PENGARUH KERAPATAN RELATIF DAN TEKANAN KEKANG TERHADAP POTENSI LIKUIFAKSI

BAIQ HENY S., Teuku Faisal Fathani, S.T., M.T., Ph.D. ; Dr. Eng. Fikri Faris, S.T., M.Eng.

2016 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Likuifaksi merupakan proses transformasi tanah padat (solid) yang jenuh air dan dalam kondisi tak terdrainase menjadi seperti cairan (liquid) akibat beban siklik yang menyebabkan meningkatnya nilai tekanan air pori. Potensi likuifaksi sangat dipengaruhi oleh kerapatan relatif tanah, kedalaman muka air tanah, percepatan puncak, dan tekanan kekang, oleh karena itu dibutuhkan pengujian laboratorium untuk mengetahui pengaruh kerapatan relatif dan tekanan kekang terhadap potensi terjadinya likuifaksi. Pengujian triaksial siklik dan pengujian sentrifugal dilakukan untuk mengetahui potensi terjadinya likuifaksi, perilaku tegangan, dan regangan geser tanah. Pengujian triaksial siklik pada pasir Sekarsuli menggunakan kerapatan relatif 40%, 50%, dan 60%, jumlah siklik 30 siklik, frekuensi beban 1 Hz serta tekanan kekang 100 kPa dan 200 kPa. Pengujian sentrifugal dilakukan pada pasir Toyoura dengan tebal sampel 8 cm, kerapatan relatif 60%, percepatan gravitasi 50g, serta frekuensi pembebanan sebesar 24 Hz dan 30 Hz. Analisis empiris berdasarkan gradasi ukuran butiran dilakukan sebagai pendeteksi awal adanya potensi terjadinya likuifaksi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pasir Sekarsuli dan pasir Toyoura termasuk jenis pasir yang paling berpotensi mengalami likuifaksi. Analisis potensi likuifaksi pasir Sekarsuli berdasarkan pendekatan empiris terjadi pada kerapatan relatif 20% - 70%. Pengujian triaksial siklik menunjukkan bahwa potensi likuifaksi terjadi pada tekanan kekang 100 kPa untuk semua variasi kerapatan relatif sedangkan pada tekanan kekang 200 kPa dengan kerapatan relatif 60% tidak berpotensi mengalami likuifaksi. Analisis potensi likuifaksi berdasarkan pengujian sentrifugal terjadi pada frekuensi pembebanan 30 Hz sedangkan pada frekuensi pembebanan 24 Hz tidak berpotensi mengalami likuifaksi. Tegangan geser maksimum pada frekuensi pembebanan 24 Hz dan 30 Hz yaitu 350,029 kPa dan 1535,967 kPa. Regangan geser maksimum pada frekuensi pembebanan 24 Hz dan 30 Hz yaitu 0,00637% dan 0,014%. Frekuensi pembebanan berbanding lurus dengan nilai tegangan dan regangan geser tanah. Displacement yang terjadi pada model dengan frekuensi pembebanan 24 Hz sebesar 2 mm atau setara dengan 10 cm di lapangan, sedangkan pada pembebanan 30 Hz sebesar 5mm atau setara dengan 25 cm di lapangan.

Liquefaction is a process transformation of saturated soil (solid) and undrained to be as fluid (liquid) due to cyclic loading that cause the increasing pore water pressure. Liquefaction potential is influenced by the relative density of the soil, the depth of the ground water level, peak ground acceleration, and confining pressure, therefore, laboratory research is necessary to investigate the effect of relative density and confining pressure toward the potential for liquefaction. Cyclic triaxial and centrifuge tests were conducted to determine the potential of liquefaction, shear stress, and shear strain of soil. Cyclic triaxial testing performed on Sekarsuli sand with 40%, 50% and 60% relative density, the cyclic amount is 30 cyclic, frequency 1 Hz and two types of confining pressure (100 kPa and 200 kPa). Centrifuge test was conducted with a depth 8 cm of Toyoura sand and 60% relative density, 50g acceleration of gravity and two types of shaking (24 Hz and 30 Hz). Empirical analysis was performed using grain size distribution, which are known initial occurrence of liquefaction. The results revealed that Sekarsuli and Toyoura sand included into most potentially liquefaction. Liquefaction potential analysis of Sekarsuli sand is based on an empirical approach occurs 20% - 70% relative density. Cyclic triaxial testing showed that the potential for liquefaction occurs at a confining pressure of 100 kPa for all relative density variations while the confining pressure of 200 kPa with 60% relative density showed no liquefaction occurred. Centrifuge test results on Toyoura sand with 24 Hz shaking showed no liquefaction occurred, while under 30 Hz shaking, liquefaction occurred on every layer of sample. The maximum shear stress and shear strain at two types of shaking (24 Hz and 30 Hz) is 350.029 kPa and 1535.967 kPa and 0.00637% and 0.014% respectively. Type of shaking is proportional to the value of shear stress and shear strain. Displacement that occurs on models with 24 Hz shaking by 2 mm or equal to 10 cm on the prototype, while the imposition of 30 Hz for 5mm or equal to 25 cm on the prototype.

Kata Kunci : likuifaksi, kerapatan relatif, tekanan kekang, uji triaksial siklik, uji sentrifugal