Pengaruh Beban Dinamik pada Stabilitas Lereng Batuan dengan Pendekatan Numerik 3 Dimensi Menggunakan Model Hoek-Brown dan Mohr Coulomb

Sari

ABSTRAK

Indonesia terletak pada wilayah Ring of Fire Pasifik yang ditandai dengan aktivitas tektonik dinamis. Selain itu, data historis menunjukkan bahwa tanah longsor dan gempa bumi merupakan dua fenomena yang paling sering terjadi, dengan frekuensi hampir setiap tahun. Stabilitas lereng batuan memiliki tantangan yang menarik untuk diteliti, terutama dengan pendekatan Metode Numerik. Dua kriteria material yang umum digunakan dalam analisis batuan adalah Hoek-Brown (HB) untuk batuan heterogen dan Mohr-Coulomb (MC) untuk material tanah-batuan homogen. Penelitian ini bertujuan menganalisis perbandingan kinerja kriteria HB dan MC dalam pemodelan stabilitas lereng batuan di bawah pengaruh beban dinamik melalui simulasi numerik dengan PLAXIS 3D pada tiga variasi kemiringan lereng (1:1, 3:1, 5:1) menggunakan data gempa bermagnitudo 6,54. Hasil menunjukkan nilai faktor keamanan (FK) yang relatif serupa dengan selisih 9,68% - 24,03%. Namun, analisis deformasi mengungkap perbedaan signifikan, khususnya pada arah vertikal (uy) dengan selisih mencapai 93,94%, sementara deformasi horizontal (ux) lebih konsisten. Disimpulkan bahwa meskipun kedua model dapat dikorelasikan untuk analisis stabilitas berdasarkan FK, respons deformasi mereka, terutama secara vertikal, sangat berbeda.

Kata kunci: lereng, batuan, dinamik, numerik, faktor keamanan

ABSTRACT

Indonesia is situated within the Pacific Ring of Fire, characterized by dynamic tectonic activity. Historical data further indicates that landslides and earthquakes are among the most frequently occurring natural phenomena, happening almost annually. The stability of rock slopes presents a compelling challenge for research, particularly through a numerical modeling approach. Two material criteria commonly used in rock analysis are Hoek-Brown (HB) for heterogeneous rock masses and Mohr-Coulomb (MC) for homogeneous soil-rock materials. This study aims to analyze and compare the performance of the HB and MC criteria in modeling the stability of rock slopes under dynamic seismic loading. This was conducted through numerical simulation using PLAXIS 3D on three slope variations (1:1, 3:1, 5:1) employing earthquake data with a magnitude of 6.54. The results show relatively similar values for the factor of safety (FS), with a difference of 9.68% to 24.03%. However, deformation analysis revealed a significant difference, particularly in the vertical direction (uy) with a discrepancy of up to 93.94%, while horizontal deformation (ux) was more consistent. It is concluded that although the two models can be correlated for stability analysis based on FS, their deformation responses, especially in the vertical direction, are vastly different.

Keywords: rock slope, dynamic, numerical, spun pile, factor of safety