PENGARUH KERAPATAN TANAH PASIR KALI OPAK PLERET YOGYAKARTA TERHADAP POTENSI LIKUIFAKSI BERDASARKAN UJI SHAKING TABLE

Bimawijaya Laia, Teuku Faisal Fathani ST. MT. Ph.D

2014 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Likuifaksi adalah peristiwa berubahnya sifat tanah dari keadaan padat menjadi keadaan cair, yang disebabkan oleh beban siklik pada saat gempa terjadi sehingga tekanan air pori meningkat melebihi tegangan efektif tanah. Likuifaksi umumnya terjadi di wilayah yang terbentuk oleh lapisan sedimen granular, dan jenuh air dengan tingkat kerapatan yang cukup rendah. Evaluasi pengaruh kerapatan relatif tanah terhadap mekanisme likuifaksi dapat diketahui dengan melakukan uji eksperimental menggunakan meja getar (shaking table) yang dapat memodelkan gelombang geser yang diakibatkan oleh gempa bumi. Uji eksperimental dilakukan dengan menggunakan sampel tanah pasir yang berasal dari pasir Kali Opak Pleret, Kabupaten Bantul, Yogyakarta, dengan nilai coefficient of curvature (Cc) sebesar 1,63 dan coefficient of uniformity (Cu) sebesar 2,44 yang menunjukkan bahwa tanah pasir tersebut termasuk dalam kriteria tanah pasir bergradasi buruk. Variasi kerapatan relatif tanah yang digunakan sebesar 25%, 35%, 45% dan 55%. Variasi percepatan maksimum gempa yang digunakan adalah sebesar 0,3g, 0,35g, 0,4g, dengan durasi penggetaran selama 32 detik. Parameter yang digunakan untuk menentukan tanah yang mengalami likuifaksi adalah rasio peningkatan tegangan air pori (ru). Jika ru ≥ 1 maka likuifaksi dapat terjadi, sedangkan jika ru < 1 maka likuifaksi tidak dapat terjadi. Dari hasil pengujian sifat fisik tanah, diketahui bahwa tanah pasir Kali Opak merupakan jenis tanah pasir lepas dengan kerapatan sebesar 24,35%, memiliki bentuk partikel pasir cenderung bulat serta seragam dan masuk dalam zona paling berpotensi likuifaksi berdasarkan hasil uji gradasi butiran. Analisa pengujian dengan meja getar menunjukkan bahwa kerapatan relatif tanah sangat mempengaruhi potensi likuifaksi. Potensi likuifaksi terbesar terjadi pada kerapatan relatif tanah 25% dengan rasio peningkatan tegangan air pori maksimum (rumaks) tertinggi tercatat sebesar 1,74 untuk percepatan gempa 0,4g dan terendah tercatat sebesar 0,27 pada kerapatan relatif tanah 55% untuk percepatan gempa 0,3g. Pengujian ini menunjukkan bahwa pada kerapatan relatif tanah 25% dan 35% berpotensi likuifaksi, tetapi kerapatan relatif tanah 45% dan 55% tidak berpotensi likuifaksi. Hasil tersebut menunjukkan tanah pasir Kali Opak Pleret dengan kerapatan sebesar 24,35% di lapangan, berpotensi mengalami likuifaksi. Penurunan muka tanah terbesar terjadi pada kerapatan relatif 25% yakni 4 cm dan terendah pada kerapatan 55% sebesar 0,53 cm.

Liquefaction is the changing events of soil characteristic from the solid state into liquid, caused by cyclic loading when an earthquake occurs that increases the pore water pressure exceeds effective stress soil. Liquefaction generally occurs in regions which are formed by a layer of granular sediment, and water saturated with sufficiently low density. Evaluation of the effect of the relative density of the soil liquefaction mechanism can be determined by performing an experimental test using a vibrating table (shaking table) that can model the shear waves caused by earthquakes. Experimental test was conducted using soil samples from Kali Opak Pleret districts, Bantul, Yogyakarta, with value of coefficient of curvature (Cc) of 1,63 and coefficient of uniformity (Cu) of 2,44, which indicates that sandy soil inculded in the poorly grade. Variations of soil relative density used were 25%, 35%, 45%, and 55%. Variations of earthquake maximum ground acceleration used were 0.3g, 0.35g, 0.4g, with vibrating duration of 32 second. Parameter used to determine liquefaction was excess pore water pressure ratio (ru). If ru ≥ 1 then liquefaction could occur, whereas if ru < 1 then liquefaction could not occur. From the results of soil physical properties test, it is known that Kali Opak Pleret sand is loose sandy soil type, its sand particles tend to be spherical and similar and on the range of the most potential liquefaction zones based on granular gradation test results. Analysis of the shaking table test showed that the relative density of the soil greatly affects the liquefaction potential. The largest liquefaction potential in soil relative density of 25 % with the highest ratio of maximum excess pore water pressure (rumaks) recorded of 1,74 for maximum ground acceleration of 0.4g, and the lowest was recorded at 0.27 in the relative density of 55% for maximum ground acceleration of 0.3g. These result indicate that the relative density of 25 % soil and 35 % had a liquefaction potential, but the relative density of 45 % soil and 55 % there were no potential liquefaction. These results indicate soil Opak Pleret with density of 24.35% in the field, has potential to experience liquefaction. The greatest surface settlement occured at relative density of 25% is equal to 4 cm, and the lowest is at relative density of 55% equal to 0,5 cm.

Kata Kunci : likuifaksi, uji meja getar, kerapatan relatif, rasio peningkatan tegangan air pori