Post on 08-Jul-2018
STUDI PERUBAHAN KARAKTERISTIK FISIK, MEKANIK DAN DINAMIK TANAH TERHADAP SIKLUS PEMBASAHAN DAN
PENGERINGAN PADA TANAH PERMUKAAN LERENG NGANTANG – MALANG
Penyusun :
Indra Mustomo 3110106003
Efendi Yasin 3110106032
Andi Patriadi 3110106033
Dosen Pembimbing :
Dr. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng
Trihanyndio Rendy Satrya, ST.MT
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember - Surabaya
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
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?
Permasalahan
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.
Tujuan
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.
Manfaat
Metodologi
Mulai
Studi Literatur Studi Penelitian Terdahulu
Hasil penelitian di laboratorium mekanika tanah
Pengambilan contoh tanah tidak terganggu dengan kedalaman -1m sampai -5m di Ngantang - Malang
A
Metodologi
Metodologi
Selesai
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
B
Proses Drying - Wetting
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Drying Wetting
Siklus ke-1
Siklus ke-2
Siklus ke-3
Siklus ke-4
Siklus ke-5
Siklus ke-6
Jumlah Titik Bor
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Drying Wetting
Siklus ke-1
Siklus ke-2
Siklus ke-4
Siklus ke-6
100% - 75% - 50% - 25% - I - 25% - 50% - 75% - 100%
Pengujian Sifat Fisik
DATA HASIL PENGUJIAN FISIK KONDISI INISIAL
Kedalaman (m)
Sifat Fisik
γt (gr/cm3) γd (gr/cm3) Gs
1 1.57 0.94 2.61
2 1.52 0.95 2.70
3 1.30 0.72 2.56
4 1.39 0.73 2.53
5 1.54 1.00 2.47
Sifat Fisik
wc (%) e n (%) 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
Pengujian Sifat Fisik
DATA HASIL PENGUJIAN MEKANIK KONDISI INISIAL
Kedalaman (m) Parameter Mekanik
-Uw (kPa) Cu (kg/cm2)
1
7289.26 0.19
2
3509.14 0.33
3
34835.35 0.16
4
47174.60 0.21
5
4011.32 0.35
Pengujian Sifat Fisik
DATA HASIL PENGUJIAN DINAMIK KONDISI INISIAL
Kedalaman (m)
Sifat Dinamik
E (kPa) Gmax x 103 (kPa)
1 1,483.24 80.34
2 6,523.73 59.24
3 2,094.61 71.03
4 4,356.19 42.92
5 2,476.78 96.00
Analisa Saringan dan Hidrometer
Kedalaman (m)
Analisa Saringan
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%
REKAP DATA HASIL ANALISA SARINGAN
Grafik Hubungan Antar Parameter
20
30
40
50
60
20304050607080
wc (%)
A
20
30
40
50
60
0 20000 40000 60000 80000 100000
siklus 1
siklus 2
siklus 4
-Uw (kPa)
Gm
ax x
10
3 (
kPa)
B
Grafik Hubungan wc dan Gmax Grafik Hubungan Gmax dan -Uw
Analisa Grafik Hubungan
• 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 wc dan Gmax
• 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 Gmax dan -Uw
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
20304050607080
wc (%)
C
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
20 30 40 50 60
siklus 1
siklus 2
siklus 4
ɣ d (
gr/c
m3)
Gmax x 103 (kPa)
D
Grafik Hubungan wc dan γd Grafik Hubungan Gmax dan γd
Grafik Hubungan
Analisa Grafik Hubungan
• 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.
• 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 wc dan γd
Grafik Hubungan Gmax dan γd
50
60
70
80
90
100
20304050607080
E
wc (%)
50
60
70
80
90
100
20 30 40 50 60
siklus 1
siklus 2
siklus 4S r
(%
)
F
Gmax
Grafik Hubungan wc dan Sr Grafik Hubungan Gmax dan Sr
Grafik Hubungan Antar Parameter
Analisa Grafik Hubungan
• 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.
• 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 wc dan Sr
Grafik Hubungan Gmax dan Sr
Grafik Hubungan Sr dan γt Grafik Hubungan Gmax dan γt
Grafik Hubungan
1.4
1.45
1.5
1.55
1.6
5060708090100
Sr (%)
A 1.4
1.45
1.5
1.55
1.6
20 30 40 50 60
siklus 1
siklus 2
siklus 4
B
Gmax x 103 (kPa)
ɣ t (
gr/c
m3)
Analisa Grafik Hubungan
• 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
• 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 Sr dan γt
Grafik Hubungan Gmax dan γt
Grafik Hubungan Sr dan Cu Grafik Hubungan Gmax dan Cu
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
20 30 40 50 60
siklus 1
siklus 2
siklus 4C
u (k
g/cm
2)
D
Gmax x 103 (kPa)
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
5060708090100
C
Sr (%)
Grafik Hubungan Antar Parameter
Analisa Grafik Hubungan
• 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
• 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 Sr dan Cu
Grafik Hubungan Gmax dan Cu
Grafik Hubungan Wc dan Siklus
Grafik Hubungan
30
40
50
60
70
80
90
100
(i) 1 2 4
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
wc (%
)
siklus
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap kadar air (wc)
Grafik Hubungan Gmax dan Siklus
Grafik Hubungan
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap modulus geser (Gmax)
20
40
60
80
100
(i) 1 2 4
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
Gm
ax x
10
3 (
kPa)
siklus
Grafik Hubungan Cu dan Siklus
Grafik Hubungan
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap kohesi (Cu)
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
(i) 1 2 4
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
Cu (
kN/c
m2)
siklus
Grafik Hubungan -Uw dan Siklus
Grafik Hubungan
• Grafik hubungan pembasahan dan pengeringan terhadap tegangan air pori negatif (-Uw)
1000
10000
100000
(i) 1 2 4
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
-Uw
(kP
a)
siklus
Kesimpulan
Kesimpulan dan saran
• 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%.
Saran
Kesimpulan dan 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