Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember - Surabaya
STUDI PERUBAHAN KARAKTERISTIK FISIK, MEKANIK DAN DINAMIK TANAH TERHADAP SIKLUS PEMBASAHAN DAN PENGERINGAN PADA TANAH PERMUKAAN LERENG NGANTANG – MALANG
Dosen Pembimbing :
Penyusun :
Dr. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng
Indra Mustomo 3110106003
Trihanyndio Rendy Satrya, ST.MT
Efendi Yasin 3110106032 Andi Patriadi 3110106033
Latar Belakang Secara geografis Indonesia terletak pada daerah tropis, dimana terdapat musim hujan dengan curah hujan yang tinggi dan musim kemarau yang menyebabkan terjadinya proses pengeringan dan pembasahan. Maekawa dan Miyakita (1991) menyimpulkan bahwa jumlah siklus pengeringan dan pembasahan berulang akan mengurangi kekuatan geser tanah, sampai pada jumlah siklus tertentu. Ngantang – Malang adalah salah satu daerah di Indonesia yang mengalami penurunan dari tahun 2009 hingga 2011. Proses tersebut terjadi pada saat musim hujan dari tahun 2009 ke tahun 2011 dengan penurunan 3 m, 2 m dan 1 m. Penelitian ini menitikberatkan pengaruh proses pembasahan dan pengeringan pada tanah permukaan dengan kedalaman -1 m s/d -5 m dengan contoh tanah tidak terganggu pada lokasi longsor. Hasil dari penelitian berupa karakteristik fisik, mekanik, dan dinamik tanah berdasarkan kedalaman per 1 m.
Pengambilan contoh tanah Ngantang – Malang Undistrub
Lokasi
Lokasi
Permasalahan Bagaimana pengaruh proses pembasahan dan pengeringan secara berulang terhadap karakteristik fisik tanah permukaan Ngantang-Malang? Bagaimana pengaruh proses pembasahan dan pengeringan secara berulang terhadap karakteristik mekanik tanah permukaan Ngantang-Malang? Bagaimana pengaruh proses pembasahan dan pengeringan secara berulang terhadap karakteristik dinamik tanah permukaan Ngantang-Malang?
Tujuan Mengetahui pengaruh proses pembasahan dan pengeringan secara berulang terhadap karakteristik fisik tanah permukaan Ngantang-Malang. Mengetahui pengaruh proses pembasahan dan pengeringan secara berulang terhadap karakteristik mekanik tanah permukaan Ngantang-Malang. Mengetahui pengaruh proses pembasahan dan pengeringan secara berulang terhadap karakteristik dinamik tanah permukaan Ngantang-Malang.
Manfaat Adapun manfaat dari peneletian ini adalah mengetahui pengaruh proses pembahasan dan pengeringan terhadap karakteristik fisik, mekanik, dan dinamik tanah yang kemudian akan dijadikan data induk pada alat sensor pendeteksi kelongsoran di Ngantang-Malang. Hal tersebut guna mendeteksi secara dini bila daerah tersebut akan terjadi longsor, dan diharapkan dapat meminimalisir kerugian akibat bencana longsor.
Metodologi Mulai Studi Penelitian Terdahulu
Studi Literatur
Pengambilan contoh tanah tidak terganggu dengan kedalaman -1m sampai -5m di Ngantang - Malang
Hasil penelitian di laboratorium mekanika tanah
A
Metodologi
Metodologi B
Analisa kurva hubungan antara parameter tanah : hubungan kadar air dengan volume kering hubungan specific gravity dengan volume kering hubungan kadar air dengan derajat kejenuhan hubungan specific gravity dengan derajat kejenuhan hubungan kadar air dengan kohesi hubungan specific gravity dengan kohesi
Kesimpulan Selesai
Proses Drying - Wetting Drying
Wetting
Siklus ke-1
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-2
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-3
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-4
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-5
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-6
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Jumlah Titik Bor Drying Siklus ke-1
Wetting
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100% 100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-2
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-4
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Siklus ke-6
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Pengujian Sifat Fisik DATA HASIL PENGUJIAN FISIK KONDISI INISIAL Sifat Fisik
Sifat Fisik
Kedalaman (m) γt (gr/cm3) 1 2
3 4 5
1.57
γd (gr/cm3) 0.94
Gs
wc (%)
0.95
2.70
1.30
0.72
2.56
1.54
0.73 1.00
n (%)
2.61
1.52
1.39
e
Sr (%)
66.93
1.77
63.96
98.37
59.35
1.83
64.69
87.53
81.85
2.58
72.08
81.28
89.70
2.47
71.18
92.09
54.88
1.48
59.72
91.53
2.53 2.47
Pengujian Sifat Fisik DATA HASIL PENGUJIAN MEKANIK KONDISI INISIAL
Parameter Mekanik
Kedalaman (m)
Cu (kg/cm2)
-Uw (kPa) 7289.26
0.19
3509.14
0.33
34835.35
0.16
47174.60
0.21
4011.32
0.35
1 2
3 4 5
Pengujian Sifat Fisik DATA HASIL PENGUJIAN DINAMIK KONDISI INISIAL Sifat Dinamik Kedalaman (m) E (kPa) 1 2 3 4 5
Gmax x 103 (kPa) 1,483.24
80.34
6,523.73
59.24
2,094.61
71.03
4,356.19
42.92
2,476.78
96.00
Analisa Saringan dan Hidrometer REKAP DATA HASIL ANALISA SARINGAN Analisa Saringan Kedalaman (m)
Kerikil
Pasir
Lanau
Lempung
(%)
(%)
(%)
(%)
1
0.00%
35.26%
38.08%
26.66%
2
4.70%
90.29%
4.41%
0.59%
3
0.00%
35.26%
45.36%
9.74%
4
0.34%
62.10%
31.13%
6.42%
5
1.53%
84.70%
11.34%
2.44%
Grafik Hubungan Antar Parameter
Grafik Hubungan wc dan Gmax 60
60
50
50
40
30
80
70
60
50
wc (%)
40
30
20
20
Gmax x 103 (kPa)
A
Grafik Hubungan Gmax dan -Uw siklus 1 siklus 2 siklus 4
40
30
20
B 0
20000
40000
-Uw (kPa)
60000
80000
100000
Analisa Grafik Hubungan Grafik Hubungan wc dan Gmax
• Berdasarkan grafik Hubungan wc dan Gmax , terlihat pada siklus 1, 2, dan 4 bahwa semakin rendah nilai kadar air (wc) maka nilai modulus geser (Gmax) cenderung semakin tinggi. Grafik Hubungan Gmax dan -Uw
• Berdasarkan grafik Hubungan Gmax dan –Uw , terlihat pengaruh proses pengeringan yang menyebabkan nilai modulus geser meningkat dikarenakan semakin kering tanah tersebut nilai modulus geser semakin besar dan pada tegangan air pori negatif nilainya akan semakin tinggi.
Grafik Hubungan Grafik Hubungan wc dan γd
Grafik Hubungan Gmax dan γd 1.3
C
1.3 1.2
1.2
siklus 1
D
siklus 2 siklus 4
1.1
1 0.9
80
70
60
50
wc (%)
40
30
20
0.8
ɣd (gr/cm3)
1.1
1 0.9 0.8
20
30
40
Gmax x 103 (kPa)
50
60
Analisa Grafik Hubungan Grafik Hubungan wc dan γd
• Berdasarkan grafik Hubungan wc dan γd , terlihat pengaruh proses pengeringan yang menyebabkan semakin kering suatu tanah maka kadar air didalamnya semakin kecil diikuti berat volume kering semakin tinggi. Grafik Hubungan Gmax dan γd
• Berdasarkan grafik Hubungan Gmax dan γd , terlihat pengaruh proses pengeringan yang menyebabkan suatu tanah modulus geser semakin tinggi dan berat volume kering semakin kecil.
Grafik Hubungan Antar Parameter
Grafik Hubungan wc dan Sr 70
60
50
E
40
30
20
50
50
60 70 80
20
30
40
50
60
60 70
Sr (%)
80
Grafik Hubungan Gmax dan Sr
80 siklus 1
wc (%)
90
90
100
100
F
siklus 2 siklus 4
Gmax
Analisa Grafik Hubungan Grafik Hubungan wc dan Sr
• Berdasarkan grafik Hubungan wc dan Sr , terlihat pada siklus 1, 2, dan 4 bahwa pengaruh proses pengeringan yang menyebabkan nilai derajat kejenuhan semakin tinggi diikuti nilai kadar air yang semakin tinggi. Grafik Hubungan Gmax dan Sr
• Berdasarkan grafik Hubungan Gmax dan Sr , terlihat pengaruh proses proses pembasahan yang menyebabkan nilai derajat kejenuhan semakin tinggi dan besarnya modulus geser semakin rendah.
Grafik Hubungan Grafik Hubungan Sr dan γt
Grafik Hubungan Gmax dan γt 1.6
1.6
1.55
1.45
siklus 2
1.55
ɣt (gr/cm3)
1.5
siklus 1
siklus 4
1.5
1.45
A 100
B 90
80
70
Sr (%)
60
50
1.4
1.4
20
30
40
Gmax x 103 (kPa)
50
60
Analisa Grafik Hubungan Grafik Hubungan Sr dan γt
• Berdasarkan grafik Hubungan Sr dan γt , terlihat pada siklus 1, 2, dan 4 bahwa pengaruh proses pembasahan tersebut yang menyebabkan nilai berat volume tanah semakin jenuh tanah tersebut memiliki nilai derajat kejenuhan yang meningkat Grafik Hubungan Gmax dan γt
• Berdasarkan grafik Hubungan Gmax dan γt , terlihat pengaruh proses pembasahan yang menyebabkan nilai modulus geser meningkat dikarenakan semakin jenuh tanah tersebut nilai modulus geser semakin kecil dan pada berat volume tanah nilainya akan semakin tinggi.
Grafik Hubungan Antar Parameter
Grafik Hubungan Sr dan Cu 100
90
80
70
60
50
Grafik Hubungan Gmax dan Cu 0.2
0.2
0.25
0.35
0.4
C
0.45
Sr (%)
30
40
50
60
D
0.25
C u (kg/cm2)
0.3
20
0.3
0.35 siklus 1 0.4
siklus 2 siklus 4
0.45
Gmax x 103 (kPa)
Analisa Grafik Hubungan Grafik Hubungan Sr dan Cu
• Berdasarkan grafik Hubungan Sr dan Cu , terlihat pada siklus 1, 2, dan 4 bahwa pengaruh proses pembasahan yang menyebabkan semakin jenuh suatu tanah maka semakin rendah nilai kohesi dan hal itu diikuti dengan nilai derajat kejenuhan (Sr) cenderung semakin tinggi Grafik Hubungan Gmax dan Cu
• Berdasarkan grafik Hubungan Gmax dan Cu , terlihat pengaruh pengeringan yang menyebabkan semakin kering suatu tanah maka modulus geser didalamnya semakin tinggi dan kohesi juga semakin tinggi
Grafik Hubungan Grafik Hubungan Wc dan Siklus 100 90
wc (%)
80
1m
70
2m
60
3m 4m
50
5m 40 30 (i)
1
2
siklus
4
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap kadar air (wc)
Grafik Hubungan Grafik Hubungan Gmax dan Siklus 100
80
Gmax x 103 (kPa)
1m 2m 60 3m 4m 40
5m
20 (i)
1
2
4
siklus
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap modulus geser (Gmax)
Grafik Hubungan Grafik Hubungan Cu dan Siklus 0.4 0.35 1m
Cu (kN/cm2)
0.3
2m 0.25 3m 0.2
4m 5m
0.15 0.1 (i)
1
2
4
siklus
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap kohesi (Cu)
Grafik Hubungan Grafik Hubungan -Uw dan Siklus 100000
-Uw (kPa)
1m 2m
10000
3m 4m 5m
1000 (i)
1
2
4
siklus
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap tegangan air pori negatif (-Uw)
Kesimpulan dan saran Kesimpulan • Nilai kadar air (wc) mengalami penurunan dari kondisi inisial awal sampai inisial pada siklus 4 dengan penurunan rata-rata 9,03%. • Nilai derajat kejenuhan (Sr) mengalami penurunan dari kondisi inisial awal sampai inisial pada siklus 4 dengan penurunan rata-rata 3,36%. • Nilai kohesi (Cu) mengalami peningkatan dari kondisi inisial awal sampai inisial pada siklus 4 dengan peningkatan rata-rata 1,04%. • Nilai modulus geser (Gmax) mengalami penurunan dari kondisi inisial awal sampai inisial pada siklus 4 dengan penurunan rata-rata 4,84%. • Nilai tegangan air pori (-Uw) mengalami peningkatan dari kondisi inisial awal sampai inisial pada siklus 4 dengan peningkatan rata-rata 60,59%.
Kesimpulan dan saran Saran
• Setelah pengambilan bahan uji dari lapangan sebaiknya segera mungkin dilakukan pengujian parameter-parameter tanah di laboratorium agar kondisi tanah tidak berubah akibat faktor suhu yang berbeda. • Untuk mempermudah menguji pengkondisian diperlukan pipa PVC yang dibuat sesuai dengan ukuran bahan uji. • Pada proses pengkondisian pembasahan sebaiknya disimpan didalam desikator.
Terima kasih
