Study Teknik Sipil

1. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
i
ANALISIS KESTABILAN LERENG DENGAN
SOFTWARE ROCSCIENCE SLIDE
#1
KALKULASI DASAR
Disususn Oleh:
HAMZAH MAULANA (civilforfuture@gmail.com)
ATIYYA INAYATILLAH (atiyya.inayatillah@gmail.com)
www.civilforfuture.com/geoteknik

2. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
ii
DAFTAR ISI
I. Rocscience Slide ................................................................................................ 1
II. Prinsip Dasar Kestabilan Lereng .................................................................... 1
III. Faktor—Faktor Yang Mempengaruhi Kestabilan Lereng ................................. 3
IV. Langkah Analisis Kestabilan Lereng dengan Software Rocscience Slide ......... 6

3. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
1
I. Rocscience Slide
Rocsience Slide adalah salah satu software geoteknik yang mempunyai
spesialisasi sebagai software perhitungan kestabilan lereng. Pada dasarnya
Rocscience Slide adalah salah satu program di dalam paket perhitungan geoteknik
Rocscience yang terdiri dari Swedge, Roclab, Phase2, RocPlane, Unwedge, dan
RocData.
Secara umum langkah analisis kestabilan lereng dengan Rocscience Slide
adalah pemodelan, identifikasi metode dan parameter perhitungan, identifikasi
material, penetuan bidang gelincir, running/kalkulasi, dan interpretasi nilai FoS
dengan software komplemen Slide bernama Slide Interpret.
Analisis kestabilan lereng mempunyai tingkat kerumitan yang cukup tinggi
dan mempunyai banyak variabel. Selain itu akurasi kestabilan lereng juga sangat
dipengaruhi oleh akurasi parameter yang dimasukkan terkait kondisi sebenarnya.
Perhitungan detail dan unsur ketdakpastiannya cukup besar (diwakili oleh parameter
probaility) sehingga jika perhitungan dilakukan manual akan memakan waktu yang
cukup lama dan akurasinya pun tidak maksimal. Oleh karena itu analisis kestabilan
lereng semakin banyak digunakan di dunia industri maupun pendidikan. Tetapi yang
menjadi syarat utama seseorang sebelum menggunakan software adalah pemahaman
terhadap konsep perhitungan tersebut.
Rocscience Slide banyak digunakan di industri khususnya pertambangan dan
konstruksi khususnya tanggul, bendungan, dan lereng pada sisi jalan.
II. Prinsip Dasar Kestabilan Lereng
Pada prinsipnya suatu lereng dikatakan stabil atau akan stabil apabila
tegangan geser tanah yang menyebabkan lereng tersebut longsor (driving forces)
sama besar dengan tegangan geser tanah yang menahan lereng longsor (resisting

4. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
2
forces). Kestabilan suatu lereng dinyatakan dengan suatu nilai yang disebut nilai
faktor keamanan atau lebih dikenal dengan FoS. FoS didefinisikan sebagai
perbandingan dari kekuatan geser yang diperlukan agar setimbang terhadap kekuatan
geser material yang tersedia.
atau
FoS =
dimana: τa = kekuatan geser material yang tersedia
τm = kekuatan geser material yang diperlukan agar tepat setimbang
Kekuatan geser material yang tersedia (τa) dihitung dengan menggunakan Persamaan
Mohr-Coulomb, sedangkan kekuatan geser yang diperlukan agar tepat setimbang (τm)
dihitung dengan menggunakan persamaan kesetimbangan.
Secara teori jika FoS bernilai < 1 maka lereng tersebut tidak aman dan berada
dalam kondisi longsor. Sedangkan FoS = 1 adalah kondisi batas ketika resisting force
dan driving force bernilai sama. Bisa jadi dalam kondisi ini lereng masih stabil tetapi
sedikit saja ada ada gangguan maka lereng akan longsor. Secara umum nilai FoS
yang termasuk kategori aman di PT NNT bernilai 1,2.
Simulasi komponen gaya pada kestabilan lereng dimisalkan suatu blok
terletak di atas suatu bidang miring, maka satu-satunya gaya yang bekerja pada blok
yaitu gaya gravitasi atau berat blok. Berat blok akan menyebabkan blok di atas
bidang runtuh bergerak ke bawah. Gaya berat bekerja pada arah vertical ke bawah
dan dapat diuraikan ke dalam dua komponen yaitu gaya yang searah dengan
kemiringan bidang runtuh dan gaya yang tegak lurus terhadap bidang runtuh.
Komponen gaya berat yang searah bidang runtuh akan menyebabkan blok
menggelincir ke arah bawah, besarnya gaya ini adalah
WT = W Sin β

5. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
3
Sedangkan komponen gaya yang tegak lurus atau normal terhadap bidang
miring cenderung mempertahankan kondisi kesetimbangan blok massa, besarnya
gaya ini adalah.
WN = W cos β
Gambar 1 simulasi komponen gaya pada lereng
III. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kestabilan Lereng
Kestabilan lereng pada lereng batuan selalu dipengaruhi oleh beberapa faktor
antara lain: geometri lereng, struktur geologi, kondisi air tanah, sifat fisik dan
mekanika batuan serta gaya-gaya yang bekerja pada lereng.
3.1 Geometri Lereng
Kemiringan dan tinggi suatu lereng sangat mempengaruhi kestabilannya.
Pada umumnya semakin besar kemiringan dan tinggi suatu lereng, maka kesatbilan
semakin kecil. Faktor geometri ini seringkali menjadi faktor/variabel yang berubah
dalam suatu perencanaan lereng.
3.2 Kondisi Geologi
Pada dasarnya sifat fisik dan mekanikal batuan yang akan berpengaruh
terhadap kestabilan lereng ditentukan oleh kondisi geologi pada lokasi tersbut.
Kondisi geologi yang sangat mempengaruhi kemantapan lereng adalah sutruktur

6. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
4
geologi penyusunnya dan struktur batuan berupa bidang–bidang sesar, perlapisan
dan rekahan. Struktur batuan tersebut merupakan bidang-bidang lemah dan
sekaligus sebagai tempat merembesnya air, sehingga batuan lebih mudah longsor.
Dalam perhitungan kestabilan lereng yang digunakan adalah parameter geoteknik,
namun untuk memudahkan interpretasi antar depaterment penamaannya seringkali
didasarkan pada nama geologi.
3.3 Sifat Fisik dan Mekanika Batuan
Sifat fisik batuan yang mempengaruhi kemantapan lereng adalah: porositas
dan kandungan air, dan bobot isi (density). Bobot isi batuan akan mempengaruhi
besarnya beban pada permukaan bidang longsor. Sehingga semakin besar bobot isi
batuan, maka gaya penggerak yang menyebabkan lereng longsor akan semakin
besar. Dengan demikian, kestabilan lereng tersebut semakin berkurang. Kuat tekan,
kuat tarik, kuat geser, kohesi dan sudut geser dalm merupakan sifat mekanik batuan
yang juga mempengaruhi kestabilan lereng. Kekuatan batuan biasanya dinyatakan
dengan kuat tekan (confined & unifed compressive strenght), kuat tarik (tensile
strenght) dan kuat geser (shear strenght). Batuan mempunyai kekuatan besar, akan
lebih stabil. Semakin besar kohesi dan sudut geser dalam, maka kekuatan geser
batuan akan semakin besar juga. Dengan demikian akan lebih stabil.
Batuan yang mempunyai porositas besar akan banyak menyerap air. Dengan
demikian kuat geser batuannya akan menjadi semakin kecil, sehingga
kemantapannya pun berkurang. Air sangat memepengaruhi kestabilan lereng.
Dalam analisis ini mengunakan Ru sebagai parameter tekanan air tanah, karena
tinggi muka air tanah pada material longsor tidak dapat ditentukan.
Persamaan Mohr-Coulomb
Nilai Kuat Geser batuan pada kondisi kering :
τ = c + σ tg φ
Nilai Kuat Geser batuan pada kondisi jenuh :

7. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
5
τ = c + (σ - u) tg φ
τ = kuat geser batuan (ton/m2
)
c = kohesi (ton/m2
)
σ = tegangan normal (ton/m2
)
u = tekanan air pori (ton/m2
)
φ = sudut geser dalam (derajat)
Kuat geser tanah pada kondisi jenuh air akan berkurang karena tekanan air
pori air mereduksi tegangan normal. Tekanan air pori akan mereduksi tegangan
normal sehingga kekuatan geser material pada badan lereng berkurang. Tegangan
Normal Efektif σ'= σ – u. Tegangan noramal efektif adalah tegangan normal yang
direduksi oleh tekanan air pori. Tegangan efektif merupakan konsep yang sangat
penting dalam bidang rekayasa geoteknik. Konsep tegangan efektif ini ditemukan
oleh Karl Terzaghi pada tahun 1920. Tegangan efektif didefinisikan sebagai
berikut:
= tegangan normal efektif
= tegangan normal total
u = tekanan air pori
Tegangan normal total dan tekanan air pori dapat dihitung atau diperkirakan
dari berat satuan dan tebal lapisan tanah/batuan dan letak muka air tanah. Tegangan
normal efektif tidak dapat diukur, hanya bisa dihitung apabila tegangan normal total
dan tekanan air pori diketahui. Hubungan antara tegangan total,tegangan efektif dan
tekanan air pori adalah sebagai berikut :

8. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
6
Gambar 2 Hubungan antara tegangan total,tegangan efektif dan
tekanan air pori
3.4 Pengaruh Gaya
Biasanya gaya-gaya dari luar yang dapat mempengaruhi kestabilan lereng
antara lain: getaran alat-alat berat yang bekerja di sekitar lereng, peledakan, gempa
bumi dll. Semua gaya tersebut akan memperbesar tegangan geser sehingga dapat
mengakibatkan kelongsoran pada lereng. Tetapi seringkali faktorgaya tersebut tidak
diperhitungkan di dalam operasi pertambangan karena nilainya sangat kecil dan
tergantung pada arah pengaruh gaya tersebut pada lereng yang dianalisis.
IV. Langkah Analisis Kestabilan Lereng dengan Software Rocscience Slide
Sebelum masuk ke Rocscience Slide geometri desain harus dibuat di
AotoCAD dan disimpan dalam format dxf. Beberapa geometri desain harus dibuat di
AutoCAD karena memodifikasi desain di Slide tidak selengkap dengan AutoCAD
yang memang mempunyai spesifikasi sebagai drawing software.
Berikut ini adalah metodologi penelitian untuk analisis kestabilan lereng
menggunakan Rocscience Slide sesuai dengan cara kerja siftware tersebut.

9. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
7
4.1 Pemodelan
Pemodelan geometri lereng yang akan dianalisis bisa dilakukan langsung di
Rocscience Slide. Tetapi untuk memenuhi geometri sesuai denan kondisi asli cara
ini kurang teliti. Untuk itu pemodelan dilakukan dengan software lain. Dalam
Tugas Akhir ini pemodelan dilakukan dengan mengambil data topografi pit PT
NNT melalui software 3D Minesight. Dari 3D Minesight akan didapatkan section
yang akan dianalisis. Selanjutnya section tersebut dimodifikasi dengan AutoCAD
sesuai dengan geometri desain yang diinginkan. Section yang akan disajikan ke
Rocscience Slide juga bisa dipersempit hanya pada bagian yang akan dianilisis.
Setelah geometri siap selanjutnya adalah memasukkan geometri tersebut ke
Rocscience Slide. Setelah aplikasi Rocscience Slide dibuka dlangkah pertama
adalah membuat nama file baru. Kemudian mengambil gambar dalam format dxf
melalui langkah file-import-import dxf. Pertama kali kita harus mengimpor external
boundary atau batas paling luar dari section yang dianalisis. Setelah itu impor
material boundary. Dalam sebuah lereng bisa terdapat beberapa jenis material.
Material boundary adalah batas antar material tersebut.
Gambar 3 Langkah untuk mengimpor external boundary dan material boundary

10. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
8
Tampilan setelah external boundary dan material boundary diimpor dapat dilihat
pada gambar 3.12 dan 3.13.
Gambar 4 geometri external boundary setelah diimpor ke Slide
Gambar 5 geometri material boundary setelah diimpor ke Slide

11. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
9
4.2 Identifikasi Metode dan Parameter Perhitungan
Dalam analisis kestabilan lereng terdapat beragam metode dengan
parameter yang berbeda. Metode dan parameter perhitungan tersebut harus
diidentifikasikan dengan tepat.
Langkah pertama untuk menentukan metode perhitungan adalah klik menu
Analysis-Project Settings seperti pada gambar 3.14.
Gambar 6 geometri material boundary setelah diimpor ke Slide
Setelah itu akan muncul top up menu seperti pada gambar 3.15 hingga 3.17.
Project setting terdiri dari beberapa bagian yaitu General, Methods, Groundwater,
Statistics, dan Random Numbers. General adalah pengaturan umum tentang judul, satuan,
arah longsoran, dan beberapa data penunjang.
Gambar 7 Pengaturan umum dalam Project Settings

12. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
10
Methods adalah pengaturan metode perhitungan yang digunakan. Dalam
Tuga Akhir ini metode yang digunakan adalah Bishop simplified dan
Ordinary/Fellenius. Metode yang akan digunakan dapat dipilih lebih dari satu dan
masing-masing metode dapat dinterpretasikan dengan software komplemen
Rocscience Slide yaitu Rocscience Slide Interpret. Pada Kolom Converage Options
terdapat pilihan jumlah slice/pias dalam perhitungan FoS. Jumlah pias yang
digunakan sebanyak 25. Sedangkan Tolerance dan Maximum Number of Iterations
adalah alat bantu sampling statistik untuk menentukan kemungkinan yang tidak
pasti dalam perhitungan.
Groundwater adalah pengaturan tentang pengaruh air di dalam kestabilan
lereng. Setiap groundwater method akan meminta parameter yang berbeda. Dalam
Tugas akhir ini groundwater method digunakan nilai Ru coefficient dengan asumsi
kondisi kering dan jenuh sempurna (fully saturated). Nilai Ru coefficient tersebut
akan dimasukkan ke dalam material properties.
Dua kolom terakhir pada bagian kanan adalah Statistic dan Random
Numbers. Menu ini tidak harus dipilih (bisa dikosongkan). Statistics berisi pilihan
tentang metode sampling yang digunakan dan parameter yang menyertainya yang
harus dimasukkan pada Random Numbers.
Gambar 8 Pengaturan metode yang digunakan

13. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
11
Gambar 9 Pengaturan pengaruh air dalam kestabilan lereng
4.3 Identifikasi Material
Material pembentuk lereng yang akan dianalisis harus dimasukkan ke dalam
data Rocscience Slide. Langkah untuk mengatur material adalah klik Menu
Properties-Define Materials.
Gambar 10 Langkah untuk membuka menu pengaturan material
Setalah itu akan muncul top up menu pengaturan material. Setiap material
bisa diatur nama dan warnanya untuk memudahkan dalam penyajian. Karekteristik
pertama yang harus dimasukkan adalah bobot isi/unit weight. Setelah itu pilih jenis
analisis kekuatan. Setiap jenis akan meminta parameter yang berbeda. Misalnya

14. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
12
jika digunakan Mohr-Coulomb maka parameter yang harus dilengkapi adalah
kohesi dan sudut geser dalam. Sedangkan water parameters berupa nilai Ru hanya
akan muncul jika dalam groundwater method digunakan Ru coefficient.
Gambar 11 Langkah untuk membuka menu pengaturan material
Langkah selanjutnya adalah menempatkan material pada gambar
berdasarkan material boundary dengan karakteristik yang telah dibuat. Tampilan
lereng akan berubah dengan warna sesuai materialnya seperti pada gambar 3.20.

15. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
13
Gambar 12 assign material pada lereng
Gambar 13 setiap jenis material diwakili oleh warna yang berbeda
4.4 Penentuan Bidang Gelincir
Kemunngkinan bidang gelincir yang akan terjadi pada lereng yang dianalisis
dapat dipilih dengan klik menu Surfaces-Surfece Options kemudian akan muncul
top up menu seperti pada gambar 3.22. Penentuan bidang gelincir disesuaikan
dengan kemungkinan bidang longsor pada lereng yang akan dianalisis. Pada failure

16. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
14
25 kemungkinan longsor adalah pada failed material yang tersusun oleh material
lepas sehingga digunakan bidang gelincir berbentuk lingkaran.
Gambar 14 Langkah untuk membuka pengaturan bidang gelincir
Setelah Surface Type dipilih Circular selanjutnya adalah mengatur mentode
pencarian kemungkinan bidang gelincir. Radius Increment menunjukkan jumlah
interval antara radius terbesar dan terkecil pada setiap titik pusat gelincir.
Sedangkan composite surfaces adalah bidang gelincir berbentuk busur lingkaran
yang melewati lebih dari satu jenis material. Sedangkan tension crack dipilih
karena kemungkinan bidang gelincir pada failure 25 hanya akan melewati failed
material.

17. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
15
Gambar 15 Surface Options
Selanjutnya klik Auto Grid seperti gambar 3.24 untuk membuat grid yang
memuat kemungkinan pusat gelincir. Jika dipilih Auto Grid maka Rocscience Slide
akan membuat sebuah kota dengan kemungkinan bidang longsoran. Metode ini
adalah metode paling lengkap dan efektif. Sebenarnya ada metode lain yang
konvensional yaitu dengan menggambar sendiri kemungkinan busur lingkarannya.
Jumlah kemungkinan pusat gelincir pada kota tersebut bisa diatur dengan memilih
Grid Spacing.

18. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
16
Gambar 16 Pengaturan dan tampilan setelah dibuat grid
4.6 Running/kalkulasi
Langkah terakhir dalam Rocscience adalah memulai perinta running.
Caranya adalah menekan toolbar seperti pada gambar 3.25 kemudian Rocscience
Slide akan melakukan perhitungan seperti pada gambar 3.26. Proses perhitungan
tersebut memerlukan waktu beberapa menit (tergantung kecepatan bekerja
komputer).
Gambar 17 Perintah untuk running

19. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
17
Gambar 18 Proses running Rocscience Slide
Top up menu Slope Stability Compute akan otomatis tertutup setelah proses
perhitungan mencapai 100%. Selanjutnya adala melakukan interpretasi nilai FoS
dengan Rocscience Slide Interpret dengan perintah seperti pada gambar 3.27.
Gambar 19 Perintah untuk membuka Rocscience Slide Interpret
4.7 Interpretasi nilai FoS
Rocscience Slide Interpret adalah software komplemen Slide yang berfungsi
untuk melakukan interpretasi nilai FoS hasil kalkulasi dengan Rocscience Slide.

20. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
18
Ketika pertama kali dibuka dari file Rocscience Slide yang sedang dikerjakan maka
Rocscience Slide Interpret akan menunjukkan nilai FoS terkecil.
Gambar 20 Tampilan Rocscience Slide Interpret
Pada gambar terlihat di dalam kotak di atas lereng terdapa warna. Setiap
warna menunjukkan nilai skala FoS tertentu sesuai dengan petunjuk di bagian kiri.
Nilai FoS pada semua kemungkinan pusat gelincir yang terdapat pada skala warna
terebut dapat diketahui. Dari gambar di atas juga terlihat pada failed material
terdapat bentuk busur lingkara. Busur tersebut akan berubah jika dipilih pusat
gelincir yang berbeda. Nilai FoS pada semua kemungkinan lokasi pusat gelincir
tersebut dapat disajikan dalam bentuk grafik seperti pada gambar 3.29 dan tabel
dalam format Microsoft Excel.

21. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
19
Gambar 21 Grafik nilai FoS berdasarkan koordinat pusat gelincir
Pada gambar 3.30 terlihat interpretasi hasil analisis kestabilang lereng
lengkap dengan bidang gelincir berbentuk busur lingkaran, pusat gelincir disertai
jari-jari, dan nilai FoS. Rocscience Slide Interpret juga dapat menunjukkan diagram
gaya yang bekerja sesuai denga karakteristik material dan geometri yang dibuat.
Diagram tersebut dapat dilihat pada gambar 3.31. Data gaya yang bekerja tersebut
juga dapat diinterprtasikan sebagai sebagai data numerik.
Gambar 22 interpetasi hasil analisis kestabilan lereng

22. HAMZAH MAULANA
ATIYYA INAYATILLAH
20
Gambar 23 Diagram gaya yang bekerja pada sebuah slice dengan metode Bishop

23. ii
DAFTAR PUSTAKA
Almanera,Raimundo dan Nasution, Yuda. 2007. Rock Slope Stability
Concepts.(Presentasi Stabilitas Lereng) PT. Newmont Nusa Tenggara.
Buku dengan editor Sosdrodarsono, S. dan Nakazawa, K., Editor. 1981. Mekanika
Tanah dan Teknik Pondasi. PT .Pradnya Paramita. Jakarta.
Buku Terjemahan Das. B. M. 1988. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa
Geokteknis). Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Principles of
Geotechnical Engineering.
Effective Stress. 2010 Wikipedia. http://id.wikipedia.org/wiki/effective steress [10
Januari 2010 ]
Hoek, E. and Bray. J.W,1981. Rock Slope Engineering 3rd Ed, The Instuation of
Mining ang Metallurgy London.
Krynine, D.P. dan Judd, W.R. 1997. Principles of Engineering Geology and
Geotechnics. McGraw-Hill Inc. Book Company. New York
Purnomo, Joko. 2009 .Tambang Terbuka (Open Pit Mine),
http://ssokoj.blogspot.com/2009/08/tambang terbuka open pit mine.html.
PERHAPI (Perhimpunan Ahli tambang Indonesia). 2009. Kumpulan Makalah
Geoteknik. PT. Freeport Indonesia. Jakarta.