Laporan Praktikum Geoteknik Tambang

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM GEOTEKNIK TAMBANG TA-3222

SHIFT SELASA 14.00-16.00

Oleh:

1. Kevin Silvanus 12113012 2. Bima Saddha Prabawa 12113054 3. Rahadian Muslim 12113061 4. Jumadi 12113062 5. Muhammad Taher S. 12113064 6. Afdhalulhaq S. Hadi 12113068 7. Samuelson Putra 12113070 8. Fajar Kurniawan 12113072 9. Heru Anggara 12113077

10. Kreshna Damar Segoro 12113080 11. Ghea Tiarasani Sondakh 12113094

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(2)

BAB 1 TEORI DASAR

Geoteknik adalah suatu bagian dari cabang ilmu Teknik Sipil. Didalamnya diperdalam pembahasan mengenai permasalahan kekuatan tanah dan hubungannya dengan kemampuan menahan beban bangunan yang berdiri diatasnya. Pada dasarnya ilmu ini tergolong ilmu tua yang berjalan bersamaan dengan tingkat peradaban manusia, dari mulai pembangunan piramid di mesir, candi Borobudur hingga pembangunan gedung pencakar langit sekarang ini. Salah satu contohnya ialah kemiringan menara pisa di italy disebabkan oleh kekurangan kekuatan dukung tanah terhadap menara tersebut. Secara keilmuan, bidang teknik sipil ini mempelajari lebih mendalam ilmu ilmu:

 Mekanika Tanah dan batuan  Stuktur bawah tanah

 Teknik Pondasi

Cara analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, cara komputasi dan cara grafik (Pangular, 1985) sebagai berikut:

1) Cara pengamatan visual adalah cara 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 (Pangular, 1985). Cara ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan. Cara ini mirip dengan memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng.

2) Cara komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop, Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung Faktor Keamanan lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci utama gerakan tanah adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi : (a) tak terdrainase, (b) efektif untuk beberapa kasus pembebanan, (c) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan kedalaman, (d) berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air (sejalan dengan waktu) atau terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan air tanah. Dalam menghitung besar faktor keamanan lereng dalam analisis lereng tanah melalui metoda sayatan, hanya longsoran yang mempunyai bidang gelincir saya yang dapat dihitung.

3) 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). Stereonet, misalnya diagram jaring Schmidt

(3)

(Schmidt Net Diagram) dapat menjelaskan arah longsoran atau runtuhan batuan dengan cara mengukur strike/dip kekar-kekar (joints) dan strike/dip lapisan batuan.

1.1 Metode Fellenius

Ada beberapa metode untuk menganalisis kestabilan lereng, yang paling umum digunakan ialah metode irisan yang dicetuskan oleh Fellenius (1939). Metode ini banyak digunakan untuk menganalisis kestabilan lereng yang tersusun oleh tanah, dan bidang gelincirnya berbentuk busur (arc-failure).

Menurut Sowers (1975), tipe longsorang terbagi kedalam 3 bagian berdasarkan kepada posisi bidang gelincirnya, yaitu longsorang kaki lereng (toe failure), longsorang muka lereng (face failure), dan longsoran dasar lereng (base failure). Longsoran kaki lereng umumnya terjadi pada lereng yang relatif agak curam (>450) dan tanah penyusunnya relatif mempunyai nilai sudut geser dalam yang besar (>300). Longsoran muka lereng biasa terjadi pada lereng yang mempunyai lapisan keras (hard layer), dimana ketinggian lapisan keras ini melebihi ketinggian kaki lerengnya, sehingga lapisan lunak yang berada diatas lapisan keras berbahaya untuk longsor. Longsoran dasar lereng biasa terjadi pada lereng yang tersusun oleh tanah lempung, atau bisa juga terjadi pada lereng yang tersusun oleh beberapa lapisan lunak (soft seams).

Perhitungan lereng dengan metode Fellenius dilakukan dengan membagi massa longsoran menjadi segmen-segmen seperti pada contoh gambar 1, untuk bidang longsor circular adalah:

(4)

Metode Fellenius dapat digunakan pada lereng-lereng dengan kondisi isotropis, non isotropis dan berlapis-lapis. Massa tanah yang bergerak diandaikan terdiri dari atas beberapa elemen vertikal. Lebar elemen dapat diambil tidak sama dan sedemikian sehingga lengkung busur di dasar elemen dapat dianggap garis lurus.

Berat total tanah/batuan pada suatu elemen (W,) termasuk beban Iuar yang bekerja pada permukaan lereng (gambar 2) Wt, diuraikan dalam komponen tegak lurus dan tangensial pada dasar elemen. Dengan cara ini, pengaruh gaya T dan E yang bekerja disamping elemen diabaikan. Faktor keamanan adalah perbandingan momen penahan longsor dengan penyebab Iongsor. Pada gambar 2 momen tahanan geser pada bidang Iongsor adalah : Mpenahan = R. r

Dimana : R = gaya geser r = jari-jari bidang longsor

Tahanan geser pada dasar tiap elemen adalah :

Momen penahan yang ada sebesar :

Komponen tangensial Wt, bekerja sebagai penyebab Iongsoran yang menimbulkan momen penyebab sebesar:

Faktor keamanan dari lereng menjadi :

Jika lereng terendam air atau jika muka air tanah diatas kaki lereng, maka tekanan air pori akan bekerja pada dasar elemen yang ada dibawah air tersebut. Dalam hal ini tahanan geser harus diperhitungkan yang efektif sedangkan gaya penyebabnya tetap diperhitungkan secara total, sehingga rumus menjadi :

(5)

Dimana : u = tegangan air pori didasar bidang longsoran. Persamaan diatas dapat dijelaskan dalam gambar 2

1.2 Metode Bishop

a. Metode ini pada dasarnya sama dengan metode swedia, tetapi dengan memperhitungkan gaya-gaya antar irisan yang ada. Metode Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran.

(6)

b. Pertama yang harus diketahui adalah geometri dari lereng dan juga titik pusat busur lingkaran bidang luncur, serta letak rekahan.

c. Untuk menentukan titik pusat busur lingkaran bidang luncur dan letak rekahan pada longsoran busur dipergunakan grafik

Metode Bishop yang disederhanakan merupakan metode sangat populer dalam analisis kestabilan lereng dikarenakan perhitungannya yang sederhana, cepat dan memberikan hasil perhitungan faktor keamanan yang cukup teliti. Kesalahan metode ini apabila dibandingkan dengan metode lainnya yang memenuhi semua kondisi kesetimbangan seperti Metode Spencer atau Metode Kesetimbangan Batas Umum, jarang lebih besar dari 5%. Metode ini sangat cocok digunakan untuk pencarian secara otomatis bidang runtuh kritis yang berbentuk busur lingkaran untuk mencari faktor keamanan minimum.

Metode Bishop sendiri memperhitungkan komponen gaya-gaya (horizontal dan vertikal) dengan memperhatikan keseimbangan momen dari masing-masing potongan, seperti pada gambar 2. Metode ini dapat digunakan untuk menganalisa tegangan efektif.

Cara analisa yang dibuat oleh A.W.

Bishop (1955) menggunakan cara elemen dimana gaya yang bekerja pada tiap elemen ditunjukkan pada seperti pada gambar 4. Persyaratan keseimbangan diterapkan pada elemen yang membentuk lereng tersebut.

Faktor keamanan terhadap longsoran didefinisikan sebagai perbandingan kekuatan geser maksimum yang dimiliki tanah di bidang longsor (Stersedia) dengan tahanan geser yang diperlukan

untuk keseimbangan (Sperlu).

Gambar 3. Stabilitas lereng dengan metode Bishop

(7)

Harga m.a dapat ditentukan dari gambar. Cara penyelesaian merupakan coba ulang (trial and errors) harga faktor keamanan FK di ruas kiri persamaan faktor keamanan diatas, dengan menggunakan gambar 5. untuk mempercepat perhitungan. Faktor keamanan menurut cara ini menjadi tidak sesuai dengan kenyataan, terlalu besar, bila sudut negatif ( - ) di lereng paling bawah mendekati 30 °. Kondisi ini bisa timbul bila lingkaran longsor sangat dalam atau pusat rotasi yang diandalkan berada dekat puncak lereng. Faktor keamanan yang didapat dari cara Bishop ini lebih besar dari yang didapat dengan cara Fellenius.

(8)

1.3 Metode Janbu

a. Metode ini digunakan untuk menganalisis lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur lingkaran.

b. Bidang longsor pada analisa metode janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada massa batuan atau tanah.

c. Cara lain yaitu dengan mengasumsikan suatu faktor keamanan tertentu yang tidak terlalu rendah. Kemudian melakukan perhitungan beberapa kali untuk mendapatkan bidang longsor yang memiliki faktor keamanan terendah.

(9)

Metode Janbu, untuk tanah berbutir kasar : Qp = Ap (c · Nc’+ q’· Nq’) Dimana :

(10)

Nc’, Nq’ = Faktor daya dukung ujung tiang berdasarkan tabel Janbu.

Janbu (1954) mengembangkan suatu cara analisa kemantapan lereng yang dapat diterapkan untuk semua bentuk bidang longsor.

(11)

Keadaan keseimbangan untuk setiap elemen dan seluruh massa yang longsor mengikuti persamaan dibawah ini :

(12)

1.4 Peran Geotek di Pertambangan

Sebenarnya tidak hanya melakukan perhitungan saja tetapi lebih mengarah kepada memberikan panduan kepada pihak terkait mengenai potensi bahaya geoteknik yang akan terjadi kepada pihak terkait (manajemen perusahaan, institusi, mineplanner, dll). Sekilas contoh geoteknik dalam dunia tambang.

1. Eksplorasi dan mine development. Geoteknik diperlukan untuk memandu kepada arah pembuatan desain pit yang optimal dan aman (single slope degree, overall slope degree, tinggi bench,potensi bahaya longsor yang ada ex: longsoran bidang, baji, topling busur,dll) sesuai dengan kriteria SFnya. Disini ahli geotek tidak hanya melakukan analisis namun juga ikut turun memetakan kondisi geologi (patahan/lipatan/rekahan, dll) dilokasi yang akan dibuka tambang. Selain itu juga geoteknik diperlukan dalam pembangunan infrastruktur tambang seperti stockpile, port, jalan hauling diareal lemah, dll. Disini, peran

(13)

ahli geotek adalah memberikan analisis mengenai daya dukung tanah yang aman, cut fill volume, serta langkah-langkah yang diperlukan untuk memenuhi safety factor sehingga ketika dilakukan kontruksi dan digunakan tidak terjadi kegagalan (failure)

2. Operasional Tambang pada kondisi ini ahli geotek berperan dalam pengawasan kondisi pit dan infrastructur yang ada, sebagai contoh pengawasan pergerakan lereng tambang, zona-zona potensi longsor di areal tambang (pit dan waste dump) akibat proses penambangan, prediksi kapan longsor akan terjadi, apakah berbahaya untuk operasional di pit atau tidak, langkah apa saja yang harus dilakukan untuk mengantisipasi longsor seperti mengevakuasi alat, melakukan push back untuk menurunkan derajat kemiringan lereng, melakukan penguatan, melakukan pengeboran horizontal untuk mengeluarkan air tanah,dll. Disini peran ahli geotek memandu tim safety dalam pengawasn operasional tambang dan ahli geotek bisa melakukan penyetopan operasional pit jika membahayakan keselamatan manusia dan alat. Diinfrastruktur juga berlaku hal yang sama.

3. Post mining Setelah kegiatan penambangan selesai, geotek bekerja sama dengan safety juga berperan untuk memastikan bahwa kondisi waste dump dan pit dalam kondisi aman dan tidak terjadi longsor dalam jangka waktu lama, karena setelah tambang selesai lahan tersebut akan dikembalikan kepada pemerintah dan masyarakat dan menyangkut masalah citra perusahaan, bagi perusahaan yang berstatus green company hal ini merupakan harga mati yang tidak bisa ditawar.

1.5 Slide

SLIDE adalah program 2D kemantapan lereng untuk mengevaluas faktor kemananan (FK) atau kemungkinan longsoran, baik longsoran permukaan circular atau non-cirucular pada tanah atau batuan lereng. SLIDE sangat mudah digunakan, dan model komplit dapat dibuat dan dianalisis cepat dan mudah. Memuat keadaan luar, muka air tanah dan mendukung semua model pada keanekaragaman cara.

SLIDE menganalisis stabilitas dari permukaan miring dengan menggunakan metoda kesetimbangan batas (misal Bishop, Janbu, Spencer, etc.). Permukaan dapat dianalisis atau dapat menggunakan metoda yang dapat diaplikasikan untuk melihat lokasi dari permukaan longsoran yang kritikal dari lereng yang telah diberikan. Sehingga Faktor Keamanan dapat dianalisis. Beberapa keistimewaan SLIDE:

 Permukaan kritikal yang dapat menggunakan metoda untuk longsoran busur maupun bukan longsoran busur

 Metoda analisis meliputi Bishop, Janbu, Spencer, GLE/Morgenstern-Price  Banyak material

 Anisotrop, material Mohr-Coulomb non-linier

 Analisis Probabilistik – menghitung kemungkinan runtuhan, reliability index  Analisis sensitivitas

 Permukaan air tanah-piezo, Faktor Ru, Grid tekanan pori, elemen batas, analisis air tanah, faktor Bbar

(14)

 Tension crack (terisi air atau kering)

 Tekanan atau gaya eksternal, terdistribusi merata atau seismik  Penyanggaan

 Analisis balik yang diperlukan untuk gaya penyanggaan untuk faktor keamanan  Melihat beberapa atau semua permukaan dengan pencarian

 Hasil analisis detail dapat di plot untuk permukaan longsoran tunggal

Dengan program SLIDE, SLIDE memiliki kapabilitas untuk menggunakan elemen batas yang berdasarkan analisis seepage dari air tanah, untuk keadaan jenuh ataupun tidak jenuh, dan kondisi aliran tunak. Analisis air tanah di SLIDE membuat pemakai dengan mudah mendefinisikan dan analisis masalah air tanah, menggunakan model yang sama seperti yang digunakan untuk masalah kestabilan lereng. Batas dari masalah hanya perlu didefinisikan sekali, dan akan digunakan untuk analisis air tanah dan analisis kestabilan lereng.

Walaupun analisis air tanah di SLIDE dilengkapi ke arah kalkulasi dari tekanan pori untuk masalah kestabilan lereng, dan tidak dibatasi untuk konfigurasi geometri lereng. Pemodelan air tanah dan analisis kestabilan di SLIDE, dapat digunakan untuk menganalisis arbitrase, masalah air tanah 2D, untuk jenuh dan tidak jenuh. Analisis air tanah di SLIDE dapat mempertimbangkan dengan program analisis air tanah yang secara lengkap, dan dapat digunakan dengan sendiri dari kestabilan lereng.

(15)

BAB II SOAL

2.1 Modul 1 Perhitungan Faktor Keamanan Suatu Lereng Homogen, Tidak Berlapis dan Isotrop

Suatu lereng dengan geometri seperti dibawah merupakan lereng batu lanau yang homogen, tidak berlapis dan bersifat isotropik.

Geometri lereng :

 Tinggi lereng (H) : 30 meter  Kemiringan lereng (α) : 60o

Kondisi lereng : Kering

Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng :

No. Karakteristik Batau Lanau

1. Kohesi (C) 87,0 kN/m2

2. Sudut geser dalam (φ) 16o

3. Bobot isi () 18,5 kN/m3 4. Nisbah tekanan pori (ru) 0

5. Indeks Plastisitas (pi) 0

Tugas :

1. Gunakan program perhitungan kemantapan lereng yang menggunakan metode perhitungan kesetimbangan batas. Jelaskan prinsip perhitungan metode kesetimbangan batas dan mengapa metode tersebut saudara pakai?

2. Tulis secara sistematis urutan pemakaian program tersebut

3. Hitung Faktor Keamanan (FK) untuk:

a. Sifat fisik dan mekanik sesuai dangan table diatas b. Bila

i. Nilai  dalam table diatas dikurangi 25% ii. Nilai  dalam table diatas ditambah 25% iii. Nilai C dalam table diatas dikurangi 25% iv. Nilai C dalam table diatas ditambah 25% v. Nilai φ dalam table diatas dikurangi 25% vi. Nilai φ dalam table diatas ditambah 25%

(16)

4. Buatlah analisis tentang kemantapan lereng dari perhitungan FK pada butir 3.a dan analisis tentang pengaruh variasi nilai karakteristik material terhadap kemantapan lereng pada butir 3.b diatas

2.2 Modul 2 Perhitungan Factor Keamanan Suatu Lereng Homogen, Berlapis dan Isotrop Suatu lereng dengan geometri seperti dibawah merupakan lereng homogen yang dibentuk oleh 3 lapisan (berurutan dari atas ke bawah) yaitu batu lanau, batu pasir dan batu lempung.

Geometri lereng :

Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng :

No. Karakteristik Batau Lanau Batau Pasir Batau Lempung 1. Kohesi (C) 87,0 kN/m2 _{130,0 kN/m}2 _{100,0 kN/m}2

2. Sudut geser dalam (φ) 16o 21,56o 15,46o

3. Bobot isi () 18,5 kN/m3 23,5 kN/m3 22,5 kN/m3

4. Nisbah tekanan pori (ru) 0 0 0

5. Indeks Plastisitas (pi) 0 0 0

Tugas :

1. Hitung Faktor Keamanan (FK) lereng dengan menggunakan program kemantapan lereng yang memakai metode perhitungan kesetimbangan batas untuk sifat fisik dan mekanik sesuai dengan tabel diatas.

2. Buatlah analisis tentang kemantapan lereng dari perhitungan diatas.

2.3 Modul 3 Perhitungan Factor Keamanan Suatu Lereng Tidak Homogen, Berlapis, Tidak Isotrop dan Terdapat Beban Gempa

Suatu lereng dengan geometri seperti dibawah merupakan lereng homogen yang dibentuk oleh 3 lapisan (berurutan dari atas ke bawah) yaitu batu lanau, batu pasir dan batu lempung.

(17)

Mengalami beban gempa, koefisien gempa 0,25 g Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng :

No. Karakteristik Batau Lanau Batu Pasir Batau Lempung 1. Kohesi (C) 87,0 kN/m2 _{130,0 kN/m}2 _{100,0 kN/m}2

2. Sudut geser dalam (φ) 16o _21,56o _15,46o

Tugas :

1. Hitung Faktor Keamanan (FK) lereng dengan menggunakan program perhitungan kemantapan lereng yang memakai metode perhitungan kesetimbangan batas untuk sifat fisik dan mekanik sesuai dengan tabel diatas.

2. Buatlah analisis tentang kemantapan lereng dari perhitungan tersebut. 3. Bandingkan dengan hasil perhitungan modul 2.

2.4 Modul 4 Perhitungan Faktor Keamanan Suatu Leremg Tidak Homogen, Berlapis, Tidak Isotrop dan Mengandung Air

Suatu lereng dengan geometri seperti dibawah merupakan lereng homogen yang dibentuk oleh 3 lapisan (berurutan dari atas ke bawah) yaitu batu lanau, batu pasir dan batu lempung.

Geometri lereng :

Kondisi lereng : Terdapat muka air tanah

(18)

No. Karakteristik Batau Lanau Batu Pasir Batau Lempung 1. Kohesi (C) 87,0 kN/m2 130,0 kN/m2 100,0 kN/m2

2. Sudut geser dalam (φ) 16o _21,56o _15,46o

Tugas :

1. Hitung Faktor Keamanan (FK) lereng dengan menggunakan program perhitungan kemantapan lereng yang memakai metode perhitungan kesetimbangan batas untuk sifat fisik dan mekanik sesuai dengan tabel diatas.

2. Buatlah analisis tentang kemantapan lereng dari perhitungan tersebut. 3. Bandingkan dengan hasil perhitungan modul 2.

(19)

BAB III

Penjelasan Modul dan Analisis

3.1 Modul 1 Perhitungan Faktor Keamanan Suatu Lereng Homogen, Tidak Berlapis dan Isotrop

3.1.1 Metode Kesetimbangan Batas

Metode kesetimbangan batas (Limit Equilibrium Method) merupakan metode yang sangat popular untuk digunakan dalam menganalisis kestabilan lereng tipe gelinciran translasional dan rotasional. Metode ini relative sederhana, mudah digunakan, serta telah terbukti kehandalannya dalam praktik rekayasa selama bertahun-tahun.

Pada metode ini, perhitungan analisis kestablian lereng hanya digunakan kondisi kesetimbangan static saja dan mengabaikan adanya hubungan tegangan-regangan pada lereng. Asumsi lainnya, yaitu geometri dari bentuk bidang runtuh, harus diketahui dan ditentukan terlebih dahulu.

Kondisi kestabilan lereng dalam metode kesetimbangan batas dinyatakan dalam indeks factor keamanan. Factor keamanan dihitung menggunakan kesetimbangan gaya, kesetimbangan momen, atau menggunakan kedua kondisi kesetimbangan tersebut, tergantung dari metode perhitungan yang dipakai.

 Metode Biasa (Fellenius atau Swedia). Metode biasa adalah metode yang paling sederhana dari metode irisan karena mempunyai prosedur dimana hasilnya adalah suatu persamaan faktor keamanan linier. Menurut Fellenius (1936), gaya antar irisan dapat diabaikan karena gaya- gaya ini paralel dengan dasar tiap irisan. Pada metode ini prinsip Newton tentang aksi reaksi antar irisan tidak dapat dipenuhi. Perhitungan faktor keamanan yang tidak membedakan perubahan gaya resultan antar irisan dari satu irisan ke irisan yang lain akan mempunyai kesalahan sampai 60 % (Whitman dan Bailey, 1967).

 Metode Bishop Simplified. Metode Bishop simplified menggunakan prinsip metode irisan dalam menguraikan massa tanah untuk menentukan faktor keamanan. Metode ini mengabaikan gaya geser antar irisan dan kemudian mengasumsikan bahwa gaya normal atau horizontal cukup untuk mendefinisikan gaya- gaya antar irisan. (Bishop, 1955). Gaya normal di dasar dan tiap irisan ditentukan dengan menjumlahkan gaya- gaya dalam arah vertikal.

 Metode Janbu. Metode Janbu dipakai untuk menganalisa lereng yang bidang longsornya tidak berbentuk busur lingkaran. Bidang longsor pada analisis metode Janbu ditentukan berdasarkan zona lemah yang terdapat pada massa batuan atau tanah.

 Metode Bishop. Pada dasarnya sama dengan metode Swedia, tetapi metode ini memperhitungkan gaya-gaya antar irisan. Bishop mengasumsikan bidang longsor berbentuk busur lingkaran dibagi menjadi beberapa segment. Semakin banyak segmen yang dihitung maka semakin tinggi tingkat ketelitiannya.

(20)

3.1.2 Langkah Kerja

 Buka Program Slide

 Pilih File dan New

(21)

 Boundaries dan Buat Penampang(0,0) -> (183.094,0) -> (183.094,40) -> (103.094,40) -> (80,80) -> (0,80) -> (0,0)

(22)

 Pengaturan Material Properties

(23)

 Compute dan Interpret

(24)

Nilai Faktor Keamanan Lereng Fellenius = 1.260

Nilai Faktor Keamanan Lereng Bishop = 1.248

Nilai Faktor Keamanan Lereng Janbu = 1.285

3.1.4 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Data Modifikasi 3.1.4.1 Nilai  dikurangi 25%

(25)

(26)

3.1.4.2 Nilai  ditambah 25%

(27)

3.1.4.3 NIlai C dikurangi 25%

(28)

(29)

(30)

3.1.4.5 Nilai φ dikurangi 25%

(31)

(32)

(33)

3.1.5 Analisis

Nama/Nim : Kevin Silvanus / 12113012 Analisis :

Pada hasil perhtiungan nilai FK (Faktor Keamanan) lereng dengan kondisi normal dengan menggunakan software slide, didapat bahwa nilai faktor keamanan dengan menggunakan 3 metode yang berbeda memberikan hasil dimana lereng berada dalam keadaan stabil (>1). Ketiga metode analisis tersebut juga memberi perbedaan nilai faktor keamanan yang tidak jauh berbeda dengan rentang perbedaan antara 0.01 – 0.03, dimana metode analisis lereng

menggunakan Janbu akan memberikan nilai yang paling besar, sementara yang paling kecil akan dihasilkan oleh metode analisis Bishop. Hal ini menunjukan ketiga metode tersebut memiliki hasil yang tidak berbeda jauh. Kamudian untuk variasi modifikasi dari bobot isi, kohesi dan sudut gesek dalam akan memberi pengaruh seperti :

o Bobot isi : Hasil perhitungan dengan software slide menunujkan bahwa semakin besar bobot isi maka akan memberikan nilai faktor keamanan yang semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil nilai bobot isi maka akan

memberikan nilai faktor keamanan yang semakin besar. Hal ini terjadi karena ketika bobot isi bertambah pada volume lereng yang sama seperti di atas, maka bobot lereng akan semakin bertambah, dengan bertambahnya bobot lereng ini, maka nilai gaya penggerak juga akan semakin besar, sehingga nilai faktor keamanan akan semakin kecil.

o Kohesi : Hasil perhitungan dengan software slide menunjukan bahwa semakin besar nilai kohesi maka nilai faktor kemanan akansamkin besar juga, begitupun dengan sebaliknya semakin kecil nilai kohesi maka nilai faktor keamanan akan semakin kecil. Secara ilmiah hal ini terjadi karena kohesi merupakan salah satu komponen dalam gaya penahan, dimana semakin besar nilai kohesi maka gaya penahan dalam bidang lereng akan semakin besar dan sebaliknya. Sementara secara rumus, apabila gaya penahan semakin besar, maka faktor kemanan akan

(34)

semakin besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai kohesi akan berbanding lurus dengan faktor keamanan lereng.

o Sudut geser dalam : Hasil perhitungan dengan software slide menunjukan bahwa semakin besar nilai sudut geser dalam, maka nilai faktor keamanan akan semakin besar, sebaliknya jika semakin kecil nilai sudut geser dalam maka nilai faktor keamanan juga akan semakin kecil. Hal ini terjadi karena secara empiric nilai sudut geser dalam berada dalam komponen gaya penahan, sehingga apabila sudut geser dalam makin besar, maka nilai gaya penahan akan semakin besar dan menyebabkan faktor keamanan juga semakin besar. Dapat

disimpulkan bahwa nilai sudut geser dalam berbanding lurus dengan nilai faktor keamanan.

Dari ketiga faktor tadi, yang menurut saya paling mempengaruhi adalah faktor bobot isi. Dapat dilihat diatas apabila bobot isi diubah maka akan memberi perbedaan faktor keamanan paling signifikan dari keadaan normal dibandingkan dengan kohesi dan sudut geser dalam.

Nama/Nim : Rahadian Muslim / 12113061 Analisis :

-

Nama/Nim : Taher Syukur / 12113064 Analisis :

 Dari data dihasilkan nilai safety factor dengan menambahkan 25% bobot isi lebih lecil dari pada mengecilkan bobot isi 25%. Bobot isi merupakan gaya penggerak tanah untuk longsor. Jadi semakin besar bobot isi semakin kecil safety factor.

 Nilai kohesi ditambahkan 25% memiliki nilai safety factor yang lebih tinggi daripada dikurangi 25%. Kohesi adalah gaya tarik-menarik antar partikel batuan, jadi semakin besar kohesi maka nilai safety factor akan semakin besar karena memiliki gaya antar partikelnya untuk bersatu semakin besar sehingga mampu menahan beban.

 Semakin besar sudut geser dalam, maka kuat geser batuan juga lebih besar. Dengan demikian lereng yang disusun oleh batuan tersebut lebih mantap

Nama/Nim : Bima Saddha Prabawa / 12113054 Analisis :

Setelah melihat dari perubahan parameter ±25%, FK lereng masih di atas 1. Parameter bobot isi akan mengurangi FK jika ditambah sedangkan parameter kohasi menambah FK. Lereng tergolong aman.

Nama/Nim : Jumadi / 12113062 Analisis :

Semua FK akibat perubahan parameter kohesi, sudut geser dalam, dan bobot isi dalam rentang +-25% bernilai lebih dari 1, yang secara teoritis menunjukkan bahwa lereng masih dalam kondisi aman.

(35)

Nama/Nim : Samuelson Putra/ 12113070 Analisis :

Kami menggunakan beberapa metode yaitu

Metode Ordinary, Metode Simplified dan Metode Janbu Simplified. Diperoleh nilai masing masing faktor keamanan sebesar 1,260 untuk Metode Ordinary/Fellenius,

1,248 untuk Metode Simplified, dan 1,285 untuk Metode Janbu Simplified. Dari ketiga nilai FK diatas, dapat dianalisis bahwa kondisi lereng dalam keadaar normal cukup baik, karena nilai FK (Faktor Keamanan) lebih dari 1,2. Nilai FK lebih dari 1,2 menandakan bahwa gaya penahan lebih besar 1,2 kali dari pada gaya penggerak, Sehingga lereng masih mampu bertahan atau memenuhi kestabilannya.

Analisis kedua terhadap perubahan bobot isi, dimana saat bobot isi (g) dikurangi 25%, nilai FK menjadi lebih tinggi ( Ordinary 1.553, Bishop 1.537, Janbu 1.586), sedangkan saat bobot isi (g) ditambah, nilai FK menjadi lebih rendah ( Ordinary 1.078, Bishop 1.070, Janbu 1.097). Dari data tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa besarnya nilai FK berbanding terbalik dengan bobot isi sehingga akan lebih baik nantinya untuk kestabilan lereng ialah yang memiliki bobot isi yang tidak terlalu tinggi atau dalam mengatasi ketidakstabilan lereng dengan mengurangi bobot isinya.

Analisis selanjutnya terhadap perubahan nilai kohesi (C), dimana saat Kohesi dikurangi 25% nilai FK menjadi lebih rendah dari normal ( Ordinary 1.032, Bishop 1.024, Janbu 1.050). Sebaliknya, saat nilai kohesi ditambah 25% nilai FK menjadi lebih tinggi dari normal (Ordinary 1.483, Bishop 1.465, Janbu 1.513). Dari data tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa peribahan nilai kohesi (C) berbanding lurus dengan perubahan nilai FK. Dari hal ini dapat diasumsikan bahwa material dengan kohesi yang cukup tinggi dapat memberikan kestabilan pada lereng.

Analisis selanjutnya terhadap perubahan nilai sudut geser dalam, dimana saat sudut geser dalam dikurangi 25% nilai FK menjadi lebih rendah dari normal (Ordinary 1.161,

Bishop 1.150, Janbu 1.187). Sebaliknya saat nilai sudut geser dalam ditambah 25% nilai FK menjadi lebih tinggi dari normal (Ordinary 1.354, Bishop 1.345, Janbu 1.379).

Dari data tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa peribahan nilai sudut geser dalam berbanding lurus dengan perubahan nilai FK. Dari hal ini dapat diasumsikan bahwa dalam merekayasa kestabilan lereng dapat dimanfaatkan dengan memanfaatkan sudut geser (melakukan perubahan bergantung terhadap jenis material juga).

Nama/Nim : Afdhalulhaq S. Hadi / 12113068 Analisis :

 Semua metode menghasikan FK tertinggi, kecuali pada penambahan sudut gesek dalam sebesar 25°.

(36)

 Nilai akan bertambah: bobot isi dikurangi, kohesi ditambah atau sudut gesek dalam dikurangi. Begitu sebaliknya.

 Nilai terendah yaitu metode bishop. Nama/Nim : Fajar Kurniawan / 12113072 Analisis :

Berdasarkan geometri lereng dan karakteristik fisik dan mekanik dari material pembentuk lereng didapatkan FK yang cukup baik untuk lereng-lereng tambang yaitu 1.2-1.3. Hal ini terjadi dikarenakan gaya kohesi dan sudut geser dalam antar material masih dapat menahan gaya-gaya penggerak yang terjadi di lereng dengan geometri lereng yang seperti itu. Apabila sifat-sifat karakteristik dari material pembentuk diubah kita dapat lihat bahwa terjadi perubahan dari FK suatu lereng dikarenakan sifat-sifat karakteristik material pembentuk akan mempengaruhi gaya-gaya yang akan menahan gaya-gaya penggerak di lereng. Jika bobot isi dinaikan maka FK akan semakin kecil dibandingkan dengan bobot isi diturunkan, hal ini terjadi dikarenakan saat bobot isi semakin kecil maka gaya penggerak yang menyebabkan longsor akan semakin kecil dan lereng akan menjadi lebih stabil. Jika kohesi dinaikan maka FK akan semakin besar dibandingkan dengan kohesi diturunkan, hal ini terjadi dikarenakan saat kohesi semakin besar maka gaya-gaya gesek yang terjadi akan semakin besar untuk menahan gaya-gaya yang penggerak yang terjadi di lereng. Jika sudut gesek dalam dinaikan maka FK akan semakin besar dibandingkan dengan sudut gesek dalam diturunkan, hal ini terjadi sudut gesek dalam yang terbentuk oleh partikel-partikel material pembentuk lereng akan mempengaruhi kuat geser batuan yang mampu menahan gaya penggerak yang terjadi di lereng.

Nama/Nim : Heru Anggara / 12113077 Analisis :

Mengenai kemantapan lereng yang diperoleh melalui perhitungan nilai Faktor Keamanan (FK), sesuai dengan sifat fisik dan mekanik yang ada pada soal diperoleh nilai FK secara umum > 1 dengan menggunakan ketiga metode untuk menghitung kemantapan lereng. Analisis sesuai dengan parameter dapat dikatakan lereng tersebut aman, karena lereng yang dianalisis memiliki sifat fisik dan mekanik mendukung kestabilan dan kemantapan lereng. Pengaruh nilai variasi karakteristik material bila massa jenis diperbesar akan menyebabkan nilai FK mengecil, dan sebaliknya .Hal ini disebabkan karena massa jenis batuan mempengaruhi kuat geser batuan pembentuk lereng. Bila kohesi dan sudut geser dalam diperkecil, nilai FK yang diperoleh akan lebih besar dari FK awal, karena struktur batuan yang mengalami pergesekan menjadi berkurang, sehingga FK lereng akan meningkat.

Nama/Nim : Kreshna Damar S. / 12113080 Analisis :

Untuk nilai FK pada poin 3a didapatkan nilai FK dengan menggunakan metode Fellinius FK= 1.260, dengan metode bishop FK = 1.248, dan dengan metode Janbu didapatkan FK = 1.285. Hasil tersebut menunjukkan bahwa dengan menggunakan metode Fellenius, metode bishop dan metode janbu didapatkan nilai faktor keamanan yang berbeda-beda. Hal ini di karenakan metode yang digunakan untuk menghitung kemantapan lereng tersebut juga

(37)

berbeda-beda. Namun dengan nilai tersebut masih tergolong kurang baik dikarenakan nilai factor keamanan untuk lereng yang baik berkisar sekitar 1.3.

Untuk nilai FK ketika  dikurangi 25% sehingga nilai  =13.875 kN/m3_dengan

menggunakan metode Fellenius didapatkan FK = 1.553, menggunakan metode Bishop didapatkan FK = 1.537, dan dengan menggunakan metode Janbu didapatkan FK = 1.586 kemudian jika nilai  dari nilai semula ditambah 25 persen sehingga nilai  =23.125 kN/m3 dengan menggunakan metode Fellenius didapatkan FK = 1.078, menggunakan metode Bishop didapatkan FK = 1.070, dan dengan menggunakan metode Janbu didapatkan FK = 1. 097. Dapat dilihat bahwa terdapat penurunan nilai FK ketika nilai bobot isi() mengalami peningkatan dan justru nilai FK mengalami peningkatan jika nilai bobot isi() mengalami penurunan.

Berikut ini merupakan salah satu contoh grafik yang memperlihatkan perubahan nilai FK jika terjadi perubahan nilai bobot isi dengan menggunakan metode Original/Fellinius, metode bishop dan metode Janbu:

Bobot Isi(kN/m3) FK 13.875 1.553 18,5 1.26 23.125 1.078 Bobot Isi(kN/m3) FK 13.875 1.537 18,5 1.248 23.125 1.07

(38)

Dari grafik dapat disimpulkan bahwa nilai bobot isi tanah atau batuan akan menentukan besarnya beban yang diterima pada permukaan bidang longsor, dinyatakan dalam satuan berat per volume. Bobot isi batuan juga dipengaruhi oleh jumlah kandungan air dalam batuan tersebut. Semakin besar bobot isi pada suatu lereng tambang maka gaya geser penyebab kelongsoran akan semakin besar.

Untuk nilai FK ketika C dikurangi 25% sehingga nilai C = 65.25 kN/m3 dengan menggunakan metode Fellenius didapatkan FK = 1.032, menggunakan metode Bishop didapatkan FK = 1.024, dan dengan menggunakan metode Janbu didapatkan FK = 1.050 kemudian jika nilai C dari nilai semula ditambah 25 persen sehingga nilai C =108.75 kN/m3 dengan menggunakan metode Fellenius didapatkan FK = 1.483, menggunakan metode Bishop didapatkan FK = 1.465, dan dengan menggunakan metode Janbu didapatkan FK = 1.513. Dapat dilihat bahwa terdapat peningkatan nilai FK ketika nilai kohesi meningkat dan ketika nilai kohesi menurun maka nilai FK ikut menurun. Hal ini diakibatkan karena peningkatan gaya tarik-menarik antar partikel sejenis tersebut membuat lapisan tersebut semakin kompak sehingga akan meningkatkan kekuatan lereng dan akan menaikkan nilai FK dari lereng tersebut.

Berikut ini adalah contoh grafik yang menunjukkan hubungan antara perubahan nilai FK akibat dari perubahan nilai kohesi dengan menggunakan salah satu metode yaitu metode Ordinary/Fellinius: Bobot Isi(kN/m3) FK 13.875 1.586 18,5 1.285 23.125 1.097

(39)

Kohesi(kN/m3) FK 65.25 1.032 87 1.26 108.75 1.483 Kohesi(kN/m3) FK 65.25 1.024 87 1.248 108.75 1.465 Kohesi(kN/m3) FK 65.25 1.05 87 1.285 108.75 1.513

(40)

Dari grafik telah terbukti bahwa semakin tinggi nilai kohesi suatu material penyusun lereng maka nilai dari FK juga akan semakin besar.

Untuk nilai FK ketika nilai sudut geser dalam(φ) dikurangi 25% sehingga nilai φ = 120

kemudian dengan menggunakan metode Fellenius didapatkan FK = 1.161, menggunakan metode Bishop didapatkan FK = 1.15, dan dengan menggunakan metode Janbu didapatkan FK = 1.187 kemudian jika nilai φ dari nilai semula ditambah 25 persen sehingga nilai φ = 200_dengan

menggunakan metode Fellenius didapatkan FK = 1.354, menggunakan metode Bishop didapatkan FK = 1.345, dan dengan menggunakan metode Janbu didapatkan FK = 1.379. Dari hasil perhitungan faktor keamanan tersebut terlihat bahwa semakin besar sudut geser dalam maka akan semakin tinggi nilai faktor keamanannya.

Berikut ini adalah contoh grafik yang menunjukkan hubungan antara perubahan nilai FK akibat dari perubahan sudut geser dalam dengan menggunakan salah satu metode yaitu metode Ordinary/Fellinius: Sudut geser dalam(0) FK 12 1.161 16 1.26 20 1.354

(41)

Dari grafik terlihat bahwa semakin besar nilai sudut geser dalam maka akan semakin besar nilai FK yang dihasilkan oleh suatu lereng. Secara teori sudut geser dalam/sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan. Sudut geser dalam adalah sudut rekahan yang dibentuk jika suatu material dikenai tegangan atau gaya terhadapnya yang melebihi tegangan gesernya. Semakin besar sudut geser dalam suatu material maka material tersebut akan lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakan terhadapnya.

Sudut geser dalam(0₎ _FK 12 1.15 16 1.248 20 1.345 Sudut geser dalam(0) FK 12 1.187 16 1.285 20 1.379

Nama/Nim : Ghea Tiarasani Sondakh / 12113094 Analisis :

Pada perhitungan faktor keamanan pada kondisi normal dengan menggunakan Metode Bishop, Metode Janbu, dan Metode Fellenius menunjukan nilai FK ± 1,2-1,3 yang menunjukan lereng berada dalam kondisi stabil atau tidak rawan longsor.

(42)

Bobot isi merupakan bobot dari material yang menyusun lereng. Sehingga jika bobot isi dari suatu batuan semaki kecil atau berkurang, maka nilai FK akan semakin besar. Begitu pula sebaliknya, jika bobot isi batuan semakin besar, maka nilai FK semakin kecil. Dapat dilihat dari nilai FK lereng normal yang berada disekitar nilai ± 1,2-1,3, ketika terjadi pengurangan nilai bobot isi, nilai FK menjadi sekitar ± 1.5-1.6. Sementara saat terjadi penambahan nilai bobot isi, nilai FK menjadi sekitar 1.0-1.1.

- Kohesi

Kohesi menginterpretasikan parameter kekuatan geser sebagai gaya penahan. Sehingga nilai kohesi akan berbanding lurus dengan nilai FK. Dapat dilihat dari nilai FK lereng normal yang berada disekitar nilai ± 1,2-1,3, ketika terjadi pengurangan nilai kohesi, nilai FK menjadi sekitar ±1.0-1.1. Sementara saat terjadi penambahan nilai kohesi, nilai FK menjadi sekitar 1.4-1.5.

- Sudut Geser dalam

Jika nilai dari sudut geser dalam < kemeringan lereng, maka lereng akan menjadi tidak stabil sehingga FK menjadi kecil. Dapat dilihat dari nilai FK lereng normal yang berada disekitar nilai ± 1,2-1,3, ketika terjadi pengurangan nilai sudut geser dalam, nilai FK menjadi sekitar ±1.1-1.2. Sementara saat terjadi penambahan nilai sudut geser dalam, nilai FK menjadi sekitar 1.3-1.4.

3.2 Modul 2 Perhitungan Factor Keamanan Suatu Lereng Homogen, Berlapis dan Isotrop 3.2.1 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng

(43)

(44)

3.2.2 Analisis

Hasil perhitungan nilai faktor keamanan dengan menggunakan software slide menunjukan bahwa lereng tersebut masih dalam keadaan yang stabil. Kemudian hasil perhitungan juga menunjukan bahwa nilai faktor keamanan suatu lereng akan berkurang apabila material penyusun lereng tersebut tidak homogen atau memiliki suatu perlapisan tertentu. Hal ini terjadi karena dengan adanya ketidakhomogenan akan menyebabkan nilai kohesi akan semakin kecil, akibatnya maka nilai faktor keamanan pun menjadi semakin kecil. Kemudian letak perlapisan yang berada di dekat bidang miring lereng juga menyebabkan nilai faktor keamanan akan semakin kecil. Kemudian perbedaan nilai faktor keamanan dari ketiga metode yang berbeda tersebut juga sanagat kecil, sehingga menunjukan ketiga metode tersebut memiliki kemiripan. Nilai faktor keamanan yang paling besar akan diberikan oleh metode bishop sementara paling kecil akan dihasilkan oleh metode janbu.

-

Struktur batuan yang mempengaruhi kemantapan lereng salah satunya adalah perlapisan. Struktur batuan tersebut merupakan bidang lemah dan sekaligus sebaagai tempat

merembesnya air sehingga batuan lebih mudah longsor.

Nama/Nim : Bima Saddha Prabawa/ 12113054 Analisis :

Perhitungan menghasilkan FK >1; semua pengubahan parameter menghasilkan FK yanng lebih dari satu. Dengan kondisi perlapisan seperti soal, lereng aman.

Semua FK >1 artinya semua lereng dengan perubahan parameter kohesi, sudut geser dalam, dan bobot isi masih aman.

Nama/Nim : Samuelson Putra / 12113070 Analisis :

Kami menggunakan beberapa metode yaitu Metode Ordinary, Metode Simplified dan Metode Janbu Simplified. Diperoleh nilai masing masing FK 1.231 untuk Metode Ordinary, 1,254 untuk Metode Bishop, dan 1,216 untuk Metode Janbu. Dari ketiga nilai tersebut, nilaik FK berada di sekitar 1,2 semua, maka dapat dikatakan bahwa kondisi lereng lumayan mantap. Meskipun

(45)

terdapat perlapisan, jika dikorelasikan kohesi dari tiap lapisan dan sudut gesek dalamnya masih memungkinkan untuk menahan beban berat lereng. Dan juga dikarenakan lapisan ketiga tidak terlalu besar luas pengaruhnya di lereng.

Semua metode menunjukkan lereng aman dan paling aman adalah metode bishop, FK= 1,254

Nama/Nim : Fajar Kurniawan / 12113072 Analisis :

Lereng yang mempunyai lapisan-lapisan material yang berbeda akan memberikan FK yang semakin kecil dikarenakan bidang perlapisan tersebut akan menjadi bidang lemah dari lereng dan menjadi tempat air mengalir yang akan mengurangi kekuatan lereng dan dapat menyebabkan lereng longsor. Strike dan Dip dari perlapisan akan mempengaruhi FK dari lereng, saat lapisan mempunyai strike yang berlawanan arah dengan strike lereng maka FK akan semakin baik dibandingkan dengan lapisan yang mempunyai strike yang searah dengan strike lereng.

Struktur perlapisan batuan yang membentuk lereng memberikan pengaruh pada nilai FK yang didapatkan, Pada hasil perhitungan pada lereng dengan kondisi yang berlapis menyebabkan nilai FK berkurang, karena lereng tersusun atas lapisan lapisan yang rentan menyebabkan terjadinya pergeseran massa batuan /longsoran.

1. Dari perhitungan FK tersebut didapatkan nilai FK dengan menggunakan metode Fellinius adalah 1.231, dengan menggunakan metode bishop menghasilkan nilai FK sebesar 1.216 dan dengan menggunakan metode janbu menghasilkan nilai FK = 1.254 2. Dapat dianalisis bahwa dengan adanya 3 lapisan batuan yang ada pada lereng tersebut

mempengaruhi nilai faktor keamanan dari lereng tersebut hal ini dapat dikarenakan perbedaan dari karakteristik masing-masing batuan yang berbeda sehingga akan mempengaruhi kekuatan lereng secara keseluruhan. Hal ini juga dipengaruhi oleh massa batuan. Dimana massa batuan merupakan volume batuan yang terdiri dari material batuan berupa mineral, tekstur, dan komposisi serta terdiri dari bidang-bidang diskontinu,membentuk suatu material dan saling berhubungan dengan semua elemen sebagai suatu kesatuan.

Kekuatan massa batuan sangat dipengaruhi oleh frekuensi dan kerapatan bidang-bidang diskontinu yang terbentuk, oleh sebab itu massa batuan akan mempunyai kemampuan yang lebih kecil bila dibandingkan dengan batuan utuh . Menurut teori dari

(46)

Hoek dan Bray (1981), massa batuan adalah batuan insitu yang dijadikan diskontinu oleh sistem struktur batuan seperti kekar, sesar, lipatan dan bidang perlapisan.

Perlapisan pada lereng menunjukan adanya kehadiran bidang lemah. Sehingga lereng yang memiliki bidang perlapisan akan menyebabkan berkurangnya nilai factor keamanan pada suatu lereng. Hal ini dapat dibuktikan berdasarkan hasil perhitungan factor keamanan menggunakan Metode Janbu, Metode Fellenius, dan Metode Bishop menunjukan nilai factor keamanan yang berkisar antara 1-1.2.

3.3 Modul 3 Perhitungan Factor Keamanan Suatu Lereng Tidak Homogen, Berlapis, Tidak Isotrop dan Terdapat Beban Gempa

3.3.1 Langkah Kerja

(47)

 Pilih Pengaturan Project Setting

(48)

 Atur Tinggi dan Sudut Lereng

 Pengaturan Material Boundary (68.854,80)  (51.633,80)  (109.039,0)  (132.24.0)

(49)

 Lakukan assign material pada perlapisan

(50)

 Buat Auto Grid

(51)

3.3.2 Perhitungan Faktor Keamanan Lereng

(52)

(53)

Hasil perhitungan faktor kemanan dengan menggunakan software slide dengan ketiga metode memberikan nilai faktor keamanan yang lebih kecil dari satu, hal ini mengindikasikan bahwa lereng tersebut akan menjadi tidak stabil atau akan mengalami longsoran apabila ada faktor kegempaan yang dimaksukkan. Nilai faktor kegempaan akan membuat gaya penahan menjadi semakin kecil dan menyebabkan gaya pendoronhg semakin besar, sehingga nilai faktor keamanan akan menjadi kecil. Hal ini juga menunjukan bahwa faktor kegempaan akan sangat mempengaruhi kestabilan suatu lereng. Hampir semua lereng akan mengalami kelongsoran apabila terjadi gempa pada daerah tersebut. Sementara ketiga metode yang dipakai (Felennius, Bishop, Janbu) akan memberikan nilai faktor keamanan yang tidak terlalu berbeda.

-

Gempa bumi adalah peristiwa goncangan bumi karenap penjalaran gelombang seismic dari suatu sumber gelombang kejut yang diakibatkan oleh pelepasan akumulasi tekanan di bawah tanah permukaan bumi secara tiba-tiba. Gempa bumi ada 2 yaitu gempa tektonik dan gempa vulkanik. Pengaruh gempa terhadap lereng adalah dapat menimbulkan cracks yang dapat mereduksi kuat geser tanah, perubahan tekanan air pori dan tegangan efektif dalam massa, dan liquefaction. Dari 3 pengaruh gempa ini menyebabkan nilai safety factor semackin kecil.

Perhitungan menghasilkan FK<1 dengan semua modifikasi parameter. Adanya beban gemoa dan ketdakisotropan lapisan membuat lereng tidak aman.

Semua FK <1 artinya semua lereng dengan perubahan parameter kohesi, sudut geser dalam, dan bobot isi tidak aman.

Kami menggunakan beberapa metode yaitu Metode Ordinary, Metode Simplified dan Metode Janbu Simplified. Diperoleh nilai masing-masing FK 0.825 untuk Metode Ordinary, 0.846 untuk Metode Bishop, dan 0.779 untuk Metode Janbu. Dari data FK tersebut bisa disimpulkan lereng tidak mantap (dibawah 1.2), karena ada pengaruh getaran sebesar 0.25. Oleh karena itu getaran sangat berpengaruh terhadap faktor keamanan suatu lereng (menurunkan nilai FK).

(54)

Semua metoe kurang aman karena memiliki FK 0,7-0,9 dan yang paling tidak aman adalah metode janbu dengan FK=0,779.

Gelombang seismik akan memberikan efek terhadap kestabilan lereng yang akan mengurangi FK dari suatu lereng dikarenakan gelombang seismik atau getaran tanah akan menambah gaya penggerak dari lereng dan menyebabkan lereng longsor jika gaya penggerak yang terjadi melebihi gaya-gaya penahan di lereng. Gelombang seismik yang terjadi di lereng tambang selain dikarenakan gempa bumi juga sering terjadi dikarenakan aktivitas peledakan di tambang. Energi yang dihasilkan oleh peledakan selain digunakan untuk menghancurkan batuan juga akan menghasilkan gelombang seismik yang akan mempengaruhi kestabilan lereng, sehingga geometri peledakan harus sangat diperhatikan.

Jika diberikan faktor gempa dengan besaran tertetu pada lereng, akan menyebakan FK lereng berkurang menjadi < 1, artinya lereng tersebut tidak aman dan lereng menjadi tidak stabil. Adanya gejala gempa tidak baik bagi kemantapan lereng.

Nama/Nim : Kreshna Damar Segoro / 12113080 Analisis :

(55)

1. Dari perhitungan didapatkan nilai FK dengan menggunakan metode Fellinius adalah 0.825, dengan menggunakan metode bishop menghasilkan nilai FK sebesar 0.846 dan dengan menggunakan metode janbu menghasilkan nilai FK = 0.779

2. Pada lereng yang terkena efek seismik yaitu sebesar 0.25 dalam arah horizontal dan 0.25 dalam arah vertical . Pada waktu terjadi gempa bumi terdapat dua buah gelombang merambat naik dari permukaan batuan ke permukaan tanah. Pada saat merambat, rambatan gelombang tersebut melewati berbagai lapisan tanah termasuk lapisan tanah pada lereng, sehingga menimbulkan perubahan pada sistim tegangan semula.

3. Jika dibandingkan dengan perhitungan modul 2 terdapat perbedaan safety factor antara lereng yang terkena efek seismic dengan lereng yang berada pada kondisi stabil dengan perubahan faktor keamanan untuk metode Fellinius dari 1.231 menjadi 0.825 atau mengalami penurunan sebesar 33 %, untuk perhitungan dengan menggunakan metode bishop terlihat bahwa terdapat penurunan nilai FK dari 1.216 menjadi 0.846 atau mengalami penurunan sebesar 30.4%, dan untuk nilai FK berdasarkan perhitungan menggunakan metode Janbu mengalami penurunan dari 1.254 menjadi 0.779 atau mengalami penurunan sebesar 37.8%.

Jika dilihat nilai FK berdasarkan perhitungan sebelum lereng terkena gempa dan ketika terkena gempa berdasarkan metode Fellinius, metode Bishop dan metode Janbu maka didapatkan:

Dengan menggunakan metode Ordinary/Fellinius

(56)

Dengan menggunakan metode Janbu

Adanya beban gempa atau getaran pada lereng dapat menyebabkan bekurangnya nilai dari factor keamanan lereng. Hal ini terjadi karena berkurangnya gaya yang menahan lereng dari kelongsoran serta gaya penggerakan lereng menjadi lebih besar. Sehingga dapat menyebabkan lereng menjadi tidak stabil. Hal ini dibuktikan dengan perhitungan factor keamanan dengan adanya beban gempa dengan menggunakan Metode Janbu, Bishop, dan Metode Fellenius yang

(57)

menunjukan nilai FK berkisar antara 0.7-0.8 yang nilai FKnya lebih kecil apabila dibandingkan dengan nilai FK tanpa adanya pemberian beban gempa/getaran.

3.3.4 Perbandingan Hasil dengan Modul 2

Faktor keamanan lereng saat tidak adanya beban gempa berkisar antara 1-1.5, namun setelah diberakn beban gempa factor keamanan lereng menjadi < 1. Sehingga menandakan bahwa tingkat keamanan lereng lebih baik jika tidak ada pengaruh beban gempa yang dibuktikan dengan perhitungan Nilai FK.

3.4 Modul 4 Perhitungan Faktor Keamanan Suatu Leremg Tidak Homogen, Berlapis, Tidak Isotrop dan Mengandung Air

3.4.1 Langkah Kerja

(58)

 Pilih Pengaturan Project Setting

(59)

 Pengaturan Material Boundary (68.854,80)  (51.633,80)  (109.039,0)  (132.24.0)

 Pengaturan Material Properties

(60)

 Memasukkan Add Water Table Pada Lereng

(61)

 Compute dan Interpret

(62)

(63)

Nilai Faktor Keamanan Lereng Janbu = 0.865 3.4.3 Analisis

Hasil perhitungan dengan software slide menunjukan bahwa akibat adanya kondisi jenuh pada lereng, akan menyebabkan suatu lereng menjadi tidak stabil dan mengalami kelongsoran. Hal ini disebabkan karena air yang jatuh ke atas lereng akan masuk ke dalam pori atau rongga dalam material penyusun lereng tersebut, sehingga akan menambah beban dalam lereng tersebut dan mengakibatkan gaya penggerak dalam lereng tersebut membesar dan

menyebabkan faktor keamanan menjadi semakin kecil. Kemudian akibat lain dari air adalah kohesi. Kehadiran air ke dalam suatu lereng akan menyebabkan nilai kohesi suatu lereng menjadi kecil akibat adanya partikel air diantara partikel dalam lereng yang mengurangi gaya gesek sehingga juga akan mengurangi gaya penahan dan akhirnya menyebabkan nilai faktor keamanan menjadi semakin kecil. Perbedaan nilai faktor keamanan dari ketiga metode yang dipakai (Felennius, Bishop, Janbu) hanyalah kecil, sehingga tidak terlalu berpengaruh.

Semua FK <1 setelah modifikasi parameter. Seperti kasus adanya beban gempa, adanya air menambah tekanan pada lereng dan menjadikan lereng tidak aman.

(64)

Kenaikan muka air tanah meningkatkan tekanan pori yang berarti memperkecil ketahanan geser massa dari massa lereng, terutama pada pada material tanah (Soil). Kenaikan muka air tanah juga memperbesar debit air tanah dan meningkatkan erosi di bawah permukaan. Akibatnya banyak fraksi halus dari massa tanah akan dihanyutkan sehingga ketahanan massa tanah akan menurun.

Dapat dilihat dari nilai factor keamanannya bahwa yang memiliki muka air tanah lebih kecil daripada yang tidak memiliki muka air tanah.

Dari hasil perhitungan menggunakan program perhitungan kemantapan lereng dengan metode keseimbangan batas maka diperoleh tiga nilai faktor keamanan. Nilai tersebut diperoleh antara lain dengan menggunakan metode bishop, metode janbu dan metode ordinary/fellenius. Ketiganya memberikan nilai faktor keamanan yang berbeda-beda. Dimana, nilai faktor keamanan yang diperoleh dari metode bishop merupakan yang terkecil (0.673) sedangkan nilai faktor keamanan yang tertinggi diperoleh dari metode ordinary/fellenius. Hanya saja, ketiganya memberikan nilai faktor keamanan yang rendah yakni kurang dari kisaran angka 1.2 yang mana menjadi rule of thumb di pertambangan.

Nilai faktor keamanan yang rendah dapat disebabkan adanya muka air tanah. Muka air tanah tersebut menjadikan lereng basah dan batuan penyusun lereng memiliki kandungan air yang tinggi. Akibatnya, kekuatan batuan menjadi lebih rendah dan batuan ikut menerima tambahan beban air yang dikandungnya. Sehingga lereng lebih mudah longsor.

Semua FK <1 artinya semua lereng dengan perubahan parameter kohesi, sudut geser dalam, dan bobot isi tidak aman.

Kami menggunakan beberapa metode yaitu Metode Ordinary, Metode Simplified dan Metode Janbu Simplified. Diperoleh nilai masing masing FK 0.98 untuk Metode Ordinary, 0.887 untuk Metode Bishop, dan 0.865 untuk Metode Janbu. Hal tersebut bisa terjadi dikarenakan kondisi muka air tanah dalam kondisi jenuh pada lereng tersebut. Sehingga bisa dikatakan bahwa kondisi lereng tidak mantap, dan pengaruh ketinggian muka air tanah akan mengurangi nilai FK (mudah longsor karena air mengurangi kemantapan lereng).

Semua menunjukan keadaan lereng yang tidak aman, FK<1. Paling aman metode felenius, FK=0,98 dan yang paling tidak aman metode janbu, FK=0,865.

(65)

Lereng dalam keadaan kering akan memberikan FK yang lebih baik dibandingkan lereng dalam keadaan basah atau jenuh dikarenakan kandungan air dalam material pembentuk lereng akan memberikan tekanan air pori terhadap lereng yang mempengaruhi kestabilan lereng. Air juga akan mengurangi kohesi dan sudut geser dalam dari material pembentuk lereng yang akan mengurangi kuat geser batuan sehingga FK dari lereng akan semakin kecil

Faktor keamanan saat lereng jenuh (mengandung air) menjadi lebih kecil daripada tidak jenuh (tidak mengandung air). Faktor Keamanan lereng ketika tidak mengandung air adalah 1-1,5 , sedangkan Faktor Keamanan lereng ketika mengandung air adalah < 1, hal ini disebabkan karena air memberikan efek dan pengaruh yang cukup signifikan pada kestabilan lereng tambang. Lereng yang mengandung muka air tanah menjadi tidak stabil.

1. Dari perhitungan menggunakan nilai FK didapatkan nilai dengan menggunakan metode Fellinius menghasilkan nilai FK = 0.980, untuk metode bishop menghasilkan nilai FK = 0.887 dan dengan menggunakan metode Janbu menghasilkan nilai FK = 0.865.

2. Nilai FK tersebut terbilang cukup kecil hal dikarenakan lereng tersebut mengalami tekanan muka air tanah sehingga akan mengurangi safety factor dari lereng tersebut. Selain itu, pengaruh air tanah terhadap kemantapan lereng terletak pada adanya tekanan air pori pada bidang gelincir yang secara efektif akan mengurangi kekuatan geser batuan. 3. Dibandingkan dengan perhitungan modul 2 untuk hasil perhitungan dengan menggunakan metode Fellinius menunjukkan penurunan nilai safety factor katika lereng dari awalnya dalam kondisi kering menjadi kondisi jenuh terlihat bahwa nilai FK berubah dari 1.231 menjadi 0.980 atau terdapat penurunan sebesar 20.4%, untuk perhitungan menggunakan metode bishop menunjukkan penurunan nilai safety factor dari 1.216 menjadi 0.887 atau mengalami penurunan sebesar 27%. Dan untuk perhitungan dengan menggunakan metode Janbu juga menunjukkan penurunan dari 1.254 menjadi 0.865 atau mengalami penurunan sebesar 31%.

Dapat dilihat dari grafik berikut perubahan FK yang terjadi pada lereng dari kondisi kering menjadi kondisi jenuh dengan mengunakan metode Ordinary/Fellinius, Bishop dan Janbu:

(66)

Dengan menggunakan metode Bishop:

(67)

Salah satu kriteria kelongsoran disebabkan oleh adanya muka air tanah yang menyebabkan lereng berada dalam kondisi jenuh. Dengan adanya muka air tanah ini dapat terlihat nilai factor keamanan pada masing-masing metode Bishop, Janbu, dan Fellenius berada dibawah <1. Sehingga dapat disimpulkan bahwa adanya muka air tanah dapat menurunkan nilai factor keamanan lereng karena menyebabkan gaya penahan pada material berkurang.

3.4.3 Perbandingan Hasil dengan Modul 2

Faktor keamanan lereng saat tidak adanya air berkisar antara 1-1.5, namun ketika lereng tersebut mengandung air, factor keamanannya menjadi <1. Sehingga membuktikan bahwa air memberikan pengaruh yang besar terhadap factor kemanan lereng. Lereng lebih baik jika tidak ada pengaruh air yang dibuktikan dengan perhitungan Nilai FK.

(68)

BAB IV KESIMPULAN

Bobot isi, kohesi, dan sudut gesek dalam mempengaruhi dalam menentukan nilai factor keamanan dari suatu lereng. Bobot isi merupakan bobot dari material penyusun lereng. Sehingga bobot isi akan berbanding terbalik dengan nilai factor keamanan. Apabila bobot isi dari suatu batuan makin kecil, maka nilai FK nya akan bertambah besar. Sedangkan, apabila bobot isi dari suatu batuan semakin besar, nilai FK nya akan menjadi kecil. Kohesi akan berbanding lurus dengan nilai dari factor keamanan pada suatu lereng. Jika kohesi dari suatu batuan semakin kecil, maka FK lereng akan semakin kecil. Namun jika nilai kohesi dari batuan semakin besar, maka nilai Fk lereng akan semakin besar. Sudut geser dalam juga berbading lurus dengan factor keamanan dari suatu lereng. Apabila sudut geser dalam dari suatu batuan makin kecil, maka FK akan makin kecil. Sebaliknya apabila sudut geser dalam dari suatu batuan makin besar, maka FK akan makin besar.

Selain itu pemberian beban berupa gempa/getaran pada lereng juga dapat mempengaruhi nilai factor keamanan lereng tersebut. Dari hasil pemodelan yang telah dilakukan terbukti bahwa nilai factor kemanan lereng yang diberikan beban berupa gempa/getaran memiliki FK yang lebih kecil dibandingkan dengan lereng yang tidak diberikan beban berupa gempa/ getaran. Adanya kandungan muka air tanah pada lereng akan menyebabkan lereng tersebut berada dalam kondisi jenuh. Sehingga akan menurunkan nilai factor keamanan pada lereng tersebut.

(69)

DAFTAR PUSTAKA

https://www.scribd.com/doc/46389091/Bishop-Fellenius-and-Janbu (akses: 11 April 2016 pukul 22.17)