Post on 19-Jan-2016
Stabilitas Lereng
Dr. Ir. Anwar Khatib, M. Eng.Jurusan Teknik Sipil (S1)Universitas Islam Riau
Isi
A. Stabilitas lereng kondisi statisB. Stabilitas lereng pada gempa/
seismik
A. Stabilitas lereng kondisi statis1. Pendahuluan2. Teori analisis stabilitas lereng3. Analisis stabilitas lereng dengan bidang
longsor datar4. Analisis stabilitas lereng dengan bidang
longsor lingkaran5. Metode irisan6. Pemilihan parameter kuat geser tanah
untuk analisis7. Perbaikan stabilitas lereng
1. Pendahuluan Pada permukaan tanah yang miring: jika
komponen gravitasi sedemikian besar melampaui perlawanan geser yang dapat dikerahkan oleh tanah, maka akan terjadi longsor
Gerakan tanah yaitu gerakan menuruni lereng oleh massa tanah dan atau batuan penyusun lereng akibat terganggunya kestabilan tanah atau batuan tsb (Karnawati, 2001)
Analisis stabilitas digunakan untuk mengecek keamanan lereng terhadap bahaya longsor/ keruntuhan
Tipe lereng
Lereng galian
Lereng alam
Lereng urugan/ timbunan
Bagian-bagian longsoran
Ujung Kaki
Tubuh utama
Gawir utama
Gawir minor
Zona
akumulasi
Zona
pengurangan
Mahkota
Zona patahan longitudinal
Jenis-jenis gerakan massa
Runtuhan Robohan Longsoran (rotasi dan translasi) Aliran Kompleks (campuran dua atau
lebih jenis gerakan)
Bentuk-bentuk bidang longsor
Bidang datar (planar/translation slides): longsoran pada suatu bidang atau lebih membentuk sudut dengan horizontal. Gerakan umumnya bergeser (translasi)
Bidang lengkung (rotational slides): bidang longsor berbentuk busur lingkaran cekung ke atas
Bidang datar (Hutchinson, 1988): Sheet slides; gerakan translasi pada
lapisan yang sangat tipis, jenis material bergradasi dan kering
Slab slides; bila terdapat perbedaan mencolok antara lapisan sangat lunak berada di atas lapisan padat
Peat slides; bidang terjadi pada lapisan gambut di antara lapisan tanah/ batuan
Rock slides; gerakan batuan pada satu bidang datar atau lebih
Rockslide Batuan bergerak karena tak ada yang
menahan Umumnya memerlukan suatu
permukaan yang rendah friksi
Rockslide like a clay layer, once it’s wet...
Bidang datar (Hutchinson, 1988):
Sudden spreading failure; terjadi pada lepisan lempung jenuh di atas endapan/ lapisan batuan, khususnya lapisan pasir/ lanau di antara lapisan tanah lempung (lensa-lensa) pasir akan terjadi peristiwa likuifaksi
Debris slides; terjadi pada lapisan tanah yang tipis dengan kondisi membeku
Conto
h d
eb
ries
Debries Aliran runtuhan/ debris flows
menuju dasar lereng dari material relatif granular
> 50% partikel aliran runtuhan adalah lebih kasar dari pasir
Gerakan dapat sangat lambat atau sangat cepat, bergantung kondisi topografi
Bidang lengkung
Tiga tipe utama bentuk longsoran (Hutchinson, 1988):
1. Satu lingkaran2. Lebih dari satu lingkaran3. Terbentuk secara berturut-turut
a). Longsoran melalui kaki lereng b). Longsoran melalui dasar lereng
a) Tipe longsoran lebih dari satu lingkaran b) Tipe longsoran terbentuk secara berturut-turut
Bentuk umum yang terjadi pada longsoran tanah
(a) Planar (b) Multi planar (c) Circular (d) Non circular/ komposit (Sugiharto, 2005)
Tipe bidang longsor yang umum terjadi di Indonesia Bid longsor lingkaran Bid longsor datar tipe slab slides atau rock
slides Kadang kala gerakan longsoran
merupakan gerakan yang sangat kompleks, misalnya kombinasi rotational slides, translational slides, atau bentuk lainnya.
Umumnya penanggulangan didasarkan atas bentuk-bentuk longsoran yang terjadi
Penyebab longsor (Terzaghi, 1950)
Akibat pengaruh luar (external effects)
Akibat pengaruh dalam (internal effects)
Akibat pengaruh luar: pengaruh yang menyebabkan bertambahnya gaya geser tanpa adanya penambahan kuat geser tanah1. Penambahan beban lereng (bangunan
baru, beban air infiltrasi/ genangan, beban dinamis tumbuhan tertiup angin, vibrasi, peledakan, injakan kaki hewan)
2. Penggalian/ pemotongan/ erosi tanah kaki lereng
3. Penggalian mempertajam kemiringan
Akibat pengaruh dalam: longsoran terjadi tanpa adanya perubahan kondisi luar atau gempa
1. Rapid draw-down (pengurangan gaya angkat dan penambahan beban lereng, kenaikan beban meningkatkan tegangan geser)
2. Kenaikan tekanan lateral air tanah (air yang mengisi retakan mendorong ke arah lateral)
3. Penurunan kuat geser tanah akibat kenaikan kadar air, kenaikan tekanan air pori, tekanan rembesan oleh genangan air dalam tanah, tanah ekspansif, dll. Gaya geser pada volume konstan dapat diikuti berkurangnya gaya inetrgranular—likuifaksi (’=0)
4. Gempa bumi
Pengaruh iklim Tanah dekat permukaan, kuat geser berubah
dari waktu ke waktu bergantung iklim Tanah tertentu bersifat ekspansif, kuat geser
sangat rendah di musim hujan, dipakai kuat geser tanah saat tanah jenuh air
Berpengaruh pada lamanya air/ salju pada lereng
Berpengaruh pada tipe dan jumlah vegetasi Temperatur terkait pelapukan
Contoh kelongsoran: Kasus Kelok Indah-Maret 2008
Perhatikan dengan seksama foto-foto berikut
Analisislah tentang penyebab longsoran
Inilah foto-fotonya
Penjelasan lihat slide Longsor Kelok Indah
Pengaruh rangkak (creep) Sangat lambat Tanah miring dipengaruhi siklus kembang
susut akibat perubahan temperatur (musim hujan, kemarau, pembekuan air di daerah dingin)
Saat mengembang, tanah melawan grafitasi, saat menyusut tanah turun dibantu grafitasi
Hasilnya, gerakan perlahan lereng turun ke arah bawah
Perhatikan pagar dan pangkal pohonfrom D. Schwert, NDSU
Kelas A, B, C dan D 11 – 04 - 2011
2. Teori analisis stabilitas lereng
Didasarkan pada batas plastis keseimbangan (limit plastic equilibrium)
Maksud analisis: menentukan faktor aman dari bidang longsor potensial
Anggapan-anggapan Kelongsoran terjadi di sepanjang permukaan
bidang longsor tertentu dan dapat dianggap sebagai masalah 2D
Masa tanah yang longsor dianggap sebagai benda masif
Tegangan geser pada setiap titik sepanjang bidang longsor tidak bergantung dari orientasi permukaan longsor, atau kuat geser tanah dianggap isotropis
Faktor aman didefinisikan dengan memperhatikan tegangan geser rata-rata dan kuat geser tanah rata-rata sepanjang permukaan longsoran. Jadi kuat geser tanah mungkin terlampaui di titik-titik tertentu pada bidang longsornya
Faktor aman Perbandingan gaya menahan dengan
gaya yang menggerakkan: SF = RF/DFSF > 1 lereng stabilSF < 1 lereng tidak stabilatau:
SF = /d = tahanan geser maksimum tanah d = tegangan geser akibat gaya berat tanah
yang akan longsor
tahanan geser maksimum tanah
= c + tan tegangan geser yang bekerja
d = cd + tan d
Faktor aman:
d
SFSF
SFSF
cc
c
cSF
tan
tan ,
c
c
:komponen masingmasingUntuk
tantan
:ditulis puladapat
tan
tan
dc
dd
dd
3. Analisis stabilitas lereng:bidang longsor datar
a) Lereng terbatas tanpa rembesan b) Lereng terbatas dengan rembesan
L
H
R
Nr
Bidang longsorTr
Na
Ta
E
E
B
A
Batu
W
a
b
c
dL
H
R
Nr
Bidang longsorTr
Na
Ta
B
A
Hcos
Hcos2
W
a
b
c
d
Garis ekipotensial
Garis aliran
Lereng terbatas tanpa rembesan
sinsin
coscos
bidang terhadap reaksidan ,adalah berat Reaksi
sincos
cos
sin
cos
cos
cos
)1(
2
WRT
WRN
ABRRW
HL
LH
A
T
HL
LH
A
N
LHW
r
r
a
a
tantancos
1
:diperolehdapat 1 Pada
tan
tan
tancos
:diperoleh dan Substitusi
tantancos
tancoscossin
tancos
tan
2
2
2
2
2
cH
SF
H
cSF
SFSF
H
c
HcH
Hc
c
cr
c
dd
dd
ddd
ddd
Lereng terbatas tanpa rembesan
L
H
R
Nr
Bidang longsor
Tr
Na
Ta
E
E
B
A
Batu
W
a
b
c
d
Lereng terbatas dengan rembesan
sinsin
coscos
bidang terhadap reaksidan ,adalah berat Reaksi
sincos
cos
sin
cos
cos
cos
)1(
2
WRT
WRN
ABRRW
HL
LH
A
T
HL
LH
A
N
LHW
r
r
satsata
satsata
sat
Lereng terbatas dengan rembesan
L
H
R
Nr
Bidang longsor
Tr
Na
Ta
B
A
Hcos
Hcos2
W
a
b
c
d
Garis ekipotensial
Garis aliran
tan
tan'
tancos
:diperoleh dan Substitusi
tan'
tancos
tancos'cossin
tancos'
tancoscos
cos pori,air tekanan
tan'
tan'
2
2
2
2
22
2
wsat
c
dwsat
d
ddsat
ddd
dwsatdd
w
ddd
ddd
H
cSF
SFSF
H
c
HcH
Hc
HHc
Hu
uc
c
Bidang longsor planar lereng terbatas
Dapat terjadi pada lereng dengan dasar galian pada tanah yang stabil, atau timbunan baru di atas timbunan lama atau batuan
2
a
a
sinsinsin
)sin(
2
1
sin
)1(
sincossinsin
)sin(
2
1
sin
)1(
bidang padageser dan normalegangan komponen t
sinsin
)sin(
2
1
cotcot2
1
))(1)((2
1
H
H
T
AC
T
H
H
N
AC
N
AB
HW
HHW
CBHW
a
a
cos1
cossin4
),( kritisan keseimbang pada lereng maksimum Tinggi
cossin
cos1
4dan
2
:)maksimum dimana (pada kritislongsor Bidang
sin
tancossin)sin(
2
1
tansincossinsin
)sin(
2
1sin
sinsin
)sin(
2
1
diperoleh,dan substitusi
tan
bidang pada rata-ratageser Tegangan
cr
2
cH
cc
Hc
c
Hc
HcH
c
AB
cr
dd
d
dd
d
d
dd
dd
d
ddd
Wassalam...