UNIVERSITAS INDONESIA RESPON SEISMIK MSE WALL DENGAN PERKUATAN PADA DUA SISI SEMINAR HENDRIAWAN KURNIADI 0906630292 DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2013
UNIVERSITAS INDONESIA
RESPON SEISMIK MSE WALL DENGAN PERKUATAN
PADA DUA SISI
SEMINAR
HENDRIAWAN KURNIADI
0906630292
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2013
UNIVERSITAS INDONESIA
SEISMIC RESPONSES OF DOUBLE SIDED MSE WALL
SEMINAR
HENDRIAWAN KURNIADI
0906630292
CIVIL ENGINEERING DEPARTEMENT
FACULTY OF ENGINEERING
UNIVERSITY OF INDONESIA
DEPOK 2013
UNIVERSITAS INDONESIA
RESPON SEISMIK MSE WALL DENGAN PERKUATAN
PADA DUA SISI
SEMINAR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master Teknik
HENDRIAWAN KURNIADI
0906630292
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2013
ii
UNIVERSITAS INDONESIA
SEISMIC RESPONSES OF DOUBLE SIDED MSE WALL
SEMINAR
Proposed as one of the requirement to obtain a Master Degree
HENDRIAWAN KURNIADI
0906630292
CIVIL ENGINEERING DEPARTEMENT
FACULTY OF ENGINEERING
UNIVERSITY OF INDONESIA
DEPOK 2013
iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Seminar ini adalah hasil karya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar
Nama : Hendriawan Kurniadi
NPM : 0906630292
Tanda Tangan :
Tanggal :
iv
STATEMENT OF AUTHENTICITY
I declare that this seminar of one of my own research,
and all of references either quoted or cited here
have been mentioned properly
Name : Hendriawan Kurniadi
Student ID : 0906630292
Signature :
Date :
v
HALAMAN PENGESAHAN
Seminar ini diajukan oleh:
Nama : Hendriawan Kurniadi
NPM : 0906630292
Program Studi : Teknik Sipil
Judul Seminar : Respon Seismik MSE Wall dengan Perkuatan pada Dua
Sisi
Telah berhasil dipertahankan dihadapan Dewan Penguji dan diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar
Master Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia
DEWAN PENGUJI
Pembimbing : Ir. Widjojo A. Prakoso Ph.D ( )
Penguji :
Penguji :
Penguji :
Ditetapkan di : Depok
Tanggal :
vi
STATEMENT OF LEGITIMATION
This seminar submitted by:
Name : Hendriawan Kurniadi
Student ID : 0906630292
Course : Civil Engineering
Title : Seismic Responses of Double Sided MSE Wall
Has been succesfully defended in front of the Council Examiners and was
accepted as part of the requirement necessary to obtain a Master of
Engineering degree in Civil Engineering Program, Faculty of Engineering,
Universitas Indonesia.
BOARD EXAMINERS
Advisor : Ir. Widjojo A. Prakoso Ph.D ( )
Examiner 1 :
Examiner 2 :
Examiner 3 :
Defined in : Depok
Date :
viii
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama : Hendriawan Kurniadi
NPM : 0906630292
Program Studi : Teknik Sipil
Departemen : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
Jenis Karya : Seminar
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
RESPON SEISMIK MSE WALL DENGAN PERKUATAN PADA DUA SISI
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini Universitas Indonesia bebas menyimpan, mengalih
media/formatkan mengelola dalam bentuk pangkaln data (database), merawat, dan
mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta dan pemilih Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Depok
Pada tanggal :
Yang menyatakan
ix
STATEMENT OF AGREEMENT OF FINAL REPORT PUBLICATION
FOR ACADEMIC PURPOSES
As a civitas academica of University of Indonesia, the undersigned :
Name : Hendriawan Kurniadi
Student ID : 0906630292
Course : Civil Engineering
Departement : Civil Engineering
Faculty : Engineering
Type of work : Seminar
For the sake of science development, hereby agree to provide University of
Indonesia Non-exclusive Royalty Free Right for my scientific work entitled:
SEISMIC RESPONSES OF DOUBLE SIDED MSE WAL
Together with the entire devices (if necessary). With Non-exclusive Royalty Free
Right, Universitas Indonesia has rights to store, convert, manage in the form of
database, keep, and publish my final report as long as list my name as the author
and copyright owner.
I certify that the above statement is true.
Signed at : Depok
Date :
The Declared,
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
TITLE PAGE ....................................................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS .................................................... iii
STATEMENT OF AUTHENTICITY ................................................................. iv
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. v
STATEMENT OF LEGITIMATION .................................................................. vi
KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ............................ viii
STATEMENT OF AGREEMENT OF FINAL REPORT PUBLICATION FOR
ACADEMIC PURPOSES .................................................................................... ix
ABSTRAK ........................................................................................................... x
ABSTRACT ......................................................................................................... xi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xviii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2. Batasan Penelitian .................................................................................. 4
1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................... 4
1.4. Manfaat Penelitian ................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 5
2.1. Pendahuluan ........................................................................................... 5
2.2. Penelitian Sebelumnya Terkait Respon Dinamik MSE Wall ................ 5
2.3. Pseudo-static .......................................................................................... 21
2.4. Displacement Based ............................................................................... 25
2.5. Finite Element Analysis ......................................................................... 28
2.6. Penelitian oleh Kencana (2012) ............................................................. 30
2.7. Penelitian oleh Guller et al (2011) ......................................................... 37
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 41
3.1 Gambaran Umum Penelitian .................................................................. 41
3.2 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 42
3.3 Permodelan Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi ......................... 43
3.4 Validasi .................................................................................................. 58
3.5 Permodelan Dinding dengan Perkuatan pada Dua Sisi .......................... 59
3.6 Analisa ................................................................................................... 59
3.7 Kesimpulan ............................................................................................ 59
BAB IV HASIL DAN ANALISA ...................................................................... 60
4.1 Validasi .................................................................................................. 60
4.2 Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi dengan Natural Soil ............ 63
4.3 Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi tanpa Natural Soil ............... 73
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 80
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Potongan Mechanically Stabilized Earth Walls (MSEW) ............ 1
Gambar 1.2 Railway Embankment .................................................................. 2
Gambar 1.3 Road Embankment ....................................................................... 3
Gambar 2.1 Pseudo Static Approach ................................................................ 22
Gambar 2.2 Mononobe-Okabe Method ............................................................ 24
Gambar 2.3 Model MSE Wall yang Diuji dengan Alat Centrifuge ................. 26
Gambar 2.4 Model Tiga Block Lateral Wall Displacement ............................ 26
Gambar 2.5 Lateral Displacement yang Terukur Terhadap Waktu ................. 27
Gambar 2.6 Perbandingan Hasil Analisa FLAC dengan Hasil Analisa Berbasis
FEM oleh Ho (1993) .................................................................... 29
Gambar 2.7 Grafik Am vs ag untuk Bagian Atas Dinding ................................ 30
Gambar 2.8 Grafik Am vs ag untuk Bagian Tengah Dinding ........................... 31
Gambar 2.9 Grafik Am vs ag untuk Bagian Bawah Dinding ............................ 31
Gambar 2.10 Perbandingan Trendline Am vs ag Bagian Atas, Tengah, dan
BawahDinding .............................................................................. 32
Gambar 2.11 Grafik z/H vs Am .............................................................................................................. 32
Gambar 2.12 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada ........................................ 33
Gambar 2.13 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Initial Dr ............................ 34
Gambar 2.14 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Tult ........................................................ 34
Gambar 2.15 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Sv ...................................... 35
Gambar 2.16 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Frekuensi ........................... 35
Gambar 2.17 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Frekuensi ........................... 36
Gambar 2.18 Grafik Wall Elevation vs Horizontal Wall Displacement dengan
Variasi pada Kekakuan perkuatan ... ............................................. 38
xiv
Gambar 2.19 Wall Elevation vs Reinforcement Tensile Load dengan Variasi
pada Kekakuan Perkuatan dan Jenis Pembebanan ....................... 39
Gambar 2.20 Wall Elevation vs Horizontal Wall Displacement dengan Variasi
pada Kekakuan Perkuatan dan Jenis Backfill ............................... 40
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................ 42
Gambar 3.2 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi pada
Penelitian Guller et al (2011) ... .................................................... 43
Gambar 3.3 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi
(tanpa natural soil) pada Penelitian Ini ......................................... 44
Gambar 3.4 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi
(dengan natural soil) pada Penelitian Ini ..................................... 44
Gambar 3.5 Concrete Panel Faced Retaining Wall .......................................... 45
Gambar 3.6 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,1 g dan Frekuensi
1 Hz .............................................................................................. 49
Gambar 3.7 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,2 g dan Frekuensi
1 Hz .............................................................................................. 49
Gambar 3.8 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,3 g dan Frekuensi
1 Hz .............................................................................................. 50
Gambar 3.9 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,5 g dan Frekuensi
1 Hz .............................................................................................. 50
Gambar 3.10 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,7 g dan Frekuensi
1 Hz .............................................................................................. 51
Gambar 3.11 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,9 g dan Frekuensi
1 Hz .............................................................................................. 51
Gambar 3.12 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,1 g dan Frekuensi
3 Hz .............................................................................................. 52
Gambar 3.13 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,2 g dan Frekuensi
3 Hz .............................................................................................. 52
Gambar 3.14 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,3 g dan Frekuensi
3 Hz .............................................................................................. 53
Gambar 3.15 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,5 g dan Frekuensi
3 Hz .............................................................................................. 53
xv
Gambar 3.16 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,7 g dan Frekuensi
3 Hz .............................................................................................. 54
Gambar 3.17 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,9 g dan Frekuensi
3 Hz .............................................................................................. 54
Gambar 3.18 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,1 g dan Frekuensi
5 Hz .............................................................................................. 55
Gambar 3.19 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,2 g dan Frekuensi
5 Hz .............................................................................................. 55
Gambar 3.20 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,3 g dan Frekuensi
5 Hz .............................................................................................. 56
Gambar 3.21 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,5 g dan Frekuensi
5 Hz .............................................................................................. 56
Gambar 3.22 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,7 g dan Frekuensi
5 Hz .............................................................................................. 57
Gambar 3.23 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,9 g dan Frekuensi
5 Hz .............................................................................................. 57
Gambar 4.1 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi
(dengan natural soil) .................................................................... 60
Gambar 4.2 Grafik Displacement Statik pada Penelitian Ini ........................... 61
Gambar 4.3 Grafik Displacement Statik pada Penelitian Guller et al (2011) ... 61
Gambar 4.4 Grafik Displacement Dinamik pada Penelitian Ini ....................... 62
Gambar 4.5 Grafik Displacement Dinamik pada Penelitian
Guller et al (2011) ......................................................................... 62
Gambar 4.6 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi
(dengan natural soil) ..................................................................... 63
Gambar 4.7 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 1 Hz pada
Berbagai Elevasi Dinding ............................................................. 64
Gambar 4.8 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 3 Hz pada
Berbagai Elevasi Dinding ............................................................. 64
Gambar 4.9 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 5 Hz pada
Berbagai Elevasi Dinding ............................................................. 65
xvi
Gambar 4.10 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 0,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 66
Gambar 4.11 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 1,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 67
Gambar 4.12 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 2,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 67
Gambar 4.13 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 3,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 68
Gambar 4.14 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 4,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 68
Gambar 4.15 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 5,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 69
Gambar 4.16 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 1 Hz pada
Berbagai Akselerasi Gempa ......................................................... 70
Gambar 4.17 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 3 Hz pada
Berbagai Akselerasi Gempa ......................................................... 71
Gambar 4.18 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 5 Hz pada
Berbagai Akselerasi Gempa ......................................................... 71
Gambar 4.19 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi
(tanpa natural soil) ........................................................................ 73
Gambar 4.20 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 1 Hz pada
Berbagai Elevasi Dinding ............................................................. 73
Gambar 4.21 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 3 Hz pada
Berbagai Elevasi Dinding ............................................................. 74
Gambar 4.22 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 5 Hz pada
Berbagai Elevasi Dinding ............................................................. 74
Gambar 4.23 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 0,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 75
Gambar 4.24 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 1,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 75
Gambar 4.25 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 2,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 76
xvii
Gambar 4.26 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 3,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 76
Gambar 4.27 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 4,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 77
Gambar 4.28 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 5,5 m pada
Berbagai Akselerasi Gempa .......................................................... 77
Gambar 4.29 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 1 Hz pada
Berbagai Akselerasi Gempa ......................................................... 78
Gambar 4.30 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 3 Hz pada
Berbagai Akselerasi Gempa ......................................................... 78
Gambar 4.31 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 5 Hz pada
Berbagai Akselerasi Gempa ......................................................... 79
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rangkuman Penelitian Terkait Respon Seismik MSEW ............. 6
Tabel 2.2 Pengaruh Berbagai Faktor terhadap MSE Wall ........................... 36
Tabel 2.3 Detail Kalkulasi analisis FEM ...................................................... 37
1
UNIVERSITAS INDONESIA
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu alternatif dinding penahan tanah selain gravity wall, cantilever
wall, anchored wall, dan soil nailed wall adalah MSEW (Mechanically Stabilized
Earth Wall). Pada MSEW ini, digunakan perkuatan berupa geosintetik
(extensible) atau logam (inextensible) di dalam tanah yang ingin diperkuat,
dengan facing yang vertikal atau hampir vertikal. Jenis geosintetik yang
digunakan pada MSEW ini biasanya geogrid, karena geogrid memang mempunyai
fungsi perkuatan, walaupun geotextile juga dapat digunakan.
Gambar 1.1 Potongan Mechanically Stabilized Earth Walls (MSEW)
MSEW modern termasuk sesuatu yang baru. Yang pertama kali
mempelopori penggunaan MSEW adalah seorang engineer Perancis, Henri Vidal,
pada tahun 1960an. MSEW pertama di Amerika Serikat dibangun pada tahun
1971 dekat Los Angeles. Hingga saat ini, behaviour dari MSEW ini belum terlalu
dimengerti, salah satu contoh kasus terkait hal tersebut adalah adanya MSEW di
Padang yang secara desain seharusnya runtuh karena gempa Padang, namun pada
kenyataannya tidak runtuh. Dari kasus tersebut dapat disimpulkan bahwa cara
mendesain MSEW cenderung konservatif, dari sisi teknis memang aman, namun
dari sisi ekonomi terjadi pemborosan.
2
UNIVERSITAS INDONESIA
Pada umumnya penelitian mengenai perilaku seismik MSEW wall, hanya
berpusat pada dinding dengan perkuatan pada satu sisi saja, padahal pada
kehidupan nyata, banyak sekali timbunan yang menggunakan perkuatan pada
kedua sisinya, seperti dalam kasus timbunan untuk jalan, atau timbunan untuk rel
kereta api seperti yang dapat dilihat pada gambar 1.1 dan 1.2 di bawah.
Berdasarkan hal tersebut dirasa perlu untuk dilakukan penelitian tentang perilaku
seismik dari MSWE dengan perkuatan pada dua sisi, karena bisa saja perilaku
seismik dari MSEW dengan perkuatan pada dua sisi ini berbeda dengan perilaku
seismik MSEW dengan perkuatan pada satu sisi saja. Perilaku seismik yang
menjadi fokus pada penelitian ini adalah faktor amplifikasi (Am), yang merupakan
rasio antara akselerasi pada suatu titik pada ketinggian tertentu pada MSEW,
dengan akselerasi gempa.
Gambar 1.2 Railway Embankment
(http://www.nunatsiaqonline.ca/pub/photos/embankments.jpg)
3
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 1.3 Road Embankment
(TECHNICAL RECOMMENDATIONS FOR HIGHWAYS – CONSTRUCTION OF ROAD
EMBANKMENTS, Department of Transport Republic of South Africa, 1982)
4
UNIVERSITAS INDONESIA
1.2 Batasan Penelitian
Batasan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
Perilaku seismik yang menjadi fokus pada penelitian ini adalah faktor
amplifikasi (Am).
Backfill yang digunakan adalah pasir.
Geosintetik yang digunakan berjenis geogrid.
Facing yang digunakan berjenis modular block.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
Mengidentifikasi faktor yang mempengaruhi respon seismik dari MSEW,
dan bagaimana pengaruhnya terdahap MSEW.
Mengetahui perbedaan perilaku seismik dari MSEW dengan perkuatan pada
satu sisi dengan perilaku seismik dari MSEW dengan perkuatan pada dua
sisi.
Faktor-faktor yang dimaksud terkait dengan karakteristik gempa
(frekuensi dan akselerasi gempa).
Perilaku seismik yang menjadi fokus pada penelitian ini adalah faktor
amplifikasi (Am), yang merupakan rasio antara akselerasi pada suatu titik pada
ketinggian tertentu pada MSEW, dengan akselerasi gempa.
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan diketahuinya perilaku MSE wall dengan perkuatan pada dua sisi
(yang mungkin berbeda dengan perilaku MSE wall dengan perkuatan hanya pada
satu sisi saja), maka akan didapatkan suatu asumsi design yang lebih akurat untuk
MSE wall dengan perkuatan pada dua sisi.
5
UNIVERSITAS INDONESIA
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Secara umum, dalam menganalisa MSE Wall yang mengalami beban
seismik, dapat digunakan tiga pendekatan yaitu pseudo-static method, pseudo-
dynamic method, displacement based analysis, dan FEA (Finite Element
Analysis).
2.2 Penelitian Sebelumnya terkait Respon Dinamik MSEW
Pada sub-bab ini akan dipaparkan ringkasan kronologis dari penelitian-
penelitian terkait MSE Wall yang telah dilakukan.
6
UNIVERSITAS INDONESIA
Tabel 2.1 Rangkuman Penelitian Terkait Respon Seismik MSEW
Penulis &
Tahun Gambaran Umum Hasil Variabel Bebas Variable Terikat
Bathurst & Cai
1995
Pada penelitian ini dilakukan
pengamatan terhadap stabilitas
dari segmental facing MSE wall
dengan menggunakan metode
pseudo-static.
PAE berbanding lurus dengan kh
PAE berbanding terbalik dengan ψ
PAE berbanding lurus dengan β
αAE berbanding terbalik dengan kh
αAE berbanding terbalik dengan ψ
PAE berbanding lurus dengan kv, untuk kh
< 0,35
FSbsl berbanding lurus dengan kh
FSbsl berbanding lurus dengan β
FSbsl berbanding terbalik dengan kv
m berbanding lurus dengan kh
m berbanding lurus dengan δ
kh
kv
ψ (wall inclination
angle)
β (backslope
angle)
δ (sudut geser
tanah dengan
dinding)
L/H
z/H (normalized
depth)
φ
PAE
αAE (sudut antara
horizontal dengan
bidang
keruntuhan)
FSbsl (FS static
terhadap base
sliding untuk
memberikan FS
dinamis terhadap
base sliding
1,125)
m (lokasi dari
normalized
dynamic moment
arm
FSbot (FS static
terhadap
7
UNIVERSITAS INDONESIA
m berbanding lurus dengan ψ
FSbot berbanding lurus dengan kh
FSbot berbanding lurus dengan L/H
FSbot berbanding lurus dengan β
FSbot berbanding terbalik dengan kv
rF berbanding lurus dengan kh
rF berbanding terbalik dengan z/H
Ldyn/Lsta berbanding lurus dengan kh
Ldyn/Lsta berbanding terbalik dengan kv
Ldyn/Lsta berbanding terbalik dengan φ
FSSC (dynamic) / FSSC (static)
berbanding terbalik dengan kh
FSSC (dynamic) / FSSC (static)
berbanding lurus dengan z/H
FSlot (dynamic) / FSlot (static) berbanding
terbalik dengan kh
overturning
untuk
memberikan FS
dinamis terhadap
overturning 1,5)
rF (dynamic
reinforcement
force
amplification
factor)
Ldyn/Lsta (rasio
antara L dinamis
dengan L stasis
agar geosintetik
menyentuh
bidang
keruntuhan)
FSSC (dynamic) /
FSSC (static)
FSlot (dynamic) /
FSlot (static)
8
UNIVERSITAS INDONESIA
FSlot (dynamic) / FSlot (static) berbanding
lurus dengan z/H
FSlot (dynamic) / FSlot (static) berbanding
lurus dengan kv
Koseki et al
1998
Pada penelitian ini diamati
kestabilan MSE wall & dinding
penahan tanah konvensional
terhadap beban seismik pada
shaking dan tilt table test.
Pada kasus overturning, observed critical
seismic acceleration coefficient
cenderung lebih kecil jika dibandingkan
dengan predicted critical seismic
acceleration coefficient pada dinding
jenis kantilever, gravity, dan leaning.
Pada kasus overturning, observed critical
seismic acceleration coefficient
cenderung lebih besar jika dibandingkan
dengan predicted critical seismic
acceleration coefficient pada MSE wall.
Pada kasus sliding, observed critical
seismic acceleration coefficient
cenderung lebih kecil jika dibandingkan
dengan predicted critical seismic
acceleration coefficient pada semua jenis
dinding.
jenis dinding percepatan
gempa
9
UNIVERSITAS INDONESIA
Matsuo et al
1998
Pada penelitian ini diamati respon
MSE Wall terhadap beban seismik
dengan shaking table test.
Panjang perkuatan adalah cara paling
efektif untuk mengurangi deformasi
dinding.
Tinggi dinding tidak terlalu berpengaruh
terhadap deformasi dinding.
Getaran sinusiodal menyebabkan
deformasi dinding yang lebih besar dari
pada getaran getaran gempa asli.
Deformasi pada dinding dengan facing
continuous lebih besar jika dibandingkan
dengan deformasi pada dinding dengan
facing discrete.
Kemiringan dinding tidak terlalu
berpengaruh terhadap deformasi dinding.
Respon akselerasi forward lebih tinggi
dari pada respon akselerasi backward.
Tekanan lateral tanah berbanding lurus
dengan kedalaman.
Tekanan lateral tanah berbanding lurus
dengan percepatan gempa.
Kenaikan tekanan lateral tanah karena
panjang perkuatan
tinggi dinding
jenis facing
kemiringan
dinding
jenis getaran
kedalaman
deformasi
dinding
tekanan lateral
tanah
gaya dalam tarik
pada
reinforcement
10
UNIVERSITAS INDONESIA
ada gempa lebih signifikan pada bagian
bawah dibandingkan dengan bagian atas.
Gaya dalam tarik pada reinforcement
berbanding lurus dengan kedalaman.
Gaya dalam tarik pada reinforcement
berbanding lurus dengan percepatan
gempa.
Bathurst &
Hatami 1998
Pada penelitian ini dilakukan
analisis mengenai respon dari
MSE wall menggunakan program
FLAC.
Semakin tinggi elevasi, maka semakin
besar pula displacement.
Semakin besar kekakuan perkuatan,
maka semakin kecil displacement.
Seamakin panjang perkuatan, maka
maximum displacement akan semakin
kecil.
Dinding dengan fix base menghasilkan
end of seismic shaking displacement
yang lebih besar dari pada end of seismic
shaking displacement pada dinding
dengan sliding base.
Pada dinding dengan sliding base,
Base condition
(fix/sliding)
panjang perkuatan
kekakuan
perkuatan
jarak boundary
soil damping ratio
displacement
dinding
connection load
11
UNIVERSITAS INDONESIA
semakin tinggi elevasi, maka semakin
rendah connection load.
Pada dinding dengan fix base, connection
load terkonsentrasi pada bagian tengah
dinding.
Semakin besar kekakuan perkuatan,
maka beban maksimum yang di
tanggung perkuatan akan semakin besar.
Semakin jauh jarak boundary, maka
horizontal displacement juga akan
semakin besar.
Semakin jauh jarak boundary, maka
connection load juga akan semakin
besar.
Dinding dengan fix base akan
menghasilkan connection load yang lebih
kecil dibandingkan connection load pada
dinding dengan sliding base.
Semakin besar damping value, maka
displacement akan semakin kecil.
Damping ratio berbanding terbalik
12
UNIVERSITAS INDONESIA
dengan peak horizontal acceleration.
Helwany et al
2001
Pada penelitian ini dilakukan
analisis perilaku segmental
retaining wall yang mendapatkan
beban seismik dengan FEA.
Permanent displacement hasil
perhitungan dengan Permanent
displacement hasil pengukuran tidak jauh
berbeda.
Terdapat perbedaan pada percepatan
gempa hasil perhitungan dengan
percepatan gempa hasil pengukuran,
karena terdapat noise pada pengukuran
percepatan gempa.
Displacement pada layer atas lebih besar
dibandingkan dengan displacement pada
layer di bawahnya.
Hasil pullout test dengan program
DYNA3D tidak jauh berbeda dengan
hasil pullout test di laboratorium.
posisi (ketinggian)
displacement
percepatan
gempa
Koseki et al
2004
Pada penelitian ini dilakukan
perbandingan antara displacement
(displacement of wall bottom &
tilting angle) hasil pengukuran
dengan hasil perhitungan dengan
metode Newmark pada MSE wall
Sinusoidal excitation → measured ≈
computed
Irregular excitation → measured >
computed
Percepatan gempa
Type getaran
(sinusoidal/tak
beraturan).
Displacement of
wall bottom
Tilting angle
13
UNIVERSITAS INDONESIA
dengan full height rigid facing
yang mendapatkan beban seismik
sinusoidal dan tak beraturan.
Displacement berbanding lurus dengan
percepatan gempa
El Emam et al
2004
Pada penelitian ini dilakukan
dilakukan komparasi antara respon
seismik dinding MSE hasil
metode numerik (menggunakan
program FLAC) dengan respon
seismik model dinding MSE yang
diperkecil (menggunakan shaking
table).
Pada model dinding hinged toe, top
displacement hasil pengukuran tidak jauh
berbeda dengan top displacement hasil
perhitungan.
Pada model dinding sliding toe, top
displacement hasil pengukuran tidak jauh
berbeda dengan top displacement hasil
perhitungan.
Pada model dinding sliding toe, toe
displacement hasil pengukuran berbeda
dengan toe displacement hasil
perhitungan.
Bidang keruntuhan hasil metode M-O
tidak jauh berbeda dengan bidang
keruntuhan hasil metode numerik
(FLAC) pada percepatan gempa yang
tidak terlalu tinggi (< 0,27g), sedangkan
pada percepatan gempa yang tinggi
metode M-O cenderung menghasilkan
failure surface yang lebih kecil
14
UNIVERSITAS INDONESIA
dibandingkan kenyataannya.
Ling et al 2005 Pada penelitian ini diamati respon
modular block reinforced soil
retaining wall yang mendapat
beban seismik dengan shaking
table test.
Semakin tinggi, maka horizontal
displacement akan semakin besar.
Residual horizontal displacement pada
first shaking wall 1 dan 2 lebih besar
dibandingkan dengan peak horizontal
displacementnya.
Residual horizontal displacement pada
first shaking wall 3 lebih kecil
dibandingkan dengan peak horizontal
displacementnya.
Residual horizontal displacement pada
second shaking semua wall lebih kecil
dibandingkan dengan peak horizontal
displacementnya.
Tegangan lateral tanah tidaklah konsisten
terhadap ketinggian.
Tegangan vertikal tanah agak seragam
pada bagian yang jauh dari dinding,
namun agak acak pada bagian yang dekat
dengan dinding.
Posisi (ketinggian,
jarak dari dinding)
horizontal
displacement
tegangan lateral
tanah
tegangan vertikal
tanah
settlement
15
UNIVERSITAS INDONESIA
Settlement pada first shaking kecil dan
dapat diabaikan.
Nouri et al 2007
Pada penelitian ini dilakukan
penyelidikan terdapat efek gaya
pseudostatik vertikal dan
horizontal terhadap MSE wall.
Penelitian difokuskan pada efek
magnitude dan amplifikasi dari
gempa terhadap kestabilan dari
MSE wall dan reinforced slope,
menggunakan Horizontal Slice
Method (HSM).
Semakin besar φ, maka bidang gelincir
akan semakin kecil.
Semakin curam lereng, maka bidang
gelincir akan semakin besar.
Semakin besar kh, maka bidang gelincir
akan semakin besar.
Semakin besar φ, maka panjang
geosintetik yang dibutuhkan akan
semakin pendek.
Semakin besar kh, maka panjang
geosintetik yang dibutuhkan akan
semakin panjang.
Semakin besar φ, maka kekuatan yang
dibutuhkan untuk mempertahankan
kestabilan akan semakin kecil.
Semakin besar kh, kekuatan yang
dibutuhkan untuk mempertahankan
kestabilan akan semakin besar.
φ
β (sudut inklinasi
slope)
kh
Bidang
keruntuhan
16
UNIVERSITAS INDONESIA
Siddharthan et
al. 2010
Pada penelitian ini dilakukan
perbandingan displacement yang
terjadi karena beban seismik
antara MSE wall dengan panjang
geosintetik seragam (L = 0,7H),
dengan MSE wall yang panjang
geosintetik bagian atasnya lebih
panjang (L = H).
Geosintetik yang lebih panjang yang
terletak dekat permukaan atas backfill
menyebabkan displacement yang lebih
kecil.
Displacement berbanding lurus dengan
percepatan gempa
Displacement berbanding lurus dengan
tinggi dinding
Displacement berbanding lurus dengan
magnitude gempa
Panjang
geosintetik
(seragam/tidak
seragam),
Percepatan gempa,
tinggi dinding
Lateral
permanent
displacement
Basha &
Basudhar 2010
Pada penelitian ini dilakukan
pengamatan kestabilan dari MSE
wall dengan metode pseudostatic
limit equilibrium. Kestabilan yang
dimaksudkan adalah kestabilan
terhadap pullout, fracture, sliding,
overturning, eccentricity, dan
bearing failure.
Semakin dalam, maka SFt akan semakin
kecil.
Semakin dalam, maka SFpo akan semakin
besar.
Semakin besar φ, maka SFt akan semakin
kecil.
Semakin besar kh, maka SFt akan
semakin besar.
Semakin besar Q, maka SFt akan
φ
kh
Surcharge
coefficient (Q)
kedalaman
Factor of Safety
Pullout length
17
UNIVERSITAS INDONESIA
semakin besar untuk n > 4.
Semakin besar Q, maka SFt akan
semakin kecil untuk n < 4.
Semakin besar φ, maka SFpo akan
semakin besar.
Semakin besar kh, maka SFpo akan
semakin kecil.
Semakin besar Q, maka SFpo akan
semakin kecil.
Ling et al 2010
Pada penelitian ini dilakukan
pengamatan respon full scale
modular block MSE wall terhadap
beban seismik dengan metode
finite element. Dilakukan juga
validasi terhadap hasil analisa
dengan finite element tersebut.
Terdapat perbedaan horizontal
displacement antara hasil pengukuran
dengan hasil perhitungan terutama pada
bagian atas dinding.
Settlement pada backfill bagian depan
cukup dapat disimulasikan, sedangkan
settlement pada bagian belakang backfill
kurang dapat disimulasikan.
Semakin tinggi, maka residual
displacement akan semakin besar.
waktu
ketinggian
jarak dari facing
horizontal
displacement
residual
displacement
backfill
settlement
tensile force in
reinforcement
18
UNIVERSITAS INDONESIA
Residual displacement hasil pengukuran
tidak jauh berbeda dengan residual
displacement hasil perhitungan.
Akselerasi pada backfill dapat
disimulasikan dengan baik.
Tensile force hasil perhitungan
cenderung lebih tinggi dibandingkan
dengan tensile force hasil pengukuran.
Guller et al 2011 Pada penelitian ini dilakukan
analisis mengenai respon dari
MSE wall dengan backfill tanah
lempung menggunakan FEM.
Dilakukan juga perbandingan
respon MSE wall dengan bacfill
tanah lempung dengan respon
MSE wall dengan backfill tanah
granular.
Semakin tinggi, maka horizontal
displacement akan semakin besar.
Horizontal displacement hasil FEM
sangat dekat jika dibandingkan dengan
horizontal displacement hasil
pengukuran.
Maximum geogrid tensile load hasil
FEM sangat dekat jika dibandingkan
dengan maximum geogrid tensile load
hasil pengukuran.
Horizontal displacement berbanding
terbalik dengan kekuatan geogrid.
ketinggian
jenis perkuatan
jenis tanah
percepatan gempa
horizontal
displacement
maximum
geogrid tensile
load
19
UNIVERSITAS INDONESIA
Reinforcement bagian bawah
menanggung beban yang lebih besar
dibandingkan dengan reinforcement
bagian atas.
Beban yang ditanggung reinforcement
berbanding lurus dengan kekuatannya.
Wall displacement cenderung lebih kecil
jika menggunakan backfill tanah
lempung jika dibandingkan dengan
displacement jika menggunakan tanah
granular.
Beban yang di tanggung oleh
reinforement cenderung lebih kecil jika
digunakan material backfill tanah
lempung.
Horizontal displacement berbanding
lurus dengan percepatan gempa.
20
UNIVERSITAS INDONESIA
Kencana et al
2012
Pada penelitian ini dilakukan
pengamatan terhadap fenomena
amplifikasi dan atenuasi pada
MSE wall.
Am berbanding terbalik dengan amax.
Am berbanding lurus dengan z/H, pada
amax < 0,4g
Am berbanding terbalik dengan z/H, pada
amax > 0,4g
Am berbanding lurus dengan frekuensi.
amax
Lokasi (z/H)
Frekuensi
Am
NB:
PAE = gaya total aktif yang bekerja pada dinding (PA + PE) φ = sudut geser tanah
kh = koefisien gempa vertikal δ = sudut geser tanah dengan dinding
kv = koefisien gempa horizontal L = panjang geosintetik
ψ = wall inclination angle H = tinggi dinding
β = backslope angle z = jarak titik yang ditinjau dari puncak dinding
αAE = sudut antara horizontal dengan bidang keruntuhan Am = faktor amplifikasi
21
UNIVERSITAS INDONESIA
Pada tabel di atas dapat terlihat penelitian-penelitian yang telah dilakukan
terkait MSE wall yang mendapatkan beban seismik. Dari situ dapat terlihat bahwa
belum ada penelitian yang secara khusus membahas tentang perbandingan antara
respon seismik MSE wall dengan perkuatan pada satu sisi dengan respon seismik
MSE wall dengan perkuatan pada dua sisi.
2.3 Pseudo-static
Pada pendekatan ini, sesuai namanya yang mengandung kata statik,
beban dinamik gempa dianggap sebagai beban statik, dan tidak memperhatikan
efek dari waktu, dengan kata lain tidak ada perubahan beban terhadap waktu. Pada
pendekatan ini digunakan koefisien gempa untuk merepresentasikan kekuatan
gempa, yaitu koefisien horizontal (kh) dan koefisien vertikal (kv). Gaya gempa
merupakan hasil perkalian antara koefisien gempa dengan berat dari massa yang
mengalami gaya gempa. Gaya ini bekerja pada titik berat dari massa yang
mengalami gaya gempa.
(2.1)
(2.2)
Percepatan gempa merupakan hasil perkalian antara koefisien gempa
dengan percepatan gravitasi (g).
(2.3)
(2.4)
22
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.1 Pseudo Static Approach
(modified Ebeling, et al., 2007)
Yang termasuk dalam dalam metode pseudo-static ini antara lain namun
tidak terbatas pada:
Mononobe-Okabe (1926, 1929)
Metode Mononobe-Okabe merupakan salah satu cara yang paling sering
digunakan untuk mendapatkan beban seismik aktif.
(2.5)
(2.6)
23
UNIVERSITAS INDONESIA
[ {
}
]
(2.7).
[ {
}
]
(2.8).
Pae = seismic active force per unit length of the wall
Ppe = seismic passive force per unit length of the wall
Kae = seismic active earth pressure coefficient
Kpe = seismic passive earth pressure coefficient
γ = unit weight of soil
H = height of the retaining wall
ϕ = soil friction angle
ψ = tan-1
[kh/(1-kv)]
δ = angel of friction between the wall and the soil
β = backfil slope angle
θ = angle of backface of the wall with the vertical
24
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.2 Mononobe-Okabe Method
(Munfakh, et. al., 1998)
Gaya Pae ini bekerja pada ketinggian m × H dari toe dinding, dengan H
adalah tinggi dinding, dan m adalah faktor dengan nilai antara 0,33 hingga 0,6.
Metode Mononobe-Okabe ini dapat menghasilkan gaya yang sangat
besar bahkan cenderung mendekati tak terhingga dalam kasus percepatan gempa
yang besar atau kemiringan dari slope backfill sangat curam. Hal ini dapat terjadi
jika salah satu atau kedua kondisi berikut terpenuhi:
(2.9)
(2.10)
Kapila and Maini (1692)
Arya and Gupta (1966)
Prkash and Saran (1966)
Madhav and Kameswara Rao (1969)
Ebeling and Morrison (1992)
25
UNIVERSITAS INDONESIA
Morrison and Ebeling (1995)
Bathurst & Cai (1995)
Choudhury et al. (2002)
Subba Rao and Choudhury (2005)
Choudhury and Singh (2006)
2.4 Displacement Based
Pada pendekatan displacement based ini, diasumsikan dinding akan
mengalami deformasi pada saat gempa, dan akan dicari seberapa besar deformasi
tersebut.
Yang termasuk dalam dalam pendekatan displacement based ini antara
lain namun tidak terbatas pada:
Newmark (1965)
Richards and Elms (1979)
Prakash (1981)
Nadim and Whitman (1983)
Sherif and Fang (1984)
Ling and Leshchinsky (1998)
Rathje and Bray (1999)
Koseki et al. (2004)
Choudhury and Nimbalkar (2006)
Siddharthan et al. (2010)
Siddharthan et al telah melakukan penelitian tentang efek panjang
geosintetik yang tidak seragam pada MSE wall yang mendapatkan beban
seismik. Dilakukan pengujian pada dua dinding yang saling membelakangi
dengan menggunakan alat centrifuge. Pada wall 1 dipasang geosintetik
dengan panjang seragam 0,7 H, sedangkan pada wall 2, dipasang geosintetik
dengan panjang 1,4 H pada bagian atas, dan 0,7 H pada bagian tengah dan
bawah seperti gambar di bawah. Pada pengujian ini digunakan faktor skala
24 (percepatan 24 g), sehingga dimensi dari model lebih kecil 24 kali
dibandingkan dengan dimensi dari prototipe.
26
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.3 Model MSE Wall yang Diuji dengan Alat Centrifuge
(Siddharthan et al, 2010)
Berdasarkan hasil pengujian centrifuge, digunakan mekanisme
keruntuhan yang terdiri dari 3 block seperti gambar berikut:
Gambar 2.4 Model Tiga Block Lateral Wall Displacement
(Siddharthan et al, 2010)
27
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.5 Lateral Displacement yang Terukur Terhadap Waktu
(Siddharthan et al, 2010)
Dalam uji centrifuge ini, diukur displacement dari bagian tengah
dinding dan hasilnya diplot pada grafik di atas. Pada grafik di atas dapat
terlihat kurva permanent component dan kurva cyclic component.
Permanent component adalah displacement dari wall yang menjauh dari
backfill, sedangkan cyclic componet adalah displacement seketika dari wall
akibat dari getaran gempa. Setelah 12 sekon, hanya ada permanent
component. Pada grafik juga dapat terlihat kurva penjumlahan displacement
kedua dinding dimana tidak terlihat cyclic componet yang signifikan pada
kurva ini. Dari hal tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa (1) permanent
displacement dari wall terjadi secara proggressif menjauhi backfill dengan
cyclic component yang dapat diabaikan, (2) cyclic component terjadi sebagai
akibat dari gaya inersia dari getaran, (3) Pergerakan dinding mendekati
backfill sangatlah kecil sehingga dapat diabaikan.
Dari grafik 2.5 di atas, dapat terlihat bahwa displacement dari wall
1, lebih besar jika dibandingkan dengan displacement dari wall 2, sehingga
dapat ditarik kesimpulan bahwa penggunaan geosintetik yang lebih panjang
pada bagian atas wall dapat mengurangi displacement akibat beban seismik.
28
UNIVERSITAS INDONESIA
2.5 Finite Element Analysis
Bathurst & Hatami (1998)
Bathurst & Hatami melakukan penelitian tentang pengaruh dari
kekakuan perkuatan, panjang perkuatan, dan kondisi batas dari dasar
dinding terhadap respon MSE wall terhadap beban seismik. Analisa
dilakukan dengan menggunakan program FLAC (Fast Lagrangian Analysis
of Continua yang menggunakan metode finite difference.
Dilakukan komparasi antara hasil analisa dari FLAC dengan hasil
analisa berbasis FEM yang telah ada, hal ini dilakukan untuk memastikan
bahwa hasil dari program FLAC ini valid.
29
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.6 Perbandingan Hasil Analisa FLAC dengan Hasil Analisa
Berbasis FEM oleh Ho (1993)
(Bathurst & Hatami, 1998)
Dari grafik di atas dapat terlihat bahwa hasil analisa FLAC dengan
hasil analisa berbasis FEM oleh Ho tidak jauh berbeda, sehingga dapat
30
UNIVERSITAS INDONESIA
diambil kesimpulan bahwa program FLAC ini menghasilkan result yang
valid.
2.6 Penelitian oleh Kencana (2012)
Pada penelitian ini dilakukan dynamic centrifuge test dan hasilnya
digabungkan dengan kompilasi penelitian-penelitian sebelumnya tentang
MSE Wall. Dari kompilasi tersebut, dilakukan evaluasi terhadap pengaruh
berbagai faktor (lokasi, kemiringan facing, initial Dr, kekuatan geosintetik,
spasi vertikal, beban luar, frekuensi, dan akselerasi gempa) terhadap faktor
amplifikasi (Am) dan beban perkuatan dinamik pada MSE wall.
Gambar 2.7 Grafik Am vs ag untuk Bagian Atas Dinding
(Kencana, 2012)
31
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.8 Grafik Am vs ag untuk Bagian Tengah Dinding
(Kencana, 2012)
Gambar 2.9 Grafik Am vs ag untuk Bagian Bawah Dinding
(Kencana, 2012)
32
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.10 Perbandingan Trendline Am vs ag Bagian Atas, Tengah, dan
Bawah Dinding
(Kencana, 2012)
Gambar 2.11 Grafik z/H vs Am
(Kencana, 2012)
33
UNIVERSITAS INDONESIA
Dari grafik 2.7 hingga 2.10 dapat terlihat bahwa semakin tinggi
akselerasi gempa, maka faktor amplifikasi akan semakin rendah, bahkan
pada akselerasi di atas 0,4 g terjadi atenuasi.
Dari grafik 2.11 dapat terlihat bahwa faktor amplifikasi tidaklah
linear terhadap ketinggian (atas, tengah, bawah). Dari grafik z/H vs Am di
bawah ini juga dapat terlihat bahwa hubungan Am dengan ketinggian
tidaklah linear.
Gambar 2.12 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada
(Kencana, 2012)
Dari gambar 2.12 di atas, dapat terlihat bahwa semakin besar ,
maka akan semakin besar pula faktor amplifikasi.
34
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.13 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada initial Dr
(Kencana, 2012)
Pada gambar 2.13 di atas dapat terlihat bahwa kenaikan initial Dr
akan menyebabkan kenaikan faktor amplifikasi.
Gambar 2.14 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Tult
(Kencana, 2012)
Pada gambar 2.14 di atas dapat terlihat bahwa kenaikan kekuatan
geosintetik akan mengakibatkan turunnya faktor amplifikasi
35
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.15 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Sv
(Kencana, 2012)
Pada gambar 2.15 di atas dapat terlihat bahwa penurunan Sv akan
mengakibatkan naiknya faktor amplifikasi.
Gambar 2.16 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Frekuensi
(Kencana, 2012)
36
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.17 Grafik Am vs ag dengan Variasi pada Frekuensi
(Kencana, 2012)
Pada gambar 2.16 dan 2.17 di atas dapat terlihat bahwa
peningkatan frekuensi akan mengakibatkan naiknya faktor amplifikasi.
Tabel 2.2 Pengaruh Berbagai Faktor terhadap MSE Wall
(Kencana, 2012)
37
UNIVERSITAS INDONESIA
Secara ringkas, berdasarkan penelitian Kencana (2012), pengaruh dari
berbagai faktor terhadap MSE wall dapat di lihat pada tabel 2.2 di atas. Dari tabel
tersebut dapat terlihat bahwa frekuensi dan akselerasi gempa merupakan faktor
yang mempunyai pengaruh yang tinggi terhadap faktor amplifikasi.
2.7 Penelitian oleh Guller et al (2011)
Pada penelitian ini dilakukan analisis mengenai respon dari MSE wall
dengan backfill tanah lempung menggunakan FEM. Dilakukan juga perbandingan
respon MSE wall dengan bacfill tanah lempung dengan respon MSE wall dengan
backfill tanah granular. Variabel terikat yang diamati adalah gaya dalam tarik
maksimum pada perkuatan, dan perpindahan horizontal dinding, sedangkan
vatiabel bebasnya adalah properti backfill, jenis facing, akselerasi puncak,
kekakuan perkuatan.
Tabel 2.3 Detail Kalkulasi analisis FEM
(Guller, 2011)
38
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.18 Grafik Wall Elevation vs Horizontal Wall Displacement dengan
Variasi pada Kekakuan perkuatan: a. Concrete panel facing pada akhir konstruksi;
b. Concrete panel facing pada akhir gempa; c. Modular block facing pada akhir
konstruksi; d. Modular block facing pada akhir gempa (Guller et al, 2011)
Dari gambar 2.18 di atas dapat terlihat bahwa semakin kaku perkuatan,
maka displacement dinding akan semakin kecil. Dapat terlihat pula pada dinding
dengan facing concrete panel, perpindahan maksimum pada akhir konstruksi
terjadi pada puncak dinding, namum pada akhir gempa, perpindahan maksimum
pindah ke ujung bawah dinding.
39
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.19 Wall Elevation vs Reinforcement Tensile Load dengan Variasi
pada Kekakuan Perkuatan dan Jenis Pembebanan: a. Concrete Panel
Facing; b. Modular Block Facing (Guller et al, 2011)
Dari gambar 2.19 di atas dapat terlihat bahwa semakin rendah posisi
perkuatan, semakin tinggi pula beban yang ditahan oleh perkuatan tersebut.
Terlihat pula bahwa semakin tinggi kekakuann perkuatan, maka beban yang
ditahan oleh perkuatan tersebut juga semakin tinggi.
40
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 2.20 Wall Elevation vs Horizontal Wall Displacement dengan Variasi
pada Kekakuan Perkuatan dan Jenis Backfill: a. Concrete panel facing pada akhir
konstruksi; b. Concrete panel facing pada akhir gempa; c. Modular block facing
pada akhir konstruksi; d. Modular block facing pada akhir gempa (Guller et al, 2011)
Dari gambar 2.20 di atas dapat terlihat bahwa pada dinding dengan
backfill tanah kohesif mempunyai pergerakan horizontal yang lebih kecil
dibandingkan dengan dinding dengan backfill tanah granular. Dapat terlihat pula
bahwa pada dinding dengan backfill tanah kohesif, displacement yang terjadi pada
dinding cenderung tidak berubah jauh dengan adanya perubahan kekakuan
perkuatan pada kasus pembebanan statik.
41
UNIVERSITAS INDONESIA
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Gambaran Umum Penelitian
Secara garis besar penelitian ini dapat dibagi menjadi dua bagian besar,
yaitu permodelan dinding dengan perkuatan pada satu sisi, dan yang kedua adalah
permodelan dinding dengan perkuatan pada dua sisi.
Permodelan dinding dengan perkuatan pada satu sisi ini bertujuan untuk
mengkalibrasi model dengan acuan penelitian Kencana (2012) dan Guller et al
(2011). Model dinding dengan perkuatan pada satu sisi dibuat sedemikian rupa
sehingga menghasilkan perilaku yang sama dengan dinding pada penelitian Guller
et al (2011) untuk displacement dan menghasilkan perilaku dengan trend mirip
dengan penelitian Kencana (2012) untuk akselerasi. Pada kasus ini, perilaku
dinding pada penelitian Guller et al (2011) dan Kencana (2012) dianggap sebagai
perilaku dinding yang “benar”, sehingga model dinding dengan perkuatan satu sisi
dibuat sedemikian rupa sehingga menghasilkan perilaku yang mendekati
“kebenaran” tersebut.
Setelah didapatkan model dinding dengan perkuatan pada satu sisi yang
“benar”, penelitian dilanjutkan dengan permodelan dinding dengan perkuatan
pada dua sisi. Permodelan dinding dengan perkuatan pada dua sisi ini masih
menggunakan dasar konfigurasi dan spesifikasi yang sama dengan dinding dengan
perkuatan pada satu sisi, hanya saja dinding dibuat menjadi dua sisi, sisi kiri dan
sisi kanan. Pada dinding dua sini ini juga akan diperhatikan bagaimana
perilakunya. Bisa saja perilaku dinding dengan perkuatan pada dua sisi ini tidak
sama dengan dinding dengan perkuatan hanya pada satu sisi saja.
Perilaku dinding dengan perkuatan pada dua sisi ini akan dibandingkan
dengan perilaku dinding dengan perkuatan hanya pada satu sisi saja. Hasil dari
perbandingan tersebut akan dianalisa, dan diharapkan memberikan gambaran yang
lebih luas mengenai perilaku dinding dengan perkuatan pada dua sisi yang
mendapatkan beban seismik.
43
UNIVERSITAS INDONESIA
3.3 Permodelan Dinding dengan Perkuatan Pada Satu Sisi
Pada tahapan ini akan dilakukan permodelan dinding dengan perkuatan
pada satu sisi. Yang menjadi variabel bebas adalah frekuensi gempa, dan
akselerasi gempa. Dengan perubahan variabel bebas ini, akan diamati perubahan
dari faktor amplifikasi (Am).
Dinding dengan perkuatan satu sisi yang akan dibandingkan dengan
dinding dengan perkuatan pada dua sisi adalah dinding dengan perkuatan satu sisi
tanpa natural soil seperti yang dapat terlihat pada gambar 3.3, dengan alasan
dinding dengan perkuatan pada satu sisi harus semirip mungkin dengan dinding
dengan perkuatan pada dua sisi agar perbedaan perilaku antara dinding dengan
perkuatan pada satu sisi dengan dinding dengan perkuatan pada dua sisi murni
terjadi hanya karena perbedaan satu sisi dengan dua sisi, tanpa ada bias dari
adanya natural soil pada dinding dengan perkuatan pada satu sisi (perlu
diperhatikan bahwa pada dinding dengan perkuatan pada dua sisi sudah pasti tidak
ada natural soil). Sedangkan dinding pada penelitian Guller et al (2011)
merupakan dinding dengan perkuatan pada satu sisi dengan natural soil. Untuk
memfasilitasi validasi dinding dengan perkuatan satu sisi dengan dinding pada
penelitian Guller et al (2011), di buat juga model dinding dengan perkuatan pada
satu sisi dengan natural soil, seperti yang dapat terlihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.2 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi pada
Penelitian Guller et al (2011) (Guller et al, 2011)
44
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.3 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi (tanpa
natural soil) pada Penelitian Ini
Gambar 3.4 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi (dengan
natural soil) pada Penelitian Ini
3.3.1 Spesifikasi Dinding
Pada penelitian ini digunakan dinding dengan spesifikasi sama dengan
dinding modular block pada penelitian Guller et al (2011). Dinding yang
digunakan berjenis modular block, dengan tinggi 6 m. Spesifikasi yang dipilih
merupakan spesifikasi yang umum digunakan.
Spesifikasi detail dinding adalah sebagai berikut:
Jenis facing : Modular Block
Material model : Mohr-Coulomb
Ketinggian dinding (H) : 6 m
Tebal panel : 50 cm
Tinggi panel : 25 cm
45
UNIVERSITAS INDONESIA
Material : Beton
Berat jenis () : 20 kN/m3
Modulus elastisitas (E) : 30000 kN/m2
Kohesi (c) : 200 kN/m2
Sudut geser (φ) : 35
Sudut dilatansi () : 0
Modulus geser (G) : 13640 kN/m2
Poisson ratio () : 0,1
Rinter : 0,7
Gambar 3.5 Modular Block Faced Retaining Wall
(http://www.allanblock.com/newsletter/images/mn15.jpg)
Digunakan juga selapis tipis tanah setebal 2 cm di bawah dinding,
dengan maksud agar bagian bawah dinding dapat mengalami displacement.
46
UNIVERSITAS INDONESIA
3.3.2 Spesifikasi Perkuatan
Pada penelitian ini digunakan perkuatan dengan spesifikasi sama dengan
perkuatan geogrid pada penelitian Guller et al (2011). Geogrid merupakan salah
satu jenis geosintetik yang memang umum digunakan sebagai perkuatan tanah.
Spesifikasi detail geogrid adalah sebagai berikut:
Jenis perkuatan : geogrid
Panjang perkuatan (L) : 4,2 m
Spasi vertikal (Sv) : 1 m
Elastic stiffness (EA) : 10000 kN/m
3.3.3 Properti Tanah
Pada penelitian ini terdapat total empat jenis tanah pada model, yaitu
backfill, base soil, natural soil, dan 2 cm soil. Backfill merupakan tanah di
belakang dinding yang dipadatkan, sedangkan tanah di bawah dinding dan backfill
merupakan base soil. Pada bagian bawah dinding, diletakkan tanah setebal 2 cm
untuk mengijinkan bagian bawah dinding mengalami displacement.
Properti tanah untuk backfill, base soil, dan natural soil yang digunakan
pada penelitian ini sama dengan properti backfill pasir, base soil, dan natural soil
pada penelitian Guller et al (2011). Dipilih pasir karena pasir merupakan material
yang disarankan untuk digunakan sebagai timbunan.
Spesifikasi detail backfill adalah sebagai berikut:
Jenis backfill : pasir
Material model : Mohr - Coulomb
Berat jenis () : 18 kN/m3
Modulus elastisitas (E) : 30000 kN/m2
Poisson’s ratio () : 0,3
Kohesi (c) : 5 kN/m2
Sudut geser (φ) : 35
Sudut dilatansi () : 0
Modulus geser (G) : 11540 kN/m2
Rinter : 0,7
47
UNIVERSITAS INDONESIA
Spesifikasi detail natural soil adalah sebagai berikut:
Material model : Mohr - Coulomb
Berat jenis () : 19 kN/m3
Modulus elastisitas (E) : 35000 kN/m2
Poisson’s ratio () : 0,2
Kohesi (c) : 50 kN/m2
Sudut geser (φ) : 1
Sudut dilatansi () : 0
Modulus geser (G) : 14583 kN/m2
Rinter : 0,5
Spesifikasi detail base soil adalah sebagai berikut:
Material model : Mohr - Coulomb
Berat jenis () : 22 kN/m3
Modulus elastisitas (E) : 200000 kN/m2
Poisson’s ratio () : 0,1
Kohesi (c) : 100 kN/m2
Sudut geser (φ) : 30
Sudut dilatansi () : 0
Modulus geser (G) : 90909 kN/m2
Rinter : 0,7
Spesifikasi detail tanah 2 cm adalah sebagai berikut:
Material model : Mohr - Coulomb
Berat jenis () : 22 kN/m3
Modulus elastisitas (E) : 5000 kN/m2
Poisson’s ratio () : 0,1
Kohesi (c) : 5 kN/m2
Sudut geser (φ) : 1
Sudut dilatansi () : 0
Modulus geser (G) : 2273 kN/m2
Rinter : 0,2
48
UNIVERSITAS INDONESIA
3.3.4 Gempa
Untuk gempanya, digunakan gempa yang mirip dengan yang digunakan
pada penelitian Guller et al (2011), hanya saja pada penelitian ini terdapat variasi
akselerasi dan frekuensi yang jauh lebih banyak. Akselerasi dan frekuensi ini
divariasikan karena akselerasi dan frekuensi inilah yang merupakan variabel bebas
yang akan dilihat pengaruhnya terhadap variabel terikat (faktor amplifikasi).
Variasi akselerasi dan frekuensi yang akan digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
Akselerasi : 0,1 g; 0,2 g; 0,3 g; 0,5 g; 0,7 g; 0,9 g
Frekuensi : 1 Hz, 3 Hz, 5 Hz
Persamaan gempa yang digunakan adalah sebagai berikut:
√
Dengan α, β, ξ merupakan konstanta, f adalah frekuensi, dan t adalah
waktu. Untuk akselerasi puncak 0,2 g, digunakan nilai α = 5,5; β = 55, dan ξ = 12.
Durasi gempa 6 sekon untuk semua variasi model. Frekuensi divariasikan 1 Hz, 3
Hz, dan 5 Hz dengan mengganti variable f pada rumus. Akselerasi dari
akselerogram dengan akselerasi puncak 0,2 g dibagi 2 untuk mendapatkan
akselerogram dengan akselerasi puncak 0,1 g dan dikali 1,5 untuk mendapatkan
akselerogram dengan akselerasi puncak 0,3 g, dst untuk mendapatkan
akselerogram 0,5 g; 0,7 g; dan 0,9 g.
49
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.6 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,1 g dan Frekuensi 1 Hz
Gambar 3.7 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,2 g dan Frekuensi 1 Hz
50
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.8 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,3 g dan Frekuensi 1 Hz
Gambar 3.9 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,5 g dan Frekuensi 1 Hz
51
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.10 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,7 g dan Frekuensi 1 Hz
Gambar 3.11 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,9 g dan Frekuensi 1 Hz
52
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.12 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,1 g dan Frekuensi 3 Hz
Gambar 3.13 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,2 g dan Frekuensi 3 Hz
53
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.14 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,3 g dan Frekuensi 3 Hz
Gambar 3.15 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,5 g dan Frekuensi 3 Hz
54
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.16 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,7 g dan Frekuensi 3 Hz
Gambar 3.17 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,9 g dan Frekuensi 3 Hz
55
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.18 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,1 g dan Frekuensi 5 Hz
Gambar 3.19 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,2 g dan Frekuensi 5 Hz
56
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.20 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,3 g dan Frekuensi 5 Hz
Gambar 3.21 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,5 g dan Frekuensi 5 Hz
57
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 3.22 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,7 g dan Frekuensi 5 Hz
Gambar 3.23 Akselerogram dengan Akselerasi Puncak 0,9 g dan Frekuensi 5 Hz
58
UNIVERSITAS INDONESIA
3.3.5 Interface dan Kondisi Batas
Pada penelitian ini interface diletakkan di antara modular block, di antara
modular block dengan geogrid dengan ekstensi sepanjang lebar modular block
(0,5 m) ke dalam backfill; di antara base soil dengan backfill, di antara base soil
dengan natural soil; dan di antara backfill dengan natural soil. Di antara
perkuatan dengan backfill tidak diletakkan interface karena berdasarkan penelitian
Kaliakin dan Xi (1992) dan Ling et al (2004) interface di antara perkuatan dan
backfill tidak berpengaruh signifikan terhadap deformasi dinding dan gaya dalam
pada perkuatan.
Kondisi batas yang digunakan pada model adalah horizontal fixity pada
batas kiri dan kanan, sedangkan pada batas bawah digunakan total fixity.
Digunakan juga absorbent boundary pada batas kiri, kanan, dan bawah model.
Absorbent boundary ini berfungsi untuk menghilangkan kenaikan tegangan pada
batas model akibat beban gempa.
3.3.6 Tahapan Konstruksi
Proses konstruksi backfill dilakukan secara bertahap layer per layer.
Masing-masing layer tebalnya 1 m, kecuali layer paling atas dan paling bawah
yang tebalnya 0,5 m. Terdapat 5 layer dengan tebal 1 m, dan 2 layer dengan tebal
0,5 m, total tinggi 6 m sesuai dengan tinggi dinding. Dilakukan juga peresetan
displacement ke nol setelah stage contruction, sehingga displacement dinamik
merupakan displacement yang murni disebabkan oleh gempa, bukan displacement
setelah stage construction ditambah displacement karena gempa.
3.4 Validasi
Pada tahapan ini akan dilakukan perbandingan antara respon seismik
dinding MSE Wall hasil dari tahapan sebelumnya dengan respon seismik dinding
MSE Wall hasil penelitian Kencana (2012) (untuk Am), dan Guller et al (2011)
(untuk displacement). Jika respon dari MSEW dengan perkuatan pada satu sisi
pada peneliaan ini memiliki trend yang sama dengan penelitian Kencana (2012),
dan Guller et al (2011) maka dapat disimpulkan bahwa model ini valid, namun
sebaliknya jika respon dari MSEW pada penelitian ini tidak memiliki trend yang
59
UNIVERSITAS INDONESIA
sama dengan penelitian Kencana (2012), dan Guller et al (2011) maka dapat
disimpulkan bahwa model pada penelitian ini tidak valid. Respon seismik yang
dimaksud adalah displacement horizontal dinding dan faktor amplifikasi (Am).
Jika model valid, maka dilanjutkan ke tahap selanjutnya, yaitu
permodelan dinding dengan perkuatan pada dua sisi. Jika hasilnya tidak valid,
maka dilakukan refinement pada model dinding dengan perkuatan pada satu sisi,
hingga modelnya valid.
3.5 Permodelan Dinding dengan Perkuatan Pada Dua Sisi
Pada tahapan ini akan dilakukan permodelan dinding dengan perkuatan
pada dua sisi. Model dinding dengan perkuatan pada dua sisi ini menggunakan
spesifikasi yang sama dengan dinding dengan perkuatan pada satu sisi, dan juga
mendapatkan getaran seismik dengan karakteristik yang sama. Timbunan tanah
dengan perkuatan pada dua sisi ini lebarnya ... m.
Sama seperti dinding dengan perkuatan pada satu sisi, pada kasus dinding
dengan perkuatan pada dua sini ini juga akan diperhatikan pengaruh perubahan
akselerasi dan frekuensi gempa terhadap faktor amplifikasi (Am).
3.6 Analisa
Pada tahapan ini akan dilakukan perbandingan dari respon seismik MSE
wall dengan perkuatan pada satu sisi dengan respon seismik MSE wall dengan
perkuatan pada dua sisi, dan akan diidentifikasi faktor-faktor yang
mempengaruhinya.
3.7 Kesimpulan
Pada tahapan ini akan dipaparkan kesimpulan dari penelitian ini.
60
UNIVERSITAS INDONESIA
BAB 4
HASIL DAN ANALISA
4.1 Validasi
Pada tahapan ini akan dilakukan permodelan dinding dengan perkuatan
pada satu sisi yang mirip dengan dinding pada penelitian Guller et al (2011), dan
dilihat apakah displacement horizontal dari dinding sama trendnya dengan
displacement horizontal dari dinding pada penelitian Guller et al (2011) atau
tidak. Displacement yang menjadi perhatian adalah displacement statik
(displacement setelah stage construction) dan displacement dinamik
(displacement setelah gempa).
Gambar 4.1 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi (dengan
natural soil)
61
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.2 Grafik Displacement Statik pada Penelitian Ini
Gambar 4.3 Grafik Displacement Statik pada Penelitian Guller et al (2011)
62
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.4 Grafik Displacement Dinamik pada Penelitian Ini
Gambar 4.5 Grafik Displacement Dinamik pada Penelitian Guller et al (2011)
63
UNIVERSITAS INDONESIA
Dari gambar 4.2 dan gambar 4.3 dapat terlihat bahwa displacement statik
dinding pada penelitian ini cukup mirip dengan displacement statik dinding pada
penelitian Guller et al (2011), hanya berbeda sekitar 1 mm, namun dari gambar
4.4 dan gambar 4.5 terlihat bahwa displacement dinamik dinding pada penelitian
ini berbeda sangat jauh dengan displacement dinamik dinding pada penelitian
Guller et al (2011). Displacement dinamik dinding pada penelitian ini jauh lebih
besar dari displacement dinamik dinding pada penelitian Guller et al (2011).
4.2 Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi dengan Natural Soil
Pada tahap ini dimodelkan dinding dengan perkuatan pada satu sisi
dengan natural soil yang mirip dengan permodelan pada penelitian Guller et al
(2011), hanya saja digunakan variasi akselerasi dan frekuensi gempa yang jauh
lebih banyak. Akan diperhatikan pengaruh dari akselerasi gempa, frekuensi
gempa, dan elevasi titik pengamatan pada faktor amplifikasi (Am).
Gambar 4.6 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi (dengan
natural soil)
64
UNIVERSITAS INDONESIA
4.2.1 Pengaruh Akselerasi Gempa
Gambar 4.7 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 1 Hz pada Berbagai
Elevasi Dinding
Gambar 4.8 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 3 Hz pada Berbagai
Elevasi Dinding
65
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.9 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 5 Hz pada Berbagai
Elevasi Dinding
Secara sekilas dapat terlihat bahwa faktor amplifikasi pada dinding yang
mendapatkan gempa dengan frekuensi 3 Hz mempunyai trend yang berbeda
dengan faktor amplifikasi pada dinding yang mendapatkan gempa dengan
frekuensi 1 Hz dan 5 Hz. Perlu diketahui bahwa 3 Hz mewakili frekuensi yang
dekat dengan frekuensi alami sistem, sedangkan 1 Hz dan 5 Hz mewakili
frekuensi yang jauh dengan frekuensi alami sistem. Dari hal itu dapat terlihat
bahwa jauh dekatnya frekuensi gempa dengan frekuensi alami sistem akan sangat
mempengaruhi respon akselerasi dinding.
Pada dinding yang mendapatkan gempa dengan frekuensi yang jauh dari
frekuensi alami sistem dapat terlihat bahwa tidak terjadi amplifikasi yang
signifikan berapa pun akselerasi gempanya. Hal ini sangatlah masuk akal karena
dengan jauhnya frekuensi gempa dengan frekuensi sistem, maka tidak terjadi
resonansi.
Pada dinding yang mendapatkan gempa dengan frekuensi yang dekat
dengan frekuensi alami sistem terlihat bahwa faktor amplifikasi akan sangat
tergantung dengan akselerasi gempa. Faktor amplifikasi berbanding terbalik
dengan akselerasi gempa, dengan kata lain semakin tinggi akselerasi gempa, maka
faktor amplifikasi akan semakin kecil. Pada akselerasi gempa rendah, terjadi
66
UNIVERSITAS INDONESIA
resonansi sebagai akibat dari dekatnya frekuensi gempa dengan frekuensi sistem,
sedangkan pada akselerasi tinggi, terjadi regangan yang tinggi yang
mengakibatkan damping yang tinggi pula, sehingga gempa menjadi teredam.
4.2.2 Pengaruh Frekuensi Gempa
Gambar 4.10 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 0,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
67
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.11 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 1,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.12 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 2,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
68
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.13 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 3,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.14 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 4,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
69
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.15 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 5,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Dari grafik 4.10 hingga 4.15 dapat terlihat bahwa pada dinding yang
mendapatkan gempa dengan frekuensi 3 Hz terjadi amplifikasi yang lebih besar
dibandingkan dengan dinding yang mendapatkan gempa dengan frekuensi 1 Hz
dan 5 Hz, terutama pada dinding yang mendapatkan gempa dengan akselerasi
rendah (0,1 g; 0,2 g; 0,3 g), sedangkan pada dinding yang mendapatkan gempa
dengan akselerasi tinggi (0,5 g; 0,7 g; 0,9 g), perubahan frekuensi tidak terlalu
mempengaruhi faktor amplifikasi. Pada dinding yang mendapatkan gempa dengan
akselerasi tinggi, dapat terlihat bahwa dengan perubahan frekuensi tidak
menyebabkan perubahan berarti pada faktor amplifikasi. Perlu diketahui bahwa 3
Hz mewakili frekuensi yang dekat dengan frekuensi alami sistem, sedangkan 1 Hz
dan 5 Hz mewakili frekuensi yang jauh dengan frekuensi alami sistem.
Pada akselerasi rendah, terjadi amplifikasi pada dinding yang
medapatkan gempa dengan frekuensi yang deket dengan frekuensi alami sistem,
karena terjadi resonansi, sebaliknya tidak terjadi amplifikasi yang signifikan pada
dinding yang mendapatkan gempa dengan frekuensi yang jauh dari frekuensi
alami dinding, karena tidak terjadi amplifikasi.
70
UNIVERSITAS INDONESIA
Pada akselerasi tinggi, tidak terjadi amplifikasi yang signifikan berapa pun
akselerasi gempanya, karena pada akselerasi tinggi terjadi regangan yang besar,
dan damping yang tinggi.
4.2.3 Pengaruh Elevasi Titik Pengamatan
Gambar 4.16 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 1 Hz pada Berbagai Akselerasi
Gempa
71
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.17 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 3 Hz pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.18 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 5 Hz pada Berbagai Akselerasi
Gempa
72
UNIVERSITAS INDONESIA
Dari gambar 4.16 hingga 4.18 dapat terlihat bahwa trend grafik untuk
frekuensi 3 Hz berbeda dengan trend grafik untuk frekuensi 1 Hz dan 5 Hz,
sedangkan trend grafik untuk frekuensi 1 Hz dan 5 Hz memiliki trend yang mirip.
Perlu diketahui bahwa 3 Hz mewakili frekuensi yang dekat dengan frekuensi
alami sistem, sedangkan 1 Hz dan 5 Hz mewakili frekuensi yang jauh dengan
frekuensi alami sistem.
Untuk dinding yang mendapatkan gempa dengan frekuensi jauh dengan
frekuensi alaminya, perbedaan elevasi titik pengamatan tidak menyebabkan
adanya perbedaan yang signifikan pada faktor amplifikasi. Faktor amplifikasi
sebagian besar berada di bawah 2, yang menandakan tidak terjadi amplifikasi
yang signifikan, karena pada kasus ini tidak terjadi resonansi.
Untuk dinding yang mendapatkan gempa dengan frekuensi dekat dengan
frekuensi alaminya, perbedaan elevasi mempengaruhi faktor amplifikasi, terutama
pada dinding yang mendapatkan gempa dengan akselerasi rendah (0,1 g; 0,2 g;
0,3 g). Semakin tinggi elevasi titik pengamatan, faktor amplifikasi cenderung
semakin besar. Namun untuk dinding yang mendapat gempa dengan akselerasi
tinggi (0,5 g; 0,7 g; 0,9 g), perubahan elevasi pengamatan tidak mempengaruhi
faktor amplifikasi secara signifikan sehingga perilakunya mirip dengan dinding
yang mendapatkan gempa dengan frekuensi yang jauh dari frekuensi alami sistem.
73
UNIVERSITAS INDONESIA
4.3 Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi tanpa Natural Soil
Pada tahap ini dimodelkan dinding dengan perkuatan pada satu sisi tanpa
natural soil yang mirip dengan permodelan pada penelitian Guller et al (2011),
hanya saja digunakan variasi akselerasi dan frekuensi gempa yang jauh lebih
banyak. Akan diperhatikan pengaruh dari akselerasi gempa, frekuensi gempa, dan
elevasi titik pengamatan pada faktor amplifikasi (Am).
Gambar 4.19 Geometri Model Dinding dengan Perkuatan pada Satu Sisi (tanpa
natural soil)
4.3.1 Pengaruh Akselerasi Gempa
Gambar 4.20 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 1 Hz pada berbagai
elevasi dinding
74
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.21 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 3 Hz pada berbagai
elevasi dinding
Gambar 4.22 Grafik Am vs base acceleration untuk Frekuensi 5 Hz pada berbagai
elevasi dinding
75
UNIVERSITAS INDONESIA
4.3.2 Pengaruh Frekuensi Gempa
Gambar 4.23 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 0,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.24 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 1,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
76
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.25 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 2,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.26 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 3,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
77
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.27 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 4,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.28 Grafik Am vs Frekuensi pada elevasi 5,5 m pada Berbagai Akselerasi
Gempa
78
UNIVERSITAS INDONESIA
4.3.3 Pengaruh Elevasi Titik Pengamatan
Gambar 4.29 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 1 Hz pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Gambar 4.30 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 3 Hz pada Berbagai Akselerasi
Gempa
79
UNIVERSITAS INDONESIA
Gambar 4.31 Grafik Elevasi vs Am untuk frekuensi 5 Hz pada Berbagai Akselerasi
Gempa
Grafik respon dinding dengan perkuatan pada satu sisi tanpa natural soil
di atas (gambar 4.20 – gambar 4.31) tidak berbeda jauh dengan Grafik respon
dinding dengan perkuatan pada satu sisi dengan natural soil (gambar 4.7 –
gambar 4.18). Dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa ada atau tidak adanya
natural soil, tidak akan mempengaruhi respon akselerasi dinding secara
signifikan.
80
UNIVERSITAS INDONESIA
DAFTAR PUSTAKA
Kumar, Kamalesh. Basic Geotechnical Earthquake Engineering. New Delhi: New
Age International, 2008.
South Carolina Department of Transportation. SCDOT Geotechnical Design
Manual. Columbia: SCDOT, 2010.
Passe, Paul D. Mechanically Stabilized Earth Wall Inspector’s Handbook.
Tallahasse: Florida Department of Transportation, 2000.
Kencana, Erick Yusuf. Evaluation of Acceleration Amplified Response and
Mobilized Reinforcement Loads within Geosynthetic Reinforced Structures under
Dynamic Loading. Master Thesis. Taipei: National Taiwan University of Science
and Technology, 2012.
Holst, Martin. Numerical and Analytical Analysis of Geogrid Reinforced Soil Wall
Subjected to Dynamic Loading. Master Thesis. Trondheim: Norwegian University
of Science and Technology, 2012.
Basha, B. Munwar, dan P. K. Basudhar. Pseudo Static Seismic Stability Analysis
of Reinforced Soil Structures. 2010.
Koseki, J., et al. Evaluation of Seismic Displacement of Reinforced Walls. 2004.
Nouri, H., A. Fakher, dan C. J. F. P. Jones. Evaluating the effects of the magnitude
and amplification of pseudo-static acceleration on reinforced soil slopes and
walls using the limit equilibrium Horizontal Slices Method. 2007.
81
UNIVERSITAS INDONESIA
El-Emam, Magdy M., Richard J. Bathurst, dan Kianoosh Hatami. Numerical
Modeling of Reinforced Soil Retaining Walls Subjected to Base Acceleration.
2004.
Ling, Hoe I., et al. Finite Element Simulations of Full Scale Mudular Block
Reinforced Soil Retaining walls under Earthquake Loading. 2010.
Guller, Erol, et al. Numerical Analysis of Reinforced Soil Walls With Granular
and Cohesive Backfills Under Cyclic Loads. 2011.
Bathurst, R. J., dan Z. Cai. Pseudo-Static Seismic Analysis of Geosynthetic-
Reinforced Segmental Retaining Walls. 1995.
Koseki, J., et al. Shaking and Tilt Table Tests of Geosynthetic-Reinforced Soil and
Conventional-Type Retaining Walls. 1998.
Matsuo, O., et al. Shaking Table Tests and Analyses of Geosynthetic-Reinforced
Soil Retaining Walls. 1998.
Bathurst, R. J., dan K. Hatami. Seismic Response Analysis of a Geosynthetic-
Reinforced Soil Retaining Wall. 1998.
Helwany, Sam M. B., M. Budhu, dan David McCallen. Seismic Analysis of
Segmental Retaining Walls. I: Model Verification. 2001.
Siddharthan, R., V. Gopalan, dan S. Bukhary. Application of Displacement-Based
Seismic Design Approach for MSE Walls with Uneven Reinforcement. 2010.
Ling, Hoe I., et al. Large-Scale Shaking Table Tests on Modular-Block Reinforced
Soil Retaining Walls. 2005.