Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat Dengan Perkuatan
Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga
Stabillity Analysis and Slope Reinforcement With Geotextile Using
Finite Element Method
SKRIPSI
Disusun Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil FakultasTeknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh
ICHSAN PRASETYO
NIM I 1114039
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
ABSTRAK
Ichsan Prasetyo, 2016, Analisis Stabilitas Lereng dengan Perkuatan Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga, Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Metode yang dikembangkan oleh ahli untuk menangani kestabilitasan lereng banyak mengalami perkembangan, dari sistem yang konvensional yaitu penerapan terasering, turap, dinding penahan tanah (DPT), dan terucuk. Sistem yang banyak digunakan di dunia teknik sipil, geosintetik,adalah nailing, dan penerapan pra tegang. Kemajuan teknologi sangat membantu dalam proses analisis dan perencanaan terutama dalam analisis dan kestabilitasan lereng, saat ini program yang sudah dapat digunkan yaitu program Plaxis 2D v 8.2. Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui tingkat keamanan suatu lereng yang digunakan sebagai infrastruktur jalan dan merencanakan perkuatan lereng yang aman
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode elemen hingga dengan menggunakan program Plaxis 8.2. Permodelan dilakukan dengan beberapa variasi pada panjang geotekstil dan tebal tanah timbunan pengisi. Permodelan elemen hingga yang dipilih dalam penelitian ini berupa plane strain. Permodelan material tanah yang dipilih adalah Mohr-Coulomb. Model Mohr-Coulomb dipilih karena model ini merupakan suatu pendekatan “ordo peratama” dari perilaku tanah dan batuan. Perhitungan elemen hingga dalam penelitian mengunakan perhitungan (calculation type) mengunakan plastic dan phi/c reduction. Jenis plastic adalah jenis proses analisis yang digunakan pada model karena dianggap apabila beban yang diberikan sudah tidak bekerja lagi, model dianggap pada kondisi plastis, sedangkan jenis phi/c reduction digunakan untuk analisis faktor keamanan.
Analisis stabilitas lereng bertingkat existing didapat angka keamanan lereng untuk pendekatan sudut geser Mayerhoff adalah 1,2221 sehingga menurut angka keamanan Bowless maka kelongsoran pernah terjadi. Angka keamanan lereng diperkuat geotekstil panjang 2 m, dengan variasi tebal timbunan tanah 0,3 m; 0,4 m; 0,5 m; dan 0,6 m memiliki SF di bawah angka keamanan Bowless 1,25 sehingga longsor bisa terjadi. Angka keamanan lereng diperkuat geotekstil panjang 4 m dan 6 m dengan variasi tebal timbunan tanah 0,3 m; 0,4 m; 0,5 m; dan 0,6 m memiliki SF di atas angka keamanan Bowless 1,25 sehingga longsor jarang terjadi.
ABSTRACT
Ichsan Prasetyo, 2016, Stabillity Analysis and Slope Reinforcement with
Geotextile Using Finite Element Method, Essay, Civil Engineering Department of Surakarta Sebelas Maret University.
The method developed by experts to handle the slope stability undergone many developments , from conventional systems , namely the implementation of terracing , plaster , retaining wall, and terucuk . The system is widely used in the world of civil engineering , geosynthetic , nailing , and the application of pre-strained . Advances in technology are very helpful in the process of analysis and planning , especially in the analysis and slope stability , the current program can already be used mainly by a civil engineer , namely , PLAXIS. The benefits of this research was to determine the level of safety of a slope which is used as road infrastructure and planning a safe slope reinforcement.
The method used in this research is the finite element method using 8.2 Plaxis program . Modeling is done with a few variations on the length of geotextile and soil embankment filling . Finite element modeling is selected in this study a plane strain . Modelling of soil material is selected Mohr-Coulomb . Mohr-Coulomb model chosen for this model is an approach " first ordo " from the behavior of soil and rock . Finite element calculation in the study using the calculation ( calculation type) using plastic and phi / c reduction. The type of plastic used in the analytical process models because it is considered if a given load are no longer working, the model is considered on the condition of plastic , while the type of phi / c reduction is used for the analysis of the safety factor .
Terraced slope stability analysis of existing security figures obtained slope for approach Mayerhoff shear angle is 1.2221 so by security numbers Bowless the landslide never happened. The numbers security geotextile reinforced slope length of 2 m, with a variation of 0.3 m thick soil deposits; 0.4 m; 0.5 m; and 0.6 m have SF below 1.25 Bowless security numbers so that landslides could happen. The numbers security geotextile reinforced slope length of 4 m and 6 m with a thickness variation of 0.3 m soil deposits; 0.4 m; 0.5 m; and 0.6 m have SF above the 1.25 Bowless security so landslides are rare.
PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan ijin dan kuasanya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi dengan judul “Analisis Stabilitas Lereng Bertingkat Dengan Perkuatan Geotekstil Menggunakan Metode Elemen Hingga” ini merupakan salah satu syarat dalam meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Dr. Bambang Setiawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi I. 2. R. Harya Dananjaya H.I. ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing Skripsi II. 3. Teman-teman S1 Non Reg Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Segala kekurangan dan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis menyebabkan kekurangsempurnaan tersebut. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, Oktober 2016
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRAC... v
PENGANTAR ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
DAFTAR ISI... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI... xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Batasan Masalah ... 2 1.4. Tujuan penelitian ... 2 1.5. Manfaat Penelitian ... 3
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 4
2.2 Dasar Teori ... 7
2.2.1. Stabilitas Lereng... 7
2.2.2. Reduksi phi-c... 9
2.2.3. Geotekstil ... 10
2.2.4. Beban Lalu Lintas ... 12
2.2.5. Korelasi Parameter Tanah ... 14
2.3 Metode Elemen Hingga... 19
2.3.1 Diskritasi Elemen... 19
2.4 Program Plaxis ... 23
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Umum ... 25
3.2. Korelasi Empiris Parameter Tanah Berdasarkan Nilai N-SPT... 26
3.3. Pendektan Parameter Geotekstil ... 28
3.4. Pembebanan Lereng... 29
3.5. Permodelan ... 30
3.2.1. Permodelan Lereng Tanpa Perkuatan ... 30
3.2.2. Permodelan Lereng dengan Perkuatan ... 32
3.6. Permodelan dengan Plaxis ... 35
3.3.1. Pengaturan Global... 35
3.3.2. Penggambaran Model Geometri ... 35
3.3.3. Penyusunan Jaring Elemen (Diskritasi Model) ... 36
3.3.4. Penentuan Kondisi Awal (initial condition) ... 37
3.3.5. Perhitungan (calculation)... 38
3.3.6. Data Hasil Keluaran Perhitungan (output)... 39
3.7. Diagram Alir ... 41
BAB 4 PEMBAHASAN 4.1. Hasil Analisis Stabilitas Lereng ... 42
4.4.1. Lereng Tanpa Perkuatan ... 42
4.4.2. Lereng Dengan Perkuatan... 43
4.2. Pembahasan... 44
4.5.1. Lereng Perkuatan Geotekstil... 44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 48
5.2. Saran... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 50
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Getotekstil woven anyam polyester ... 12
Gambar 2.2 Dimensi kendaraan tipe kendaraan PK 215 ... 13
Gambar 2.3 Dimensi kendaraan tipe kendaraan PK 215 M... 13
Gambar 2.4 Diskritasi elemen... 20
Gambar 2.5 Elemen segitiga dalam sumbu lokal dan global ... 21
Gambar 2.6 Elemen segitiga dalam sumbu lokal... 21
Gambar 3.1 Permodelan geometri lereng tanpa perkuatan ... 31
Gambar 3.2 Geotekstil variasi 1, 2, 3... 32
Gambar 3.3 Geotekstil variasi 4, 5, 6... 33
Gambar 3.4 Geotekstil variasi 7, 8, 9... 33
Gambar 3.5 Geotekstil variasi 10, 11, 12... 34
Gambar 3.6 Pengaturan global... 35
Gambar 3.7 Penggambaran model ... 36
Gambar 3.8 Penyusunan jaringan elemen... 37
Gambar 3.9 Penentuan kondisi awal... 38
Gambar 3.10 Perhitungan ... 39
Gambar 3.11 Hasil perhitungan perpindahan total ... 40
Gambar 3.12 Hasil perhitungan angka keamanan ... 40
Gambar 3.13 Diagram alir tahapan penelitian ... 41
Gambar 4.1 Bidang kelongsoran lereng sebelum diperkuat hasil pendekatan sudut geser Meyerhof... 42
Gambar 4.2 Geometri perkuatan lereng dengan geotekstil... 43
Gambar 4.3 Angka keamanan pendekatan sudut geser Meyerhof... 45
Gambar 4.4 Extreme total displacement pendekatan sudut geser Meyerhof 46 Gambar 4.5 Principal direction total stress pendekatan sudut geser Meyerhoff... 47
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rangkuman hasil kajian pustaka ... 5
Tabel 2.2 Hubungan nilai Safety Factor dan kemungkinan kelongsoran lereng tanah... 9
Tabel 2.3 Hubungan antara kepadatan, relative density, nilai N, qc, dan 14 Tabel 2.4 Korelasi empiris antara nilai N-SPTdengan unconfined compressive strength dengan berat jenis tanah jenuh (γsat) untuk tanah kohesif ... 15
Tabel 2.5 Korelasi berat jenis tanah (γ) untuk tanah non kohesif dan kohesif ... 16
Tabel 2.6 Korelasi berat jenis tanah jenuh (γsat) untuk tanah non kohesif .. 16
Tabel 2.7 Nilai perkiraan modulus elastisitas tanah ... 17
Tabel 2.8 Nilai perkiraan angka poisson tanah ... 17
Tabel 2.9 Hubungan antara sudut geser dalam dengan jenis tanah ... 18
Tabel 2.10 Harga-harga koefisien permeabilitas tanah pada umumnya ... 19
Tabel 3.1 Korelasi parameter tanah dengan pendekatan sudut Geser Mayerhoff ... 27
Tabel 3.3 Variasi model perkuatan geotekstil... 34
Tabel 4.4 Hasil analisis lereng sebelum diperkuat dengan plaxis ... 43
DAFTAR NOTASI
SF = Faktor keamanan lereng
f = Tahanan geser rata-rata dari tanah
d = Tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah
c = Kohesi
= Tegangan normal
= Sudut geser dalam tanah
EA = Kekakuan axial elastis
F = Tensile Strength
Δl/l = Elongation
s = Berat volume batu padat
n = Rongga udara
unsat = Berat volume tak jenuh material pengisi
sat = Berat volume jenuh material pengisi
MST STRT = Muatan sumbu tunggal sumbu tunggal roda tunggal MST SGRG = Muatan sumbu tunggal sumbu ganda roda ganda LKENDARAAN = Jarak sumbu
N-SPT = Number of Blow
e = Angka pori
= Sudut dilatansi
qc = Nilai kuat tekan ujung konus
Gs = Berat jenis
w = Kadar air
