Top Banner
1 ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50 REF MENGGUNAKAN METODE GRAFIK DAN METODE HIPERBOLIK PADA TANAH BERBUTIR HALUS Serkandi i Gouw Tjie Liong ii i Universitas Bina Nusantara, E-mail: [email protected] ii Universitas Bina Nusantara, Kode Dosen: D3183 ABSTRAK Engineering properties dari tanah sangat dibutuhkan dalam melakukan proses desain konstruksi tanah guna menjamin kestabilan, keamanan, dan kenyamanan bangunan yang didirikan. Salah satu engineering properties tersebut adalah kekakuan tanah. Kekakuan tanah merupakan parameter yang berhubungan langsung terhadap besaran deformasi yang mungkin terjadi pada konstruksi tanah melalui hubungan antara tegangan dan regangan. Dalam perkembangannya dalam menghitung nilai kekakuan tanah, selain menggunakan metode perhitungan yang konvensional melalui metode grafik terdapat juga perhitungan menggunakan metode hiperbolik yang dikembangkan oleh Duncan & Chang pada tahun 1970. Penelitian ini membandingkan kedua metode dengan menganalisa 77 data consolidated undrained triaxial test yang diperoleh dari perusahaan investigasi tanah lokal. Dari analisa ditemukan adanya kelebihan dan kerugian dari penggunaan metode hiperbolik dalam memperoleh nilai kekakuan tanah stiffness E 50 ref yang diperlukan sebagai parameter masukan dalam hardening soil model. Kelebihan dari metode hiperbolik adalah metode ini memperhitungkan nilai kekakuan tanah secara otomatis melalui persamaan hiperbolik, sedangkan nilai kekakuan tanah konvensional harus dihitung secara manual. Ketidakakuratan dari metode hiperbolik adalah apabila data titik-titik dari triaxial test tidak cukup pada bagian awal, maka akan muncul penyimpangan yang besar antara kurva metode hiperbolik dengan data grafik yang ada di dalam grafik tegangan regangan triaxial, hal ini dikarenakan sifat statistik dari persamaan hiperbolik. Untuk memperbaiki hal tersebut, ASTM D4767-95 bagian 8.4.2.1 harus diterapkan.(S) Kata kunci: Kekakuan Tanah, Metode Hiperbolik, Stiffness E 50 ref , Consolidated Undrained Triaxial Test.
12

ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

Mar 02, 2019

Download

Documents

vancong
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

1

ANALISA PERBANDINGAN

PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI

STIFFNESS E50REF

MENGGUNAKAN

METODE GRAFIK DAN METODE

HIPERBOLIK PADA TANAH BERBUTIR

HALUS

Serkandii

Gouw Tjie Liongii

iUniversitas Bina Nusantara, E-mail: [email protected]

iiUniversitas Bina Nusantara, Kode Dosen: D3183

ABSTRAK

Engineering properties dari tanah sangat dibutuhkan dalam melakukan proses desain konstruksi

tanah guna menjamin kestabilan, keamanan, dan kenyamanan bangunan yang didirikan. Salah satu

engineering properties tersebut adalah kekakuan tanah. Kekakuan tanah merupakan parameter yang

berhubungan langsung terhadap besaran deformasi yang mungkin terjadi pada konstruksi tanah

melalui hubungan antara tegangan dan regangan. Dalam perkembangannya dalam menghitung nilai

kekakuan tanah, selain menggunakan metode perhitungan yang konvensional melalui metode grafik

terdapat juga perhitungan menggunakan metode hiperbolik yang dikembangkan oleh Duncan &

Chang pada tahun 1970. Penelitian ini membandingkan kedua metode dengan menganalisa 77 data

consolidated undrained triaxial test yang diperoleh dari perusahaan investigasi tanah lokal. Dari

analisa ditemukan adanya kelebihan dan kerugian dari penggunaan metode hiperbolik dalam

memperoleh nilai kekakuan tanah stiffness E50ref yang diperlukan sebagai parameter masukan dalam

hardening soil model. Kelebihan dari metode hiperbolik adalah metode ini memperhitungkan nilai

kekakuan tanah secara otomatis melalui persamaan hiperbolik, sedangkan nilai kekakuan tanah

konvensional harus dihitung secara manual. Ketidakakuratan dari metode hiperbolik adalah apabila

data titik-titik dari triaxial test tidak cukup pada bagian awal, maka akan muncul penyimpangan yang

besar antara kurva metode hiperbolik dengan data grafik yang ada di dalam grafik tegangan

regangan triaxial, hal ini dikarenakan sifat statistik dari persamaan hiperbolik. Untuk memperbaiki

hal tersebut, ASTM D4767-95 bagian 8.4.2.1 harus diterapkan.(S)

Kata kunci: Kekakuan Tanah, Metode Hiperbolik, Stiffness E50

ref, Consolidated Undrained Triaxial

Test.

Page 2: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

2

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Penggunaan engineering properti tanah dibutuhkan pada saat melakukan proses desain

konstruksi tanah guna menjamin kestabilan, keamanan, dan kenyamanan manusia yang berinteraksi

secara langsung maupun tidak langsung terhadap konstruksi tanah tersebut. Salah satu parameter yang

sangat penting dalam engineering properti tanah adalah nilai modulus elastisitas (stiffness) dari tanah

tersebut. Modulus elastisitas tanah atau lebih tepat disebut kekakuan tanah merupakan gambaran

mengenai respon tanah terhadap tegangan yang diterima dan dampak regangan yang timbul dari

tegangan tersebut.

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan, selain perkembangan ilmu untuk geoteknik / tanah,

terdapat juga perkembangan lain yang memiliki peran penting dalam mempermudah dan memberi

hasil yang lebih akurat dalam perhitungan geoteknik. Perkembangan tersebut adalah dengan adanya

metode perhitungan elemen hingga (finite element). Sering berkembangnya teknologi, telah

berkembang pula penggunaan alat bantu perhitungan berupa komputer dengan perangkat-perangkat

lunak didalamnya atau biasa disebut software. Melalui adanya metode perhitungan elemen hingga dan

komputer, telah ditemukan sebuah software yang menggunakan metode elemen sebagai metode

perhitungannya di dalam penggunaanya di dunia geoteknik, software tersebut adalah program Plaxis,

RS3, Crisp, Geo5, dan lain-lain.

Sebelum metode perhitungan elemen hingga mulai diaplikasikan dalam perhitungan desain

geoteknik, proses perhitungan nilai modulus elastisitas (stiffness) masih diproses secara konvensional

melalui grafik hubungan antara tegangan-regangan. Secara konvensional uji triaxial melinierkan

perilaku tanah dan mengambil satu nilai kekakuan tanah yang konstan, setelah metode perhitungan

elemen hingga mulai diaplikasikan dalam perhitungan desain geoteknik, Duncan & Chang kemudian

mengembangkan metode hiperbolik pada tahun 1970 yang dapat mensimulasikan hubungan nonlinier

tegangan dan regangan yang berarti nilai kekakuan tanah berubah bersama dengan tingkat tegangan.

Secara umum nilai modulus elastisitas tanah (soil stiffness) pada ilmu geoteknik

penggunaannya sering dijumpai pada desain dinding penahan tanah, diaphragm wall, proses galian

terowongan, dan lain-lain. Oleh karena pentingnya nilai modulus elastisitas tanah (soil stiffness)

dalam memprediksi gerakan (deformasi) tanah, maka penelitian lebih lanjut dilakukan dalam laporan

ini guna melakukan analisa perbandingan terhadap proses perhitungan dan hasil yang diperoleh dari

kedua metode yang telah disebutkan sebelumnya yaitu metode grafik dan metode hiperbolik.

Identifikasi Masalah

Dalam penggunaanya, konon metode perhitungan elemen hingga dipercaya dapat memberikan

hasil pendekatan yang lebih akurat apabila dibandingkan dengan metode perhitungan secara

konvensional maupun secara grafik. Akan tetapi, apakah penggunaan metode perhitungan elemen

hingga ini dapat memberikan hasil yang kualitatif untuk dapat digunakan dalam desain struktur tanah

khususnya dalam menentukan nilai modulus elastisitas tanah (soil stiffness)? Melalui penelitian ini,

dengan menggunakan data tanah berbutir halus yang diperoleh dari kota DKI Jakarta – Indonesia,

penulis mengharapkan dapat menemukan solusi akan pertanyaan tersebut dengan membandingkan

proses perhitungan dan hasil yang akan diperoleh dari kedua metode yaitu metode grafik dan metode

hiperbolik.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah untuk membandingkan proses perhitungan dan

hasil yang diperoleh untuk perhitungan nilai modulus elastisitas tanah (soil stiffness) melalui metode

grafik dan metode hiperbolik dengan manfaat yang dapat diperoleh berupa suatu gambaran kepada

para ahli geoteknik tentang efektifitas dari penggunaan metode perhitungan elemen hingga dalam

memproses nilai modulus elastisitas tanah melalui metode hiperbolik jika dibandingkan dengan

metode grafik yang bersifat konvensional.

Page 3: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

3

METODE PENELITIAN

Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data diawali dengan menentukan data-data apa saja yang diperlukan dalam

menunjang penelitian ini. Adapun data-data yang diperlukan tersebut adalah data borelog dan data

mentah consolidated undrained triaxial test. Setelah data-data yang dibutuhkan telah ditentukan,

dilanjutkan dengan membuat surat pengantar ke kepala jurusan teknik sipil untuk dibuatkan surat izin

resmi dari universitas guna melakukan permintaan data ke perusahaan yang berkenaan dalam bidang

pengujian laboratorium karakteristik tanah.

Surat izin resmi dari universitas yang telah jadi, diantarkan ke perusahaan terkait untuk mohon

izin permintaan data yang dengan harapan dapat segera diolah di dalam penelitian. Dalam

mengantarkan surat izin resmi, sangat penting untuk terlebih dahulu membuat janji kepada pihak

perusahaan supaya tidak mengganggu pekerjaan dari perusahaan tersebut.

Teknik Pengolahan Data

Data mentah yang telah diperoleh tidak langsung diolah ke dalam program, akan tetapi terlebih

dahulu diberi nomor pada masing-masing proyek agar tidak tertukar dan tidak berantakan pada saat

proses pengolahan data berlangsung. Setelah diberi nomor pada setiap proyek, dilanjutkan dengan

membuat sistem penomoran untuk menandai data yang diolah. Penomoran pada penelitian ini

dilakukan dengan tiga seri nomor, pertama adalah nomor proyek, kedua adalah nomor borelog, dan

ketiga adalah nomor sampel. Contoh penomoran berikut adalah 2-1-3, yang berarti data tersebut

merupaka proyek nomor dua (2), borelog nomor satu (1), dan sampel nomor tiga (3).

Setelah sistem penomoran siap, pengolahan data baru dapat dimulai. Pada penelitian ini,

pengolahan data hanya menggunakan bantuan program berupa Microsoft Excel. Melalui program

Microsoft Excel, pengolahan data dilakukan dengan memasukkan data mentah / data bacaan dari

pengujian consolidated undrained triaxial test. Data mentah tersebut dioleh dengan perintah-perintah

perhitungan tertentu hingga dapat menghasilkan nilai stiffness (E50ref). Pengolahan data dibagi menjadi

beberapa bagian nilai E50ref. Berikut adalah pembagiannya :

1. E50ref – Graph (nilai stiffness untuk metode grafik);

2. E50ref – Hyp-Full (nilai stiffness untuk metode hiperbolik dengan data penuh);

3. E50ref – Hyp-Peak (nilai stiffness untuk metode hiperbolik dengan data hingga nilai deviatoric

stress puncak);

4. E50ref – Hyp-2% (nilai stiffness untuk metode hiperbolik dengan data hingga strain 2%);

5. E50ref – Hyp-3% (nilai stiffness untuk metode hiperbolik dengan data hingga strain 3%);

6. E50ref – Hyp-4% (nilai stiffness untuk metode hiperbolik dengan data hingga strain 4%);

7. E50ref – Hyp-5% (nilai stiffness untuk metode hiperbolik dengan data hingga strain 5%);

Setelah tujuh jenis nilai E50ref

diperoleh, dibuat grafik yang menghubungkan nilai E50ref

– Graph

dengan keenam nilai E50ref

dari metode hiperbolik untuk melihat korelasi dari nilai E50ref

tersebut.

Selain itu juga dilakukan perhitungan selisih dari nilai E50ref – Graph dengan keenam nilai E50

ref dari

metode hiperbolik yang selanjutnya dicari nilai rata-rata dan standar deviasi untuk mengetahui jenis

metode hiperbolik mana yang memberikan nilai E50ref yang lebih mendekati dengan nilai E50

ref dari

metode grafik. Setelah proses ini dilakukan, dilanjutkan dengan proses analisa dari hasil-hasil

perhitungan.

Teknik Penyajian Data

Proses pengolahan data yang telah selesai dilanjutkan dengan tahap berikutnya yaitu tahapan

penyajian data. Penyajian data dilakukan dengan dua cara yaitu secara tabulasi atau melalui tabel-tabel

dan secara grafik. Untuk menghasilkan hasil yang baik dan sesuai digunakan penamaan pada tabel dan

grafik dengan sistem penyusunan yang telah diatur untuk penelitian skripsi. Oleh karena bantuan

penggunaan program berupa Microsoft Excel, proses penyajian data secara tabulasi dan grafik ini

menjadi sangat mudah dan menampilkan hasil yang bagus dan baik.

Terdapat sebuah hal penting yang perlu diperhatikan dalam penyajian data yang baik, hal

tersebut adalah penyajian grafik dimana garis atau titik didalamnya dibedakan melalui jenis garis dan

Page 4: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

4

bentuk titik. Pembedaan jenis garis dan bentuk titik ini bertujuan untuk mengurangi kesalahpahaman

mengenali data apabila laporan penelitian ini digandakan dengan proses fotocopy yang umumnya

menghasilkan gradasi warna hanya hitam-putih saja. Contoh pembedaan bentuk titik adalah data satu

menggunakan titik berbentuk lingkaran, data dua menggunakan titik berbentuk segiempat, dan data

tiga menggunakan titik berbentuk segitiga.

HASIL DAN ANALISA

Analisa Hasil Pengolahan Data

Setelah melalui tahap pengumpulan data mentah, proses pengolahan data, dan penyajian hasil

pengolahan data, tahap selanjutnya adalah tahap analisa terhadap hasil yang diperoleh. Pada tahap

analisa ini dilakukan peninjauan lebih mendalam terhadap proses dan hasil dari pengolahan data,

dimana peninjauan dilakukan guna melihat bagaimana metode hiperbolik menyediakan pendekatan

perhitungan terhadap grafik hubungan deviatoric stress dan strain dan nilai stiffness E50ref yang

merupakan parameter penting dalam permodelan hardening soil model yang ada di dalam program

PLAXIS.

Berikut adalah keseluruhan data yang akan dibandingkan dengan tambahan data berupa nilai

qult yang dimiliki oleh masing-masing data guna memberikan hasil analisa yang lebih baik :

Tabel 1 Data Metode Hiperbolik (Hyp-Full) Bermasalah untuk Analisa

Kode Data Depth

qult Selisih Grafik & Hyp-Full

No.

Perbandingan σ3-1 σ3-2 σ3-3

(m) kPa kPa kPa kPa

S-8-1-1 1,00 - 1,50 182,82 295,86 520,83 349.084 1

S-8-2-2 5,00 - 5,50 218,82 297,62 450,45 596.966 2

-22-5-1 6,00 - 6,50 229,89 346,02 591,72 215.446 3

-12-2-2 4,50 - 5,00 285,71 387,60 564,97 15.943 3

21-10-2 6,00 - 7,00 240,38 303,03 446,43 5.234 2

21-12-5 32,00 - 33,00 224,22 313,48 483,09 14.820 1

Pada halaman-halaman berikutnya akan dilakukan analisa untuk data-data bermasalah yang ada

di Tabel 1. Analisa dilakukan dengan menampilkan grafik hubungan deviatoric stress dan strain dari

data metode grafik dan metode hiperbolik (hyp-full) didalamnya. Berikut adalah ketiga perbandingan

tersebut :

Page 5: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

5

Gambar 1 Nomor Perbandingan 1 - Data S-8-1-1 (atas) - Data S-21-12-5 (bawah)

Hyperbolic Curve

Hyperbolic Curve

Page 6: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

6

Gambar 2 Nomor Perbandingan 2 - Data S-8-2-2 (atas) - Data S-21-10-2 (bawah)

Hyperbolic Curve

Hyperbolic Curve

Page 7: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

7

Gambar 3 Nomor Perbandingan 3 - Data S-22-5-1 (atas) - Data S-12-2-2 (bawah)

Page 8: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

8

Dari tiga buah grafik perbandingan yang telah ditampilkan sebelumnya dapat dilihat bahwa inti

permasalahan dari besarnya penyimpangan nilai stiffness E50ref dari kedua metode yaitu metode

hiperbolik (hyp-full) dan metode grafik adalah adanya penyimpangan yang cukup besar dari garis

hiperbolik dengan garis data grafik khususnya pada secant area. Penyimpangan yang cukup besar ini

terjadi karena pendekatan metode hiperbolik yang cenderung mengikuti pola data yang ada dari

grafik.

Seperti yang telah ditampilkan pada grafik-grafik perbandingan, terlihat bahwa data grafik

yang menimbulkan masalah bagi pendekatan metode hiperbolik memiliki lonjakan data awal yang

cukup tinggi dan kecenderungan untuk mendatar di data-data selanjutnya jika dibandingkan dengan

data grafik yang tidak bermasalah dengan data awal hingga akhir memiliki proses peningkatan yang

bersifat melengkung dengan cukup baik. Hal ini menjadi alasan adanya pembagian dari metode

hiperbolik menjadi beberapa bagian seperti hyp-peak, hyp-2%, hyp-3%, hyp-4%, hyp-5%. Pembagian

ini dilakukan untuk melihat pengaruh perlakuan pembatasan data terhadap strain pada data deviatoric

stress dan strain dari data grafik.

Dari hasil pengolahan data tersebut dapat dilihat bahwa ternyata pendekatan metode hiperbolik

hyp-5% ke hiperbolik hyp-2% mengalami perubahan yang membaik atau menghasilkan nilai stiffness

E50ref yang lebih mendekati. Ini berarti bahwa data-data deviatoric stress dan strain pada bagian awal

merupakan bagian yang sangat penting guna memberikan hasil nilai stiffness E50ref yang lebih baik

pada metode hiperbolik. Oleh karena itu, guna memperbaiki atau memberikan arahan yang lebih baik

pada pengujian consolidated undrained triaxial test khususnya untuk mencari nilai stiffness E50ref,

maka lebih baik apabila dalam pengujian pada bagian awal dilakukan dengan bacaan jarak strain

(deformasi) yang lebih kecil sehingga menyediakan data deviatoric stress dan strain yang lebih

banyak sehingga mampu memberikan pendekatan metode hiperbolik yang lebih baik. Akan lebih baik

lagi apabila bacaan jarak strain (deformasi) ini juga diperkecil apabila data sudah mulai mendekati

data puncak.

Sebagai panduan terdapat juga instruksi dari American Society for Testing and Materials

(ASTM Standards) yang mendukung untuk melakukan pengujian seperti yang telah disebutkan.

Pernyataan tersebut terdapat di ASTM D 4767 – 95 “Standard Test Method for Consolidated

Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils” pada bagian 8.4.2.1 At a minimum, record

load, deformation, and pore water pressure values at increments of 0,1 to 1 % strain and, thereafter,

at every 1 %. Take sufficient readings to define the stress-strain curve; hence, more frequent readings

may be required in the early stages of the test and as failure is approached. Ini berarti bahwa dalam

melakukan pengujian consolidated undrained triaxial test pembacaan nilai load dial dan pore

pressure dilakukan setiap deformasi 0,1% hingga mencapai deformasi sebesar 1% dan dilanjutkan

dengan pembacaan setiap 1%. Akan lebih baik dan akurat lagi apabila pembacaan pada tahap awal

dilakukan dengan jarak deformasi yang lebih kecil sehingga mampu memberikan pendekatan metode

hiperbolik yang lebih baik.

Perlu diketahui juga bahwa meskipun telah dilakukan analisa perhitungan dengan membatasi

nilai deviatoric stress dan strain dengan batas strain tertentu yang digunakan dalam permodelan

hiperbolik, ini bukan berarti bahwa dalam menentukan nilai stiffness E50ref

dengan menggunakan

metode hiperbolik harus dilakukan dengan pembatasan ini. Melainkan pembatasan ini dilakukan

semata guna memberi bukti bahwa data pada bagian awal dari kurva hubungan antara deviatoric stress

dan strain merupakan bagian yang memiliki pengaruh sangat penting dalam memberikan hasil

pendekatan E50ref metode hiperbolik yang lebih baik.

Seperti yang diketahui sebelumnya bahwa terdapat kekurangan data bacaan dari grafik

hubungan deviatoric stress dan strain di tahap awal yang digunakan dalam analisa ini, setelah ditinjau

lebih lanjut ternyata permasalahan dalam memperoleh data pada tahap awal yang lebih detail ini

terdapat pada kesulitan membaca data tersebut. Kesulitan ini disebabkan oleh sifat sampel tanah

berbutir halus yang diuji memiliki proses peningkatan nilai deviatoric stress yang tinggi pada awal

pembebanan sehingga sulit untuk dilakukan pembacaan pada tahap awal atau pada strain yang kecil.

Kesulitan pembacaan ini dikarenakan masih terbatasnya kemampuan alat uji triaxial test yang

digunakan karena proses pembacaan nilai load dial dan deformation dial yang manual berdasarkan

pembacaan operator. Maka untuk mengatasi permasalahan ini, disarankan untuk menggunakan alat uji

triaxial test yang menggunakan sistem computerized atau kata lain data bacaan yang diperlukan dapat

diperoleh sesuai kebutuhan dengan batas jeda di setiap nilai strain tertentu.

Selain data pada grafik hubungan deviatoric stress dan strain yang tidak memadai, terdapat

juga penyebab lain yang memiliki kemungkinan menjadi permasalahan timbulnya ketidakakuratan

pada penggunaan metode hiperbolik. Penyebab itu adalah karena penerapan nilai confining pressure

(σ3) yang sama untuk sampel tanah di berbagai kedalaman dengan nilai σ3-1 = 50 kPa, σ3-2 = 100 kPa,

dan σ3-3 = 200 kPa dimana seharusnya nilai confining pressure ini disesuaikan dengan tegangan

Page 9: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

9

horizontal efektif yang dimiliki oleh sampel dari lokasi sampel tersebut diperoleh. Sangat dianjurkan

nilai confining pressure yang digunakan ini disesuaikan untuk setiap kedalaman dan lokasi yang

berbeda.

Pernyataan ini diperkuat melalui jurnal yang ditulis oleh Duncan & Chang pada tahun 1970

“Nonlinear Analysis of Stress and Strain in Soils” yang menyatakan bahwa aplikasi stress dan strain

yang dilakukan di laboratorium haruslah mampu menggambarkan kondisi stress dan strain yang ada

di lapangan atau kondisi asal sampel tanah yang akan diuji tersebut diperoleh. Juga terdapat

pernyataan yang terdapat pada jurnal “Evaluation of in-situ lateral earth pressure at rest for marine

clay by means of triaxial cell” oleh Y. Watabe, M. Tanaka, H. Tanaka & T. Tsuchida pada tahun 2003

yang menjelaskan bahwa untuk mengurangi efek gangguan terhadap sampel yang diperoleh dapat

dilakukan dengan pengujian laboratorium yang menggunakan in-situ effective stress, dengan

menerapkan confining pressure (σ3) yaitu σ’3 = σ’h0 dimana σ’h0 adalah in-situ lateral effective stress

expressed as σ’h0 = K0σ’v0 dan K0 adalah coefficient of lateral earth pressure at rest. Teknik ini

dianjurkan oleh Berre dan Bjerrum (1973) dan Bjerrum (1973).

Untuk lebih mudah memahami penerapan nilai confining pressure (σ3) ini dapat menggunakan

ilustrasi berikut:

(a) (b)

Gambar 4 Sampel Tanah Kedalaman 2 m, (a) Tanpa Beban Tambahan (b) Dengan Beban Tambahan

Dapat dilihat bahwa sampel yang akan dilakukan test triaxial terdapat di kedalaman 2 meter

dari permukaan tanah dengan dua buah kondisi yaitu kondisi awal atau tanpa beban tambahan

(Gambar 4a) dan kondisi rencana atau dengan beban tambahan (Gambar 4b).

Pada kondisi awal diperoleh σ’v0 = 18.(2) – 10.(2) = 16 kPa, lalu dimisalkan menghitung

horizontal pressure dalam kondisi ‘at rest’ yang berarti nilai Ko = 0,5 sehingga diperoleh σ’h0 = Ko.

σ’v0 = 0,5. 16 = 8 kPa. Untuk kondisi rencana diperoleh σ’v1 = [18.(2) – 10.(2)] + 40 = 46 kPa (beban

sangat luas) dan dilanjutkan dengan σ’h1 = Ko. σ’v1 = 0,5. 46 = 23 kPa. Dari kedua perhitungan ini

diperoleh dua buah nilai horizontal pressure yaitu kondisi awal σ’h0 = 8 kPa dan kondisi rencana σ’h1 =

23 kPa. Setelah itu ditentukan nilai confining pressure (σ3) dengan cara seperti berikut:

• Confining pressure batas bawah, σ3-

1 = σ’h0 = 8 kPa, diturunkan → 5 kPa;

• Confining pressure batas tengah, σ3-

2 = (σ’h0 + σ’h1)/2 = 15 kPa;

• Confining pressure batas atas, σ3-3 = σ’h1

= 23 kPa, dinaikkan → 25 kPa.

Dari hasil tersebut, maka untuk contoh kasus yang terdapat pada Gambar 4.37 dalam

melakukan pengujian triaxial test dapat menggunakan nilai confining pressure yaitu: σ3-1 = 5 kPa, σ3-2

= 15 kPa, dan σ3-3 = 25 kPa.

MAT

2 m γ = 18 kN/m3

MAT

2 m γ = 18 kN/m3

Beban Tambahan 40 kN/m2

Page 10: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

10

Page 11: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

11

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan tahap-tahap proses penelitian yang telah dilakukan dari pengumpulan data

mentah, pengolahan data, penyajian data, hingga analisa terhadap perhitungan dan hasil data diperoleh

beberapa simpulan terhadap penelitian ini. Adapun berikut adalah beberapa simpulan tersebut :

1. Terdapat kelebihan dari penggunaan metode hiperbolik dalam proses perhitungan nilai stiffness

E50ref dimana nilai strain dapat ditentukan secara pasti dan otomatis dari persamaan hiperbolik

jika dibandingkan dengan metode grafik yang nilai strain tersebut masih diperoleh secara

konvensional / bacaan dari grafik yang akan menghasilkan nilai yang berbeda untuk setiap

orang;

2. Terdapat suatu kecenderungan sifat statistik dari pendekatan persamaan metode hiperbolik

terhadap kurva hubungan deviatoric stress dan strain pada grafik triaxial yang terlihat dari

kecenderungan bentuk kurva metode hiperbolik mengikuti perilaku data terbanyak. Hal ini

menjadi ketidakakuratan terhadap pendekatan metode hiperbolik apabila data mentah yang

digunakan memiliki data bacaan yang tidak mencukupi di tahap awal, terbukti dari adanya

penyimpangan nilai E50ref yang besar pada beberapa data pada penelitian ini;

3. Untuk mengatasi ketidakakuratan seperti dijelaskan pada simpulan nomor 2, penggunaan

metode hiperbolik kembali ditegaskan untuk menerapkan ASTM D 4767 – 95 “Standard Test

Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils” berupa

jarak pembacaan data load dial dan pore pressure terhadap deformasi yang perlu diperkecil di

awal pembebanan dengan minimal setiap 0,1% hingga deformasi mencapai 1% pada pengujian

consolidated undrained triaxial test khususnya apabila diperlukan nilai parameter stiffness

E50ref untuk kebutuhan desain.

Saran

Berikut adalah saran-saran guna menjadi perhatian untuk perkembangan penelitian lebih lanjut

terhadap penelitian yang telah dilakukan :

1. Dianjurkan untuk melakukan penelitian lebih lanjut atas solusi yang ditawarkan dari penelitian

ini secara nyata melalui dilakukannya pengujian consolidated undrained triaxial test dengan cara

memperbanyak bacaan data di tahap awal;

2. Karena adanya kemungkinan perbedaan metode pengujian yang dilakukan oleh perusahaan-

perusahaan lainnya, maka diperlukan peninjauan yang lebih beragam untuk data mentah yang

diperoleh dari perusahaan yang berbeda dari penelitian ini;

3. Dianjurkan untuk melakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan data triaxial test yang

memiliki nilai confining pressure (σ3) yang telah disesuaikan dengan tegangan horizontal dari

lokasi sampel diperoleh.

REFERENSI Berre, T., and Bjerrum, L. (1973). “Shear Strength of Normally Consolidated Clays”. Proceedings of

8th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, pp.39-49.

Bjerrum, L. (1973). “Problems of Soil Mechanics and Construction on Soft Clays and Structurally

Unstable Soils”. Proceedings of 8th International Conference on Soil Mechanics and

Foundation Engineering, State of the Art Report, pp.111-160.

Duncan, J. M., and Chang, C-Y. (1970). “Nonlinear Analysis of Stress and Strain in Soils”. Journal of

the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, Vol. 96, No. SM5, Proc. Paper 7513, pp.

1629-1653.

Watabe, Y., Tanaka, H., Tanaka, M., and Tsuchida, T. (2003). “Evaluation of in-situ lateral earth

pressure at rest for marine clay by means of triaxial cell”. Lisse : Swets & Zeitlinger.

Page 12: ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAIthesis.binus.ac.id/Doc/PaperInd/2014-2-02341-SP PaperInd001.pdf · ANALISA PERBANDINGAN PERHITUNGAN DAN HASIL NILAI STIFFNESS E 50

12

RIWAYAT PENULIS Serkandi lahir di Jakarta pada tanggal 30 Juni 1993. Penulis menamatkan pendidikan S1 di

Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Sipil pada 2015. Selama proses perkuliahan S1

penulis bekerja sebagai Asisten Laboratorium dari bulan Maret 2014 hingga Maret 2015.