KONSTRUKSI TIMBUNAN UNTUK JALAN DENGAN MODEL SSC KONSTRUKSI TIMBUNAN UNTUK JALAN DENGAN MODEL SSC

8 APLIKASI MODEL TANAH TINGKAT LANJUT APLIKASI MODEL TANAH TINGKAT LANJUT

8.7 KONSTRUKSI TIMBUNAN UNTUK JALAN DENGAN MODEL SSC KONSTRUKSI TIMBUNAN UNTUK JALAN DENGAN MODEL SSC

8.7 KONSTRUKSI TIMBUNAN UNTUK JALAN DENGAN MODEL SSCKONSTRUKSI TIMBUNAN UNTUK JALAN DENGAN MODEL SSC

Contoh ini menunjukkan beberapa fitur dari model Soft Soil Creep dalam pemodelan tanah untuk permasalahan rekayasa. Salah satu fitur ini adalah reduksi tegangan efektif rata-rata dalam pembebanan tak terdrainase akibat memadatnya tanah. Sifat ini menjadi penting khususnya dalam konstruksi timbunan, karena hal ini sangat mempengaruhi stabilitas dari timbunan selama konstruksi. Misalnya, dalam bagian pertama Pelajaran 5 dari Manual Latihan (konstruksi timbunan untuk jalan) faktor keamanan yang diperoleh relatif rendah selama proses konstruksi.

APLIKASI MODEL TANAH TINGKAT LANJUT

Gambar 8.26 Model geometri dari proyek timbunan untuk jalan

Saat menggunakan model Soft Soil Creep untuk lapisan lempung dengan sifat kekuatan efektif sama dengan yang digunakan untuk model Mohr-Coulomb, faktor keamanan bahkan akan menjadi lebih rendah. Untuk mmberikan ilustrasi dari efek ini, timbunan pada Pelajaran 5, seperti pada Gambar 8.26, dianalisis kembali.

Dalam bab ini digunakan model geometri yang sama dengan model dalam Perlajaran 5, namun lapisan lempung dimodelkan dengan menggunakan model Soft Soil Creep. Parameter model untuk lapisan ini diberikan dalam Tabel 8.12. Lapisan gambut dan timbunan pasir dimodelkan dengan menggunakan model Mohr-Coulomb dan menggunakan parameter yang sama seperti yang diberikan dalam Pelajaran 5 dari Manual Latihan.

Tabel 8.12 Parameter model Soft Soil Creep untuk lapisan lempung yang tak terdrainase

Parameter Lapisan lempung Satuan

Berat volume tanah di atas garis freatik γ unsat 15 kN/m³

Berat volume tanah di bawah garis freatik γ sat 18 kN/m3

Permeabilitas arah horisontal k x 1

⋅

10-4 m/hari

Permeabilitas arah vertikalk y 1

⋅

10^-4 m/hari

Indeks kompresi termodifikasi λ * 0.035

-Indeks muai termodifikasi κ ^* 0.007

-Indeks kompresi sekunder μ * 0.002

-Angka Poisson ν ur 0.15

-Kohesic 2 kN/m ²

Sudut geser φ 24

°

Sudut dilatansi ψ 0

°

Koefisien tekanan tanah lateral K 0 ^NC 0.59

-OCR 1.4

-Tahap-tahap perhitungan ditunjukkan dalam Tabel 8.13. Tiga tahap pertama dilakukan dengan menggunakan Tahapan konstruksi. Tahap keempat dilakukan dengan menggunakan masukan beban berupa Tekanan air pori minimum dan tahap Analisis keamanan dilakukan dengan menggunakan masukan beban berupa Peningkatan faktor pengali. pasir pasir gambu gambu lempu lempu

MANUAL MODEL MATERIAL

Penting untuk disampaikan disini bahwa jika dilakukan analisis Faktor keamanan, maka pilihan Jaring elemen yang diperbaharui tidak boleh digunakan. Hal ini berkaitan dengan fakta bahwa dengan pilihan ini maka analisis Reduksi phi-c akan menghasilkan faktor keamanan yang tidak terhingga. Perhatikan bahwa jika karena suatu hal sebuah tahap perhitungan normal (seperti Tahapan konstruksi atau Reduksi phi-c) diperlukan setelah tahapan dengan Jaring elemen yang diperbaharui, maka peralihan atau perpindahan harus diatur menjadi nol terlebih dahulu.

Tabel 8.13 Urutan perhitungan untuk uji triaksial pada berbagai kecepatan pembebanan

Tahap Mulai dari Jenis Masukan pembebanan Interval waktu

1 0 Konsolidasi,

Waktu batas

Bagian pertama timbunan 5 hari

2 1 Konsolidasi, Waktu batas Jumlah maksimum 50, Peningkatan waktu pertama = 1 hari 200 hari 3 2 Konsolidasi, Waktu batas

Bagian kedua timbunan 5 hari

4 3 Konsolidasi,

Tekanan air pori minimum

Jumlah maksimum 30, Peningkatan waktu pertama = 1 hari

5 1 Analisis keamanan Msf = 0.1

Gambar 8.27 menunjukkan analisis Faktor keamanan setelah konstruksi dari lapis pertama timbunan (setelah 5 hari). Selain itu, gambar tersebut juga menunjukkan hasil dari analisis Faktor keamanan dengan menggunakan model Mohr-Coulomb (lihat Manual Latihan). Terlihat bahwa faktor keamanan dari model Soft Soil Creep adalah 1.01, sedangkan dari model Mohr-Coulomb adalah 1.11. Perbedaan ini diakibatkan oleh reduksi dari tegangan efektif rata-rata sebagai hasil dari akumulasi pemampatan yang tidak dapat kembali seperti semula (regangan rangkak volumetrik) dalam model SSC. Jelas karena rendahnya faktor keamanan ini maka perhitungan dari tahap-tahap lainnya tidak dapat dilakukan karena struktur tanah telah mencapai kondisi keruntuhannya.

0.99 1.02 1.05 1.08 1.11 1.14 Faktor keamanan Model MC Model SSC

APLIKASI MODEL TANAH TINGKAT LANJUT 0 100 200 300 400 500 600 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 Waktu [hari] Perpindahan [m] Model MC Model MC Model SSC Model SSC (a) 0 100 200 300 400 500 600 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Waktu [hari] Perpindahan [m] Model SSC Model SSC Model MC Model MC (b)

Gambar 8.28 Perbandingan antara model SSC dan model MC (a) perpindahan vertikal di Titik A, (b) perpindahan horisontal di Titik B

Untuk mempelajari pengaruh dari model SSC terhadap respon dari timbunan, dilakukan sebuah Analisis jaring elemen yang diperbaharui. Hasilnya kenudian dibandingkan dengan hasil yang diperoleh dari perhitungan dengan menggunakan model

Mohr-MANUAL MODEL MATERIAL

Coulomb. Gambar 8.28a menunjukkan perpindahan vertikal di Titik A dan Gambar 8.28b menunjukkan perpindahan vertikal di Titik B (lihat juga Gambar 8.26). Dapat dilihat bahwa model SSC menghasilkan sedikit perbedaan pada perpindahan vertikal, tetapi menghasilkan perbedaan yang besar pada perpindahan horisontal. Perpindahan horisontal ini berkaitan dengan fakta bahwa material telah dekat dengan keruntuhan akibat efek rangkak. Gambar 8.29 menunjukkan kecenderungan terjadinya keruntuhan setelah konstruksi dari lapisan kedua.

Gambar 8.29 Kecenderungan terjadinya mekanisme keruntuhan setelah konstruksi dari bagian kedua timbunan

Kesimpulan Kesimpulan

Reduksi dari tegangan efektif rata-rata selama pembebanan tak terdrainase merupakan sebuah fenomena yang telah diketahui dalam ilmu rekayasa tanah. Fenomena ini mempunyai pengaruh buruk terhadap kekuatan dan stabilitas dari struktur tanah. Saat menggunakan model tanah yang sederhana, seperti model Mohr-Coulomb, efek ini tidak diperhitungkan dan menghasilkan prediksi tingkat stabilitas yang berlebihan. Dalam kasus seperti ini lebih baik untuk menggunakan sifat atau parameter tak terdrainase dalam model Mohr-Coulomb (c = cu dan φ = 0).

Model Soft Soil Creep telah mengikutsertakan efek dari reduksi tegangan efektif rata-rata selama pembebanan tak terdrainase. Model ini memberikan prediksi yang lebih realistis terhadap perilaku dari tanah lunak, termasuk perilaku yang bergantung terhadap waktu (kompresi sekunder dan konsolidasi). Walaupun demikian, kelemahan dari model ini adalah fakta bahwa sifat kekuatan tak terdrainase tidak dapat digunakan (hanya c

′

dan φ

′

saja) dan bahwa prosedur numerik menjadi lebih rumit (menjadi kurang handal) saat keruntuhan tanah tercapai.

MODEL TANAH DARI PENGGUNA