Wednesday, February 25, 2009

Pseudostatic slope stability analysis (2). Do not rely on it. Why?

Teman2 yang saya hormati,
Beberapa hari yang lalu saya menulis alasan mengapa pseudo-staticanalysis tidak tepat karena dua hal:
1. Kurang realistis dalam memodelkan beban gempa yg sifatnya
sementara (transient). Dengan mengaplikasikan beban gempa horizontal padaanalisa stabilitas, secara tidak langsung kita menganggap bahwabeban gempa bekerja> secara tetap pada slopes atau dam, padahal kenyataannya tidak.Beban gempa> juga bersifat bolak-balik dan bekerja tidak hanya satu arah saja. Banyak contoh dam yg dianalisa dengan metoda ini (terutama dam yg terbuat dari earth and rockfill) dan menghasilkan Faktor Keamanan < 1.0 ternyata tidak apa2, hanya menderita sedikit retak2 saja.
2. Tidak memasukkan pengaruh perilaku tanah, terutama jika melibatkan
tanah kepasiran yang jenuh, yang bisa kehilangan daya dukung dankekakuannya jika menerima beban gempa dengan intensitas tertentu, ataudisebut juga likuifaksi. Semakin lepas konsistensi tanahnya, semakin mudahtanah pasir itu kehilangan kekuatannya saat menderita beban gempa. Utk kasus2yang melibatkan tanah kepasiran jenuh, baik yg berada di badan bendung ataupun pada pondasi bendung, analisa pseudo-statik akan menghasilkanhasil yang tidak konservatif. Mengapa? Karena analisa pseudo-static akanmenghasilkan Faktor Kemananan yg lebih tinggi dari FK sebenarnya jika terjadilikuifaksi.
Salah satu contoh klasik kasus ini adalah Lower Fernando Dam yangmenderita kelongsoran hebat saat terkena gempa San Fernando 1971. Bagian upstream dam melorot sehingga hanya meninggalkan free-board setinggi sekitar1m. (Wuih.. untung enggak jebol juga..dibawahnya terletak pemukiman pendudukpadat yang saat itu masih terlelap tidur, jam 6 pagi bulan February, musim dingin lagi). Analisa pseudo-static memberikan FK lebih dari satu, yang mengindikasikan bahwa dam harusnya aman dan mampu menahan bebangempa. Kenyataannya? Longsor..

Prosedur yang lebih realistic adalah:
1. Lakukan identifikasi jika dam terbuat dari tanah atau berdiri
di atas pondasi tanah yang bisa terlikuifaksi (liquefiable) (terdiri dari tanah kepasiran-jenuh) jika diberi beban gempa rencana (dalam bentukPeak Ground Acceleration –PGA dan magnitude gempa, Mw). Kalau dam terbuat dari earth dan rockfill dams dan tidak terletak di atas pondasi yang liquefiable, maka lakukan analisa pseudo-statik analisis sebagai alat screening utk analisa berikutnya. Salah satu metoda pseudo-static yang biasa dipakai diUS dan Canada dan sekarang dipakai di Australia adalah metoda USACE,dimana seismic coefficient diambil sama dengan 50% dari PGA rencana, dan kekuatan tanah direduksi sebanyak 20% untuk memperhitungkan kehilangan sebgian kekuatan tanah akibat adanya goncangan tanah.
Sekali lagi saya katakanbahwa metoda ini HANYA merupakan screening method sebelum kita melakukananalisa lebih lanjut jika diperlukan. Syarat FK minimum dengan metoda iniadalah 1.0. Jika FK hasil analisa awal ini ternyata lebih besar dari satu, maka that's it. No more analysis required. Jika FK ternyata less than 1.0, maka hitung deformasi dam akibatgempa. Metoda yang biasa dipakai adalah metoda Makdisi-Seed (1978). Input yg dibutuhkan adalah hasil analisa stabilitas yang memperlihatkanpotensi bidang runtuh, PGA dan Gmax (dynamic stiffness atau sehar wavevelocity, utk menghitung perioda alami dam). Metoda ini dibahas dengan cukup detil dalam buku Slope Stability and Stabilization Methods – Abramson et al,1996.
Bagi yg berminat, silakan lihat bukunya di perpustakaan atau kirimemail ke saya. Selama deformasi akibat gempa ini kurang dari 0.5m, dam bisa dianggap aman. Kalau lebih? Maka dibutuhkan analisa dynamic analysis yglebih canggih dengan menggunakan FLAC atau program lain. Cek jika ada potensiretak2 yang bisa mengarah ke piping.
2. Kalau ternyata material dam terdiri dari tanah yang bisa terlikuifaksi, maka hal ini akan dibahas pada email berikutnya..:-)..Insyaallah..

Semoga bermanfaat dan feel free if anyone wants to add ..:-)..

Salam dari Brisbane yang mulai hangat.
HaJe

No comments:

Post a Comment