STABILITAS TALUD

STABILITAS TALUD

Suatu permukaan tanah yang miring dengan sudut tertentu terhadap bidang horisontal dan tidak dilindungi, kita namakan sebagai talud tak tertahan (unrestrained slope). Talud ini dapat terjadi secara alamiah atau buatan. Bila permukaan tanah tidak datar, maka komponen berat tanah yang sejajar dengan kemiringan talud akan menyebabkan tanah bergerak ke arah bawah seperti ditunjukkan dalam Gambar 1. Bila komponen berat tanah tersebut cukup besar, kelongsoran talud dapat terjadi, yaitu tanah dalam zona a b c d e a dapat menggelincir ke bawah. Dengan kata lain, gaya dorong (driving farce) melampaui gaya berlawanan yang berasal dari kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor. Dalam banyak kasus, diharapkan mampu membuat perhitungan stabilitas talud guna memeriksa keamanan talud alamiah, talud galian, dan talud timbunan yang didapatkan. Faktor yang perlu dilakukan dalam pemeriksaan tersebut adalah menghitung dan membandingkan tegangan geser yang terbentuk sepanjang permukaan retak yang paling mungkin dengan kekuatan geser dari tanah yang bersangkutan. Proses ini dinamakan analisis stabilitas talud (slope stability analysis).

Gambar 1. Kelongsoran Talud

I. Angaka Keamanan

Umumnya angka keamanan disdefinisikan sebagai

(1)

Dimana :

Fs= angka keamanan terhadap kekuatan tanah

(f

= kekuatan geser rata-rata dari tanah

(d= tegangan geser rata-rata yang bekerja sepanjang bidang longsor

Kekuatan geser tanah terdiri atas dua komponen, yaitu kohesi dan geseran yang dapat ditulis :

(2)dimana

c

= kohesi

(

= sudut geser

= tegangan normal rata-rata pada permukaan bidang longsor

Dengan cara yang sama

(3)Dimana

cd= kohesi yang bekerja sepanjang bidang longsor

(d= sudut geser yang bekerja sepanjang bidang longsor

Dengan memasukkan persamaan 2 dan 3 dalam persamaan 1 maka diperoleh

(4)

Fc adalah angka keamanan terhadap kohesi dan F( adalah angka keamanan terhadap sudut geser, maka :

(5)

dan

(6)

Bila persamaan 4, 5, 6 dibandingkan maka Fc sama dengan F( sehingga harga tersebut memberikan angka keamanan terhadap kekuatan tanah bila :

atau dapat juga ditulis :

Fs = Fc = F(

(7)

Fs = 1, maka talud adalah dalam keadaan akan longsor. Umumnya harga 1,5 untuk angka keamanan terhadap kekuatan geser dapat diterima untuk merencanakan stabilitas talud.

2. Stabilitas Talud Menerus Tanpa Rembesan

Persamaan kekuatan geser tanah dapat diketahui dari persamaan 2 yaitu :

Untuk mempelajari keadaan suatu talud yang menerus dapat kita lihat pada gambar 2

Gambar 2 Analisis talud menerus (tanpa rembesan)

Dengan menganggap tekanan air pori adalah nol, maka akan dievaluasi angka keamanan terhadap kemungkinan kelonggaran talud sepanjang bidang AB yang terletak pada kedalaman H di bawah permukaan tanah, keruntuhan talud dapat terjadi karena pergerakan tanah di atas bidang AB dari kanan ke kiri.

Marilah kita perhatikan suatu elemen talud, abcd, yang mempunyai satu satuan tebal tegak lurus terhadap bidang gambar. Gaya F yang bekerja pada bidang ab dan cd adalah sama besar dan berlawanan arah; oleh karena itu gaya tadi dapat diabaikan. Berat elemen tanah yang ditinjau adalah:

(12)

Berat W dapat diuraikan dalam dua komponen sebagai berikut :

1. Gaya yang tegak lurus pada bidang AB = Na = W cos (= (LH cos (, dan

2. Gaya yang paralel terhadap bidang AB = Ta = W sin ( = (LH sin (. Perhatikan bahwa gaya Ta ini cenderung untuk menyebabkan kelongsoran sepanjang bidang.

Tegangan normal ( dan tegangan geser ( pada dasar elemen talud dapat diberiikan sebagai berikut :

(9)

dan

(10)

Reaksi dari berat W adalah gaya R yang sama besarnya dengan W, tetapi berlawanan arah. Komponen-komponen tegak dan paralel dari gaya R terhadap bidang AB adalah Nr dan Tr.

(11)

(12)

Untuk keseimbangan, tegangan geser perlawanan yang terbentuk pada dasar elemen talud adalah sama dengan (Tr)/(luasan dasar elemen talud) = (H cos ( sin (. Hal ini dapat juga dituliskan dalam bentuk [Persamaan 3]

Besar tegangan normal diberikan dengan Persamaan (9). Dengan memasukkan Persamaan (9) ke dalam Persamaan (3), kita dapatkan

(13)

Jadi

(14)

Atau

Angka keamanan terhadap kekuatan tanah telah kita definisikan dalam Persamaan (7), dengan demikian:

Dengan memasukkan hubungan tersebut di atas ke dalam persamaan (7) kita dapat :

(15)

Untuk tanah berbutir c = 0, angka keamanan Fs, menjadi (tan ()/(tan (). Ini menunjukkan bahwa suatu talud menerus yang terdiri dari tanah pasir, harga Fs nya tidak tergantung pada tinggi H, dan talud akan tetap stabil selama ( < (.

Bila tanah mempunyai kohesi (c) dan sudut geser ((), ketebalan lapisan tanah pada talud kritis dapat ditentukan dengan memasukkan harga Fs = 1 dan H = Hcr ke dalam Persamaan (15) dengan demikian kita hasilkan:

(16)

3. STABILITAS TALUD MENERUS DENGAN REMBESAN

Gambar 3a menunjukkan suatu talud yang menerus dan dianggap ada rembesan di dalam tanah yang permukaan air tanahnya sama dengan permukaan tanah. Di sini kekuatan geser tanah dapat dituliskan sebagai berikut:

(17)

Perhatikan bahwa persamaan di atas tidak seperti Persamaan (2); pada Persamaan (17), ( dipakai untuk membedakan tegangan total dengan tegangan efektif. Untuk menentukan angka keamanan terhadap kelongsoran sepanjang bidang AB, perhatikan talud abcd. Gaya-gaya yang bekerja pada permukaan bidang vertikal ab dan cd adalah sama besar dan berlawanan arah. Berat total dari elemen talud untuk satu satuan tebal adalah:

(18)

Komponen W dalam arah tegak lurus dan sejajar terhadap bidang AB adalah :

(19)

Dan

(20)

Reaksi dari berat W adalah sama dengan R. Jadi

(21)

Dan

(22)

Tegangan normal total dan tegangan geser pada dasar elemen talud adalah sebagai berikut :

Tegangan normal total :

(23)

Tegangan geser :

(24)

Tegangan geser perlawanan yang terbentuk pada dasar elemen talud dapat juga dituliskan sebagai berikut :

(25)

Dengan :

lihat gambar 3.b

Dengan memasukkan harga ( (persmaan 23) dan u ke dalam persamaan 25 didapatkan :

(26)

Dengan menghubungkan persamaan 24 dan persamaan 26 maka

Atau

(27)

Angka keamanan terhadap kekuatan tanah dapat ditentukan dengan menggantikan :

kedalam persamaan 27

(28)

Gambar 3. Analisis talud menerus (dengan rembesan)

Contoh 1 :

Contoh 2 :

4. TALUD DENGAN TINGGI TERBATAS UMUM Bila harga Hcr mendekati tinggi talud, talud tersebut umumnya dinamakan sebagai talud dengan tinggi terbatas (finite slope). Bila kita ingin menganalisis stabilitas suatu talud dengan tinggi terbatas yang berada dalam tanah yang homogen, untuk memudahkan, kita perlu suatu asumsi tentang bentuk umum dari potensi bidang longsor yang akan terjadi.Analisis Talud dengan Tinggi Terbatas dengan Bidang Longsor Rata (Metode Culmann)

Analisis ini didasarkan pada anggapan bahwa kelongsoran suatu talud terjadi sepanjang bidang, bila tegangan geser rata-rata yang dapat menyebabkan kelongsoran lebih besar dari kekuatan geser tanah. Di samping itu, bidang yang paling kritis adalah bidang di mana rasio antara tegangan geser rata-rata yang menyebabkan kelongsoran dengan kekuatan geser tanah adalah minimum.

Gambar 5 menunjukkan suatu talud dengan tinggi H. Kemiringan talud terhadap bidang horisontal adalah (. AC adalah suatu bidang longsor yang dicoba. Dengan memperhatikan satu kesatuan tebal dari talud, berat bagian ABC = W.

(29)

Komponen-komponen W yang tegak lurus dan sejajar terhadap bidang AC adalah sebagai berikut :

(30)

Gambar 5. Analisis talud dengan tinggi terbatas metoda Culmann

(31)

Tegangan normal (tegangan yang tegak lurus bidang) rata-rata dan tegangan geser pada bidang AC diberikan sebagai berikut :

(32)

Dan

(33)

Tegangan geser perlawanan rata-rata yang terbentuk sepanjang bidang AC juga dapat dinyatakan sebagai berikut :

(34)

Dari persamaan 33 dan 34 didapatkan :

(35)

Atau

(36)

(37)

Mengingat (, H dan ( dalam persamaan 36 adalah tetap maka :

(38)

Persamaan 38 memberikan harga kritis dari ( atau

(39)

Dengan ( = (cr ke dalam persamaan 36 maka :

(40)

Tinggi maksimum dari talud di mana keseimbangan kritis terjadi dapat ditentukan dg memasukkan kedalam persamaan 40 maka

(41)

Contoh 3 :

Contoh 4 :

_1430546849.unknown