STABILITAS LERENG

11.6. PERMUKAAN BIDANG LONGSOR KOMPOSIT

Jika lereng terletak pada lapisan tanahyang sangat lunak tidak padat atau terletak pada lapisan batu, bidang longsor tidak merupakan lingkaran. Kecepatan terjadinya kelongsoran dan kerusakan yang terjadi begantung pada homogenitas tanah lempungnya dan kandungan lapisan tanah yang lebih lolos air didalam tanah timbun. Distribusi tekanan air pori dari tanah yang muah meloloskan air yang ditimbunkan pada kondisi kadar air yang tinggi, dapat mengurangi kuat geser tanah lempung yang terletak dibawahnya sehingga dapat menambah kemungkinan terjadinya longsor.

Dengan menganggap garis kerja Pa dan Pp paralel dengan kemiringan lereng, gaya geser yang terjadi akibat beban tanah yang akan longsor, adalah:

Sd = Pa cos (β1 - θ)- Pp cos (β2 - θ ) + W sin θ (11.87)

dengan sudut-sudut β1, β2 dan θ didefinisikan dalam Gambar 1.1.19. Tahanan geser yang dapat dikerahkan oleh tanah pada bldang longsorya, adalah:

Sr=c’L [Wcos θ + p sin (β - θ)- Pp sin (β1- θ)] tg φ’ (11.88)

Faktor aman didefinisikan sebagai:

F= SrSd

11.7. CARA MENENTUKAN RASIO TEKANAN PORI (ru) RATA-RATA

Pada umumnya, rasio tekanan pori (ru) tidak merata sama di seluruh penampang tanggul atau bendungan. Prosedur untuk menentukan nilai (ru) rata-rata yang diusulkan oleh dishob dan morgenstern (1990) sebagai beikut:Sebuah bendungan urugan tanah dengan permukaan air freatis akibat rembesan air dibagian hulunya ditunjukan dalam gambar11.20. nilai ru rata-rata dapat ditentukan dengan cara membagi panjang dasar bendungan dari sumbu simetri sampai ujung kaki. Pada titik tertentu pad sumbu urusan dihitung nilai ru yang mewakili kondisi ketebalan tanah. Besar nya ru

dapat kita tentukan:ru=hru1+h ru2+h ru3h1+h 2+h 3

11.8. PENGARUH RETAKAN AKIBAT TARIKAN PADA TANAH KOHESIF

Dalam tanah kohesif , biasanya tanah menglami retak dipermukaan akibat adanya tegangan tarik.

Kedalamn retakan dinyatakan oleh ( untuk φ=0)

hc=2 cˠ

dengan c adalah kohesi dari komponen tahan geser dan ˠ adalah berat volume tanah. Pengaruh adanya retakan dipermukaan antara lain:

1. Pada retakan, tidak ada tahan geser yang dapat dikerahakan oleh tanah.2. Jika air (hujan) mengisi retakan terbuka, tekanan hidrostatis yang bekerja pada sisi

retakan menambah momen yang menggerakkan tanah untuk longsor.

11.9. PENGARUH GEMPA

Berdasarkan Peta Wilayah Rawan Bencana Gempa Bumi Indonesia (E. K. Kertapati et al, 2001) wilayah Menganti - Wangon dan sekitarnya termasuk ke dalam intensitas skala Modified Mercalli Intensity (MMI) dengan nilai antara V - VI, artinya jika terkena gempa getarannya hanya terasa jika di dalam rumah. Informasi dan Peta Bahaya Goncangan Gempa Bumi Indonesia (E. K. Kertapati et al, 1999) yang ditunjukkan oleh, nilai percepatan tanah pada batuan dasar, untuk selang waktu 500 tahun, berkisar antara N0,15 g – 0,20 g (g adalah gravitasi bumi). Dari keterangan-keterangan di atas bisa disimpulkan bahwa faktor gempa bukan merupakan suatu yang menentukan di dalam desain.

11.10.metode elemen hinggadengan menggunakkan metode keseimbangan batas dimungkin untuk melakukan

evaluasi lereng dengan cepat.tetapi prosedur ini memeberlakukan hitungan yang sama antara lereng timbunan baru dengan lereng yang baru digali atau lereng alami.tegangan-tegangan didalam lereng sangat dipengaruhi oleh k0,yaitu rasio tegangan lateral terhadap tegangan vertikal efektif.tetapi,hitungan cara konvesional dengan keseimbangan batas mengabaikan hal ini (chowdury,1981).dalam kenyataan,distribusi tegangan dalam ketiga lereng tersebut akan berbeda,dan oleh karena itu akan mempengaruhi stabilitasnya.

11.11.analisis komputerProgram-program analisis komputer antara lain :

1. Program STABL,program ini dibuat dari purdue universiy tahun 19752. Program-program dari university of texas.program aslinya bernama SSTAB13. Program-program yang dibuat dari university of california4. Program-programlain:PC-SLOPE,SLOPE/

W,CLARA,GALENA,GSLOPE,TSLOPE

11.12.pemilihan parameter kuat geser tanah untuk analisis stabilitas Untuk menerapkan persamaan-persamaan factor aman dalam analisis stbilitas yang

telah dipelajari,perlu dipertimbangkan pemilihan parameter kuat geser yang sesuai dengan kondisi-kondisi kritis yang terjadi pada lerengnya atau pada tanah pondasinya.

11.12.1.timbunan pada tanah kohesif (bishop dan bjerrum,1960)Gambar 11.22a memperlihatkan timbunan yang dibangun di atas tanah

lempung.dianggap bahwa awalnya lempung dalam kondisi seimbang dengan tekanan air pori awal.dianggap timbunan pula timbunan dikerjakan dengan kecepatan yang sama,sehingga penambahan tekanan pada suatu titik p di bidang longsor yang potensial dapat ditunjukkan seperti dalam gambar 11.22b.pada titik p,tegangan geser yang berkembang bertambah selama pelaksanaan dan kemudian kostan.kondisi ini diperlihatkan pada gambar 11.22c,untuk 2 kasus,yaitu untuk koefisien tekanan pori A = 1 (lempung normally consolidated) dan A = 0 (lempung overconsolidated sedang).maka kuat geser tanah medekati tetap (gambar 11.22d).ketika tanah mulai konsolidasi,kuat geser tanah secara berangsur-angsur bertambah,karena kuat geser undrained tidak berubah selama pelaksanaan,sedangkan tegangan geser yang terjadi bertambah,faktor aman berkurang kesuatu nilai yang minimum pada akhir pelaksanaan (gambar 11.22e).

Maka estiminasi stabilitas timbunan sebaiknya didasarkan atas analisis tegangan total atau φ = 0,dengan kohesi c = cu.analisis stabilitas dengan carar ini disebut dengan analisis φ = 0 atau analisis tegangan total (total stress ananlysis)

11.12.2.galian tanah kohesif (bishop dan bjerrum,1960)

Gambar 11.23a menunjukkan galian pada tanah kohesif.perubahan tinggi tanah di atas titik p pada bidang longsor potensial diperlihatkan dalam gambar 11.23b

SOAL !

1. Suatu lereng 45° digali sampai kedalaman 8 m pada suatu lapisan lempung jenuh yang dalam dengan berat isi 19 kN/m3, parameter-paraineter kekuatan geser yang relevan adalah cu = 65 kN/m2 dan Φu = 0. Tentukanlah faktor keamanan untuk permukaan runtuh coba yang diberikan Pada Gambar 9.4, luas penampang melintang daerah ABCD adalah 70m2•Berat massa tanah = 70 x 19 = 1330 kN/m.

Titik berat ABCD adalah 4,5 m dari 0. Sudut AOC adalah 8912

° dan jari-jari OC adalah

12,1 m. Panjang busur ABC dihitung sebesar 18,9 m. Faktor keamanan didapat sebesar:

F=cuLar

Wd

F=65 x 18,9 x12,1

1330 x 4,5=2,48

Ini adalah faktor keamanan untuk permukaan runtuh coba-coba yang dipilih dan belum tentu merupakan faktor keamanan minimum. Faktor keamanan minimum dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 9.2. Dari Gambar 9.3, β= 45° dan dengan mengasumsikan D yang besar, maka nilai Ns adalah 0,18. Maka

F=cu

NsHˠ

F=65

0,18 x19 x8=2,37

2. Dengan menggunakan metode msan dari Fellenius, tentukanlah faktor keamanan, yang dinyatakan dalam tegangan efektif, dari lereng yang diperlihatkan pada Gambar 9.6 untuk permukaan runtuh yang diberikan. Berat isi tanah di atas maupun di bawah muka air tanah, adalah 20 kN/m3 dan parameter-parameter kekuatan gesernya adalah c' = 10 kN/m2 dan Φ= 29°. Faktor, keamanan diberikan oleh Persamaan 9.4. Massa tanah dibagi menjadi irisan-irisan dengan lebar 1 ,5 m. Berat (W) setiap irisan adalah:W = ˠbh = 20 x 1 ,5 x h = 30h kN/mTinggi h untuk tiap irisan ditentukan di bawah pusat dasar irisan dan komponen normal dan tangensialnya, h cos α dan h sin α, ditentukan secara grafis, seperti diperlihatkanpada Gambar 9.6. MakaW COS α = 30h COS αW sin α= 30h sin αTekanan air pori di pusat dasar tiap irisan diambil sebesar ˠwzw, di mana zw adalah jarak vertikal dari titik pusat di bawah muka air tanah (seperti diperlihatkan pada gambar). Prosedur ini memperkirakan besarnya tekanan air pori yang sedikit terlalu besar yang seharusnya sebesar 'ˠwze, di mana ze adalah jarak vertikal di bawah titik perpotongan muka air tanah dan garis ekipotensial sampai pusat dasar irisan. Kesalahan yang didapat masihberada dalam kondisi aman.Panjang busur (La) dihitung 1 4,35 mm. Hasil-hasil tersebut diberikan dalam Tabel 9. 1 .∑ W COS α= 30 X 1 7,50 = 525 kN/m∑ W sin α = 30 x 8,45 = 254 kN/m∑ (W cos α - ul) = 525 - 1 32 = 393 kN/m

3. Suatu lereng alami yang panjang pada lempung terkonsolidasi berlebihan yang bercelah (fissured overconsolidated clay) membentuk sudut 1 2° terhadap bidang horisontal. Muka air tanah berada pada permukaan dan rembesan dianggap searah dengan lereng. Suatu kelongsoran terjadi pada sebuah bidang yang sejaj ar dengan permukaan pada kedalaman 5 m. Berat isi lempung jenuh ada1ah 20 kN/m3 . Parameter kekuatan geser puncak adalah c' = 1 0 kN/m2 dan Φmaks = 26°; parameter kekuatan geser sisa adalah cr’ = 0 dan Φ = 1 8° . Tentukanlah faktor keamanan sepanjang bidang longsor (a) dinyatakan dengan parameter kekuatan geser puncak, (b) dinyatakan dengan parameter kekuatan geser sisa.Dengan muka air tanah pada permukaan (m = 1), maka pada setiap titik pada bidanglongsor,

σ = ˠsat z cos2 β = 20 x 5 x cos2 1 2°= 95,5 kN/m2

τ = ˠsat z sin β cos β = 20 X 5 X sin 1 2° X COS 1 2° = 20,3 kN/m2

u = ˠwZ COS2 β = 9,8 x 5 x cos2 1 2 o = 46,8 kN/m2

Dengan menggunakan parameter kekuatan geser puncak,τf= c' + (σ - u) tan Φ'maks = 10 + (48,7 x tan 26°) = 33 ,8 kN/m2Maka faktor keamanan didapat sebagai

F =τfτ

= 33,820,3

=1,66

'Dengan menggunakan parameter kekuatan geser sisa, faktor keamanan dapat diperoleh dari Persamaan 9. 1 2 :

F=γ '

γsatx

tan∅ ' rtanβ

=10,220

xtan18 °tan 12

=0,78