BAB lll. lletodolooi Panelitian i l r - 1

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pendahuluan

Hasil perhitungan stabilitas lereng pada timbunan dan galian akibat beban

gempa sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter, diantaranya adalah: kelas tanah,

kedalaman batuan dasar, tinggi timbunan/ kedalanan galiaA kemiringan lereng, input

motion dan percepatan pada batuan dasar. Dalam studi ini beberapa parameter diambil

sebagai parameter variabel sedangkan parameter lainnya dianggap sebagai parameter

tetap.

Studi ini akan membandingkan dan mencari hubungan angka keamanan lereng

dengan Analisis Statik Ekuivalen dan Analisis dinamik. Selama ini hasil dari Analisis

Dinamik yang biasanya diperhatikan adalah alihan tetap yang terjadi pada akhir

gempa. Untuk mendapatkan angka keamanan (SF-dinamik minims6) selama

berlangsrmgnya gempa dapat dianalisa dengan bantuan prognm QuakeW dan

Sl opelW (G e o-Sl ope ffi c e).

3.2, Parameter dan Propertis DinamikTanah

Analisis akan dilakukan pada kasus timbunan dan galian dengan material.

tanah di variasikan pada tiga kelas tanah (Sc, So 6a1 Se) berdasarkan keceparan

gelombang geser rata-rata tanah yang mengacu pada Uniform Building Code (JBC),

L997, dengan kriteria sebagai berikrr:

Model material yang digunakan pada analisa dinarnik dengnn Qwkdw adalah

model Equivalent Linear, dimana pada model ini parameter masukannya antara lain:

Golongan Jenis Tanah KriterilVs (m/ dt) Nrspn Cu (kPa)

Sa Batuan Keras > 1500Se Batuan 760 - 1500Sc Tanah sangat padatl batuan

lmak360 -760 > 5 0 > 100

So Lempungkaku 180 - 360 1 5 - 5 0 50 * 100Sr Lempung lunak < 180 < 5 0Sr Mensyaratkan evaluasi

kfiususTanah liquefiable, sangat sensitif" gambr4lempung plastisias sangat tings (PI> 75),lempung lunak - medium yang sangattebal (> 36 m)

Tesis tagister

BAB lll. tctqdolpoi Penelitian il - 2

Modulus Geser (G),poisson ratio v dandompingratio. Sedangkan pada perhitungan

stabilias lereng dengan Slope/W menggunakan metode tegangan elemen hingga

(stress finite elemefi) yang didasarkan pada persauraan keseimbangan batas dengan

model tanah Mohr€oulomb.

Pada Analisis Statik Ekuivalen digunakan bantuan program Plaxis dengan

menggunakan model material Mohr4oulomb dan angka keamanan dihitung dengan

metode e/phi re&rction.

Hubunmn Modulus Elastisitas (E) , Modulus Geser (G) dan Kecepatan

dan Kecepatan Gelombang Geser (Vs) adatah sebagai berikut:

Ys=

(1+v[l-2v) ^ E( t = -

2(l+v)

Gelombang Tekan (Vp) dan

tE"drP = J-l p

Dimana: Eoed - $-v)E

p = Lg

y: berat isi total dan g: percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

3.3. Data Gempa

Pada studi iu input motion yang digunakan adalah input motion sintetikgempa Subduction Medan dan Strike-Slp Medan (flendarto, 2005) yang didapatkan

dari keluaran program EZ-FRISK masing-masing untuk periode ulang 500 tahrm.

3.4. Pemodelan drn Kasus yang akan ditinjau

Studi ini akan dilakukan pada sebuah model timbrman dan galian dengan

kedalaman batuan dasar 30m dan 100m, tanah dianggap homogen sampai pada

kedalaman batuan dasar. Tingg timbrman dan kedalaman galian adalah 8m. Lebar

atas timbuan 40 m, kemiringan lere,ng l:2. Pemodelan dilakukan setengnh

konsfruksi scperti pda ga$tbar dibaunah ini:

Gb. 3.1. Pemodelan untuktimbunan

b.n G-+ F8AFolg.olg

T618 tegaster

't -.-r.+ pB{rOlE0.{s

Gb. 3.2. Pemodelan untuk galian

Pada studi ini dilakukan pemodelan dengan memberikan variasi pda lapisan

tanah, inprt motion dan besarnya PBA dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh

masing-masing parameter terhadap stabilias lereng timbunan dan gplian. Kasuspemodelan sebanyak 96 kasus dari 3 variabel lapisan tanah, 2varjatrul input motion,4variabel percepatan gempa di batuan dasax (PBA) dan 2 variabel pemodelan

konsfruksi.

A. Kagus Timbunen: Kedalaman Batuan l)asar lt=30m

Tinjauankasus

Kondisilaoisan tanah

InputMotion PBA

Kasus 1 Sc Subduction 0.1sKasus 2 Sc Subduction 02sKasus 3 Sc Subduction 0.3sKasus 4 Sc SuMuction 0.4sKasus 5 Sc Strike-Slio 0.1eKasus 6 Sc Strike-Slio 0.2sKasus 7 Sc Sfike-Slio 0.3gIGsus 8 Sc Strike-Slio 0.4eKasus 9 So SuMuction 0-1sKasus 10 Sn SuMuction 0.2sKasus 11 So Subduction 0-3eKasus 12 Sn Subduction 0.4eKasus 13 Sn Strike-Slio 0-leKasus 14 So Strike-Slio 0-2eIftsus 15 So Strike-Slio 0,3gKasus 16 So Strike-Slip o,4gKasus 17 Ss SuMuction 0. leKasus 18 Sn SuMuction 02sKasus 19 Ss Subduction 0.3eKasus 20 SB Subduction 0.4eKasus 21 Ss Strike-Slip 0.1sIfusus 22 Sp Strike-Slip o,2gKasus 23 Sr Strike-Slip 0,3gIGsus 24 Sr Stike-Slip 0,49

Teala tagiater

BAB lll. tetodolooi Penelitian !lL:4

B. Kasus Timbunan: Kedalaman Batuan l)asar lFlfi)n

Tinjauankasus

Kondisilapisan tanah

lnput Motion PBA

Kasus 25 Sc Subduction 0- lsKasus 26 Sc Subduction 0-2sKasus 27 Sc Subduction 0-3sKasus 28 Sc Subduction 0.4eKasus 29 Sc Strike-Slip 0.1eKasus 30 Sc Strike-Slip 0.2sKasus 31 Sc Strike-Slio 0.3eKasus 32 Sc Strike-Slip o,4gKasus 33 So Subduction 0.1eKasus 34 So Subduction o,2gKasus 35 Sn Subduction 0,3gKasus 36 So Subduction 0.4eKasus 37 Sn Strike-Slip 0.1eKasus 38 So Strike-Slip 0.2eKasus 39 So Strike-SIip 0.3eKasus 40 Sn Strike-Slip 0,49Kasus 41 Se Subduction 0.lsKasus 42 SB Subduction 0.2sKasus 43 Sr Subduction 0.3eKasus 44 SB Subduction 0.4sKasus 45 SB Strike-Slip 0-1EKasus 46 SB Strike-Slio 0-2sKasus 47 Sr srike-slio 0-3eKasus 48 Ss Strike-Slio 0-4e

C. Kesus Galian: Kedrlanan Batuan I)asar I)=30m

Tinjauankasus

Kondisilapisan tanalt

InputMotion PBA

Kasus 49 Sc Subduction 0.1eKasus 50 Sc SuMuction 0-2sKasus 51 Sc Subduction 0.3eKasus 52 Sc Subduction 0.4eKasus 53 Sc Sfrike-Slio 0 . leKasus 54 Sc Strike-Slio 0.2sKasus 55 Sc Shike-Slip 0.3sKasus 56 Sc Strike-Slip 0.4eKasus 57 Sn SuMuction 0.1eKasus 58 Sn Subduction 0.2sKasus 59 Sn Subduction 0.3sKasus 60 So SuMuction 0.4eKasus 6l So Strike-Slip 0.1eKasus 62 Sn Strike-Slio 0,29Kasus 63 SD Strike-Slip o,3gKasus 64 Sn Strike-Slip 0-4s

Tesic Magister

BAB lll. iletodolooi Penelitian

Kasus 65 Sr'. SuMuction 0.1eKasus 66 Sn SuMuction 0,29Kasus 67 Sn SuMuction 0.3sKasus 68 Sp Subduction 0.4eKasus 69 Se. Strike-Slip 0.1eKasus 70 Se Strike-Slio 0.2sKasus 71 Se Strike-Slio 0.3eKasus 72 Ss Strike-Slip 0.4e

|tr-5

D. Kasus Galian: Kedaleman Batuan Ilasar Itslfi)m

Tegis tagicter

Tinjauankasus

Kondisilapisan tanalt

lnputMotion PBA

Kasus 73 Sc SuMuction 0.1eKasus 74 Sc Subduction 0.2sKasus 75 Sc Subduction 0.3sKasus 75 Sc Subduction 0.4eKasus 77 Sc Strike-Slip 0.1eIGsus 78 Sc Strike-Slio A,2sKasus 79 Sc Strike-Slio 0.3eKasus 80 Sc Stike-Slio 0AeKasus 81 Sn Subduction 0-1sKasus 82 Sn Subduction 0.2sKasus 83 So Subduction 0-3sKasus 84 So Subduction 0-4eKasus 85 So Strike-Slio 0-lsKasus 86 So Strike-Slio 0,29Kasus 87 SD Strike-Slio 0-3eKasus 88 So Strike-Slip 0.4eIGsus 89 Se Subduction 0.1eKasus 90 Sr Subduction A,2gKasus 9l Sn Subduction 0,3gKasus 92 Se Subduction 0.4sKasus 93 Se- Strike-Slio 0.1eKasus 94 Se. Strike-Slip 0.2sKasus 95 Sr Strike-Slip 03sKasus 96 Sr Strike-Slio 0"4s

BAB lll. iletodolooi Penelitian

3.5. I)iagram Alir Metodologi Penelitian.'

A. Analisis Dinamik

QuahelW:(inttialfile)- Kondisi awal- Analisa Statik- Static Bomdary

Oatput:- Percepatanmalcsimumpda

permukaan (PGA)

QuakelW:- Kondisi awal: dari Initial file- Analisa Dinamik input motion- Anamics Boundary

Slope/W:- Metode: Elemen hingga (dari file Quaken/V)

Output:- Kurva: SF Dinamik vs Waktu- SF-Dinamik minimum

Program Geo-Oflice

B. Analisis StatikEkuivalen dengan Plaxis

Inpat:- Geometri model- Standard Fixities Boundary

Calculalon:- Multiplier acceleration: PGA (g)- Angka keamanan : c/phi reduction

Output:- SF-statik ekuivalen

Teeis tlagister

BAB !f1. Uolodolooi Penelitian

Ittputt- Input Motion

- PBA- Tinggl Timbunan

H(4m-16m)

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

Inpat:- PGA

-ky (0,1-0,7)- Tingg Timbunan

H(4m-16m)

Perhitungan StatikEkuivalen (Pluris)Perhitungan Dinamik

(QuakeAil)

- SF StatikEkuivalen

- PGA- SF Dinamik minimum

- Ratio SF dinamik/ SF stat.equi- Gralik SF dir/ SF stat.equi vs fp

(setiap Htertentu)- Tentukan fn rekomendasi dimana

SF dirl SF stat. Equi = I(setiap H tertentu)

C. Menentukan Faktor Reduksi Gempa (fa) untuk Analisa Statik Ekuivalenpada Kasus Timbunan dengan berbagai Tinggi Timbunan (E)

Tesie tagister

BAB llf. Metodolooi Penelilian

D. Menentukan Faktor Reduksi Gempa (f$ untuk Analisa Statik Ekuivalen

pada Kasur Galian dengan berbagai Kedalaman Galian (d)

Inpatr,- Input Motion

. PBA- Kelaman Galian

d (4m-16m)

I

I

!

tIIIIIIIIIIaIIItIIIaIIIaIIIIIIIII

InpW:. PGA

-fR (0,1-0,7)- Kedalaman Galian

d (4m-16m)

Perhitungan StatikEkuivalen (Plaxis)Perhitungan Dinamik

(Quake$

- SF Statik Ekuivalen

- PGA (g)- SF Dinamik minimum

- Ratio SF dinamil/ SF stat.equi- Grafik SF dinl SF stat.equi vs fn

(setiap d tertentu)- Tentukan fn rekomendasi dimana

SF did SF stat. Equi = I(setiap d tertentu)

3.6. Analisis dari Hasil perhitungrn

Setelah mendapatkan keluaran perhitungan dengan metode-metode yang

dilakukan, selanjutnya dilakukan analisis dengan tujuan untuk mendapatkan:

l. Hubungan pararneter variabel tsrhadap angka keamanan yang teuadi pada

model timbunan pada Analisis Dinamik maupun Analisis Statik Ekuivalen.

2. Hubungnn angka keamanan dari hasil Analisis Dinamik terhadap Analisis

Statik Ekuivalen

3. Faktor Reduksi Gemp (fa) rekomendasi untuk Analisa Statik Ekuivalerl

baik dalam kasus timbunan maupun galian.

i l r - 8

Teeia ltlagister