analisa kestabilan lereng akibat variasi tinggi muka air...

ANALISA KESTABILAN LERENG AKIBAT VARIASI TINGGI MUKA AIR TANAH (LOKASI DESA KEMUNING

KABUPATEN JEMBER, JAWA TIMUR)

DISUSUN OLEH :

ANDIKA ZAIN N 3107 100 536

YERRY KAHADITU F 3107 100 538

LATAR BELAKANG

RUMUSAN MASALAH

TUJUAN

BATASAN MASALAH

MANFAAT PENELITIAN

LATAR BELAKANG

RUMUSAN MASALAHMasalah yang akan dikaji dalam penelitian ini mencangkup beberapa halsebagaimana berikut :

� Bagaimana pengaruh pembasahan terhadap perubahan kadar air (w) ,angkapori (e), dan derajat kejenuhan (Sr) dengan kepadatan dankadar air kondisiinitial lapangan.

� Bagaimana pengaruh perubahan kadar air akibat proses pembasahanterhadap tegangan air pori negatife (suction) dan parameter tegangan gesertanah (c).

� Bagaimana perubahan angka keamanan lereng (SF) akibat pembasahanpada berbagai kondisi kadar air yang berbeda.

� Bagaimana permodelan pada kelongsoran.

TUJUANTujuan dari penelitian ini adalah :

� Untuk mengetahui perubahan kadar air akibat pembasahan terhadap parameter fisik yaitu kadar air (w), angka pori (e), derajat kejenuhan (Sr) dari kondisi initialnya.

� Untuk mengetahui pengaruh pembasahan tanah terhadap perubahan tegangan air pori negatif (suction) dan tegangan geser (c) pada tanah .

� Untuk mengetahui proses pembasahan terhadap angka keamanan (SF) stabilitas tanah dasar dengan disertai simulasi model dengan bantuan program komputer.

� Untuk mengetahui permodelan kelongsoran yang terjadi akibat pengaruh pembasahan dengan bantuan GEO SLOPE.

BATASAN MASALAHUntuk mendapatkan hasil penelitian yang memadai, tinjauan dalam penelitian ini dibatasi sebagai berikut :

� Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah undisturb yang diambil dari 4 titik didaerah lereng Desa Kemuning, Kab.Jember dengan pengambilan sampel tiap 2 meter sampai kedalaman 30 meter.

� Proses pembasahan dilakukan dengan cara menambahkan air kedalam benda uji, hingga kadar air benda uji menjadi ; Wi+25%(Wsat-Wi) , Wi+50%(Wsat-Wi) , Wi+75%(Wsat-Wi) , Wi+100%(Wsat-Wi) ,dan Wi adalah kadar air asli lapangan dan Wsat adalah kadar air kondisi jenuh.

� Dalam penelitian ini dipakai studi parametrik ,disertai studi analisis model dengan bantuan GEO SLOPE untuk mendapatkan gambaran perilaku kelongsoran .

� Kuat geser tanah diukur langsung menggunakan alat uji geser langsung (direct shear test) ,untuk pengukuran suction digunakan kertas whatman No.42.

MANFAAT PENELITIANHasil penelitian ini diharapkan berguna untuk memberikan gambaran tentang parameter fisik tanah, visualisasi kelongsoran lereng, dan mekanik tanah seperti angka pori, derajat kejenuhan, tegangan air pori negatif dan kekuatan geser pada tanah asli dan tanah yang telah dikondisikan pada berbagai variasi kadar air akibat dari proses pengulangan siklus pembasahan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

� PARTIKEL – PARTIKEL TANAH

� TANAH LANAU

� TANAH LEMPUNG

� KONSISTENSI TANAH

� TANAH TIDAK JENUH AIR

� PENGUKURAN SUCTION

� UJI GESER LANGSUNG

� PROSES PEMBASAHAN

� PEMPROGRAMAN GEO - SLOPE

PARTIKEL – PARTIKEL TANAHTanah memiliki berbagai ukuran butiran dan dikelompokkansebagai kerikil

(gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pada tanah tersebut. Kerikil adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang-kadang juga mengandung partikel-partikel mineralquartz, feldspar,dan mineral lainnya. Begitu pula dengan pasir, sebagian besar terdiri dari mineral quartz dan feldspar, serta mungkin juga terdapat mineral lainnya. Sedangkan lanau sebagian besar 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 mineral mika. Dan berikutnya adalah lempung yang sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan submikroskopis yang berbentuk lempengan – lempengan pipih yang merupakan partikel dari mika, mineral-mineral lempung, dan mineral – mineral yang sangat halus lainnya. Selain itu lempung didefinisikan 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 partikel lempung. (Das, B.M, 1985)

TANAH LANAU� Menurut Bowles (1991), yang dikatakn tanah lanau adalahpartikel – partikel

mineral yang ukrannya berkisar antara maksimum 0,05 mm sampai 0,074 mm. Tanah lanau biasanya menunjukkan kohesi atau tarikan pertikel dan adhesi sertadapat juga kohesi semu. Umumnya kohesi pada tanah lanau disebakan oleh partikel– partikel lempung yang tersbar diseluruh massa tanah tersebut. Seringkali sejumlahkecil (5% - 8%) partikel lempungpun akan memberiakan karakteristik lempung yang berpengaruh pada lanau. Lanau pada umumnya bukan merupakan bahan pondasiyang baik, kecualai jika kering atau telah mengalami kompresi yang tiinggi sehinggamenjadi batuan sedimenter (batu lanau) tanah lanau biasanya lepas dan sangatkompresibel.

� (Mitcell, 1976), sama halnya dengan kerikil dan pasir, sebagian besar frakasi lanautersusun atas mineral bukan lempung

� Menurut Mitchell (1976), batuan beku yang merupakan smber material pembentuktanah, mengandung mineral feldspar (sekitar 60%), danpyroxenes beserta amphybolsekitar 17%. Selain feldspar dan amphybol, batuan beku juga mengandung quartz sekitar 12%, mika 4% dan mineral lainnya sekitar 8%.

� Berdasarkan klasifikasi AASHTO (American Association of Stage Highway and Transportstion Officials) dan USCS (Unified Soils Classificatin System), lanau danlempung tergolong kedalam material berbutir halus.

TANAH LEMPUNG

Lempung (Clay) sebagian besar teridiri dari partikel mikroskopis dan sub mikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas dengan mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan – lempengan pipih dan merupakan partikel – partikel dari mika, mineral –mineral lempung yang merupakan senyawa alumunium silikat yang kompleks dan mineral – mineral yang sangat halus lainnya. Lempung didefinisikan sebagai golongan partikel yang berukuran kurang dari 0,002 mm (=2 mikron). Namun dibeberapa kasus partikel berkuran 0,002 mm sampai 0,005 mm juga masih digolongkan sebagai partikel lempung. Disini tanah diklasifikasikan sebagai lempung (hanya berdasarkan pada ukuran partikelnya)tapi belum tentu tanah dengan ukuran partikel lempung tersebut juga mengandung mineral –mineral lempung (clay minerals). Dari segi mineral yang disebut tanah lem[ung (dan mineral lempung) adalah yang mempunyai partikel mineral – mineral tertentu yang menghasilkan sifat –sifat plastis pada tanah bila bercampur dengan air (Grim, 1953).

KONSISTENSI TANAH� Menurut Attenberg, jika kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air menjadi sangat

lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung dalam tanah, tanah dapat dipisahkan menjadi 4 keadaan dasar, yaitu : padat, semipadat, plastis, dan cair. Menurut Attenberg (1911), kadar air dinyatakan dalam persen, dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke semi padat didefinisikan sebagai batas susut (shrinkage limit). Kadar air dimana transisi dari keadaan semipadat ke plastis dinamakan sebagai batas plastis (plastic limit). Dan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limit). Batas-batas ini dikenal dengan batas –batas Attenberg. (Das, B.M, 1985)

� 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 luas dimana contoh tanah bebas (unconfined) berbentuk silinder atau prismatik runtuh dalam uji pemampatan sederhana. Besaran ini dikenal sebagai kekuatan kompresif bebas(unconfined compressive strength) tanah. Nilai kekuatan kompresif yang berkaitan dengananeka derajat konsistensi, beserta identifikasi lapangannya dapat dilihat pada tabel 2.1 dantabel 2.2. Sedangkan nilai-nilai perkiraan daya dukung aman untuk tanah lempung dapat dilihat pada Tabel 2.3. (Terzaghi, K., dan R.B. Peck 1993)

Tabel 2.1. Konsistensi Lempung dalam Bentuk Kekuata n Kompresif Bebas

> 4Keras

2,0 - 4,0Sangat kaku

1,0 - 4,0Kaku

0,5 - 1,0Sedang

0,25-0,5Lunak

< 0,25Sangat lunak

(kg/cm2)Tanah Lempung

QuKonsistensi

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

Tabel 2.2. Identifikasi di Lapangan Terhadap Konsistensi Tanah

Dapat digencet dengan kuku ibu jari.Sangat kaku

Tidak dapat diremas dengan jari, dapatdigencet dengan ibu jari.

Kaku

Dapat diremas dengan tekanan jari yang kuatSedang

Dapat diremas dengan mudah.Lunak

Meleleh diantara jari-jari tangan ketika diperasSangat lunak

Tanah LempungIdentifikasi di lapangan

Konsistensi

(Craig, R.F, 1987)

Tabel 2.3. Hubungan Nilai N, Konsistensi Tanah Lempung dan Kekuatan Kompresif Bebas

> 4< 30Keras

2,0 - 4,015 – 30Sangat kaku

1,0 - 4,08 – 15Kaku

0,5 - 1,04 – 8Menengah

0,25-0,52 – 4Lunak

< 0,25< 2Sangat lunak

(kg/cm2)Tanah Lempung

quNKonsistensi

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

TANAH TIDAK JENUH AIR

Tanah di alam dapat dibagi menjadi dua kondisi, yakni tanahyang mengalamikondisi jenuh sempurna (fully saturated), dan tanah yang mengalami jenuh sebagian(partially saturated). Kondisi kejenuhan yang berbedaini dapat disebabkan olehadanya perbedaan fase didalam struktur partikel – partikelyang membentuk suatumassa tanah. Pada kondisi tanah jenuh sempurna, pori – pori tanah. Sedangkan padatanah yang jenuh sebagian, maka pori – pori tanah sebagianterisi fase udara dansebagian terisi fase air dan berat volume dan berat tiap fase sangat berguna untukmenggambarkan dan mengevaluasi sifat – sifat fisis dari tanah. Volume total tanahyang ditampilkan secara skematis dalam Gambar 2.1 adalahjumlah volume pori(Vv) dan volume bahan padat (Vs). Volume pori adalah jumlah dari volume gas (Va) dan volume air (Vw).

PENGUKURAN SUCTION

Grafik Kalibrasi suction untuk dua jenis kertas filter (Fredlund danRaharjo, 1993)

Gambar Alat Uji Direct Shear

UJI GESER LANGSUNG

PEMBASAHANProses pembasahan (wetting) adalah suatu kondisidimana terjadi peningkatan kadar air di dalam pori-pori suatu massa tanah.

Proses Pembasahan

PEMPROGRAMAN GEO – SLOPE

� Parameter Input Data Program Geo-Slope

� Perhitungan dengan Program SLOPE/W

Contoh Program Slope/W

BAB IIIMETODOLOGI

Mulai

Persiapan Penelitian:1.Studi literatur2.Review penelitian terdahulu

Penelitian Lapangan(Sondir, Bor dalam , SPT sampai 30m)

Lokasi Penelitian : Desa Kemuning Jember1. Tanah sampai kedalaman 30m2. Sampel Undisturbed

Penelitian Laboratorium:Identifikasi prop indeks (Kadar air dan konsistensi, Volumetri-gravimetri, Pembagian butir); prop kuat geser (kohesi dan sudut geser tanah ).

Proses wetting

Mulai

Persiapan Penelitian:1.Studi literatur2.Review penelitian terdahulu

Penelitian Lapangan(Sondir, Bor dalam , SPT sampai 30m)

Lokasi Penelitian : Desa Kemuning Jember1. Tanah sampai kedalaman 30m2. Sampel Undisturbed

Penelitian Laboratorium:Identifikasi prop indeks (Kadar air dan konsistensi, Volumetri-gravimetri, Pembagian butir); prop kuat geser (kohesi dan sudut geser tanah ).

Proses Wetting

w = wi w = wi + 25%(wsat – wi) w = wi + 100% (wsat - wi)w = wi + 75% (wsat - wi)w = wi + 50% (wsat - wi)

Pengujian Prop. Indeks

Kadar air, derajat kejenuhan, berat volume, angka pori

Pengujian Prop. Kuat Geser

Kohesi dan sudut geser dalam

Pengukuran Kertas Filter

Tegangan air pori negatif

Kurva Hubungan Antara Kadar Air, Angka Pori,suction, Kohesi, Sudut Geser.

Analisis :1.Perilaku Tanah Pada Kedalaman 30m2.Penyusunan Laporan

KESIMPULAN

SELESAI

Input data kedalam program Geo – Slope dengan parameter berupa Berat volume, Kohesi, dan Sudut Geser dalam.

BAB IVHASIL PENELITIAN LABORATORIUM

1.4864.592.60842.9840.203Lapisan 15 ( 29.50-30.00 )

1.4858.722.42546.0920.217Lapisan 14 ( 27.50-28.00 )

1.4170.302.39145.9050.256Lapisan 13 ( 25.50-26.00 )

1.3963.832.37549.2610.14Lapisan 12 ( 23.50-24.00 )

1.3753.922.49256.2570.193Lapisan 11 ( 21.50-22.00 )

1.5740.622.52243.3080.144Lapisan 10 ( 19.50-20.00 )

1.5549.162.56446.9000.116Lapisan 9 ( 17.50-18.00 )

1.4941.482.56441.0480.301Lapisan 8 ( 15.50-16.00 )

1.5441.292.41350.4050.217Lapisan 7 ( 13.50-14.00 )

1.6040.982.34242.9840.235Lapisan 6 ( 11.50-12.00 )

1.5245.782.63745.2000.217Lapisan 5 ( 9.50-10.00 )

1.3956.271.87032.5380.242Lapisan 4 ( 7.50-8.00 )

1.4453.141.76847.6480.186Lapisan 3 ( 5.50-6.00 )

1.3854.981.86535.9050.336Lapisan 2 ( 3.50-4.00 )

1.3058.742.08640.6000.165Lapisan 1 ( 1.50-2.00 )

( gr/cc )( % )( º )( kg/cm2 )

γweΦC

KONDISI TANAH ASLIKEDALAMAN ( m )

Proses Pembasahan

1.4767.971.76926.8390.160

1.4765.661.73936.9070.170Lapisan 7 ( 27.50-28.00 )

1.4171.701.88933.8620.1301.4067.081.84334.2940.186Lapisan 6 ( 23.50-24.00 )

1.5257.961.62540.2650.0861.5643.811.32848.5930.165Lapisan 5 ( 19.50-20.00 )

1.4658.051.78332.1290.0981.4952.301.61745.7910.109Lapisan 4 ( 15.50-16.00 )

1.5853.811.27730.9220.1801.5849.531.21140.9580.210Lapisan 3 ( 11.50-12.00 )

1.4161.481.42125.0800.1961.2856.511.58429.4230.220Lapisan 2 ( 7.50-8.00 )

1.4378.592.17634.6830.1681.4077.772.24647.5180.189Lapisan 1 ( 3.50-4.00 )

( gr/cc )( % )( º )

( kg/cm2 )( gr/cc )( % )( º )

( kg/cm2 )

γweΦC

γweΦC

50%25%

KONDISI TANAH KONDISI TANAH KEDALAMAN ( m )

Proses Pembasahan

1.4978.321.90116.3310.120

1.4870.541.78525.0800.140Lapisan 7 ( 27.50-28.00 )

1.4585.122.03220.9570.1261.4375.661.92725.0800.144Lapisan 6 ( 23.50-24.00 )

1.5374.291.88226.8390.0911.5167.481.79927.0670.177Lapisan 5 ( 19.50-20.00 )

1.6062.521.60927.2940.0861.5461.261.67830.1140.221Lapisan 4 ( 15.50-16.00 )

1.5854.741.29129.2490.1001.5854.051.27730.1140.140Lapisan 3 ( 11.50-12.00 )

1.4765.621.39121.5040.0901.4464.091.40823.5570.158Lapisan 2 ( 7.50-8.00 )

1.5179.162.03632.5790.1001.4978.842.06433.4250.116Lapisan 1 ( 3.50-4.00 )

( gr/cc )( % )( º )

( kg/cm2 )( gr/cc )( % )( º )

( kg/cm2 )

γweΦC

γweΦC

100%75%

KONDISI TANAH KONDISI TANAH KEDALAMAN ( m )

BAB VPEMBAHASAN Hubungan Pembasahan Dengan Kadar Air

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

- 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Pembasahan (%)

Kad

ar A

ir (%

)

Kedalaman 3,5-4,0 m

Kedalaman 7,5-8,0 m

Kedalaman 11,5-12,0 m





Hubungan Pembasahan Dengan Derajat Kejenuhan (Sr)

50.00

75.00

100.00

125.00

- 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Pembasahan (%)

Der

ajat

Kej

enuh

an (S

r) Kedalaman 3,5-4,0 m

Kedalaman 7,5-8,0 m






Hubungan Pembasahan Dengan Angka Pori (e)

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

- 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Pembasahan (%)

Ang

ka P

ori (

e)

Kedalaman 3,5-4,0 m

Kedalaman 7,5-8,0 m






Hubungan Pembasahan Dengan Kohesi (c)

0.01

0.11

0.21

0.31

- 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Pembasahan (%)

Koh

esi (

c)

Kedalaman 3,5-4,0 m

Kedalaman 7,5-8,0 m






Hubungan Pembasahan Dengan Sudut Geser Dalam (Ø)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

- 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Pembasahan (%)

Sud

ut G

eser

Dal

am (Ø

) Kedalaman 3,5-4,0 m

Kedalaman 7,5-8,0 m






Permodelan Lereng

0.370

Jarak ( m )

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Ele

vasi

( m

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

Kemiringan Lereng : 300

SF : 0.370

0.275

Jarak ( m )

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Ele

vasi

( m

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40


SF : 0.275

0.141

Jarak ( m )

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Ele

vasi (

m )

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40


SF : 0.141

0.122

Jarak ( m )

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Ele

vasi (

m )

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40


SF : 0.122

Hubungan SF dengan Kemiringan Lereng

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

Kemiringan Lereng

Ang

ka K

eam

anan

Kondisi InitialPembasahan 25%Pembasahan 50%Pembasahan 75%Pembasahan 100%Kombinasi 1Kombinsai 2Kombinasi 3Kombinasi 4Kombinasi 5Kombinasi 6

AMAN

LONGSOR

Kesimpulan1. Dari proses pembasahan benda uji dilaboratorium diketahui 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 setelah dilakukannya proses pembasahan .

3. Dari simulasi permodelan lereng yang disertai proses pembasahan didapat angka keamanan ( SF ) yang berbeda.Hubungan kemiringan lereng dengan angka keamanan yang ditinjau sesuai dengan lapisan tanah di lapangan menunjukan kemiringan maksimum sebagai berikut :� Kondisi initial

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 70º� Kondisi pembasahan 25 %



Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 42º� Kondisi 100 %

Terjadi kelongsoran lereng seutuhnya.� Kondisi kombinasi 6

Kemiringan lereng maksimum yang di ijinkan adalah 43º

Saran� Setelah pengambilan bahan uji dari lapangan sebaiknya

segera mungkin dilakukan pengujian parameter-parameter tanah di laboratorium agar kondisi tanah tidak berubah akibat faktor suhu yang berbeda.

� Pada proses pembasahan diperlukan ring besi yang berukuran sama dengan ukuran alat pengujian direct shear sebab jika menggunakan pipa PVC terlalu banyak perlakuan terhadap tanah.

� Mempelajari terlebih dahulu pemograman GEO-SLOPE sebelum mengoperasikan software ini.

TERIMA KASIH

analisa kestabilan lereng akibat variasi tinggi muka air...

Documents