STUDI PERUBAHAN KARAKTERISTIK FISIK, MEKANIK, DAN DINAMIK TANAH TERHADAP SIKLUS PEMBASAHAN PADA TANAH LERENG DENGAN KEDALAMAN 5-20M DI NGANTANGMALANG Disusun Oleh :
Dosen pembimbing :
Aburizal Fathoni
Dr. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro,M.Eng
3110.1060.14 Abraham Tertiadi 3110.1060.34
Trihanyndio Rendy Satrya, ST.MT
Bab I Pendahuluan Latar Belakang • Lokasi penelitian terletak di desa Jombok Ngantang, Kabupaten Malang Km 33-34 . • Peristiwa kelongsoran terjadi tepatnya bulan pebruari tahun 2009, mengalami kelongsoran dan patahan pada tebing ± 3 meter.. • Pada tahun 2010, mengalami kelongsoran dan patahan pada tebing ± 2 meter. • Pada tahun 2011, mengalami kelongsoran dan patahan pada tebing ± 1 meter.
Bab I Pendahuluan • Maekawa dan Miyakita (1991) menyimpulkan bahwa jumlah siklus pembasahan dan pengeringan berulang akan mengurangi kekuatan geser tanah, sampai pada jumlah siklus tertentu. • Ketika tanah jenuh maka tanah kehilangan semua tambahan kekuatan geser yang berasal dari tekanan air pori negatif sehingga tanah menjadi tidak stabil dan mudah longsor (Ristianto,2007). • Proses pembasahan secara berulang dilakukan dengan tahapan 1x siklus pembasahan pada tanah kedalaman 5-20 meter.
Bab I Pendahuluan Lokasi pengambilan tanah tidak terganggu Ngantang – Malang
Bab I Pendahuluan
Kondisi rumah warga setelah kelongsoran
Kondisi eksisting jalan setelah kelongsoran
Bab I Pendahuluan
pengeboran dengan menggunakan Bor Dalam Pengeboran dengan menggunakan Bor Dangkal
Bab I Pendahuluan Perumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh proses pembasahan secara berulang terhadap karakteristik fisik tanah permukaan NgantangMalang? 2. Bagaimana pengaruh proses pembasahan secara berulang terhadap karakteristik mekanik tanah permukaan Ngantang-Malang? 3. Bagaimana pengaruh proses pembasahan secara berulang terhadap karakteristik dinamik tanah permukaan NgantangMalang?
Bab I Pendahuluan Tujuan 1. Mengetahui pengaruh sifat parameter tanah secara fisik tanah antara kondisi awal (Initial) dengan kondisi setelah dilakukan siklus pembasahan ( Wetting) pada kedalaman 520m. 2. Mengetahui pengaruh sifat parameter tanah secara mekanik tanah antara kondisi awal (Initial) dengan kondisi setelah dilakukan siklus pembasahan ( Wetting) pada kedalaman 520m. 3. Mengetahui pengaruh sifat parameter tanah secara dinamik tanah antara kondisi awal (Initial) dengan kondisi setelah dilakukan siklus pembasahan ( Wetting) pada kedalaman 520m.
Bab I Pendahuluan Batasan Masalah 1. Pengujian menggunakan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed) pada tanah lereng dengan lokasi longsor di Ngantang-Malang untuk tanah kedalaman -5m sampai -20m. 2. Proses siklus pembasahan yaitu presentase penambahan air ditentukan dari penjumlahan antara kadar air awal (Wi) dengan persentase kadar air dikalikan dengan selisih antara kadar air jenuh dengan kadar air awal (Wsat – Wi) sebesar 25%, 50%, 75%, dan 100%.
3. Analisis kurva yang ditinjau adalah hubungan antara parameter tanah yaitu kadar air dengan parameter sifat fisik, mekanik, dan dinamik.
Bab I Pendahuluan Manfaat Manfaat dari penelitian ini menekankan pada pengaruh oleh perubahan musim (perubahan kadar air) terhadap karakteristik tanah yaitu : 1. fisik tanah (berat volume tanah, kadar air, berat volume kering tanah, derajat kejenuhan, porositas, angka pori, specific gravity, Atterberg Limit,hidrometer,analisa saringan) 2. mekanik tanah (kohesi, sudut geser dalam, tegangan air pori negatif)
3. dinamik tanah (modulus geser, menggunakan Elemen Bender) dengan proses siklus pembasahan pada tanah kedalaman -5m sampai -20 meter pada desa Jombok Ngantang-Malang.
Bab II Tinjauan Pustaka Sifat Fisik Sifat fisik tanah yaitu sifat yang berhubungan dengan elemen penyusunan massa tanah yang ada, misalnya volume tanah, kadar air dan berat tanah. Dalam keadaan tidak jenuh, tanah terdiri dari 3 (tiga) bagian yaitu bagian butiran padat (s), bagian air (w) dan bagian udara (a). Ilustrasi untuk memahami susunan elemen pada massa tanah dapat diasumsikan seperti pada gambar.
Bab III Metodologi
Bab III Metodologi
Bab III Metodologi
Bab III Metodologi Proses Pembasahan Wetting Siklus ke-1
I - 25% - 50% - 75% - 100%
Proses Pembasahan Terdiri Dari : 1. Proses Pembasahan Kondisi Inisial 2. Proses Pembasahan Kondisi 25% 3. Proses Pembasahan Kondisi 50% 4. Proses Pembasahan Kondisi 75% 5. Proses Pembasahan Kondisi 100%
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Parameter Fisik Nilai Berat Jenis tiap kedalaman kondisi Inisial : Kedalaman (m)
Berat kering (d)
Berat Tanah t)
Berat Jenis (GS)
-6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -19
(gr/cm3) 0.825 0.723 0.727 0.676 0.654 0.680 0.776 0.775
(gr/cm3) 1.487 1.359 1.337 1.233 1.255 1.365 1.301 1.355
2.615 2.589 2.502 2.506 2.574 2.621 2.628 2.520
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Spesifik Grafity (Gs) dengan Kedalaman (m) Pada Kondisi Inisial
Analisa Grafik sebagai berikut : Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan -20m didapatkan nilai specific gravity (Gs) rata-rata sebesar 2,571..
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Berat Volume Kering (γd) dengan Kedalaman (m) Pada Kondisi Inisial
Analisa Grafik sebagai berikut :
Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai -20m didapatkan nilai berat volume kering (γd) rata-rata sebesar 0,713 gr/cm3.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Berat Volume Tanah (γt) dengan Kedalaman (m) Pada Kondisi Inisial
Analisa Grafik sebagai berikut : Sesuai Pengujian Sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai -20m didapatkan nilai berat volume tanah (γt) rata-rata sebesar 1,306 gr/cm3.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Tabel Kadar Air, Derajat Kejenuhan, Porositas, Angka Pori, dan Batas Atterberg Tiap Kedalaman kondisi Inisial
Kedalaman (m) -6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -20
Wc 80.142 87.995 83.841 82.391 91.944 101.356 67.628 74.691
Sr 83.848 89.295 86.256 76.705 80.667 88.882 75.175 80.247
Paramater fisik n e LL 71.416 2.504 58.9 71.426 2.534 45.12 70.843 2.450 70.03 72.965 2.711 66.66 74.545 2.938 51.57 75.141 3.055 85.11 69.980 2.347 66.33 70.123 2.347 47.99
PL 50.12 37.69 64.6 54.88 48.26 69.99 48.84 35.17
IP 8.78 7.43 5.43 11.78 3.31 15.12 17.49 12.82
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Kadar Air (wc) dan derajat kejenuhan (sr ) dengan Kedalaman (m) Pada Kondisi Inisial
Analisa Grafik sebagai berikut: Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai -20m didapatkan nilai kadar air (Wc) ratarata sebesar 83,748%.
Analisa Grafik sebagai berikut: Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan -20m didapatkan nilai Derajat Kejenuhan (Sr) rata-rata sebesar 82,634% .
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Angka pori (e) dengan Kedalaman (m) Pada Kondisi Inisial
Analisa Grafik sebagai berikut: Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan 20m didapatkan nilai Angka Pori (e) rata-rata sebesar 2,611.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Tabel Analisa Saringan tiap kedalaman kondisi Inisial :
Kedalaman (m) -6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -20
Kerikil (%) 0,51 0,00 1,46 1,26 0,09 4,80 0,00 0,00
Analisa Saringan Pasir Lanau (%) (%) 55,82 37,59 30,85 53,86 36,03 49,67 79,16 14,75 42,27 49,55 36,06 39,61 41,43 51,62 5,90 52,53
Lempung (%) 6,08 15,29 12,84 4,83 8,10 19,53 6,95 41,57
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Ukuran Partikel (%) dengan Kedalaman (m) Pada Kondisi Inisial
Berdasarkan Grafik 4.7 terlihat bahwa persentase paling dominan adalah pasir dan lanau. Tetapi pada tiap-tiap kedalaman memiliki persentase yang berbeda. • Pada kedalaman 6 meter, dan 9 meter menunjukkan bahwa persentase pasir lebih dominan, namun sebaliknya untuk kedalaman 7 meter, 8 meter, 10 meter, 13 meter, 16 meter dan 20 meter persentase lanau lebih dominan.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Parameter Mekanik Tabel Nilai Modulus Elastisitas dan Kohesi tiap kedalaman pada kondisi Inisial : Kedalaman (m) -6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -20
Kohesi (Cu) (kg/cm2) Kedalaman (m) Inisial 0,37 0,38 0,40 0,49 0,48 0,51 0,56 0,63
-6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -20
Modulus Elastisitas (E) (kN/cm2) Inisial 2166,12 1915 2046,53 2504,58 2166,12 2962,59 2051,59 1808,58
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Kohesi dan Modulus Elastisitas dengan kedalaman pada kondisi Inisial
• Analisa Grafik sebagai berikut : Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan -20m didapatkan nilai Cu ratarata sebesar 0,478 kg/cm2.
Analisa Grafik sebagai berikut :
Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan -20m didapatkan nilai E rata-rata sebesar 2202,64 kN/cm2.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Parameter Dinamik Tabel Nilai Modulus Elastisitas dan Kohesi tiap kedalaman pada kondisi Inisial :
Kedalaman (m)
Modulus Geser MaksimumKedalaman (Gmax) (kPa) (m) Inisial
Tegangan Air Pori Negatif (-Uw) (kPa) Inisial
-6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -20
82266,44 72931,54 68643,97 52554,91 55240,48 60156,58 58047,82 65816,02
52902,95 48057,97 24672,17 6000,71 864,67 22867,82 1213,15 113,62
-6 -7 -8 -9 -10 -13 -16 -20
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Grafik Hubungan Modulus geser maksimum dan Tegangan Air Pori Negatif dengan kedalaman pada kondisi Inisial
• Analisa Grafik sebagai berikut : • Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan -20m didapatkan nilai Gmax rata-rata sebesar 64,46 kPa.
Analisa Grafik sebagai berikut :
Sesuai pengujian sampel dilaboratorium, ditinjau pada kedalaman -6m sampai dengan -20m didapatkan nilai -Uw ratarata sebesar 19586,63 kPa.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Antara Parameter Grafik hubungan antara parameter fisik pada kedalaman 6m
A
• Analisa Grafik sebagai berikut : Untuk hubungan berat volume kering dan specific gravity yang semakin kecil apabila nilai kadar air bertambah seiring dengan penambahan proses pembasahan tapi pada suatu titik akan kembali naik.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Antara Parameter Grafik hubungan antara parameter fisik pada kedalaman 6m
• Analisa Grafik sebagai berikut : Semakin bertambahnya proses pembasahan maka nilai derajat kejenuhan dan nilai kadar air akan bertambah tetapi untuk nilai specific gravity akan semakin kecil.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Antara Parameter Grafik hubungan antara parameter fisik dengan mekanik pada kedalaman 6m
• Analisa Grafik sebagai berikut : Untuk hubungan kohesi dan specific gravity yang semakin kecil apabila nilai kadar air bertambah seiring dengan penambahan proses pembasahan.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Antara Parameter Grafik hubungan antara parameter fisik dengan dinamik pada kedalaman 6m
• Analisa Grafik sebagai berikut : Untuk hubungan berat volume kering dan modulus geser maksimum yang semakin kecil apabila nilai kadar air bertambah seiring dengan penambahan proses pembasahan tapi pada suatu titik akan kembali naik.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Antara Parameter Grafik hubungan antara parameter fisik dengan dinamik pada kedalaman 6m
• Analisa Grafik sebagai berikut : Semakin bertambahnya proses pembasahan nilai kadar air semakin besar maka nilai modulus geser maksimum dan nilai tegangan air pori negatif akan semakin kecil.
Bab IV Analisa dan Hasil Penelitian Hubungan Antara Parameter Grafik hubungan antara parameter fisik dengan dinamik pada kedalaman 6m
• Analisa Grafik sebagai berikut : Semakin bertambahnya proses pembasahan maka nilai derajat kejenuhan menjadi naik maka semakin kecil nilai modulus geser maksimum.
Bab V Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Dari studi yang teah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Untuk hubungan berat volume kering dengan kadar air dan specific gravity yang terlihat adalah nilai berat volume kering dan specific gravity yang semakin kecil apabila nilai kadar air bertambah seiring dengan penambahan proses pembasahan tapi pada suatu titik akan kembali naik. 2. Untuk hubungan derajat kejenuhan dengan kadar air dan specific gravity yang terlihat adalah dengan proses pembasahan maka nilai derajat kejenuhan dan nilai kadar air akan bertambah tetapi untuk nilai specific gravity akan semakin kecil. 3. Untuk hubungan kohesi dengan kadar air dan specific gravity yang terlihat adalah nilai kohesi dan nilai specific gravity yang semakin kecil apabila nilai kadar air bertambah seiring dengan penambahan proses pembasahan.
Bab V Kesimpulan dan Saran 4.
Untuk hubungan berat volume kering dengan kadar air dan modulus geser maksimum yang terlihat adalah nilai berat volume kering dan modulus geser maksimum yang semakin kecil apabila nilai kadar air bertambah seiring dengan penambahan proses pembasahan tapi pada suatu titik akan kembali naik.
5. Untuk hubungan modulus geser maksimum dengan kadar air dan tegangan air pori negatif yang terlihat adalah dengan proses pembasahan maka nilai modulus geser maksimum dan nilai tegangan air pori negatif akan semakin kecil. 6. Untuk hubungan derajat kejenuhan dengan modulus geser maksimum yang terlihat adalah dengan proses pembasahan maka semakin tinggi nilai derajat kejenuhan maka semakin kecil nilai modulus geser maksimum.
Bab V Kesimpulan dan Saran Saran Berikut ini saran-saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya : 1. Setelah pengambilan contoh tanah dari lapangan sebaiknya segera mungkin dilakukan pengujian parameter-parameter tanah di laboratorium agar kondisi tanah tidak berubah akibat faktor suhu yang berbeda. 2. Pada proses pembasahan sebaiknya benda uji disimpan dalam tempat yang kedap udara dan air yang keluar di masukkan kembali.
