S FIS 1101062 table of content
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ..................................................................... i
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ......................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG..................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3
C. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 4
D. Ruang Lingkup Penelitian ............................................................................. 4
E. Metode Penelitian .......................................................................................... 4
F. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 5
G. Sistematika Penulisan .................................................................................... 5
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 7
A. Klasifikasi Gerakan tanah .............................................................................. 7
B. Identifikasi Bidang Gelincir Menggunakan Metode Electrical Resistivity
Tomography (ERT)........................................................................................ 8
C. Karakterisasi Zona Gerakan Tanah Menggunakan Metode Geoteknik ....... 10
D. Karakterisasi Struktur Mikroskopis Tanah Menggunakan Metode Analisis
Citra Digital ................................................................................................. 11
E. Pendekatan Model Untuk Prediksi Run-Out Gerakan Tanah ...................... 12
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 15
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ix
A. Alur Penelitian ............................................................................................. 15
B. Analisis Berdasarkan Metode Geofisika ..................................................... 16
1.
Pengukuran Geolistrik Resistivitas......................................................... 16
2.
Pembuatan Command File ..................................................................... 17
3.
Lintasan Pengukuran .............................................................................. 18
4.
Pemasangan Elektroda dan Kabel .......................................................... 19
5.
Pengukuran Resistivitas Semu ............................................................... 19
6.
Pengukuran Elevasi dan Koordinat ........................................................ 20
7.
Unduh Data ............................................................................................. 20
8.
Pelepasan Elektroda dan Kabel .............................................................. 21
9.
Pengolahan Data ERT ............................................................................ 21
C. Analisis Berdasarkan Metode Geoteknik .................................................... 23
1.
Pengambilan Sampel Tanah ................................................................... 23
2.
Pengujian Sifat Fisik Tanah di Laboratorium Geomekanika LIPI ......... 24
a.
Uji Standar ASTM D 2216 Untuk Menentukan Kadar Air (Moisture
Content) .............................................................................................. 24
b.
Uji Standar ASTM D 7263 Untuk Menentukan Porositas dan Derajat
Saturasi ............................................................................................... 25
c.
Uji Standar ASTM D 5084 Untuk Menentukan Koefisien Rembesan/
Hydraulic conductivity (k) ................................................................. 27
d.
Uji Standar ASTM D 422 Untuk Menganalisis Ukuran Butir (Grain
Size Analysis)...................................................................................... 29
e.
Uji Standar ASTM D 854-00 Untuk Menentukan Berat Isi dan Berat
Jenis (Specific Gravity) ...................................................................... 32
3.
4.
Karakterisasi Struktur Mikroskopis Tanah ............................................. 35
a.
Tahap Scanning .................................................................................. 35
b.
Tahap Rekontruksi ............................................................................. 36
c.
Tahap Analisis .................................................................................... 36
Analisis Stabilitas Lereng (Slope Stability Analysis) ............................. 37
D. Pendekatan Untuk Prediksi Run-out Gerakan Tanah .................................. 38
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
x
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 42
A. Kondisi Geologi Lokasi Penelitian .............................................................. 42
B. Profil Electrical Resistivity Tomography (ERT) ......................................... 44
1.
Profil ERT lintasan 1 dalam arah timur-barat (AA’) ............................. 44
2.
Profil ERT lintasan 2 dalam arah utara-selatan (BB’)............................ 47
C. Hasil Analisis Menggunakan Metode Geoteknik ........................................ 48
1.
Hasil Uji Sifat Fisik Sampel Tanah ........................................................ 48
2.
Hasil Analisis Citra Digital .................................................................... 54
3.
Hasil Analisis Stabilitas Lereng ............................................................. 56
D. Hasil Perhitungan Run-out ........................................................................... 58
BAB V KESIMPULAN ........................................................................................ 60
A. Kesimpulan .................................................................................................. 60
B. Saran ............................................................................................................ 61
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 62
LAMPIRAN – LAMPIRAN ................................................................................. 67
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi gerakan tanah (adaptasi dari Varnes, 1978) ......................... 7
Tabel 2.2 Klasifikasi kecepatan gerakan tanah (adaptasi dari Cruden dan Varnes,
1996) ....................................................................................................... 7
Tabel 4.1 Sifat fisik tanah dari sampel yang diambil pada lintasan 1 .................. 48
Tabel 4.2 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis mikrostruktur tanah ........................................................................................................ 56
Tabel 4.3 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis stabilitas lereng 57
Tabel 4.4 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis jangkauan pergerakan pusat massa tanah........................................................................... 58
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ilustrasi jenis gerakan tanah luncuran rotasi (sumber: http://pubs.
usgs.gov/fs/20 04/3072/) ................................................................. 8
Gambar 2.2 Profil ERT pada lintasan AA’ yang dikorelasikan dengan data
stratigrafi
dimana
garis
putus-putus
berwarna
putih
mengindikasikan permukaan bidang gelincir (sumber: Colangelo
dan Perrone, 2012)......................................................................... 10
Gambar 2.3 Analisis stabilitas lereng pada ruas jalan raya Cadas Pangeran,
Sumedang dengan hasil perhitungan FK 1,145 (Sugianti, 2012) .. 11
Gambar 2.4 Hasil citra ESEM yang menunjukkan perubahan pori antar-butir
ketika terjadi proses pengeringan (sumber: Romero dan Simms,
2008) .............................................................................................. 12
Gambar 2.5 Hasil rekontruksi citra scanning menggunakan � − �
�� dengan
warna putih, hitam dan biru mengindikasikan padatan tanah, pori,
dan kadar air (sumber: Kibria dkk, 2014) ..................................... 12
Gambar 2.6 Model 3D dalam memprediksi run-out metode Digital Terrain Model
(DTM) grid spacing (sumber: Safeland, 2010) ............................ 13
Gambar 2.7 Model 3D dalam memprediksi run-out metode Cone (sumber: Jaboyedoff dkk, 2008) ........................................................................ 14
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian .................................................................... 15
Gambar 3.2 Alat survei geolistrik multichannel SuperSting R8 IP (a) 8-chanel
resistivity main unit; (b) switch box; (c) kabel; (d) penghubung
antar kabel; (e) elektroda dengan pegas pengait; (f) kabel
penghubung
PC/laptop
(sumber:
www.agiusa.com/agi
catalog.shtml) ................................................................................ 16
Gambar 3.3 Diagram alir pengukuran geolistrik resistivitas ............................... 16
Gambar 3.4 Ilustrasi resolusi data resistivitas semu yang diperoleh menggunakan
konfigurasi (a) Schlumberger; (b) Wenner; (c) Dipol-dipol ......... 17
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xiii
Gambar 3.5 Lintasan-lintasan pengukuran ERT pada lokasi penelitian (lintasan 1
garis AA’ dan lintasan 2 garis BB’) (sumber: Google Earth, 2015)
....................................................................................................... 18
Gambar 3.6 Contoh pemasangan kabel dan elektroda yang tertancap pada tanah
....................................................................................................... 19
Gambar 3.7 Contoh pengukuran menggunakan altimeter dan GPS .................... 20
Gambar 3.8 Ilustrasi letak datum dan parameter (a dan n) pada konfigurasi
elektroda dipol-dipol (sumber: Lapenna dkk, 2003) ..................... 22
Gambar 3.9 Komponen Hand Auger ................................................................... 23
Gambar 3.10 Contoh tabung sampel yang telah dilapisi parafin ......................... 23
Gambar 3.11 Tiga buah sampel dengan massa yang berbeda untuk pengukuran
kadar air ......................................................................................... 25
Gambar 3.12 Proses mencetak sampel tanah (a) proses memasukkan sampel
tanah kedalam ring menggunakan extrudder; (b) kondisi sampel
yang telah diratakan bagian atas dan bawahnya ............................ 26
Gambar 3.13 Contoh pengukuran berat sampel tanah basah beserta cawan dan
ring ................................................................................................. 27
Gambar 3.14 Proses pengeringan sampel tanah menggunakan oven .................. 27
Gambar 3.15 Persiapan pengukuran koefisien rembesan (a) contoh sampel tanah
dalam ring yang dimasukkan ke dalam tabung (b) contoh
permukaan dalam tabung yang telah dilapisi oleh parafin cair ..... 28
Gambar 3.16 Komponen alat penguji koefisien rembesan menggunakan metode
falling head .................................................................................... 28
Gambar 3.17 Gambaran umum prosedur pengukuran teknik penyaringan/ pengayakan (sieve analysis) .................................................................. 30
Gambar 3.18 Gambaran umum mengenai prosedur analisis hidrometer ............ 31
Gambar 3.19 Contoh pengukuran berat piknometer dalam kondisi kering ......... 33
Gambar 3.20 (a) Sampel tanah kering yang bermassa sekitar 10-15 gr dan alat
penumbuk; (b) Contoh pengukuran piknometer yang berisi massa
tanah yang telah dihaluskan........................................................... 33
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xiv
Gambar 3.21 Proses mengeluarkan udara yang terdapat dalam tanah dengan cara
memanaskan piknometer ............................................................... 34
Gambar 3.22 Metode-metode dalam karakterisasi struktur mikroskopis tanah
(metode yang akan digunakan ditandai dengan warna biru) ......... 35
Gambar 3.23 Tiga tahapan utama dalam proses analisis mikrostruktur menggunakan CTAn............................................................................... 37
Gambar 3.24 Diagram gaya antar irisan menggunakan metode Morgenstern-Price
(sumber: Krishna, 2006) ................................................................ 38
Gambar 3.25 Model gesekan Coulomb sederhana (sebuah blok yang bergerak
pada bidang miring) ....................................................................... 39
Gambar 3.26 Ilustrasi pergerakan pusat massa tanah (berasal dari Jaboyedoff et
al., 2008) ........................................................................................ 40
Gambar 4.1 Peta geologi regional lembar Cianjur-Jawa Barat (sumber: Sudjatmiko, 1972).................................................................................... 42
Gambar 4.2 Dokumentasi kejadian gerakan tanah di bukit ruas jalan tol
Cipularang Km 100 pada tanggal 12 Maret 2013 (sumber:
Beritarayaonline.com, 2013) ......................................................... 43
Gambar 4.3 Peta kerentanan gerakan tanah lembar Kabupaten Purwakarta
dimana warna merah muda, kuning, hijau, biru mengindikasikan
zona kerentanan pergerakan tanah tinggi, menengah, rendah, dan
sangat rendah secara berurutan (sumber: Pusat Vulkanologi dan
Mitigasi Bencana Geologi) ............................................................ 44
Gambar 4.4 Profil ERT lintasan 1 (AA’) dan lokasi pemboran sampel tanah
(dimana garis putus-putus berwarna hitam mengindikasikan
pendugaan zona bidang gelincir) ................................................... 45
Gambar 4.5 Kondisi tanah pada ketinggian 589 m hingga 610 m dpl ................ 45
Gambar 4.6 Kondisi permukaan pada ketinggian 574m hingga 580m dpl yang
telah dipasang penahan berupa semen ........................................... 46
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xv
Gambar 4.7 Hasil penampang resistivitas 2D bawah permukaan pada lintasan 2
(dimana garis putus-putus berwarna hitam menandakan permukaan
bidang gelincir) .............................................................................. 47
Gambar 4.8 Grafik hubungan porositas tanah terhadap kedalaman .................... 49
Gambar 4.9 Grafik hubungan kadar air tanah terhadap kedalaman .................... 50
Gambar 4.10 Grafik hubungan derajat saturasi terhadap kedalaman .................. 50
Gambar 4.11 Grafik hubungan berat jenis tanah terhadap kedalaman ................ 51
Gambar 4.12 Grafik hubungan berat isi tanah dengan kedalamanan .................. 52
Gambar 4.13 Grafik hubungan koefisien rembesan terhadap kedalaman ........... 52
Gambar 4.14 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 1) ............... 53
Gambar 4.15 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 2) ............... 53
Gambar 4.16 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 3) ............... 54
Gambar 4.17 Struktur mikroskopis dari sampel tanah pada kedalaman 0–40 cm55
Gambar 4.18 Proses rekontruksi citra volume 3D dari sampel tanah kering ...... 55
Gambar 4.19 Hasil perhitungan FK 1,014 pada bagian bawah lereng ................ 57
Gambar 4.20 Parameter geometri yang digunakan untuk menganalisis kecepatan
dan jarak jangkauan (run-out) pergerakan pusat massa tanah ....... 58
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel nilai kedalaman efektif (cm) berdasarkan pembacaan hidrometer ..................................................................................................... 67
Lampiran 2 Tabel nilai K yang digunakan untuk perhitungan diameter partikel 68
Lampiran 3 Tabel nilai faktor koreksi (a) untuk berat jenis sampel tanah .......... 69
Lampiran 4 Tabel nilai faktor koreksi suhu (CT)................................................ 70
Lampiran 5 Prosedur menganalisis citra digital menggunakan software CTAn . 71
Lampiran 6 Prosedur menggunakan software CTVox untuk visualisasi volume
3D..................................................................................................... 77
Lampiran 7 Daftar riwayat hidup ........................................................................ 79
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xvii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
SINGKATAN
NAMA
Pemakaian pertama
kali pada halaman
ERT
Electrical Resistivity Tomography
3
DIA
Digital Image Analysis
5
GLE
General Limit Equilibrium
10
MP-M
Morgenstern-Price Method
10
Mercury Intrusion Porosimetry
11
ESEM
Environmental Scanning Electron Microscopy
11
DTM
Digital Terrain Model
13
GPS
Global Positioning System
22
SEM
Scanning Electron Microscopy
38
CTAn
CT Analyser
39
Faktor Keamanan
57
MIP
FK
NAMA
LAMBANG
�−�
��
Micro-Computed Tomography Scan
2
Resistivitas semu
23
K
Faktor geometri elektroda
23
Beda potensial
23
I
Arus listrik
23
n
Nilai kelipatan (integer value, n=1,2,3,...) jarak
23
a
dipol (antara katoda dan katoda/ antara
23
��
∆
potensial dan potensial)
�
Berat cawan
26
Berat padatan
26
�
Berat air
26
w
Kadar air (%)
26
n
Porositas tanah
27
�
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xviii
e
Void ratio
27
S
Derajat saturasi
27
�
Massa jenis tanah
27
Berat jenis sampel tanah
27
k
Koefisien rembesan
30
a
Luas penampang buret
30
L
Panjang sampel tanah
30
A
Luas penampang sampel tanah,
30
t
Durasi waktu perpindahan air dari atas buret
30
�
hingga melewati sampel tanah
h1
Tinggi awal air dalam buret
30
h2
Tinggi akhir dalam buret
30
v
Kecepatan turunnya butir
33
D
Diameter butir
33
K
Konstanta yang bergantung pada suhu dan
33
berat jenis butir tanah
L
Kedalaman efektif
33
P
Persentase seluruh sampel tanah yang terdapat
33
dalam campuran aquades + gliserin + tanah
�
Pembacaan hidrometer terkoreksi
33
Faktor koreksi berat jenis
33
Koreksi suhu
33
Persentase yang lolos saringan No. 200
33
Berat isi tanah total
35
Berat isi tanah kering
35
Berat jenis
35
Berat isi acuan
35
Kohesi
41
�
Sudut gesek
41
Sudut kemiringan bidang gelincir
41
�
�
200
�
�
�
�
�′
�
41
FIRMANSYAH, 2015 Lebar irisan
APLIKASIm
METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
Massa
43
TANAH
g
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
N
HG
Percepatan gravitasi
43
Sudut gesek semu
43
xix
Gaya normal
43
Koefisien gesek
43
Tinggi awal pusat massa tanah
43
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xx
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ..................................................................... i
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ......................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG..................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3
C. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 4
D. Ruang Lingkup Penelitian ............................................................................. 4
E. Metode Penelitian .......................................................................................... 4
F. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 5
G. Sistematika Penulisan .................................................................................... 5
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 7
A. Klasifikasi Gerakan tanah .............................................................................. 7
B. Identifikasi Bidang Gelincir Menggunakan Metode Electrical Resistivity
Tomography (ERT)........................................................................................ 8
C. Karakterisasi Zona Gerakan Tanah Menggunakan Metode Geoteknik ....... 10
D. Karakterisasi Struktur Mikroskopis Tanah Menggunakan Metode Analisis
Citra Digital ................................................................................................. 11
E. Pendekatan Model Untuk Prediksi Run-Out Gerakan Tanah ...................... 12
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 15
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ix
A. Alur Penelitian ............................................................................................. 15
B. Analisis Berdasarkan Metode Geofisika ..................................................... 16
1.
Pengukuran Geolistrik Resistivitas......................................................... 16
2.
Pembuatan Command File ..................................................................... 17
3.
Lintasan Pengukuran .............................................................................. 18
4.
Pemasangan Elektroda dan Kabel .......................................................... 19
5.
Pengukuran Resistivitas Semu ............................................................... 19
6.
Pengukuran Elevasi dan Koordinat ........................................................ 20
7.
Unduh Data ............................................................................................. 20
8.
Pelepasan Elektroda dan Kabel .............................................................. 21
9.
Pengolahan Data ERT ............................................................................ 21
C. Analisis Berdasarkan Metode Geoteknik .................................................... 23
1.
Pengambilan Sampel Tanah ................................................................... 23
2.
Pengujian Sifat Fisik Tanah di Laboratorium Geomekanika LIPI ......... 24
a.
Uji Standar ASTM D 2216 Untuk Menentukan Kadar Air (Moisture
Content) .............................................................................................. 24
b.
Uji Standar ASTM D 7263 Untuk Menentukan Porositas dan Derajat
Saturasi ............................................................................................... 25
c.
Uji Standar ASTM D 5084 Untuk Menentukan Koefisien Rembesan/
Hydraulic conductivity (k) ................................................................. 27
d.
Uji Standar ASTM D 422 Untuk Menganalisis Ukuran Butir (Grain
Size Analysis)...................................................................................... 29
e.
Uji Standar ASTM D 854-00 Untuk Menentukan Berat Isi dan Berat
Jenis (Specific Gravity) ...................................................................... 32
3.
4.
Karakterisasi Struktur Mikroskopis Tanah ............................................. 35
a.
Tahap Scanning .................................................................................. 35
b.
Tahap Rekontruksi ............................................................................. 36
c.
Tahap Analisis .................................................................................... 36
Analisis Stabilitas Lereng (Slope Stability Analysis) ............................. 37
D. Pendekatan Untuk Prediksi Run-out Gerakan Tanah .................................. 38
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
x
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 42
A. Kondisi Geologi Lokasi Penelitian .............................................................. 42
B. Profil Electrical Resistivity Tomography (ERT) ......................................... 44
1.
Profil ERT lintasan 1 dalam arah timur-barat (AA’) ............................. 44
2.
Profil ERT lintasan 2 dalam arah utara-selatan (BB’)............................ 47
C. Hasil Analisis Menggunakan Metode Geoteknik ........................................ 48
1.
Hasil Uji Sifat Fisik Sampel Tanah ........................................................ 48
2.
Hasil Analisis Citra Digital .................................................................... 54
3.
Hasil Analisis Stabilitas Lereng ............................................................. 56
D. Hasil Perhitungan Run-out ........................................................................... 58
BAB V KESIMPULAN ........................................................................................ 60
A. Kesimpulan .................................................................................................. 60
B. Saran ............................................................................................................ 61
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 62
LAMPIRAN – LAMPIRAN ................................................................................. 67
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi gerakan tanah (adaptasi dari Varnes, 1978) ......................... 7
Tabel 2.2 Klasifikasi kecepatan gerakan tanah (adaptasi dari Cruden dan Varnes,
1996) ....................................................................................................... 7
Tabel 4.1 Sifat fisik tanah dari sampel yang diambil pada lintasan 1 .................. 48
Tabel 4.2 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis mikrostruktur tanah ........................................................................................................ 56
Tabel 4.3 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis stabilitas lereng 57
Tabel 4.4 Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis jangkauan pergerakan pusat massa tanah........................................................................... 58
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ilustrasi jenis gerakan tanah luncuran rotasi (sumber: http://pubs.
usgs.gov/fs/20 04/3072/) ................................................................. 8
Gambar 2.2 Profil ERT pada lintasan AA’ yang dikorelasikan dengan data
stratigrafi
dimana
garis
putus-putus
berwarna
putih
mengindikasikan permukaan bidang gelincir (sumber: Colangelo
dan Perrone, 2012)......................................................................... 10
Gambar 2.3 Analisis stabilitas lereng pada ruas jalan raya Cadas Pangeran,
Sumedang dengan hasil perhitungan FK 1,145 (Sugianti, 2012) .. 11
Gambar 2.4 Hasil citra ESEM yang menunjukkan perubahan pori antar-butir
ketika terjadi proses pengeringan (sumber: Romero dan Simms,
2008) .............................................................................................. 12
Gambar 2.5 Hasil rekontruksi citra scanning menggunakan � − �
�� dengan
warna putih, hitam dan biru mengindikasikan padatan tanah, pori,
dan kadar air (sumber: Kibria dkk, 2014) ..................................... 12
Gambar 2.6 Model 3D dalam memprediksi run-out metode Digital Terrain Model
(DTM) grid spacing (sumber: Safeland, 2010) ............................ 13
Gambar 2.7 Model 3D dalam memprediksi run-out metode Cone (sumber: Jaboyedoff dkk, 2008) ........................................................................ 14
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian .................................................................... 15
Gambar 3.2 Alat survei geolistrik multichannel SuperSting R8 IP (a) 8-chanel
resistivity main unit; (b) switch box; (c) kabel; (d) penghubung
antar kabel; (e) elektroda dengan pegas pengait; (f) kabel
penghubung
PC/laptop
(sumber:
www.agiusa.com/agi
catalog.shtml) ................................................................................ 16
Gambar 3.3 Diagram alir pengukuran geolistrik resistivitas ............................... 16
Gambar 3.4 Ilustrasi resolusi data resistivitas semu yang diperoleh menggunakan
konfigurasi (a) Schlumberger; (b) Wenner; (c) Dipol-dipol ......... 17
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xiii
Gambar 3.5 Lintasan-lintasan pengukuran ERT pada lokasi penelitian (lintasan 1
garis AA’ dan lintasan 2 garis BB’) (sumber: Google Earth, 2015)
....................................................................................................... 18
Gambar 3.6 Contoh pemasangan kabel dan elektroda yang tertancap pada tanah
....................................................................................................... 19
Gambar 3.7 Contoh pengukuran menggunakan altimeter dan GPS .................... 20
Gambar 3.8 Ilustrasi letak datum dan parameter (a dan n) pada konfigurasi
elektroda dipol-dipol (sumber: Lapenna dkk, 2003) ..................... 22
Gambar 3.9 Komponen Hand Auger ................................................................... 23
Gambar 3.10 Contoh tabung sampel yang telah dilapisi parafin ......................... 23
Gambar 3.11 Tiga buah sampel dengan massa yang berbeda untuk pengukuran
kadar air ......................................................................................... 25
Gambar 3.12 Proses mencetak sampel tanah (a) proses memasukkan sampel
tanah kedalam ring menggunakan extrudder; (b) kondisi sampel
yang telah diratakan bagian atas dan bawahnya ............................ 26
Gambar 3.13 Contoh pengukuran berat sampel tanah basah beserta cawan dan
ring ................................................................................................. 27
Gambar 3.14 Proses pengeringan sampel tanah menggunakan oven .................. 27
Gambar 3.15 Persiapan pengukuran koefisien rembesan (a) contoh sampel tanah
dalam ring yang dimasukkan ke dalam tabung (b) contoh
permukaan dalam tabung yang telah dilapisi oleh parafin cair ..... 28
Gambar 3.16 Komponen alat penguji koefisien rembesan menggunakan metode
falling head .................................................................................... 28
Gambar 3.17 Gambaran umum prosedur pengukuran teknik penyaringan/ pengayakan (sieve analysis) .................................................................. 30
Gambar 3.18 Gambaran umum mengenai prosedur analisis hidrometer ............ 31
Gambar 3.19 Contoh pengukuran berat piknometer dalam kondisi kering ......... 33
Gambar 3.20 (a) Sampel tanah kering yang bermassa sekitar 10-15 gr dan alat
penumbuk; (b) Contoh pengukuran piknometer yang berisi massa
tanah yang telah dihaluskan........................................................... 33
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xiv
Gambar 3.21 Proses mengeluarkan udara yang terdapat dalam tanah dengan cara
memanaskan piknometer ............................................................... 34
Gambar 3.22 Metode-metode dalam karakterisasi struktur mikroskopis tanah
(metode yang akan digunakan ditandai dengan warna biru) ......... 35
Gambar 3.23 Tiga tahapan utama dalam proses analisis mikrostruktur menggunakan CTAn............................................................................... 37
Gambar 3.24 Diagram gaya antar irisan menggunakan metode Morgenstern-Price
(sumber: Krishna, 2006) ................................................................ 38
Gambar 3.25 Model gesekan Coulomb sederhana (sebuah blok yang bergerak
pada bidang miring) ....................................................................... 39
Gambar 3.26 Ilustrasi pergerakan pusat massa tanah (berasal dari Jaboyedoff et
al., 2008) ........................................................................................ 40
Gambar 4.1 Peta geologi regional lembar Cianjur-Jawa Barat (sumber: Sudjatmiko, 1972).................................................................................... 42
Gambar 4.2 Dokumentasi kejadian gerakan tanah di bukit ruas jalan tol
Cipularang Km 100 pada tanggal 12 Maret 2013 (sumber:
Beritarayaonline.com, 2013) ......................................................... 43
Gambar 4.3 Peta kerentanan gerakan tanah lembar Kabupaten Purwakarta
dimana warna merah muda, kuning, hijau, biru mengindikasikan
zona kerentanan pergerakan tanah tinggi, menengah, rendah, dan
sangat rendah secara berurutan (sumber: Pusat Vulkanologi dan
Mitigasi Bencana Geologi) ............................................................ 44
Gambar 4.4 Profil ERT lintasan 1 (AA’) dan lokasi pemboran sampel tanah
(dimana garis putus-putus berwarna hitam mengindikasikan
pendugaan zona bidang gelincir) ................................................... 45
Gambar 4.5 Kondisi tanah pada ketinggian 589 m hingga 610 m dpl ................ 45
Gambar 4.6 Kondisi permukaan pada ketinggian 574m hingga 580m dpl yang
telah dipasang penahan berupa semen ........................................... 46
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xv
Gambar 4.7 Hasil penampang resistivitas 2D bawah permukaan pada lintasan 2
(dimana garis putus-putus berwarna hitam menandakan permukaan
bidang gelincir) .............................................................................. 47
Gambar 4.8 Grafik hubungan porositas tanah terhadap kedalaman .................... 49
Gambar 4.9 Grafik hubungan kadar air tanah terhadap kedalaman .................... 50
Gambar 4.10 Grafik hubungan derajat saturasi terhadap kedalaman .................. 50
Gambar 4.11 Grafik hubungan berat jenis tanah terhadap kedalaman ................ 51
Gambar 4.12 Grafik hubungan berat isi tanah dengan kedalamanan .................. 52
Gambar 4.13 Grafik hubungan koefisien rembesan terhadap kedalaman ........... 52
Gambar 4.14 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 1) ............... 53
Gambar 4.15 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 2) ............... 53
Gambar 4.16 Grafik pembagian butir – ASTM D 422 (sampel Tol 3) ............... 54
Gambar 4.17 Struktur mikroskopis dari sampel tanah pada kedalaman 0–40 cm55
Gambar 4.18 Proses rekontruksi citra volume 3D dari sampel tanah kering ...... 55
Gambar 4.19 Hasil perhitungan FK 1,014 pada bagian bawah lereng ................ 57
Gambar 4.20 Parameter geometri yang digunakan untuk menganalisis kecepatan
dan jarak jangkauan (run-out) pergerakan pusat massa tanah ....... 58
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel nilai kedalaman efektif (cm) berdasarkan pembacaan hidrometer ..................................................................................................... 67
Lampiran 2 Tabel nilai K yang digunakan untuk perhitungan diameter partikel 68
Lampiran 3 Tabel nilai faktor koreksi (a) untuk berat jenis sampel tanah .......... 69
Lampiran 4 Tabel nilai faktor koreksi suhu (CT)................................................ 70
Lampiran 5 Prosedur menganalisis citra digital menggunakan software CTAn . 71
Lampiran 6 Prosedur menggunakan software CTVox untuk visualisasi volume
3D..................................................................................................... 77
Lampiran 7 Daftar riwayat hidup ........................................................................ 79
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xvii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
SINGKATAN
NAMA
Pemakaian pertama
kali pada halaman
ERT
Electrical Resistivity Tomography
3
DIA
Digital Image Analysis
5
GLE
General Limit Equilibrium
10
MP-M
Morgenstern-Price Method
10
Mercury Intrusion Porosimetry
11
ESEM
Environmental Scanning Electron Microscopy
11
DTM
Digital Terrain Model
13
GPS
Global Positioning System
22
SEM
Scanning Electron Microscopy
38
CTAn
CT Analyser
39
Faktor Keamanan
57
MIP
FK
NAMA
LAMBANG
�−�
��
Micro-Computed Tomography Scan
2
Resistivitas semu
23
K
Faktor geometri elektroda
23
Beda potensial
23
I
Arus listrik
23
n
Nilai kelipatan (integer value, n=1,2,3,...) jarak
23
a
dipol (antara katoda dan katoda/ antara
23
��
∆
potensial dan potensial)
�
Berat cawan
26
Berat padatan
26
�
Berat air
26
w
Kadar air (%)
26
n
Porositas tanah
27
�
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xviii
e
Void ratio
27
S
Derajat saturasi
27
�
Massa jenis tanah
27
Berat jenis sampel tanah
27
k
Koefisien rembesan
30
a
Luas penampang buret
30
L
Panjang sampel tanah
30
A
Luas penampang sampel tanah,
30
t
Durasi waktu perpindahan air dari atas buret
30
�
hingga melewati sampel tanah
h1
Tinggi awal air dalam buret
30
h2
Tinggi akhir dalam buret
30
v
Kecepatan turunnya butir
33
D
Diameter butir
33
K
Konstanta yang bergantung pada suhu dan
33
berat jenis butir tanah
L
Kedalaman efektif
33
P
Persentase seluruh sampel tanah yang terdapat
33
dalam campuran aquades + gliserin + tanah
�
Pembacaan hidrometer terkoreksi
33
Faktor koreksi berat jenis
33
Koreksi suhu
33
Persentase yang lolos saringan No. 200
33
Berat isi tanah total
35
Berat isi tanah kering
35
Berat jenis
35
Berat isi acuan
35
Kohesi
41
�
Sudut gesek
41
Sudut kemiringan bidang gelincir
41
�
�
200
�
�
�
�
�′
�
41
FIRMANSYAH, 2015 Lebar irisan
APLIKASIm
METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
Massa
43
TANAH
g
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
N
HG
Percepatan gravitasi
43
Sudut gesek semu
43
xix
Gaya normal
43
Koefisien gesek
43
Tinggi awal pusat massa tanah
43
FIRMANSYAH, 2015
APLIKASI METODE GEOFISIKA DAN GEOTEKNIK UNTUK MEMPREDIKSI RUN-OUT GERAKAN
TANAH
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
xx