.
.
pada pelaksanaan konstruksi dilapangan pastinya ditemui pekerjaan bawah yang berkaitan dengan tahah dan pondasi, sering sekali hal kritis tersebut dilimpahkan begitu saja kepada kontraktor atau konsultan struktur yg biasanya jarang didampingi oleh bagian geoteknik secara langsung. Sya yg berada pada posisi perencana struktural sebenarnya enggan untuk terlibat, dengan artian lebih baik melibatkan kembali bagian geoteknik seperti yg sudah ada sebelumnya dan dipilih untuk laporan penyelidikan tanah. Namun kenyataan berbicara lain, cukup bikin agak kesal yaitu seperti "tidak ada orang geotek" laporan tanah sudah ada lengkap dan jelas, pekerjaan sudah mulai dan argo berjalan, dll. Sebab bekerja itu harus senang jadi apapun masalah yg ada perlu dihadapai dengan penyelesaian semampunya, walau sebenarnya enggan tadi. Sya hanya memberikan penegasan, bahwa walaupun melakukan perhitungan dan peninjauan namun tetap keputusan 'harus' dari bagian geoteknik.
.
.
sketsa diatas adalah salah satu masalah yg pernah sya hadapi dulu sekitar sepuluh tahunan lebih yg lalu, sya lakukan karena ada perbedaan prinsip dari beberapa ahli geoteknik yg terlibat. Pihak geoteknik yg dipercaya menyebutkan ini adalah swelling akibat tanah yg expansive, namun dari bagian penyelidkan tanah awal menyebutkan itu slidding (gelincir) terjadi mekanisme keruntuhan karena geometry timbunan dan karakter tanah. Hal yg membuat sya bertanya-tanya adalah kondisi tanah yg normal cukup kering di permukaan dan timbunan serta hasil analisa sya pribadi yg menunjukan berkisar 1.4 (aman). Akhirnya sya merekomendasikan analisa tiga dimensi yg ditangani oleh ahli geoteknik independent lainnya yg mempunyai lisensi Plaxis 3D dan lulusan luar negeri (US) biar ngga ke yg aneh dulu spesifik karakter lokal tanah beserta riwayat dan sejarahnya, saat itu beliau sekilas melihat output hasil analisa sya dan menyampaikan sudah dapat dikembangkan. Sayangnya petualangan sya untuk belajar ini terhenti akibat suatu keputusan yg cenderung bukan teknik, profesionalisme dan kompetensi, alasan lain mungkin ini gara-gara sebuah roti didalam jok mobil baru. Akhirnya sya pun sendirian dari pihak struktur menghadapi perbedaan terserbut, metode analisa longsor dengan irisan Bishop software GeoLogismiki menunjukan aman namun dilapangan sudah terjadi retak permukaan atas dan adanya indikasi longsor. Sebenarnya sy tidak benar-benar sendiri, masih ada program bantu dan pihak geoteknik lain yaitu yg melakukan uji tanah awal berikut laporan hasilnya, expertise beliau mengarahkan sya meninjau pengaruh air pada tanah asli. Setelah sya tinjau hal tersebut, kelihatnya memang beliau benar adanya: terjadi sliding bukan swelling akibat expansive dll.
.
.
pengaruh muka air tanah selain meningkatkan berat satuan (unit weight) dari kering (dry) atau normal menjadi jenuh (saturated) juga menurunkan sudut geser (friction angle) dan yg lebih besar pengaruhnya lagi pada penurunan nilai lekatan (cohesi) yg dapat cukup drastis saat kadarnya diatas 50% seperti contoh penelitian dibawah untuk suatu daerah di Kalimantan.
.
(source: Gusman et al, 2018)
.
program bantu analisa stabilitas lereng metode irisan diatas sudah tidak dapat diakses lagi saat ini, cukup berguna karena jikalau menghitung secara manual membutuhkan asumsi titik pusat radius gelincir. Digunakan asumsi dan jumlahnya akan sangat banyak untuk kemudian diambil nilai faktor aman terkecil. Sebagai gantinya sya menggunakan program lain yaitu HYRCAN dari GeoWizard yg sya lihat berlisensi GPL/OpenSource direncanakan cross-platform walau sumber kode belum dipublikasikan oleh pemiliknya. Namun sayang dokumentasi mengenai landasan teori dan verifikasi belum resmi ada, sehingga pengguna dituntut melakukannya secara mandiri. Secara umum metode yg digunakan sama dengan yg terdapat pada buku ajar (text book)) namun untuk hal khusus lain seperti adanya beban gempa, muka air tanah, tiang perkuatan dan angkur belum cukup jelas bagi sya dan perlu ditinjau lagi sendiri. GeoWizard juga menediakan versi lain berbasis elemen hingga yaiitu ADONIS berlisensi sama yg secara umum lebih mirip PLAXIS 2D namun sya pribadi lebih cenderung kepada CalculiX karena kemapuan analisa tiga dimensi (3D) dan sudah terintegrasi library MFront yg juga mempunyai jenis material untuk tanah seperti Mohr-Coloumb hyperbolic cut-off, Modified Cambridge Clay, Drucker-Prager w/o Caps dll. Hal lain perlunya analisa model tiga dimensi saat kondisi tidak simetris, seperti perbedaan pada jarak antar potongan, belokan bersudut, kondisi tanah sebelahnya yg lebih kaku atau lunak, interaksi dengan: tiang pancang (pile) beton atau baja, retaining wall atau dam, beban eksentris dan sembarang, terowongan beton (tunnel) menyilang, perkuatan sheet wall atau soldier pile dengan konfigurasi zig-zag layout, seismic ground acceleration, dll.
.
.
karena dulu sangat sedikit alternative program bantu analisa stabilitas lereng yg dapat mudah diakses cuma-cuma maka cukup menarik untuk ditinjau ulang dengan yg ada saat ini seperti CalculiX yg versi terakhir memiliki jenis material Mohr-Coulomb dan juga integrasi material library TFEL/MFront. Metode reduksi kekuatan geser (Shear Strength Reduction, SSR atau Strength Reduction Method, SRM) untuk modifikiasi nilai parameter lekatan (cohesi) dan sudut geser (friction angle) terendah yg dapat dicapai oleh konvergensi solver sebagai indikasi keruntuhan. Sebelum kepada masalah contoh kasus nyata diatas, sebaiknya dibandingkan terlebih dahulu pada kasus sederhana yg telah diketahui jawabannya dengan program bantu lain sejenis yg ada seperti Slope (A. Verruijt), Plaxis, OpenGeoSys, Rocscience, Diana, Midas, Slope64 (V. Griffiths), SVSlope atau Lusas.
.
..
.
.
.
.
.
hasil diatas menggunakan elemen plane strain (CPE4,CPE3) pada CalculiX dan material Mohr-Coulomb(Hardening) menunjukkan hasil lebih rendah dari Plaxis 2D dan OpenGeoSys dengan nilai SF=1.165 selisih 8.24%. Sudah cukup memberikan gambaran untuk jenis analisa nonlinear, namun perlu dibandingkan dengan penggunaan material lain Mohr-Coulomb dengan tension cutt-off hiperbolik library TFEL/MFront. Hasil akhirnya ditunjukan dibawah, faktor reduksi untuk kombinasi beban yaitu SF=1.285 hanya sedikit lebih kecil dari OpenGeoSys (SF=1.301) atau sedikit lebih besar dari Plaxis 2D (SF=1.261). Kelihatannya perbedaan tersebut hanya akibat intensitas mesh yg digunakan.
.
.
.
.
.
.
Sebagai perbandingan, dibawah adalah model dan hasil analisa tiga dimensi menggunakan elemen hexahedral linear (C3D8) dengan diambil rasio memanjang kesamping sebesar setengahnya. Hasilnya menunjukan pada kondisi beban akibat berat sendiri lebih tinggi dari sebelumnya dengan analisa dua dimensi, namun saat beban merata permukaan diterapkan lebih rendah. Selain itu pola distribusi regangan plastis equivalent dan juga worst principal strain cukup berbeda, perlu ditinjau lanjut terhadap tingkat kehalusan mesh.
.
.
.
.
.
.
.
berikut hasil model dengan penghalusan mesh daerah regangan plastis tinggi, hasil faktor aman tidak berbeda jauh dengan sebelumna namun pada distribusi regangan plastis equivalen hasilnya lebih mendekati dengan anlisa dua dimensi.
.
.
.
menngunakan material MohrCoulombAbboSloan dari TFEL/MFront sesuai data dibawah, hasilnya lebih kecil dari analisa dua dimensi sekitar 15% dan ini perlu tinjauan lanjut yg kemungkinan pengaruh kekangan samping, rasio panjang dan dilation angle.
.
.
.
.
pada penggunaan nilai parameter masukan yg sama, hasil CalculiX material Moh-Coulomb(Hardening) terlihat kurang akurat dibanding dengan MohCoulombAbboSloan dari TFEL/MFront namun sudah cukup memberikan prediksi awal. Mengenai deteksi faktor aman (Safety Factor, SF) biasanya program elemen hingga yg ada melakukan iterasi secara bertahap misal penambahan atau pengurangan sebesar 0.05, ini dilakukan otomatis namun untuk CalculiX dapat secara manual tanpa banyak iterasi dengan melihat time increment pada kondisi solver tidak convergences. Faktor reduksi yg digunakan untuk trial-error tersebut dapat mengacu nila incremental tadi walaupun tidak dapat tepat sesuai.
Kekurangan dari penggunaan metode elemen hingga program bantu seperti CalculiX yaitu hanya didapat satu nilai faktor aman yg sifatyna jenis keruntuhan global. Metode irisan (Limit Equilibrium) walaupun dua dimensi dan manual otomatis dengan komputerisasi dapat menampilkan banyak kemungkinan pola keruntuhan termasuk lokal atau setempat. Jadi penggunaan keduanya yiatu Limit Equilibrium Method (LEM) dan Finite Element Method (FEM) sama-sama diperlukan untuk saling melengkapi. Seperti prediksi faktor aman diambil dengan LEM yg dapat secara cepat diketahui untuk masukan lain faktor reduksi pada FEM dan juga keruntuhan lokal yg perlu dianalisa pada model terpisah pada bagian terdeteksi.
.
.
.
.
.
.
.
0 komentar:
Posting Komentar