Bab IV STABILITAS LERENG

Transkripsi

1 Bab IV STABILITAS LERENG

2 PENDAHULUAN Permukaan tanah tidak horisontal gravitasi enderung menggerakkan tanah kebawah >>> perlawanan geseran tidak mampu menahan longsor. Analisis stabilitas pada permukaan miring Analisa Stabilitas lereng. aktor-faktor yang mempengaruhi hitungan stabilitas lereng : Kondisi tanah yang berlapis-lapis Kuat geser tanah Aliran rembesan.

3 TIPE-TIPE LONGSORAN Longsoran (slides) Jatuhan (falls) Robohan (topples) Sebaran (spreads) Aliran (flows) Kompleks (ombination of types)

4 1). Longsoran (slides) a. Longsoran translasi(translational slides) Merupakan longsoran dengan bidang gelinir datar di sepanjang diskontinuitas atau bidang lemah yang seara pendekatan sejajar dengan permukaan lereng sehingga terjadi gerakan tanah seara translasi Gambar 1. Longsoran translasi

5 Longsoran translasi dibedakan menjadi : Longsoran blok translasional (translational blok slides) Longsoran pelat (slab) Longsoran translasi berlipat (multiple translational slides) Longsoran sebaran (spreading failures) Gambar 2. Pergerakan Blok

6 Longsoran rotasi (rotational slides) Merupakan longsoran akibat gaya yang menyebabkan gerakan berputar pada suatu titik (momen) dan menghasilkan bidang gelinir berbentuk lengkung atau lingkaran. Biasa disebut nendatan (slump) Gambar 3. Longsoran Rotasi

7 Jatuhan (falls), merupakan pergerakan material pembentuk lereng yang sangat epat termasuk batu jatuh bebas, lompatan, dan bergulir ke bawah pada permukaan lereng, atau batu menggelinding atau peahan batu bergerak ke bawah dipermukaan lereng(varnes, 1978). Gambar 4. Runtuhan Batu

8 Robohan (topples), terjadi ketika sejumlah besar batuan atau material lain bergerak ke bawah dengan ara jatuh bebas. Umumnya terjadi pada lereng yang terjal hingga menggantung terutama di daerah pantai. Gambar 5. Runtuhan Batu

9 Sebaran (spreads) Kombinasi dari meluasnya massa tanah dan turunnya massa batuan terpeah-peah ke dalam material lunak di bawahnya (Cruden dan Varnes,1992) Spreads juga merupakan gerakan tanah yang umumnya terjadi kearah samping karena terjadi pada kemiringan-kemiringan atau muka lahan datar / sangat datar. Gambar 6. Sebaran / Spreds

10 Aliran (lows) Gerakan hanuran material ke bawah lereng dan mengalir seperti airan kental dan sering terjadi dalam bidang geser relatif sempit. Aliran tanah (earth flow) Aliran lumpur/lanau (mud flow) Aliran debris (debris flow) Aliran longsoran (flow slide) Gambar 7. Aliran/low

11

12 AKTOR-AKTOR PENYEBAB TANAH LONGSOR 1). aktor Alam a. Kondisi geologi : batuan lapuk, kemiringan lapisan, sisipan lapisan batu lempung, struktur sesar dan kekar, gempa bumi, stratigrafi dan gunung api. b. Iklim : urah hujan yang tinggi.. Keadaan topografi : lereng yang uram. d. Keadaan tata air : kondisi drainase yang tersumbat, akumulasi massa air, erosi dalam, pelarutan dan tekanan hidrostatika. e. Tutupan lahan yang mengurangi tahanan geser, misal tanah kritis.

13 Gambar 9. Lereng Terjal Gambar 10. Batuan yang Kurang Kuat Gambar 11. Tanah yang Kurang Padat dan Tebal Gambar 12. Jenis Tata Lahan

14 2). aktor manusia Akibat aktivitas manusia antara lain : a. Pemotongan tebing pada penambangan batu dilereng yang terjal. b. Penimbunan tanah urugan di daerah lereng.. Kegagalan struktur dinding penahan tanah. d. Penggundulan hutan. e. Budidaya kolam ikan diatas lereng. f. Sistem pertanian yang tidak memperhatikan irigasi yang aman. g. Pengembangan wilayah yang tidak diimbangi dengan kesadaran masyarakat. h. Sistem drainase daerah lereng yang tidak baik.

15 Gambar 13. Akibat Getaran Gambar 14. Penambahan Beban Gambar 15. Pengikisan/Erosi Gambar 16. Material Timbunan pada Tebing

16 Teori analisa stabilitas lerang Analisa stabilitas lereng konsep keseimbangan batas plastis faktor aman dari bidang longsor yang potensial. aktor aman didefinisikan sebagai nilai banding antara gaya yang menahan dan gaya yang menggerakkan: τ τ τ τ d + σ σ d ϕ + + σ σ d d + d τ tahanan geser maksimum disepanjang bid. Longsor τd tegangan geser akibat beban yang terjadi C dan φ parameter geser sepanjang bid. Longsor C d dan φ d parameter geser yg dibutuhkan untuk keseimbangan bid longsor ϕ ϕ ϕ d

17 Analisa stabilitas lereng dengan bidang d + σ ϕ ϕ d ϕ ϕ d d + longsor datar. ϕ σ ϕ 1. Lereng tidak terhingga (infinite slope) a. Kondisi tanpa rembesan d aktor aman lereng setebal H pada bidang longsor Ab dalam lereng yang ridak terdapat aliran γ b + os 2 α. α ϕ α

18 Analisa stabilitas lereng dengan bidang longsor datar. faktor aman - kohesi (kn/m2) φ sudut gesek dalam tanah α sudut kemiringan lereng Untuk tanah yang memiliki nilai f dan, ketebalan tanah pada kondisi kritis H terjadi bila 1 (akan longsor) H 2 γ b os α ( α ϕ ) Untuk tanah granuler pada kondisi kritis (C0), selama α< φ, maka lereng masih dalam kondisi stabil krn >1 ϕ α

19 Analisa stabilitas lereng dengan bidang longsor datar. Untuk tanah kohesif : γ b os α Pada kondisi kritis, 1 γ. H. b os 2 α 2 ( α ) ( α ) b. Pada kondisi dengan rembesan diatas permukaan lereng γ ' ϕ + γ os 2 α. α γ α sat H sat Jenis tanah Granular kohesif Angka aman γ ' ϕ γ α sat γ H α sat os 2. α

20 Analisa stabilitas lereng dengan bidang longsor datar.. Pada kondisi dengan rembesan dibwh permukaan lereng ( γ H + γ H ) + sin α.osα + ( γ' H γ ) ϕ 1 + bh2 ( γ H γ H ) α sat 1 b 2 sat 1 b 2

21 Analisa stabilitas lereng dengan bidang longsor datar. 2. Lereng terbatas (finite slope) Timbunan yang terletak pada tanah asli miring. Maka berat tanah timbunan yang longsor : W 1. C B. γ 2 1 H H 2. γ Dan pada kondisi kritis 1 : 4 C sin β os α H. γ 1 os β ϕ H tinggi lereng kritis sin sin α sudut longsor thd horisontal β sudut lereng tanah C kohesi ( ) ( β α ) β sin α W Na Ta β α P Tr Nr L H

22 Contoh soal Suatu lereng tak terhingga terbentuk dari tanah yang mempunyai berat volume basah 18,6 kn/m3. kuat geser bid kontak tanah dan batu : 20 kn/m 2 dan φ20. pada kondisi tanpa rembesan. a) Jika H8 m dan α 22, tentukan besarnya faktor aman thd bahaya longsor b) Jika α 25, tentukan tinggi H maksimum untuk faktor aman 1 ) Tentukan penyelesaian a dan b jika pada kondisi rembesan terjadi pada permukaan lereng lereng jika berat volume jenuh 20,98 kn/m 3

23 Penyelesaian a. aktor aman 1, os, os b α ϕ α α γ b. Tinggi maksimum ( ) ( ) m H H b 11, os, os 2 2 ϕ α α γ

24 Contoh soal 2 Suatu lereng tak terhingga dipengaruhi oleh rembesan dengan muka air terletak dipermukaan lereng.tentukan faktor aman tersebut terhadap bahaya longsor.diketahui data tanah pada lereng berat volume jenuh 20 kn/m3 H8 m α 22. kuat geser pada bidang longsor : 18 kn/m 2 dan φ20. Penyelesaian : γ ' γ γ sat sat γ w. H os os 20 9,81 10,19 kn 2 + α. α γ ' ϕ γ α sat 10, / m 3 0,78 1 Lereng tidak stabil

25 Penyelesaian a. aktor aman 1, os, os b α ϕ α α γ b. Tinggi maksimum ( ) ( ) m H H b 11, os, os 2 2 ϕ α α γ

26 Analisa stabilitas bidang longsor berbentuk lingkaran 1. Methode of Slie Digunaka pada tanahyang tidak homogen dan aliran rembesan terjadi dlm tanah tidak menentu a. Metode ellinius Mengasumsikan gaya yang bekerja sisi kanan dan kiri dari sembarang irisan mempunyai resultante nol pada arah tegak lurus bidang longsor i n 1 i i 1 i n a panjang lengkung lingkaran W berat irisan tanah U tekanan air pori a + ( W os θ u a ) i 1 W i sin i θ i i i ϕ

27 Analisa stabilitas bidang longsor berbentuk lingkaran b. Metode Bishop disederhanakan Gaya yang bekerja pada sisi-sisi irisan mempunyai resultan nol pada arah vertikal. i n [ ' b + ( W u b ) ϕ '] ( 1 + θ ϕ ' ) i i i i i 1 os θ i i / i n W i sin θ i i 1 bi lebar irisan ke-i (m) W berat irisan tanah U tekanan air pori r u ub W u γ h 1

28 Analisa stabilitas bidang longsor berbentuk lingkaran i n [ ' b + W ( 1 r ) ϕ '] i i u i 1 i n i 1 W i sin os θ θ i i 1 ( 1 + θ ϕ ' / ) i bi lebar irisan ke-i (m) W berat irisan tanah U tekanan air pori

29 Analisa stabilitas bidang longsor berbentuk lingkaran 2. Diagram taylor (1984). Analisa stabilitas lempung denga φ0 Diagram stabilitas lereng lempung digunakan pada lempung homogen jenuh dengan kuat geser undrain yang konstan disembarang Kedalaman u d u u d d d N H H H N γ γ γ

30

31 Contoh soal : Suatu tanah digali sedalam 14 m dengan kemiringan tebing 1,5H : 1 v sampai kedalaman 5 m dibawah permukaan, tanah memiliki γ 17,7 kn/m 3, 25 kn/m 2, dan φ10. dibawah lapisan tersebut tanah mempunyai γ 19,1 kn/m 3, 34 kn/m 2, dan φ24 dan tanah dalam kondisi jenuh. Kondisi galian, lingkaran longsor dan permukaan airfreatis diperlihatkan pada gambar. Berapa faktor aman dari lereng galian tersebut. Penyelesaian : Bidang longsor dibagi dalam 8 irisan. Panjang total bidang horisontal 34,5. masing-masing irisan 34,5/8 4,31 m

32

33 Contoh penyelesaian pada irisan no 6 h1 7,4 m dan lapisan atas h2 5 m W W U 6 6 h ( γ 1. h. b ) + ( γ 2. h. b ) ( 17, ,31 ) + ( 19,1. 7, 4. 4,31 ) 6. γ w. a 6 7, , kn 991 kn Dengan memperhatikan jari-jari dan sudut yang diapit panjang Garis DE 5,45 dan BE 35,6 m Tahanan terhadap longsoran yang dikerahkan oleh komponen kohesi : i a i 25 5, , kn

34 Irisan no Berat W1 φ1 Wios φi Wisin φi Ui ui.ai Wios φi -ui.ai ,3-10,7 1,1 10,75 19,96 31,31 43, ,

35 Tahanan terhadap longsoran oleh komponen gesekan pada kedua lapisan 2817 tan tan 10 1,

36 Contoh soal 2 Suatu galian sedalam 10 m dibuat pada tanah lempung jenuh yang mempunyai berat volume 18,5 kn/m3 dan kohesi 40 kn/m2. lapisan tanah keras pada kedalaman 12 m dibawah muka tanah. Dengan menganggap sudut gesek tanah 0, berapakah kemiringan lereng (β) yang dibutuhkan agar faktor aman 1,5. Penyelesaian aktor kedalaman D 12/10 1,2 u 40 N d 0,144 γ H 1,5. 18,5. 10 Dari diagram taylor diperoleh D1,2 dan Nd 0,144 diperoleh kemiringan β 23 0