Latar Belakang Perbandingan Antara Metode Limit Equilibrium dan Metode Finite Element Dalam Analisis Stabilitas Lereng

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini telah merambah di segala bidang, demikian pula dengan ilmu teknik sipil. Sebagai contohnya dalam bidang teknik konstruksi, hidrologi, transportasi, dan geoteknik. Bidang geoteknik merupakan bidang ilmu tersendiri dan menitikberatkan pada aplikasi teknik sipil dalam masalah-masalah yang berhubungan dengan sifat mekanis tanah dan batuan Akhir-akhir ini sering terjadi bencana tanah longsor yang dikaitkan dengan datangnya musim hujan. Bencana tanah longsor landslides banyak terjadi di Indonesia, Jawa Tengah, JawaBarat, Jawa Timur, Kalimantan Timur, dan Sumatera. Peristiwa tanah longsor atau dikenal sebagai gerakan massa tanah, batuan atau kombinasinya sering terjadi pada lereng-lereng alami atau buatan. Peristiwa ini sebenarnya merupakan fenomena alam yaitu alam mencari keseimbangan baru akibat adanya gangguan atau faktor yang mempengaruhinya dan menyebabkan terjadinya pengurangan kuat geser serta peningkatan tegangan geser tanah Perilaku struktur bangunan tanah sangat bergantung pada properties tanah baik yang berada di bawah maupun di sekelilingnya. Meskipun pendekatan secara deterministik telah dipakai secara luas, pada kenyataannya, hampir seluruh properti tanah sangat bervariasi dan kemungkinan bersifat homogen sangat jarang 2 terjadi Konsep analisis dengan pendekatan probabilitas menjadi solusi mutakhir untuk mengatasi kurang telitinya model deterministik. Ketidakstabilan adalah permasalahan utama dalam ilmu rekayasa begitu juga dengan rekayasa lereng, sebuah tantangan besar untuk para peneliti dan ahli. Ketidakstabilan dapat diakibatkan curah hujan, kenaikan muka air tanah dan perubahan dalam aktifitas geologi seperti patahan, rekahan dan liniasi. Demikian pula, lereng alami yang telah stabil selama bertahun-tahun tiba-tiba mungkin gagal karena perubahan geometri, kekuatan eksternal dan kehilangan kekuatan geser. Selain itu, stabilitas jangka panjang juga berhubungan dengan pelapukan dan pengaruh kimia yang dapat menurunkan kekuatan geser dan mengakibatkan shear strength tension cracks. Dalam keadaan seperti ini, evaluasi kondisi stabilitas lereng menjadi cukup penting. Saat massa tanah memiliki permukaan miring, potensi lereng untuk sliding dari tingkat yang lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah selalu ada. sliding akan terjadi jika tegangan geser terjadi di tanah melebihi kekuatan geser tanah yang sesuai. Namun pertimbangan praktis tertentu membuat analisis stabilitas lereng yang tepat sulit dalam prakteknya. Sliding mungkin terjadi di sepanjang salah satu dari sejumlah permukaan dan kekuatan geser bervariasi sepanjang waktu Oleh karena itu dalam prakteknya, harus menggunakan faktor keamanan yang sesuai ketika menganalisis stabilitas lereng. Analisis Stabilitas lereng dengan metode Limit Equibrilium LEM telah secara luas digunakan, dan merupakan metode yang mudah digunakan dalam analisis stabilitas lereng. Total gaya dengan metode LEM dan momen berkaitan dengan permukaan bidang runtuh diasumsikan melewati massa tanah. 3 Analisis elemen hingga FEM menggunakan model tegangan dan regangan tanah yang terlibat untuk menghitung tegangan dalam massa tanah. Tegangan ini kemudian dapat digunakan untuk menghitung faktor keamanan. Metode analisis stabilitas yang paling cocok dan handal menpunyai cakupan yang luas dan rumit. Metode yang dipilih harus dapat mengidentifikasi kondisi keamanan yang ada dan menyarankan solusi yang layak secara teknis dan ekonomis Analisis lereng dilakukan untuk menganalisis rancangan yang aman dan ekonomis suatu lereng. I . ni adalah penting karena bagian dasar dari studi teknik sipil adalah untuk merancang struktur paling aman kepada masyarakat dan juga ekonomis. Sebelum era komputer, kalkulator adalah satu-satunya cara untuk menghitung faktor keamanan lereng. Namun, para insinyur saat ini memiliki banyak kemungkinan untuk menggunakan analisis perangkat lunak antara lain metode limit equibrilium dan metode finite element. Metode Limit Equibrilium merupakan suatu pendekatan yang telah banyak digunakan dalam menyelesaikan berbagai masalah praktis terkait dengan analisis stabilitas lereng. Terlepas dari aplikasi yang sukses dalam rekayasa geoteknik antara lereng tanah dan batuan ada beberapa permasalahan. Metode Limit Equibrilium terkadang dianggap sebagai pendekatan empiris karena dalam penerapannya banyak faktor yang diasumsikan dalam menetapkan persamaan dan karena perpindahan massa tanah atau batuan yang tidak sesuai pada metode ini. Metode Finite Element FEM telah ada selama bertahun-tahun. Namun Metode Finite Element hingga tidak menjadi populer untuk studi analisis stabilitas 4 lereng akibat kesulitan kebutuhan komputasi yang intens. Selain itu, metode limit equibrilium LEM lebih murah dan mudah digunakan karena telah menyediakan angka keamanan yang muncul untuk mewakili kondisi kegagalan di lapangan dalam Metode elemen hingga FEM memberikan solusi perkiraan untuk masalah yang dinyatakan tidak dapat diselesaikan dengan metode konvensional. banyak situasi. Namun, pemodelan numerik dibatasi oleh beberapa keterbatasan. Misalnya parameter masukan biasanya tidak diukur dan ketersediaan data ini umumnya sedikit dan juga keterbatasan hardware dan memori komputer serta waktu. Keterbatasan dan keunggulan yang ditawarkan oleh kedua metode membuat beberapa metode dianggap sebagai metode yang cocok untuk diterapkan dalam praktek nyata. Oleh karena itu sangat penting untuk mengetahui keunggulan dan keterbatasan kedua metode sebelum memilih metode yang cocok untuk tujuan desain .

1.2. Tujuan