Pemodelan Fisik Respon Dinamik dari Interaksi Antara Tanah dengan Geotekstil

Abstract

Banjir lumpur, batu jatuh (rockfall), dan longsor adalah bencana alam yang sering terjadi di daerah pegunungan. Dalam beberapa kasus, dinding penahan dapat digunakan untuk menghentikan atau menahan laju kecepatan tinggi dari bencana alam tersebut. Dinding penahan adalah bangunan masif yang dibangun tegak lurus terhadap lereng, yang ketinggiannya antara 3 sampai tinggi 25 m dan panjangnya beberapa ratus meter. Dinding penahan biasanya diperkuat oleh elemen penguat seperti geotekstil. Gesekan pada area permukaan properti geotekstil dalam desain landfill memegang peranan yang penting, seperti yang ditunjukkan oleh Kettleman Hills, California, terhadap peristiwa kegagalan landfill yang terjadi pada tahun 1988. Parameter utama dalam desain yang mengakibatkan terjadinya kegagalan adalah sudut gesek dalam. Alat yang paling umum digunakan untuk memperkirakan sudut gesek dalam (friction angle) statik adalah perangkat direct shear (baik ukuran kecil ataupun besar), box tarik (pullout), dan perangkat inclined plane. Nilai dari sudut gesek dalam (friction angle) dapat diperoleh dari uji statik dan dinamik. Pada perkembangannya, banyak literatur yang menjelaskan karakteristik dari interface tanah dengan geotekstil dengan pembebanan uji statik, namun belum ditemukan literatur untuk pengujian dinamik. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku dari interface tanah dengan geotekstil melalui pengujian dinamik dan statik kemudian membandingkan perilaku dari hasil pengujian. Uji dinamik dilakukan dengan menggunakan bola yang dijatuhkan dengan ketinggian tertentu. Sedangkan uji statik dilakukan dengan memutar batang berulir dengan kecepatan yang lambat dan teratur. Dalam penelitian ini, dilakukan 27 percobaan, terdiri dari 24 percobaan dinamik dengan empat ketinggian jatuh yang berbeda ( 20 cm, 50 cm, 100 cm , dan 150 cm) dan 3 percobaan statik. Validitas setiap hasil percobaan kemudian dievaluasi dengan membandingkan percobaan yang dilakukan dengan ketinggian jatuh yang sama. Untuk percobaan dinamik, diperoleh nilai sudut gesek dalam (friction angle) sekitar 45o - 46.7o. Hubungan gaya maksimum dengan ketinggian jatuh mengikuti pola eksponensial. Sedangkan kecepatan maksimum linear dengan ketinggian bola jatuh. Sedangkan pada uji statik, besarnya nilai tegangan geser adalah sekitar 13 kN menghasilkan sudut gesek 60o. Sudut gesek dalam (dari Mohr – Coloumb kriteria) dihitung dengan panjang gesekan termobilisasi yang tidak konstan selama percobaan. Sudut gesek dalam pada uji statik jauh lebih besar dari yang seharusnya dikarenakan adanya marked effect pada bagian depan tangki. Uji statik menghasilkan gaya maksimum sebesar 6.3 kN, lebih besar dibandingkan dengan gaya maksimum pada uji dinamik (5.6 kN).