BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

(1)

BAB lll. lletodolooi Panelitian i l r - 1 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pendahuluan

Hasil perhitungan stabilitas lereng pada timbunan dan galian akibat beban gempa sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter, diantaranya adalah: kelas tanah, kedalaman batuan dasar, tinggi timbunan/ kedalanan galiaA kemiringan lereng, input motion dan percepatan pada batuan dasar. Dalam studi ini beberapa parameter diambil sebagai parameter variabel sedangkan parameter lainnya dianggap sebagai parameter tetap.

Studi ini akan membandingkan dan mencari hubungan angka keamanan lereng dengan Analisis Statik Ekuivalen dan Analisis dinamik. Selama ini hasil dari Analisis Dinamik yang biasanya diperhatikan adalah alihan tetap yang terjadi pada akhir gempa. Untuk mendapatkan angka keamanan (SF-dinamik minims6) selama berlangsrmgnya _{gempa dapat dianalisa dengan bantuan prognm QuakeW dan} Sl opelW (G e o-Sl _{ope ffi c e).}

3.2, Parameter dan Propertis DinamikTanah

Analisis akan dilakukan pada kasus timbunan dan galian dengan material. tanah di variasikan pada tiga kelas tanah (Sc, So 6a1 Se) berdasarkan keceparan gelombang geser rata-rata tanah yang mengacu pada Uniform Building Code (JBC),

L997, dengan kriteria sebagai berikrr:

Model material yang digunakan pada analisa dinarnik dengnn _{Qwkdw adalah} model Equivalent Linear, dimana pada model ini parameter masukannya antara lain:

Golongan Jenis Tanah Kriteril

Vs (m/ dt) Nrspn Cu (kPa)

Sa Batuan Keras > 1500

Se Batuan 760 - 1500

Sc Tanah sangat padatl batuan lmak 360 -760 > 5 0 > 100 So Lempungkaku 180 - 360 1 5 - 5 0 50 * 100 Sr Lempung lunak < 180 < 5 0 Sr Mensyaratkan evaluasi kfiusus

Tanah liquefiable, sangat sensitif" gambr4 lempung plastisias sangat tings (PI> 75), lempung lunak - medium yang sangat tebal (> 36 m)

(2)

BAB lll. tctqdolpoi Penelitian il - 2 Modulus Geser (G),poisson ratio v dandompingratio. Sedangkan pada perhitungan stabilias lereng dengan Slope/W menggunakan metode tegangan elemen hingga (stress _{finite elemefi) yang didasarkan pada persauraan}keseimbangan batas dengan model tanah Mohr€oulomb.

Pada Analisis Statik Ekuivalen digunakan bantuan program Plaxis dengan menggunakan model material Mohr4oulomb dan angka keamanan dihitung dengan metode e/phi re&rction.

Hubunmn Modulus Elastisitas (E) , Modulus Geser (G) dan Kecepatan dan Kecepatan Gelombang Geser (Vs) adatah sebagai berikut:

Y s =

(1+v[l-2v) _^ _E

( t =

-2(l+v) Gelombang Tekan (Vp) dan

tE"d

rP = J-l p

Dimana: Eoed - $-v)E

p = L

g

y: berat isi total dan g: percepatan gravitasi (9,8 m/s2) 3.3. Data Gempa

Pada studi iu input motion yang digunakan adalah input motion sintetik gempa Subduction Medan dan Strike-Slp Medan (flendarto, 2005) yang didapatkan dari keluaran program EZ-FRISK masing-masing untuk periode ulang 500 tahrm.

3.4. Pemodelan drn Kasus yang akan ditinjau

Studi ini akan dilakukan pada sebuah model timbrman dan galian dengan kedalaman batuan dasar 30m dan 100m, tanah dianggap homogen sampai pada kedalaman batuan dasar. Tingg timbrman dan kedalaman galian adalah 8m. Lebar atas timbuan 40 m, kemiringan lere,ng l:2. Pemodelan dilakukan setengnh konsfruksi scperti pda ga$tbar dibaunah ini:

Gb. 3.1. Pemodelan untuktimbunan

b.n _G-+ _F8AFolg.olg

(3)

't -.-r.+ pB{rOlE0.{s

Gb. 3.2. Pemodelan untuk galian

Pada studi ini dilakukan pemodelan dengan memberikan variasi pda lapisan tanah, inprt motion dan besarnya PBA dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh masing-masing parameter _{terhadap stabilias lereng timbunan dan gplian. Kasus} pemodelan sebanyak 96 kasus dari 3 variabel lapisan tanah, 2varjatrul input motion,4 variabel percepatan _{gempa di batuan dasax (PBA) dan 2 variabel pemodelan} konsfruksi.

A. Kagus Timbunen: Kedalaman Batuan l)asar lt=30m Tinjauan kasus Kondisi laoisan tanah InputMotion PBA Kasus 1 Sc Subduction 0.1s Kasus 2 Sc Subduction

02s

Kasus 3 Sc Subduction 0.3s Kasus 4 Sc SuMuction 0.4s

Kasus 5 Sc Strike-Slio 0.1e

Kasus 6 Sc Strike-Slio 0.2s

Kasus 7 Sc Sfike-Slio 0.3g

IGsus 8 Sc Strike-Slio 0.4e

Kasus 9 So SuMuction 0-1s

Kasus 10 Sn SuMuction

0.2s

Kasus 11 So Subduction 0-3e

Kasus 12 Sn Subduction 0.4e

Kasus 13 Sn Strike-Slio 0-le

Kasus 14 So Strike-Slio 0-2e

Iftsus 15 So Strike-Slio 0,3g

Kasus 16 So Strike-Slip o,4g

Kasus 17 Ss SuMuction 0 . l e

Kasus 18 Sn SuMuction

02s

Kasus 19 Ss Subduction 0.3e

Kasus 20 SB Subduction 0.4e

Kasus 21 Ss Strike-Slip 0.1s

Ifusus

22

Sp Strike-Slip

o,2g

Kasus 23 Sr Strike-Slip 0,3g

IGsus 24 Sr Stike-Slip 0,49

(4)

BAB lll. tetodolooi Penelitian !lL:4 B. Kasus Timbunan: Kedalaman Batuan l)asar lFlfi)n

Tinjauan kasus

Kondisi lapisan tanah

lnput Motion PBA

Kasus 25 Sc Subduction 0 - l s

Kasus 26 Sc Subduction 0-2s

Kasus 27 Sc Subduction 0-3s

Kasus 28 Sc Subduction 0.4e

Kasus 29 Sc Strike-Slip 0.1e

Kasus 30 Sc Strike-Slip 0.2s

Kasus 32 Sc Strike-Slip o,4g

Kasus 33 So Subduction 0.1e

Kasus 34 So Subduction

o,2g

Kasus 35 Sn Subduction 0,3g

Kasus 36 So Subduction 0.4e

Kasus 37 Sn Strike-Slip 0.1e

Kasus 38 So Strike-Slip 0.2e

Kasus 39 So Strike-SIip 0.3e

Kasus 40 Sn Strike-Slip 0,49

Kasus 41 Se Subduction 0.ls

Kasus 42 SB Subduction 0.2s

Kasus 43 Sr Subduction 0.3e

Kasus 44 SB Subduction 0.4s

Kasus 45 SB Strike-Slip 0 - 1 E

Kasus 46 SB Strike-Slio 0-2s

Kasus 47 Sr

srike-slio

0-3e

Kasus 48 Ss Strike-Slio 0-4e

C. Kesus Galian: Kedrlanan Batuan I)asar I)=30m Tinjauan

kasus

Kondisi lapisan tanalt

InputMotion PBA

Kasus 50 Sc SuMuction 0-2s

Kasus 53 Sc Sfrike-Slio 0 . l e

Kasus 54 Sc Strike-Slio 0.2s

Kasus 55 Sc Shike-Slip 0.3s

Kasus 57 Sn SuMuction 0.1e

Kasus 58 Sn Subduction 0.2s

Kasus 60 So SuMuction 0.4e

Kasus 6l So Strike-Slip 0.1e

Kasus 62 Sn Strike-Slio 0,29

Kasus 63 SD Strike-Slip o,3g

Kasus 64 Sn Strike-Slip 0-4s

(5)

BAB lll. iletodolooi Penelitian

Kasus 65 Sr'. SuMuction 0.1e

Kasus 66 Sn SuMuction 0,29

Kasus 67 Sn SuMuction 0.3s

Kasus 68 Sp Subduction 0.4e

Kasus 69 Se. Strike-Slip 0.1e

Kasus 70 Se Strike-Slio 0.2s

Kasus 71 Se Strike-Slio 0.3e

Kasus 72 Ss Strike-Slip 0.4e

|tr-5

D. Kasus Galian: Kedaleman Batuan Ilasar Itslfi)m

Tegis tagicter Tinjauan kasus Kondisi lapisan tanalt lnputMotion PBA

Kasus 73 Sc SuMuction 0.1e

Kasus 74 Sc Subduction 0.2s

Kasus 75 Sc Subduction 0.3s

IGsus 78 Sc Strike-Slio A,2s

Kasus 80 Sc Stike-Slio 0Ae

Kasus 81 Sn Subduction 0 - 1 s

Kasus 83 So Subduction 0-3s

Kasus 84 So Subduction 0-4e

Kasus 85 So Strike-Slio 0-ls

Kasus 86 So Strike-Slio 0,29

Kasus 87 SD Strike-Slio 0-3e

Kasus 88 So Strike-Slip 0.4e

IGsus 89 Se Subduction 0.1e

Kasus 90 Sr Subduction A,2g

Kasus 9l Sn Subduction 0,3g

Kasus 92 Se Subduction 0.4s

Kasus 93 Se- Strike-Slio 0.1e

Kasus 94 Se. Strike-Slip 0.2s

Kasus 95 Sr Strike-Slip 03s

(6)

BAB lll. iletodolooi Penelitian

3.5. I)iagram Alir Metodologi Penelitian.' A. Analisis Dinamik QuahelW:(inttialfile) - Kondisi awal - Analisa Statik - Static Bomdary Oatput: - Percepatanmalcsimumpda permukaan (PGA) QuakelW:

- Kondisi awal: dari Initial file - Analisa Dinamik input motion - Anamics Boundary

Slope/W:

- Metode: Elemen hingga (dari file Quaken/V)

Output:

- Kurva: SF Dinamik vs Waktu - SF-Dinamik minimum

Program Geo-Oflice

B. Analisis StatikEkuivalen dengan Plaxis Inpat:

- Geometri model

- Standard Fixities Boundary

Calculalon:

- Multiplier acceleration: PGA (g) - Angka keamanan : c/phi reduction

Output:

- SF-statik ekuivalen

(7)

BAB !f1. Uolodolooi Penelitian Ittputt - Input Motion - PBA - Tinggl Timbunan H(4m-16m) I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Inpat: - PGA -ky (0,1-0,7) - Tingg Timbunan H(4m-16m) Perhitungan Statik Ekuivalen (Pluris) Perhitungan Dinamik (QuakeAil) - SF StatikEkuivalen - PGA - SF Dinamik minimum

- Ratio SF dinamik/ SF stat.equi - Gralik SF dir/ SF stat.equi vs fp

(setiap Htertentu)

- Tentukan fn rekomendasi dimana SF dirl SF stat. Equi = I

(setiap H tertentu)

C. Menentukan Faktor Reduksi Gempa (fa) untuk Analisa Statik Ekuivalen pada Kasus Timbunan dengan berbagai Tinggi Timbunan (E)

(8)

BAB llf. Metodolooi Penelilian

D. Menentukan Faktor Reduksi Gempa (f$ untuk Analisa Statik Ekuivalen pada Kasur Galian dengan berbagai Kedalaman Galian (d)

Inpatr, - Input Motion . PBA - Kelaman Galian d (4m-16m) I I ! t I I I I I I I I I I a I I I t I I I a I I I a I I I I I I I I I InpW: . PGA -fR (0,1-0,7) - Kedalaman Galian d (4m-16m) Perhitungan Statik Ekuivalen (Plaxis) Perhitungan Dinamik (Quake$ - SF Statik Ekuivalen - PGA (g) - SF Dinamik minimum

- Ratio SF dinamil/ SF stat.equi - Grafik SF dinl SF stat.equi vs fn

(setiap d tertentu)

- Tentukan fn rekomendasi dimana SF did SF stat. Equi = I

(setiap d tertentu)

3.6. Analisis dari Hasil perhitungrn

Setelah mendapatkan keluaran perhitungan dengan metode-metode yang dilakukan, selanjutnya dilakukan analisis dengan tujuan untuk mendapatkan:

l. Hubungan pararneter variabel tsrhadap angka keamanan yang teuadi pada model timbunan pada Analisis Dinamik maupun Analisis Statik Ekuivalen. 2. Hubungnn angka keamanan dari hasil Analisis Dinamik terhadap Analisis

Statik Ekuivalen

3. Faktor Reduksi Gemp (fa) rekomendasi untuk Analisa Statik Ekuivalerl baik dalam kasus timbunan maupun galian.

i l r - 8