Dynamic simulation of rainfall triggered landslide movement by using visco-plastic model

FARIS, Fikri, Teuku Faisal Fathani, S.T.,M.T.,Ph.D

2010 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Longsor adalah salah satu dari bencana alam yang umum terjadi di Indonesia. Resiko longsor yang cukup tinggi di Indonesia berkaitan dengan kondisi geologi yang terdiri dari perbukitan dan pergunungan dengan komposisi batuan berupa lapukan vulkanik yang terdiri dari patahan dan kekar. Kejadian longsor di Indonesia umumnya dipicu oleh curah hujan yang tinggi. Hal ini diperparah dengan perubahan tata guna lahan dan penebangan hutan yang menambah tingginya frekuensi longsor. Penelitian ini mengkombinasikan simulasi hidrologi berupa model tangki (tank model) yang memperhitungkan curah hujan dengan model geoteknik berupa visco- lastic model yang menggunakan pendekatan infinite slope dalam mensimulasikan gerakan rayapan (creep) dari massa tanah. Hasil dari simulasi ini kemudian diverifikasi menggunakan data yang diambil dari lapangan berupa data muka air tanah dan data pergeseran tanah. Hasil dari kombinasi model ini kemudian digunakan sebagai pertanda tambahan untuk sistem peringatan dini. Lokasi studi bertempat pada Desa Kalitlaga, Kecamatan Pagentan, Kabupaten Banjarnegara, Jawa Tengah dimana telah terpasang sistem pengamatan lapangan. Dari hasil yang didapat, penggunaan tank model untuk mensimulasikan tinggi muka air tanah menggunakan dua susunan tangki memberikan kesesuaian yang baik dengan data tinggi muka air tanah yang aktual di lapangan. Viscoplastic model yang menggunakan data hasil simulasi dari tank model juga memberikan hasil yang cukup baik terhadap data pergeseran tanah yang terjadi di lapangan. Parameter tanah yang didapat dari uji triaxial CU denga sudut gesek internal (simbol)= 15.4o dan kohesi c = 10.4 kN/m2. Dari analisis stabilitas menggunakan model lereng tak hingga (infinite slope) diperoleh kedalam bidang gelincir longsor sekitar 4.14 m dan kedalam muka air kritis 0.847 m. Simulasi kombinasi juga mengungkap bahwa kecepatan rayapan massa tanah yang dapat dinilai sebagai kondisi kritis ada sama atau lebih dari 0.14 mm/jam.

Landslides is the one of major natural disasters commonly happen in Indonesia which poses hazards and threads in most regions in the country. This susceptibility arises from the geological conditions in Indonesian region where mainly covered by the mountainous and hilly areas of weathered volcanic rocks, which are intersected by faults and joints. Moreover, the high precipitation as the one of triggering factor of landslides comes with landuse changing and deforestation cause the increase of landslide hazard frequency. As a consequence, the landslide risk preparedness must be considered to reducing risk. This research attempted to combine tank model as hydrological simulation which considers precipitation as triggering factor of landslides with geotechnical visco-plastic model to simulate creep soil movement in assumption of infinite slope. Subsequently, the combined simulation result is verified using actual groundwater level and displacement data collected from field monitoring. The combined model then expected to be some additional precursor as the development of early warning system criteria. The studied area located in Kalitlaga Village, Pagentan District, Banjarnegara Regency, Jawa Tengah Province, where the real-time field monitoring activity has been conducted. As the result, the utilization of tank model to simulate the groundwater level using rainfall data by using two series of tank confirmed good corresponds with the actual groundwater level recorded from field monitoring. The viscoplastic model using simulated groundwater level obtained from tank model also showed a good agreement between computed and actual displacement. Geotechnical parameters from CU triaxial test is appropriately used in viscoplastic simulation with internal friction (symbol) = 15.4o and cohesion c = 10.4 kN/m2. From stability analysis using infinite slope approach found that landslide slip surface depth is around 4.14 m and critical groundwater depth is 0.847 m. The combined simulation concluded that the landslide mass velocity that considered being critical condition is equal or exceed 0.14 mm/hour.

Kata Kunci : Mitigasi Bencana Longsor, Tank Model, Visco-plastic Model, Sistem Peringatan Dini, Landslide Mitigation, Tank Model, Visco-plastic Model, Early Warning System