Slope Stability (Romana,Bieniawski)

  • View
    22

  • Download
    14

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Slope

Text of Slope Stability (Romana,Bieniawski)

3. DASAR TEORI

3.1 Analisis Kestabilan LerengLereng merupakan permukaan tanah (material) terbuka yang membentuk sudut tertentu dengan bidang datar (horizontal). Lereng dapat terjadi secara alamiah atau buatan yang direkayasa oleh manusia. Lereng alamiah seperti bukit dan tebingmsungai. Lereng buatan seperti galian, timbunan untuk membuat jalan raya, urugan bendungan, tanggul, dan lereng-lereng penambangan. Longsoran merupakan keruntuhan dari massa tanah (material) yang berada di bagian bawah lereng dan menunjukkan adanya ketidakstabilan dalam lereng. Dalam peristiwa tersebut, terjadi pergerakan massa tanah dari arah bawah ke arah luar. Longsoran dapat terjadi dengan berbagai cara, secara perlahan-lahan, mendadak, dan dengan ataupun tanpa provokasi yang terlihat. Analisis dan perhitungan kestabilan bukan merupakan hal mudah karena adanya ketidaksamaan yang terdeteksi dalam tanah, rembesan dan pemilihan bentuk bidang runtuh. (Terzaghi dan Peck, 1993).Analisis kestabilan lereng melibatkan perbandingan gaya-gaya penahan dalam lereng seperti gaya gesek material dan gaya-gaya penggerak massa material longsoran yang tersedia seperti gaya hidrostatik dari permukaan phreatik air dalam rekahan tarik. Metode kesetimbangan batas dapat menghitung satu atau lebih kesetimbangan persamaan, antara lain kesetimbangan gaya pada arah horizontal, kesetimbagan gaya pada arah vertikal, dan kesetimbangan momen. Ketersediaan teknologi dan kecepatan komputer telah membuat penggunaan metode-metode tersebut memudahkan perhitungan persamaan-persamaan kesetimbangan yang terjadi dalam massa material longsoran, sehingga proses rekayasa (engineering) geometri lereng dapat dikerjakan secara mudah dan cepat dengan bantuan program komputer.

3.2 Tujuan Perhitungan Kestabilan LerengDalam praktek, tujuan perhitungan kestabilan lereng sebagai berikut:1. Merupakan dasar rancangan ulang lereng setelah mengalami longsoran.2. Memperkirakan kestabilan lereng selama proses konstruksi geometri dan untuk jangka waktu yang panjang.3. Mencari rancangan yang aman dan murah sesuai dengan spesifikasi persyaratan keamanan sebelum pelaksanaan pembangunan geometri dilakukan.4. Mempelajari kemungkinan terjadinya longsoran (baik pada lereng alamiah atau lereng buatan).5. Mempelajari pengaruh tekanan pori air berupa permukaan phreatik air tanah dalam lereng. (Abramson, 1996; Terzaghi dan Peck, 1993).3.3 Faktor yang Mempengaruhi Kestabilan LerengDalam analisis kestabilan lereng yang baik, dibutuhkan representasi konfigurasi dari lereng, berupa faktor-faktor yang akan mempengaruhi kestabilan lereng, faktor-faktor tersebut adalah :1. Proses-proses yang menyebabkan naiknya tegangan geser, antara lain: erosi, penggalian, pemindahan dinding penahan, penambahan beban akibat air hujan, penambahan beban akibat adanya bangunan atau kendaraan di puncak lereng, penambahan tekanan lateral akibat adanya air dalam rekahan tarik atau akibat pengembangan lempung.2. Kondisi-kondisi yang menyebabkan turunnya kekuatan geser, antara lain: bidang perlapisan, pelapukan, kenaikan tekanan pori air, beban atau guncangan berulang (gempa), hilangnya sementasi tanah (material), pengaruh pembekuan dan pencairan.3.4 Analisis Kinematik Untuk Evaluasi Kestabilan Lereng Analisis kinematik adalah analisis pergerakan benda tanpa mempertimbangkan gaya-gaya yang menyebabkannya. Pertimbangan utama dalam analisis ini yaitu kemungkinan terjadinya keruntuhan translasional yang disebabkan oleh adanya formasi bidang planar atau baji. Metode ini hanya berdasarkan pada evaluasi detail mengenai struktur massa batuan dan geometri dari bidang-bidang lemah yang dapat memberikan kontribusi terhadap ketidakstabilan lereng. Analisis kinematik dapat dilakukan menggunakan stereonet plot manual atau dengan program komputer. Hal penting yang harus diperhatikan yaitu analisis kinematik hanya mempertimbangkan kemungkinan terjadinya longsoran yang disebabkan oleh sebuah bidang lemah saja atau perpotongan dari beberapa bidang lemah. Analisis tipe ini tidak mempertimbangkan keruntuhan yang melibatkan multiple joints atau joint sets serta terjadinya deformasi dan rekahan pada blok batuan. Ada beberapa jenis longsoran yang umum dijumpai pada massa batuan di tambang terbuka, yaitu : Longsoran Bidang (Plane Failure) Longsoran Baji (Wedge Failure) Longsoran Guling (Toppling Failure) Longsoran Busur (Circular Failure)3.4.1 Analisis Kinematik dari Kelongsoran Baji (Wedge Failure)Longsoran baji terjadi bila terdapat dua bidang lemah atau lebih berpotongan sedemikian rupa sehingga membentuk baji terhadap lereng (Gambar 3.1). Longsoran baji ini dapat dibedakan menjadi dua tipe longsoran yaitu longsoran tunggal (single sliding) dan longsoran ganda (double sliding). Untuk longsoran tunggal, luncuran terjadi pada salah satu bidang, sedangkan untuk longsoran ganda luncuran terjadi pada perpotongan kedua bidang. Longsoran baji tersebut akan terjadi bila memenuhi syarat sebagai berikut :a. Kemiringan lereng lebih besar daripada kemiringan garis potong kedua bidang lemah (fi > i).b. Sudut garis potong kedua bidang lemah lebih besar daripada sudut geser dalamnya (fi > ).

Gambar 3.1 Longsoran dengan bidang runtuhan baji (Wedge Failure)3.4.2 Analisis Kinematik dari Kelongsoran Bidang (Plane Failure)Longsoran jenis ini (Gambar 3.2) akan terjadi jika kondisi di bawah ini terpenuhi :a. Jurus (strike) bidang luncur mendekati pararel terhadap jurus bidang permukaan lereng (perbedaan maksimum 200).b. Kemiringan bidang luncur (p) harus lebih kecil daripada kemiringan bidang permukaan lereng (f).c. Kemiringan bidang luncur (p) lebih besar daripada sudut geser dalam ().d. Terdapat bidang bebas yang merupakan batas lateral dari massa batuan atau tanah yang longsor.

Gambar 3.2 Longsoran dengan bidang runtuhan bidang (Plane Failure)

3.4.3 Analisis Kinematik dari kelongsoran Guling (Toppling Failure)Longsoran guling umumnya terjadi pada lereng yang terjal dan pada batuan yang keras di mana struktur bidang lemahnya berbentuk kolom (Gambar 3.3). Longsoran jenis ini terjadi apabila bidang-bidang lemah yang ada berlawanan dengan kemiringan lereng.Longsoran guling pada blok fleksibel terjadi jika :a. > 900 + , di mana = kemiringan bidang lemah, = sudut geser dalam dan = kemiringan lereng.b. Perbedaan maksimal jurus (strike) dari kekar (joint) dengan jurus lereng (slope) adalah 300.

Gambar 3.3 Longsoran dengan bidang runtuhan guling (Toppling Failure)Kondisi untuk menggelinciratau mengguling ditentukan oleh sudut geser dalam dan kemiringan sudut bidang gelincirnya, suatu balik dengan tinggi h dan lebar dasar balok b terletak pada bidang miring dengan sudut kemiringan sebesar yang disajikan dibawah ini (dalam dua dimensi). Dari gambar tersebut terdapat empat daerah kondisi yaitu : Jika < dan b/h > tan , balok tetap stabil Jika > dan b/h > tan , balok akan menggelincir Jika > dan b/h < tan , Balok akan menggelincir dan mengguling Jika < dan b/h < tan , balok akan langsung mengguling

3.4.4 Analisis Kinematik dari Kelongsoran Busur (Circular Failure)Longsoran busur umumnya terjadi pada material yang bersifat lepas (loose material) seperti material tanah. Sesuai dengan namanya, bidang longsorannya berbentuk busur (Gambar 3.4). Batuan hancur yang terdapat pada suatu daerah penimbunan dengan dimensi besar akan cenderung longsor dalam bentuk busur lingkaran (Hoek & Bray, 1981). Pada longsoran busur yang terjadi pada daerah timbunan, biasanya faktor struktur geologi tidak terlalu berpengaruh pada kestabilan lereng timbunan. Pada umumnya, kestabilan lereng timbunan bergantung pada karakteristik material, dimensi lereng serta kondisi air tanah yang ada serta faktor luar yang mempengaruhi kestabilan lereng pada lereng timbunan.

Gambar 3.4 Longsoran dengan bidang runtuhan busur (Circular Failure)3.4.5 Prinsip Dasar Analisis Kinematik Analisis kinematik merupakan metode yang digunakan pada tahap awal dalam melakukan analisis kemantapan lereng sebelum melangkah ketahap perhitungan faktor keamanan. Dengan melakukan analisis ini dapat diketahui jumlah bidang, jenis dan arah longsoran yang mungkin terjadi (Sugiyanto, 2000). Metode analisis stereografis (stereonet) hanya dipakai untuk batuan yang mempunyai bidang lemah atau bidang diskontinuitas seperti perlapisan, kekar, sesar, foliasi dan sebagainya. Hasil yang diperoleh berupa dugaan jenis longsoran atau dengan kata lain mengetahui arah gaya gaya yang bekerja serta arah luncuran. Sedangkan besarnya gaya tidak dapat diketahui. Evaluasi kemantapan lereng menggunakan proyeksi stereografis memiliki tiga hal utama yaitu (Sugiyanto, 2000) : 1. Memplot sudut lereng 2. Memplot sudut geser dalam 3. Memplot orientasi bidang-bidang lemah Salah satu hal penting dalam analisis kemantapan lereng batuan adalah pengumpulan data geologi dan bagaimana cara penyajian data tersebut, sehungga dengan mudah dapat dilakukan analisis dan evaluasi (Sudarsono, 1991 dalam Sugiyanto, 2000). Apabila suatu lereng dibentuk oleh batuan yang memiliki bidang diskontinuitas, maka data data yang dibutuhkan dalam analisis grafis adalah sebagai berikut : Geometri lereng (jurus dan kemiringan lereng, tinggi lereng serta arah kemiringan lereng) Struktur batuan (kekar, sesar, perlapisan, foliasi dan sebagainya) Sudut geser dalam Selanjutnya data data yang telah diperoleh diproses dengan proyeksi stereografis sama luas atau sering disebut sebagai jaring jaring Lambert atau jaring jaring Schimdt. Langkah langkah pengerjaan dalam analisis ini adalah sebagai berikut : 1. Pengeplotan dan penggambaran struktur bidang Untuk penggambaran struktur bidang diperlukan data arah dan kemiringan bidang bidang diskontinuitas. Cara penggambaran struktur bidang tersebut diambil rata rata nilai arah dan kemiringan bidang diskontinuitas.

Gambar 3.5 Bidang dan ku