BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

GEO-SLOPE Office adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan

geoteknik dan geo-lingkungan. Software ini melingkupi SLOPE/ W, SEEP / W,

SIGMA / W, QUAKE/ W, TEMP / W, dan CTRAN / W. Yang sifatnya terintegrasi

sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam

produk yang lain. Ini unik dan fitur yang kuat sangat memperluas jenis

masalah yang dapat dianalisis dan memberikan fleksibilitas untuk memperoleh

modul seperti yang dibutuhkan untuk proyek yang berbeda.

Salah satu software yang digunakan untuk menganalisis tekanan

geoteknik dan masalah-masalah deformasi yaitu SIGMA / W. Dengan SIGMA /

W, kita dapat mempertimbangkan analisis mulai dari masalah deformasi

sederhana hingga masalah tekanan-efektif lanjutan secara bertahap dengan

menggunakan model konstitutif tanah seperti linier-elastis, anisotropik linier-

elastis, nonlinier-elastis (hiperbolik), elastis-plastik atau Cam-clay.

2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada topik kali ini yaitu bagaimana menganalisis

tekanan geoteknik dan masalah deformasi dengan menggunakan software

GEO studio khususnya Sigma/W?

3. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dan manfaat dari ini yaitu bisa menganalisis tekanan geoteknik

dan masalah deformasi, dan mengetahui cara mengoperasikan software

Geostudio yaitu Sigma/W.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Geo Studio Office adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan

geoteknik dan geo lingkungan. Software ini melingkupi SLOPE/W,

SEEP/W,SIGMA/W,QUAKE/W,TEMP/W, dan CTRAN/W yang sifatnya terintegrasi

sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke produk

yang lain. Fitur ini cukup unik dan memberikan fleksibilitas untuk digunakan

dalam menyeselasikan berbagai macam permasalahan geo teknik dan geo

lingkungan.

Sigma/W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis

tekanan geoteknik dan masalah masalah deformasi. Dengan SIGMA/W dapat

dipertimbangkan analisis mulai dari masalah deformasi sederhana hingga

masalah tekanan efektif lanjutan secara bertahap dengan menggunakan model

konstitutif tanah seperti linear-elastis, anisotropik linier-elastik, nonlinier-elastis

(hiperbolik), elastis-plastik atau Cam-clay.

Kondisi kontur tanah di Indonesia yang relatif tidak rata menyebabkan

adanya timbunan dalam proses pembangunan. Proses timbunan dilakukan

secara bertahap. Tanah juga menjadi dasar dari suatu bangunan, jika tanah

yang dibebani memiliki daya dukung yang lemah maka akan terjadi

kelongsoran. Beban yang cukup besar memberikan tegangan adalah beban

tangki karena memiliki volume yang besar sehingga menghasilkan beban yang

besar pula.

Dalam pemodelan tangki dilakukan berbagai variasi dan untuk

pemodelan timbunan ditinjau pada setiap lapisan timbunan. Perhitungan

tegangan dan tekanan air pori pada pembebanan tangki dan timbunan dapat

dilakukan menggunakan software Sigma/W, Geostudio sehingga perhitungan

tegangan dapat memberikan hasil yang tepat dan teliti. Menggunakan software

Sigma/W, Geostudio dapat melakukan pemecahan masalah secara cepat dan

tepat karena bila terjadi kesalahan dalam mendesain akan diketahui sebelum

hasil output ditampilkan.

Menggunakan software Sigma/W, Geostudio pada pemodelan tangki

persentase perbedaan hitungan manual dan perhitungan program berkisar

antara 45-56.5% dengan nilai tegangan hasil perhitungan program lebih kecil,

sedangkan Tekanan air pori maksimum yang terjadi pada tiap tahapan

timbunan bernilai sama ini menjelaskan bahwa pada saat penimbunan tiap

tahapnya tidak terjadi kegagalan atau kelongsoran.

BAB III

METODE PENELITIAN

Pengenalan

Ini adalah contoh pengantar yang cukup sederhana. Tujuan utama

adalah untuk menunjukkan SIGMA / W kepada pengguna baru bagaimana

untuk memulai, untuk memperkenalkan jenis biasa data yang dibutuhkan

untuk melakukan analisis SIGMA / W, dan untuk menggambarkan apa yang

dapat dilakukan dengan SIGMA / W.

Masalahnya cukup sederhana, sehingga dapat dianalisis dengan Edisi

GeoStudio Mahasiswa. Masalah ini adalah tentang komputasi perubahan stres

dalam tanah di bawah tangki bulat penuh dengan cairan.

Konfigurasi Masalah dan Deskripsi

Ketika mempelajari masalah yang simetris pada sumbu vertikal, efek

tiga dimensi dapat dianalisis dengan jaring elemen hingga dua dimensi, seperti

yang digambarkan oleh sketsa berikut. Formulasi axisymmetric khusus di

SIGMA / W untuk kasus ini menganggap tekanan pada bidang XY serta tekanan

melingkar. Pandangan ini dipilih dengan Unit Set dan perintah Skala.

Gambar 1 menunjukkan masalah yang akan diselesaikan dengan SIGMA

/ W. Diameter tangki adalah 5 m dan tekanan yang diterapkan adalah 40 kPa.

Wilayah tanah adalah 38 m dan lebar 25 m tinggi. Bagian atas 5 m dari tanah

memiliki sifat yang berbeda dari yang mendasari 20 m.

Gambar 1 Konfigurasi masalah

Wilayah Geometri

Tujuannya adalah untuk memiliki mesh lebih halus tepat di bawah tangki

di mana perubahan stres akan menjadi yang tertinggi. Selain itu, daerah yang

berbeda diperlukan untuk mengakomodasi kedua jenis tanah. Hal ini untuk

alasan ini bahwa kita menggunakan empat wilayah mesh, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.

Selain itu, berat tangki harus diterapkan sebagai syarat batas dan

tekanan batas tertentu harus diterapkan pada daerah tepi. Akibatnya, Ujung 4-

1 dari Wilayah 1 kebutuhan untuk dibagi ke Ujung 4-3 dan 3-1. Hal ini

dilakukan dengan menambahkan titik di lokasi tepi luar dari tangki (Titik 3).

Gambar 2 Geometry regions dan points

Boundary conditions

Sepanjang sumbu simetris kiri ingin dimungkinkan gerakan vertikal

(settlement) tapi tidak ada gerakan lateral (horizontal). Sepanjang bagian

bawah dan sisi vertikal kanan, dianggap bahwa batas-batas ini cukup jauh dari

tekanan permukaan diterapkan bahwa mereka bisa diperbaiki baik di X dan Y

arah. SIGMA / W yang standar kondisi batas yang dapat kita gunakan untuk ini.

Kita juga harus membuat syarat batas yang mewakili tekanan tangki.

Dalam hal ini, kita dapat menggunakan stress-type boundary.. Hal ini

ditetapkan sebagai batas Y-stres dengan magnitude (action) -40 kPa. Nilai

negatif berarti ia menunjuk ke bawah. Gambar 3 menunjukkan kondisi batas.

Sekarang jelaslah mengapa itu perlu untuk membagi wilayah tepi sehingga

tekanan tangki diterapkan hanya di bawah tangki.

Gambar 3 Boundary condition

Sifat Material

Tanah akan diperlakukan sebagai linier elastis dengan sifat sebagai

berikut:

• Tanah atas: E = 3000 kPa dan rasio Poisson ν = 0,45

• Tanah Bawah: E = 4000 kPa dan rasio Poisson ν = 0,45

Dianggap tidak ada pori-tekanan, sehingga kita dapat memperlakukan

sifat ini sebagai Jumlah Parameter Stres. Warna tanah dapat dipilih dan diubah

sesuai keinginan.

Finite element mesh

Sekarang geometri, kondisi batas dan sifat material ditentukan dan

diterapkan, kita harus melihat jaring dan membuat modifikasi yang diperlukan.

Hal ini dilakukan dengan menggunakan perintah Draw Properties. Sebuah

ukuran elemen global 2 m adalah tentang hak untuk analisis ini, kecuali tepat

di bawah pondasi. Sebelumnya itu mencatat bahwa mesh yang halus

diinginkan di bawah pondasi. Hal ini dapat dicapai dengan memilih Region 1

dan menentukan bahwa ukuran elemen di daerah ini harus 0,5 (setengah) dari

dimensi global.

Selain itu, keputusan dibuat untuk menggunakan 8-noded elemen orde

tinggi di dua daerah di sisi kiri masalah. Lebih jauh ke kanan, perubahan stres

akan kurang, dan karena itu 4-node segiempat elemen mempertimbangkan

memadai di kanan dua wilayah. Hasil mesh ditunjukkan dalam diagram

berikutnya (Gambar 4).

Gambar 4 The finite element mesh

Perlu dicatat adalah bahwa kita dapat mengatur dan menetapkan

seluruh masalah sebelum kita harus berpikir tentang mesh.

Verifying

Dengan perintah Tools kita dapat "Verifikasi" masalah. Ini berarti

bahwa SIGMA / W cek bahwa data yang memadai telah diberikan untuk

menghitung solusi. Ini tidak berarti itu akan menjadi solusi yang tepat - tapi itu

akan tetap menjadi solusi. Sebagai contoh, Verifikasi dapat mengingatkan kita

untuk fakta bahwa tidak ada kondisi batas memiliki telah ditetapkan atau tidak

ada sifat material telah diterapkan.

Solve (Memecahkan)

Langkah selanjutnya adalah klik pada tombol SOLVE dan menghitung

solusi untuk persamaan elemen hingga.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Vertical stresses

Hasil untuk tengangan vertikal

Gambar 5 Vertical stress change contours

Sebelumnya tercatat bahwa objek di sini adalah untuk menghitung

perubahan stres dalam tanah karena berat dari fluida di dalam tangki. Cara

terbaik untuk melihat ini adalah untuk menciptakan tekanan plot kontur Y,

seperti pada Gambar 5. Label kontur dalam satuan kPa. Kontur dari bohlam

tekanan, seperti biasanya ditampilkan di sebagian pengantar Mekanika Tanah

buku teks, menunjukkan bahwa analisis telah ditetapkan dengan benar.

Perhatikan bahwa 40 kPa kontur tepat di bawah pondasi agak tidak

teratur dan berlekuk-lekuk. Hal ini terutama akibat numercal noise dan tidak

perlu khawatir. Idealnya, kontur 40 kPa tepat di kontak, tapi dalam pendekatan

numerik seperti analisis elemen hingga tidak mungkin untuk mencapai kondisi

ini.

Vertical settlement

Gambar 6 Settlement as a deformed mesh at 20X exaggeration

Gambar 6 menunjukkan permukiman vertikal sebagai mesh terdeformasi

pada berlebihan 20X. maksimum penyelesaian adalah sekitar 0.076 m (76 mm)

di bawah pusat tangki.

Graphing

Selain melihat hasil sebagai plot kontur atau plot mesh terdeformasi

seperti di atas, ada beberapa cara untuk melihat hasil dengan perintah Grafik

di SIGMA / W. Gambar 7 menunjukkan hanya satu khas contoh. Angka ini

memberikan lateral (x) perpindahan sepanjang profil vertikal di tepi luar tank.

Gambar 7 Lateral displacement profileBAB V

PENUTUP

Kesimpulan

Pengantar ini contoh sederhana memiliki semua komponen dari analisis

elemen hingga, yang terutama geometri, kondisi batas dan sifat material.

Contoh ini juga menggambarkan bagaimana jenis masalah ini dapat dengan

mudah dan nyaman dianalisis dengan SIGMA / W. Selain itu, jelas

menunjukkan bagaimana hasil dapat divisualisasikan dengan plot kontur

warna-warni dan grafik. Jika kita meluangkan waktu untuk menduplikasi

analisis ini dengan pergi melalui semua langkah, kita akan memiliki yang

sangat baik konsep apa yang diperlukan untuk melakukan analisis SIGMA / W,

dan apa yang dapat dicapai dengan kuat produk perangkat lunak.

Saran

1. Sebelum melakukan perhitungan menggunakan program Sigma/W,

Geostudio sebaiknya kumpulkan data-data yang dibutuhkan dalam

pengerjaan sehingga memudahkan dalam pengerjaan.

2. Dalam proses penggambaran region sebaiknya konsisten dengan arah

penggambarannya sehingga mengurangi terjadinya overlaps.