Longsoran Busur

H T K B 6 4 2 / G E O T E K N I K T A M B A N G T E R B U K A

R O M L A N O O R H A K I M S A R I M E L A T I

P R O G R A M S T U D I T E K N I K P E R T A M B A N G A N

F A K U L T A S T E K N I K

U N I V E R S I T A S L A M B U N G M A N G K U R A T

LONGSORAN BUSUR (ROTATIONAL FAILURE)

HTKB462 -Longsoran Busur

1

Kondisi Umum


2

Longsoran jenis ini banyak terjadi pada lereng batuan lemah, lapuk atau sangat terkekarkan dan juga di lereng-lereng timbunan.

Bentuk bidang gelincir pada kondisi ini umumnya adalah menyerupai busur bila digambarkan pada penampang melintang

Geometri Bagian-bagian Longsoran Busur (Kliche, 1999)


3

Perkembangan fenomena ketidakstabilan pada lereng model longsoran busur (Giani, 1992)


4

a. Bentuk awal potensi longsoran busur

b. Bentuk lereng setelah material longsoran pertama jatuh

Perkembangan fenomena ketidakstabilan pada lereng model longsoran busur (Giani, 1992)


5

c. Kondisi lereng setelah material longsoran dipindahkan

d. Longsoran berikutnya yang terjadi akibat pemindahan material longsoran pertama

Longsoran busur pada batuan lunak dan batuan lemah


6

Pada lereng batuan lunak atau lemah, longsoran dapta terjadi sepanjang permukaan busur.

Pada batuan lunak seperti gipsum, garam, atau talk, parameter kekuatan matriks batuan sangat berpengaruh, sedangkan keberadaan struktur saja jarang bisa menggerakkan bidang gelincir.

Pada batuan lemah, volume satuan batuan bisa sangat kecil sehingga mengizinkan permukaan longsor menemukan garis pertahanan terlemah yang melalui lereng sepanjang garis tegak atau busur.

Analisis Kestabilan Lereng pada Batuan Lemah dan Batuan Lunak


7

Pada kasus batuan lunak, kriteria Mohr-Coulomb dapat digunakan untuk menjelaskan ketahanan geser material

Pada kasus batuan lemah, kriteria Hoek-Brown dapat digunakan untuk menilai kekuatan geser sepanjang permukaan longsoran yang dinilai

Analisis kestabilan juga dapat digunakan sebagai sarana untuk menemukan geometri lereng yang stabil

Analisis Kestabilan


8

Metode yang banyak digunakan untuk menganalis jenis longsoran ini adalah Metode Felenius atau Swedia, Metode Bishop (1955), Metode Janbu (1954), dan analisis numerik menggunakan metode elemen hingga (finite elemen method/FEM) atau metode elemen beda (distinc elemen method/DEM).

Namun untuk keperluan praktis -- misalnya kajian geoteknik pada analisis kelayakan pendahuluan (preliminary feasibility study) -- Hoek & Bray (1983) telah menuangkan dalam bentuk diagram.

A N A L I S I S L O N G S O R A N B U S U R


9

Metode Hoek & Bray

Pendahuluan


10

Metode ini merupakan cara yang sangat mudah, cepat, dan hasilnya dapat dipertanggungjawabkan

Metode ini juga dapat dipakai untuk desain awal dari suatu lereng di mana Faktor Keamanan yang dihasilkan masih sangat global

Longsoran yang terjadi menggunakan bidang luncur berupa busur lingkaran

Metode ini sangat tergantung pada :

a. Tinggi permukaan air tanah pada lereng

b. Jenis material

Dalam metode ini material (tanah/batuan) dianggap homogen dan kontinyu. Akan tetapi jika memang terdapat suatu struktur besar seperti sesar yang membagi lereng tersebut, maka parameter dapat ditentukan dengan mempertimbangkan tebal dari bidang tersebut

Kondisi Air Tanah


11

Circular Failure Chart Number 1


12



13



14



15



16

Cara Menentukan Faktor Keamanan (F) Menggunakan Diagram


17

1. Siapkan data batuan dari hasil uji lab yang terdiri dari (densitas), c (kohesi), dan (sudut geser dalam). Buat geometri dari lereng sehingga diperoleh tinggi dan kemiringannya. Tentukan kondisi air tanah yang ada dan sesuaikan dengan gambar, pilih yang paling tepat atau yang paling mendekati.

2. Hitung nilai c

.H.tan , kemudian plot pada

lingkaran terluar dari diagram yang dipilih.

3. Ikuti jari-jari mulai dari angka yang diperoleh pada langkah ke-2 sampai memotong kurva yang menunjukkan kemiringan lereng.

4. Dari titik pada langkah ke-3, kemudian ditarik dari kiri dan ke bawah untuk mencari nilai tan

dan

c.H.FS

.

5. Hitung faktor keamanan (FS) dari kedua nilai yang diperoleh dari langkah ke-4 dan rata-ratakan.

Cara Mendesain Lereng dengan Faktor Keamanan Tertentu


18

1. Tentukan nilai F yang diingikan, misalnya mengacu pada peraturan pemerintah atau aturan kebiasaan

(rule of thumb). Hitung nilai tan

atau c

.H.FS.

2. Plot sepanjang garis nilai tan

atau c

.H.FS, kemudian

baca nilai

..tan pada setiap sudut 10, 20, 30,

40, 50, 60, 70, sampai 80.

3. Dari nilai ini dapat ditentukan tinggi timbunan (H) yang sesuai untuk setiap kemiringan lereng.

Desain untuk lebih dari satu batuan pembentuk lereng tambang


19

Jika terdapat beberapa lapisan pada lereng tambang, maka digunakan parameter c, , dan tan hasil pembobotan rata-rata berdasarkan tebal lapisan batuan pada penampang lereng yang dianalisis.

Rumus parameter rata-rata terbobot contoh untuk dua lapisan batuan

Kohesi, c = 1.1+2.2

1+2

Sudut geser dalam, = 1.1+2.2

1+2

Densitas, =1.1+2.2

1+2

Desain untuk lebih dari satu batuan pada lereng timbunan


20

Material pada lereng timbunan tercampur sehingga digunakan properties (sifat fisik dan mekanik material yang terlemah).

Misalnya, material timbunan terdiri dari mudstone dan sandstone di mana pada nilai FK yang sama diperoleh grafik hubungan antara tinggi dan sudut timbunan seperti terlihat pada gambar, maka dipilih desain lereng untuk mudstone (grafik terbawah) karena desain ini sudah pasti aman untuk sandstone.

Desain yang lebih konservatif adalah menggunakan asumsi persimis bahwa material timbunan sudah tidak memiliki kohesi, sehingga sudut lereng harus kurang dari atau sama dengan sudut geser dalamnya (angle of repose) material terlemah.



21

Metode Irisan : Felenius, Bishop dan Janbu

Pendahuluan


22

Untuk analisis kemantapan lereng pada material lemah seperti tanah atau batuan laupk, dianjurkan menggunakan metode ini.

Metode Bishop dianggap metode analisis kemantapan lereng paling teliti dari metode analitik yang berdasarkan prinsip kesetimbangan batas.

Untuk perencanaan/desain lereng dengan resiko tinggi di mana diperlukan perhitungan yang teliti metode ini cukup memadai.

Untuk mencapai ketelitian dan kehandalan perhitungan, data-data yang digunakan harus cukup mewakili kondisi sebenarnya. Parameter kekuatan dan data air jug ahrus merupakan hasil penyelidikan yang teliti


23

Untuk lereng yang kompleks atau selain tanah dan batuan lunak dianjurkan menggunakan metode Hoek & Bray atau analisis metode elemen hingga.

Bila massa batuan terkekarkan secara jelas maka metode elemen distinct (DEM) mungkin dapat memberikan hasil yang lebih baik.

Pendahuluan

Faktor Keamanan


24

Faktor keamanan adalah perbandingan kekuatan gesr batuan yang ada dengan kekuatan geser yang diperlukan untuk mempertahankan kemantapan. Besarnya kekuatan yang diperlukan kemantapan lereng adalah sama dengan tegangan yang mendorong terjadinya kelongsoran berupa beban akibat gaya berat

Perbandingan


25

Metode Felenius digunakan untuk material homogen. Jika materialnye berlapis, misalnya pada batuan sedimen, digunakan c dan yang paling bawah pada irisan tersebut.

Metode Bishop menganggap permukaan bidang longsor berbentuk busur dan sisi gaya horizontal, analisis memberikan gaya vertikal dan kesetimbangan momen keseluruhan.

Metode Janbu mengizinkan bidang longsor dalam bentuk apapun dan menganggap gaya horizontal sama pada setiap irisan, analisis memberikan kesetimbangan gaya vertikal.

Nonveiller (1965) menyimpulkan bahwa metode Janbu memberikan faktor keamanan yang lebih tepat jika digunakan pada permukaan bidang longsor yang dangkal (umumnya pada batuan dengan sudut geser dalam lebih dari 30), namun terdapat error dan sebaiknya jangan digunakan pada permukaan bidang longsor yang dalam dengan sudut geser dalam kecil

Metode Bishop : Geometri Lereng


26

Lokasi pusat lingkaran bidang longsoran busur


27

Metode Bishop : Geometri Irisan dan FK


28

Metode Janbu: Geometri Lereng


29

Metode Janbu : Geometri Irisan dan FK


30



31

Analisis Numerik: FEM dan DEM

Metode Pencegahan Longsoran


32

Pelandaian lereng merupakan upaya perbaikan paling umum yang mampu meberikan peningkatan kondisi kestabilan lereng

Pemindahan potensi material tidak stabil memerlukan pekerjaan konsolidasi (pemadatan) yang perlu kehati-hatian

Pada kasus khusus, filling (pengisian) dan drainage (penyaliran) merupakan pendekatan metode konsolidasi

Filling dapat dilakukan pada toe dengan tujuan membangun tanggul dalam rangka menstabilkan lereng

Penyaliran dilakukan pada permukaan lereng terendah untuk mengurangi beban akibat kandungan air pada lereng

Referensi


33

Giani, G.P. 1992. Rock Slope Stability Analysis. Rotterdam, A.A. Balkema Publisher.

Hoek, J. & Bray, E. 1981. Rock Slope Engineering. London, Institution of Mining and Metallurgy.

Kliche, C.A. 1999. Rock Slope Stability. Littleton, Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. (SME)

Wyllie, D.C. & Mah C.W. 2004. Rock Slope Engineering. New York, Taylor & Francis.

Tugas 1 : Desain Lereng Waste Dump dan Stockpile


34

Batuan Density ()

kN/m3 Sudut Gesek Dalam ()

Kohesi (C)

kPa

Batubara 13.8 43.06 196

Batupasir 22.89 31.65 109.08

Batulempung 21.14 26.588 98.68

Tabel 2.1. Data Sifat Fisik dan Mekanik Batuan

Bagaimana rancangan geometri (tinggi dan kemiringan) lereng waste dump dan stockpile yang diharapkan memiliki angka faktor keamanan (FS) 1.3 jika diasumsikan air yang terserap mukanya bisa mencapai seperempat tinggi lereng timbunan pada bagian toe ?

Longsoran Busur

Documents

Transcript of Longsoran Busur