PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK

DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil HALAMAN JUDUL

TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menempuh Ujian Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

ABDUL RAZAQ NIM I 0107027

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

commit to user i


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Jika dalam perjalanan ditemui karya lain yang mirip, maka hal itu menjadi sumber referensi tambahan bagi penulis.

Surakarta, September 2011

Penulis

commit to user iv


digilib.uns.ac.id

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Kebahagiaan itu sederhana, jangan berpikir terlalu rumit untuk mendapatkannya. Rahasianya adalah ikhlas dan bersyukur.

bersikap lunak pada hidup, hidup akan bersikap keras pada kita.

commit to user


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK

ABDUL RAZAQ, 2011. Penurunan Struktur Rel Kereta Api di Atas Tanah Lunak dengan Perkuatan Geosintetik. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Sebagian besar konstruksi rel kereta api berada pada subgrade tanah dasar keras sampai sedang. Bagaimanapun, kebutuhan terhadap jalan rel meningkat secara signifikan dan mungkin akan dibangun pada tanah dasar lunak. Tanah lunak merupakan tanah kohesif dengan kapasitas daya dukung rendah dan kandungan kadar air tinggi sehingga dapat membahayakan struktur rel di atasnya akibat beban dari kereta api yang begitu besar. Penanganan bisa dilakukan dengan penambahan perkuatan pada tanah lunak sehingga dapat menopang dengan aman struktur rel kereta api di atasnya. Penelitian ini membahas penurunan yang terjadi pada struktur rel di atas subgrade tanah lunak menggunakan perkuatan geosintetik. Penelitian dilakukan dengan membuat model tereduksi struktur rel kereta api di laboratorium dengan skala 1:10 terhadap ukuran asli. Pengamatan dilakukan terhadap tiga kondisi subgrade yaitu tanah lunak, tanah lunak dengan perkuatan geosintetik dan pada tanah pasir. Dari hasil pengamatan uji model kemudian dilakukan validasi menggunakan simulasi program PLAXIS 8.2. Hasil kedua metode tersebut menggambarkan perilaku dan besar penurunan yang terjadi pada masing-masing kondisi subgrade akibat repetisi beban yang diberikan. Hasil analisis dengan model tereduksi dan simulasi program PLAXIS menunjukkan perilaku penurunan yang sama. Pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Pada pembebanan tepi struktur rel, geosintetik memberikan pengurangan penurunan rata-rata sebesar 52,5% berdasarkan pengujian model tereduksi. Sedangkan berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2, geosintetik memberikan pengurangan penurunan sebesar 19%. Pada pembebanan tengah struktur rel, geosintetik memberikan pengurangan penurunan rata-rata sebesar 60% berdasarkan pengujian model tereduksi. Sedangkan berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2, geosintetik memberikan pengurangan sebesar 34%. Kata kunci : struktur rel kereta api, tanah lunak, geosintetik, model tereduksi, penurunan, PLAXIS

commit to user vi


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT ABDUL RAZAQ, 2011. Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil. Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty Sebelas Maret University Surakarta. Railway structure is commonly laid on hard soil. However, the demand of railway raise significantly and it maybe will be build on soft soil. Soft soil is cohesive soil with low bearing capacity and high water content that can endanger railway structure above as result of load from train and locomotive. This problem can be handled by giving reinforcement on soft soil so that it can support railway structure safely. This research was discussed about railway structure settlement on soft soil sub grade with geosynthetic reinforcement. The research was held at laboratory by made reduced model of railway structure scaled 1:10 from its true size. Observation was done on three sub grade conditions those are soft soil, soft soil with geosynthetic reinforcement and on sand. The result from reduced model test was validated using PLAXIS 8.2 software. Outputs from these methods explain the behavior and settlement value that occurred on each sub grade conditions as result of load repetition those given. Analysis result of reduced model and PLAXIS 8.2 simulation are indicate the same behavior. Geosynthetic application on soft soil is able to decreasing settlement of railway structure on soft soil sub grade. From loading on edge of Railway structure, geosynthetic can decrease the settlement for 52,5% according to reduced model and 19% according to PLAXIS 8.2 simulation. From loading on the middle of railway structure, geosynthetic can decrease the settlement for 60% according to reduced model and 34% according to PLAXIS 8.2 simulation. Keyword: railway structure, soft soils, geosynthetic, settlement, reduced models, PLAXIS

commit to user vii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Penurunan Struktur Rel Kereta Api di Atas Tanah Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat meraih gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pada pelaksanaannya, penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik fasilitas, bimbingan maupun kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Pimpinan dan Staf Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Pimpinan dan Staf Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD, selaku Dosen Pembimbing I. 4. Bambang Setiawan, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II. 5. Ir. Suryoto, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Tim dosen penguji. 7. Habib, Huda dan Bram atas semua bantuannya selama penelitian. 8. Teman-teman Teknik Sipil Angkatan 2007. 9. Seluruh pihak yang telah berpartisipasi dalam penyusunan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih ada kekurangan, dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan saran yang membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat yang sebesar-besarnya bagi penulis secara khusus maupun seluruh pihak pada umumnya.

Surakarta,

September 2011

Penulis

commit to user ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii PERNYATAAN ..................................................................................................... iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... v ABSTRAK ............................................................................................................. vi ABSTRACT .......................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI ........................................................................................................... x DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xix DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..................................................................... xx

BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3

Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.4

Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3

1.5

Manfaat Penelitian .................................................................................... 3

BAB 2 LANDASAN TEORI .................................................................................. 4 2.1

Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 4

2.1.1

Struktur Rel Kereta Api dengan Subgrade Tanah Lunak .................. 4

2.1.2

Geosintetik ........................................................................................ 5

2.2

Landasan Teori ......................................................................................... 6

2.2.1

Struktur Jalan Rel .............................................................................. 6

2.2.1.1.

Beban gandar ............................................................................. 6

2.2.1.2.

Lebar sepur ................................................................................ 6

2.2.1.3.

Rel .............................................................................................. 7

commit to user x


digilib.uns.ac.id

2.2.1.4.

Bantalan ..................................................................................... 8

2.2.1.5.

Balas......................................................................................... 10

2.2.1.6.

Tanah Dasar ............................................................................. 11

2.2.2

Pembebanan pada struktur rel ......................................................... 13

2.2.2.1.

Gaya vertikal ............................................................................ 14

2.2.2.2.

Gaya horisontal tegak lurus sumbu sepur ................................ 16

2.2.2.3.

Gaya horisontal membujur searah sumbu sepur ...................... 16

2.2.3

Metode Elemen Hingga................................................................... 16

2.2.3.1.

Langkah-Langkah dalam Metode Elemen Hingga .................. 16

2.2.3.2.

Model Material dalam Metode Elemen Hingga ...................... 18

2.2.4

PLAXIS ........................................................................................... 19

2.2.4.1.

Pengaturan Umum (General Setting) ...................................... 19

2.2.4.2.

Kontur Geometri (Geometri Contour) ..................................... 20

2.2.4.3.

Kondisi Batas (Boundary Conditions) ..................................... 20

2.2.4.4.

Set Data Material (Material Data Sets ) .................................. 21

2.2.4.5.

Pembuatan Jaring-Jaring Elemen (Mesh Generations) ........... 21

2.2.4.6.

Kondisi Awal (Initial Conditions) ........................................... 21

2.2.4.7.

Perhitungan (Calculations) ...................................................... 22

2.2.4.8.

Keluaran (Output) .................................................................... 22

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 23 3.1

Pendahuluan ........................................................................................... 23

3.2

Pengumpulan Data ................................................................................. 24

3.3

Alat dan Bahan ....................................................................................... 24

3.3.1

Alat .................................................................................................. 24

3.3.2

Bahan............................................................................................... 29

3.4

Metode Penelitian ................................................................................... 29

3.4.1

Penyiapan Benda Uji ....................................................................... 29

3.4.2

Penyiapan Media Tanah .................................................................. 30

3.4.3

Persiapan Peralatan Pengujian ........................................................ 34

3.4.4

Pengujian Pembebanan Model ........................................................ 37

3.4.5

Pelaksanaan Pengujian dan Pengambilan Data ............................... 38

commit to user xi


3.4.6

digilib.uns.ac.id

Pembahasan menggunakan Program PLAXIS................................ 38

3.4.7 Menganalisis hasil perbandingan data dari model uji dan software PLAXIS. ........................................................................................................ 38 3.5

Simulasi Struktur Rel Kereta Api dengan PLAXIS 8.2 ......................... 39

3.5.1

Tahapan Memulai Program ............................................................. 39

3.5.1

Pengaturan Umum (General Setting) .............................................. 39

3.5.2

Kontur Geometri (Geometri Contour) ............................................ 40

3.5.3

Set Data Material (Material Data Sets) .......................................... 41

3.5.5.

Pembuatan Jaring-Jaring Elemen (Mesh Generations) ................... 43

3.5.6.

Kondisi Awal (Initial Conditions ) ................................................. 44

3.5.7.

Perhitungan (Calculations) ............................................................. 46

3.5.8.

Keluaran (Output) ........................................................................... 50

3.6

Diagram Alir Penelitian.......................................................................... 52

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN .......................................................... 53 4.1

Model Tereduksi Struktur Rel Kereta Api ............................................. 53

4.1.1

Kriteria Perancangan ....................................................................... 53

4.1.2

Pengujian Pendahuluan ................................................................... 54

4.1.2.1.

Hasil uji tanah pasir ................................................................. 54

4.1.2.2.

Hasil uji tanah lunak ................................................................ 54

4.1.3 Penurunan pada Model Struktur Rel dengan Variasi Kondisi Subgrade Dibawahnya ................................................................................... 55 4.1.3.1.

Pembebanan pada bidang A ..................................................... 56

4.1.3.2.

Pembebanan pada bidang B ..................................................... 58

4.1.3.3.

Pembebanan pada bidang C ..................................................... 61

4.1.3.4.

Pembebanan pada bidang D ..................................................... 63

4.2 Validasi Model Tereduksi Struktur Rel Kereta Api dengan Menggunakan Program PLAXIS. ............................................................................................. 66 4.2.1

Parameter Uji .................................................................................. 66

4.2.2 Simulasi penurunan struktur rel akibat pembebanan pada program PLAXIS 8.2. .................................................................................................. 67 4.2.2.1.

Pembebanan pada bidang A ..................................................... 67

4.2.2.2.

Pembebanan pada bidang B ..................................................... 70

commit to user xii


digilib.uns.ac.id

4.2.2.3.

Pembebanan pada bidang C ..................................................... 73

4.2.2.4.

Pembebanan pada bidang D ..................................................... 76

4.2.3 Hubungan Perilaku Penurunan Struktur Rel Uji Pemodelan dengan Program PLAXIS Versi 8.2. .......................................................................... 78 4.3 Analisis Penurunan Struktur Rel Kereta Api di Atas Tanah Lunak dengan Perkuatan Geosintetik. .......................................................................... 85 4.3.1

Bidang Pembebanan A .................................................................... 85

4.3.2

Bidang Pembebanan B .................................................................... 86

4.3.3

Bidang pembebanan C .................................................................... 88

4.3.4

Bidang pembebanan D .................................................................... 89

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 92 5.1

Kesimpulan ............................................................................................. 92

5.2

Saran ....................................................................................................... 93

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 94 LAMPIRAN

commit to user xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Hubungan nilai N, konsistensi, dan kuat tekan bebas (qu) untuk tanah lempung jenuh ...................................................................................... 4 Tabel 2. 2 Tipe rel yang digunakan pada jalan rel .................................................. 7 Tabel 2. 3 Karakteristik Rel .................................................................................... 7 Tabel 2. 4 Gradasi Lapisan Ballast Atas ............................................................... 10 Tabel 2. 5 Gradasi Lapisan Ballast Bawah ........................................................... 10 Tabel 2. 6 Ukuran-ukuran pada lapisan balas ....................................................... 11

Tabel 3. 1 Perbandingan dimensi struktur rel kereta api dalam skala asli dengan skala terduksi pada suatu model uji ................................................... 35

Tabel 4. 1 Pengujian tanah pasir ........................................................................... 54 Tabel 4. 2 Pengujian tanah lunak .......................................................................... 54 Tabel 4. 3 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). .......................... 56 Tabel 4. 4 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). .......................... 58 Tabel 4. 5 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). .......................... 61 Tabel 4. 6 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). .......................... 63 Tabel 4. 7 Parameter material tanah ...................................................................... 66 Tabel 4. 8 Parameter material pelat....................................................................... 66 Tabel 4. 9 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang A (dalam 0,01 mm). ........................................................................................... 68 Tabel 4. 10 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang B (dalam 0,01 mm). ............................................................................... 71 Tabel 4. 11 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang C (dalam 0,01 mm). ............................................................................... 73

commit to user xiv


digilib.uns.ac.id

Tabel 4. 12 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang D (dalam 0,01 mm). ............................................................................... 76 Tabel 4. 13 Hubungan besar penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas kondisi subgrade tanah pasir (dalam 0,01 mm).................................. 79 Tabel 4. 14 Selisih penurunan yang terjadi pada model struktur diatas kondisi subgrade tanah pasir antara model tereduksi dengan program PLAXIS 8.2. ...................................................................................................... 79 Tabel 4. 15 Hubungan besar penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas kondisi subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik (dalam 0,01 mm). ........................................................................................... 81 Tabel 4. 16 Selisih penurunan yang terjadi pada model struktur diatas kondisi subgrade tanah lunak denan perkuatan geosintetik antara model tereduksi dengan program PLAXIS 8.2. ............................................ 81 Tabel 4. 17 Hubungan besar penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas kondisi subgrade tanah lunak (dalam 0,01 mm). ............................... 83 Tabel 4. 18 Selisih penurunan yang terjadi pada model struktur diatas kondisi subgrade tanah lunak antara model tereduksi dengan program PLAXIS 8.2. ....................................................................................... 83

commit to user xv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Bogie K9 ............................................................................................. 5 Gambar 2. 2 Efek Pumping dan Fungsi Separasi (PT. Geoforce Indonesia ) ..........6 Gambar 2. 3 Lebar sepur pada rel kereta api ...........................................................7 Gambar 2. 4 Potongan melintang pada jalan lurus ................................................11 Gambar 2. 5 Contoh model-model elastic linear dan elastic plastic ......................18

Gambar 3. 1 Satu unit box uji 3 dimensi............................................................... 25 Gambar 3. 2 Sketsa tampak atas alat model 3 dimensi (Subekti, 2009) ............... 25 Gambar 3. 3 Sketsa potongan A-A alat model 3 dimensi (Subekti, 2009) ........... 26 Gambar 3. 4 Sketsa potongan B-B alat model 3 dimensi (Subekti, 2009)............ 26 Gambar 3. 5 Model geosintetik ............................................................................. 27 Gambar 3. 6 Sketsa penempatan lembar model geosintetik dalam pengujian ...... 27 Gambar 3. 7 Dial gauge ........................................................................................ 27 Gambar 3. 8 Nivo .................................................................................................. 28 Gambar 3. 9 Slotted Weights ................................................................................. 28 Gambar 3. 10 Aplikasi geosintetik untuk jalan rel (Rankilor, 1981) .................... 30 Gambar 3. 11 Penjemuran tanah di bawah sinar matahari .................................... 31 Gambar 3. 12 Penghancuran tanah dengan soil crusher ....................................... 31 Gambar 3. 13 Penyaringan tanah dengan ayakan No. 4 ....................................... 32 Gambar 3. 14 Pencampuran tanah dengan air....................................................... 32 Gambar 3. 15 Pemadatan tanah dengan alat pemadat 5 kg ................................... 33 Gambar 3. 16 Pengujian kepadatan tanah dengan alat CBR ................................. 33 Gambar 3. 17 Sketsa konstruksi dan pembebanan pada rel kereta api dalam suatu model uji .......................................................................................... 34 Gambar 3. 18 Potongan melintang struktur rel kereta api skala tereduksi............ 35 Gambar 3. 19 Set Up Pembebanan pada Media Pasir........................................... 36 Gambar 3. 20 Set Up Pembebanan pada Media Pasir dan Lempung dengan Perkuatan Geosintetik ...................................................................... 36 Gambar 3. 21 Rangkaian tereduksi struktur rel kereta api .................................... 37 Gambar 3. 22 Rangkaian tereduksi struktur rel kereta api .................................... 37

commit to user xvi


digilib.uns.ac.id

Gambar 3. 23 Grafik hubungan besar penurunan pada saat beban ultimit ........... 38 Gambar 3. 24 Splash Screen PLAXIS 8.2 ............................................................ 39 Gambar 3. 25 General Settings: (a) Project (b) Dimensions ................................ 40 Gambar 3. 26 Permodelan struktur rel kereta api ................................................. 41 Gambar 3. 27 Set Data Material Tanah: (a) General (b) Parameters ................... 42 Gambar 3. 28 Set Data Material Pelat................................................................... 43 Gambar 3. 29 Set Data Material Geogrid.............................................................. 43 Gambar 3. 30 Jaring-Jaring Elemen ...................................................................... 44 Gambar 3. 31 Penentuan Berat Volume dari Air .................................................. 44 Gambar 3. 32 Tampilan K0-procedure ................................................................. 45 Gambar 3. 33 Tekanan Awal Tanah ..................................................................... 46 Gambar 3. 34 Perhitungan : (a) Umum (b) Parameter .......................................... 47 Gambar 3. 35 Pengaktifan Material dan Pemberian Beban .................................. 48 Gambar 3. 36 Penentuan Titik Acuan ................................................................... 49 Gambar 3. 37 Proses Perhitungan ......................................................................... 49 Gambar 3. 38 Deformed Mesh .............................................................................. 50 Gambar 3. 39 Proses Pembuatan Kurva : (a) Penentuan Jenis Kurva (b) Kurva beban-perpindahan ........................................................................... 51 Gambar 3. 40 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 52

Gambar 4. 1 Sketsa tampak atas posisi bidang pembebanan dan dial gauge. ...... 53 Gambar 4. 2 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan A. ......................................................................................................... 57 Gambar 4. 3 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan B. ......................................................................................................... 60 Gambar 4. 4 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan C. ......................................................................................................... 62 Gambar 4. 5 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan D. ......................................................................................................... 65 Gambar 4. 6 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang A berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2......................................................... 69

commit to user xvii


digilib.uns.ac.id

Gambar 4. 7 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang B berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2......................................................... 72 Gambar 4. 8 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang C berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2......................................................... 75 Gambar 4. 9 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang D berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2......................................................... 77 Gambar 4. 10 Hubungan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah pasir dengan perkuatan geosintetik................. 80 Gambar 4. 11 Hubungan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. .............. 82 Gambar 4. 12 Hubungan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik ............... 84 Gambar 4. 13 Penurunan maksimal pada model tereduksi akibat variasi beban pada bidang pembebanan A ............................................................. 85 Gambar 4. 14 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan A .................................................. 86 Gambar 4. 15 Penurunan maksimal pada struktur rel akibat variasi beban pada bidang pembebanan B ...................................................................... 87 Gambar 4. 16 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan B................................................... 87 Gambar 4. 17 Penurunan maksimal pada struktur rel akibat variasi beban pada bidang pembebanan C ...................................................................... 88 Gambar 4. 18 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan C................................................... 89 Gambar 4. 19 Penurunan maksimal pada struktur rel akibat variasi beban pada bidang pembebanan D ..................................................................... 90 Gambar 4. 20 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan D .................................................. 90

commit to user xviii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A

Data Hasil Uji Pendahuluan Moisture Content Test Bulk Density Test Specific Gravity Test Grain Size Analysis Test Atterberg Limit Test Test Direct Shear Test Unconfined Compression Strength Test California Bearing Ratio Test Standard Proctor Test

Lampiran B

Data Hasil Penelitian Uji Pembebanan Output Plaxis

Lampiran C

Dokumentasi Penelitian

Lampiran D

Surat-surat Tugas Akhir

commit to user xix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

[N]

= matriks fungsi interpolasi

{q}

= global stiffness matrix

{r}

= global nodal displacement vector

{R}

= global nodal force vector

{u}

= perpindahan suatu node

B

= lebar bantalan

b

= lebar permukaan balas atas (m)

C

= lebar dasar balas atas (m)

c

= nilai kohesi tanah (kN/m2)

d

= tebal ekivalen

D1

= tebal balas atas (m)

D2

= tebal balas bawah (m)

EA

= kekakuan normal (kN/m)

EI

= kekakuan lentur (kNm 2/m)

Eref

= modulus Young

g

= jarak bantalan

h

= tebal lapisan balas (inch)

Ip

= faktor dinamis

K0

= kondisi tekanan awal pada tanah

K1

= lebar permukaan balas bawah (m)

K2

= lebar dasar balas bawah (m)

kx

= permeabilitas arah horisontal

ky

= permeabilitas arah vertikal

L

= panjang pantalan dibawah rel

Ø

= sudut geser tanah (°)

OCR = overconsolidation ratio Pa

= tekanan kontak rerata antara bantalan dengan balas (kPa)

pa

= tekanan yang didistribusikan oleh bantalan kepada balas (psi)

pc

= tekanan pada tanah dasar (psi)

commit to user xx


digilib.uns.ac.id

pd

= gaya dinamis (ton)

POP

= pre-overburden pressure

Pr

= tekanan rerata di bawah dudukan rel (kPa)

ps

= gaya statis (ton)

qu

= kuat tekan bebas (kN/m 2)

V

= kecepatan kereta api

w

= berat

Wlok = beban lokomotif z

= kedalaman tanah dasar (m)

sat

= berat isi tanah di bawah garis freatik

unsat

= berat isi tanah di atas garis freatik = angka Poisson = tekanan vertikal pada kedalaman z (kPa) = sudut gesek internal bahan balas (°)

commit to user xxi


digilib.uns.ac.id

PENDAHULUAN TUGAS AKHIR PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah

Kegiatan

transportasi

merupakan

bagian

yang

tidak

terpisahkan

dari

keberlangsungan hidup manusia. Dalam kaitannya dengan kehidupan manusia, transportasi berperan penting dalam aspek-aspek sosial, politik, ekonomi, dan keamanan. Hal tersebut dapat berfungsi baik jika didukung dengan adanya keseimbangan antara sarana dan prasarana transportasi. Salah satu prasarana transportasi yang terus berkembang di Indonesia adalah jalan rel kereta api atau biasa disebut dengan rel kereta api (UK : Railway Tracks, US : Railroad

Tracks).

Rel

kereta

api

merupakan

prasarana

utama

dalam

perkerataapian dan menjadi ciri khas moda transportasi kereta api. Pada umumnya, teknologi kereta api di Indonesia masih menggunakan teknologi konvensional. Teknologi ini dikenal dengan Teknologi Dua Rel Sejajar. Dalam hal ini, struktur rel kereta api dikelompokkan menjadi 2 bagian, meliputi: 1. Bagian atas sebagai lintasan terdiri dari rel, penambat rel, dan bantalan. 2. Bagian bawah sebgai pondasi terdiri atas balas dan tanah dasar. Sebagian besar konstruksi rel kereta api berada pada tanah dasar yang keras sampai sedang. Untuk kasus tanah dasar yang lunak jarang sekali terpikirkan. Meninjau beban dari kereta api yang begitu besar, sulit rasanya struktur rel dapat bertahan lama jika berada pada tanah lunak. Tanah ini merupakan tanah kohesif dengan kapasitas daya dukungnya rendah. Di lain hal, kandungan kadar air yang cukup tinggi juga dapat membahayakan struktur rel di atasnya. Sebagai engineer kiranya perlu untuk membuat solusi terhadap struktur rel dengan tanah lunak sebagai tanah dasar (subgrade). Perlu adanya penambahan perkuatan pada tanah lunak sehingga dapat menopang dengan aman struktur rel kereta api di atasnya. Salah satu bentuk perkuatan ialah dengan menggunakan geosintetik.

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

Beberapa bangunan yang berada pada tanah lunak telah memnfaatkan geosintetik sebagai perkuatan. Geosintetik ini biasanya berbentuk anyaman atau non-anyam. Adapun hasilnya, bangunan ternyata dapat berdiri kuat dan bertahan lama. Berangkat dari pemahaman sebelumnya, pemanfaatan geosintetik pada tanah lunak di bawah struktur rel kereta api sangat menarik untuk diteliti. Penelitian ini diharapkan dapat sebagai solusi dalam pembangunan konstruksi rel kereta api yang berada pada tanah lunak.

1.2

Rumusan Masalah Permasalahan-permasalahan yang ada dalam penelitian ini, meliputi :

1.

Bagaimana penurunan struktur rel kereta api pada tanah lunak?

2.

Bagaimana penurunan struktur rel kereta api di atas tanah lunak dengan perkuatan perkuatan geosintetik?

3.

Bagaimana perbandingan penurunan struktur rel kereta api pada tanah baik dan pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik, ditinjau menggunakan program PLAXIS?

1.3

Batasan Masalah Untuk memfokuskan agar penelitian dapat terarah, maka perlu batasanbatasan masalah, antara lain :

1.

Penelitian berupa permodelan yang dilakukan di laboratorium.

2.

Tanah yang digunakan adalah tanah baik (pasir) dan tanah lunak (lempung).

3.

Susunan struktur rel kereta api disiapkan dengan model tereduksi (small size models) dari kondisi aslinya.

4.

Geosintetik yang digunakan adalah karung pupuk berbentuk anyaman.

5.

Beban berupa beban statis dengan perulangan tertentu dan titik pembebanan yang bervariasi.

6.

Program PLAXIS V.8.2 digunakan untuk validasi model struktur rel kereta api.

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

1.4

Tujuan Penelitian Penelitian yang akan dilakukan ini memiliki beberapa tujuan, antara lain :

1.

Membuat model tereduksi dari struktur rel kereta api diatas tanah lunak tanpa perkuatan dan dengan perkuatan geosintetik.

2.

Validasi model tereduksi struktur rel kereta api diatas tanah lunak tanpa perkuatan dan dengan perkuatan geosintetik menggunakan program PLAXIS V.8.2.

3.

Menganalisis perilaku penurunan struktur rel kereta api di atas tanah lunak dengan perkuatan geosintetik.

1.5

Manfaat Penelitian Penelitian ini mempunyai beberapa manfaat, antara lain :

1.

Manfaat teoritis Memperoleh nilai penurunan pada struktur kereta api dengan perkuatan geosintetik di bawah struktur rel kereta api.

2.

Manfaat Praktis Setelah memperoleh nilai penurunan, maka dapat digunakan untuk memprediksi keadaan struktur rel pada kondisi asli di lapangan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

LANDASAN TEORI TUGAS AKHIR PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil



digilib.uns.ac.id

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1

Tinjauan Pustaka

2.1.1

Struktur Rel Kereta Api dengan Subgrade Tanah Lunak

Dalam dunia konstruksi, tanah lunak merupakan salah satu permasalahan. Tanah ini memiliki daya dukung yang rendah sehingga dapat terjadi penurunan jika terjadi beban yang berlebihan. Tanah lunak digolongkan dalam tanah kohesif yang identik dengan tanah lempung. Berikut ini adalah tabel yang menghubungkan nilai N-SPT, konsistensi, dan kuat tekan bebas (qu) untuk tanah lempung jenuh. Tabel 2. 1 Hubungan nilai N, konsistensi, dan kuat tekan bebas (qu) untuk tanah lempung jenuh Kuat Tekan Bebas (q u) N-SPT Konsistensi (kN/m 2) <2

< 25

Sangat Lunak

2

4

Lunak

25

50

4

8

Sedang

50

100

8

15

Kaku

15

30

Sangat Kaku

> 30

100 -200 200 400 > 400

Keras

Sumber : Terzaghi dan Peck (1948)

Sasanti (2008) menyatakan bahwa tanah lunak merupakan tanah yang memilki beberapa syarat, meliputi : 1.

Moisture Content

2.

Plasticity Index

40 % 20 %

Berdasarkan fungsinya sebagai pondasi, tanah dasar harus mampu menopang gaya-gaya yang ditimbulkan oleh kereta api. Adapun beberapa gaya tersebut

commit to user 4


digilib.uns.ac.id 5

terdiri atas gaya vertikal, gaya horisontal tegak lurus sumbu sepur, dan gaya horisontal membujur searah sumbu sepur. Sedangkan sepur sendiri adalah susunan rel, penambat rel, dan bantalan yang terangkai kokoh dan bersambungan secara memanjang dan membentuk jalur memanjang. Gaya vertikal merupakan beban yang paling besar dan berasal dari berat kereta api. Pada umumnya, gaya vertikal terdiri atas gaya lokomotif dan gaya kereta. Lokomotif yang sekarang digunakan oleh PT. Kereta Api (Persero) ialah lokomotif yang yang ditumpu oleh dua bogie. Sedangkan lokomotif yang digunakan ada dua jenis yakni lokomotif BB (tiap bogie terdiri atas dua gandar) dan lokomotif CC (tiap bogie terdiri atas tiga gandar) (Utomo, 2010). Sebagai contoh pada bogie K9 (bogie tipe Bolsterless dengan tahun pembuatan 1997 dan 2001). Jarak antara roda depan dan belakang adalah 2200 mm.

Gambar 2. 1 Bogie K9

2.1.2

Geosintetik

Penurunan tak seragam atau penetrasi dari batuan ballast ke tanah dasar, dapat mengurangi umur komponen jalan rel maupun kenyamanan penumpang dan keamanan kereta. Penanganan masalah ini adalah dengan memasang geosintetik di bawah batuan ballast. Seperti penggunaannya untuk jalan raya, geosintetik yang digunakan di bawah jalan rel berfungsi untuk (Rankilor, 1981) :

commit to user


digilib.uns.ac.id 6

1.

Memberikan tambahan kekuatan tanah dasar.

2.

Menyebarkan beban ke area yang lebih luas, sehingga mereduksi tegangan.

3.

Mereduksi regangan yang terjadi di dalam tanah, dan menjaga tanah dasar terhadap retak akibat tarik.

4.

Memberikan pemisah antara tanah dasar dan sub-ballast, atau sub-ballast dan ballast, sehingga mencegah pemompaan butiran halus tanah.

5.

Memberikan tambahan fasilitas filtrasi, permeabilitas searah bidang geosintetik.

Gambar 2. 2 Efek Pumping dan Fungsi Separasi (PT. Geoforce Indonesia )

2.2

Landasan Teori

2.2.1

Struktur Jalan Rel

2.2.1.1.

Beban gandar

Beban gandar direncanakan pada satu macam beban gandar 18 ton agar efisien dan efektif dalam pengangkutan baik penumpang maupun barang. 2.2.1.2.

Lebar sepur

Lebar sepur (rail gauge) adalah jarak terpendek sisi dalam diantara dua kepala rel. Lebar sepur standar yang sering dipakai di Indonesia adalah sebesar 1067 mm.

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

Gambar 2. 3 Lebar sepur pada rel kereta api (Jalan Rel, 2010)

2.2.1.3.

Rel

Rel pada jalan rel mempunyai fungsi sebagai pijakan menggelindingnya roda kereta api dan untuk meneruskan beban dari roda kereta api kepada bantalan. Rel ditumpu oleh bantalan-bantalan, sehingga rel merupakan batang yang ditumpu oleh penumpu-penumpu. Pada sistem tumpuan yang sedemikian, tekanan tegak lurus dari roda menyebabkan momen lentur pada rel di antara bantalan-bantalan. Selain itu, gaya arah horisontal yang disebabkan oleh gaya angin, goyangan kereta api, dan gaya sentrifugal (pada rel sebelah luar) menyebabkan terjadinya momen lentur arah horisontal.

Tabel 2. 2 Tipe rel yang digunakan pada jalan rel Kelas Jalan Rel Tipe Rel I R.60 / R.54 II R.54 / R.50 III R.54 / R.50 / R.42 IV R.54/ R.50 /R.42 V R.42 (Sumber: Jalan rel, 2010) Tabel 2. 3 Karakteristik Rel Karakteristik Rel Karakteristik

Tipe Rel R.42

R.50

R.54

R.60

Tinggi rel

Notasi dan satuan H (mm)

138,00

153,00

159,00

172,00

Lebar kaki

B (mm)

1 10,00

127,00

140,00

150,0

Lebar kepala

C (mm)

68,50

65,00

70,00

74.3

Tebal badan

D (mm)

13,50

15,00

16,00

16,5

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

Tabel 1.3(lanjutan) Karakteristik Rel

Tipe Rel

Karakteristik

Notasi

R.42

R.50

R.54

R.60

dan satuan Tinggi kaki

F (mm)

23,50

30,00

30,20

31,5

Jarak tepi bawah kaki rel ke garis

G (mm)

72,00

76,00

74,97

80,95

R (mm)

320,00

500,00

508,00

120

A (cm )

54,26

64,20

69,34

76,86

W

42,59

50,40

54,43

60,34

Ix (cm 4)

1.369

1.960

2.346

3.055

Yb

68,50

71,60

76,20

80,95

horizontal dari pusat kelengkungan badan rel Jari-jari kelengkungan badan rel

2

Luas penampang Berat rel

(kg/m) Momen inersia terhadap sumbu x Jarak tepi bawah kaki rel ke garis netral

(mm)

Penampang melintang

(Sumber: Jalan rel, 2010) 2.2.1.4.

Bantalan

Bantalan jalan rel mempunyai fungsi sebagai berikut: 1. Mendukung rel dan meneruskan beban dari rel ke balas dengan bidang sebaran beban lebih luas sehingga memperkecil tekanan yang dipikul balas, 2. Mengikat/memegang rel (dengan penambat rel) sehingga gerakan rel arah horisontal tegak lurus sumbu sepur ataupun arah membujur searah sumbu sepur dapat ditahan, sehingga jarak antara rel dan kemiringan kedudukan rel dapat dipertahankan, 3. Memberikan stabilitas kedudukan sepur di dalam balas (lihat uraian tentang balas), dan

commit to user


digilib.uns.ac.id 9

4. Menghindarkan kontak langsung antara rel dengan air tanah. Dari fungsi tersebut di atas maka bantalan harus kuat menahan beban dan kuat dalam mengikat penambat rel. Bantalan dapat terbuat dari kayu, baja, atau beton. Pemilihan jenis bantalan yang digunakan adalah berdasarkan atas kelas jalan rel menurut peraturan konstruksi jalan rel yang berlaku. Bantalan kayu digunakan pada jalan rel di Indonesia karena selain mudah dibentuk juga bahannya mudah didapat. Agar dapat memenuhi fungsinya, maka bantalan kayu harus cukup keras sehingga mampu menahan tekanan. Penambat rel yang dipasang pada bantalan harus tidak mudah lepas, dan tahan lama. Untuk itu maka bahan kayu yang digunakan selain harus kuat menahan beban yang bekerja padanya, juga harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Utuh dan padat, 2. Tidak terdapat mata kayu, 3. Tidak mengandung unsur kimia yang tidak baik bagi komponcn \jalan rel yang terbuat dari logam, 4. Tidak ada lubang bekas ulat atau binatang lainnya, 5. Tidak ada tanda-tanda permulaan terjadi pelapukan dan apabila kayu diawetkan, pengawetan harus merata dan sempurna. Sesuai dengan persyaratan bahan kayu dan fungsi bantalan maka tidak semua jenis kayu dapat digunakan. Bantalan kayu harus dari kayu mutu A, dengan dengan kelas kuat I atau II dan kelas awet I atau II. Jenis kayu yang biasa digunakan oleh PT. Kereta Api (persero) untuk bantalan ialah kayu jati dan kayu besi. Bantalan dengan jenis kayu jati dapat tahan 16 sampai 20 tahun (bahkan ada yang lebih dari 20 tahun). Kayu besi dapat digunakan karena keras, tapi mudah pecah dan kadang-kadang terdapat kandungan asam yang tidak baik bagi logam penambat rel.

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

2.2.1.5.

Balas

Lapisan balas terletak di atas lapisan tanah dasar. Lapisan balas mengalami tagangan yang besar akibat lalulintas kereta api, sehingga bahan pembentuknya harus baik dan pilihan. Balas mempunyai fungsi sebagai berikut: 1. Meneruskan dan menyebarkan beban yang diterima bantalan ke tanah dasar, 2. Mencegah/menahan bergesernya bantalan dan rel baik arah membujur maupun melintang, 3. Meloloskan air sehinga tidak terjadi genangan air di sekitar bantalan dan rel, 4. Mendukung bantalan dengan dukungan yang kenyal.

Gradasi pada ballast atas ditampilkan pada Tabel 2.4, sedangkan gradasi pada ballast bawah ditampilkan pada Tabel 2.5. Tabel 2. 4 Gradasi Lapisan Ballast Atas Persen lolos saringan Ukuran nominal Ukuran saringan (inci) (inci) 3 2,5 2 1,5 1 2,5 0,75 100 90-100 25-60 25-60 2 1 100 95-100 35-70 0-15 1,5 0,75 100 90-100 20-15 Sumber : Suryo Hapsoro Tri Utomo (2010) Keterangan

0,75 0-10

0,5 0-5 0-5

3/8

0-15

0-5

: untuk jalan rel kelas I dan II digunakan ukuran minimal 2,5

0,75 inci

: untuk jalan rel kelas III digunakan ukuran minimal 1 inci

Tabel 2. 5 Gradasi Lapisan Ballast Bawah Ukuran Saringan (inci) 2 1 % Lolos (optimum) 100 95 1,5 0,75 100 90-100 Sumber : Suryo Hapsoro Tri Utomo (2010)

3/8 67 50-84

commit to user

No. 10 38 26-50

No. 40 21 12-30

No. 200 7 0-10



Bentuk dan dimensi lapisan balas

Gambar 2. 4 Potongan melintang pada jalan lurus Tabel 2. 6 Ukuran-ukuran pada lapisan balas Kelas Jalan Rel I

II

III

IV

V

D1 ( cm )

30

30

30

25

25

B ( cm )

150

150

140

140

135

C(cm)

235

235

225

215

210

K,(cm)

265-315

265-315

240 -270

240 - 250

240 - 250

D2 ( cm )

15-50

15-50

15-50

15-35

15-35

E ( cm )

25

25

22

20

20

K2 ( cm )

375

375

325

300

300

(Sumber: Jalan rel, 2010) 2.2.1.6.

Tanah Dasar

Tanah dasar (subgrade) jalan rel mempunyai fungsi sebagai berikut: 1.

Mendukung beban yang diteruskan oleh balas kepada tanah dasar,

2.

Meneruskan beban ke lapisan di bawahnya, yaitu badan rel, dan

3.

Memberikan landasan yang rata pada kedudukan/ketinggian/elevasi di tempat balas akan diletakkan.

Tanah dasar jalan rel merupakan lapisan yang terbuat dari bahan geoteknik, yang dapat merupakan: keadaan asli, bahan yang diperbaiki, dan bahan buatan.

commit to user



Sesuai dengan fungsinya, dari sudut pandang teknik tanah dasar harus mampu menopang beban di atasnya dan kuat menahan tegangan yang terjadi padanya. Beban yang harus ditopang oleh lapisan tanah dasar ialah berat lapisan balas, sedangkan tegangan yang terjadi padanya ialah tegangan yang terjadi akibat dari gaya yang diteruskan oleh bantalan kepada balas yang kemudian diteruskan dan didistribusikan oleh balas kepada lapisan tanah dasar. Menurut Clarke, 1957 (diambil dari lu of Transport Economics, 1980), dengan asumsi bahwa beban didistribusikan dengan kemiringan 1:1, tekanan vertikal tanah dasar dapat ditentukan dengan persamaan pendekatan sebagi berikut: ×

=2×

dengan: z

+2. ( +2. )

.............................................................................. (1.1)

= tekanan vertikal pada kedalaman z ( kPa ),

Pa = tekanan kontak rerata antara bantalan dengan balas ( kPa ), z

= kedalaman tanah dasar (dalam hal ini sama dengan tebal lapisan balas, diukur dari bidang kontak antara bantalan dan balas ( m ),

B

= lebar bantalan ( m ),

L

= panjang bantalan di bawah rel ( m ).

Tekanan vertikal pada permukaan atas tanah dasar dapat juga dihitung dengan cara yang disampaikan oleh Schramm (1961), yaitu bahwa tekanan vertikal yang terjadi ditentukan oleh tekanan rerata di bawah dudukan rel (rail seat), panjang bantalan, lebar rel, jarak antara bantalan, tebal lapisan balas, dan sudut gesek internal bahan balas, yang diwujudkan dalam persamaan sebagai berikut: =

{3

1,5

dengan : z

+ }2

...................................................................................... (1.2)

= tekanan vertikal pada kedalaman z ( kPa ),

Pr = tekanan rerata di bawah dudukan rel ( rail seat) ( kPa ). L = panjang bantalan ( m ), g = jarak bantalan ( m ), B = lebar bantalan ( m ), z = tebal lapisan balas ( m ), ° ).

commit to user



Menurut Schramm (1961) sudut gesek internal pada bahan balas berbutir kasar, berpermukaan kasar dan kering adalah sekitar 40°. Sedangkan pada bahan balas yang berbutir halus, berpermukaan halus dan basah adalah sekitar 30°. Berdasarkan pendekatan yang digunakan oleh AREA (1997), tekanan yang terjadi pada tanah dasar dapat dihitung dengan persamaan: pc = 16,8pa/h1,25 .............................................................................................. (1.3)

dengan : pc = tekanan yang terjadi pada tanah dasar ( psi), pa = tekanan yang didistribusikan oleh bantalan kepada balas (psi), h = tebal lapisan balas (inches ). Dari tiga persamaan tersebut di atas terlihat bahwa perancangan tanah dasar selalu harus dikaitkan dengan perancangan balas yang merupakan lapisan yang terletak di atasnya. Bahkan Salem dan Hay, 1966 (dalam Bureau of Transport Economics, 1980), menyatakan bahwa untuk mendapatkan distribusi tekanan yang lebih seragam pada tanah dasar yang tidak hanya antara bantalan tetapi juga sepanjang bantalan, dibutuhkan lapisan balas yang lebih tebal, sehingga mampu mencegah terjadinya penurunan diferensial (differential settlement) yang berlebih pada tanah dasarnya dan akan mencegah pula terjadinya cekungan pada tanah dasar di bawah bantalan. Sesuai

dengan

fungsi

tanah

dasar

dan

melihat letak/kedudukan serta

distribusi beban oleh lapisan di atasnya (balas), maka tanah dasar harus mempunyai kuat dukung yang cukup. Menurut ketemuan yang digunakan oleh PT.Kereta Api (persero), kuat dukung tanah dasar (yang dalam hal ini ialah nilai CBR) minimum ialah sebesar 8%. Tanah dasar yang harus memenuhi syarat minimum CBR 8% tersebut ialah tanah dasar setebal minimum 30 cm. 2.2.2

Pembebanan pada struktur rel

Gaya yang ditimbulkan oleh kereta api yang melintas di alas jalan rel harus ditahan oleh struktur jalan rel. Gaya-gaya dimaksud ialah:

commit to user



1. Gaya vertikal, 2. Gaya horisontal tegak lurus sumbu sepur, dan 3. Gaya horisontal membujur searah sumbu sepur. Gaya vertikal akan diterima oleh kedua rel, diteruskan kepada balas melalui perantaraan bantalan dan oleh balas diteruskan kepada tanah dasar berdasarkan prinsip penyebaran beban. Selanjutnya beban yang diterima oleh tanah dasar ini akan diteruskan kepada badan jalan rel juga dengan prinsip penyebaran beban. Dengan demikian maka tekanan spesifik pada badan jalan rel akan menjadi kecil, sehingga diharapkan tidak melebihi kuat dukung badan jalan relnya. Untuk itu maka ketebalan balas secara teknis harus mencukupi. Sedangkan gaya horisontal terutama akan ditahan oleh balas, karena itu maka peletakan bantalan pada balas harus sedemikian sehingga balas dapat menahan gaya horisontal yang harus ditahannya. 2.2.2.1.

Gaya vertikal

Gaya vertikal berasal dari berat kereta api dan merupakan beban yang paling besar yang diterima oleh struktur jalan rel. Gaya vertikal ini dapat menyebabkan terjadinya defleksi vertical. Besar dan asal beban vertikal diuraikan berikut ini. a. Gaya lokomotif Lokomotif yang

sekarang

digunakan

PT.

Kereta

Api persero ialah

lokomotif yang ditumpu oleh 2 bogie. Berdasarkan atas jumlah gandar (satu gandar terdiri atas 2 roda) pada masing-masing bogie, secara garis besar lokomotif yang digunakan dapat dikelompokkan atas 2 jenis, yaitu: Lokomotif BB yang masing-masing bogie terdiri atas 2 gandar, dan Lokomotif CC yang masing-masing bogie terdiri atas 3 gandar. Perhitungan beban gandar (axle load) dan beban roda pada lokomotif dapat dijelaskan sebagai berikut. lokomotif BB. Jika beban lokomotif (Wlok) = 56 ton, maka: Gaya pada bogie (Pb) = Wlok/2 = 56/2 ton

= 28 ton

Gaya gandar (Pg)

= 14 ton

= Pb/2

= 28/2 ton

commit to user



Gaya roda statis (Ps)

= Pg/2

= 14/2 ton

= 7 ton.

lokomotif CC. Jika beban lokomotif (Wlok) = 84 ton, maka: Gaya pada bogie (Pb) = Wlok/2 = 84/2 ton

= 42 ton,

Gaya gandar (Pg)

= Pb/3

= 42/3 ton

= 14 ton,

Gaya roda statis (Ps)

= Pg/2

= 14/2 ton

= 7 ton.

Pada lokomotif CC terdapat 2 kelompok berat, yaitu: Lokomotif CC-201 dan CC-203, dengan berat 84 ton, sehingga beban gandarnya 14 ton, dan Lokomotif CC-202 dengan berat 108 ton atau beban gandar 18 ton. b. Gaya Kereta (Car, Coach) Kereta

dipakai

untuk

angkutan

penumpang.

Kereta mempunyai

karakteristik kenyamanan dan kecepatan yang tinggi. Berat kereta (berisi penumpang) ialah sekitar 40 ton. Kereta ditumpu oleh 2 bogie (Pb=20 ton), masing-masing bogie terdiri atas 2 gandar, sehingga Pg = 10 ton, dan Ps = 5 ton. c. Gaya Gerbong (Wagon) Gerbong digunakan untuk angkutan barang. Prinsip beban ialah sama dengan lokomotif dan kereta. Satu gerbong dapat tcrdiri atas 2 gandar (tanpa bogie) atau 4 gandar (dengan bogie). d. Faktor dinamis Akibat dari beban dinamik kendaraan jalan rel, maka timbul faktor dinamik. Untuk mentransformasi gaya statis ke gaya dinamis digunakan faktor dinamis sebagai berikut: Ip = l +0.01 (V/1,609-5) dengan:

Ip : faktor dinamis, V : kecepatan kereta api ( km/jam ).

Selanjutnya gaya dinamis dapat dihitung sebagai berikut: Pd = Ps x Ip dengan:

Pd : gaya dinamis (ton ), Ps : gaya statis (ton), Ip : faktor dinamis.

commit to user



2.2.2.2.

Gaya horisontal tegak lurus sumbu sepur

Gaya ini disebabkan oleh "snake motion" kereta api, gaya angin yang bekerja pada kereta api (sisi kanan/kiri) dan gaya sentrifugal sewaktu kereta api melintasi tikungan. 2.2.2.3.

Gaya horisontal membujur searah sumbu sepur

Gaya ini disebabkan oleh gaya akibat pengereman, gesekan antara roda kereta api dengan kepala rel, gaya akibat kembang susut rel dan gaya berat jika jalan rel berupa tanjakan/penurunan.

2.2.3 Metode Elemen Hingga 2.2.3.1.

Langkah-Langkah dalam Metode Elemen Hingga

Prinsip dasar dari Metode Elemen Hingga adalah diskretisasi yaitu prosedur dimana problem kompleks yang besar dibagi-bagi menjadi satu ekivalen yang lebih kecil atau komponen. Secara garis besar ada 5 langkah dasar : 1.

Diskretisasi Yaitu pembagian suatu continuum menjadi sistem yang lebih kecil yang disebut sebagai finite element. Pertemuan antara nodal line disebut nodal point (Gambar 2.5). Pada metode elemen hingga, masing-masing elemen dianalisis secara tersendiri menggunakan persamaan konstitutif sehingga persamaan sifat dan kekakuan masing-masing elemen diformulasi. Kemudian secara berurutan, setiap elemen dirakit untuk mendapatkan persamaan secara keseluruhan. Untuk 1D digunakan elemen garis, untuk 2D digunakan elemen segitiga dan segiempat (quadrilateral), sedangkan untuk 3D digunakan tetrahedra dan hexahedra.

commit to user



node eleme nodal

Gambar 2. 5 Diskretisasi 2.

Pemilihan fungsi aproximasi Langkah ini digunakan untuk menentukan perpindahan setiap elemen menggunakan polynomial berderajat n. Semakin tinggi n, semakin tinggi ketelitiannya. Perpindahan sutu node dituliskan sebagai {u} = [N] {q} Dimana [N] = matriks fungsi interpolasi, {q} = {u1,u2,...,v1,v2,...} T

3.

Penurunan persamaan elemen Menggunakan metode variational atau residual (misal metode Galerkin). Persamaan elemen dapat ditulis sebagai [k] {q} = {Q} Dimana [k] adalah matriks properti elemen, dan {Q} vektor gaya node

4.

Assembling properti elemen ke persamaan global Persamaan-persamaan eleman pada langkah 3 dikombinasi sehingga menghasilkan stiffness relation untuk seluruh elemen. Langkah ini dibuat untuk mendapatkan kompatibilitas displacement setiap node. Stiffness relation ditulis : [K] {r} = {R} Dimana [K] = global stiffness matriks {r} = global nodal displacement vector {R} = global nodal force vector

5.

Komputasi strain dan stress Persamaan yang telah ada diselesaikan/dipecahkan untuk mendapatkan besaran-besaran yang tidak diketahui, baik primer (perpindahan) maupun

commit to user



sekunder (regangan, tegangan, momen, dan geser), dengan menggunakan rumus tambahan:

} 2.2.3.2.

Model Material dalam Metode Elemen Hingga

Salah satu hal yang sangat penting dalam permodelan menggunakan elemen hingga adalah menentukan model material. Model material adalah sekumpulan persamaan matematika yang menjelaskan hubungan antara tegangan-regangan. Suatu material harus dimodelkan secara mekanis menggunakan persamaan konstitutif. Penentuan model suatu material dibuat sesuai dengan kondisi material yang ditinjau serta derajat keakuratan yang diinginkan . Beberapa model material yang digunakan dalam material tanah dan batuan adalah Isotropic Elasticity (

), Mohr-Coulomb atau Elastic Plastic (MC),

Hardening-Soil (HS), Soft-Soil-Creep (SSC), Cam Clay (CC), Modified Cam Clay (MCC), Nonlinier Elasticity (Hiperbolic), Strain Softening, Slip Surface, Soft Soil (SS), Jointed Rock (JR). Model material tanah yang dipakai untuk verifikasi data di antaranya, yaitu model tanah Isotropic Elasticity (

) dan Mohr-Coulomb atau Elastic-Plastic

(MC).

Load

Load

Unload

Unload

Elastic-Linier

Elastic-Nonlinier

Gambar 2. 6 Contoh model-model elastic linear dan elastic plastic

commit to user



Masing-masing modal di atas memiliki parameter tersendiri serta memiliki kelebihan dan kekurangan. Keakuratan permodelan menggunakan metode elemen hingga sangat tergantung pada : 1. Keahlian memodelkan 2. Pemahaman terhadap model serta keterbatasannya 3. Pemilihan parameter dan model material tanah 4. Kemampuan menilai hasil komputasi 2.2.4

PLAXIS

PLAXIS adaiah program elemen hingga untuk aplikasi geoteknik dimana digunakan model-model tanah untuk melakukan simulasi terhadap perilaku dari tanah. Program PLAXIS dan model-model tanah didalamnya telah dikembangkan dengan seksama. Walaupun pengujian dan validasi telah banyak dilakukan, tetap tidak dapat dijamin bahwa program PLAXIS bebas dari kesalahan. Simulasi permasalahan geoteknik dengan menggunakan metode elemen hingga sendiri telah secara implisit melibatkan kesalahan pemodelan dan kesalahan numerik yang tidak dapat dihindarkan. Akurasi dari keadaan sebenarnya yang diperkirakan sangat bergantung pada keahlian dari pengguna terhadap pemodelan permasalahan, pemahamanan terhadap model-model tanah serta keterbatasannya, penentuan parameter-parameter model, dan kemampuan untuk melakukan interpretasi dari hasil komputasi. 2.2.4.1.

Pengaturan Umum (General Setting)

PLAXIS versi 8.2 dapat digunakan untuk melakukan analisis elemen berupa Plain strain maupun axi-simetry. Model Plain strain digunakan untuk model geometri dengan penampang melintang kurang lebih seragam dengan kondisi tegangan dan kondisi pembebanan yang cukup panjang dalam arah tegak lurus terhadap penampang tersebut. Model axi-simetry digunakan untuk struktur berbentuk lingkaran dengan penampang radial yang kurang lebih seragam dengan kondisi pembebanan mengelilingi sumbu aksial.

commit to user



2.2.4.2.

Kontur Geometri (Geometri Contour)

Pembuatan sebuah model elemen hingga dimulai dengan pembuatan geometri dari model, yang merupakan representasi dari masalah yang akan dianalisis. Sebuah model geometri terdiri dari titik-titik, garis-garis dan klaster-klaster. Input dasar dari pembuatan model geometri adalah geometry line. Geometry line dapat dipilih melalui simbol yang muncul atau melalui sub menu geometry. Pelat adalah struktur tipis di tanah dengan kekakuan tertentu. Pada model geometri pelat tampak sebagai garis vertikal biru. Pelat dapat dipilih melalui simbol yang muncul atau melalui sub menu geometry. Geogrid adalah struktur tipis di tanah dengan kekakuan tertentu. Pada model geometri geogrid tampak sebagai garis horizontal kuning. Geogrid dapat dipilih melalui simbol yang muncul atau melalui sub menu geometry. Model pembebanan pada analisis ini adalah beban titik dalam gaya per panjang (kN/m).

2.2.4.3.

Kondisi Batas (Boundary Conditions) Kondisi standard fixities yang terdapat pada PLAXIS dapat digunakan dengan cepat dan mudah untuk berbagai aplikasi praktis yang sering dijumpai. Secara otomatis, maka di samping kanan dan kiri luasan akan muncul garis sejajar yang menandakan kemungkinan pergerakan vertikal saja. Sedangkan untuk bagian bawah, muncul garis sejajar yang bersilangan yang menandakan bahwa tidak ada pergerakan baik horizontal maupun vertikal.

commit to user



2.2.4.4.

Set Data Material (Material Data Sets ) Model material pada tanah yang umum digunakan adalah MohrCoulomb karena model ini relatif sederhana dengan material input yang hampir sama dengan metode keseimbangan batas, selain itu

model

material Mohr Coulomb juga paling banyak dikenal. Tipe material dipilih undrained karena tanah yang dijadikan model adalah tanah yang memiliki nilai permeabilitas sangat kecil, sehingga dianggap tidak terjadi aliran air. 2.2.4.5.

Pembuatan Jaring-Jaring Elemen (Mesh Generations) Setelah model geometri sudah ditentukan dan material sudah dimasukkan ke semua cluster dan struktur, geometri harus dibagi menjadi finite element dengan tujuan menampilkan perhitungan finite element. PLAXIS memberikan fasilitas automesh yang dapat dipilih melalui melalui simbol yang muncul atau melalui sub menu mesh.

2.2.4.6.

Kondisi Awal (Initial Conditions) Setelah model geometri sudah dibuat dan elemen mesh sudah ditentukan, kondisi awal dari tanah harus ditentukan. Ada dua pilihan kondisi awal pada PLAXIS, yaitu kondisi awal dengan tekanan air dan kondisi awal tanpa tekanan air. Dalam analisis ini muka air tanah dianggap jauh di bawah dasar model sehingga tekanan air tidak diperhitungkan. Maka kondisi awal tanpa tekanan air yang kita pilih. Dengan memilih bagian kanan dari dua pilihan initial condition. Icon di samping digunakan untuk menentukan tegangan awal dari tanah. Setelah kita pilih simbol di samping maka akan tampil jendela prosedur K0

commit to user



2.2.4.7.

Perhitungan (Calculations) Pada jendela calculations tipe perhitungan yang dipilih adalah tipe plastic, karena tujuan dari analisis ini adalah untuk menghasilkan perpindahan secara elastik-plastik. Langkah selanjutnya adalah penentuan titik acuan perhitungan. Dengan memilih simbol select point for curve, kemudian akan muncul jendela baru berupa geometri setelah itu titik acuan kita letakkan pada bagian tengah pondasi. Setelah penentuan titik acuan, pemilihan simbol update akan menutup jendela pemilihan titik acuan dan akan kembali ke jendela perhitungan. Dengan pemilihan simbol calculate maka proses perhitungan dimulai.

2.2.4.8.

Keluaran (Output) Setelah proses perhitungan, maka simbol calculate otomatis berganti dengan simbol output. Dengan memilih simbol output, akan muncul jendela output berupa deformed mesh.

Untuk memunculkan kurva beban-perpindahan, dipilih simbol curves yang akan memunculkan jendela baru untuk memilih kurva yang akan ditampilkan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

METODOLOGI PENELITIAN TUGAS AKHIR PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil



digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Pendahuluan

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan penurunan struktur rel dan subgrade pada tanah lunak tanpa perkuatan geosintetik dibandingkan dengan perkuatan geosintetik. Pengujian pendahuluan dilakukan terhadap tanah lunak sebagai subgrade untuk mengetahui nilai parameter tanah subgrade tersebut. Setelah pengujian pendahuluan dilakukan kemudian model struktur rel dibuat didalam kotak berukuran 1m x 1m x 0,6m. Model rel dibatasi hanya sepanjang satu bagian ruas rel diantara sambungan dan telah direduksi dari ukuran aslinya. Pengujian dilakukan terhadap struktur rel dengan pemberian beban berulang (repetisi) untuk menggambarkan beban kereta api yang berkali-kali membebani struktur rel tersebut. Pada saat pengujian dilakukan pengamatan terhadap perilaku struktur rel yang meliputi besar penurunan struktur rel dan subgrade saat menerima beban dan kenaikan yang terjadi saat beban itu dihilangkan. Pengamatan dilakukan sesuai jumlah repetisi beban yang diberikan pada struktur rel tersebut. Pengamatan lain yang dilakukan adalah mengenai letak/posisi penurunan yang terjadi. Pengujian pertama dilakukan terhadap struktur rel diatas tanah pasir sebagai gambaran perilaku struktur rel diatas subgrade yang kuat. Pengujian kedua dilakukan terhadap struktur rel diatas tanah lunak tanpa perkuatan .Pengujian ketiga dilakukan seperti pengujian kedua dengan perbedaan pada perkuatan struktur rel menggunakan geosintetik. Selanjutnya digunakan program PLAXIS sebagai analisa pembanding terhadap tiga pengujian model yang telah dilakukan Program PLAXIS menggunakan nilai parameter tanah secara lengkap sebagai input datanya, sehingga diperlukan data uji pendahuluan. Dalam program ini dihitung besarnya penurunan struktur rel dan subgrade akibat repetisi beban dan

commit to user 23



letak/posisi penurunan yang terjadi pada struktur rel. Dari percobaan terhadap kedua model struktur rel dan analisanya dengan program PLAXIS diharapkan penurunan struktur rel di lapangan akibat menerima beban kereta api yang terus menerus dapat diketahui.

3.2

Pengumpulan Data Penelitian ini menggunakan data-data antara lain: 1.

Data primer Data-data yang dikumpulkan terdiri atas data indeks properti tanah, parameter geser tanah, dan data pengujian utama berupa nilai penurunan dan kapasitas dukung geosintetik. Untuk mengatahui nilainilai tersebut terlebih dahulu dilakukan pengujian terhadap tanah subgrade dimana dalam hal ini adalah tanah lunak. Setelah semua pengujian tersebut dilaksanakan, kemudian selakukan pengujian untuk mencari nilai penurunan pada struktur rel dan pada tanah dasar.

2.

Data sekunder Data sekunder meliputi data mengenai ukuran struktur rel, panjang satu bagian rel, bantalan, jarak antar bantalan, ketebalan balas dan lebar sepur yang nantinya akan dibuat permodelan. Data ini didapatkan dari literatur yang ada dan juga dari pengamatan langsung dilapangan.

3.3

Alat dan Bahan

3.3.1

Alat

Alat-alat uji pembebanan yang terdiri dari : 1. Satu unit box uji 3 dimensi Box uji ini berukuran panjang 100 cm; lebar 100 cm dan tinggi 60 cm. Gambar berikut ini menunjukkan box uji 3 dimensi.

commit to user



Gambar 3. 1 Satu unit box uji 3 dimensi

Gambar 3. 2 Sketsa tampak atas alat model 3 dimensi (Subekti, 2009)

commit to user



Gambar 3. 3 Sketsa potongan A-A alat model 3 dimensi (Subekti, 2009)

Gambar 3. 4 Sketsa potongan B-B alat model 3 dimensi (Subekti, 2009) 2. Geosintetik Model geosintetik yang digunakan dalam penelitian merupakan bahan yang terbuat dari kain anyam bekas karung pupuk.

Pemilihan bahan

didasarkan pada kemiripan sifat dengan salah satu produk geosintetik yaitu geosintetik yang terbuat dari bahan polymer polypropylene. Gambar berikut menunjukkan model geosintetik yang digunakan.

commit to user



Gambar 3. 5 Model geosintetik

Gambar 3. 6 Sketsa penempatan lembar model geosintetik dalam pengujian 3. Dial gauge Alat ini digunakan untuk mengetahui besarnya deformasi permukaan tanah pada saat uji pembebanan. Dial gauge yang digunakan berjumlah 10 buah (kanan dan kiri) dengan ketelitian 0,01 mm (Gambar 3.7).

Gambar 3. 7 Dial gauge

commit to user



4. Nivo Alat ini digunakan untuk mengukur permukaan bantalan maupun rel terhadap tanah agar benar-benar rata secara horizontal.

Gambar 3. 8 Nivo

5. Alat Pembebanan (Slotted Weights) Alat pembebanan yang digunakan dalam pengujian utama dalam penelitian ialah berupa 10 unit besi coak yang masing-masing bobotnya sebesar 8 Kg.

Gambar 3. 9 Slotted Weights

6. Alat Pendukung Satu unit alat pembebanan dan alat pendukung lainnya, seperti palu, obeng, pemadat tanah, penggaris , tempat air dan tempat pencampur tanah

commit to user



3.3.2

Bahan

1. Tanah Tanah yang digunakan sebagai media uji pada penelitian ini merupakan tanah lunak yang diambil dari daerah Sumberlawang, Kabupaten Purwodadi, Jawa Tengah. Sedangkan untuk tanah pasir telah tersedia di laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Sebelas Maret Surakarta. 2. Air Air yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Sebelas Maret Surakarta. 3. Kayu Bantalan 4. Besi Rel Besi rel yang digunakan terbuat dari besi siku yang di potong dua bagian masing-masing panjangnya 90 cm. 5. Ballast Ballast yang digunakan untuk melengkapi model sistem struktur rel kereta api terbuat dari batu pecah yang keras dengan diameter antara 28

50 mm

yang nantinya akan disaring sesuai ukuran yang telah ditentukan.

3.4

Metode Penelitian

3.4.1

Penyiapan Benda Uji Benda uji terbuat dari lembaran kain anyam ex

karung pupuk yang

dianalogikan sebagai geosintetik yang umumya terbuat dari polymer polypropylene.

commit to user



Gambar 3. 10 Aplikasi geosintetik untuk jalan rel (Rankilor, 1981) Benda uji menggunakan ukuran 51 cm x 100 cm, sesuai dengan luasan alas ballast. Benda uji tersebut akan dipasang di bawah batuan ballast dan tepat di atas tanah dasar. 3.4.2 a.

Penyiapan Media Tanah Tanah baik (dominan pasir)

Media tanah pertama yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah baik (termasuk tanah dominan pasir) yang diambil dengan sistem pengambilan terganggu (disturbed sample). Persiapan media tanah ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : Menjemur tanah di bawah sinar matahari atau pengeringan di udara hingga kering untuk mendapatkan tanah yang dapat disaring (Bowles, 1984). Menyaring tanah dengan lolos ayakan No. 4 (diameter 4,75 mm). Mencampur tanah dengan air menggunakan rasio air tanah yang diperhitungkan terlebih dahulu menggunakan uji standard proctor. Dalam penelitian ini rasio yang didapatkan saat kadar air optimum ialah 360 ml / 2 kg. Memasukkan tanah ke dalam kotak uji. Menumbuk tanah dan memadatkannya dengan tinggi jatuh 20 s/d 30 cm sebanyak 1/3 tinggi kotak uji.. Memasukkan tanah lagi hingga mencapai 2/3 tinggi kotak uji, kemudian melakukan pemadatan. Memasukkan tanah hingga penuh, kemudian dilakukan pemadatan.

commit to user



Menguji kepadatan tanah pasir dengan alat uji CBR pada 3 titik yang berbeda.

b.

Tanah Lunak.

Media tanah kedua yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah lunak dengan sistem pengambilan terganggu (disturbed sample). Persiapan media tanah ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : Menjemur tanah di bawah sinar matahari hingga kering ditunjukkan pada gambar .

Gambar 3. 11 Penjemuran tanah di bawah sinar matahari Menghancurkan tanah dengan soil crusher (Gambar 3.12).

Gambar 3. 12 Penghancuran tanah dengan soil crusher

commit to user



Menyaring tanah yang sudah hancur dengan spesifikasi lolos ayakan No. 4 (diameter 4,75 mm) (Gambar 3.13).

Gambar 3. 13 Penyaringan tanah dengan ayakan No. 4 Mencampur tanah dengan air menggunakan rasio air tanah yang diperhitungkan terlebih dahulu menggunakan uji standard proctor. Dalam penelitian ini rasio yang didapatkan saat kadar air optimum ialah 620 ml / 2 kg. Setelah rasio air diketahui, tanah dicampur dengan air dengan rasio air yang lebih atau dengan kadar yang membuat tanah tersebut menjadi lebih lunak (bukan kepadatan maksimum) (Gambar 3.14).

Gambar 3. 14 Pencampuran tanah dengan air

commit to user



Mengganti separuh tinggi dari media tanah pasir dengan memasukkan tanah lempung tersebut di atasnya. Memasukkan tanah ke dalam kotak uji. Menumbuk tanah dan memadatkannya dengan tinggi jatuh 20 s/d 30 cm sebanyak 1/3 tinggi kotak uji. (Gambar 3.15)

Gambar 3. 15 Pemadatan tanah dengan alat pemadat 5 kg

Memasukkan tanah lagi hingga mencapai 2/3 dari separuh tinggi kotak uji, kemudian melakukan pemadatan. Memasukkan tanah hingga penuh, kemudian dilakukan pemadatan. Menguji kepadatan pasir dengan alat uji CBR pada 3 titik yang berbeda. (Gambar 3.15)

Gambar 3. 16 Pengujian kepadatan tanah dengan alat CBR

commit to user



3.4.3

Persiapan Peralatan Pengujian

Alat pengujian terdiri dari statif dan alat pembebanan aksial. Cara pembebanan alat dijelaskan sebagai berikut : a. Alat uji dibuat dalam bak uji berukuran 100 x 100 x 60 cm. b. Pembebanan kereta api terhadap badan rel bertumpu pada bogie kereta api. Tiap bogie pada umumnya terdapat 2 gandar (depan dan belakang) dan setiap gandar terdapat dua roda (kanan dan kiri). Oleh sebab itu, pendekatan pembebanan pada model uji ini dapat dilihat pada gambar 3.17.

Gambar 3. 17 Sketsa konstruksi dan pembebanan pada rel kereta api dalam suatu model uji c. Struktur rel kereta api dibuat dengan skala tereduksi (small size) dari kondisi aslinya.

commit to user



Tabel 3. 1 Perbandingan dimensi struktur rel kereta api dalam skala asli dengan skala terduksi pada suatu model uji Skala Skala Asli Tereduksi No Faktor (mm) (mm) 1 Lebar sepur 1200 120 Bantalan kayu Panjang 2100 210 2 Lebar 200 20 Tinggi 140 14 Jarak antar bantalan 600 60 Balas Atas Lebar Atas 2800 280* 3 Lebar Bawah 4200 510* Tebal 390 54* Balas Bawah Lebar Atas 4800 4 Lebar Bawah 6000 Tebal 150 Jarak antar roda 5 2200 220 (depan dan belakang) d. Balas berupa kerikil / batu pecah yang keras dan tidak mudah pecah, serta berdiameter antara 28

50 mm. Sedangkan rel kereta api terbuat dari besi

siku. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.18

Gambar 3. 18 Potongan melintang struktur rel kereta api skala tereduksi e. Beban aksial yang akan diberikan berupa lempengan besi yang dicoak (Slotted Weights). Beban beserta perlengkapan lainnya dapat dilihat pada Gambar 3.19 dan Gambar 3.20.

commit to user



Gambar 3. 19 Set Up Pembebanan pada Media Pasir

Gambar 3. 20 Set Up Pembebanan pada Media Pasir dan Lempung dengan Perkuatan Geosintetik

commit to user



3.4.4

Pengujian Pembebanan Model Pengujian pembebanan dilakukan untuk mengetahui penurunan model sistem rel kereta api skala tereduksi. Pekerjaan yang dilakukan pada tahap pengujian ini meliputi : Melakukan pembebanan dengan metode beban tertahan (maintained load) sesuai ASTM D1143-57T dalam Hardiyatmo (2010). Metode ini dilakukan secara bertahap. Beban awal yang akan diberikan adalah 16 kg dan menerus dari ujung ke ujung rel per jarak 22,5 cm. Setelah bacaan berhenti (stabil), kemudian dilakukan pembacaan penurunan pada dial., penambahan beban selanjutnya dengan kelipatan 16 kg hingga maksimal 80 kg dapat diterapkan. (Gambar 3.21 dan gambar 3.22)

Gambar 3. 21 Rangkaian tereduksi struktur rel kereta api

Gambar 3. 22 Rangkaian tereduksi struktur rel kereta api

commit to user



3.4.5

Pelaksanaan Pengujian dan Pengambilan Data Pengambilan data dilakukan dengan membaca dial gauge yang dipasang merata pada masing-masing sisi rel sebanyak 5 buah. Pembacaan dilakukan apabila dial gauge sudah tidak mengalami pergerakan lagi (kondisi stabil). Data yang diambil berupa bacaan dial gauge Beban (kg)

Penurunan (mm)

Gambar 3. 23 Grafik hubungan besar penurunan pada saat beban ultimit 3.4.6

Pembahasan menggunakan Program PLAXIS. Membuat model pada software PLAXIS Menganalisis model yang sudah dibuat dan mencari data hubungan tegangan-perpindahan model tanah Membandingkan hasil data output software PLAXIS dengan hasil uji

3.4.7

Menganalisis hasil perbandingan data dari model uji dan software PLAXIS. Mengambil kesimpulan dari hasil analisis tersebut.

commit to user



3.5

Simulasi Struktur Rel Kereta Api dengan PLAXIS 8.2

3.5.1

Tahapan Memulai Program Tahapan memulai program pada PLAXIS 8.2 ditandai dengan tampilan Splash Screen PLAXIS 8.2 Input. Tampilan Splash Screen terdapat pada Gambar 3.24.

Gambar 3. 24 Splash Screen PLAXIS 8.2 3.5.1

Pengaturan Umum (General Setting) Langkah-langkah yang akan ditampilkan memakai contoh simulasi pembebanan struktur rel kereta api pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Pada tab project, dimasukkan input sebagai berikut: Title Comments

ballast,

Model

: plane-strain

Elements

: 15-Node

Pada tab dimensions, dimasukkan input sebagai berikut: Units

: meter, kN dan day

Geometri dimension

: right =1 m; top=1 m

Spacing

: 0.025 m

interval

:1

commit to user



a. Project

b. Dimensions Gambar 3. 25 General Settings: (a) Project (b) Dimensions 3.5.2

Kontur Geometri (Geometri Contour) Pada tahap ini, proses yang dilakukan adalah pembuatan luasan model geometri, pelat rel, pelat box uji, geogrid dan pembebanan pada pelat rel. Permodelan tersebut dibuat dengan ketentuan sebagai berikut: a. Model dibuat dengan luasan 1 x 0.6 m dengan anggapan bahwa bidang geser yang akan dihasilkan oleh pondasi dapat ditampilkan dan tidak terpotong oleh batas geometri.

commit to user



b. Pelat diasumsikan sebagai rel kereta api yang menerima beban dari struktur, juga box uji yang melindungi tanah dari keruntuhan. c. Geogrid diasumsikan sebagai geosintetik yang menerima beban dari struktur diatasnya. d. Beban titik diberikan diatas pelat, dengan satuan gaya per panjang (kN/m). e. Digunakan standard fixities.

Gambar 3. 26 Permodelan struktur rel kereta api 3.5.3

Set Data Material (Material Data Sets) a. Jenis tanah yang digunakan adalah tanah pasir, tanah lunak dan ballast. Pada ketiga jenis tanah tersebut, berlaku ketentuan sebagai berikut: Material model

: Mohr-Coulomb.

Material type

: undrained.

Data lainnya adalah data parameter tanah yang diisikan sesuai dengan Tabel 4.1 dan Tabel 4.2. Input data material tanah dapat dilihat pada gambar 3.27.

commit to user



b. Jenis pelat yang digunakan adalah rel dan box uji. Parameter input diberikan sesuai pada data standar untuk pondasi yang kaku (rigid). Input data untuk pelat dapat dilihat pada Gambar 3.28 berikut ini. c. Material geosintetik dimodelkan dengan geogrid. Proses pemasukan data untuk geogrid dapat dilihat pada Gambar 3.29 berikut ini.

a. General

b. Parameters

Gambar 3. 27 Set Data Material Tanah: (a) General (b) Parameters

commit to user



Gambar 3. 28 Set Data Material Pelat

Gambar 3. 29 Set Data Material Geogrid 3.5.5.

Pembuatan Jaring-Jaring Elemen (Mesh Generations) Gambar tampilan PLAXIS setelah diterapkan automesh pada model geometri dapat dilihat pada gambar 3.30.

commit to user



Gambar 3. 30 Jaring-Jaring Elemen 3.5.6. Kondisi Awal (Initial Conditions ) Karena struktur rel terletak jauh diatas permukaan air tanah, maka perhitungan tidak menyertakan tekanan akibat air tanah. Kondisi awal tanpa tekanan air yang kita pilih, yaitu pada bagian kanan dari dua pilihan initial condition. Berat isi dari air kita tentukan 10 kN/m 3 yang merupakan nilai standar. Tampilan penentuan berat volume dari air dapat dilihat pada Gambar 3.31.

Gambar 3. 31 Penentuan Berat Volume dari Air Berikutnya menampilkan jendela K0-procedure dengan memilih icon Generate Initial Stress

commit to user



Gambar 3. 32 Tampilan K0-procedure

Parameter ini adalah proporsi dari gravitasi yang bekerja. Nilai standar 1.0 ditentukan, dengan maksud bahwa berat tanah total diaktifkan. Pada kolom pertama adalah nomer cluster, kolom kedua adalah model material yang digunakan pada cluster, pada kolom ketiga dan keempat adalah tampilan dari overconsolidation ratio (OCR) dan pre-overburden pressure (POP). OCR dan POP pada anlisis Mohr-Coulomb tidak ada karena hanya dapat digunakan pada model material Soft Soil (Creep) dan Hardening Soil. Kolom kelima adalah nilai dari K 0. Setelah dipilih OK pada prosedur K 0 maka tampil jendela baru yang menampilkan kondisi tekanan awal pada tanah. Gambar tampilan tekanan awal pada tanah dapat dilihat pada gambar 3.33.

commit to user



Gambar 3. 33 Tekanan Awal Tanah Setelah dipilih icon update maka tekanan awal tanah diterapkan dan jendela kembali ke input. 3.5.7. Perhitungan (Calculations) Dengan memilih icon calculate maka kita akan masuk ke proses perhitungan. Pada jendela calculations tipe perhitungan yang dipilih adalah tipe plastic, karena tujuan dari analisis ini adalah untuk menghasilkan perpindahan secara elastik-plastik. Gambar 3.34 menjelaskan tentang fase dan tipe perhitungan serta parameter perhitungan.

commit to user



a. Umum

b. Parameter Gambar 3. 34 Perhitungan : (a) Umum (b) Parameter Pada jendela parameter kita menggunakan langkah perhitungan sebanyak 250 sesuai dengan standar PLAXIS. Pembebanan dilakukan dengan staged construction. Dengan memilih tombol define pada loading input akan terbuka jendela baru yang bertujuan untuk mengaktifkan material dan beban yang diberikan. Dengan memilih

commit to user



pelat rel, akan muncul jendela baru yang berisi plate dan loading. Untuk mengaktifkan pondasi dan beban maka pilih keduanya sehingga muncul check list. Kemudian memasukkan beban dengan cara memilih tombol change pada point load system A dengan memberikan nilai 1,905 pada sumbu y untuk kedua sisi. Gambar 3.35 menjelaskan tentang pengaktifan material dan pemberian beban pada pelat.

Gambar 3. 35 Pengaktifan Material dan Pemberian Beban Langkah selanjutnya adalah penentuan titik acuan perhitungan. Dengan memilih simbol select point for curve, kemudian akan muncul jendela baru berupa geometri. Selanjutnya titik acuan kita letakkan pada bagian ujung pelat. Gambar penentuan titik acuan dapat dilihat pada gambar 3.36.

commit to user



Gambar 3. 36 Penentuan Titik Acuan Setelah penentuan titik acuan, pemilihan simbol update akan menutup jendela pemilihan titik acuan dan akan kembali ke jendela perhitungan. Dengan pemilihan simbol calculate maka proses perhitungan dimulai. Proses perhitungan dapat dilihat pada gambar 3.37.

Gambar 3. 37 Proses Perhitungan

commit to user



3.5.8.

Keluaran (Output) Setelah proses perhitungan, maka simbol calculate otomatis berganti dengan simbol output. Dengan memilih simbol output, akan muncul jendela output berupa deformed mesh. Gambar deformed mesh dapat dilihat pada gambar 3.38.

Gambar 3. 38 Deformed Mesh

Untuk memunculkan kurva beban-perpindahan, dipilih simbol curves yang akan memunculkan jendela baru menampilkan kurva. Selanjutnya dipilih new curves lalu ditentukan lokasi tempat file disimpan. Setelah pemilihan lokasi dilakukan, muncul pilihan untuk menentukan jenis kurva. Untuk sumbu y dipilih displacement dan untuk sumbu x dipilih multiplier, lalu pilih OK untuk menampilkan kurva. Gambar 3.39 menampilkan proses pembuatan kurva.

commit to user



a. Penentuan jenis kurva

b. Kurva beban-perpindahan Gambar 3. 39 Proses Pembuatan Kurva : (a) Penentuan Jenis Kurva (b) Kurva beban-perpindahan

commit to user



3.6 Diagram Alir Penelitian MULAI DESK STUDY LIITERATUR PERSIAPAN ALAT dan BAHAN Kotak Pengujian Permodelan Struktur Rel Kereta Api Alat Pembebanan (dial gauge, slotted weights, dan plat penyangga)

UJI PENDAHULUAN Moisture Content Specific Gravity Bulk Density Grain Size Analysis Atterberg Limit Test Direct Shear Standard Proctor UCS

UJI PEMBEBANAN AXIAL (Dengan geosintetik pada Tanah Lunak)

UJI PEMBEBANAN AXIAL (Pada Tanah Lunak)

OLAH DATA VALIDASI MODEL DENGAN PLAXIS VERIFIKASI DATA ANALISIS PERILAKU STRUKTUR REL DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK KESIMPULAN DAN SARAN

SELESAI

Gambar 3. 40 Diagram Alir Penelitian

commit to user


digilib.uns.ac.id

ANALISIS DAN PEMBAHASAN TUGAS AKHIR PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil



digilib.uns.ac.id

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1

Model Tereduksi Struktur Rel Kereta Api

4.1.1

Kriteria Perancangan

Parameter-parameter dimensi untuk model struktur rel kereta api yang dibahas pada bab sebelumnya merupakan model sederhana struktur rel kereta api yang digunakan pada penelitian ini. Model ini akan diuji didalam kotak uji berukuran 100cm x 100cm x 60cm, dengan variasi kondisi tanah baik (pasir), kondisi tanah lunak, dan kondisi tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Penelitian ini mengamati penurunan yang terjadi pada model struktur rel pada tiga variasi kondisi tersebut. Pembebanan dilakukan sebanyak tiga kali perulangan pada empat bidang pembebanan (bidang A hingga bidang D) dan selanjutnya diamati penurunan pada lima dial (titik 1 hingga titik 5) yang masing-masing titik berjarak 22,5 cm. Sketsa posisi titik dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4. 1 Sketsa tampak atas posisi bidang pembebanan dan dial gauge. Tahap selanjutnya adalah melakukan simulasi model struktur rel kereta api dengan menggunakan program PLAXIS 8.2. Simulasi dengan menggunakan program ini memerlukan data parameter tanah secara lengkap, sehingga perlu

commit to user 53



dilakukan uji pendahuluan terhadap tanah pasir dan tanah lunak yang digunakan dalam permodelan ini. 4.1.2

Pengujian Pendahuluan

Uji pendahuluan dilakukan untuk mengetahui nilai parameter tanah secara lengkap baik terhadap tanah pasir maupun terhadap tanah lunak. 4.1.2.1.

Hasil uji tanah pasir

Dari pengujian terhadap tanah pasir, didapatkan hasil sebagai berikut: Tabel 4. 1 Pengujian tanah pasir No Jenis Pengujian

Tanah Pasir

1

Moisture content

24,45%

2

Bulk Density

1,806 gram/cm3

3

Spesific Gravity

2,67

4

tanah kerikil = 0,00% Grain size

tanah pasir = 61,77% tanah lanau-lempung = 38,23%

5 6

7

Atterberg limits Direct Shear Unconfined compression

4.1.2.2.

Non-plastis c = 0,123 kg/cm 2

-

Hasil uji tanah lunak

Dari pengujian terhadap tanah lunak, didapatkan hasil sebagai berikut: Tabel 4. 2 Pengujian tanah lunak No Parameter Uji

Hasil

1

Moisture content

55,14%

2

Bulk Density

1,642 gram/cm3

3

Spesific Gravity

2,65

commit to user



Tabel 4. 2 (lanjutan) No Parameter Uji 4

Hasil tanah kerikil = 0,03%

Grain size

tanah pasir = 2,82% tanah lanau-lempung = 97,15%

5

batas cair = 78,03% Atterberg limits

batas plastis = 38,57% indeks plastis (PI) = 39,46% c = 0,199 kg/cm 2

6 Direct Shear 7

Unconfined compression

8,53° 14,525 kPa

Berdasarkan hasil pengujian parameter tanah, tanah yang digunakan dalam penelitian ini merupakan tanah lunak dengan spesifikasi sebagai berikut : a. Moisture content

=

b. Plasticity index

= 39,46% (Sesuai, karena > 20%)

c. Unconfined compression

= 14,525 kPa (Sesuai, karena < 25 kPa)

4.1.3

Penurunan pada Model Struktur Rel dengan Variasi Kondisi Subgrade Dibawahnya

Penurunan pada model struktur rel terjadi akibat repetisi beban yang diberikan terhadap struktur rel tersebut. Pembebanan dilakukan pada 4 bidang, dengan masing masing bidang menerima lima variasi beban yaitu 16 kg, 32 kg, 48 kg, 64 kg dan 80 kg. Selanjutnya dilakukan repetisi sebanyak tiga kali untuk masingmasing beban yang diberikan. Pada saat pembebanan diberikan, jarum dial akan bergerak sesuai dengan perubahan elevasi yang terjadi pada tiap titik pengamatan tersebut. Jarum tersebut akan terus bergerak hingga mencapai angka tertentu. Pembacaan dial dilakukan ketika jarum dial sudah stabil dan tidak mengalami perubahan lagi. Hasil yang ditampilkan pada grafik penurunan merupakan hasil rata-rata dari penurunan yang terbaca pada dial sebelah kanan dan dial sebelah kiri struktur rel.

commit to user



Hasil penurunan masing-masing sisi struktur rel akan ditampilkan secara lengkap pada Lampiran B. 4.1.3.1.

Pembebanan pada bidang A

Hasil pengamatan terhadap penurunan akibat pembebanan pada bidang A selanjutnya disajikan pada Tabel 4.3 dimana nilai pada tabel tersebut merupakan hasil bacaan pada dial.

Tabel 4. 3 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) Tanah lunak -28,45 -12,47 -0,23 1,17 3,32 16 Tanah lunak+geosintetik -19,65 -11,28 -1,05 0,90 1,08 Tanah pasir -14,65 -10,93 -4,78 -0,12 0,58

32

Tanah lunak Tanah lunak+geosintetik Tanah pasir

-55,08 -45,08 -42,50

-22,25 -22,70 -23,17

-4,70 -1,85 -10,63

4,67 3,13 -2,43

6,95 4,52 1,47

48


-71,42 -58,53 -60,25

-29,33 -31,00 -32,37

-7,17 -3,32 -11,22

5,61 5,27 0,08

7,97 9,98 2,80

64


-76,48 -71,33 -61,83

-42,83 -38,20 -29,75

-7,75 -4,33 -12,60

14,42 8,73 -0,22

12,67 18,68 2,20

80


-108,28 -85,23 -71,95

-46,75 -51,53 -35,45

-5,30 -1,00 -17,58

18,00 28,02 1,00

39,23 52,80 2,98

Hasil pengamatan pada Tabel 4.3 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang A terjadi pada titik pengamatan 1 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (1,0828 mm). Visualisasi perilaku penurunan struktur rel disajikan dalam Gambar 4.2.

commit to user


digilib.uns.ac.id

Penurunan (x 0,01 mm)

57

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg


0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg

Tanah lunak Tanah lunak+geosintetik Tanah pasir 0


10 32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg


Penurunaan (x 0,01 mm)


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 2 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan A.

commit to user



Gambar 4.2 menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban yang diberikan pada bidang pembebanan A. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku yang bisa diamati tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar terdapat pada titik pengamatan 1. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 4 dan titik 5 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada kedua titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi yang jelas tampak pada jenis subgrade tanah lunak dan tanah lunak dengan perkuatan geosintetik, sedangkan pada subgrade tanah pasir peningkatan elevasi yang terjadi relatif kecil. 4.1.3.2.

Pembebanan pada bidang B

Hasil pengamatan terhadap penurunan akibat pembebanan pada bidang B disajikan pada Tabel 4.4 dimana nilai pada tabel tersebut merupakan hasil bacaan pada dial. Tabel 4. 4 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) -2,33 -14,62 -13,50 -4,28 3,27 Tanah lunak 2,13 -13,37 -11,92 -3,00 1,50 16 Tanah lunak+geosintetik -2,37 -12,30 -10,10 -5,02 1,43 Tanah pasir

32


-9,13 -0,75 -3,77

-29,45 -26,12 -24,77

-22,64 -19,25 -20,17

-5,58 -5,25 -2,58

9,35 9,92 3,58

48


-9,42 -7,22 -5,50

-38,08 -35,28 -34,72

-32,58 -25,25 -30,75

-7,12 -8,00 -7,47

13,63 16,63 5,68

commit to user



Tabel 4.4 (lanjutan) Beban (kg)

Kondisi Subgrade

64


1 (0 cm) -23,08 -11,63 -10,03

80


-23,12 -15,70 -12,78

Titik pengamatan 2 3 4 5 (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) -61,03 -33,58 -7,25 22,88 -46,03 -28,58 -7,67 22,83 -49,28 -42,42 -10,13 9,48 -68,95 -60,50 -59,38

-44,00 -53,42 -50,48

-9,50 -19,92 -11,08

22,77 21,58 11,42

Hasil pengamatan pada Tabel 4.4 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang B terjadi pada titik pengamatan 2 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (0,6895 mm). Gambar 4.3 menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel akibat variasi beban yang diberikan pada bidang pembebanan B. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama untuk beban 16 kg, 32 kg dan 48 kg. Sedangkan pada beban 64 kg dan 80kg menunjukkan perilaku penurunan yang sedikit berbeda. Perilaku yang bisa diamati tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar akibat semua beban terdapat pada titik pengamatan 2. b. Pada sebagian besar titik pengamatan, penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik dan penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 5 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi cukup tampak pada ketiga jenis subgrade.

commit to user


digilib.uns.ac.id


60

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 3 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan B.

commit to user



4.1.3.3.

Pembebanan pada bidang C

Hasil pengamatan terhadap penurunan akibat pembebanan pada bidang C selanjutnya disajikan pada Tabel 4.5 dimana nilai pada tabel tersebut merupakan hasil bacaan pada dial. Tabel 4. 5 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) 5,32 -1,97 -12,88 -16,06 -6,40 Tanah lunak 5,58 -0,50 -11,83 -15,75 -5,12 16 Tanah lunak+geosintetik 1,83 -2,50 -14,57 -12,62 -0,73 Tanah pasir Tanah lunak 32

Tanah lunak+geosintetik Tanah pasir Tanah lunak

48


64


80

Tanah lunak+geosintetik Tanah pasir

8,28

-4,90

-23,05

-28,03

-13,22

13,33

-0,58

-17,33

-26,67

-8,00

2,70

-4,77

-23,97

-22,03

-0,80

13,83

-8,00

-33,83

-38,25

-15,10

22,00

-2,58

-24,42

-35,25

-13,33

5,82

-8,98

-28,32

-34,62

-2,75

21,75

-8,97

-44,13

-56,67

-17,22

30,12

-5,42

-49,67

-50,92

-19,17

9,63

-10,42

-39,62

-42,57

-4,05

31,20

-10,45

-53,68

-63,70

-26,28

37,58

-4,75

-49,25

-59,00

-29,50

14,83

-13,50

-52,02

-53,65

-8,78

Hasil pengamatan pada Tabel 4.5 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang C terjadi pada titik pengamatan 4 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (0,637 mm). Visualisasi perilaku penurunan struktur rel disajikan dalam Gambar 4.4.

commit to user


digilib.uns.ac.id


62

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 4 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan C.

commit to user



Gambar 4.4 diatas menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban yang diberikan pada bidang pembebanan C. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku yang bisa diamati tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar terdapat pada titik pengamatan 4. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 5 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi jelas tampak pada ketiga jenis subgrade. 4.1.3.4.

Pembebanan pada bidang D

Hasil pengamatan terhadap penurunan akibat pembebanan pada bidang D selanjutnya disajikan pada Tabel 4.6 dimana nilai pada tabel tersebut merupakan hasil bacaan pada dial. Tabel 4. 6 Hasil pengamatan nilai penurunan yang terjadi pada model struktur rel diatas berbagai kondisi subgrade (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) -0,42 -0,12 -2,78 -8,78 -31,42 Tanah lunak 2,08 1,50 -2,25 -14,17 -25,50 16 Tanah lunak+geosintetik 0,42 -0,70 -6,00 -11,00 -24,20 Tanah pasir Tanah lunak 32


48


10,68

8,00

-1,67

-21,00

-63,92

3,92

2,67

-1,75

-20,75

-49,33

1,00

-5,53

-13,92

-21,98

-36,73

23,92

14,70

-0,50

-29,83

-77,00

11,17

5,83

-5,67

-34,67

-63,83

0,78

-4,35

-18,47

-23,43

-43,75

commit to user



Tabel 4.6 (lanjutan)

Beban (kg)

Titik pengamatan 1 2 3 4 5 (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) 22,08 10,45 -7,99 -36,33 -83,67

Kondisi Subgrade Tanah lunak

64


80


21,17

5,98

-13,33

-45,42

-75,08

3,53

-4,85

-24,58

-36,17

-52,92

23,92

11,87

-9,28

-50,45

-101,25

21,17

8,83

-10,83

-49,08

-90,92

5,75

-7,28

-30,67

-42,42

-56,90

Hasil pengamatan pada Tabel 4.6 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang D terjadi pada titik pengamatan 5 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (1,0125 mm). Gambar diatas menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban 80 kg yang diberikan pada bidang pembebanan D. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku yang bisa diamati tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar terdapat pada titik pengamatan 5. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 1 dan 2 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada kedua titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi yang jelas tampak pada jenis subgrade tanah lunak dan tanah lunak dengan perkuatan geosintetik, sedangkan pada subgrade tanah pasir peningkatan elevasi yang terjadi relatif kecil.

commit to user


digilib.uns.ac.id


65

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40 50 Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 5 Grafik penurunan akibat repetisi beban pada bidang pembebanan D.

commit to user



4.2

Validasi Model Tereduksi Struktur Rel Kereta Api dengan Menggunakan Program PLAXIS.

Program PLAXIS dijalankan sebagai pembanding terhadap pengujian model yang dilakukan. Perbandingan dilakukan terhadap perilaku yang terjadi pada struktur rel dan besarnya penurunan yang terjadi antara model tereduksi dengan model dalam PLAXIS. 4.2.1

Parameter Uji

Besaran parameter yang diberikan pada Input PLAXIS diperoleh dari pengujian pendahuluan yang dilakukan terhadap material-material yang digunakan dalam program PLAXIS. Besaran-besaran parameter tersebut disajikan dalam Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 berikut. Tabel 4. 7 Parameter material tanah Parameter Tanah lunak Tanah Pasir Model Mohr Coulumb Mohr Coulumb Jenis Undrained Undrained

Kerikil Mohr Coulumb Undrained

Satuan -

unsat

14

19

20

kN/m 3

sat

16

22

22

kN/m 3

kx

0,0001

0,01

1

m/hari

ky

0,0001

0,01

1

m/hari

Eref

2500 0,35

7500 0,3

1500000 0,25

kN/m 2 -

cref

19,9

12,3

1

kN/m 2

Ø

8,43 0

42 0

40 0

° °

Tabel 4. 8 Parameter material pelat Parameter Rel Jenis material Elastis EA 1000000

Satuan kN/m

EI

21,45

kNm2/m

D w

0,011 10 0

m kN/m/m -

commit to user



4.2.2

Simulasi penurunan struktur rel akibat pembebanan pada program PLAXIS 8.2.

Simulasi pengujian dilakukan sesuai dengan langkah pada pengujian model, yaitu dengan memberikan pembebanan pada 4 bidang, dengan masing masing bidang menerima lima variasi beban yaitu 16 kg, 32 kg, 48 kg, 64kg, dan 80 kg. Perbedaanya adalah pada program PLAXIS tidak dilakukan repetisi pembebanan, hanya dilakukan pembebanan satu kali. Hasil yang ditampilkan pada grafik penurunan merupakan hasil dari tabel PLAXIS Curve yang kemudian dibuat dalam bentuk grafik. 4.2.2.1.

Pembebanan pada bidang A

Simulasi yang dilakukan pada bidang pembebanan A memberikan hasil kalkulasi dimana beban ultimit yang diberikan tidak tercapai. Artinya struktur subgrade runtuh sebelum langkah pembebanan 80 kg diberikan. Keruntuhan terjadi pada pembebanan 12,84 kg untuk subgrade pasir, 15,51 kg untuk subgrade tanah lunak + geosintetik dan 6,59 kg untuk subgrade tanah lunak. Program PLAXIS secara otomatis menghentikan perhitungan ketika telah terjadi keruntuhan, sehingga besar penurunan yang terjadi dihitung hanya sampai keruntuhan terjadi. Pada permodelan tereduksi, penurunan terus terjadi meskipun telah terjadi keruntuhan pada struktur subgrade. Sehingga kedua hasil penurunan tidak bisa dibandingkan secara langsung. Untuk mengatasi hal tersebut kemudian dilakukan interpolasi secara statistik. Interpolasi dilakukan menggunakan bantuan program MS Excel dengan fungsi forecast terhadap data output dari program PLAXIS untuk memperoleh penurunan akibat beban 16 kg, 32 kg, 48 kg, 64 kg dan 80 kg. Fungsi forecast menggunakan pendekatan secara linear untuk memperoleh nilai yang dicari, sehingga hal ini sesuai dengan program PLAXIS yang juga menggunakan metode elemen hingga dengan pendekatan secara linear. Data yang ditampilkan pada Tabel 4.9 merupakan hasil fungsi forecast terhadap output dari program PLAXIS.

commit to user



Tabel 4. 9 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang A (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) -21,42 -11,76 -4,02 0,63 3,58 Tanah lunak -20,00 -11,69 -3,98 1,89 6,69 16 Tanah lunak+geosintetik -15,36 -8,81 -3,11 0,33 2,79 Tanah pasir Tanah lunak 32


48


64


80


-42,93

-23,54

-8,03

1,30

7,26

-40,54

-23,43

-7,59

4,43

14,35

-30,81

-17,65

-6,20

0,79

5,86

-64,44

-35,32

-12,05

1,97

10,93

-61,08

-35,17

-11,20

6,98

22,02

-46,26

-26,49

-9,29

1,24

8,92

-85,94

-47,10

-16,06

2,63

14,60

-81,62

-46,90

-14,81

9,52

29,69

-61,71

-35,32

-12,38

1,69

11,99

-107,45

-58,88

-20,08

3,30

18,27

-102,16

-58,64

-18,43

12,06

37,35

-77,16

-44,16

-15,47

2,14

15,05

Tabel 4.9 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang A terjadi pada titik pengamatan 1 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (1,0745 mm). Visualisasi perilaku penurunan struktur rel disajikan dalam Gambar 4.6.

commit to user


digilib.uns.ac.id


69

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 6 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang A berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2.

commit to user



Gambar 4.6 diatas menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban yang diberikan pada bidang pembebanan A. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar terdapat pada titik pengamatan 1. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 4 dan titik 5 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada kedua titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi yang jelas tampak pada jenis subgrade tanah lunak dan tanah lunak dengan perkuatan geosintetik, sedangkan pada subgrade tanah pasir peningkatan elevasi yang terjadi relatif kecil. 4.2.2.2.

Pembebanan pada bidang B

Simulasi yang dilakukan pada bidang pembebanan B memberikan hasil kalkulasi dimana beban ultimit yang diberikan tercapai. Artinya struktur subgrade tidak runtuh hingga langkah pembebanan 80 kg diberikan. Program PLAXIS melakukan perhitungan dengan menambah beban secara bertahap. Akan tetapi beban tidak ditambahkan dengan pola interval tertentu, sehingga tidak diketahui secara langsung penurunan yang terjadi pada beban 16 kg, 32 kg, 48 kg, 64 kg dan 80 kg. Untuk mengatasi hal tersebut kemudian dilakukan interpolasi secara statistik. Interpolasi dilakukan menggunakan bantuan program MS Excel dengan fungsi forecast terhadap data output dari program PLAXIS untuk memperoleh penurunan akibat beban tersebut. Hasil Tabel 4.10 merupakan hasil fungsi forecast terhadap output dari program PLAXIS.

commit to user



Tabel 4. 10 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang B (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) -6,23 -9,47 -8,87 -4,13 1,10 Tanah lunak -6,94 -9,14 -8,32 -4,19 0,52 16 Tanah lunak+geosintetik -6,14 -8,53 -7,83 -3,88 0,28 Tanah pasir Tanah lunak 32


48


64


80


-12,29

-19,09

-17,94

-8,21

2,74

-13,68

-18,43

-16,89

-8,37

1,45

-12,15

-17,14

-15,78

-7,70

1,05

-18,34

-28,72

-27,01

-12,29

4,38

-20,42

-27,71

-25,46

-12,55

2,37

-18,17

-25,76

-23,74

-11,52

1,82

-24,39

-38,34

-36,08

-16,38

6,01

-27,16

-37,00

-34,02

-16,73

3,29

-24,18

-34,38

-31,70

-15,35

2,59

-30,44

-47,97

-45,15

-20,46

7,65

-33,89

-46,29

-42,59

-20,91

4,22

-30,20

-43,00

-39,65

-19,17

3,35

Tabel 4.10 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang B terjadi pada titik pengamatan 2 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (0,4797 mm). Visualisasi perilaku penurunan struktur rel disajikan dalam Gambar 4.7.

commit to user


digilib.uns.ac.id


72

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 7 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang B berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2.

commit to user



Gambar 4.7 diatas menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban yang diberikan pada bidang pembebanan B. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar akibat semua beban terdapat pada titik pengamatan 2. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik dan penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 5 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi tampak pada ketiga jenis subgrade. 4.2.2.3.

Pembebanan pada bidang C

Simulasi yang dilakukan pada bidang pembebanan C memberikan hasil kalkulasi dimana beban ultimit yang diberikan tercapai. Artinya struktur subgrade tidak runtuh hingga langkah pembebanan 80 kg diberikan. Hasil penurunan yang terjadi pada titik C mempunyai besaran yang sama dengan penurunan pada titik B, dengan perbedaan letak penurunan yang terjadi. Hasil Tabel 4.11 merupakan hasil fungsi forecast terhadap output dari program PLAXIS. Tabel 4. 11 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang C (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) 1,10 -4,13 -8,87 -9,47 -6,23 Tanah lunak 0,52 -4,19 -8,32 -9,14 -6,94 16 Tanah lunak+geosintetik 0,28 -3,88 -7,83 -8,53 -6,14 Tanah pasir Tanah lunak 32


2,74

-8,21

-17,94

-19,09

-12,29

1,45

-8,37

-16,89

-18,43

-13,68

1,05

-7,70

-15,78

-17,14

-12,15

commit to user



Tabel 4. 11 (lanjutan) Beban (kg)

Kondisi Subgrade Tanah lunak

48


64


80


Titik pengamatan 1 2 3 4 5 (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) 4,38 -12,29 -27,01 -28,72 -18,34 2,37

-12,55

-25,46

-27,71

-20,42

1,82

-11,52

-23,74

-25,76

-18,17

6,01

-16,38

-36,08

-38,34

-24,39

3,29

-16,73

-34,02

-37,00

-27,16

2,59

-15,35

-31,70

-34,38

-24,18

7,65

-20,46

-45,15

-47,97

-30,44

4,22

-20,91

-42,59

-46,29

-33,89

3,35

-19,17

-39,65

-43,00

-30,20

Tabel 4.11 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang B terjadi pada titik pengamatan 4 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (0,4797 mm). Gambar 4.8 menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban yang diberikan pada bidang pembebanan C. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar akibat semua beban terdapat pada titik pengamatan 3. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik dan penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 1 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi tampak pada ketiga jenis subgrade.

commit to user


digilib.uns.ac.id


75

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 8 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang C berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2.

commit to user



4.2.2.4.

Pembebanan pada bidang D

Simulasi yang dilakukan pada bidang pembebanan D memberikan hasil kalkulasi dimana beban ultimit yang diberikan tidak tercapai. Artinya struktur subgrade runtuh sebelum langkah pembebanan 80 kg diberikan. Keruntuhan terjadi pada pembebanan 12,84 kg untuk subgrade pasir, 15,51 kg untuk subgrade tanah lunak + geosintetik dan 6,59 kg untuk subgrade tanah lunak. Hasil Tabel 4.12 merupakan hasil fungsi forecast terhadap output dari program PLAXIS. Tabel 4. 12 Hasil penurunan yang terjadi akibat pembebanan pada bidang D (dalam 0,01 mm). Titik pengamatan Beban Kondisi Subgrade 1 2 3 4 5 (kg) (0 cm) (22,5 cm) (45 cm) (67,5 cm) (90 cm) Tanah lunak 3,58 0,63 -4,02 -11,76 -21,42 16 Tanah lunak+geosintetik 6,69 1,89 -3,98 -11,69 -20,00 Tanah pasir 2,79 0,33 -3,11 -8,81 -15,36

32


7,26 14,35 5,86

1,30 4,43 0,79

-8,03 -7,59 -6,20

-23,54 -23,43 -17,65

-42,93 -40,54 -30,81

48


10,93 22,02 8,92

1,97 6,98 1,24

-12,05 -11,20 -9,29

-35,32 -35,17 -26,49

-64,44 -61,08 -46,26

64


14,60 29,69 11,99

2,63 9,52 1,69

-16,06 -14,81 -12,38

-47,10 -46,90 -35,32

-85,94 -81,62 -61,71

80


18,27 37,35 15,05

3,30 12,06 2,14

-20,08 -18,43 -15,47

-58,88 -58,64 -44,16

-107,45 -102,16 -77,16

Tabel 4.12 diatas menyatakan bahwa penurunan terbesar akibat pembebanan pada bidang D terjadi pada titik pengamatan 5 untuk setiap jenis subgrade. Penurunan terbesar terjadi pada beban 80 kg dengan jenis subgrade tanah lunak (1,0745 mm). Visualisasi perilaku penurunan struktur rel disajikan dalam Gambar 4.9.

commit to user


digilib.uns.ac.id


77

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

16 Kg



0 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90


60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

48 Kg



20

32 Kg

0

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

64 Kg



10

60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

80 Kg


10

20

30

40

50

Jarak (cm)

60

70

80

90

Gambar 4. 9 Grafik penurunan akibat pembebanan pada bidang D berdasarkan simulasi program PLAXIS 8.2.

commit to user



Gambar 4.9 diatas menyatakan besarnya penurunan pada struktur rel pada berbagai kondisi subgrade akibat beban yang diberikan pada bidang pembebanan D. Perilaku penurunan yang terjadi pada tiap variasi beban relatif sama. Perilaku tersebut antara lain: a. Penurunan terbesar terdapat pada titik pengamatan 5. b. Penurunan terbesar terjadi pada struktur diatas subgrade tanah lunak, berikutnya pada struktur diatas subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik. Penurunan paling kecil terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah pasir. c. Pada titik 1 dan titik 2 terjadi kenaikan pada bacaan dial yang berarti pada kedua titik tersebut terjadi peningkatan elevasi pada struktur rel. Peningkatan elevasi yang jelas tampak pada jenis subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik, sedangkan pada subgrade tanah lunak dan tanah pasir peningkatan elevasi yang terjadi relatif kecil. 4.2.3

Hubungan Perilaku Penurunan Struktur Rel Uji Pemodelan dengan Program PLAXIS Versi 8.2.

Melalui pembahasan yang telah dilakukan pada sub bab sebelumnya telah diketahui bahwa perilaku struktur rel akibat pembebanan berdasarkan uji model maupun simulasi Program PLAXIS 8.2 menunjukkan perilaku penurunan yang sama. Namun demikian, nilai penurunan yang terjadi berdasarkan kedua metode tersebut menunjukkan hasil yang berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena faktor kelebihan dan kekurangan dari masing-masing metode yang digunakan. Pengujian model tereduksi memberikan hasil perilaku penurunan yang nyata, akan tetapi kontrol keseragaman dari parameter tanah, ballast dan rel sangat mempengaruhi hasil yang muncul. Selain itu faktor kesalahan pembacaan dial oleh pengamat juga berpengaruh. Simulasi program PLAXIS memberikan hasil yang cukup mendekati dan memberikan hasil yang baik karena parameterparameter yang ada dipastikan seragam. Namun input parameter ini sangat mempengaruhi hasil yang muncul, sehingga perlu ketelitian dalam pengujian pendahuluan yang dilakukan untuk mencari nilai parameter ini. Selain itu, dalam

commit to user



pendekatan secara elemen hingga pasti memberikan nilai galat yang akan memberikan perbedaan dengan model uji tereduksi. Oleh sebab itu, perlu dicari hubungan perilaku penurunan yang terjadi dari model uji tereduksi dan berdasarkan simulasi program PLAXIS. Berikut ini adalah hubungan perilaku penurunan yang terjadi pada subgrade tanah lunak, tanah lunak dengan perkuatan geosintetik dan pada tanah pasir akibat beban 80 kg. Tabel perbandingan selengkapnya akan disajikan pada lampiran. Tabel 4. 13 Hubungan besar penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas kondisi subgrade tanah pasir (dalam 0,01 mm). Bidang Titik pengamatan (cm) Metode pembebanan 0 22,5 45 67,5 Model uji -68,62 -35,45 -17,58 1,00 A program Plaxis V.8.2 -77,16 -44,16 -15,47 2,14

90 2,98 15,05

B

Model uji program Plaxis V.8.2

-12,78 -30,20

-59,38 -43,00

-50,48 -39,65

-11,08 -19,17

11,42 3,35

C


14,83 3,35

-13,50 -19,17

-52,02 -39,65

-53,65 -43,00

-8,78 -30,20

D


5,75 15,05

-7,28 2,14

-30,67 -15,47

-42,42 -44,16

-56,90 -77,16

Dari data hubungan diatas kemudian dicari selisih penurunan antara metode uji model dan metode PLAXIS 8.2. Hasil yang muncul menggambarkan nilai selisih absolut antara dua metode yang digunakan. Tabel 4. 14 Selisih penurunan yang terjadi pada model struktur diatas kondisi subgrade tanah pasir antara model tereduksi dengan program PLAXIS 8.2. Bidang Titik pengamatan (cm) 0 22,5 45 67,5 90 pembebanan 8,54 8,71 2,12 1,14 12,07 A 17,41 16,39 10,83 8,09 8,06 B 11,48 5,67 12,36 10,65 21,41 C 9,30 9,42 15,20 1,74 20,26 D Gambar 4.10 menunjukkan perbandingan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah pasir pada pembebanan 80 kg.

commit to user



Gambar 4. 10 Hubungan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah pasir dengan perkuatan geosintetik.

commit to user



Tabel 4. 15 Hubungan besar penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas kondisi subgrade tanah lunak dengan perkuatan geosintetik (dalam 0,01 mm). Titik Pengamatan (cm) 22,5 45 67,5 -48,20 -1,00 28,02 -58,64 -18,43 12,06

90 52,80 37,35

-15,70 -33,89

-60,50 -46,29

-53,42 -42,59

-19,92 -20,91

21,58 4,22

Model uji program PLAXIS V.8.2

37,58 4,22

-4,75 -20,91

-49,25 -42,59

-59,00 -46,29

-29,50 -33,89


21,17 37,35

8,83 12,06

-10,83 -18,43

-49,08 -58,64

-90,92 -102,16

Bidang pembebanan

Metode

A


0 -85,23 -102,16

B


C

D

Dari data hubungan diatas kemudian dicari selisih penurunan antara metode uji model dan metode PLAXIS 8.2. Hasil yang muncul menggambarkan nilai selisih absolut antara dua metode yang digunakan.

Tabel 4. 16 Selisih penurunan yang terjadi pada model struktur diatas kondisi subgrade tanah lunak denan perkuatan geosintetik antara model tereduksi dengan program PLAXIS 8.2. Bidang titik pengamatan (cm) pembebanan 0 22,5 45 67,5 90 16,93 10,44 17,43 15,96 15,45 A 18,19 14,21 10,82 1,00 17,37 B 33,37 16,16 6,66 12,71 4,39 C 16,19 3,23 7,59 9,55 11,25 D Gambar 4.11 menunjukkan perbandingan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik pada pembebanan 80 kg.

commit to user



Gambar 4. 11 Hubungan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik.

commit to user



Tabel 4. 17 Hubungan besar penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas kondisi subgrade tanah lunak (dalam 0,01 mm). Titik Pengamatan (cm) 22,5 45 67,5 -53,67 -5,30 24,67 -58,88 -20,08 3,30

90 44,37 18,27

-23,12 -30,44

-68,95 -47,97

-50,83 -45,15

-9,50 -20,46

24,43 7,65


31,20 7,65

-10,45 -20,46

-53,68 -45,15

-63,70 -47,97

-26,28 -30,44


23,92 18,27

11,87 3,30

-9,28 -20,08

-50,45 -58,88

-101,25 -107,45

Bidang pembebanan

Metode

A


0 -108,28 -107,45

B


C

D

Tabel 4. 18 Selisih penurunan yang terjadi pada model struktur diatas kondisi subgrade tanah lunak antara model tereduksi dengan program PLAXIS 8.2. Bidang titik pengamatan (cm) pembebanan 0 22,5 45 67,5 90 0,83 5,21 14,78 21,37 26,09 A 7,32 20,98 5,69 10,96 16,79 B 23,55 10,01 8,54 15,73 4,16 C 5,64 8,57 10,80 8,43 6,20 D Gambar 4.12 menunjukkan perbandingan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah lunak pada pembebanan 80 kg.

commit to user



Gambar 4. 12 Hubungan penurunan berdasarkan model tereduksi dan program PLAXIS pada tanah lunak dengan perkuatan geosintetik

commit to user



4.3

Analisis Penurunan Struktur Rel Kereta Api di Atas Tanah Lunak dengan Perkuatan Geosintetik.

Analisis dilakukan dengan melihat pengaruh geosintetik terhadap penurunan struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Dari pembahasan sebelumya didapatkan bahwa pemberian geosintetik menyebabkan nilai penurunan struktur rel diatas tanah lunak menjadi lebih kecil. Selanjutnya perlu dicari persentase pengurangan penurunan yang terjadi terhadap besar penurunan terkecil yang bisa dicapai (dalam hal ini adalah subgrade tanah pasir). 4.3.1

Bidang Pembebanan A

Pengujian model tereduksi dengan pembebanan pada bidang A menghasilkan data seperti yang telah disajikan dalam Tabel 4.3. Data penurunan ini kemudian dipakai untuk mencari penurunan maksimal yang terjadi untuk tiap beban yang diberikan. Hasil pengamatan disajikan dalam Gambar 4.33

0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


Gambar 4. 13 Penurunan maksimal pada model tereduksi akibat variasi beban pada bidang pembebanan A Dari gambar diatas bisa diamati bahwa pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Besarnya pengurangan adalah sebesar 64% pada beban 16 kg, 79% pada beban 32 kg, 61% pada beban 48 kg, 35% pada beban 64 kg dan 58% pada beban 80kg.

commit to user



Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 60%. Sedangkan penurunan berdasarkan simulasi program PLAXIS ditunjukkan pada Gambar 4.34 berupa grafik penurunan maksimal yang terjadi pada struktur rel. Penurunan yang terjadi ditampilkan dalam garis linear yang menunjukkan hasil interpolasi linear terhadap data Output PLAXIS.

0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


Gambar 4. 14 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan A Dari gambar diatas bisa diamati bahwa berdasarkan simulasi program PLAXIS, pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 19%. 4.3.2

Bidang Pembebanan B

Pengujian model tereduksi dengan pembebanan pada bidang B menghasilkan data seperti yang telah disajikan dalam Tabel 4.4. Data penurunan ini kemudian dipakai untuk mencari penurunan maksimal yang terjadi untuk tiap beban yang diberikan. Hasil pengamatan disajikan dalam Gambar 4.35.

commit to user



0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -10 -20 -30 -40 -50 Tanah lunak

-60

Tanah lunak+geosintetik

-70

Tanah pasir

-80

Gambar 4. 15 Penurunan maksimal pada struktur rel akibat variasi beban pada bidang pembebanan B Dari gambar diatas bisa diamati bahwa pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Besarnya pengurangan adalah sebesar 54% pada beban 16 kg, 71% pada beban 32 kg, 83% pada beban 48 kg, 79% pada beban 64 kg dan 88% pada beban 80kg. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 75%. Sedangkan penurunan berdasarkan simulasi program PLAXIS ditunjukkan pada Gambar 4.36 berupa grafik penurunan maksimal yang terjadi pada struktur rel. Penurunan yang terjadi ditampilkan dalam garis linear yang menunjukkan hasil interpolasi linear terhadap data Output PLAXIS. 0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -10 -20 -30 -40 -50 -60


Gambar 4. 16 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan B

commit to user



Dari gambar diatas bisa diamati bahwa pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 34%. 4.3.3

Bidang pembebanan C

Pengujian model tereduksi dengan pembebanan pada bidang C menghasilkan data seperti yang telah disajikan dalam Tabel 4.5. Data penurunan ini kemudian dipakai untuk mencari penurunan maksimal yang terjadi untuk tiap beban yang diberikan. Hasil pengamatan disajikan dalam Gambar 4.37

0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70


Gambar 4. 17 Penurunan maksimal pada struktur rel akibat variasi beban pada bidang pembebanan C Dari gambar diatas bisa diamati bahwa pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Besarnya pengurangan adalah sebesar 21% pada beban 16 kg, 34% pada beban 32 kg, 83% pada beban 48 kg, 41% pada beban 64 kg dan 47% pada beban 80kg. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 45%. Sedangkan penurunan berdasarkan simulasi program PLAXIS ditunjukkan pada Gambar 4. 38 berupa grafik penurunan maksimal yang terjadi pada struktur rel. Penurunan yang terjadi ditampilkan dalam garis linear yang menunjukkan hasil interpolasi linear terhadap data Output PLAXIS.

commit to user



0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -10 -20 -30 -40 -50 -60


Gambar 4. 18 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan C Dari gambar diatas bisa diamati bahwa pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 34%. 4.3.4

Bidang pembebanan D

Pengujian model tereduksi dengan pembebanan pada bidang D menghasilkan data seperti yang telah disajikan dalam Tabel 4.6. Data penurunan ini kemudian dipakai untuk mencari penurunan maksimal yang terjadi untuk tiap beban yang diberikan. Hasil pengamatan disajikan dalam Gambar 4.39

commit to user



0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -20 -40 -60 -80

Tanah lunak Tanah lunak+geosintetik

-100

Tanah pasir

-120

Gambar 4. 19 Penurunan maksimal pada struktur rel akibat variasi beban pada bidang pembebanan D Dari gambar diatas bisa diamati bahwa pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Besarnya pengurangan adalah sebesar 82% pada beban 16 kg, 54% pada beban 32 kg, 40% pada beban 48 kg, 28% pada beban 64 kg dan 23% pada beban 80kg. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 45%. Sedangkan penurunan berdasarkan simulasi program PLAXIS ditunjukkan pada Gambar 4.40 berupa grafik penurunan maksimal yang terjadi pada struktur rel. Penurunan yang terjadi ditampilkan dalam garis linear yang menunjukkan hasil interpolasi linear terhadap data Output PLAXIS. 0

10

20

30

Beban (kg) 40 50

60

70

80

90


0 -20 -40 -60 -80 -100 -120


Gambar 4. 20 Penurunan maksimal pada simulasi program PLAXIS akibat variasi beban pada bidang pembebanan D

commit to user



Dari gambar diatas bisa diamati bahwa berdasarkan simulasi program PLAXIS, pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. Rata-rata pengurangan penurunan adalah sebesar 19%.

commit to user


digilib.uns.ac.id

KESIMPULAN DAN SARAN TUGAS AKHIR PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK Railway Structure Settlement on Geosynthetic Reinforced Soft Soil



digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan mengenai penurunan model tereduksi dan penurunan simulasi program PLAXIS pada struktur rel kereta api dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Perilaku penurunan yang ditunjukkan oleh model tereduksi dan oleh simulasi Program PLAXIS menunjukkan hasil yang sama, sehingga dapat disimpulkan bahwa pengujian dengan model tereduksi bisa dijadikan acuan untuk memperkirakan penurunan yang mungkin terjadi pada struktur rel akibat pembebanan yang sesungguhnya terjadi di lapangan. 2. a. Hasil pembebanan tepi struktur rel (bidang A dan bidang D) menunjukkan bahwa telah terjadi keruntuhan pada subgrade. Sedangkan hasil pembebanan tengah struktur rel (bidang B dan bidang C) menunjukkan bahwa belum terjadi keruntuhan pada subgrade, sehingga subgrade masih dalam kondisi elastis selama pembebanan. b. Pengaplikasian geosintetik mampu mengurangi penurunan yang terjadi pada struktur rel diatas subgrade tanah lunak. c. Pada

pembebanan

tepi

struktur

rel,

geosintetik

memberikan

pengurangan penurunan sebesar 60% pada bidang A dan 45% pada bidang D berdasarkan pengujian model tereduksi. Sedangkan berdasarkan simulasi program PLAXIS, geosintetik memberikan pengurangan yang sama untuk bidang pembebanan A dan D yaitu sebesar 19%. d. Pada pembebanan tengah struktur rel, geosintetik memberikan pengurangan penurunan sebesar 75% pada bidang B dan 45% pada bidang C berdasarkan pengujian model tereduksi. Sedangkan

commit to user 92



berdasarkan simulasi program PLAXIS, geosintetik memberikan pengurangan yang sama untuk bidang pembebanan B dan C yaitu sebesar 34%.

5.2

Saran

Selama melaksanakan penelitian banyak terdapat hal-hal yang perlu diperhatikan. Adapun saran-saran untuk memperoleh hasil yang lebih baik pada penelitian berikutnya adalah sebagai berikut: 1. Perlu dicoba pengujian terhadap model dengan kondisi muka air dangkal.

2. Hasil dari model tereduksi dan simulasi program PLAXIS perlu diverifikasi lagi dengan pengujian prototype sesuai ukuran dan keadaan sebenarnya di lapangan. 3. Pengujian parameter tanah perlu dilakukan seteliti mungkin untuk memperoleh hasil simulasi Program PLAXIS yang lebih mendekati hasil yang sebenarnya. 4. Penelitian berikutnya sebaiknya dicoba dengan Program PLAXIS 3D untuk memperoleh hasil perilaku penurunan secara 3 dimensi. Selanjutnya dapat dibandingkan dengan hasil PLAXIS 2D yang serta dapat diketahui juga kelemahan dan kelebihan dari setiap program tersebut.

5. Untuk penelitian selanjutnya, perlu ditinjau pengaruh perilaku struktur rel akibat beban-beban yang lain (beban horisontal tegak lurus sumbu rel dan beban horisontal tegak lurus sumbu rel).

6. Untuk penelitian selanjutnya, perlu diamati perilaku sambungan struktur rel akibat beban yang diterima oleh struktur rel tersebut.

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1992. Annual Book of ASTM Standards Volume 04.02 Anonim, 2005. Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. As,ad, S., 2007. Materi Kuliah Rekayasa Pondasi. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Bismoseno, A., 2006. Studi Perilaku Permodelan Perkuatan Geosintetik pada Lereng Miring dengan Media Tanah Pasir. Skripsi S1. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Bowles, J. E., 1984. Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah. McGraw-Hill Inc., Jakarta : Erlangga. Brinkgrive R.B.J., Dan D. Waterman, 2006, Plaxis, Netherlands : Plaxis b.v. Christina, D.T., 2007. Analisa Perbandingan Perhitungan Efektifitas Penggunaan Material Bambu dan Material Geosintetik pada Konstruksi Timbunan Tinggi di atas Lahan Gambut dengan Menggunakan Program Plaxis. Skripsi S1. Jakarta : Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Bina Nusantara. Ellis, E., Hai-Sui Yu, G. McDowell, A. Dawson & N. Thom. 2008. Advances in Transportation Geotechnics. Proceedings of The 1st International Conference on Transportation Geotechnics, Nottingham UK. London : CRC Press Taylor & Francis Group. Endrayana, M.R., 2008. Pengaruh Geotekstil Pada Kuat Geser Tanah Lempung Lunak Dengan Uji Triaksial Terkonsolidasi Tak Terdrainasi. Skripsi S1. Depok : Departemen Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Fatah, F. A., 2007. Analisis Tegangan-Perpindahan pada Lereng Tegak dengan Perkuatan Geosintetik pada Tanah Pasir Menggunakan Program Plaxis 8. Skripsi S1. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Hardiyatmo, C.H., 2006. Teknik Fondasi 1. Edisi Ketiga. Bulaksumur, Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Hardiyatmo, C.H., 2007. Mekanika Tanah 2. Edisi Keempat. Bulaksumur, Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

commit to user 94

PENURUNAN STRUKTUR REL KERETA API DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN PERKUATAN GEOSINTETIK

Recommend Documents