Data tentang penelitian tanah berbutir kasar sangat sulit diperoleh dari literatur karena sulitnya pembuatan peralatan uji dinamik berskala besar
untuk menguji material berbutir kasar. Prange 1981 melakukan pengujian pada material ballast dengan menggunakan metode resonant column.
Kokusho-Esashi 1981 melakukan pengujian pada batu pecah dan kerikil bulat dengan menggunakan metode triaxial siklik. Pada gambar II.51 terlihat
bahwa untuk angka pori e0,25 , nilai modulus geser maksimum G Kokusho-Esashi I lebih besar dari modulus geser maksimum G
Prange, dengan nilai modulus geser maksimum G
terendah diberikan Kokusho- E
sashi II. Pada angka pori e≈0,25 terjadi persilangan grafik Kokusho- Esashi I dan grafik Prange. Untuk angka pori yang makin besar, grafik
Kokusho-Esashi I mendekati grafik Kokusho-Esashi II dan diperkirakan akan memotong grafik tersebut.
2.8.4 Hubungan Antara Modulus Penormalan GG
max
dan Rasio Redaman dengan Regangan Geser
Dalam melakukan analisis respons dinamik akibat gempa bumi dapat dicapai geser dengan modulus geser G dan rasio redaman. Sebagai contoh, dalam
program komputer Shake Shnabel 1972 digunakan prosedur analisis linier ekivalen, namun, modulus geser G dan rasio redaman D diperoleh secara iterasi
sampai dengan tercapai kompatibilitas dengan regangan geser. Oleh karena itu, perlu dikembangkan suatu hubungan modulus geser penormalan GG
max
dengan regangan geser dan rasio redaman D dengan regangan geser . Kurva
hubungan antara GG
max
dengan dan D dengan dari Seed Idriss 1970 seperti dijelaskan dalam subbab Tanah pasir ialah kurva
yang paling banyak digunakan di Indonesia. Tetapi, kini telah banyak dikembangkan persamaan empirik dengan menggunakan data eksperimen yang
lebih lengkap antara lain seperti berikut ini. 1.
Metode Shibata Soelarno 1977 Shibata Soelarno memberikan rumus untuk menghitung nilai modulus
geser maksimum untuk pasir dan lempung, yaitu : 103
1
max c
G G
10 3
1
3 max
c
G G
Dimana : c : tekanan keliling atau confining pressure kgcm
2
2. Metode Ishibasi dan Zhang 1993
Metode Ishibasi Zhang dapat digunakan, baik untuk pasir ataupun lempung dengan persamaan-persamaan sebagai berikut :
m PI
m
m PI
K G
G
,
, max
4 2 9 ,
000102 ,
ln tan
1 5
, ,
PI n
PI K
0145 ,
000556 ,
ln tan
1 272
, ,
1 3
4 ,
PI exs
m PI
m
1 1 5
, 1
5 9 7 6
, 1
7 4 0 4
, 1
6
10 7
, 2
10 ,
7 10
37 ,
3 ,
PI x
PI x
PI x
PI n
70 70
15 5
untuk PI untuk
PI untuk
untuk PI
Namun, untuk memperoleh rasio redaman D, digunakan persamaan berikut:
1
547 ,
1 586
, 2
0145 ,
exp 1
333 .
max 2
max 3
, 1
G G
G G
PI D
Dimana : PI
: indeks plastisitas K
,PI : konstanta tergantung dan PI - nPI : konstanta terganntung pada PI -
m ,PI-m
: konstanta tergantung dan PI -
: regangan geser - ’
m
: tegangan efektif rata-rata kNm
2
Gambar II. 52 Perbandingan hubungan antara GG
max
dengan γ untuk pasir Sumber : pedoman gempa
Gambar II. 53 Perbandingan hubungan anta ra D dengan γ untuk tanah pasir
Sumber : pedoman gempa
Gambar II. 54 Perbandingan hubungan antara GG
max
dengan γ untuk tanah lempung Sumber : pedoman gempa
Gambar II. 55 Perbandingan hubungan antara D dengan γ untuk tanah lempung
Sumber : pedoman gempa
Dari persamaan-persamaan tersebut dapt dinyatakan bahwa metode Zhang dan Ishibasi dapat digunakan untuk berbagai jenis tanah dengan indeks plastisitas dan
tegangan efektif yang berbeda-beda. Pada gambar II.52 dan II.53 diperlihatkan perbandingan grafik hubungan antara G
max
dan D dengan regangan geser untuk tanah pasir dari Shibata Soelarno ’c=1,0kgcm
2
, Ishibasi- Zang ’m=100
kNm
2
, PI=0 dan Seed dkk rata-rata. Hubungan antara GG
max
dengan pada gambar II.52, menunjukkan bahwa grafik Ishibasi-Zhang dan Shibata-Soelarno
berada 10 sampai dengan 15 di atas grafik Seed dkk. Namun. Pada gambar II.53 menunjukkan bahwa grafik hubungan a
ntara D dengan dari Ishibasi Zhang berada di bawah batas bawah dari grafik Seed dkk.
Pada gambar II.54 dan II.55 diperlihatkan grafik hubungan antara GG
max
dan D dengan regangan geser untuk tanah lempung dari Ishibasi-Zhang ’m=100
kNm
2
dan Seed dkk batas atas, rata-rata dan batas bawah. Untuk grafik hubungan antara GG
max
dengan pada gambar II.56 menunjukkan bahwa grafik Ishibasi-Zhang dan Shibata-Soelarno berada 10 sampai dengan dengan 15 di
atas grafik Seed dkk. Namun, pada gambar II.57 grafik hubungan antara D dengan memperlihatkan bahwa grafik Ishibasi Zhang berada di bawah batas bawah
dari grafik Seed dkk. 3.
Metode Rollins dkk 1998 Rollins K.L dkk 1998 melakukan penelitian dari bahan berbutir kasar yang diuji
di laboratorium dengan menggunakan triaxial siklik yang berukuran diameter 300 m dan tinggi 600 mm. Hasilnya berupa persamaan empirik hubungan antara
GG
max
dan D dengan regangan geser persamaannya adalah sebagai berikut:
10 1
6 ,
1 2
, 1
1
20 max
G
G
Gambar II. 56 Perbandingan hubungan antara GG
max
dengan γ dari hasil penelitian Rollins dkk dengan Seed dkk untuk bahan berbutir kasar Sumber : pedoman gempa
Gambar II. 57 Perbandingan hubungan antara D den gan γ hasil dari penelitian Rollins dkk
dengan Seed dkk untuk bahan berbutir kasar Sumber : pedoman gempa
2.9 Peta Zona Gempa di Indonesia
