Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan PDF [PDF]

Citation preview

Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan Mata kuliah : Praktikum Geoteknik Pertambangan Bobot : 1 SKS



30



Kode Mata Kuliah : TAM 6057



Safety Factor 0.000 0.500 1.000



28



1.500 2.000 2.500 3.000



26



3.500 4.000 4.500 5.000



106.61 kN/m2



5.500



W



22



24



6.000+



52



54



56



58



60



62



64



66



68



Angkatan : …………… Nama : ………………………………… NIM : 111..09800000……



Dosen Pengampu : 1. Dr. Ir. Moehamad Zoelfikar Zabier 2. Ahmad Fauzan Haryono, ST, MT 3. …………………………………



Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta 2019



70



72



Jadwal Praktikum Geoteknik UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Sesi



Pertemuan ke -



Materi



1



6



Pendahuluan



2



6



Metode Analisis Kestabilan Lereng (Circular Failure) dengan Metode Grafis (Hoek and Bray)



3



7



Metode Kesetimbangan Batas (Bagian 1)



4



9



Metode Kesetimbangan Batas (Bagian 2)



5



10



Metode Kesetimbangan Batas (Bagian 3)



Sub-Materi ➢ Analisis Kestabilan Lereng (secara umum) ➢ Jenis-jenis Longsoran ➢ Cara Meningkatkan Kestabilan Lereng Lereng disimulasikan dalam keadaan : ➢ Kering (1) ➢ Sebagian Jenuh (2,3,4) ➢ Jenuh total (5) ➢ Lereng homogen, material lunak, kering ➢ Lereng homogen, material keras, kering ➢ Lereng heterogen, material campuran, kering ➢ Lereng heterogen, material lunak, sebagian jenuh ➢ Lereng heterogen, material keras, jenuh ➢ Lereng heterogen, material campuran, jenuh ➢ Lereng heterogen, kering, material campuran, terdapat beban gempa



1|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



Keterangan



Modul 1



Modul 2



Modul 3



Modul 4



6



11



Metode Elemen Hingga



7



13



8



14



9



16



Perhitungan Kestabilan Lereng dengan Metode Manual (Fellenius) Pengukuran dan Pemodelan Kekar (Joint Measuring and Modelling) Post-Test



•



➢ Lereng heterogen, material campuran, jenuh, terdapat beban gempa ➢ Lereng homogen, jenuh, material lunak, terdapat beban alat ➢ Lereng heterogen, material keras, sebagian jenuh, terdapat beban alat ➢ Lereng heterogen, material lunak, jenuh, terdapat beban alat dan beban gempa Lereng heterogen dengan material : batu lanau, batu pasir, dan batu lempung; disimulasikan dalam keadaan : ➢ Kering ➢ Jenuh total ➢ Jenuh total dengan beban gempa ➢ Jenuh total dengan beban alat ➢ Jenuh total dengan beban alat dan beban gempa ➢ Lereng Kering ➢ Lereng Jenuh Total ➢ Material Batu Gamping ➢ Material Diabas



Waktu praktikum per modul minimal 100 menit dan maksimal 150 menit



2|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



Modul 5



Modul 6



Modul 7



Untuk Nilai UAS



Sistematika Penilaian : -



Formatif : 30 % (Kehadiran, Attitude, dan Catatan) UTS : 40% (Laporan 7 Modul) UAS : 30% (Post-Test)



3|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



MODUL 1 Metode Analisis Kestabilan Lereng (Circular Failure) dengan Metode Grafis (Hoek and Bray)



Tujuan : Praktikan mampu melakukan analisis kestabilan lereng menggunakan metode grafis (Hoek & Bray) dengan diasumsikan bahwa material yang ada homogen dan kontinu. Problem : Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah ini merupakan lereng disposal yang dulunya merupakan bekas front pertambangan. Material lereng disposal diindikasi adalah clay. Geometri lereng : ➢ Tinggi Lereng (H) : 22.5 meter ➢ Kemiringan Lereng (α) : 17o Keadaan Air Tanah di Lereng :



Kondisi Lereng : ➢ Kering (Grafik 1) ➢ Sebagian jenuh,air permukaan 8 kali dari ketinggian lereng di belakang toe dari slope (Grafik 2); ➢ Sebagian jenuh, air permukaan 4 kali dari ketinggian lereng di belakang toe dari slope (Grafik 3); ➢ Sebagian jenuh air permukaan 2 kali dari ketinggian lereng di belakang toe dari slope (Grafik 4); ➢ Kondisi air tanah nomor 5 yaitu jenuh. 4|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



Hoek dan Bray membuat 5 buah diagram untuk tiap-tiap kondisi air tanah tertentu, mulai dari sangat kering hingga jenuh. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut (secara visual bisa dilihat di Gambar 1) : •



Langkah 1 : Tentukan kondisi air tanah yang ada dan sesuaikan dengan gambar 1 untuk memilih diagram yang akan digunakan. Pilih yang tepat atau paling mendekati;



•



𝑐



Langkah 2 : Hitung angka 𝛾𝑡𝑎𝑛∅ , kemudian cocokkan angka tersebut pada lingkaran terluar dari diagram (chart) yang dipilih;



•



Langkah 3 : Ikuti jari-jari mulai dari angka yang diperoleh pada langkah 2 sampai memotong kurva yang menunjukkan kemiringan lereng;



•



Langkah 4 : Dari titik langkah 3, kemudian ditarik ke kiri untuk mencari angka ditarik ke bawah untuk mencari angka



•



tan ∅ dan 𝐹𝑆



𝑐 𝛾.𝐻.𝐹𝑆



Langkah 5 : Hitung factor keamanan (FS) dari kedua angka yang diperoleh dari lagnkah 4 dan pilih yang paling tepat.



Gambar 1 Diagram cara menghitung kestabilan lereng untuk Circular Failure (Hoek dan Bray, 1981)



5|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



Grafik 1



Grafik 2



6|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



Grafik 3



Grafik 4



7|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



Grafik 5



Karakteristik fisik dan mekanik pembentuk lereng adalah sebagai berikut :



No 1 2 3 4



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi basah (ɣ saturated) Bobot isi kering (ɣ dry)



Nilai 34.76 kN/m2 21o 19.25 kN/m3 11.03 kN/m3



Tugas : 1. Hitung factor keamanan lereng tersebut dengan menggunakan metode Hoek and Bray dengan 5 grafik ! Pertanyaan : 1. Apa itu metode grafis di dalam analisis kestabilan lereng? 2. Mengapa metode Hoek and Bray hanya bisa digunakan untuk lereng yang homogen dan kontinu ? 3. Bagaimana pengaruh muka air tanah terhadap kestabilan lereng, jika dilihat dari segi lingkungan? 4. Sebutkan metode grafis lainnya yang dapat digunakan selain Hoek & Bray ! 5. Jelaskan apa itu circular failure !



Asisten : ……………………… Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20…….. 8|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



MODUL 2 Metode Kesetimbangan Batas (Limit Equilibrium Method) Bagian 1



Tujuan : Praktikan mampu melakukan analisis kestabilan lereng dengan menggunakan metode kesetimbangan batas melalui proses pemodelan lereng homogen dan heterogen, dengan asumsi bahwa lereng dalam kering. Problem : A. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial lunak yang homogen dan tidak berlapis Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng soil yang homogen dan tidak berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 9 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 30o Kondisi lereng : Kering Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng :



No 1 2 3 4



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



Nilai 1.29 kN/m2 10.37o 12.58 kN/m3 19.96 kN/m3



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Jika : a. Nilai C dikurangi 20 % b. Nilai C ditambah 20% c. Nilai ɣ dikurangi 20% d. Nilai ɣ ditambah 20% e. Nilai sudut geser dalam dikurangi 25% f. Nilai sudut geser dalam ditambah 25% Berapa nilai FK nya? Dan bagaimana analisisnya?



9|Modul Praktikum Geoteknik Pertambangan



B. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial keras yang homogen dan tidak berlapis Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batubara antrasit yang homogen dan tidak berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 25.35 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 76o Kondisi lereng : Kering Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng :



No 1 2 3 4



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



Nilai 263.98 kN/m2 50.25o 8.73 kN/m3 16.52 kN/m3



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Jika : Nilai C dikurangi 20 % Nilai C ditambah 20% Nilai ɣ dikurangi 20% Nilai ɣ ditambah 20% Nilai sudut geser dalam dikurangi 25% Nilai sudut geser dalam ditambah 25% Berapa nilai FK nya? Dan bagaimana analisisnya? C. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial campuran yang heterogen dan berlapis Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng front nikel yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 40.60 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 50o Kondisi lereng : Kering Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No 1 2



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam



Overburden (Soil) 4.35 kN/m2 24.57o



Limonit 18.56 kN/m2 18.05o



Saprolit 25.67 kN/m2 24.58o



10 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



Bedrock 43.97 kN/m2 29.14o



3 4 5



Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated) Tinggi Lapisan



20.19 kN/m3



18.54 kN/m3



13.98 kN/m3



10.20 kN/m3



37.65 kN/m3



25.45 kN/m3



18.54 kN/m3



12.12 kN/m3



1.25 m



10.58 m



1/3 tinggi lapisan limonit



……………..



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Jika : Nilai C dikurangi 20 % Nilai C ditambah 20% Nilai ɣ dikurangi 20% Nilai ɣ ditambah 20% Nilai sudut geser dalam dikurangi 25% Nilai sudut geser dalam ditambah 25% Berapa nilai FK nya? Dan bagaimana analisisnya?



Pertanyaan : 1. 2. 3. 4.



Apa itu metode kesetimbangan batas? Jelaskan keterbatasan metode kesetimbangan batas di dalam analisis kestabilan lereng ! Jelaskan apa yang Anda ketahui tentang angle of repose! Jelaskan hubungan antara karakteristik sifat fisik dan sifat mekanik material berdasarkan hasil praktikum di atas! 5. Jika ketinggian lereng pada problem A ditambah sebesar 5 m, apakah slope angle nya akan meningkat? Dan apakah akan mudah longsor? Jelaskan !



Asisten : ……………………… Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20…….. 11 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



MODUL 3 Metode Kesetimbangan Batas (Limit Equilibrium Method) Bagian 2



Tujuan : Praktikan mampu melakukan analisis kestabilan lereng dengan menggunakan metode kesetimbangan batas melalui proses mensimulasikan pengaruh muka air tanah pada kestabilan lereng. Problem : A. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial lunak yang heterogen, berlapis, dan sebagian jenuh Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batu lempung dan talk yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 12.47 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 20o Kondisi lereng : Sebagian jenuh Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No



Karakteristik



Talk



1 2



Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



32.04 kN/m2 3.25o



Batu Lempung 40.26 kN/m2 2.37o



42.02 kN/m3



43.17 kN/m3



69.87 kN/m3



70.46 kN/m3



3 4



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Jika : a. Muka air tanah dinaikkan 2.35 m b. Muka air tanah diturunkan 2.35 m c. Muka air tanah berada pada lapisan permukaan batu lempung (lapisan talk di atas lapisan batu lempung) Berapa nilai FK nya? Dan bagaimana analisisnya?



12 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



B. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial keras yang heterogen, berlapis, dan jenuh Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batu konglomerat dan andesit yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 43.16 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 45o Kondisi lereng : Sebagian jenuh Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No 1 2 3 4



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



Konglomerat 38.59 kN/m2 29.08o



Andesit 34.48 kN/m2 18.26o



14.05 kN/m3



15.25 kN/m3



17.48 kN/m3



21.01 kN/m3



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Jika : a. Muka air tanah dinaikkan 2.35 m b. Muka air tanah diturunkan 2.35 m c. Muka air tanah berada pada lapisan permukaan andesit (lapisan konglomerat di atas lapisan andesit) Berapa nilai FK nya? Dan bagaimana analisisnya? C. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial campuran yang heterogen, berlapis, dan jenuh Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batu pasir, batu lanau, batu kapur, batu gamping, dan serpentinit yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 47.98 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 60o Kondisi lereng : Jenuh total Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No



Karakteristik



Batu Pasir



1



Kohesi (C)



11.26 kN/m2



Batu Lanau 10.78 kN/m2



Batu Kapur 13.65 kN/m2



Batu Gamping



Serpentinit



12.48 kN/m2



117.69 kN/m2



13 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



2 3 4 5



Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated) Tinggi Lapisan



20.14



19.65o



23.47o



30.16o



29.02o



30.2 kN/m3



24.58 kN/m3 38.47 kN/m3 14.95 m



32.02 kN/m3 38.30 kN/m3 ……….



41.99 kN/m3



7.20 kN/m3 10.29 kN/m3 1.97 m



45.65 kN/m3 7.5 m



70.69 kN/m3 20.3 m



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Jika muka air tanah berada pada lapisan permukaan batu gamping, berapa nilai FK nya? Dan bagaimana analisisnya? Pertanyaan : 1. Apa perbedaan antara air tanah dan air bawah tanah? 2. Jelaskan metode CPT dan SPT ! 3. Urutkan material berikut ini dari yang paling keras hingga yang paling lunak : Batu Lempung – Batu Pasir – Batu Gamping – Claystone – Clay – Gravel – Batu Lanau – Batu Kalsit 4. Jelaskan cara menurunkan muka air tanah dengan biaya yang ekonomis ! 5. Apakah pengaruh permeabilitas dan porositas material terhadap kejenuhan suatu lereng ?



Asisten : ……………………… Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20……..



14 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



MODUL 4 Metode Kesetimbangan Batas (Limit Equilibrium Method) Bagian 3



Tujuan : Praktikan mampu melakukan analisis kestabilan lereng dengan menggunakan metode kesetimbangan batas melalui proses mensimulasikan pengaruh getaran dan beban alat pada kestabilan lereng. Problem : A. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial campuran yang heterogen, berlapis, dan terdapat beban gempa Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batu lempung, talk, dan diabas yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 30.80 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 45o ➢ Faktor gempa : 0,45 g Kondisi lereng : Kering Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No



Karakteristik



Talk



1 2



Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



3 4



32.04 kN/m2 3.25o



Batu Lempung 40.26 kN/m2 2.37o



Diabas 50.00 kN/m2 15.42o



42.02 kN/m3



43.17 kN/m3



44.56 kN/m3



69.87 kN/m3



70.46 kN/m3



49.51 kN/m3



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Bandingkan dengan hasil perhitungan di Modul 3 bagian A !



15 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



B. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial campuran yang heterogen, berlapis, dan terdapat beban gempa Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batu lempung, talk, dan diabas yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 30.80 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 45o ➢ Faktor gempa : 0,45 g Kondisi lereng : Jenuh Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No



Karakteristik



Talk



1 2



Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



3 4



32.04 kN/m2 3.25o



Batu Lempung 40.26 kN/m2 2.37o



Diabas 50.00 kN/m2 15.42o



42.02 kN/m3



43.17 kN/m3



44.56 kN/m3



69.87 kN/m3



70.46 kN/m3



49.51 kN/m3



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi yang telah disebutkan ! 2. Bandingkan dengan hasil perhitungan di Modul 4 bagian A ! C. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial lunak yang homogen, tidak berlapis, dan terdapat beban alat Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng tanah liat yang homogen. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 12.25 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 22o ➢ Beban alat : Excavator : 85.43 kPa, ADT : 254 kPa, Scrapper : 35 kPa Kondisi lereng : Jenuh Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No 1 2 3 4



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



Talk 32.04 kN/m2 3.25o 42.02 kN/m3 69.87 kN/m3



16 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi pembebanan alat yang telah disebutkan, dengan asumsi bahwa alat dibebankan : a. 4 m dari crest lereng ! b. Di crest lereng ! c. Apabila scrapper dibebankan di crest lereng, lalu ADT dibebankan di 5 m dari crest, dan excavator dibebankan 7.56 m dari crest, dan ketiga alat tersebut dibebankan sekaligus, berapa nilai FK nya dan bagaimana analisisnya? 2. Bandingkan dengan hasil perhitungan di Modul 4 bagian B ! D. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial keras yang heterogen, berlapis, dan terdapat beban alat Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng batu intan dan batu kuarsa yang heterogen dan berlapis. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 57.24 meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 90o ➢ Beban alat : Excavator : 106.61 kPa, ADT : 348 kPa, Scrapper : 90.5 kPa Kondisi lereng : Sebagian Jenuh Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No 1 2 3 4 5



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated) Tinggi Lapisan



Batu Intan 432.04 kN/m2 39.25o



Batu Kuarsa 285.12 kN/m2 40.25o



2.5 kN/m3



18.45 kN/m3



7.05 kN/m3



25.09 kN/m3



17.24 m



………………



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi pembebanan alat yang telah disebutkan, dengan asumsi bahwa alat dibebankan : a. 6 m dari crest lereng ! b. Di crest lereng ! c. Apabila ADT dibebankan di crest lereng, lalu scrapper dibebankan di 5 m dari crest, dan excavator dibebankan 7.56 m dari crest, dan ketiga alat tersebut dibebankan sekaligus, berapa nilai FK nya dan bagaimana analisisnya? 2. Apabila lereng di setting dalam keadaan jenuh total, apakah lereng masih aman? Jelaskan !



17 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



E. Perhitungan factor keamanan dari suatu lereng bermaterial lunak yang heterogen, tidak berlapis, dan terdapat beban alat sekaligus beban gempa Suatu lereng dengan geometri seperti di bawah merupakan lereng tanah liat, lumut, dan batu lempung yang heterogen. Geometri lereng : ➢ Tinggi lereng (H) : 20 m meter ➢ Kemiringan Lereng(α) : 29o ➢ Beban alat : Excavator : 65.24 kPa, ADT : 190.35 kPa, Scrapper : 20.213 kPa Kondisi lereng : Jenuh Total Karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng : No 1 2 3 4



Karakteristik Kohesi (C) Sudut geser dalam Bobot isi kering (ɣ dry) Bobot isi basah (ɣ saturated)



Tanah Liat 18.95 kN/m2 35.25o



Lumut 0.06 kN/m2 89.73o



Batu Lempung 25.19 kN/m2 16.009o



20.01 kN/m3



114.58 kN/m3



15.77 kN/m3



49.58 kN/m3



395.47 kN/m3



26.24 kN/m3



Tugas : 1. Gunakan software perhitungan kestabilan lereng yang mengandalkan metode kesetimbangan batas untuk menentukan analisis kestabilan lereng dari kondisi pembebanan alat yang telah disebutkan, dengan asumsi bahwa alat dibebankan : a. 12.25 m dari crest lereng ! b. Di crest lereng ! c. Apabila exacator dibebankan di crest lereng, lalu ADT dibebankan di 5 m dari crest, dan scrapper dibebankan 7.56 m dari crest, dan ketiga alat tersebut dibebankan sekaligus, berapa nilai FK nya dan bagaimana analisisnya? 2. Bandingkan dengan hasil perhitungan di Modul 4 bagian D!



Pertanyaan : 1. Jelaskan cara menghitung beban alat di dalam menentukan analisis kestabilan lereng ! 2. Terangkan secara singkat, proses analisis kestabilan lereng menggunakan Slide 6.0 dan Geostudio Slope/W 2012! Sajikan dengan diagram alir ! 3. Manakah yang lebih keras : Saprolit atau bedrock ? 4. Jelaskan maksud dari penjelasan : “dalam menentukan analisis kestabilan lereng, diperlukan feeling yang tepat dalam menggunakan metode trial and error” ! 5. Apakah sama antara analisis kestabilan lereng dan analisis ketidakmantapan lereng? Jelaskan !



Asisten : ……………………… Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20…….. 18 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



MODUL 5 Metode Elemen Hingga (Finite Element Method)



Tujuan Praktikan mampu melakukan pemodelan dan perhitungan dengan menggunakan paket program yang berdasarkan metode elemen hingga, melalui proses : 1. 2. 3. 4. 5.



Pembuatan model statika Penentuan kondisi batas dan pembebanan Pemodelan material (zonasi dan pengisian parameter material) Penentuan kondisi tegangan awal Perhitungan dan running (material elastis dan plastis)



Problem Suatu lereng tunggal dengan geometri seperti di bawah dibentuk oleh 3 lapisan (berurutan dari atas ke bawah) yaitu batu lempung, batu lanau, dan batu pasir. Geometri lereng : -



Tinggi lereng : 99 meter Kemiringan lereng : 45o



Dengan karakteristik fisik dan mekanik material pembentuk lereng sebagai berikut : No 1 2 3 4 5 6 7



Karakteristik Modulus Young (MPa) Nisbah Poisson Kuat Tarik (MPa) Kohesi (C, kPa) Sudut geser dalam Bobot Isi Kering (dry) {kN/m3} Bobot Isi Basah (saturated) {kN/m3}



Batu Lanau 15898 0.33 27.85 19.58 20.03o 12.22 18.54



Batu Pasir 89898 0.35 23.45 23.45 18.98o 11.02 17.45



Batu Lempung 3521 0.4 25.01 26.28 28.02o 10.35 17.44



Tugas : 1. 2. 3. 4. 5.



6.



Buatlah model dari lereng tersebut ! Hitunglah nilai critical SRF dan strength factor nya (kondisi lereng : kering) ! Hitunglah nilai critical SRF dan strength factor nya (kondisi lereng : jenuh total) ! Hitunglah nilai critical SRF dan strength factor nya jika ada excavator dibebankan di crest lereng dengan beban alat sebesar 100.21 kPa (kondisi lereng : jenuh total) ! Hitunglah nilai critical SRF dan strength factor nya jika ada excavator dibebankan 4.25 m dari crest lereng dengan beban alat sebesar 100.21 kPa dan juga memerhitungkan factor kegempaan sebesar 0.5 g! (kondisi lereng : jenuh total) ! Hitunglah nilai critical SRF dan strength factor nya jika hanya memerhitungkan factor kegempaan sebesar 0.5 g saja ! (kondisi lereng : jenuh total) !



Pertanyaan : 1. 2.



Apa kelebihan metode elemen hingga disbanding metode kesetimbangan batas ! Jelaskan apa itu deformasi lereng !



Asisten : ………………………



Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20……..



19 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



MODUL 6 Perhitungan Kestabilan Lereng dengan Metode Manual (Fellenius Method) Tujuan Praktikan mampu melakukan analisis kestabilan lereng dengan menggunakan metode manual (Fellenius Method) dengan memerhatikan bidang gelincir, irisan, dan juga kondisi tekanan air pori. Problem A. Lereng Kering (Tidak Dipengaruhi Tegangan Air Pori) Rumus : FK =



𝐶.𝐿+tan ∅ (∑ 𝑊 cos 𝛼 ) ∑ 𝑊 sin 𝛼



Keterangan : FK = Faktor Keamanan C = kohesi (kPa) L = jumlah panjang bidang gelincir ∅ = sudut geser dalam (o) 𝛼 = sudut bidang gelincir tiap sayatan (o) W = luas tiap bidang sayatan (m2) x bobot satuan isi tanah (kN/m3)



Suatu lereng tanah homogen memiliki 1 bench dengan keterangan sebagai berikut : Tinggi lereng : 7 m Kohesi : 16.76 kPa Sudut geser dalam : 22.55o Berat isi kering : 20.77 kN/m3 Slope angle : 37o



20 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



Tugas : 1. Tentukan nilai FK nya dan berikan analisisnya !



B. Lereng Jenuh Total (Dipengaruhi Tegangan Air Pori) Rumus :



𝐹=



cL +tan θ Ʃ(Wi cos α i −μ i ×Ii ) Ʃ(Wi sin α i )



Keterangan : F = Faktor Keamanan C = kohesi (kPa) L = jumlah panjang bidang gelincir ∅ = sudut geser dalam (o) 𝛼 = sudut bidang gelincir tiap sayatan (o) W = luas tiap bidang sayatan (m2) x bobot satuan isi tanah (kN/m3) µi x Ii: tekanan pori di setiap sayatan (kN/m) µ : tekanan air pori (kN/m2) I : panjang bidang gelincir pada tiap sayatan (m)



Suatu lereng tanah homogen memiliki 1 bench dengan keterangan sebagai berikut : Tinggi lereng : 12.34 m Kohesi : 26.78 kPa Sudut geser dalam : 29.04o Berat isi kering : 8.85 kN/m3 Slope angle : 14o Tekanan Air Pori : 122.76 kPa Tugas : 1. Tentukan nilai FK nya dan berikan analisisnya ! 2. Adakah tekanan air pori berpengaruh terhadap kestabilan lereng? Jelaskan !



21 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



Pertanyaan : 1. Jelaskan mengapa Metode Fellenius sangat cocok digunakan pada lereng dengan material tanah ! 2. Apa kelemahan Metode Fellenius jika dibandingkan dengan metode Bishop simplified, Janbu simplified, Janbu corrected, Spencer, dan Morgenstern-Price ? 3. Mana yang lebih akurat : menghitung nilai FK dengan metode manual atau dengan software? Jelaskan ! 4. Bagaimana cara menentukan bidang gelincir dalam menganalisis kestabilan lereng dengan metode manual (Fellenius) ini ? 5. Jelaskan apa itu tegangan air pori !



Asisten : ……………………… Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20……..



22 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



MODUL 7 Pengukuran dan Pemodelan Kekar (Joint Measuring and Modelling) Tujuan Praktikan mampu melakukan analisis kestabilan lereng yang diakibatkan oleh kehadiran struktur geologi melalui proses-proses : 1. 2. 3. 4.



Pengukuran orientasi kekar Pengolahan data dan penge-plot-an di stereonet Memahami potensi ketidakmantapan lereng berdasarkan data stereonet Memahami dan menganalisis kestabilan lereng (longsoran bidang, baji, guling, kompleks)



Problem Analisa kestabilan lereng akan dilakukan pada 2 lereng, yakni lereng batu gamping dan lereng diabas dengan kehadiran kekar yang intensif. Geometri dari lereng adalah sebagai berikut :



No 1 2



Lereng Studi Kasus Tinggi Lereng Batu Gamping A 120.98 m* Diabas B 15.29 m* • Bisa disesuaikan dengan situasi dan kondisi yang ada terkini



Kemiringan Lereng 57o 38o



Tugas : 1. Ukur orientasi bidang kekar pada lereng tersebut ! 2. Plot hasil pengukuran kekar pada Stereonet yang disediakan dan tentukan ada berapa arah umum dari data kekar-kekar tersebut ! 3. Tentukan kinematika umum dari pola kekar tersebut berdasarkan arah tegasannya ! 4. Tentukan strike dan dip dari slope dinding model batuan dengan asumsi bahwa dinding tersebut adalah slope dari lereng batu gamping dan lereng diabas secara terpisah. 5. Tentukan potensi longsoran yang terjadi !



Pertanyaan : 1. Jelaskan perbedaan kekar dan sesar ! 2. Mana yang lebih kuat menahan longsor : diabas atau batu gamping ? Jelaskan alasannya ! 3. Urutkan jenis batuan berikut dari yang keintensifan kekarnya terrendah hingga yang tertinggi atau teraktif ! Batuan sedimen – Batuan beku intrusive – Batuan beku ekstrusif – Batuan metamorf foliated – Batuan metamorf non foliated



Asisten : ……………………… Hari dan Tanggal Praktikum : ……………, …..-…….-20……..



23 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



FORMAT PENULISAN LAPORAN



1. Judul dan Nama Modul Diketik dengan font Times New Roman, font size 14, bold, spasi 1.5. 2. Isi Laporan Diketik dengan font Times New Roman, font size 12, spasi 1.5, kertas A4 3. Margin Left : 4 cm, Upper : 4 cm, Right : 2 cm, Bottom : 2 cm 4. Judul Bagian (seperti misal : C. Pembahasan) Diketik dengan font Times New Roman, font size 12, bold. 5. Sistematika Penulisan Laporan - Judul dan Nama Modul - Nama Dosen Pengampu - Nama Asisten - Hari dan Tanggal Praktikum - Tujuan (bag A) - Abstrak (Tidak lebih dari 100 kata) (bag B) - Dasar Teori (ringkas saja, tidak lebih dari 2 halaman) (bag C) - Diagram Alir Praktikum (bag D) - Alat dan Bahan (bag E) - Temuan dan Hasil Praktikum (bag F) - Jawaban dari Pertanyaan di Modul (bag G, ditulis juga soalnya) - Pembahasan (bag H) - Kesimpulan (bag I) - Daftar Pustaka (minimal 3 daftar pustaka, 1 daftar pustaka harus dari buku) (bag J) - Membuat Tabel Kotak Nilai dan Paraf Asisten



Contoh tabel kotak nilai dan paraf asisten



Nilai Akhir Modul



Paraf Asisten



24 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n



REFERENSI



1. 2. 3. 4.



Modul Geoteknik, Modul Praktikum Geoteknik UIN Syarif Hidayatullah 2017. Buku Geoteknik Tambang, penulis Prof. Irwandy Arif, M.Sc Sumber pustaka dari internet Dan sumber-sumber lainnya.



25 | M o d u l P r a k t i k u m G e o t e k n i k P e r t a m b a n g a n