Analisis Kestabilan Lereng

I. PendahuluanSuatu permukaan tanah yang miring yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horisontal disebut sebagai lereng (slope). Lereng dapat terjadi secara alamiah atau dibentuk oleh manusia dengan tujuan tertentu. Jika permukaan membentuk suatu kemiringan maka komponen massa tanah di atas bidang gelincir cenderung akan bergerak ke arah bawah akibat gravitasi. Jika komponen gaya berat yang terjadi cukup besar, dapat mengakibatkan longsor pada lereng tersebut. Kondisi ini dapat dicegah jika gaya dorong (driving force) tidak melampaui gaya perlawanan yang berasal dari kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor Bidang gelincir dapat terbentuk dimana saja di daerah-daerah yang lemah. Jika longsor terjadi dimana permukaan bidang gelincir memotong lereng pada dasar atau di atas ujung dasar dinamakan longsor lereng (slope failure).Lengkung kelongsoran disebut sebagai lingkaran ujung dasar (toe circle), jika bidang gelincir melalui ujung dasar maka disebut lingkaran lereng (slope circle). Pada kondisi tertentu terjadi kelongsoran dangkal (shallow slope failure).Analisis stabilitas lereng mempunyai peran yang sangat penting pada perencanaan konstruksi-konstruksi sipil. Ada beberapa pendekatan parameter untuk menganalisis kestabilan lereng seperti densitas, kohesi dan sudut geser serta menggunakan konsep kesetimbangan batas (limit equilibrium) dan analisis kinematik.

II. Tujuan Menganalisis kestabilan dengan sudut kemiringan dan ketinggian lereng tertentuMengetahui nilai faktor keamanan suatu lereng dengan sudut kemiringan dan ketinggian lereng tertentu

III. Dasar TeoriKonsep kestimbangan batas dilakukan dengan asumsi bahwa bidang gelincir suatu longsoran berbentuk lengkungan (circular). Analisis dilakukan dalam dua dimensi pada sebuah penampang kestabilan potongan suatu lereng. Sehingga didapat nilai faktor keamanan (FS) untuk menyatakan kestabilan lereng. ; f = c + tan ; d = cd + tandKeterangan:

Laporan Praktikum Modul IV Kelompok 10 9

FS atau FK : Faktor keamananf : Tegangan geser d : Kuat geser c : Kohesi : sudut geser penahand : sudut geser yang bekerja sepanjang bidang longsor : tegangan normal

Prinsip suatu lereng akan stabil apabila tegangan geser yang menyababkan lereng longsor lebih kecil dibandingkan dengan kuat geser tanah yang menahan tanah lereng.Untuk menganalisis kestabilan lereng pada batuan keras digunakan analisis kinematic. Analisis ini digunakan pada keterarahan diskontinuitas batuan untuk memastikan tidak ada bagian batuan yang berpotensi untuk runtuh.

Metoda Irisan (Method of Slice)Dengan metoda ini tanah yang ada di atas bidang gelincir dibagi menjadi beberapa irisan-irisan parallel tegak. Stabilitas dari tiap-tiap irisan dihitung secara terpisah.(gambar.1).Busur AC merupakan lengkungan dari lingkaran yang menunjukkan permukaan bidang longsor. Tanah yang berada di atas bidang longsor dibagi menjadi beberapa irisan tegak.

Gambar.1Dengan meninjau satu satuan tebal tegak lurus irisan melintang lereng (gambar.2), gaya-gaya yang bekerja pada irisan tertentu (irisan no. n) ditunjukkan pada Gambar (2.8). Wn adalah berat irisan. Gaya-gaya Nr dan Tr adalah komponen tegak dan sejajar dari reaksi R. Pn dan Pn+1 adalah gaya normal yang bekerja pada sisi-sisi irisan. Gaya geser yang bekerja pada sisi irisan adalah Tn dan Tn+1. Secara sederhana, tegangan air pori diasumsikan nol. Gaya Pn, Pn+1, Tn dan Tn+1 sulit untuk ditentukan. Dengan suatu asumsi pendekatan bahwa besarnya resultan dari Pn dan Tn adalah sama besar dengan resultan dari Pn+1 dan Tn+1 dan juga garis-garis kerjanya segaris (Braja M. Das, 2002 dalam Hidayah dan Gratiya, 2007).Gamabr.2

IV. Flowchart kerja

V. Hasil dan Analisis1. Analisis kestabilan lereng dengan panjang lereng 50 m dan kemiringan lereng 32o.i. Base FailureSlice No.WlcuN1N2

161803014682.55220573027.4493575.09

2548575227602.552604750800.591337858.86

31070271023354.614316138822.268175581.21

4441057620224.614351652230.853813440.00

51177200018124.614372447536.4210737646.89

679107841854.61435689470.267348853.05

7988848019204.614323382059.358665105.13

8261338422364.614301536108.571971692.02

978480012454.61430554937.40517542.82

Total9399841.9942661295.07

FS4.538511938

ii. Toe FailureSlice No.WlcuN1N2

162784015412.55220411900.10191480.77

2141264012352.55260810257.02564418.63

3141264010282.55260663194.31608368.06

410987209182.55260339523.15509676.59

5627840822.5526021911.30306051.89

Total2246785.882179995.94

FS0.970273117

iii. Slope FailureSlice No.WlcuN1N2

1313923602.5522027186.276349.25

262784012472.55220459173.11173028.91

3204048011262.55220894487.56741000.54

49417609112.55260179696.28450910.86

5313920722.5526010955.65153033.59

Total1571498.861524323.16

FS0.969980438

Berdasarkan data pengujian kestabilan lereng yang dilakukan dengan tiga tipe failure, didapatkan slope failure memiliki nilai terkecil. Hal ini menunjukkan peluang untuk terjadinya failure pada kondisi slope lebih besar dari kondisi lainnya. Hal inii disebabkan karena slope failure memiliki bidang gelincir terkecil dibandingkan lainnya yang mengindikasikan bahwa gaya untuk memotong lereng adalah yang terkecil dibanding lainnya. Selain itu vektor gaya yang berkerja untuk terjadinya slope failure adalah searah artinya tidak ada gaya yang sifatnya berlawanan sepertii yang ada pada kondisi base failure.

2. Analisis kestabilan lereng dengan panjang lereng 60 m dan ketinggian lereng 42mi. BaseSlice No.WlcuN1N2

12648700306022.5632502293841.49618231.44

213106160304825.5063509739774.996141398.19

319394370362653.9554208501932.2215697375.36

420772675261253.9554204318881.9818296480.49

51038879014453.955420724685.369332077.76

6119485802-653.955420-1248966.7110699721.20

7994734021-1553.955420-2574561.048652568.62

8694548024-3053.955420-3472740.005417191.14

9169614918-4053.955420-1090263.561170889.14

TOTAL17192584.7276025933.34

FS4.42

ii. ToeSlice No.WlcuN1N2

161803096022.563250535229.68144299.13

21618650154622.5632501164359.37524658.87

31991430123025.506350995715.001207904.28

42040480112525.506350862344.111295176.41

51726560111725.506350504797.291156405.51

694176015625.50635098440.73656197.63

TOTAL4160886.174984641.82

FS1.20

iii. SlopeSlice No.WLcuN1N2

1470880155522.563250385722.31126281.46

21393020134225.506350932112.32725197.35

32197440113025.5063501098720.001332802.72

41098720101425.506350265804.43746734.64

54237929725.50635051647.25294760.03

TOTAL2734006.313225776.21

FS1.18

Data perhitungan pada kondisi lereng di soal no.2 memiliki kemiripan dengan hasil perhitungan di soal no.1. Hal ini menunjukkan bahwa kemungkinan besar semua lereng memiliki sifat yang seragam, yakni kemungkinan terjadinya slope failure lebih besar dibandingkan pada failure lainnya. Hal ini disebabkan gaya-gaya yang menyebabkan terjadinya failure seperti yang sudah dibahas pada analisis di soal no.1.

3. Analisis Kestabilan lereng dari soal 1 dan 2 dengan menggunakan software STB untuk mendapatkan FS terkecil 4. Analisis dengan menggunakan perangkat lunak STBa. Pemotongan lereng dengan beda tinggi 15 m dari dasar lerengb. Lereng akan dipotong dengan sudut tagak (90o) b.1i. Base failure

ii. Toe Failure

iii. Slope Failure

Berdasarkan hasil pengolahan data menggunakna software STB, didapatkan nilai FS sebagai berikutNIlai FS

IIIII

Base Failure4,5834,4414,328

Toe Failure0,9830.9931,154

Slope Failure0,980,727

Dari data nilai FS, dengan ketinggian pemotongan lereng yang semakin besar dari dasar lereng, nilai FS menjadi lebih kecil. Hal ini disebabkan adanya perubahan geometri pada lereng yang semula landai menjadi terjal sehingga tegangan geser lereng menjadi lebih besar.b.2i. BaseFailure

ii. Toe Failure

iii. Slope Failure

Berdasarkan hasil pengolahan data menggunakna software STB, didapatkan nilai FS sebagai berikutNIlai FS

IIIII

Base Failure4,4934,3484,285

Toe Failure1,2511,4801,689

Slope Failure1,2151.003

VI. Kesimpulan

VII. Daftar PustakaHidayah, S. dan Gratia, Y.R.2007.Program Analisis Stabilitas Lereng.Semarang: Universitas DiponegoroModul Praktikum Geologi Teknik