Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4)

Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 59

PERILAKU INTERAKSI AKAR-TANAH

PADA SISTEM PERKUATAN TANAH DENGAN TANAMAN

RUMPUT AKAR WANGI (VETIVERIA ZIZANIOIDES)

Hanggoro Tri Cahyo A.1, dan Mego Purnomo

1

1Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Negeri Semarang (UNNES)

E-mail : hangs.geotek@yahoo.com

ABSTRAK

Putusnya serat akar, kurang cukupnya perpajangan serat serta serat mengalami selip dan tercabut

merupakan respon yang mungkin terjadi pada saat pergeseran suatu komposit akar perkuatan tanah.

Studi ini bertujuan untuk memberikan gambaran perilaku dari perkuatan tanah oleh sifat mekanis

rumput akar wangi (Vetiveria zizanioides) pada umur tanam 3 bulan. Metode tidak langsung yang

digunakan untuk mengestimasi peningkatan kuat geser tanah hasil dari perkuatan tanah oleh sifat

mekanis akar adalah pengujian tarik dan cabut akar. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sistem

akar serabut pada tanaman rumput akar wangi memiliki panjang akar rata-rata 0,15 meter yang

berupa akar halus dengan diameter 0,25 s/d 0,8 mm. Tegangan tarik akarnya memiliki hubungan

eksponensial dengan berkurangnya diameter akar sehingga sistem akar serabutnya dapat digunakan

sebagai perkuatan tanah. Besarnya kapasitas cabut akar berasal dari distribusi tegangan keseluruhan

akar dan akan terjadi redistribusi tegangan untuk setiap akar yang putus. Tegangan yang dapat

dimobilisasi oleh individu akar tergantung oleh kapasitas tegangan tarik akar dan besarnya regangan

pada saat putusnya akar. Nilai maksimum dari kenaikan kuat geser (s atau cR) merupakan hasil

perhitungan dari kapasitas cabut akar maksimum. Besarnya kapasitas cabut akar berkorelasi positif

dengan jumlah akar dan radius distribusi penampang akar.

Kata kunci : rumput akar wangi, Vetiveria zizanioides, interaksi akar-tanah

1. PENDAHULUAN

Pengembangan teknik konservasi yang berbasis pada kearifan lokal agar memberi manfaat yang optimal dapat

menjadi salah satu pilihan, karena masyarakat pada umumnya lebih mudah mengadopsi sesuatu yang sudah mereka

kenal. Salah satunya adalah pemanfaatan tanaman rumput akar wangi (Vetiveria zizanioides / Chrysopogon

zizanioides) dalam upaya konservasi tanah dan air dikembangkan oleh Bank Dunia di India pada tahun 1980 dengan

sebutan sistem Vetiver. Relatif murahnya sistem ini dan sifatnya yang ramah lingkungan, sistem ini dalam 20 tahun

terakhir tidak saja sebagai pelindung permukaan lereng dari erosi namun juga berkembang sebagai pengendali

longsoran permukaan (kedalaman longsoran < 1,50 meter). Pemanfaatan sistem Vetiver untuk pengendalian longsor

permukaan di Indonesia antara lain pada jalan tol Cipularang, di jalur lintas Nagreg, Kab. Bandung dan di daerah

Padangsari, Banyumanik pada proyek jalan tol Semarang-Solo.

Namun demikian, untuk aplikasi sistem Vertiver pada pengendali longsoran permukaan nampaknya masih

membutuhkan studi lebih lanjut. Hal ini mengingat sistem komposit akar perkuatan tanah merupakan material

biologis yang kompleks sehingga stabilitas lereng akan sulit diprediksi. Diantara beberapa metode tidak langsung

yang tersedia untuk mengestimasi peningkatan kuat geser tanah hasil dari perkuatan tanah oleh sifat mekanis akar

adalah pengujian cabut akar. Dalam Gray dan Sotir (1996) dijelaskan bahwa tegangan tarik yang termobilisasi dari

serat akar (tR) bergantung pada besarnya perpanjangan serat dan penjepitan fiber oleh matrik tanah. Mobilisasi

secara penuh dapat terjadi hanya jika serat dapat cukup mengalami perpanjangan dan serat di dalam akar tidak

mengalami selip atau tercabut dari matrik tanah. Agar serat akar tidak selip atau tercabut, serat akar harus cukup

panjang dan mempunyai tahanan geser, tertanam di ujungnya dan atau mengalami tegangan kekang cukup tinggi

untuk menambah gesekan pada interface. Putusnya serat akar, kurang cukupnya perpajangan serat dan serat

mengalami selip dan tercabut merupakan respon yang mungkin terjadi pada saat pergeseran suatu komposit akar

perkuatan tanah. Untuk memberikan gambaran awal tentang perilaku mekanis dari akar tumbuhan rumput akar

wangi dan respon interaksi akar-tanah yang kompleks, diperlukan studi perilaku interaksi akar-tanah dengan

pengujian tarik dan cabut akar. Studi ini merupakan lanjutan dari penelitian Hanggoro dan Indarto (2008) tentang

prediksi peningkatan stabilitas lereng dengan sistem perkuatan rumput akar wangi dengan metode elemen hingga

(SSR-FEM).

Hanggoro Tri Cahyo A. dan Mego Purnomo

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 60

2. TINJAUAN PUSTAKA

Menurut Hengchaovanich (2003), longsoran permukaan sedalam 1-1,5 m merupakan masalah terbesar yang

dihadapi setelah pembentukan lereng terutama pada daerah dengan hujan yang lama dan intensitas yang tinggi. Pada

kasus ini, penanaman rumput akar wangi dapat memperkuat lapisan 1-1,5 m yang cenderung tergelincir seperti pada

model mekanisme pengendalian kelongsoran lereng oleh akar wangi. Kriteria keruntuhan yang digunakan dalam

analisis stabilitas lereng adalah kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb. Kekuatan geser tanah yang tersedia atau yang

dapat dikerahkan oleh tanah di sepanjang bidang gelincir (longsor) adalah :

= c + ( - u).tan

dengan,

= tegangan geser tanah (kN/m2)

c = kohesi efektif tanah (kN/m2)

= tegangan normal (kN/m2)

= sudut geser dalam efektif ()

u = tekanan air pori (kN/m2)

Dalam Gray dan Sotir (1996) dijelaskan secara umum bahwa kemampuan akar meningkatkan kuat geser tanah

terutama melalui transfer tegangan geser yang berkembang pada matrik tanah ke dalam tahanan tarik serat akar

melalui sudut gesek di sepajang serat akar yang tertanam dalam tanah. Jika diasumsikan serat akar tertanam di

dalam tanah dengan orientasi tegak lurus dengan bidang gesernya, pada saat terjadi geseran serat akar akan

berdeformasi dan akan menyebabkan serat akar memanjang. Deformasi ini terjadi dengan syarat terdapat cukup

gesekan pada interface dan tegangan kekang untuk mengunci serat akar tetap di tempat dan mencegah serat akar

mengalami slip atau tercabut. Komponen dari tarikan ini tengensial terhadap zona geser dan secara langsung

menahan geseran, sedangkan komponen gaya normal menambah tegangan kekang yang bekerja pada bidang geser.

Model sederhana tegak lurus seperti pada Gambar 1, sebenarnya merupakan estimasi rata-rata untuk semua

kemungkinan orientasi yang ada dan di dasarkan pada model ini, kenaikan kuat geser komposit serat akar-tanah

dapat di berikan oleh persamaan :

s = tR (sin + cos tan)

dengan,

s = kenaikan kuat geser (kN/m2)

tR = tegangan tarik yang termobilisasi dari serat akar (kN/m2)

= sudut ditorsi geser pada zona geser ()

= sudut geser dalam tanah ()

Gambar 1. Diagram skematik model serat akar tegak lurus (Gray dan Sotir,1996).

Tegangan tarik yang termobilisasi dari serat akar (tR) bergantung pada besarnya perpanjangan serat dan penjepitan

fiber oleh matrik tanah. Mobilisasi secara penuh dapat terjadi hanya jika serat dapat cukup mengalami perpanjangan

dan serat di dalam akar tidak mengalami selip atau tercabut dari matrik tanah. Agar serat akar tidak selip atau

tercabut, serat akar harus cukup panjang dan mempunyai tahanan geser, tertanam di ujungnya dan atau mengalami

Perilaku Interaksi Akar-Tanah Pada Sistem Perkuatan Tanah Dengan Tanaman Rumput Akar Wangi (Vetiveria Zizanioides)

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 61

tegangan kekang cukup tinggi untuk menambah gesekan pada interface. Putusnya serat akar, kurang cukupnya

perpajangan serat dan serat mengalami selip dan tercabut merupakan respon yang mungkin terjadi pada saat

pergeseran suatu komposit akar perkuatan tanah.

Faktor utama yang mempengaruhi kekuatan geser dari komposit serat akar-tanah adalah kuantitas dan arah distribusi

dari akar, kekuatan tarik serat akar, nilai modulus Youngs akar, kekuatan geser tanah dan interaksi tanah-akar. Pada

perkuatan tanah, sudut gesek dalam tanah () pada tanah komposit pada dasarnya konstan sedangkan nilai kohesi

nampak (apparent) meningkat dengan peningkatan luas penampang akar (AR) dan kontibusi kuat tarik akar (tR).

Peningkatan kekuatan geser dapat dipahami sebagai hasil dari peningkatan pada parameter kohesi. (Operstein dan

Frydman,2000).

Pada studi yang dilakukan Hengchaovanich dan Niolaweera (1996) dalam Truong et al (2007) menyajikan

hubungan kuat tarik dan diameter akar untuk rumput akar wangi seperti pada Gambar 2. Hasil uji geser langsung di

lapangan menurut Van Beek et al.(2006) dalam Norris dan Greenwood (2006) menunjukkan bahwa untuk jenis

rumput akar wangi memiliki kenaikan nilai kohesi (cR) sebesar 7,50 kN/m2. Bahkan pada penelitian Cazzuffi et al

(2006) peningkatan kenaikan nilai kohesi (cR) rumput akar wangi yang diuji dengan uji geser langsung diameter 20

cm dapat mencapai 15 kN/m2. Pada studi yang dilakukan Hengchaovanich dan Niolaweera (1996) dalam Truong et

al (2007) pada uji geser blok tanah menunjukkan penetrasi akar rumput akar wangi selama 2 tahun dengan jarak

tanam 15 cm dan jarak antar baris 50 cm menghasilkan kenaikan kuat geser rata-rata (cR) sebesar 5,0 kN/m2 seperti

pada Gambar 3.

Menurut Norris dan Greenwood (2006) manfaat yang dapat diyakini dari penambahan nilai kohesi terbatas pada

kedalaman yang dangkal sesuai dengan penyebaran akar yang terkonsentrasi terutama pada kedalaman 1 meter.

Penambahan nilai kohesi ini lebih cocok untuk jenis tanaman rumput dan semak belukar dimana sebaran kedalaman

dari rumput serabut konsisten dan mudah didefinisikan.

Pada perkuatan tanah dengan akar rumput akar wangi, efek kenaikan nilai kohesi (cR) dimasukkan kedalam

persamaan kekuatan geser yang yang dapat dikerahkan oleh tanah komposit sehingga menjadi :

= c + cR + ( - u).tan

Gambar 2. Hubungan kuat tarik dan diameter akar untuk rumput akar wangi

(Hengchaovanich dan Niolaweera (1996) dalam Truong et al (2007)).

Hanggoro Tri Cahyo A. dan Mego Purnomo

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 62

Gambar 3. Kenaikan kekuatan geser rumput akar wangi

(Hengchaovanich dan Niolaweera (1996) dalam Truong et al (2007)).

3. METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan dalam 4 tahapan yang dilakukan selama bulan Juli s/d Oktober 2009 dengan detail kegiatan

sebagai berikut :

Tahap I : Penyiapan 2 bak kayu 1,0 x 1,0 meter sebagai media penanaman.

Pada tahap ini, selain penyiapan bak media tanam juga mengkondisikan lahan menjadi

dipadatkan (bidang lahan A) dan tidak dipadatkan (bidang lahan B) yang akan digunakan

untuk pengujian cabut akar seperti pada Gambar 4. Selain media tanam bak kayu juga

digunakan media tanam di polybag untuk pengujian tarik akar sejumlah 20 batang.

Gambar 4. Tanaman akar wangi pada umur 30 hari untuk uji cabut akar.

Perilaku Interaksi Akar-Tanah Pada Sistem Perkuatan Tanah Dengan Tanaman Rumput Akar Wangi (Vetiveria Zizanioides)

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 63

Tahap II : Penanaman dan perawatan bibit rumput akar wangi

Penanaman bibit rumput akar wangi sebanyak 20 batang dengan jarak penanaman 40 cm

pada media bak 1,0 x 1,0 meter dan 20 batang di media polybag. Perawatan dilakukan

dengan upaya pemupukan dan penyiraman selama musim kemarau.

Tahap III : Pengujian tarik akar dan cabut akar.

Tahapan ini dilakukan setelah tanaman berumur 90 hari setelah penanaman bibit, pengujian

cabut akar dilakukan pada lahan yang telah disiram air untuk mensimulasikan terjadinya

hujan, sedangkan pada uji tarik dilakukan untuk diameter akar yang berbeda. Pada tahapan

ini dilakukan pengujian uji geser tanah dan properti tanah baik pada bidang lahan A dan B.

Tahap IV : Menganalisa data dan mengambil kesimpulan

Pada tahapan ini akan dianalisa dalam kondisi tanah dijenuhkan baik pada lahan dipadatkan

maupun tidak, respon yang mungkin terjadi pada saat pergeseran suatu komposit akar

perkuatan tanah.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Karakteristik lokasi penelitian

Lokasi penanaman berada di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil UNNES Kampus Sekaran Gunungpati

Semarang dengan posisi koordinat UTM x = 434.000 meter, y = 9.220.500 meter dan ketinggian dari muka air laut

187,5 meter. Penanaman dilakukan pada musim kemarau yakni bulan Juli s/d Oktober 2009 dengan temperatur

berkisar 25 s/d 32 C. Media tanah yang digunakan sebagai media diambil dari lokasi setempat dengan jenis tanah

adalah lanau kelempungan berwarna coklat tua dengan sedikit berpasir.

4.2. Hasil Pengujian Tarik Akar

Properti dari akar berupa sifat mekanis uji tarik pada individu akar menjelaskan kapasitas akar untuk menahan tarik

dan tegangan geser. Sifat mekanis dari akar ini merupakan kunci untuk memahami perkuatan akar pada lereng.

Sebelum pengujian sifat mekanis terlebih dahulu dilakukan pengujian fisik dengan cara mengukur panjang dan

diameter setiap akar seperti pada Gambar 5.

Gambar 5. Variasi distribusi panjang akar dengan umur tanam 90 hari.

Hanggoro Tri Cahyo A. dan Mego Purnomo

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 64

Data uji fisik dari akar kemudian dilihat distribusinya yang dipilih secara acak untuk 6 polybag tanaman akar wangi

yang berupa akar serabut seperti pada Gambar 6. Pada tanamam akar wangi dengan umur tanam 90 hari, panjang

akar (L) maksimum dapat mencapai 0,65 meter dengan nilai rata-rata 0,15 meter.

Untuk pengujian tarik akar, pada akhirnya yang dibaca hanya gaya tarik maksimum yang terjadi. Untuk

perpanjangan akar tidak dilakukan karena pada pengujian 10 sampel akar menunjukkan grafik hubungan gaya tarik

dan perpanjangan akar yang berbeda-beda sehingga tidak ada pola yang dapat digunakan acuan. Pada saat penarikan

akar, terjadi pengelupasan kulit luar akar sehingga nampak akar yang memiliki penampang lingkaran berwana

kuning. Hampir semua sampel akar mengalami peningkatan kuat tarik yang signifikan sebelum mengalami putus.

Kurva hubungan antar diameter penampang akar dan kuat tarik akar disajikan pada Gambar 7. Untuk 30 sampel akar

yang dipilih secara acak, diameter akar untuk masa tanam 90 hari berkisar 0,25 0,8 mm. Hubungan regresi antara

diameter penampang akar dan kuat tarik sebelum putus seperti yang diusulkan Hengchaovanich dan Niolaweera

(1996) y = 59,8 x -0,5785

mendekati kecenderungan distribusi hasil uji tarik pada penelitian ini.

Gambar 6. Distribusi panjang akar hasil 6 polybag rumput akar wangi.

Kurva Hubungan Diameter Penampang

dengan Tegangan Tarik Akar

y = 59.8x-0.5785

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Diameter Akar (mm)

Teg

an

gan

Tari

k A

kar

(MP

a)

Gambar 7. Hubungan diameter penampang dan tegangan tarik akar.

Perilaku Interaksi Akar-Tanah Pada Sistem Perkuatan Tanah Dengan Tanaman Rumput Akar Wangi (Vetiveria Zizanioides)

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 65

4.3. Hasil Pengujian Cabut Akar

Hasil pengujian cabut akar akan menjelaskan interaksi antara akar dan tanah pada saat tanaman akar wangi menahan

tegangan geser yang terjadi. Pemahaman tentang respon cabut akar vertikal dari sistem akar membutuhkan

pengetahuan tentang sifat mekanis dari akar, sifat fisik dan mekanis dari tanah, interaksi akar-tanah dan bagaimana

sistim distribusi beban pada akar individu. Untuk pengujian akar langkah yang dilakukan adalah pemasangan

penjepit, penyiapan timbangan digital dengan kapasitas 25 kg dan pembacaan nilai perpindahan dan beban cabut

akar seperti pada Gambar 8.

(a) (b)

(c)

Gambar 8. Proses pengujian cabut akar (a) Pemasangan penjepit,

(b) Pembacaan beban cabut akar (c) Kondisi akar pasca pencabutan.

Setelah uji pencabutan akar dilakukan uji fisik akar seperti pengukuran distribusi panjang akar yang tercabut dan

radius distribusi penampang akar (RCSA). Berdasarkan bentuk pola akar dari rumput akar wangi, dapat dilihat

bahwa pertumbuhan akar menuju ke arah vertikal dan panjang setiap akar adalah representasi dari maksimum

kedalaman yang dapat dicapai oleh individu akar. Pada umur tanam 90 hari, nilai RCSA berkisar antara 15-50 mm

dan panjang akar (L) tercabut maksimum 0,12 meter. Hasil pengujian cabut rumput akar wangi untuk kondisi media

tanah pada kotak tanam dipadatkan disajikan pada Gambar 9. Sedangkan hasil pengujian cabut rumput akar wangi

untuk kondisi media tanah pada kotak tanam tidak dipadatkan disajikan pada Gambar 10.

Tanaman rumput akar wangi yang diuji cabut menunjukkan tipikal kurva seperti pada Gambar 10 untuk pengujian

sampel No.3. Tanaman yang mengalami gaya cabut akan terus mengalami peningkatan kapasitas seiring dengan

perpindahan vertikal yang terjadi, namun setelah mencapai nilai maksimumnya, kapasitas gaya cabut mengalami

penurunan dan akar mulai mengalami putus atau selip. Suara pada saat terjadinya putus akar terdengar satu demi

satu hingga kapasitas cabut akar menjadi nol.

Pengukuran keeratan hubungan di antara hasil-hasil pengamatan dari populasi yang mempunyai dua varibel

digunakan pehitungan korelasi bivariate Pearson. Perhitungan ini menyaratkan bahwa populasi asal sampel

mempunyai dua varibel dan berdistribusi normal, untuk itu setiap hasil pengamatan perlu diuji dengan rasio

Skewness dan Kurtosis seperti pada Tabel 1. Nilai rasio Skewness dan Kurtosis berada di antara -2 sampai dengan

Hanggoro Tri Cahyo A. dan Mego Purnomo

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 66

+2 sehingga dapat dikatakan distribusi data adalah normal dan dapat menggunakan perhitungan korelasi bivariate

seperti pada Tabel 2.

Hasil Pengujian Cabut Rumput Akar Wangi

pada Tanah Dipadatkan

0

25

50

75

0 25 50

Perpindahan (mm)

Ka

pa

sit

as

Ca

bu

t A

ka

r (N

)

Uji 1 (19 akar

L=0,12 m)

Uji 2 (27 akar

L=0,07 m)

Uji 3 (10 akar

L=0,075 m)

Gambar 9. Hasil uji cabut akar pada kondisi tanah dipadatkan.

Hasil Pengujian Cabut Rumput Akar Wangi

pada Tanah Tidak Dipadatkan

0

50

100

150

200

250

300

0 25 50 75

Perpindahan (mm)

Ka

pa

sit

as

Ca

bu

t A

ka

r (N

)

Uji 1 (22 akar

L=0,065 m)

Uji 2 (44 akar

L=0,09 m)

Uji 3 (56 akar

L=0,10 m)

Gambar 10. Hasil uji cabut akar pada kondisi tanah tidak dipadatkan.

Tabel 1. Rasio Skewness dan Kurtosis pada hasil uji cabut akar.

N Skewness Kurtosis

Statistic Statistic

Std.

Error Ratio Statistic

Std.

Error Ratio

Jumlah Akar 6 .713 .845 0.843 -.634 1.741 -0.364

Panjang Akar 6 .758 .845 0.897 -.441 1.741 -0.253

Jumlah Batang 6 .839 .845 0.993 -.059 1.741 -0.034

Uji Cabut 6 1.536 .845 1.818 1.728 1.741 0.993

RCSA 6 1.215 .845 1.438 2.111 1.741 1.213

Berkenaan dengan besaran angka korelasi dua variabel, untuk angka korelasi di atas 0,5 menunjukkan korelasi yang

cukup kuat, sedangkan di bawahn 0,5 korelasi lemah. Setelah angka korelasi didapatkan, langkah selanjutnya adalah

Perilaku Interaksi Akar-Tanah Pada Sistem Perkuatan Tanah Dengan Tanaman Rumput Akar Wangi (Vetiveria Zizanioides)

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 67

pengujian signifikansi angka korelasi atau dapat digunakan untuk menjelaskan hubungan dua variabel. Untuk nilai

signifikan lebih kecil 0,05 menunjukkan adanya korelasi yang signifikan antara dua variabel. Berdasarkan Tabel 2,

korelasi positif yang signifikan dengan besarnya kapasitas uji cabut akar adalah besarnya jumlah akar dan RCSA.

Tabel 2. Korelasi bivariate Pearson pada hasil uji cabut akar.

Jumlah

Akar

Panjang

Akar

Jumlah

Batang RCSA

Uji

Cabut

Pearson

Correlation

1 .270 .811 .918**

.934**

Sig. (2-tailed) .605 .050 .010 .006

Jumlah

Akar

N 6 6 6 6 6

Pearson

Correlation

.270 1 .279 .389 .449

Sig. (2-tailed) .605 .592 .446 .372

Panjang

Akar

N 6 6 6 6 6

Pearson

Correlation

.811 .279 1 .624 .666

Sig. (2-tailed) .050 .592 .185 .149

Jumlah

Batang

N 6 6 6 6 6

Pearson

Correlation

.918**

.389 .624 1 .913*

Sig. (2-tailed) .010 .446 .185 .011 RCSA

N 6 6 6 6 6

Pearson

Correlation

.934**

.449 .666 .913* 1

Sig. (2-tailed) .006 .372 .149 .011 Uji Cabut

N 6 6 6 6 6

**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

*. Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).

4.4. Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah

Sifat mekanis dari tanah lanau kelempungan diuji dengan uji geser tekan bebas (unconfined compression test)

dengan tegangan kekang atau tegangan selnya adalah nol. Tegangan aksial yang diterapkan di atas benda uji

berangsur-angsuir ditambah sampai benda uji mengalami keruntuhan. Hasil pengujian sifat mekanis dari tanah lanau

kelempungan dan properti tanahnya disajikan pada Tabel 3. Nilai derajat kejenuhan (Sr) pada Tabel 3 menunjukkan

kondisi tanah yang basah pada media tanah yang dipadatkan dan kondisi tanah sangat lembab untuk media tanah

yang tidak dipadatkan. Upaya penjenuhan bak media tanam dengan penyiraman nampaknya tidak cukup untuk

membuat benda uji memiliki derajat kejenuhan (Sr) yang mendekati jenuh atau nilainya 100%. Pemadatan tanah

manual yang dilakukan pada saat persiapan media tanam menunjukkan perbedaan nilai qu dengan kondisi media

tanah tidak dipadatkan untuk kondisi tanpa akar.

4.5. Pembahasan Perilaku Interaksi Akar-Tanah

Sistem akar serabut pada tanaman rumput akar wangi pada umur tanam 90 hari rata-rata memiliki panjang akar 0,15

meter dan membentuk distribusi akar yang mengalami reduksi jumlah akar sesuai dengan kedalamannya. Diameter

akar terdistribusi 0,25 mm s/d 0,8 mm yang berupa akar yang halus dan tegangan tarik akarnya memiliki hubungan

eksponensial dengan berkurangnya diameter akar sehingga sistem akar serabutnya dapat digunakan sebagai

perkuatan tanah.

Hanggoro Tri Cahyo A. dan Mego Purnomo

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 68

Tabel 3. Hasil properti tanah dan kuat geser tanah berdasarkan uji kuat tekan bebas.

w b d e n Sr qu cu = qu/2 No. Uji

% kN/m3 kN/m

3 % kN/m

2 kN/m

2

MEDIA TANAH DIPADATKAN (A)

A1 AKAR 42.20 15.14 10.64 1.39 0.58 77.32 16.38 8.19

A2 AKAR 37.16 15.63 11.39 1.23 0.55 76.77 27.20 13.60

A3 AKAR 42.96 14.38 10.06 1.53 0.60 71.54 16.38 8.19

TANPA AKAR 39.62 17.37 12.44 1.04 0.51 96.59 27.28 13.64

MEDIA TANAH TIDAK DIPADATKAN (B)

B1 AKAR 22.71 12.46 10.16 1.50 0.60 38.44 6.11 3.06

B2 AKAR 30.24 13.34 10.25 1.48 0.60 51.93 11.43 5.72

B3 AKAR 33.21 13.40 10.06 1.53 0.60 55.31 16.04 8.02

TANPA AKAR 18.03 14.92 12.64 1.01 0.50 45.40 17.79 8.90

Gs = 2,54

Pada saat rumput akar wangi mengalami uji pencabutan akar, putusnya akar tidak terjadi secara bersamaan namun

terjadi secara bertahap hingga seluruh sistem akar putus. Besarnya kapasitas cabut akar berasal dari distribusi

tegangan keseluruhan akar dan terjadi redistribusi tegangan untuk setiap akar yang putus. Tegangan yang dapat

dimobilisasi oleh individu akar tergantung oleh kapasitas tegangan tarik akar dan regangan pada saat putusnya akar.

Nilai maksimum dari kenaikan kuat geser (s atau cR) merupakan hasil perhitungan dari kapasitas cabut akar

maksimum. Besarnya kapasitas cabut akar berkorelasi positif dengan besarnya jumlah akar dan radius distribusi

penampang akar (RCSA).

Tidak bertambahnya nilai kohesi (cu) pada hasil pengujian geser tanah dengan uji tekan bebas, untuk benda uji yang

mengandung akar dibandingkan dengan benda uji tanah asli yang tidak mengandung akar menunjukkan bahwa serat

akar dalam benda uji tidak mempunyai tahanan geser yang dapat membantu meningkatkan nilai kohesi (cu). Hal ini

dapat disebabkan oleh kurangnya penjepitan serat akar oleh matrik tanah dan tegangan kekang pada benda uji adalah

nol pada saat pengujian geser dengan uji tekan bebas. Untuk itu saat penanaman rumput akar wangi pada lereng

diperlukan penguat tanaman sebelum akar mengalami penjepitan serat akar oleh matrik tanah dan tegangan kekang

yang cukup tinggi untuk menambah gesekan pada interface.

Selain itu kerusakan benda uji yang berupa retakan-retakan yang diakibatkan tidak putus akar pada saat

pengambilan benda uji dengan akar dapat membuat nilai kohesi (cu) lebih rendah dibandingkan dengan kondisi

benda uji tanpa akar.

5. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan hasil penelitian adalah sebagai berikut :

Pertama, sistem akar serabut pada tanaman rumput akar wangi pada umur tanam 3 bulan rata-rata memiliki

panjang akar 0,15 meter yang berupa akar halus. Tegangan tarik akarnya memiliki hubungan eksponensial

dengan berkurangnya diameter akar sehingga sistem akar serabutnya dapat digunakan sebagai perkuatan tanah.

Kedua, besarnya kapasitas cabut akar berasal dari distribusi tegangan keseluruhan akar dan terjadi redistribusi

tegangan untuk setiap akar yang putus. Tegangan yang dapat dimobilisasi oleh individu akar tergantung oleh

kapasitas tegangan tarik akar dan regangan pada saat putusnya akar. Nilai maksimum dari kenaikan kuat geser

(s atau cR) merupakan hasil perhitungan dari kapasitas cabut akar maksimum. Besarnya kapasitas cabut akar

berkorelasi positif dengan besarnya jumlah akar dan radius distribusi penampang akar (RCSA).

Ketiga, pada saat penanaman rumput akar wangi pada lereng diperlukan penguat tanaman sebelum akar

mengalami penjepitan serat akar oleh matrik tanah dan tegangan kekang yang cukup tinggi untuk menambah

gesekan pada interface.

Perilaku Interaksi Akar-Tanah Pada Sistem Perkuatan Tanah Dengan Tanaman Rumput Akar Wangi (Vetiveria Zizanioides)

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 69

Saran yang dapat diberikan agar kekurangan yang terjadi pada saat penelitian sejenis dapat diminimalkan adalah :

Pertama, metode penjenuhan perlu disempurnakan agar interaksi antara akar dan tanah pada kondisi tanah

jenuh dapat dilihat mekanisme keruntuhannya.

Kedua, pengambilan benda uji yang mengandung serat akar perlu mempertimbangkan umur tanaman dan

diameter benda uji agar tidak terjadi kerusakan benda uji.

6. UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih diberikan kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LP2M) Universitas

Negeri Semarang atas terlaksananya penelitian ini melalui sumber dana penelitian DIPA UNNES tahun 2009.

DAFTAR PUSTAKA

Cazzuffi, D., Corneo, A., Crippa, E., 2006, Slope stabilisation by perennial gramineae in Southern Italy: plant

growth and temporal performance, Geotechnical and Geological Engineering, Springer.

Gray, D.H, Sotir, R.B, 1996, Biotechnical and Soil Bioengineering slope Stabilization, John Wiley & Sons, New

York.

Griffiths D.V, Lane P.A, 1999, Slope Stability Analysis by Finite Elements, Geotechnique, Vol 49 No.3, pp 38t-403.

Hengchaovanich, D., 2003, Vetiver System for Slope Stabilization : Reviewer, The 3th

International Conference on

Vetiver ICV3, Guangzhou, China

Hanggoro, T.C.A., Indarto, H., 2008, Prediksi Peningkatan Stabilitas Lereng Kawasan Wisata Ketep dengan Sistem

Perkuatan Rumput Akar Wangi,Simposium Nasional RAPI VII 2008, ISSN : 1412-9612, UMS Surakarta.

KEHATI, 2008, Flora Kita - Keanekaragaman Hayati Tumbuhan Indonesia : Detil data Vetiveria zizanioides Stapf,

http://www.kehati.or.id

Norris, .J.E, Greenwood, J.R, 2006, Assessing The Role of Vegetation on Soil Slope in Urban Area, IAEG 2006, The

Geology Society of London.

Operstein, V, Frydman, S., 2000, The Influence of Vegetation on Soil Strength, Jurnal Ground Improvement (2000-

4) pp 81-89, Thomas Telford.

Truong, P., Van, T.T, Pinners, E., 2007, Vetiver System Application : Technical Reference Manual, The Vetiver

Network International, www.vetiver.org.

Hanggoro Tri Cahyo A. dan Mego Purnomo

Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta G - 70