Stabilitas Lereng (slope stability)

  • View
    378

  • Download
    14

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Stabilitas Lereng (slope stability). Definisi. Gerakan tanah ( mass movement ) ialah perpindahan massa tanah/batu pada arah tegak, miring, atau mendatar dari kedudukan semula. Gerakan tanah mencakup gerak rayapan, aliran, dan longsoran (land slide) . - PowerPoint PPT Presentation

Transcript

Stabilitas Lereng

Stabilitas Lereng (slope stability)

Definisi...Gerakan tanah (mass movement) ialah perpindahan massa tanah/batu pada arah tegak, miring, atau mendatar dari kedudukan semula. Gerakan tanah mencakup gerak rayapan, aliran, dan longsoran (land slide). Menurut definisi ini maka longsoran adalah bagian dari gerakan tanah. LongsorLongsor adalah perpindahan material pembentuk lereng berupa batuan, tanah, atau material campuran tersebut, bergerak kebawah atau keluar lereng. Proses terjadinya longsor diawali oleh air yang meresap ke dalam tanah akan menambah bobot tanah. Jika air tersebut menembus sampai ke tanah kedap air yang berperan sebagai bidang gelincir, maka tanah menjadi licin dan tanah pelapukan diatasnya akan bergerak mengikuti lereng dan keluar lereng.

Bentuk kelongsoranAda beberapa jenis bentuk kelongsoran, yaitu: longsor translasi, longsor rotasi,pergerakan blok, runtuhan batu, rayapan tanah, aliran bahan rombakan.

Di Indonesia jenis longsor yang paling sering terjadi adalah longsor translasi dan longsor rotasi.

Jenis tanah longsor yang paling banyak memakan korban jiwa adalah aliran bahan rombakan.

Jenis-jenis longsor1. Longsor Translasi: Longsor ini terjadi karena bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk rata atau menggelombang landai.

Jenis-jenis longsor2. Longsor Rotasi: Longsoran ini muncul akibat bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk cekung.

Jenis-jenis longsor3. Pergerakan Blok: Pergerakan blok terjadi karena perpindahan batuan yang bergerak pada bidang gelincir berbentuk rata. Longsor jenis ini disebut juga longsor translasi blok batu.

Jenis-jenis longsor4. Runtuhan Batu: Runtuhan batu terjadi saat sejumlah besar batuan atau material lain bergerak kebawah dengan cara jatuh bebas. Biasanya, longsor ini terjadi pada lereng yang terjal sampai menggantung, terutama di daerah pantai. Runtuhan batu-batu besar dapat menyebabkan kerusakan parah.

Jenis-jenis longsor5. Rayapan Tanah: Longsor ini bergerak lambat serta serta jenis tanahnya berupa butiran kasar dan halus. Longsor ini hampir tidak dapat dikenal. Setelah beberapa lama terjadi longsor jenis rayapan, posisi tiang-tiang telepon, pohon-pohon, dan rumah akan miring kebawah.

Jenis-jenis longsor6. Aliran Bahan Rombakan: Longsor ini terjadi ketika massa tanah bergerak didorong oleh air dan terjadi di sepanjang lembah yang mencapai ratusan meter jauhnya. Kecepatan bergantung pada kemiringan lereng, volume air, tekanan air dan jenis materialnya.

Faktor-faktor yang menyebabkan longsor

Tanah longsor terjadi bila: gaya pendorong pada lereng > gaya penahan

Gaya pendorong dipengaruhi oleh:- besarnya sudut kemiringan lereng, - air, - beban,- berat jenis tanah atau batuan.

Gaya penahan dipengaruhi oleh: - kekuatan batuan dan kepadatan tanah.

Faktor penyebab terjadinya gerakan pada lereng juga tergantung pada kondisi batuan dan tanah penyusun lereng, struktur geologi, curah hujan, vegetasi penutup dan penggunaan lahan pada lereng tersebut, namun secara garis besar dapat dibedakan sebagai faktor alam dan faktor manusia.

Faktor alam Kondisi geologi : batuan lapuk, kemiringan lapisan, sisipan lapisan batu lempung, struktur sesar dan kekar, gempa bumi, stratigrafi, dan gunung berapi. Iklim : curah hujan yang tinggi. Keadaan topografi : lereng yang curam. Keadaan air : kondisi drainase yang tersumbat, akumulasi massa air, erosi dalam, pelarutan dan tekanan hidrostatika.Tutup lahan yang mengurangi tahan geser, misalnya tanah kritis.Getaran yang diakibatkan oleh gempa bumi, ledakan, getaran mesin, dan getaran lalu lintas kendaraan.

Faktor manusiaPemotongan tebing pada penambangan batu di lereng yang terjal.Penimbunan tanah urugan di daerah lereng.Kegagalan struktur dinding penahan tanah.Penggundulan hutan.Budidaya kolam ikan diatas lereng.Sistem pertanian yang tidak memperhatikan irigasi yang aman.Pengembangan wilayah yang tidak di imbangi dengan kesadaran masyarakat, sehingga RUTR tidak ditaati yang akhirnya merugikan sendiri.Sistem drainase daerah lereng yang tidak baik.

Gejala umum tanah longsorMunculnya retakan-retakan di lereng yang sejajar dengan arah tebing. Biasanya terjadi setelah hujan.Munculnya mata air baru secara tiba-tiba.Tebing rapuh dan kerikil mulai berjatuhan.Jika musim hujan biasanya air tergenang, menjelang bencana itu, airnya langsung hilang.Pintu dan jendela yang sulit dibuka.Runtuhnya bagian tanah dalam jumlah besar.Pohon/tiang listrik banyak yang miring.Halaman/dalam rumah tiba-tiba ambles.

Tujuan Analisis Stabilitas LerengMengetahui stabilitas jangka pendek dan jangka panjangMengetahui kemungkinan terjadinya longsorMengetahui cara untuk mendesain ulang lereng yang telah longsorPrinsip Dasar Analisa Faktor Aman Lereng= tahanan geser sepanjang L (t/m2)c= kohesi massa lereng (t/m2)L= panjang segmen bidang gelincir (m)W= berat massa lereng di atas segmen L (ton)V= beban luar (ton)= sudut yg dibentuk oleh bidang gelincir dg bidang horisontal (derajat)= tekanan pori (water x h x L)= sudut geser dalam massa lereng (derajat)S= gaya dorong geser (ton/m2)F= faktor aman lereng (tanpa satuan)

Beberapa cara melakukan analisis stabilitas lerengSecara garis besar dibagi 3 (tiga) kelompok:Cara pengamatan visual yaitu dengan mengamati langsung di lapangan dengan membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan bergerak dan yang yang tidak. Cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan pengalaman di lapangan. Cara ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan.

Cara komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop, Janbu, Sarma, Bishop modified ,dan lain-lain).

Cara grafik adalah dengan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu, Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur sederhana. Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan penggunaan rumus (cara komputasi).

Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng dan Intensitas Longsor

Nilai FKejadian longsorF < 1,07Sering terjadi longsor (lereng labil)1,07 < F < 1.25Pernah terjadi longsor (lereng kritis)F > 1,25Jarang terjadi longsor (lereng relatif stabil)

Data yang diperlukan untuk perhitungan faktor aman lereng

Data lereng untuk membuat penampang lereng: sudut lereng, tinggi lereng, dan panjang lereng dari kaki lereng ke puncak lereng.Data mekanika tanah- sudut geser dalam (; derajat) - kohesi (c; kN/m2 atau ton/m2)- berat isi tanah basah (wet; kN/m3 atau ton/m3)- kadar air tanah (w; %)

Beberapa metode utk analisis stabilitas lerengStabilitas Lereng Menerus (infinite slope) Tanpa rembesan air

bLbcWNaTaHW = LH gNa = LH g . cos bTa = LH g . sin bTegangan normal (s) akibat berat W adalahTegangan geser (t) akibat berat W adalah

Stabilitas Lereng Menerus (infinite slope) Tanpa rembesan airTegangan geser (t) diimbangi/ ditahan oleh kuat geser tanah (tf)tf = c + s tan ftf = c + L H g cos b tan fStabilitas lereng :

Stabilitas Lereng Menerus (infinite slope) Tanpa rembesan airPada kondisi kritis tf = tdc + g.H cos2 b tan f = g. H. cos b. sin b1. Untuk tanah berbutir kasar, c = 0g.H cos2 b tan f = g. H. cos b. sin btan f = tan b2. Untuk tanah berbutir halus, f = 0c = g. H. cos b. sin bStabilitas Lereng Menerus (infinite slope)Dengan Rembesan Air

bLbcWNaTaHW = LH gsatNa = LH gsat . cos bTa = LH gsat . sin btegangan normal (s) akibat berat W adalahtegangan geser (t) akibat berat W adalah

bH cos barah rembesan air H cos2 bStabilitas Lereng Menerus (infinite slope)Dengan Rembesan Air Tegangan geser (t) diimbangi/ ditahan oleh kuat geser tanah (tf)tf = c + s tan ftf = c + (s-u) tan fdimanau = gw H cos2 bs = gsat H cos2 btf = c + (gsat H cos2 b - gwH cos2 b ) tan ftf = c + (gsat - gw ) H cos2 b tan ftf = c + gH cos2 b tan fStabilitas Lereng Menerus (infinite slope)Dengan Rembesan Air

Pada kondisi kritis (seimbang), tf = tdc + g .H cos2 b tan f = gsat. H. cos b. sin bStabilitas Lereng Menerus (infinite slope)Dengan Rembesan Air

1. Untuk tanah berbutir kasar, c = 0g .H cos2 b tan f = g sat. H. cos b. sin bKemiringan lereng maksimum adalah

atau2. Untuk tanah berbutir halus, f = 0c = g sat. H. cos b. sin bStabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Lurus

HABCTaNaWbq

Gaya pendorong (Ta)Gaya normal (Na)Berat massa ABCStabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Lurus Tegangan normal (s) adalah

Tegangan geser (t) adalah

Stabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Lurus Tegangan geser akan ditahan (diimbangi) oleh kuat geser tanah

Stabilitas lereng ditentukan dari perbandingan kuat geser tanah (tf ) dengan tegangangeser tanah (t)

SF (safety factor) adalah faktor keamanan. Lereng akan stabil bila SF bernilai 1 atau lebih Stabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Lurus

Stabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Lurus Pada kondisi kritis SF = 1, atau tf = t, maka

Sehingga dengan penyederhanaan diperolehTinggi maksimum lereng adalahStabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor MelingkarjW2W1RRROABHCDL2L1EFBerat tanah W1 = luas EFCD gBerat tanah W2 = luas ABFE gKemungkinan W1 mengalami kelongsoran ditahan oleh W2 dan cKuat geser tanah akibat kohesi, cBila semua gaya dimomenkan ke titik O maka diperoleh:

Momen yang meruntuhkan Md = W1. L1Momen penahan Mr = W2.L2 + c . (AED). R

maka momen keseimbangan di O adalah :W1.L1 W2. L2 = c. (AE