623 0,183 31,496 20,125

Wet 25% dr Initial 41,504 84,188 1,327 1,636 0,135 30,375 7,912

Wet 50% dr Initial 44,026 87,831 1,347 1,649 0,072 29,223 5,642

Wet 75% dr Initial 47,812 91,831 1,415 1,663 0,061 28,991 3,428

Wet 100% 52,228 99,157 1,401 1,686 0,070 22,568 2,464


Dry 25% dari Wet 100% 52,228 99,157 1,347 1,656 0,072 25,122 5,255

Dry 50% dari Wet 100% 47,382 92,850 1,341 1,639 0,096 26,849 5,176

17

Dry 75% dari Wet 100% 43,734 87,521 1,335 1,625 0,131 29,458 8,917

Initial 41,115 82,847 1,292 1,611 0,175 29,687 11,971

Dry 25% dari Initial 38,857 79,989 1,125 1,599 0,180 31,052 807,936

Dry 50% dari Initial 30,737 71,056 1,090 1,605 0,187 33,024 8526,710

Dry 75% dari Initial 27,245 65,905 1,057 1,598 0,194 34,082 25107,059

Dry 100% 24,124 60,466 0,864 1,588 0,203 34,915 29953,963


(%) (%) (gr/cc) (kg/cm²) (°) kPa


Wet 25% dari Dry 100% 22,238 56,706 1,048 1,592 0,201 33,873 21888,970

Wet 50% dari Dry 100% 26,762 64,380 1,105 1,601 0,189 33,664 8176,874

Wet 75% dari Dry 100% 31,727 71,691 1,177 1,608 0,184 32,375 473,368

Initial 38,295 78,986 1,286 1,604 0,168 28,991 14,184

Wet 25% dr Initial 40,814 85,084 1,246 1,628 0,114 27,812 6,288

Wet 50% dr Initial 43,379 86,188 1,339 1,631 0,068 27,330 3,897

Wet 75% dr Initial 46,996 92,691 1,340 1,659 0,075 25,122 2,168

Wet 100% 51,638 96,562 1,441 1,674 0,068 22,308 1,742


Dry 25% dari Wet 100% 46,647 93,688 1,298 1,663 0,070 24,109 4,550

Dry 50% dari Wet 100% 42,977 87,507 1,279 1,633 0,093 24,617 5,520

Dry 75% dari Wet 100% 40,597 85,006 1,224 1,618 0,114 25,864 9,923

Initial 37,946 78,545 1,291 1,609 0,156 27,330 33,413

Dry 25% dari Initial 30,580 69,861 1,153 1,598 0,173 28,991 742,561

Dry 50% dari Initial 25,872 66,059 0,999 1,606 0,175 32,810 18844,794

Dry 75% dari Initial 19,391 52,783 0,964 1,595 0,191 33,453 23925,541

Dry 100% 11,384 34,637 0,870 1,574 0,200 34,706 25460,868


(%) (%) (gr/cc) (kg/cm²) (°) kPa


Wet 25% dari Dry 100% 17,298 48,436 0,929 1,582 0,191 33,024 18605,624

Wet 50% dari Dry 100% 26,634 64,122 1,085 1,586 0,184 32,810 6950,343

Wet 75% dari Dry 100% 30,341 69,856 1,130 1,592 0,177 31,716 402,363

18

Initial 37,730 78,478 1,257 1,596 0,149 26,602 12,507

Wet 25% dr Initial 40,155 82,522 1,276 1,614 0,089 26,114 5,344

Wet 50% dr Initial 42,783 85,771 1,318 1,627 0,070 24,109 3,312

Wet 75% dr Initial 46,267 89,970 1,359 1,639 0,063 23,345 1,843

Wet 100% 49,924 94,581 1,406 1,660 0,056 19,915 1,480

4.1 Perubahan Benda Uji Setelah Mengalami Pembasahan dan Pengeringan

4.2.1 Pengaruh Pembasahan dan Pengeringan terhadap Parameter Sifat Fisik

Proses pembasahan pada benda uji, mengakibatkan perubahan kadar air benda uji, dimana padasaat pembasahan kadar air mengalami peningkatan. Bila kadar air berubah maka pada umumnyaderajat kejenuhan tanah juga akan mengalami perubahan. Suatu massa tanah biasanya terdiri dari butirantanah dan ruang pori di antara butiran tanah. Dimana ruang pori ini dapat terisi oleh air atau udara ataugabungan keduanya. Bila seluruh ruang pori terisi oleh air maka massa tanah berada dalam kondisi jenuh.Sedangkan bila sebagian ruang pori ditempati oleh air dan sisanya terisi udara maka tanah berada dalamkondisi tidak jenuh

Penjelasan mengenai pengaruh pembasahan terhadap perubahan parameter sifat fisik akandijabarkan dalam bentuk grafik hubungan antar sifat fisik. Pada bagian ini akan dibuat berbagai grafikhubungan antara lain : kadar air (w) dengan derajat kejenuhan (Sr), kadar air (w) dengan angka pori (e),kadar air (w) dengan berat volume kering (d), tegangan air pori negatif (-uw) dengan derajat kejenuhan(Sr), tegangan air pori negatif dengan angka pori (e), dan tegangan air pori negatif (-uw) dengan kadar air(w).

Pada setiap perhitungan mekanika tanah, selalu didasarkan pada anggapan bahwa, butiran tanahdan air yang menempati pori tanah bersifat tidak mampat (incompressible). Jadi bila suatu massa tanahdikenai beban, maka mula-mula beban diterima oleh air yang terdapat dalam ruang pori tanah. Karenasifat air yang tidak mampat, maka saat air tertekan akibat beban, maka sebagian air akan lari ke daerahlain yang bebas dari pengaruh tekanan akibat beban.Pada saat air pori meninggalkan ruang pori, maka beban akan dipikul oleh butiran tanah, dan ruang poriyang ditinggalkan air tadi akan ikut terdesak sehingga ruang porinya menjadi mengecil. Jadi bila suatumassa tanah yang mengalami pembebanan, akan terjadi pemampatan pada ruang pori tanah. Angka poriini merupakan salah satu parameter fisik yang sangat penting dalam perhitungan mekanika tanah.

Dalam proses pembasahan, tanah akan mengalami perubahan susunan butiran. Prosespembasahan menyebabkan jarak antar butiran tanah menjauh sehingga memungkinkan tanahmengembang. Anggapan dalam perhitungan mekanika klasik selalu mendasarkan pada asumsi bahwabutiran solid tanah adalah tetap, yang mengalami perubahan adalah volume pori dalam tanah. Sedangkan,apabila terjadi perubahan kimiawi pada tanah akibat adanya reaksi kimia maka volume butiran tanah bisamengalami kenaikan atau penuruanan.

Angka pori merupakan perbandingan antara volume pori dan volume butiran tanah (e = Vv/Vs).Sehingga angka pori ini selalu dikaitkan dengan kepadatan tanah, terutama tanah berbutir halus, dimanasemakin kecil angka pori suatu tanah maka semakin tinggi tingkat kepadatan tanah. Adapun derajatkejenuhan didefinisikan sebagai perbandingan antara volume air yang terdapat pada ruang pori terhadapvolume pori tanah (Sr = Vw/Vv) dan biasanya dinyatakan dalam persen. Jadi secara umum dapatdikatakan bahwa derajat kejenuhan merupakan fungsi dari kadar air, dimana semakin tinggi kadar airdalam pori tanah maka makin besar derajat kejenuhan tanah.

19

Gambar 4.1c merupakan grafik hubungan antara kadar air dengan derajat kejenuhan dari hasilproses pembasahan dan pegeringan. Dari grafik tersebut terlihat bahwa, derajat kejenuhan terusmeningkat dengan bertambahnya kadar air, hingga mencapai kondisi jenuh. Penambahan air ke dalambenda uji menyebabkan ruang pori yang masih kosong akan terisi oleh air. Semakin banyak air yangditambahkan, maka akan semakin sedikit ruang pori yang belum terisi oleh air, hingga suatu saat seluruhruang pori akan terisi air. Bila kondisi ini tercapai maka banda uji berada dalam kondisi jenuh air.

Penambahan air pada saat pembasahan, menyebabkan air akan mengisi ruang pori tanah, sehinggavolume air dalam pori (vw) terus meningkat. Bila volume air dalam pori meningkat sedangkan volumepori dan volume butir tidak berubah, maka derajat kejenuhan akan bertambah. Hal ini sesuai denganhubungan antara parameter sifat fisik, dimana Sr = vw/vv. Dari grafik hubungan kadar air dan derajatkejenuhan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2a, terlihat jelas untuk setiap kenaikan kadar air

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

55,00

Siklus 1

Siklus 2

Siklus 4

Siklus 6

0,86

0,90

0,94

0,98

1,02

1,06

1,10

1,14

1,18

1,22

1,26

1,30

1,34

1,38

1,42

10152025303540455055

0,86

0,90

0,94

0,98

1,02

1,06

1,10

1,14

1,18

1,22

1,26

1,30

1,34

1,38

1,42

e

34

39

44

49

54

59

64

69

74

79

84

89

94

99

10152025303540455055

34

39

44

49

54

59

64

69

74

79

84

89

94

99

wc (%)

Sr

(%)

-Uw (kPa)

-Uw (kPa)

wc (%)

A B

DC

E

Grafik 4.1 Hubungan antara Kadar Air (Wc), Angka Pori (e), Derajat Kejenuhan (Sr) danTegangan Air Pori Negatif terhadap Pengaruh Siklus Pembasahan danPengeringan

20

terjadi kenaikan derajat kejenuhan. Terlihat bahwa kenaikan kadar air air sebanding dengan kenaikanderajat kejenuhan tanah.

4.2.2 Pengaruh Pembasahan dan Pengeringan terhadap Tegangan Air Pori Negatif

Proses pengeringan didefinisikan sebagai proses pengurangan kadar air suatu massatanah dari kondisi awal, yang menyebabkan bertambahnya nilai tegangan air pori negatif. Dansebaliknya proses pembasahan adalah suatu proses penambahan kadar air dari kondisi semula,sehingga akan menyebabkan terjadinya penurunan tegangan air pori negatif. Pengaruhpengeringan dan pembasahan terhadap tegangan air pori negatif seperti terlihat pada Tabel 4.6dan 4.7 berikutDari Gambar 4.6a, terlihat bahwa semakin kecil derajat kejenuhan maka harga tegangan air pori negatifakan semakin besar. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Fredlund (1995) : penurunan kadar air(derajat kejenuhan) akan menyebabkan tegangan air pori negatif bertambah besar. Bila kadar air benda ujisemakin kecil, maka air yang terserap oleh kertas filter juga akan semakin sedikit, sehingga tegangan airpori negatif menjadi semakin besar. Pada saat kadar air kertas filter 0%, maka tegangan air pori negatif1.000.000 kPa. Ini terjadi pada tanah yang benar-benar kering atau kadar air tanah 0%. Di alam kadar air0% hampir tidak mungkin terjadi, apalagi di Indonesia yang beriklim tropis.

4.2.3 Pengaruh Pembasahan dan Pengeringan terhadap Kohesi dan Sudut Geser Dalam

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0,22

0,24

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0,22

0,24

10152025303540455055

1,57

1,58

1,59

1,60

1,61

1,62

1,63

1,64

1,65

1,66

1,67

1,68

1,69

10152025303540455055

Siklus 1

Siklus 2

Siklus 4

Siklus 6

1,101,121,141,161,181,201,221,241,261,281,301,321,341,361,381,40

10152025303540455055

1,101,121,141,161,181,201,221,241,261,281,301,321,341,361,381,40

wc (%)

gt(kg/cm2)

-Uw (kPa)

wc (%)

c(k

g/c

m2)

gd(k

g/c

m2)

-Uw (kPa)

A B

DC

E

Grafik 4.2 Hubungan antara Kadar Air, Kohesi (c), Berat Volume Tanah Basah (γt),VolumeTanah Kering (γd), dan Tegangan Air Pori Negatif terhadap PengaruhSiklus Pembasahan

21

Gambar 4.2a menyajikan grafik hubungan kadar air (w) dengan kohesi (c), dari hasil prosespembasahan benda uji inisial. Pada proses pembasahan, semakin besar kadar air maka kuat geser dalamhal ini kohesi menurun. Hal ini disebabkan oleh karena adanya peningkatan kadar air yang mengisi ruangpori tanah akan mengakibatkan jarak antar butir tanah menjadi bertambah. Disamping itu, semakin tinggikadar air maka nilai tegangan air pori negatif juga akan semakin kecil, hal ini mengakibatkan kuat gesertanah akan menurun. Pada awal pembasahan dimana tanah masih dalam kondisi tidak jenuh, nilai kohesimasih cukup besar, walaupun proses pembasahan sudah mulai diberikan. Dalam hal ini, ikatan antarbutiran tanah masih kuat, karena air yang diberikan dalam proses pembasahan belum sepenuhnya mengisiseluruh ruang pori antar butiran. Namun, bila proses pembasahan berlanjut, maka jarak antar butirantanah akan semakin menjauh seiring dengan peningkatan jumlah air yang mengisi rongga pori tanah,sampai tanah berada dalam kondisi jenuh. Pada kondisi jenuh ini, air dapat merusak struktur butirantanah, dimana susunan partikel tanah yang awalnya lebih terkunci menjadi pecah, adanya air jugamenyebabkan antar butir partikel tanah menjadi mudah tergelincir.

Timbulnya kohesi di sini adalah akibat dari banyaknya kandungan lempung yang terdapat dalammassa tanah lanau, sehingga tanah lanau disini menjadi material yang kohesif. Ini sesuai dengan yangdikemukakan oleh Bowles ( 1991), dimana sifat tanah lanau sangat dipengaruhi oleh adanya minerallempung yang terkandung di dalamnya. Partikel lempung memiliki muatan negatif pada permukaannyadan lapisan ganda terdifusi (diffuse double layer) yang mengelilingi tiap-tiap butiran. Jika dua butiranlempung dalam larutan terletak berdekatan, maka lapisan ganda terdifusi dari kedua gaya tersebut akanmenyebabkan gaya tolak menolak. Semakin besar jarak antara partikel maka gaya tolak menolak ini akansemakin besar. Jadi peningkatan kadar air yang mengisi ruang pori tanah pada saat pembasahan, air akanmenempati ruangan antara butiran lempung, hal ini mengakibatkan jarak antara partikel lempung yangterdapat dalam massa tanah menjadi semakin jauh. Sehingga akan timbul gaya tolak menolak akibattimbulnya lapisan ganda terdifusi, hal ini mengakibatkan ikatan antar butiran partikel menjadi berkurangsehingga kohasinya semakin kecil. Hal ini terlihat jelas pada Tabel 4.8 dimana dengan semakinbertambahnya kadar air maka nilai kohesi semakin mengecil.

Gambar 4.8a merupakan grafik hubungan antara kadar air dengan sudut geser dalam. Sudutgeser dalam mempunyai kecenderungan tidak berubah dengan menurunnya kadar air. Penurunan kadar airmenyebabkan angka pori turun, kepadatan tanah bertambah,karena tanah mempunyai gradasi yang baikmaka perubahan kadar air tidak terlalu mempengaruhi perubahan sudut geser dalam tanah. Terjadinyapeningkatan kuat geser dengan menurunnya kadar air adalah suatu keadaan yang sesuai dengan teoribahwa dengan penurunan kadar air, butiran partikel tanah menjadi lebih dekat, gaya elektrostatisnyameningkat, sehingga dengan sendirinya tanah menjadi lebih padat dan kokoh (Vanapalli et al, 1996).

Akibat penurunan kadar air, tanah menjadi menyusut, sehingga ruang pori menjadikecil. Dalam kondisi ini partikel-partikel tanah berada pada posisi yang sangat rapat, sehinggasudut yang terbentuk diantara dua partikel yang berdekatan akan semakin besar. Sehingga saatdibebani maka perlawanan yang timbul dari gesekan antar partikelnya menjadi sangat besar.Gesekan antar partikel tanah inilah yang dinamakan sudut geser dalam. Jadi semakin padattanahnya dan besar luas bidang sentuh antar partikel tanah maka sudut gesernya juga semakinbesar. Dari grafik hubungan antara kadar air dengan sudut geser dalam terlihat, tidak terjadipeningkatan nilai sudut geser dalam yang cukup besar pada saat pengeringan dari kondisi inisial(w=51,57%) ke kondisi pengeringan 25% (w=42,54%).

22

4.2.4 Hubungan Tegangan Air Pori Negatif dengan Kuat Geser

Gambar 4.2a menyajikan kurva hubungan antara tegangan air pori negatif dengan kohesi. Darigrafik hubungan antara tegangan air pori negatif dengan kohesi terlihat bahwa nilai kohesi terusmeningkat dengan bertambahnya nilai tegangan air pori negatif. Pada saat tegangan air pori negatifdibawah 100 kPa, perubahan nilai kohesi tidak begitu signifikan, hal ini karena pada kondisi tersebutkadar air tanah masih cukup tinggi. Namun pada saat nilai tegangan air pori negatif di atas 100 kPa,terjadi peningkatan nilai kohesi yang cukup signifikan. Hal ini terjadi karena pada saat nilai tegangan airpori di atas 100 kPa tanah mengalami penyusutan yang cukup tinggi, sehingga tanah berada pada kondisiyang padat. Hal terlihat sangat jelas dari Gambar 4.1b yaitu grafik hubungan tegangan air pori negatifdengan angka pori, dimana pada saat tegangan air pori negatif lebih besar dari 100 kPa terjadi penurunanangka pori yang sangat besar sehingga tanah berada dalam kondisi padat dengan jarak antar partikelsangat dekat. Pada sudut geser dalam (Gambar 4.3b), semakin tinggi nilai tegangan air pori negatif makasudut geser dalam relatif tidak meningkat, akan tetapi nilai tegangan geser tanah secara keseluruhan

1,101,121,141,161,181,201,221,241,261,281,301,321,341,361,381,40

1,57

1,58

1,59

1,60

1,61

1,62

1,63

1,64

1,65

1,66

1,67

1,68

1,69

10152025303540455055

Siklus 1

Siklus 2

Siklus 4

Siklus 6

19,90

21,90

23,90

25,90

27,90

29,90

31,90

33,90

35,90

37,90

10152025303540455055

1,101,121,141,161,181,201,221,241,261,281,301,321,341,361,381,40

10152025303540455055

19,90

21,90

23,90

25,90

27,90

29,90

31,90

33,90

35,90

37,90

wc (%)

j

-Uw (kPa)

wc (%)

gt(kg/cm2)

gd(k

g/c

m2)

A B

DC

E

-Uw (kPa)

Grafik 4.3 Hubungan antara Kadar Air, Sudut Geser Dalam (), Berat Volume TanahBasah (γt), Volume Tanah Kering (γd), dan Tegangan Air Pori Negatifterhadap Pengaruh

23

meningkat karena tegangan geser tanah ditentukan oleh kohesi dan sudut geser dalam. Teori yangpernah dikemukakan oleh beberapa peneliti terdahulu, dimana semakin besar nilai tegangan air porinegatif maka kuat geser tanah akan semakin tinggi. Seperti yang dikemukakan oleh Escario et at (1986) :dimana nilai kohesi dan sudut geser dalam akan meningkat dengan meningkatnya nilai matric suction.Hal yang sama juga didapat oleh Shimada, Fujji dan Nishimura (1995), dimana nilai sudut geser dalambertambah besar dengan bertambahnya nilai matric suction, namun disini nilai kohesi tidak berubahdengan perubahan nilai matric suction, ini dikarenakan tanahnya berupa tanah pasir.

Pada proses pembasahan harga parameter kuat geser terjadi penurunan dari kondisi inisialdengan menurunnya harga tegangan air pori negatif, namun penurunannya tidak terlalu besar, hal inidisebabkan karena pada proses pembasahan, perubahan kadar airnya juga kecil. Jadi di sini dapatdikatakan bahwa semakin tinggi nilai tegangan air pori negatif, maka kuat geser tanah akan semakinbesar. Hal inilah yang menyebabkan tanah dalam kondisi kering umumnya cukup kuat, akan tetapi tanahdalam kondisi seperti ini juga mempunyai sifat yang getas (brittle). Tanah dalam kondisi kering berartiderajat kejenuhannya menjadi kecil, dan dengan tegangan air pori negatif yang sangat tinggi.

V. HASIL PERHITUNGAN ANGKA KEAMANAN TANAH PERMUKAAN

Selain pengaruh perubahan kadar air dan derajat kejenuhan, kemiringan geometri lerengjuga berpengaruh terhadap angka keamanan stabilitas lereng. Untuk dapat mengetahui pengaruhkemiringan lereng terhadap angka keamanan stabilitas lereng, maka dibuat simulasi denganempat variasi kemiringan lereng yaitu kemiringan 25°, 45°, 60°, 75°. Untuk masing-masingkemiringan dihitung angka keamanan lereng dengan tinggi 37 meter. Hasil perhitungan simulasi-simulasi ini kemudian digambarkan dalam bentuk grafik hubungan angka keamana dengankemiringan lereng setiap kondisi per siklus.

Grafik sampai gambar 4.36d merupakan grafik hubungan antara angka keamananstabilitas lereng dengan kemiringan lereng untuk berbagai simulasi dengan permodelan programplaxis akibat tanpa beban energi hujan dan dengan energi hujan serta perhitngan angkakeamanan dengan analisa manual.

5.1 Pengaruh Proses Pembasahan dan Pengeringan Terhadap Angka Keamanan dengan SudutKemiringan Lereng Pada Tanah Permukaan dengan Permodelan Plaxis

Grafik 5.54 Hubungan Angka Keamanan dengan Sudut Kemiringan Lereng Pada Siklus 1

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n

Kemiringan Lereng (°)

Hubungan SF dengan Kemiringan LerengPada Tanah Permukaan (Plaxis)

Initial Awal

Wet 25% dr Initial

Wet 50% dr Initial

Wet 75% dr Initial

Wet 100%

SIKLUS 1

AMAN

LONGSOR

24

Siklus 1Analisa grafik 5.54 sebagai berikut : Kondisi inisial (Awal)

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 52° Kondisi Wet 25% dari inisial

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 45º Kondisi Wet 50% dari inisial


Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 32º Kondisi Wet 100%

Terjadi kelongsoran


Siklus 2Analisa grafik 5.55 sebagai berikut : Kondisi Dry 100%

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 55° Kondisi Wet 25% dari Dry 100%

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 53º Kondisi Wet 50% dari Dry 100%


Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 52º Kondisi Inisial



Terjadi kelongsoran Kondisi Wet 75% dari inisial

Terjadi kelongsoran Kondisi Wet 100%

Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gka

Ke

am

an

an



Dry 100%

Wet 25% dari Dry 100%



Initial

Wet 25% dari Initial



Wet 100%

SIKLUS 2

AMAN

LONGSOR

25











Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n



Dry 100%




Initial




Wet 100%

SIKLUS 4

AMAN

LONGSOR

26











Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n


HHubungan SF dengan Kemiringan LerengPada Tanah Permukaan (Plaxis)

Dry 100%




Initial




Wet 100%

SIKLUS 6

AMAN

LONGSOR

27

5.2 Pengaruh Proses Pembasahan dan Pengeringan Terhadap Angka Keamanan dengan Sudut

Kemiringan Lereng Pada Tanah Permukaan Setelah Menerima Energi Hujan dengan

Permodelan Plaxis

Grafik 5.58 Hubungan Angka Keamanan dengan Sudut Kemiringan Lereng Setelaha MenerimaEnergi Hujan Pada Siklus 1

Siklus 1Analisa grafik 5.58 sebagai berikut : Kondisi Inisial (awal)




Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 28º Kondisi Wet 100%

Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n


Hubungan SF dengan Kemiringan LerengPada Tanah Permukaan (Plaxis + Energi Hujan)

Initial Awal




Wet 100%

SIKLUS 1

AMAN

LONGSOR

28











Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n



Dry 100%




Initial




Wet 100%

SIKLUS 2

AMAN

LONGSOR

29


Siklus 4Analisa grafik 5.60 sebagai berikut :

Kondisi Dry 100%Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 45°

Kondisi Wet 25% dari Dry 100%Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 44º



Kondisi InisialKemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 40º

Kondisi Wet 25% dari inisialKemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 36º

Kondisi Wet 50% dari inisialTerjadi kelongsoran


Kondisi Wet 100%Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n


Hubungan SF dengan KemiringanPada Tanah Permukaan (Plaxis + Energi Hujan)

Dry 100%




Initial




Wet 100%

SIKLUS 4

AMAN

LONGSOR

30


Siklus 6Analisa grafik 5.61 sebagai berikut :

Kondisi Dry 100%Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 46°




Kondisi InisialKemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 39º

Kondisi Wet 25% dari inisialKemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 28º



Kondisi Wet 100%Terjadi kelongsoran

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

An

gk

aK

ea

ma

na

n



Dry 100%




Initial




Wet 100%

SIKLUS 6

AMAN

LONGSOR

31

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KesimpulanDari studi yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai

berikut:1. Setelah melakukan pengujian dilaboratorium, pengaruh proses pembasahan terhadap benda

uji yang diambil dari tanah permukaan diketahui bahwa bahwa parameter kadar air (Wc),angka pori (e), dan derajat kejenuhan (Sr) nilainya cenderung meningkat.

2. Sedangkan untuk parameter tegangan air pori negatif (suction), tegangan kuat geser tanah(c), dan sudut geser dalam (Ø) nilainya cenderung menurun.

3. Dari simulasi permodelan lereng dengan menggunakan program Plaxis yang disertai prosespembasahan didapat angka keamanan (SF) yang berbeda. Berikut kondisi lereng besertanilai keamanan yang paling kritis dari setiap kondisi :a. Siklus 1 Kemiringan lereng 25°

Lereng dalam keadaan paling kritis pada kondisiwet 100% dengan SF = 0,726

Kemiringan lereng 45°Lereng dalam keadaan paling kritis pada kondisiwet 100% dengan SF = 0,707

Kemiringan lereng 60°Lereng dalam keadaan kritis dengan SF = 0,532


b. Siklus 2 Kemiringan lereng 25°





c. Siklus 4 Kemiringan lereng 25°





32

d. Siklus 6 Kemiringan lereng 25°





e. Siklus 1 setelah menerima energi hujan Kemiringan lereng 25°

Lereng dalam keadaan paling kritis padaKondisi wet 100% dengan SF = 0,788

Kemiringan lereng 45°Lereng dalam keadaan paling kritis padaKondisi wet 100% dengan SF = 0,612



f. Siklus 2 setelah menerima energi hujan Kemiringan lereng 25°





g. Siklus 4 setelah menerima energi hujan Kemiringan lereng 25°





h. Siklus 6 setelah menerima energi hujan Kemiringan lereng 25°

Lereng dalam keadaan paling kritis padaKondisi wet 100% dengan SF = 0,681

Kemiringan lereng 45°Lereng dalam keadaan paling kritis pada kondisi

33

wet 100% dengan SF = 0,566 Kemiringan lereng 60°

Lereng dalam keadaan kritis dengan SF = 0,536 Kemiringan lereng 75°

Lereng dalam keadaan kritis dengan SF = 0,351

6.2 SaranBerikut ini saran-saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya:

Pada saat pengambilan benda uji di lapangan sebaiknya dilakukan dengan hati-hatiagar benda uji tetap dalam keadaan undisturb, selain itu ring yang digunakan dibuatdalam bentuk dan ukuran yang seragam.

Setelah pengambilan bahan uji dari lapangan seyogyanya segera mungkin dilakukanpengujian parameter-parameter tanah di laboratorium agar kondisi tanah tidakberubah akibat faktor suhu yang berbeda.

Pada proses pembasahan diperlukan ring besi yang berukuran sama dengan ukuranalat pengujian direct shear sebab jika menggunakan pipa PVC terlalu banyakperlakuan terhadap tanah.

Ketika proses pembasahan dan pengeringan diusahakan agar benda uji tidakmengalami gangguan untuk menghindari kehilangan material tanah.

Mempelajari terlebih dahulu pemograman Plaxis sebelum mengoperasikan softwareini.

Download - MAKALAH STUDI KESTABILAN TANAH PERMUKAAN AKIBAT … · Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan tertentu dengan bidang ... dibuat suatu pekerjaan konstruksi atau

Top Related