STUDI ELEMEN HINGGA MODEL HIPERBOLIK DAN MODEL ELASTO-PLASTIS HIERARCHICAL SINGLE SURFACE TESIS

Transkripsi

1 STUDI ELEMEN HINGGA MODEL HIPERBOLIK DAN MODEL ELASTO-PLASTIS HIERARCHICAL SINGLE SURFACE TESIS Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan magister pada Program Studi Pasca Sarjana di Institut Teknologi Bandung Oleh : ABDUL HAKAM JURUSAN TEKNIK SIPIL BIDANG GEOTEKNIK PROGRAM STUDI PASCASARJANA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 1994

2

3 ABSTRAKSI Model hiperbolik dan model Hierarchical Single Surface (HiSS) dipelajari dalam penelitian ini. Model hiperbolik merupakan model tanah yang telah memperhitungkan sifat non-linier dari tanah. Model konstitutif HiSS yang dikembangkan oleh Desai, merupakan model yang telah memperhitungkan sifat non-associative dari tanah. Kedua model tersebut diimplementasikan kedalam program komputer dengan metoda elemen hingga non-linier untuk menganalisis masalah-masalah geoteknik yang menyangkut interaksi tanahstruktur. Parameterparameter dari pemodelan tanah tersebut dievaluasi dari hasil test triaxial konvensional (CTC). Hasil prediksi balik, baik untuk model hiperbolik maupun model HiSS, menunjukkan bahwa kedua model tanah tersebut dapat mensimulasikan sifat-sifat tanah dengan baik dalam bentuk hubungan tegangan-regangan dan hubungan perubahan volume-regangan. Verifilcesi dengan menggunakan program elemen hingga dilakukan terhadap test triaxial CTC dan model test skala kecil pondasi telapak dan tiang. Hasil verifikasi terhadap data test triaxial CTC menunjukkan bahwa model hiperbolik dan HiSS telah diimplementasikan dengan betul kedalam program. Verifikasi program terhadap model test pondasi telapak memperlihatkan hasil yang baik. Prediksi model tanah cukup dekat dengan hasil test. Prediksi model dalam bentuk hubungan beban-perpindahan untuk pondasi tiang juga memberikan hasil yang dekat dengan hasil test laboratorium. Program elemen hingga ini dapat diaplikasikan sebagai metoda analisis dan disain masalah-masalah interaksi tanah-struktur untuk pembebanan statik. Untuk aplikasi pada masalah-masalah geoteknik yang lebih luas, program perlu disempurnakan lebih lanjut.

4 ABSTRACT Hyperbolic and Hierarchical Single Surface (HiSS) soil models are studied in this research. Hyperbolic model simulates non-linear behavior of soils. HiSS constitutive model, developed by Desai, simulates the non-associative behavior of soils. Both soil models are implemented into non-linear finite element program for analysis and design of soil-structure interaction and geotechnical boundary value problems. Soil model parameters are evaluated from conventional triaxial compression test (CTC). Results of the back-prediction of hyperbolic and HiSS models show that the models can simulate behavior of the soil fairly well in the form of stress-strain and volumetric strain - axial strain responses. The finite element program is verified using the conventional triaxial compression (CTC) test of sand and small scale footing and pile model test. The verification based on CTC tests indicate that the hyperbolic and HiSS soil models have been implemented correctly into finite element program. Program verification on small scale footing model test shows a fairly good agreement between finite element prediction and test results. A good agreement is also obtained for the model pile test. The comparisons of finite element prediction and test result are in the form of load-settlement relationships. The finite element program could be applied as analysis and design method for solving complex soil-structure interaction problems for static loading. The program still need to be improved and further developed to be applied for solving geotechnical problems more widely.

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14