7. stabilitas lereng.pptx

Stabilitas Lereng (slope stability)

Definisi...• Gerakan tanah (mass movement) ialah

perpindahan massa tanah/batu pada arah tegak, miring, atau mendatar dari kedudukan semula.

• Gerakan tanah mencakup gerak rayapan, aliran, dan longsoran (land slide).

• Menurut definisi ini maka longsoran adalah bagian dari gerakan tanah.

Longsor• Longsor adalah perpindahan material pembentuk

lereng berupa batuan, tanah, atau material campuran tersebut, bergerak kebawah atau keluar lereng.

• Proses terjadinya longsor diawali oleh air yang meresap ke dalam tanah akan menambah bobot tanah. Jika air tersebut menembus sampai ke tanah kedap air yang berperan sebagai bidang gelincir, maka tanah menjadi licin dan tanah pelapukan diatasnya akan bergerak mengikuti lereng dan keluar lereng.

Bentuk kelongsoranAda beberapa jenis bentuk kelongsoran, yaitu:

longsor translasi, longsor rotasi,pergerakan blok, runtuhan batu, rayapan tanah, aliran bahan rombakan.

Di Indonesia jenis longsor yang paling sering terjadi adalah longsor translasi dan longsor rotasi.

Jenis tanah longsor yang paling banyak memakan korban jiwa adalah aliran bahan rombakan.

Jenis-jenis longsor1. Longsor Translasi: Longsor ini terjadi karena bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk rata atau menggelombang landai.

Jenis-jenis longsor

2. Longsor Rotasi: Longsoran ini muncul akibat bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk cekung.

Jenis-jenis longsor3. Pergerakan Blok: Pergerakan blok terjadi karena perpindahan batuan yang bergerak pada bidang gelincir berbentuk rata. Longsor jenis ini disebut juga longsor translasi blok batu.

Jenis-jenis longsor4. Runtuhan Batu: Runtuhan batu terjadi saat sejumlah besar batuan atau material lain bergerak kebawah dengan cara jatuh bebas. Biasanya, longsor ini terjadi pada lereng yang terjal sampai menggantung, terutama di daerah pantai. Runtuhan batu-batu besar dapat menyebabkan kerusakan parah.

Jenis-jenis longsor5. Rayapan Tanah: Longsor ini bergerak lambat serta serta jenis tanahnya berupa butiran kasar dan halus. Longsor ini hampir tidak dapat dikenal. Setelah beberapa lama terjadi longsor jenis rayapan, posisi tiang-tiang telepon, pohon-pohon, dan rumah akan miring kebawah.

Jenis-jenis longsor6. Aliran Bahan Rombakan: Longsor ini terjadi ketika massa tanah bergerak didorong oleh air dan terjadi di sepanjang lembah yang mencapai ratusan meter jauhnya. Kecepatan bergantung pada kemiringan lereng, volume air, tekanan air dan jenis materialnya.

Faktor-faktor yang menyebabkan longsor

• Tanah longsor terjadi bila: gaya pendorong pada lereng > gaya penahan

• Gaya pendorong dipengaruhi oleh:- besarnya sudut kemiringan lereng, - air, - beban,- berat jenis tanah atau batuan.

• Gaya penahan dipengaruhi oleh: - kekuatan batuan dan kepadatan tanah.

• Faktor penyebab terjadinya gerakan pada lereng juga tergantung pada kondisi batuan dan tanah penyusun lereng, struktur geologi, curah hujan, vegetasi penutup dan penggunaan lahan pada lereng tersebut, namun secara garis besar dapat dibedakan sebagai faktor alam dan faktor manusia.

Faktor alam• Kondisi geologi : batuan lapuk, kemiringan lapisan, sisipan

lapisan batu lempung, struktur sesar dan kekar, gempa bumi, stratigrafi, dan gunung berapi.

• Iklim : curah hujan yang tinggi.• Keadaan topografi : lereng yang curam. • Keadaan air : kondisi drainase yang tersumbat, akumulasi

massa air, erosi dalam, pelarutan dan tekanan hidrostatika. • Tutup lahan yang mengurangi tahan geser, misalnya tanah

kritis.• Getaran yang diakibatkan oleh gempa bumi, ledakan,

getaran mesin, dan getaran lalu lintas kendaraan.

Faktor manusia• Pemotongan tebing pada penambangan batu di lereng

yang terjal.• Penimbunan tanah urugan di daerah lereng.• Kegagalan struktur dinding penahan tanah.• Penggundulan hutan.• Budidaya kolam ikan diatas lereng.• Sistem pertanian yang tidak memperhatikan irigasi yang

aman.• Pengembangan wilayah yang tidak di imbangi dengan

kesadaran masyarakat, sehingga RUTR tidak ditaati yang akhirnya merugikan sendiri.

• Sistem drainase daerah lereng yang tidak baik.

Gejala umum tanah longsor• Munculnya retakan-retakan di lereng yang sejajar

dengan arah tebing. Biasanya terjadi setelah hujan.• Munculnya mata air baru secara tiba-tiba.• Tebing rapuh dan kerikil mulai berjatuhan.• Jika musim hujan biasanya air tergenang, menjelang

bencana itu, airnya langsung hilang.• Pintu dan jendela yang sulit dibuka.• Runtuhnya bagian tanah dalam jumlah besar.• Pohon/tiang listrik banyak yang miring.• Halaman/dalam rumah tiba-tiba ambles.

Tujuan Analisis Stabilitas Lereng

• Mengetahui stabilitas jangka pendek dan jangka panjang

• Mengetahui kemungkinan terjadinya longsor• Mengetahui cara untuk mendesain ulang lereng

yang telah longsor

Prinsip Dasar Analisa Faktor Aman Lereng

t = tahanan geser sepanjang L (t/m2)c = kohesi massa lereng (t/m2)L = panjang segmen bidang gelincir (m)W = berat massa lereng di atas segmen L (ton)V = beban luar (ton)a = sudut yg dibentuk oleh bidang gelincir dg bidang horisontal (derajat)m = tekanan pori (water x h x L)ᶲ = sudut geser dalam massa lereng (derajat)S = gaya dorong geser (ton/m2)F = faktor aman lereng (tanpa satuan)

Beberapa cara melakukan analisis stabilitas lereng

Secara garis besar dibagi 3 (tiga) kelompok:Cara pengamatan visual yaitu dengan mengamati langsung di lapangan dengan membandingkan

kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan bergerak dan yang yang tidak. Cara ini

memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan pengalaman di lapangan. Cara

ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko

longsor terjadi saat pengamatan.

Cara komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop,

Janbu, Sarma, Bishop modified ,dan lain-lain).

Cara grafik adalah dengan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu,

Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur

sederhana. Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan

penggunaan rumus (cara komputasi).

Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng dan Intensitas Longsor

Nilai F Kejadian longsorF < 1,07 Sering terjadi longsor (lereng labil)

1,07 < F < 1.25 Pernah terjadi longsor (lereng kritis)

F > 1,25 Jarang terjadi longsor (lereng relatif stabil)

Data yang diperlukan untuk perhitungan faktor aman lereng

• Data lereng untuk membuat penampang lereng: sudut lereng, tinggi lereng, dan panjang lereng dari kaki lereng ke puncak lereng.

• Data mekanika tanah- sudut geser dalam (ᶲ; derajat) - kohesi (c; kN/m2 atau ton/m2)- berat isi tanah basah (wet; kN/m3 atau ton/m3)- kadar air tanah (w; %)

Beberapa metode utk analisis stabilitas lereng

Stabilitas Lereng Menerus (infinite slope) Tanpa rembesan air

2cos..

cos

cos... HLHL

bcNa

L

bc

WNa

TaH

W = LH Na = LH . cos Ta = LH . sin

Tegangan normal () akibat berat W adalah

Tegangan geser (t) akibat berat W adalah

t sin.cos..

cos

sin.. HL

HLbcTa


Tegangan geser (t) diimbangi/ ditahan oleh kuat geser tanah (tf)

tf = c + tan f

tf = c + L H cos tan f

Stabilitas lereng :

f

tt

sin.cos..tan.cos.. 2

HHcSF

d

f


Pada kondisi kritis tf = td

c + .H cos2 tan f = . H. cos . sin

1. Untuk tanah berbutir kasar, c = 0

.H cos2 tan f = . H. cos . sin

tan f = tan

2. Untuk tanah berbutir halus, f = 0

c = . H. cos . sin

Stabilitas Lereng Menerus (infinite slope)Dengan Rembesan Air

2cos..

cos

cos... HLHL

bcN

satsata

L

bc

WNa

TaH

W = LH sat

Na = LH sat . cos Ta = LH sat . sin

tegangan normal () akibat berat W adalah

tegangan geser (t) akibat berat W adalah

t sin.cos..

cos

sin.. HL

HLbcT

satsata

d

H cos

arah rembesan air

H cos2


Tegangan geser (t) diimbangi/ ditahan oleh kuat geser tanah (tf)

tf = c + ’ tan f

tf = c + (-u) tan fdimana

u = w H cos2 = sat H cos2 tf = c + (sat H cos2 - wH cos2 ) tan ftf = c + (sat - w ) H cos2 tan f

tf = c + ’H cos2 tan f


f

tt

sin.cos..tan.cos.'. 2

HHcSF

satd

f

Pada kondisi kritis (seimbang), tf = td

c + ’ .H cos2 tan f = sat. H. cos . sin


f

tan''tanw

1. Untuk tanah berbutir kasar, c = 0

‘ .H cos2 tan f = sat. H. cos . sin

Kemiringan lereng maksimum adalah

f

tan''tan 1

-

watau

2. Untuk tanah berbutir halus, f = 0

c = sat. H. cos . sin

Stabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Lurus

.ABCW H

A

B C

Ta

NaW

q q

qsin.sin)sin(2.5,0 - HW

q

qqq

q

-

-

sin)sin(5,0

sin.sin.sin)sin(5,0

sin

2

2

HT

HT

WT

a

a

a

qqq

q

cos.sin.sin)sin(5,0

cos

2

-

HN

WN

a

a

Gaya pendorong (Ta) Gaya normal (Na)

Berat massa ABC


Tegangan normal () adalah

qq

q

qqq

cos.sin

)sin(5,0

sin

cos.sin.sin)sin(5,0 2

-

-

H

H

H

ACNa

Tegangan geser (t) adalah

qqt

q

qqq

t

t

sin.sin

)sin(5,0

sin

sin.sin.sin)sin(5,0 2

-

-

H

H

H

ACT

d

d

ad


Tegangan geser akan ditahan (diimbangi) oleh kuat geser tanah

fqqt

ft

tan.cos.sin

)sin(5,0

tan

-

Hc

c

f

f

Stabilitas lereng ditentukan dari perbandingan kuat geser tanah (tf ) dengan tegangangeser tanah (t)

d

fSFtt

SF (safety factor) adalah faktor keamanan. Lereng akan stabil bila SF bernilai 1 atau lebih


qq

fqq

sin.sin

)sin(5,0

tan.cos.sin

)sin(5,0

-

-

H

HcSF


Pada kondisi kritis SF = 1, atau tf = t, maka

qqfq

q sin.

sin)sin(5,0tan.cos.

sin)sin(5,0

-

- HHc

--

ff

cos.sin)cos(1

4.Hc

--

)cos(1

cos.sin.4ff

cH

Sehingga dengan penyederhanaan diperoleh

Tinggi maksimum lereng adalah

Stabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Melingkar

j

W2

W1R

R

RO

A B

H

CD

L2

L1

E

F

Berat tanah W1 = luas EFCD

Berat tanah W2 = luas ABFE

Kemungkinan W1 mengalami kelongsoran ditahan oleh W2 dan c

Kuat geser tanah akibat kohesi, c

Bila semua gaya dimomenkan ke titik O maka diperoleh:

Momen yang meruntuhkan Md = W1. L1

Momen penahan Mr = W2.L2 + c . (AED). R

maka momen keseimbangan di O adalah :W1.L1 – W2. L2 = c. (AED). R

Bila busur AED = j. R makaW1.L1 – W2. L2 = c. j. R . R

Untuk tanah lempung f 0 , syarat stabil lereng adalah c = (W1.L1 – W2.L2)/ j. R2

Stabilitas Lereng Tinggi Terbatas (finite slope) dengan Bidang Longsor Melingkar

Analisis stabilitas lereng menggunakan metode irisan (slice method)

1 2 34

56

7

5

Fri

a

yx

W5

b

Nai

Tai

Nai = Wi cos aTai = Wi sin aFri = t . b

= (c + tan f ) b= c.b + b tan f

= Nai/b atau Nai = . b

a tan-1 (y/x)

= c (x/cos a) + W . cos a tan f= c.b + Nai tan f

Analisis stabilitas lereng menggunakan metode irisan (slice method)

afa

sin)tan.cos.(

...

__

i

i

a

ri

a

ri

WWbcFS

TRFR

TRFRFS

peruntuhmomenpenahanmomenFS

7. stabilitas lereng.pptx

Documents