Dokumen tersebut membahas tentang mekanika tanah khususnya analisis stabilitas lereng. Beberapa poin penting yang diangkat antara lain jenis-jenis lereng, teori dasar stabilitas lereng, faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas, dan metode-metode analisis stabilitas lereng seperti metode potongan dan metode keseimbangan batas.

1. MEKANIKA TANAH
(CIV -205)

2. OUTLINE :
• Tipe lereng, yaitu alami, buatan
• Dasar teori stabilitas lereng
• Gaya yang bekerja pada bidang runtuh lereng
• Profil tanah bawah permukaan
• Gaya –gaya yang menahan keruntuhan lereng
• Faktor keamanan terhadap keruntuhan lereng
• Metode analisis kestabilan lereng, metode irisan,
Bishop

3. Setiap kasus tanah yang tidak rata,
terdapat dua permukaan tanah yang
berbeda ketinggian
Komponen gravitasi cenderung
menggerakkan massa tanah dari
elevasi tinggi ke rendah
TIMBUL GAYA YANG MENDORONG
TANAH DI BAWAH
DAN GAYA DARI DALAM TANAH
YANG MELAWAN /MENAHAN
SEHINGGA TANAH TETAP STABIL

4. LERENG

5. JENIS LERENG
LERENG ALAMI (NATURAL SLOPE)
• Terbentuk karena proses alam dan stabil selama
bertahun-tahun
• Material berupa jenis tanah atau batuan
LERENG BUATAN (MAN MADE SLOPE)
• Dapat terbentuk kerena pemotongan (cutting atau
timbunan
• Contoh : tanggul untuk jalan atau bendungan tanah

6. ANALISIS STABILITAS LERENG
Tujuan
analisis
Merencanakan lereng
yang stabil dan
ekonomis
Mengevaluasi
potensi longsoran
yang ada
Menganalisis
kelongsoran yang
terjadi
Aspek penting
dalam analisis
Mekanisme
keruntuhan lereng
Kondisi geologi
setempat dan
topografi serta
kegempaan
Tekanan air dan
muka air tanah

7. LAND SLIDING
Terjadi karena kekuatan geser tanah telah dilampaui.
Bidang gelincir
Perlawanan geser

8. PENYEBAB KELONGSORAN
Apabila tegangan geser > kuat geser, maka terjadi kelongsoran
PENYEBAB PENINGKATAN
TEGANGAN GESER
• Kehilangan dukungan (lateral
dan vertikal) : Erosi oleh
sungai, proses pelapukan,
penggalian permukaan oleh
manusia, penambangan
• Beban permukaan dan beban
lain : timbunan, bangunan, air
hujan yang merembes,
tekanan rembesan
PENYEBAB PENURUNAN KUAT
GESER
• Perubahan kadar air
• Desintegrasi dari batuan
• Pelembekan pada fissured
clay

9. TIPE & MEKANISME GERAKAN TANAH & KELONGSORAN
Gerakan massa jatuh dari
udara
Umumnya material
batuan
terlepas dari lereng yang
curam
RUNTUHAN (FALLS)
Gerakan akibat gaya
momen atau gaya lain
akibat ada air dalam
rekahan
PENGELUPASAN
(TOPPLES)
Peralihan geser
sepanjang bidang
geser, dapat berupa
translasi maupun rotasi
LONGSORAN (SLIDE)
Terjadi pada kondisi
tanah yang amat
sensitif atau sebagai
bagian dari gaya gempa
ALIRAN TANAH (EARTH
FLOW)

10. TIPE & MEKANISME GERAKAN TANAH & KELONGSORAN
ROTATIONAL SLIDE
TRANSLATIONAL SLIDE
Suatu massa bergerak sepanjang bidang gelincir berbentuk
bidang rata, dapat bersifat menerus ataupun dalam blok

11. BAGAIMANA MENCEGAH KELONGSORAN ???
• Contoh gaya luar yang merusak kestabilan
: beban lalu lintas atau gerusan banjir
serta gaya sentrifugal dari air sungai
MENCEGAH GAYA
LUAR YANG DAPAT
MERUSAK LERENG
• Membuat lereng lebih datar, kurangi
sudut kemiringan
• Memperkecil ketinggian lereng
Memperkecil gaya
penggerak atau
momen penggerak

12. Memakai counterweight
• Momen lawan akan bertambah besar dibanding
momen penggerak (FK <<<<<)
• Hanya untuk kelongosoran rotasi
Mengurangi tegangan
air pori di dalam lereng • Dengan membuat selokan teratur
(drainage) pada lereng maka
tegangan pori berkurang
• Kekuatan geser menjadi naik

13. Dengan cara mekanik
Dengan cara injeksi
• Penambahan bahan kimia atau semen yang dipompa
melalui pipa agar masuk ke dalam lereng.
• Cocok untuk tanah yang memiliki daya rembes tinggi
• Tidak dapat dimasukkan ke dalam lereng yang terdiri
dari lempung atau lanau
• Memasang tiang atau membuat
dinding penahan tanah
• Hanya dipakai pada lereng atau
kelongsoran yang kecil.

14. PRINSIP KESETIMBANGAN GAYA
Bila T > F max, blok tanah
akan bergeser
T = gaya dorong
F = gaya tahan  gaya gesek
𝑭𝑲 =
𝑮𝒂𝒚𝒂 𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏
𝒈𝒂𝒚𝒂 𝒅𝒐𝒓𝒐𝒏𝒈
Bila T < F max, blok tanah
akan stabil atau diam

15. PRINSIP KESETIMBANGAN GAYA
N = w cos α
F = gaya tahan = μ . N
= μ W cos α
𝑭𝑲 =
𝑮𝒂𝒚𝒂 𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏
𝒈𝒂𝒚𝒂 𝒅𝒐𝒓𝒐𝒏𝒈
=
𝝁
𝒕𝒈 𝜶
F = gaya dorong = W sin α
• gaya dorong = gaya tahan  FK =1
• Gaya dorong > gaya tahan  FK < 1
• Gaya dorong < gaya tahan  FK > 1

16. TEORI DASAR KUAT GESER TANAH
KERUNTUHAN GESER
DALAM TANAH
AKIBAT GERAK RELATIF
ANTARA BUTIRANNYA
BUKAN KARENA BUTIRAN TANAH YANG HANCUR !!!!!

17. TEORI DASAR KUAT GESER TANAH

18. STABILITAS LERENG
Kuat geser yang melawan longsoran , dilakukan dengan dua kondisi :
ANALISIS TEGANGAN TOTAL :
Dalam kondisi ini tegangan air pori (μ) = 0
Formula tegangan geser :
𝝉 = 𝒄 + 𝝈 𝐭𝐚𝐧 𝝋
ANALISIS TEGANGAN EFEKTIF :
Dalam kondisi tegangan air pori (μ) ada
Formula tegangan geser :
𝝉′ = 𝒄′ + (𝝈 − 𝝁) 𝐭𝐚𝐧 𝝋’
• Nilai c dan  diperoleh dari
uji undrained test
• Digunakan untuk analisis
jangka pendek
• Nilai c’ dan ’ diperoleh dari
uji CU atau drained atau
direct shear
• Digunakan untuk analisis
jangka panjang

19. ANALISIS STABILITAS LERENG
TUJUAN :
1. Menilai apakah suatu lereng yang ada akan longsor atau tidak
2. Menilai potensi longsoran yang ada
3. Merencanakan suatu lereng yang stabil dan ekonomis

20. ANALISIS STABILITAS LERENG
BERDASARKAN PENGETAHUAN PRAKTIS
BERDASARKAN FINITE ELEMEN /PROGRAM
BERDASARKAN KESEIMBANGAN BATAS
• METODE KESEIMBANGAN POTONGAN BEBAS SEBAGAI SUATU KESELURUHAN :
CARA BUSUR LINGKARAN DAN CARA LINGKARAN GESER
• METODE POTONGAN (METHOD OF SLICES) : FELLENIUS, BISHOP
BERDASARKAN GRAFIK STABILITAS
• JANBU
• TAYLOR
• COUSINS
• NAVAC DLL

21. FAKTOR KEAMANAN
𝑭𝒔 =
𝝉𝒇
𝝉𝒅
Secara umum faktor keamanan didefinisikan sebagai :
𝜏𝑓 = 𝑘𝑢𝑎𝑡 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑡𝑎𝑛𝑎ℎ 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎
𝜏𝑑 = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑖𝑑𝑎𝑛𝑔 𝑟𝑢𝑛𝑡𝑢ℎ
Kuat geser tanah terdiri dari dua komponen utama yaitu : kohesi (c) dan
geser yang dinyatakan dalam persamaan :
𝝉𝒇 = 𝐜′ + 𝝈′ 𝐭𝐚𝐧 φ
𝝉𝒅 = 𝒄′𝒅 + 𝝈′ 𝐭𝐚𝐧 𝝋′𝒅
𝑭𝒔 =
𝐜′
+ 𝝈′
𝐭𝐚𝐧 φ
𝒄′𝒅 + 𝝈′
𝐭𝐚𝐧 𝝋′𝒅
Faktor keamanan terhadap kohesi : Faktor keamanan terhadap friction :
𝑭𝒄′ =
𝐜′
𝒄′𝒅
𝑭φ′ =
𝒕𝒂𝒏 𝝋′
𝒕𝒂𝒏 𝝋′𝒅

22. ANALISIS PADA LERENG MENERUS (dry condition)

23. ANALISIS PADA LERENG MENERUS (wet condition)
PERMUKAAN ALIRAN REMBESAN DI PERMUKAAN LERENG

24. ANALISIS PADA LERENG MENERUS (wet condition)
PERMUKAAN AIR TANAH DI BAWAH PERMUKAAN LERENG

25. Analisis Pada Lereng terbatas (Metode Culman)
• Metode ini mengasumsikan
kelongsoran adalah bidang
datar
• Terjadi apabila tegangan geser
rata-rata yang mengakibatkan
gelincir > kekuatan geser tanah
• Bidang gelincir kritis adalah
yang memilki nilai FK terkecil

26. Analisis Pada Lereng terbatas (Metode Culman)
• Metode ini mengasumsikan
kelongsoran adalah bidang
datar
• Terjadi apabila tegangan geser
rata-rata yang mengakibatkan
gelincir > kekuatan geser tanah
• Bidang gelincir kritis adalah
yang memilki nilai FK terkecil

27. Contoh kasus :
Timbunan baru akan diletakkan pada suatu timbunan lama. Tanah timbunan baru
mempunyai berat volume  =19,6 kN/m3. kohesi dan sudut gesek dalam yang
bekerja pada bidang longsor , c = 25 kN/m2dan φ = 17⁰. Lereng timbunan baru
bersudut β = 48,5⁰ sedangkan lereng tibunan lama bersudut α = 40⁰ dari arah
horisontal. Berapa tinggi timbunan maksimum, bila dikehendaki faktor aman
terhadap longsoran FK=2?

28. Model Keruntuhan ROTASI

29. ANALISIS CARA KESEIMBANGAN BATAS
Cara ini dilakukan penilaian apakah tegangan geser yang terjadi pada
bidang longsor yang diperkirakan melampaui kekuatan gesernya
PRINSIP ANALISIS :
• Memperkirakan terlebih dahulu suatu bidang longsor yang akan
terjadi.
• Menghitung tegangan geser yang terjadi di sepanjang bidang
longsoran sehingga gaya-gaya pada freebody dalam batas antara
bidang longsor dan permukaan tanah berada dalam
keseimbangan statis.
• Bandingkan kekuatan geser tanah di sepanjang bidang longsor
dengan tegangan geser yang bekerja.

30. EQUILIBRIUM OF FREEBODY AS A WHOLE
1. CIRCULAR ARC METHOD
Persyaratan : digunakan
hanya untuk tanah lempung
homogen dengan φ = 0
𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘 = 𝑤. ҧ
𝑥
𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑤𝑎𝑛𝑎𝑛 = 𝑆. ෢
𝐴𝐶. 𝑅
𝐹𝐾 =
𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛
𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔
=
𝑆. ෢
𝐴𝐶. 𝑅
𝑤. ҧ
𝑥

31. EQUILIBRIUM OF FREEBODY AS A WHOLE
2. CIRCULAR ARC METHOD dengan
DIAGRAM TAYLOR ( untuk lempung  = 0)
Persyaratan :
• digunakan hanya untuk
tanah lempung homogen
dengan φ = 0
• Kuat geser undrained
yang konstan di
sembarang kedalaman

32. DIAGRAM STABILITAS  = 0
(Taylor 1948)

34. Contoh kasus
Suatu galian sedalam 10 meter dibangun pada tanah
lempung jenuh yang memilki berat volume 18,5 kN/m3
dan kohesi 40 kN/m2. lapisan tanah keras terdapat di
kedalaman 12 meter di bawah permukaan tanah.
Dengan menganggap sudut gesek dalam tanah  = 0,
berapakah kemiringan lereng β yang dibutuhkan agar
faktor aman FK = 1,5 ?

35. EQUILIBRIUM OF FREEBODY AS A WHOLE
2. CIRCULAR ARC METHOD dengan DIAGRAM TAYLOR ( untuk lempung  > 0)
Persyaratan :
• Tanah memiliki 2 komponen kuat geser :
kohesi (c) dan sudut gesek dalam ()
• Jika tanah memiliki komponen gesek, maka
distribusi gaya normal akan mempengaruhi
distribusi tahanan gesernya.
• Pada bidang longsor, tegangan normal yang
bekerja tidak merata sama , sebagai fungsi
dari besarnya sudut pusat lingkaran ()

38. CONTOH KASUS
Suatu timbunan dengan tinggi H = 12,2 memiliki
kemiringan lereng β = 30⁰. Permukaan tanah kerasa
dianggap pada kedalaman tak terhingga. Tanah memiliki
kohesi c = 38,3 kN/m2, sudut gesek dalam  = 10⁰ dan
berat volume total  = 15,7 kN/m3. tentukan faktor aman
terhadap kohesi (Fc), sudut gesek dalam (F) dan faktor
aman keseluruhan (F) ?

39. METHOD OF SLICES
• Pada cara ini bidang longsor di bagi menjadi
potongan/segmen.
• Perhitungan dilakukan dengan tinjauan pada masing-
masing potongan dimana gaya-gaya yang bekerja berada
dalam keseimbangan statis
KEUNTUNGAN METODE INI :
1. Bisa mendapatkan hasil lebih teliti, terutama pada
kondisi lapisan yang berbeda (non homogen)
2. Dapat dipergunakan pada setiap jenis tanah

40. METHOD OF SLICES
Metode Fellinius
Pada metode ini “ inter
strip force” diabaikan ,
sehingga N dapat
langsung ditentukan
dalam keseimbangan
gaya W, N dan S

41. METHOD OF SLICES
Metode Fellinius
𝐴 =
𝑚 + 𝑛
2
× 𝑏
𝑊 = 𝐴. 𝛾
𝑙𝑖 = 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑢𝑠𝑢𝑟 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑠𝑒𝑔𝑚𝑒𝑛 𝑘𝑒 − 𝑖
𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛 = 𝑀𝑅 = 𝑐. 𝑙𝑖. 𝑅 + 𝑊𝑖. cos 𝜃𝑖 . tan 𝜑 . 𝑅
𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑜𝑟𝑜𝑛𝑔 = 𝑀𝐷 = 𝑊𝑖. sin 𝜃𝑖 . 𝑅
𝑭𝑲 (𝟏 𝒔𝒆𝒈𝒎𝒆𝒏) =
𝑴𝑹
𝑴𝑫
=
𝒄. 𝒍𝒊. 𝑹 + 𝑾𝒊. 𝒄𝒐𝒔 𝜽𝒊 . 𝒕𝒂𝒏 𝝋 . 𝑹
𝑾𝒊. 𝒔𝒊𝒏 𝜽𝒊 . 𝑹

42. METHOD OF SLICES
Metode Fellinius
Faktor keamanan didefinisikan sebagai :
𝑭𝑲 =
𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒂𝒓𝒊 𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏𝒂𝒏 𝒈𝒆𝒔𝒆𝒓 𝒔𝒆𝒑𝒂𝒏𝒋𝒂𝒏𝒈 𝒃𝒊𝒅𝒂𝒏𝒈 𝒍𝒐𝒏𝒈𝒔𝒐𝒓
𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒂𝒓𝒊 𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒕𝒂𝒏𝒂𝒉 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒍𝒐𝒏𝒈𝒔𝒐𝒓
𝑭𝑲 =
σ 𝑴𝑹
σ 𝑴𝑫
KONDISI TEGANGAN TOTAL :  





 n
i
i
i
n
i
i
i
i
W
W
l
c
FK
1
1
.
sin
.
tan
.
cos
.
.



KONDISI TEGANGAN EFEKTIF :
 
 






 n
i
i
i
n
i
i
i
i
i
W
l
u
W
l
c
FK
1
1
.
sin
.
tan
.
.
cos
.
.




43. METHOD OF SLICES
Metode Fellinius
Faktor keamanan didefinisikan sebagai :
𝑭𝑲 =
𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒂𝒓𝒊 𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏𝒂𝒏 𝒈𝒆𝒔𝒆𝒓 𝒔𝒆𝒑𝒂𝒏𝒋𝒂𝒏𝒈 𝒃𝒊𝒅𝒂𝒏𝒈 𝒍𝒐𝒏𝒈𝒔𝒐𝒓
𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒂𝒓𝒊 𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒕𝒂𝒏𝒂𝒉 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒍𝒐𝒏𝒈𝒔𝒐𝒓
𝑭𝑲 =
σ 𝑴𝑹
σ 𝑴𝑫
KONDISI TEGANGAN TOTAL :  





 n
i
i
i
n
i
i
i
i
W
W
l
c
FK
1
1
.
sin
.
tan
.
cos
.
.



KONDISI TEGANGAN EFEKTIF :
 
 






 n
i
i
i
n
i
i
i
i
i
W
l
u
W
l
c
FK
1
1
.
sin
.
tan
.
.
cos
.
.




44. CONTOH KASUS
Suatu tanah digali sedalam 14 meter dengan kemiringan 1,5H
: 1V. Sampai kedalaman 5 meter di bawah permukaan, tanah
memilki data sebagai berikut :
 = 17.7 kN/m3, c’ = 25 kN/m2 dan ’ =10⁰. Di bawah lapisan
tersebut tanah memiliki  = 19.1 kN/m3, c’ = 34 kN/m2 dan ’
= 24⁰ dan tanah dalam kondisi jenuh. Kondisi galian, lingkaran
longsor dan permukaan air diperlihatkan pada gambar. Untuk
lingkaran longsor yang telah ditentukan, berapa faktor
keamanan dari lereng galian tersebut .