DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ...

FIRMANSYAH, 2015 APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN TANAH Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ..................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... v

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG..................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

A. Latar Belakang ............................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3

C. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 4

D. Ruang Lingkup Penelitian ............................................................................. 4

E. Metode Penelitian .......................................................................................... 4

F. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 5

G. Sistematika Penulisan .................................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 7

A. Klasifikasi Gerakan tanah .............................................................................. 7

B. Identifikasi Bidang Gelincir Menggunakan Metode Electrical Resistivity

Tomography (ERT) ........................................................................................ 8

C. Karakterisasi Zona Gerakan Tanah Menggunakan Metode Geoteknik ....... 10

D. Karakterisasi Struktur Mikroskopis Tanah Menggunakan Metode Analisis

Citra Digital ................................................................................................. 11

E. Pendekatan Model Untuk Prediksi Run-Out Gerakan Tanah ...................... 12

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 15


x

A. Alur Penelitian ............................................................................................. 15

B. Analisis Berdasarkan Metode Geofisika ..................................................... 16

1. Pengukuran Geolistrik Resistivitas......................................................... 16

2. Pembuatan Command File ..................................................................... 17

3. Lintasan Pengukuran .............................................................................. 18

4. Pemasangan Elektroda dan Kabel .......................................................... 19

5. Pengukuran Resistivitas Semu ............................................................... 19

6. Pengukuran Elevasi dan Koordinat ........................................................ 20

7. Unduh Data ............................................................................................. 20

8. Pelepasan Elektroda dan Kabel .............................................................. 21

9. Pengolahan Data ERT ............................................................................ 21

C. Analisis Berdasarkan Metode Geoteknik .................................................... 23

1. Pengambilan Sampel Tanah ................................................................... 23

2. Pengujian Sifat Fisik Tanah di Laboratorium Geomekanika LIPI ......... 24

a. Uji Standar ASTM D 2216 Untuk Menentukan Kadar Air (Moisture

Content) .............................................................................................. 24

b. Uji Standar ASTM D 7263 Untuk Menentukan Porositas dan Derajat

Saturasi ............................................................................................... 25

c. Uji Standar ASTM D 5084 Untuk Menentukan Koefisien Rembesan/

Hydraulic conductivity (k) ................................................................. 27

d. Uji Standar ASTM D 422 Untuk Menganalisis Ukuran Butir (Grain

Size Analysis)...................................................................................... 29

e. Uji Standar ASTM D 854-00 Untuk Menentukan Berat Isi dan Berat

Jenis (Specific Gravity) ...................................................................... 32

3. Karakterisasi Struktur Mikroskopis Tanah ............................................. 35

a. Tahap Scanning .................................................................................. 35

b. Tahap Rekontruksi ............................................................................. 36

c. Tahap Analisis .................................................................................... 36

4. Analisis Stabilitas Lereng (Slope Stability Analysis) ............................. 37

D. Pendekatan Untuk Prediksi Run-out Gerakan Tanah .................................. 38


xi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 42

A. Kondisi Geologi Lokasi Penelitian .............................................................. 42

B. Profil Electrical Resistivity Tomography (ERT) ......................................... 44

1. Profil ERT lintasan 1 dalam arah timur-barat (AA’) ............................. 44

2. Profil ERT lintasan 2 dalam arah utara-selatan (BB’)............................ 47

C. Hasil Analisis Menggunakan Metode Geoteknik ........................................ 48

1. Hasil Uji Sifat Fisik Sampel Tanah ........................................................ 48

2. Hasil Analisis Citra Digital .................................................................... 54

3. Hasil Analisis Stabilitas Lereng ............................................................. 56

D. Hasil Perhitungan Run-out ........................................................................... 58

BAB V KESIMPULAN ........................................................................................ 60

A. Kesimpulan .................................................................................................. 60

B. Saran ............................................................................................................ 61

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 62

LAMPIRAN – LAMPIRAN ................................................................................. 67


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi gerakan tanah (adaptasi dari Varnes, 1978) ......................... 7

Tabel 2.2 Klasifikasi kecepatan gerakan tanah (adaptasi dari Cruden dan Varnes,

1996) ....................................................................................................... 7

Tabel 4.1 Sifat fisik tanah dari sampel yang diambil pada lintasan 1 .................. 48

Tabel 4.2 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis mikrostruktur ta-

nah ........................................................................................................ 56

Tabel 4.3 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis stabilitas lereng 57

Tabel 4.4 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis jangkauan pergera-

kan pusat massa tanah........................................................................... 58


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ilustrasi jenis gerakan tanah luncuran rotasi (sumber: http://pubs.

usgs.gov/fs/20 04/3072/) ................................................................. 8

Gambar 2.2 Profil ERT pada lintasan AA’ yang dikorelasikan dengan data

stratigrafi dimana garis putus-putus berwarna putih

mengindikasikan permukaan bidang gelincir (sumber: Colangelo

dan Perrone, 2012)......................................................................... 10

Gambar 2.3 Analisis stabilitas lereng pada ruas jalan raya Cadas Pangeran,

Sumedang dengan hasil perhitungan FK 1,145 (Sugianti, 2012) .. 11

Gambar 2.4 Hasil citra ESEM yang menunjukkan perubahan pori antar-butir

ketika terjadi proses pengeringan (sumber: Romero dan Simms,

2008) .............................................................................................. 12

Gambar 2.5 Hasil rekontruksi citra scanning menggunakan 𝜇 − 𝐶𝑇 𝑆𝑐𝑎𝑛 dengan

warna putih, hitam dan biru mengindikasikan padatan tanah, pori,

dan kadar air (sumber: Kibria dkk, 2014) ..................................... 12

Gambar 2.6 Model 3D dalam memprediksi run-out metode Digital Terrain Model

(DTM) grid spacing (sumber: Safeland, 2010) ............................ 13

Gambar 2.7 Model 3D dalam memprediksi run-out metode Cone (sumber: Jab-

oyedoff dkk, 2008) ........................................................................ 14

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian .................................................................... 15

Gambar 3.2 Alat survei geolistrik multichannel SuperSting R8 IP (a) 8-chanel

resistivity main unit; (b) switch box; (c) kabel; (d) penghubung

antar kabel; (e) elektroda dengan pegas pengait; (f) kabel

penghubung PC/laptop (sumber: www.agiusa.com/agi

catalog.shtml) ................................................................................ 16

Gambar 3.3 Diagram alir pengukuran geolistrik resistivitas ............................... 16

Gambar 3.4 Ilustrasi resolusi data resistivitas semu yang diperoleh menggunakan

konfigurasi (a) Schlumberger; (b) Wenner; (c) Dipol-dipol ......... 17


xiv

Gambar 3.5 Lintasan-lintasan pengukuran ERT pada lokasi penelitian (lintasan 1

garis AA’ dan lintasan 2 garis BB’) (sumber: Google Earth, 2015)

....................................................................................................... 18

Gambar 3.6 Contoh pemasangan kabel dan elektroda yang tertancap pada tanah

....................................................................................................... 19

Gambar 3.7 Contoh pengukuran menggunakan altimeter dan GPS .................... 20

Gambar 3.8 Ilustrasi letak datum dan parameter (a dan n) pada konfigurasi

elektroda dipol-dipol (sumber: Lapenna dkk, 2003) ..................... 22

Gambar 3.9 Komponen Hand Auger ................................................................... 23

Gambar 3.10 Contoh tabung sampel yang telah dilapisi parafin ......................... 23

Gambar 3.11 Tiga buah sampel dengan massa yang berbeda untuk pengukuran

kadar air ......................................................................................... 25

Gambar 3.12 Proses mencetak sampel tanah (a) proses memasukkan sampel

tanah kedalam ring menggunakan extrudder; (b) kondisi sampel

yang telah diratakan bagian atas dan bawahnya ............................ 26

Gambar 3.13 Contoh pengukuran berat sampel tanah basah beserta cawan dan

ring ................................................................................................. 27

Gambar 3.14 Proses pengeringan sampel tanah menggunakan oven .................. 27

Gambar 3.15 Persiapan pengukuran koefisien rembesan (a) contoh sampel tanah

dalam ring yang dimasukkan ke dalam tabung (b) contoh

permukaan dalam tabung yang telah dilapisi oleh parafin cair ..... 28

Gambar 3.16 Komponen alat penguji koefisien rembesan menggunakan metode

falling head .................................................................................... 28

Gambar 3.17 Gambaran umum prosedur pengukuran teknik penyaringan/ peng-

ayakan (sieve analysis) .................................................................. 30

Gambar 3.18 Gambaran umum mengenai prosedur analisis hidrometer ............ 31

Gambar 3.19 Contoh pengukuran berat piknometer dalam kondisi kering ......... 33

Gambar 3.20 (a) Sampel tanah kering yang bermassa sekitar 10-15 gr dan alat

penumbuk; (b) Contoh pengukuran piknometer yang berisi massa

tanah yang telah dihaluskan ........................................................... 33


xv

Gambar 3.21 Proses mengeluarkan udara yang terdapat dalam tanah dengan cara

memanaskan piknometer ............................................................... 34

Gambar 3.22 Metode-metode dalam karakterisasi struktur mikroskopis tanah

(metode yang akan digunakan ditandai dengan warna biru) ......... 35

Gambar 3.23 Tiga tahapan utama dalam proses analisis mikrostruktur meng-

gunakan CTAn............................................................................... 37

Gambar 3.24 Diagram gaya antar irisan menggunakan metode Morgenstern-Price

(sumber: Krishna, 2006) ................................................................ 38

Gambar 3.25 Model gesekan Coulomb sederhana (sebuah blok yang bergerak

pada bidang miring) ....................................................................... 39

Gambar 3.26 Ilustrasi pergerakan pusat massa tanah (berasal dari Jaboyedoff et

al., 2008) ........................................................................................ 40

Gambar 4.1 Peta geologi regional lembar Cianjur-Jawa Barat (sumber: Sudjat-

miko, 1972).................................................................................... 42

Gambar 4.2 Dokumentasi kejadian gerakan tanah di bukit ruas jalan tol

Cipularang Km 100 pada tanggal 12 Maret 2013 (sumber:

Beritarayaonline.com, 2013) ......................................................... 43

Gambar 4.3 Peta kerentanan gerakan tanah lembar Kabupaten Purwakarta

dimana warna merah muda, kuning, hijau, biru mengindikasikan

zona kerentanan pergerakan tanah tinggi, menengah, rendah, dan

sangat rendah secara berurutan (sumber: Pusat Vulkanologi dan

Mitigasi Bencana Geologi) ............................................................ 44

Gambar 4.4 Profil ERT lintasan 1 (AA’) dan lokasi pemboran sampel tanah

(dimana garis putus-putus berwarna hitam mengindikasikan

pendugaan zona bidang gelincir) ................................................... 45

Gambar 4.5 Kondisi tanah pada ketinggian 589 m hingga 610 m dpl ................ 45

Gambar 4.6 Kondisi permukaan pada ketinggian 574m hingga 580m dpl yang

telah dipasang penahan berupa semen ........................................... 46


xvi

Gambar 4.7 Hasil penampang resistivitas 2D bawah permukaan pada lintasan 2

(dimana garis putus-putus berwarna hitam menandakan permukaan

bidang gelincir) .............................................................................. 47

Gambar 4.8 Grafik hubungan porositas tanah terhadap kedalaman .................... 49

Gambar 4.9 Grafik hubungan kadar air tanah terhadap kedalaman .................... 50

Gambar 4.10 Grafik hubungan derajat saturasi terhadap kedalaman .................. 50

Gambar 4.11 Grafik hubungan berat jenis tanah terhadap kedalaman ................ 51

Gambar 4.12 Grafik hubungan berat isi tanah dengan kedalamanan .................. 52

Gambar 4.13 Grafik hubungan koefisien rembesan terhadap kedalaman ........... 52

Gambar 4.14 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 1) ............... 53



Gambar 4.17 Struktur mikroskopis dari sampel tanah pada kedalaman 0–40 cm55

Gambar 4.18 Proses rekontruksi citra volume 3D dari sampel tanah kering ...... 55

Gambar 4.19 Hasil perhitungan FK 1,014 pada bagian bawah lereng ................ 57

Gambar 4.20 Parameter geometri yang digunakan untuk menganalisis kecepatan

dan jarak jangkauan (run-out) pergerakan pusat massa tanah ....... 58


xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel nilai kedalaman efektif (cm) berdasarkan pembacaan hidrome-

ter ..................................................................................................... 67

Lampiran 2 Tabel nilai K yang digunakan untuk perhitungan diameter partikel 68

Lampiran 3 Tabel nilai faktor koreksi (a) untuk berat jenis sampel tanah .......... 69

Lampiran 4 Tabel nilai faktor koreksi suhu (CT)................................................ 70

Lampiran 5 Prosedur menganalisis citra digital menggunakan software CTAn . 71

Lampiran 6 Prosedur menggunakan software CTVox untuk visualisasi volume

3D ..................................................................................................... 77

Lampiran 7 Daftar riwayat hidup ........................................................................ 79


xviii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

SINGKATAN NAMA Pemakaian pertama

kali pada halaman

ERT

DIA

GLE

MP-M

MIP

ESEM

DTM

GPS

SEM

CTAn

FK

LAMBANG

𝜇 − 𝐶𝑇 𝑆𝑐𝑎𝑛

𝜌𝑎

K

∆𝑉

I

n

a

𝑊𝑐

𝑊𝑠

𝑊𝑤

w

n

Electrical Resistivity Tomography

Digital Image Analysis

General Limit Equilibrium

Morgenstern-Price Method

Mercury Intrusion Porosimetry

Environmental Scanning Electron Microscopy

Digital Terrain Model

Global Positioning System

Scanning Electron Microscopy

CT Analyser

Faktor Keamanan

NAMA

Micro-Computed Tomography Scan

Resistivitas semu

Faktor geometri elektroda

Beda potensial

Arus listrik

Nilai kelipatan (integer value, n=1,2,3,...) jarak

dipol (antara katoda dan katoda/ antara

potensial dan potensial)

Berat cawan

Berat padatan

Berat air

Kadar air (%)

Porositas tanah

3

5

10

10

11

11

13

22

38

39

57

2

23

23

23

23

23

23

26

26

26

26

27


xix

e

S

𝜌

𝐺𝒔

k

a

L

A

t

h1

h2

v

D

K

L

P

𝑅𝒄

𝑎

𝐶𝑇

𝐹200

𝛾

𝑠

𝐺𝑠

𝛾𝑜

𝑐′

𝛼

𝑙

m

g

N

HG

x

Void ratio

Derajat saturasi

Massa jenis tanah

Berat jenis sampel tanah

Koefisien rembesan

Luas penampang buret

Panjang sampel tanah

Luas penampang sampel tanah,

Durasi waktu perpindahan air dari atas buret

hingga melewati sampel tanah

Tinggi awal air dalam buret

Tinggi akhir dalam buret

Kecepatan turunnya butir

Diameter butir

Konstanta yang bergantung pada suhu dan

berat jenis butir tanah

Kedalaman efektif

Persentase seluruh sampel tanah yang terdapat

dalam campuran aquades + gliserin + tanah

Pembacaan hidrometer terkoreksi

Faktor koreksi berat jenis

Koreksi suhu

Persentase yang lolos saringan No. 200

Berat isi tanah total

Berat isi tanah kering

Berat jenis

Berat isi acuan

Kohesi

Sudut gesek

Sudut kemiringan bidang gelincir

Lebar irisan

Massa

Percepatan gravitasi

Sudut gesek semu

Gaya normal

Koefisien gesek

Tinggi awal pusat massa tanah

27

27

27

27

30

30

30

30

30

30

30

33

33

33

33

33

33

33

33

33

35

35

35

35

41

41

41

41

43

43

43

43

43

43


xx

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ...

Documents

Transcript of DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ...