6 BAB II LANDASAN TEORI II.1 Longsoran Longsoran dapat diartikan sebagai pergerakan suatu massa batuan, bahan rombakan, dan/atau tanah yang bergerak menuruni lereng (Cruden, 1991). Varnes (1978 dalam Highland dan Johnson, 2004) menunjukkan skema ideal pada longsoran tanah (Gambar II.1). Skema yang digambarkan secara umum dibagi menjadi dua zona yaitu zona deplesi dan zona akumulasi. Gambar II.1 Skema ideal longsoran tanah (Varnes, 1978 dalam Highland dan Johnson, 2004). II.1.1 Jenis Longsoran Varnes (1978 dalam Highland dan Johnson, 2004) mengklasifikasikan jenis longsoran berdasarkan material penyusun dan tipe gerakannya (Tabel II.1). Berdasarkan material penyusunnya, longsoran dibagi menjadi tiga, antara lain batuan (rock), tanah dominan butir kasar (debris), dan tanah dominan butir halus (earth), sedangkan berdasarkan tipe gerakannya, longsoran dibagi menjadi 6, yaitu jatuhan (fall), gulingan (topple), gelincir (slide), aliran (flow), sebaran (spread), dan majemuk (complex). 7 II.1.1.1 Longsoran Jatuhan Longsoran jatuhan merupakan pergerakan jatuh bebas material penyusun lereng secara tiba-tiba di sepanjang bidang diskontinuitas pada lereng yang terjal (Gambar II.2). Jatuhan dipengaruhi oleh gaya gravitasi, pelapukan fisik, dan pengaruh air (Highland dan Johnson, 2004). Gambar II.2 Longsoran jatuhan (Highland dan Johnson, 2004). Jenis Longsoran Material Longsoran Batu Tanah Dominan Kasar Dominan Halus Jatuhan Jatuhan batu Jatuhan bahan rombakan Jatuhan tanah Jungkiran Jungkiran Jungkiran bahan rombakan Jungkiran tanah Gelinciran Rotasi Gelinciran batu Gelinciran bahan rombakan Gelinciran tanah Translasi Sebaran lateral Sebaran batu Sebaran bahan rombakan Sebaran tanah Aliran Aliran batu Aliran bahan rombakan Sebaran tanah (rayapan dalam) (rayapan tanah) Majemuk Kombinasi dari dua atau lebih gerakan longsoran Tabel II.1 Klasifikasi longsoran (Varnes, 1978 dalam Highland dan Johnson, 2004) 8 II.1.1.2 Longsoran Jungkiran Longsoran jungkiran merupakan pergerakan material penyususn lereng yang jatuh dengan mekanimse berputar ke depan pada poros tertentu (Gambar II.3). Longsoran ini diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi dan pengaruh air pada rekahan lereng (Highland dan Johnson, 2004). Gambar II.3 Longsoran jungkiran (Highland dan Johnson, 2004). II.1.1.3 Longsoran Gelinciran Longsoran gelinciran merupakan pergerakan material akibat adanya zona lemah yang memisahkan material yang mengalami gelinciran dengan material dasar yang lebih stabil. Longsoran gelinciran secara umum dibedakan menjadi dua yaitu rotasional dan translasional (Gambar II.4). Gelinciran rotasional adalah longsoran yang memiliki bidang gelincir berbentuk melengkung cekung ke atas (concave upward-curving) (Varnes, 1978 dalam Highland dan Johnson, 2004). Gelinciran rotasional umumnya diakibatkan oleh material tanah berbutir halus (Duncan dan Wright, 2005 dalam Memon, 2018). Gelinciran translasional terjadi ketika material longsoran bergerak di sepanjang permukaan datar yang kasar dengan sedikit rotasi (Varnes, 1978 dalam Highland dan Johnson, 2004). 9 Gambar II.4 Longsoran gelinciran. (A) Gelinciran rotasional dan (B) gelinciran translasional (Highland dan Johnson, 2004). II.1.1.4 Longsoran Sebaran Lateral Sebaran lateral adalah jenis pergerakan longsoran yang terjadi pada lereng landai atau topografi datar (Gambar II.5). Umumnya, pergerakan lateral ditandai dengan adanya shear fracture dan tensile fracture. Gambar II.5 Longsoran sebaran lateral (Highland dan Johnson, 2004). II.1.1.5 Longsoran Aliran Aliran adalah jenis gerakan longsoran yang terjadi ketika material penyusun lereng meluncur ke daerah yang lebih rendah. Tipe gerakan ini dibagi menjadi empat, yaitu debris flow, debris avalanche, earth flow, dan rayapan (Gambar II.6) (Highland dan Johnson, 2004). 10 Gambar II.6 Longsoran aliran. (A) Debris flow, (B) debris avalanche, (C) earth flow, dan (D) rayapan (Highland dan Johnson, 2004). II.1.2 Teori Keruntuhan Mohr-Coulomb Keruntuhan akan terjadi ketika kuat geser material penyusun lereng lebih kecil dari tegangan gesernya (Mohr, 1900 dalam Hamdan dan Pratiwi, 2017). Hal ini menjadi dasar dari teori keruntuhan Mohr-Coulomb yang menyatakan bahwa keruntuhan terjadi ketika kombinasi antara tegangan normal dan tegangan geser berada tepat atau di atas garis keruntuhan (Gambar II.7). Persamaan kriteria keruntuhan Mohr- Coulomb dapat dilihat pada Persamaan II.1. ( II.1) dengan: = Kuat geser c = Kohesi = Tegangan normal = Sudut geser dalam 11 Gambar II.7 Diagram keruntuhan Mohr-Coulomb. II.2 Analisis Kestabilan Lereng Analisis kestabilan lereng dilakukan untuk menilai stabilitas suatu lereng. Pada penelitian ini, analisis kestabilan lereng digunakan untuk menentukan stabilitas lereng disetiap tahapan konstruksi menggunakan metode elemen hingga dengan model linear elastoplastik. II.2.1 Metode Elemen Hingga Metode elemen hingga adalah salah satu metode numerik yang dapat dipakai untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam bidang rekayasa yang berkaitan dengan mekanika (Rahardjo dan Alvi, 2019). Prinsip dasar metode elemen hingga yaitu memecahkan masalah rekayasa dengan membagi suatu sistem menjadi elemen- elemen yang lebih kecil (Rahardjo dan Alvi, 2019). Penggambaran prinsip dasar ini dapat dicontohkan dalam menghitung luas lingkaran. Pada perhitungan luas lingkaran dapat didekati dengan cara membagi lingkaran menjadi beberapa segmen yang bentuknya segitiga. Semakin kecil elemen pada suatu sistem, maka kesalahan perhitungan akan semakin kecil (Gambar II.8). Gambar II.8 Elemen segitiga di dalam sistem lingkaran. 12 II.2.1.1 Jenis Metode Elemen Hingga Metode elemen hingga memiliki beberapa jenis elemen yang dapat dipakai sesuai keperluannya. Jenis-jenis elemen yang dapat dipakai untuk keperluan geoteknik, antara lain elemen satu dimensi, elemen dua dimensi, elemen tiga dimensi, dan elemen antarmuka (Rahardjo dan Alvi, 2019). 1. Elemen Satu Dimensi Elemen satu dimensi dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu elemen batang dan elemen balok. Rekayasa geoteknik yang menggunakan elemen satu dimensi contohnya yaitu perhitungan konsolidasi satu dimensi. 2. Elemen Dua Dimensi Elemen dua dimensi berdasarkan bidang pembebanannya dibagi menjadi elemen bidang dan elemen pelat. Bentuk segmen yang biasa digunakan pada elemen 2 dimensi yaitu segitiga dengan 3 titik nodal (Gambar II.9) dan segiempat dengan 4 titik nodal. Pada kasus geoteknik, kegunaan elemen dua dimensi diantaranya untuk melakukan analisis kestabilan lereng dan analisis kestabilan terowongan. Gambar II.9 Elemen 2D dengan tiga titik nodal dalam sistem lereng. 3. Elemen Tiga Dimensi Elemen tiga dimensi merupakan pengembangan dari elemen dua dimensi.