85 BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN Bab ini akan membahas pengolahan data yang dilakukan untuk input dalam permodelan IV.1 Analisis Potensi Likuifaksi Analisis potensi likuifaksi dilakukan untuk mengetahui apakah lapisan-lapisan tanah penelitian berpotensi untuk terjadi likuifaksi. Likuifaksi terjadi pada tanah berpasir yang memiliki nilai perbandingan antara CSR dengan CRR kurang dari 1. IV.1.1 Perhitungan Nilai Cyclic Stress Ratio (CSR) Nilai dari CSR dapat dihitung dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Menghitung nilai Akselerasi Puncak Gempa Horizontal (‡ “‡ž) Perhitungan percepatan maksimum permukaan tanah (= àÔë) dapat mengacu kepada SNI 1726:2019 “Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung” dengan persamaan sebagai berikut: PGA Æ=F ÉÀº.PGA Nilai PGA suatu wilayah dapat diketahui dengan bantuan Peta Gempa 2017. Nilai PGA wilayah Cilacap didapatkan sebesar 0.5. Gambar 4. 1 Gempa maksimum yang dipertimbangkan rata-rata geometrik (MCEG) wilayah Indonesia Nilai dari koefisien situ (F ÉÀº) ditentukan dari nilai PGA yang telah didapatkan dan klasifikasi situs. Klasifikasi situs dapat dilihat pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.2. Perhitungan rata-rata nilai SPT perlu dilakukan terlebih dahulu untuk melihat tanah studi yang masuk ke dalam kriteria tertentu dengan persamaan sebagai berikut: 86 0= à @E 0E 30 = 14.7 Berdasarkan tabel 2.2, dikarenakan nilai rata-rata SPT kurang dari 15 maka kelas situs studi pada PLTU Cilacap adalah kelas SE (tanah lunak) dengan nilai koefisien situs (F ÉÀº) sebesar 1.2. Nilai dari = àÔë sebagai berikut: PGA Æ=F ÉÀº.PGA PGA Æ=1.2 T 0.5 = 0.6 2. Menghitung koefisien reduksi tegangan (r d) Koefisien reduksi tegangan (r d) didefinisikan sebagai kelenturan dari tanah yang terkena gempa. Faktor ini akan berkurang apabila kedalaman lapisan tanah bertambah dan bergantung pada magnitude gempa. Magnitude gempa yang digunakan pada penelitian ini bernilai 8. Nilai dari r d dapat dihitung dengan persamaan 4. Berikut merupakan contoh perhitungan r d pada kedalaman 2 m: Kedalaman (z) : 2 m Koefisien reduksi tegangan (r d) : ˜Š=F  [»( )+¼( ).y] »( )=FÚ.ÙÚÛ F Ú.ÚÛß ™�”@   ÚÚ.àÜ +Þ.ÚÜÜA=FÙ.Ùá ¼( )=Ù.ÚÙß+Ù.ÚÚá ™�”@   ÚÚ.Ûá +Þ.ÚÝÛA=Ù.ÙÚ ˜Š=F [FÙ.Ùá+Ù.ÙÚ.á]=Ú 3. Menghitung tegangan vertikal efektif overburden Tegangan efektif overburden adalah tegangan yang dialami suatu massa tanah pada kedalaman tertentu akibat berat massa tanah diatasnya. Perhitungannya sebagai berikut: ê éâ=Í(Û.H) Kedalaman (H) : 2 m 87 Berat jenis lapisan tanah 1 : 13.5 kN/m 3 Berat jenis lapisan tanah 2 : 14 kN/m 3 Tegangan overburden efektif : (Û1. H1)+ (Û2. H2) : (13.5 x 1) + (14 x 1) : 27.5 kN/m 3 4. Menghitung nilai CSR Setelah langkah 1 hingga langkah 3 telah dihitung hingga seluruh lapisan tanah, maka nilai CSR dapat dihitung dengan persamaan 1. Berikut adalah contoh perhitungan nilai CSR pada kedalaman 2 m: Diketahui = àÔë : 1.2 ê éâ : 27.5 kN/m 3 ê éâ ñ : 7.90 kN/m 3 rd : 1 CSR : 0.65@ ÔØÌã Ú A@ áÚ  áÚ òAN@ : 0.65@ 5. 6 =. < A@ 6;. 9 ;. = A1 : 0.14 Berikut perhitungan nilai CSR pada seluruh lapisan tanah 88 Tabel 4. 1 Nilai CSR pada seluruh lapisan tanah IV.1.2 Perhitungan Nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) Perhitungan nilai CRR membutuhkan nila NSPT yang telah terkoreksi dengan berbagai macam variabel yang ada seperti koreksi untuk diameter lubang bor, koreksi panjang tali, 1 1 2 13.5 9.81 13.50 10 3.70 -0.03 0.00 1.00 0.1452 2 1 3 14.0 9.81 27.50 20 7.90 -0.08 0.01 1.00 0.1378 3 1 2 13.5 9.81 41.00 29 11.60 -0.13 0.02 0.99 0.1390 4 1 2 13.5 9.81 54.50 39 15.30 -0.20 0.02 0.98 0.1392 5 1 2 13.5 9.81 68.00 49 19. 00 -0.27 0.03 0.98 0.1388 6 1 1 16.7 9.81 84.68 59 25.88 -0.34 0.04 0.97 0.1259 7 1 1 16.1 9.81 100.77 69 32.17 -0.42 0.05 0.96 0.1194 8 1 2 15.1 9.81 115.88 78 37.48 -0.50 0.06 0.95 0.1168 9 1 1 14.6 9.81 130.50 88 42.30 -0.59 0.07 0.94 0.1154 10 1 4 14.9 9.81 145.41 98 47.41 -0.68 0.08 0.93 0.1135 11 1 4 15.3 9.81 160.71 108 52.91 -0.77 0.09 0.92 0.1112 12 1 5 15.2 9.81 175.92 118 58.32 -0.87 0.10 0.91 0.1091 13 1 13 14.9 9.81 190.83 127 63.43 -0.96 0.11 0.90 0.1076 14 1 33 16.8 9.81 207.63 137 70.43 -1.06 0.12 0.89 0.1041 15 1 28 16.2 9.81 223.83 147 76.83 -1.16 0.13 0.88 0.1016 16 1 25 15.8 9.81 239.63 157 82.83 -1.25 0.14 0.87 0.0995 17 1 21 14.0 9.81 253.63 167 87.03 -1.34 0.15 0.85 0.0989 18 1 14 17.6 9.81 271.19 176 94.79 -1.43 0.16 0.84 0.0958 19 1 15 15.8 9.81 286.98 186 100.78 -1.52 0.17 0.83 0.0940 20 1 16 15.6 9.81 302.58 196 106.58 -1.61 0.18 0.82 0.0924 21 1 14 15.7 9.81 318.28 206 112.48 -1.68 0.18 0.81 0.0908 22 1 13 15.9 9.81 334.17 216 118.57 -1.76 0.19 0.80 0.0892 23 1 13 16.4 9.81 350.55 225 125.15 -1.83 0.20 0.79 0.0874 24 1 46 15.7 9.81 366.25 235 131.05 -1.89 0.20 0.77 0.0860 25 1 46 14.0 9.81 380.25 245 135.25 -1.95 0.21 0.76 0.0854 26 1 46 14.0 9.81 394.25 255 139.45 -2.00 0.21 0.75 0.0847 27 1 26 15.1 9.81 409.36 265 144.76 -2.04 0.22 0.74 0.0836 28 1 14 16.0 9.81 425.35 274 150.95 -2.08 0.22 0.73 0.0823 29 1 15 15.6 9.81 440.95 284 156.75 -2.10 0.22 0.73 0.0811 30 1 15 14.8 9.81 455.76 294 161.76 -2.12 0.22 0.72 0.0803 31 1 16 15.0 9.81 470.77 304 166.97 -2.13 0.22 0.71 0.0795 32 1 14 14.5 9.81 485.29 314 171.69 -2.14 0.22 0.70 0.0789 33 1 17 15.5 9.81 500.79 323 177.39 -2.13 0.22 0.70 0.0781 34 1 16 15.9 9.81 516.68 333 183.48 -2.12 0.22 0.69 0.0772 35 1 14 15.8 9.81 532.47 343 189.47 -2.10 0.22 0.68 0.0765 36 1 13 15.7 9.81 548.17 353 195.37 -2.07 0.21 0.68 0.0759 37 1 35 14.0 9.81 562.17 363 199.57 -2.03 0.21 0.68 0.0758 38 1 46 14.0 9.81 576.17 372 203.77 -1.99 0.20 0.67 0.0758 39 1 50 14.0 9.81 590.17 382 207.97 -1.94 0.19 0.67 0.0758 40 1 50 14.0 9.81 604.17 392 212.17 -1.88 0.19 0.67 0.0760 41 1 50 14.0 9.81 618.17 402 216.37 -1.82 0.18 0.67 0.0762 42 1 50 14.0 9.81 632.17 412 220.57 -1.75 0.17 0.67 0.0765 43 1 31 14.0 9.81 646.17 421 224.77 -1.67 0.16 0.67 0.0770 44 1 12 16.0 9.81 662.16 431 230.96 -1.59 0.15 0.68 0.0770 45 1 11 16.5 9.81 678.64 441 237.64 -1.51 0.14 0.68 0.0772 46 1 12 17.5 9.81 696.10 451 245.30 -1.42 0.13 0.68 0.0772 47 1 13 17.8 9.81 713.86 461 253.26 -1.33 0.12 0.69 0.0773 48 1 21 17.3 9.81 731.13 470 260.73 -1.24 0.11 0.70 0.0777 49 1 26 17.9 9.81 748.98 480 268.78 -1.14 0.10 0.70 0.0780 50 1 20 16.8 9.81 765.76 490 275.76 -1.04 0.09 0.71 0.0787 51 1 50 14.0 9.81 779.76 500 279.96 -0.95 0.08 0.72 0.0801 52 1 50 14.0 9.81 793.76 510 284.16 -0.85 0.07 0.73 0.0815 53 1 50 16.7 9.81 810.44 519 291.04 -0.76 0.06 0.75 0.0826 54 1 50 16.7 9.81 827.12 529 297.92 -0.67 0.05 0.76 0.0839 55 1 50 16.8 9.81 843.90 539 304.90 -0.58 0.04 0.77 0.0852 56 1 50 17.0 9.81 860.87 549 312.07 -0.49 0.03 0.79 0.0866 57 1 50 16.8 9.81 877.65 559 319.05 -0.41 0.02 0.81 0.0881 58 1 50 17.5 9.81 895.11 568 326.71 -0.33 0.02 0.82 0.0896 59 1 50 16.8 9.81 911.89 578 333.69 -0.25 0.01 0.84 0.0914 60 1 50 14.0 9.81 925.89 588 337.89 -0.19 0.00 0.86 0.0937 Kedalaman (m) Tebal Tanah (m) NSPT X
 (kN/m 3 ) X
Á (kN/m 3 ) Cyclic Stress Ratio (CSR) μ (kN/m 2 ) �– vo (kN/m 2 ) � vo (kN/m 2 ) rt Koefisien reduksi (rd) 89 koreksi finest content (FC) dan lain-lain. Nilai dari variabel tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2. Berikut merupakan contoh perhitungan nilai CRR pada kedalaman 2 m: a. 0 Æ (N-SPT yang diperoleh dari tes lapangan) : 3 b. %0 (Koreksi untuk normalisasi effective overburden pressure
1¶vo): Nilai CN dihitung berdasarkan persamaan Idriss dan Boulanger dengan persamaan sebagai berikut: o z=F | ‡ Ì œ , G “ QÚ.à “=Ù.àáÝ F Ù.Ùàßá¥(0 5) :4Öæ Untuk kedalaman 2 m didapatkan nilai CN sebesar 0.62 c. %' (Koreksi untuk efficiency energy) : 1 d. %$ (Koreksi untuk diameter borehole) : 1 e. %4 (Koreksi dari panjang tali (rod length)) : 0.75 f. %5 (Koreksi untuk sampel) :1 90 Tabel 4. 2 Nilai CRR7.5 pada seluruh lapisan tanah IV.1.3 Perhitungan Nilai Magnitude Scale Factor (MSF) Nilai CRR yang telah didapat merupakan nilai CRR yang terjadi pada gempa dengan skala magnitude 7.5. Untuk mendapatkan nilai CRR yang sesuai dengan magnitude pada penelitian ini, yaitu sebesar 8, maka perlu dilakukan konversi untuk mengubah nilai tersebut. Selain itu, untuk tanah dengan kedalaman lebih dari 15 m perlu adanya faktor koreksi CN CB CE CR CS 1 S 2 0.1 1 1 0.75 1 0 -0.70 0.00 0.15 0.06 2 S 3 0.6 1 1 0.75 1 1 0.68 0.00 1.39 0.06 3 S 2 1.7 1 1 0.8 1 3 0.58 0.00 2.72 0.06 4 S 2 1.7 1 1 0.85 1 3 0.56 0.00 2.89 0.06 5 S 2 1.7 1 1 0.85 1 3 0.53 0.37 3.26 0.10 6 CL 1 1.7 1 1 0.95 1 2 0.47 2.51 4.12 0.14 7 CL 1 1.7 1 1 0.95 1 2 0.47 2.51 4.12 0.14 8 CL 2 1.7 1 1 0.95 1 3 0.41 1.61 4.84 0.13 9 CL 1 1.6 1 1 0.95 1 1 0.51 2.07 3.56 0.13 10CL41.2111150.252.076.920.13 11CL41.2111150.321.156.070.12 12CL51.2111160.251.156.900.12 13CL130.9111112-0.211.1512.930.12 14S330.7111122-1.082.0724.320.13 15S280.8111122-0.890.0021.860.06 16S250.8111121-0.840.0021.120.06 17CL210.9111118-0.883.2621.640.16 18CL141.0111114-0.391.6115.260.13 19CL151.0111115-0.491.6116.570.13 20CL161.0111117-0.743.2619.870.16 21CL141.1111115-0.613.2618.190.16 22CL131.1111114-0.492.5116.540.14 23CL131.1111114-0.391.1515.260.12 24CL461.7111178-2.751.1546.000.12 25CL461.7111178-2.750.3746.000.10 26CL461.7111178-2.753.2646.000.16 27CL261.7111144-2.751.1546.000.12 28CL141.4111119-0.761.1520.100.12 29CL151.7111126-1.261.1526.650.12 30CL151.7111126-1.261.1526.650.12 31 CL 16 1.7 1 11127- 1.39 1.15 28.35 0.12 32CL141.7111124-1.131.1524.950.12 33CL171.7111129-1.521.1530.050.12 34CL161.7111127-1.391.1528.350.12 35CL141.7111124-1.131.1524.950.12 36CL131.7111122-1.001.1523.250.12 37CL351.7111160-3.942.0761.570.13 38S461.7111178-2.752.5146.000.14 39S501.7111185-2.754.3046.000.19 40S501.7111185-2.752.0746.000.13 41S501.7111185-2.752.9146.000.15 42S501.7111185-2.751.6146.000.13 43S311.7111153-3.462.5155.210.14 44S121.7111120-0.871.1521.550.12 45CL111.7111119-0.741.1519.850.12 46CL121.7111120-0.871.1521.550.12 47CL131.7111122-1.001.1523.250.12 48CL211.7111136-2.051.1536.850.12 49CL261.7111144-2.701.1545.350.12 50CL201.7111134-1.921.1535.150.12 51CL501.7111185-2.752.9146.000.15 52CL501.7111185-2.752.9146.000.15 53CL501.7111185-2.752.5146.000.14 54CL501.7111185-2.752.0746.000.13 55CL501.7111185-2.752.9146.000.15 56CL501.7111185-2.753.2646.000.16 57CL501.7111185-2.753.2646.000.16 58CL501.7111185-2.752.9146.000.15 59CL501.7111185-2.752.9146.000.15 60CL501.7111185-2.753.2646.000.16 4N1(60) N1(60)cs CRR 7.5 Kedalaman (m) Tipe Tanah NSPT Faktor Koreksi N1(60) m 91 overburden (w Ì). Berikut persamaan untuk menghitung nilai MSF dan w Ì pada kedalaman 2 m: yr=Ú+(yr “‡žFÚ)(á.ßÝ ‹ž– l Fy Ý pFÚ.ÜÛÞ) yr “‡ž=Ú.Ùâ+ F (z Ú) ßÙ‰™ ÜÚ.Þ G Û QÛ.Û w Ì=ÚFo Ì’”@ Ìœ• ò |‡ A Q 1.1 o Ì= Ú Úá.â?Û.ÞÞ¥(z Ú) ßÙ‰™ Qr
äu Sehingga nilai MSF dan w Ì untuk kedalaman 2 m sebesar 0.88 dan 1.10. Persamaan nilai CRR yang telah dikonversi sebagai berikut: CRR