Penggunaan Tiang Bambu Komposit untuk Perkuatan Tanah pada Lereng

Munawir, As`ad (2014) Penggunaan Tiang Bambu Komposit untuk Perkuatan Tanah pada Lereng. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Masalah utama lereng yang dibebani diatas permukaan lereng adalah bekerjanya tekanan tanah lateral pasif yang terus bergerak secara lateral. Pergerakan tekanan pasif lateral oleh tanah dicegah dan dilimpahkan oleh tiang melalui aksi transfer tegangan. Untuk memahami perilaku tersebut dilakukan pengujian model lereng yang diperkuat tiang bambu komposit menggunakan model boks dengan skala model. Ukuran model boks dengan panjang = 1.5 m, lebar = 1.0 m dan tinggi = 1 m, model lereng menggunakan tanah pasir. Kepadatan tanah pasir dalam model boks dilakukan dengan prosedur trial and error dalam menentukan relative compaction (Rc)=74% dan Rc=88%. Model lereng yang diperkuat tiang diibebani dengan pondasi dangkal dengan menetapkan variabel bebas diameter tiang (D), jarak antar tiang (D1), panjang tiang (H) serta lokasi tiang (Lx). Tujuan utama adalah untuk memahami perilaku dan mengetahui variabel apa saja yang berpengaruh meningkatkan kinerja lereng (meningkatnya daya dukung dan stabilitas lereng). Juga mengetahui kontribusi dan peran variabel yang dominan dalam memperbaiki dan meningkatkan daya dukung pondasi (qu) dan faktor keamanan lereng (FS). Rancangan eksperimen dengan empat variabel bebas diatas dilakukan dengan skema faktorial Taguchi dengan empat faktor dan tiga level menggunakan rancangan fraksional matriks orthogonal Taguchi. Pengujian pembebanan pada model tanah pasir dilakukan sebanyak 27 pengujian pembebanan untuk Rc=74% dan 72 pengujian pembebanan untuk Rc=88%. Untuk mengetahui efek pengaruh langsung masing-masing variabel bebas terhadap daya dukung pondasi (qu) dan faktor keamanan (FS) dilakukan pengujian 4 faktor dan 4 level dengan melakukan pengujian pembebanan sebanyak 40 pengujian pembebanan untuk Rc=74% dan 40 pengujian pembebanan untuk Rc=88%. Hasil analisis rancangan Taguchi menunjukkan bahwa variabel diameter tiang (D) dan jarak antar tiang (D1) memberikan kontribusi yang sangat signifikan dalam meningkatkan daya dukung tanah dan stabilitas lerengnya. Diameter tiang (D) merupakan variabel yang dominan dalam memberikan kontribusi terbesar pada daya dukung pondasi (qu) dan peningkatan daya dukung (BCI) sebesar 42% sampai 43% untuk Rc=74% dan Rc=88%. Sedangkan variabel jarak antar tiang (D1) memberikan kontribusi terbesar kedua pada daya dukung pondasi (qu) dan peningkatan daya dukung (BCI) sebesar 26% sampai 27% untuk Rc=74% dan Rc=88%. Dengan analisis model linier dan non linier berganda didapatkan model empirik qu dan BCI. Hasil analisis dan eksperimen juga menunjukkan munculnya efek busur pada rasio (D1/D) tertentu, semakin kecil rasio (D1/D), kontribusinya semakin nyata dalam peningkatan daya dukung tanah (qu) dan stabilitas lereng (FS). Dari hubungan daya dukung pondasi (qu) dan BCI terhadap rasio diameter tiang (D/B); rasio jarak antar tiang (D1/B); rasio lokasi tiang (Lx/L) dan rasio panjang tiang (H/B) dengan rancangan 4 faktor dan 4 level didapatkan model linier dan non linier berganda qu dan BCI. Semakin besar diameter tiang yang digunakan semikn besar qu dan BCI, qu terbesar terjadi jika tiang diletakkan pada rasio lokasi (Lx/L) = 0.70. Panjang tiang tidak memberikan kontribusi yang berarti pada qu maupun BCI, namun pada panjang tiang yang sama nilai qu mencapai maksimum jika tiang diletakkan pada rasio lokasi (Lx/L)=0.7. Analisis FS menggunakan metode Bishop, Ito&Matsui dan metode elemen hingga (FEM) dengan bantuan perangkat lunak SLOPE/W, SIGMA/W. Dengan metode diatas didapatkan hubungan antara faktor keamanan (FS) dengan rasio diameter tiang (D/B); rasio jarak antar tiang (D1/B); rasio lokasi tiang (Lx/L) dan rasio panjang tiang (H/B). Dari analisis diatas menunjukkan bahwa panjang tiang dan jarak antar tiang merupakan variabel yang paling dominan dan berpengauh besar terhadap FS. Dari hasil eksperimen qu didapatkan Nγs. Hasil eksperimen qu selanjutnya diverifikasi dengan hasil analisis qu metode elemen hingga menggunakan perangkat lunak ABAQUS. Hasil verifikasi qu antara eksperimen dan hasil analisis FEM menujukkan hasil dengan pola yang sama. Dari hasil akhir analisis didapatkan rumus empirik hubungan qu dengan rasio diameter tiang (D/B), rasio jarak antar tiang (D1/B), rasio lokasi tiang (Lx/L) serta rasio panjang tiang (H/B), juga ditemukan rumus efek busur. Dari analisis di atas juga ditemukan rumus empiric Nγs terhadap rasio diameter tiang (D/B), rasio jarak antar tiang (D1/B), rasio lokasi tiang (Lx/L) serta rasio panjang tiang (H/B).

English Abstract

The main issue of loaded slope is the passive lateral pressure movement occurs continuously. The passive lateral pressure movement can be prevented and imposed by pile action. Slope modeling with composite bamboo reinforcement must be done to understand that behavior. It was using an experiment box with 1,5 m as length; 1,0 m as width; and 1,0 m as height. It used sand soil with relative compaction (Rc) = 74% and Rc = 88%. The load was modeled as a strip footing with continuous increasing load by load cell until the limit load has been reach. The independent variables are pile diameter (D), pile spacing (D1), pile length (H), and pile location (Lx). The aim of this experiment are to understand the behavior and to find out the variable that can increase the bearing capacity (qu) and slope stability (FS). This experiment has designed by Taguchi fractional factorial with four factors and three levels. Loading test on model was done in 27 tests for Rc = 74% and 72 tests for Rc = 88%. Meanwhile, loading tests on model was done in 40 tests for Rc = 74% and 40 tests for Rc = 88% with four factors and four levels to know the direct effect of each variables. The result of Taguchi experiment shown that pile diameter (D) and pile spacing (D1) give very significant contribution to increase bearing capacity and slope stability. Pile diameter (D) is the most dominant variable to increase bearing capacity and slope stability with bearing capacity improvement (BCI) equal to 42% until 43% for Rc = 74% and Rc = 88%. While, pile spacing (D1) is the secondly variable that can increase bearing capacity and slope stability with bearing capacity improvement (BCI) equal to 26% until 27% for Rc = 74% and Rc = 88%. The result of experiment and analysis shown the arching effect phenomenon on slope. There are linier and non linier model multiple regression from relation between bearing capacity (qu) and bearing capacity improvement (BCI) with the independent variables ratio (D/B, D1/B, H/B, Lx/L). The bearing capacity (qu) and bearing capacity improvement (BCI) become increase with the increasing pile diameter (D). The peak of bearing capacity (qu) can be obtained if pile location ratio (Lx/L) equal to 0,7. However, pile length doesn`t contribute significantly to the bearing capacity. Factor of safety (FS) analysis using Bishop method, Ito & Matsui method, and finite element method with software assistance SLOPE/W and SIGMA/W. The relation between factor of safety (FS) with the independent variables ratio (D/B, D1/B, H/B, Lx/L) obtained from that methods. The result of analysis shown that pile length and pile spacing are the dominant variables. There is Nγs from the result of bearing capacity experiment. Then, it verified with the result from finite element method using software assistance ABAQUS. The experimental results have a similar pattern with the results of finite element method. From the final results obtained the empirical formula about the relation between bearing capacity (qu) with the independent variables ratio (D/B, D1/B, H/B, Lx/L). In addition, from that results also obtained the empirical formula about the arching effect and the relation between Nγs with the independent variables ratio (D/B, D1/B, H/B, Lx/L).

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	DES/624.183 41/MUN/p/061405963
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 624 Civil engineering > 624.1 Structural engineering and underground construction
Divisions:	S2/S3 > Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Depositing User:	Endro Setyobudi
Date Deposited:	08 Oct 2014 15:48
Last Modified:	13 Apr 2022 03:07
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/161053

Text AS’AD MUNAWIR.pdf Download (20MB)

Actions (login required)

View Item