PENGARUH BEBAN SIKLIS PADA TANAH DASAR FONDASI CANDI PRAMBANAN DENGAN VARIASI KEPADATAN DALAM TINJAUAN PARAMETER DINAMIS TANAH

ARYANTI NURHIDAYATI, S.T., Prof. Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip. H.E., D.E.A.,

2013 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Beban dinamis adalah getaran periodik atau berulang dengan variasi waktu (t) dalam suatu frekuensi. Pada pembebanan dinamis, modulus geser (shear modulus) dan rasio redaman (damping ratio) merupakan parameter penting yang dapat menggambarkan perilaku tanah pada kondisi siklis. Dalam kaitannya dengan analisis respons struktur, tanah kohesif (cohesive soil) dan non kohesif (cohesionless soil) mempunyai perilaku yang berbeda. Pasir yang merupakan tanah non kohesif memiliki kekuatan geser yang tinggi, sehingga pasir dapat digunakan sebagai lapisan peredam, penerima maupun perata beban. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh beban siklis terhadap modulus geser dan damping ratio pada tanah pasir. Dalam penelitian ini, sampel tanah diambil dari tanah dasar fondasi candi Prambanan kemudian dilakukan uji triaksial siklis untuk mengetahui perilaku tanah akibat beban siklis yang tercermin dalam parameter dinamis tanah yaitu modulus geser dan rasio redaman. Sampel divariasikan berdasarkan kepadatan relatif (Dr). Jenis uji triaksial siklis yang digunakan adalah UU (uncosolidated undrained) dan macam pengujian yang dilakukan adalah cyclic modulus and damping test sesuai ASTM D3999-91 Reapproved 2003. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa tanah Prambanan merupakan tanah pasir kelanauan (SM) atau untuk klasifikasi AASHTO masuk dalam jenis tanah A-2-4 dengan nilai γd maksimum 18,25 kN/m3 dan mempunyai tingkat gradasi yang baik. Tampak hasil penelitian ini memberikan nilai modulus elastisitas menurun seiring dengan peningkatan regangan aksial, sedangkan nilai damping ratio akan meningkat; nilai modulus geser menurun seiring dengan peningkatan regangan geser, sedangkan nilai damping ratio akan meningkat; dan bertambahnya jumlah siklus akan diiringi dengan meningkatnya modulus geser dan modulus elastisitas, sedangkan nilai damping ratio akan menurun. Nilai modulus geser dan modulus elastisitas meningkat dengan meningkatnyanya tingkat kepadatan sedangkan rasio redaman material akan menurun dengan meningkatnya tingkat kepadatan. Kepadatan tanah yang berbeda akan menyebabkan perbedaan perilaku deformasi yang terjadi selama beban gempa. Pada tingkat kepadatan sedang, amax: 0,4g; tanah dasar candi Prambanan memperlihatkan deformasi yang besar, akan tetapi tahanan geser tanah relatif cukup besar dan nilai rasio redaman relatif besar sehingga tidak terjadi keruntuhan.

Dynamic load is periodical or repeated vibration within time (t) variation in a frequency. In dynamic loading, the shear modulus and damping ratio are important parameters that describe the soil behaviors in cyclic condition. In relation to structural response analysis, the cohesive soil and cohesion-less soil have different behaviors. Sand is a cohesion-less soil with high shear strength. Therefore, it can be used as damping layer, load receiver and load grader. The objective of this study is to identify the influence of cyclic load to the sand shear modulus and damping ratio. Samples in this study were taken from the base foundation of Prambanan temple. Test of triaxial cyclic, as reflected in the soil dynamic parameters (the shear modulus and damping ratio), was then taken. The samples varied based on the relative density (Dr). The triaxial cyclic tests consisted of the UU (unconsolidated untrained) with the test types included the cyclic modulus and damping test as in comply with ASTM D3999-91 Reapproved 2003. Results indicated that Prambanan soil was classified into silt sand (SM) - or in AASHTO classification - it is categorized as A-2-4 soil type with γd maximum of 18.25 kN/m3 that indicated good gradation level. Results of this study showed that elasticity modulus decreased as the axial strain increased, whilst the damping ratio would increase; and the shear modulus would decrease as the shear strain increased, whilst the damping ratio would increase. Meanwhile, the increasing numbers of cycles would be accompanied with increasing shear and elasticity modulus and decreasing damping ratio. The value of shear modulus and elasticity modulus increased based on the increasing density. The material damping decreased in accordance with the increasing density. During the earthquake load, different soil density might cause different deformation behaviors. At average density level of amax: 0.4g, the base soil of Prambanan Temple would indicate high deformation. However, the soil shear resistance and damping ratio were quite large that might prevent collapse to occur.

Kata Kunci : triaksial siklis, modulus elastisitas, modulus geser, rasio redaman, kepadatan relatif (Dr)