Program analisa stabilitas lereng, dapat digunakan untuk analisa faktor aman fondasi dangkal. Sebagai contoh Geostudio Slope/W menganalisa fondasi telapak di sini.

Artikel kali ini, akan mencoba memakai aplikasi LEMSlope untuk analisa fondasi; kemudian dilakukan perbandingan dengan hasil analisis manual (analitik) dan hasil Geostudio.

Soal berikut ditinjau dua (2) kondisi:

1. Kondisi undrained
2. Kondisi drained

Lebar pondasi telapak B = 2,0 m. Adapun parameter tanah yang digunakan untuk dua (2) kondisi tersebut, dapat dilihat pada gambar berikut. Berdasarkan hasil manual/analitik diperoleh kapasitas dukung:

Kondisi undrained, q_u = N_cBS_u = 5,52 x 2,0 m x 100 kPa = 552 kPa

Kondisi drained, q_u = 0,5γBN_γ = 0,5 x 20 kN/m³ x 2,0m x 15,1 =302 kPa

Secara teori, apabila permukaan tanah diberi beban merata sebesar q_u; maka akan diperoleh hasil faktor aman (FS) = 1,0.

Strategi tinjauan kapasitas dukung, menggunakan setengah lebar fondasi B/2 = 1,0 m.

Berikut hasil dari running Geostudio. Terlihat faktor aman mendekati 1,0 sesuai dengan asumsi. Namun dengan beberapa catatan.

Analisis Menggunakan LEMSlope

Untuk kondisi 1 – undrained, maka digunakan script sebagai berikut:

#~units: m|kN|kPa|kN/m3|degree or ft|lbs|psf|pcf|degree

# Kondisi 1 tanah undrained

import lem

# beban merata kPa
q = 552

#~materials
tanah = lem.new_material_mohr_coulomb(
	name = 'tanah',
	color = '#ADFF2F', 
	unit_weight = 20,
	c = 100, 
	phi = 0)

#~base
base = lem.create_base()
base.set_limits(left = 0, right = 5, bottom = 0)
base.add_hline(3)
base.assign_material(tanah, (1,1))

#~analysis cases
case1 = lem.new_case('Case 1')
case1.set_entry_exit_limits(
	left_limits = (0, 0.01), 
	left_points_number = 2, 
	right_limits = (1.5, 2.25), 
	right_points_number = 12, 
	radius_increment_number = 5, 
	slice_number = 30)
case1.apply_distributed_load_on_surface(
	load_pairs = [(0,q), (1,q)],
	vertical_load = True)

case1.set_analysis_method(
	method = 'spencer')

Untuk kondisi 2 – drained, maka digunakan script sebagai berikut:

#~units: m|kN|kPa|kN/m3|degree or ft|lbs|psf|pcf|degree
# Kondisi 2 tanah drained

import lem
# beban merata kPa
q = 302

#~materials
tanah = lem.new_material_mohr_coulomb(
	name = 'tanah', 
	color = '#FFFBA9', 
	unit_weight = 20, 
	c = 0, 
	phi = 30)

#~base
base = lem.create_base()
base.set_limits(left = 0, right = 5, bottom = 0)
base.add_hline(3)
base.assign_material(tanah, (1,1))

#~analysis cases
case1 = lem.new_case('Case 1')
case1.set_entry_exit_limits(
	left_limits = (0, 0.01), 
	left_points_number = 2, 
	right_limits = (2.5, 4.5), 
	right_points_number = 50, 
	radius_increment_number = 5, 
	slice_number = 27)
case1.apply_distributed_load_on_surface(
	load_pairs = [(0,q), (1,q)],
	vertical_load = True)

case1.set_analysis_method(
	method = 'janbu')

Dari hasil analisis menggunakan LEMSlope diperoleh FS ≈ 1,0 untuk kedua kondisi baik drained maupun undrained.

*Catatan:

• Kondisi 1 menggunakan bidang gelincir lingkaran sesuai dengan teori bidang runtuh untuk tanah kohesif
• Kondisi 2 seharusnya menggunakan bidang gelincir log-spiral; akan tetapi pada LEMSlope belum bisa dilakukan. Pada Geostudio dapat dilakukan dengan opsi passive angle pada pilihan entry-exit
• Sehingga, untuk kondisi 2 dipilih bidang gelincir yang paling mendekati bentuk bidang gelincir dan faktor aman; digunakan metode janbu dengan 27 buah irisan
• LEMSlope sudah dapat digunakan untuk analisa faktor aman fondasi dangkal

Demikian semoga bermanfaat.

Setelah perkenalan dengan LEMSlope di sini. Maka, artikel kali ini mau nyoba bagaimana analisa stabilitas lereng menggunakan program ini.

Perlu ditekankan, bahwa pembuatan model dan analisis dalam program ini adalah dengan cara menulis kode perintah (script) pada konsol, seperti pada gambar berikut.

Oleh karena itu, dalam contoh ini akan dijelaskan lebih detail bagaimana perintah/kode yang digunakan sesuai soal yang ada.

Bagi yang ingin coba, silahkan download installer aplikasinya disini. Cara install cukup mudah, yaitu cukup extract kemudian install file di dalamnya. Klik next.. next hingga selesai.

Sebagai pembanding, maka dicoba Contoh Soal 5.9 dalam buku Braja M. Das. Hasil faktor aman menurut Das adalah sebesar FS = 1,55.

Adapun soalnya sebagai berikut:

Rincian soal:

1. Parameter tanah seperti pada gambar di atas
2. Tinggi lereng = 14 m
3. Sudut lereng = 30 derajat
4. Metode Ordinary/Fellenius
5. Jumlah irisan = 7

Adapun langkah-langkah pembuatan model pada LEMSlope adalah sebagai berikut:

Pertama,

Hal yang penting untuk diperhatikan adalah satuan. Dalam program ini dapat menggunakan satuan metric atau imperial sebagai berikut.

#~units: m|kN|kPa|kN/m3|degree or ft|lbs|psf|pcf|degree

Dalam contoh ini menggunakan satuan metric; yaitu meter, kN, kPa, kN/m3 dan derajat.

Kedua,

Input parameter tanah menggunakan model material Mohr-Coulomb dengan cara berikut:

import lem

#~materials
tanah = lem.new_material_mohr_coulomb(
	name = 'tanah',
	unit_weight = 16,
	c = 20,
	phi = 20,
	color= '#FFFBA9')

Ketiga,

Kemudian strategi pembuatan geometri/bentuk lereng. Berdasarkan Gambar di atas, kemudian dibuat geometri sebagai berikut,

Terlebih dahulu dibuat base, yaitu daerah kotak bergaris kuning seperti yang terlihat pada gambar di atas. Batas kiri dan kanan daerah menggunakan perintah set_limits(), left untuk batas kiri, right untuk batas kanan, dan bottom untuk batas bawah dalam satuan meter.

add_hline() untuk memasukkan tinggi daerah berwarna kuning dan assign_material untuk memasukkan material tanah yang sudah dibuat sebelumnya di tahap ke dua. Kode perintah adalah seperti berikut:

#~base
base = lem.create_base()
base.set_limits(left = 0, right = 36, bottom = 0)
base.add_hline(20)
base.assign_material(tanah, (18,10))

Keempat,

Setelah itu masuk dalam tahap analisis. Membuat case atau kasus dengan cara,

#~analysis cases
case1 = lem.new_case('Case 1')

Kelima,

Memotong daerah/bidang lereng sesuai gambar geometri, dengan perintah

case1.cut_left_slope(
	bottom_elevation = 6,
	slope = 30,
	x = 5,
	is_top_x = False)

Keenam,

Membuat entry exit untuk bidang gelincir, sama seperti opsi pada Geostudio. Jangan lupa untuk memasukkan jumlah irisan slice_number = 7; sesuai soal. Adapun perintahnya sebagai berikut

case1.set_entry_exit_limits(
	left_limits = (0, 6),
	left_points_number = 12, 
	right_limits = (30, 36),
	right_points_number = 12, 
	radius_increment_number = 5,
	slice_number = 7)

Ketujuh,

Memilih metode analisis yang digunakan, dengan cara menuliskan

case1.set_analysis_method(
	method = 'ordinary')

Kedelapan,

Kode perintah/script yang digunakan secara keseluruhan jika digabungkan menjadi:

#~units: m|kN|kPa|kN/m3|degree or ft|lbs|psf|pcf|degree

import lem

#~materials
tanah = lem.new_material_mohr_coulomb(
	name = 'tanah',
	unit_weight = 16,
	c = 20,
	phi = 20,
	color = '#FFFBA9')

#~base
base = lem.create_base()
base.set_limits(
	left = 0,
	right = 36,
	bottom = 0)
base.add_hline(20)
base.assign_material(tanah, (18,10))

#~analysis cases
case1 = lem.new_case('Case 1')
case1.cut_left_slope(
	bottom_elevation = 6,
	slope = 30,
	x = 5,
	is_top_x = False)
case1.set_entry_exit_limits(
	left_limits = (0, 6),
	left_points_number = 12, 
	right_limits = (30, 36),
	right_points_number = 12, 
	radius_increment_number = 5,
	slice_number = 7)
case1.set_analysis_method(
	method = 'ordinary')

Kesembilan

Running analisis dengan cara tekan tombol keyboard F5 atau Fn+F5. Atau dengan cara klik menu Analysis, kemudian Run All Case.

Perbandingan LEMSLope dan Buku Braja

Adapun hasil analisis stabilitas menggunakan LEMSlope ada sebesar FS = 1.513.

Cukup mendekati faktor aman dari contoh perhitungan buku yaitu sebesar FS =1,55. Maka, pemodelan dianggap sudah benar.

Walaupun ada perbedaan sebesar 0,037 masih dianggap kecil dan tidak begitu signifikan.

Berikut gambar model dan faktor aman yang diperoleh.

Demikian, semoga bermanfaat. Silahkan isi kolom komentar jika ada pertanyaan atau saran terkait contoh ini.