makalah plaxis

Makalah Plaxis 1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Pengertian Plaxis

Plaxis adalah salah satu program aplikasi komputer berdasarkan metode elemen hingga dua

dimensi yang digunakan secara khusus untuk menganalisis deformasi dan stabilitas untuk

berbagai aplikasi dalam bidang geoteknik, seperti daya dukung tanah. Kondisi sesungguhnya

dapat dimodelkan dalam regangan bidang maupun secara axisymetris. Program ini menerapkan

metode antarmuka grafis yang mudah digunakan sehingga pengguna dapat dengan cepat

membuat model geometri dan jaring elemen berdasarkan penampang melintang dari kondisi

yang ingin dianalisis. Program ini terdiri dari empat buah sub-program yaitu masukan,

perhitungan, keluaran, dan kurva.

Kondisi di lapangan yang disimulasikan ke dalam program Plaxis ini bertujuan untuk

mengimplementasikan tahapan pelaksanaan di lapangan ke dalam tahapan pengerjaan pada

program, dengan harapan pelaksanaan di lapangan dapat didekati sedekat mungkin pada

program, sehingga respon yang dihasilkan dari program dapat diasumsikan sebagai cerminan

dari kondisi yang sebenarnya terjadi di lapangan. Walaupun pengujian dan validasi telah

banyak dilakukan, tetap tidak dapat dijamin bahwa program PLAXIS bebas dari kesalahan.

Simulasi permasalahan geoteknik dengan menggunakan metode elemen hingga sendiri telah

secaras implisit melibatkan kesalahan pemodelan dan kesalahan numeric yang tidak dapat

dihindarkan. Akurasi dari keadaan sebenarnya yang diperkirakan sangat bergantung pada

keahlian dari pengguna terhadap pemodelan permasalahan, pemahaman terhadap model-model

tanah serta keterbatasannya, penentuan parameter-parameter model, dan kemampuan untuk

melakukan interpretasi dari hasil komputer. Oleh karena itu, PLAXIS hanya digunakan oleh

para professional yang memiliki keahlian-keahlian seperti yang telah disebutkan. Pengguna

harus sadar akan tanggung-jawabnya saat menggunakan hasil komputasi untuk tujuan desain

geoteknik. Organisasi PLAXIS tidak dapat dimintai pertanggungjawaban atas kesalahan desain

yang didasarkan pada keluaran dari perhitungan PLAXIS.

Pembangunan konstruksi di atas tanah lunak akan menghadapi beberapa masalah

Geoteknik. salah satunya adalah timbunan badan jalan, masalah yang muncul adalah stabilitas

timbunan dan penurunan konsolidasi tanah yang apabila mengalami pembebanan di atasnya

maka tekanan air pori akan naik sehingga air pori keluar yang menyebabkan berkurangnya

volume tanah, oleh karena itu akan terjadi penurunan pada tanah.

Makalah Plaxis 2

Problema stabilitas lereng umumnya terjadi bila terdapat gangguan pada keseimbangan

lereng tersebut, yang mungkin diakibatkan oleh berbagai kegiatan manusia maupun alam.

Permasalahan umum yang sering dijumpai pada stabilitas lereng atau timbunan adalah kecilnya

kestabilan tanah dan daya dukung yang rendah pada tanah dasarnya. Kekuatan geser suatu tanah

tidak mampu memikul suatu kondisi beban kerja yang berlebihan. Dengan kata lain, keruntuhan

suatu lereng sering diakibatkan oleh meningkatnya tegangan geser suatu massa tanah atau

menurunnya kekuatan geser suatu massa tanah. Masalah yang lain dari stabilitas lereng atau

timbunan adalah konsolidasi yang besar dan jangka waktu yang lama setelah selesainya suatu

konstruksi. Untuk mendapatkan suatu solusi yang optimal dari permasalahan tersebut diatas,

maka dibutuhkan suatu analisis yang andal dari suatu lereng dengan perbaikan dan perkuatan

tanah.

Makalah Plaxis 3

BAB II

MENU BAR PADA PROGRAM PLAXIS

A. Menu Utama

Gambar 2.1 Tampilan utama PLAXIS

Menu utama memuat seluruh pilihan masukan dan fasilitas untuk menginput data. Sebagian

besar pilihan-pilihan tersebut juga disediakan dalam bentuk tombol-tombol dalam toolbar.

Berikut ini beberapa toolbar yang terdapat dalam program PLAXIS :

1. Toolbar (geometri)

Toolbar ini memuat tombol-tombol untuk aktivitas khusus yang berhubungan dengan

pembuatan model geometri. Tombol-tombol ini disusun secara berurutan, sedemikian rupa

sehingga pembuatan geometri dengan mengikuti tombol-tombol tersebut dari kiri ke kanan

akan menghasilkan suatu model yang lengkap.

Gambar 2.2 Toolbar (geometri)

2. Mistar

Pada sisi kiri dan sisi atas dari bidang gambar terdapat mistar yang menunjukkan

koordinat x dan y dari model geometri. Mistar ini secara langsung akan menunjukkan

dimensi dari geometri.

Makalah Plaxis 4

Gambar 2.3 Mistar

3. Bidang gambar

Bidang gambar adalah area gambar dimana model geometri dibuat dan dimodifikasi.

Pembuatan dan modifikasi model geometri umumnya dilakukan dengan menggunakan

bantuan mouse, tetapi untuk pilihan-pilihan tertentu masukan langsung dengan

menggunakan papan ketik dapat dilakukan. Bidang gambar dapat digunakan sama seperti

program untuk menggambar lainnya. Barisan teratur atau grid dari titik-titik kecil pada

bidang gambar dapat digunakan sebagai bantuan untuk menggambar dengan tepat pada

posisi-posisi tertentu sesuai dengan grid tersebut.

Gambar 2.4 Bidang Gambar

4. Masukan manual

Jika penggambaran dengan menggunakan mouse tidak dapat memberikan tingkat

ketepatan yang diinginkan maka baris masukan manual dapat digunakan. Nilai kedua

koordinat x dan y dapat diketikkan langsung disini dengan memberikan spasi diantaranya

Makalah Plaxis 5

(nilai x <spasi> nilai y). masukan koordinat secara manual dapat dilakukan untuk

keseluruhan objek, kecuali untuk sendi dan kekakuan rotasi. Selain memasukkan nilai

absolut dari koordinat tertentu, peningkatan terhadap titik sebelumnya dapat dilakukan

dengan mengetik sebuah @ langsung di depan nilai yang dikehendaki (@nilai x <spasi>

@nilai y). selain itu, titik geometri yang telah ada dapat langsung dipilih dengan

mengetikkan nomor titik yang dikehendaki pada baris masukan manual.

Gambar 2.5 Masukan Manual

5. Indikator posisi kursor

Indikator posisi kursor menunjukkan posisi saat ini dari kursor baik dalam satuan fisik

maupun dalam satuan pixel layar tampilan.

Gambar 2.6 Indikator Posisi Kursor

B. Menu Masukan

Menu utama dari program Masukan memuat sub-menu pull-down yang meliputi hampir

seluruh pilihan untuk pengaturan berkas, melakukan transfer data, menampilkan grafik,

membuat model geometri, membentuk jaring elemen hingga dan memasukkan data secara

umum. Menu program Masukan dibedakan ke dalam dua tahapan atau modus yang berbeda,

yaitu menu untuk modus pembuatan geometri dan menu untuk modus penentuan kondisi awal.

Dalam modus pembuatan geometri, menu utama terdiri dari sub-menu Berkas, Edit, Tampilan,

Geometri, Beban, Material, Jaring elemen, Awal dan Bantuan. Dalam modus penentuan kondisi

awal, menu utama meliputi sub-menu Berkas, Tampilan, Geometri, Hitung dan Bantuan

1. Sub-menu Berkas :

Baru /New Untuk membuat sebuah proyek baru. Jendela Pengaturan global akan

ditampilkan.

Makalah Plaxis 6

Gambar 2.7 Menu File

Buka/Open Untuk membuka sebuah proyek yang tela ada. Jendela pengaturan berkas

akan muncul.

Gambar 2.8 Dialog Open

Simpan/Save Untuk menyimpan proyek sesuai dengan nama yang telah ada. Jika nama

proyek atau nama berkas belum diberikan, jendela pengaturan berkas akan muncul.


Simpan sebagai Untuk menyimpan proyek ke dalam berkas lain dengan nama yang

berbeda. Jendela pengaturan berkas akan muncul.


Makalah Plaxis 7

Cetak/Print Untuk mencetak model geometri pada mesin cetak (printer) tertentu. Akan

tampil jendela pencetakan.


Keluar Untuk keluar dari program Masukan.


2. Sub-menu Edit :

Batal/Cancel Untuk mengembalikan ke keadaan model geometri sebelumnya (setelah

suatu kesalahan masukan dilakukan) Pengulangan dari pilihan batal terbatas pada 10

aksi terakhir.

Gambar 2.13 Menu Edit

Salin/Copy Untuk menyalin (copy) model geometri ke dalam memori clipboard dari

Windows.

Makalah Plaxis 8

Gambar 2.14 Menu Edit

3. Sub-menu Tampilan :

Perbesar Memperbesar (zoom in) suatu area yang dipilih ke dalam tampilan yang lebih

detil.

Gambar 2.15 Menu View

Perkecil Memperkecil (zoom out) atau mengembalikan tampilan ke tampilan

sebelumnya dari pilihan perbesar yang paling akhir.

Gambar 2.16 Menu View

4. Sub-menu Geometri :

Sub-menu Geometri memuat pilihan-pilihan utama untuk membentuk model geometri.

Selain elemen garis yang umum digunakan, pengguna dapat memilih elemen pelat,

geogrid, elemen antarmuka, jangkar, terowongan, sendi atau pegas rotasi, drainase dan

sumur.

Gambar 2.17 Menu Geometri

Makalah Plaxis 9

5. Sub-menu Beban :

Sub-menu Beban memuat pilihan-pilihan untuk menambahkan beban dan kondisi batas

pada model geometri.

Gambar 2.18 Menu Loads

6. Sub-menu Material :

Sub-menu Material berfungsi untuk mengaktifkan basis data (data base engine) untuk

pembuatan dan modifikasi dari tiap set data material untuk tanah dan antarmuka, pelat,

geogrid dan jangkar.

Gambar 2.19 Menu Materials

7. Sub-menu Jaring elemen :

Sub-menu Jaring elemen memuat pilihan-pilihan untuk mengatur jenis elemen dasar,

untuk membentuk jaring elemen hingga dan melakukan penghalusan elemen secara

setempat maupun secara global.

Makalah Plaxis 10

Gambar 2.20 Menu Mesh

8. Sub-menu Awal :

Sub-menu Awal memuat pilihan untuk masuk ke dalam modus kondisi awal dari

program masukan.

9. Sub-menu Geometri dari Modus kondisi awal :

Sub-menu ini memuat pilihan-pilihan untuk memasukkan berat isi air, untuk

menggambarkan garis freatik atau untuk menentukan kondisi batas tambahan yang

digunakan dalam analisis aliran air dalam tanah atau analisis konsolidasi.

10. Sub-menu Hitung dari Modus kondisi awal :

Sub-menu ini memuat pilihan-pilihan untuk perhitungan tekanan air awal serta tegangan

efektif awal.

C. General Setting

Jendela General Setting selalu muncul pada awal proyek baru ataupun dapat dipilih kelak

dari sub-menu Berkas. Jendela Pengaturan global terdiri dari dua buah 'lembar tab' (tab sheet)

yaitu Proyek dan Dimensi. Lembar-tab Proyek memuat nama proyek serta deskripsinya, jenis

model dan data akselerasi. Lembar-tab Dimensi memuat satuan dasar untuk panjang, gaya dan

waktu serta dimensi dari bidang gambar.

1. Model :

PLAXIS dapat digunakan untuk melakukan analisis-analisis elemen hingga dua

dimensi. Model elemen hingga dapat berupa Regangan bidang (Plane Strain) ataupun Axi-

simetri (Axisymmetry). Program PLAXIS yang terpisah telah tersedia untuk analisis 3D.

Pengaturan pra-pilih dari parameter Model adalah Regangan bidang.

Model Plane strain digunakan untuk model geometri dengan penampang melintang

yang kurang lebih seragam dengan kondisi tegangan dan kondisi pembebanan yang cukup

Makalah Plaxis 11

panjang dalam arah tegak lurus terhadap penampang tersebut (arah z). Perpindahan dan

regangan dalam arah z diasumsikan tidak terjadi atau bernilai nol. Walaupun demikian,

tegangan normal pada arah z diperhitungkan sepenuhnya dalam analisis

Model Axisymmetry digunakan untuk struktur berbentuk lingkaran dengan penampang

melintang radial yang kurang lebih seragam dan kondisi pembebanan mengelilingi sumbu

aksial, dimana deformasi dan kondisi tegangan diasumsikan sama di setiap arah radial.

Perhatikan bahwa dalam model axi-simetri koordinat x menyatakan radius dan koordinat y

merupakan sumbu simetris dalam arah aksial. Koordinat x negatif tidak dapat digunakan.

Penggunaan Regangan bidang maupun Axi-simetri akan menghasilkan model elemen

hingga dua dimensi dengan hanya dua buah derajat kebebasan translasi saja pada tiap titik

nodalnya (arah x dan y).

2. Elemen :

Pengguna dapat memilih jenis elemen segitiga dengan 6 titik nodal atau 15 titik nodal

(Gambar 2.5) untuk memodelkan lapisan tanah dan klaster volumetric lainnya. Elemen

segitiga dengan 15 titik nodal adalah elemen pra-pilih. Elemen ini menggunakan interpolasi

dengan ordo empat untuk perpindahan dan integrasi numerik melibatkan 12 titik Gauss (titik

tegangan). Untuk elemen segitiga dengan 6 titik nodal, ordo interpolasi adalah dua dan

integrasi numeric melibatkan tiga buah titik Gauss. Jenis elemen untuk elemen struktural

dan elemen antarmuka secara otomatis diatur agar kompatibel terhadap jenis elemen yang

dipilih untuk tanah.

Gambar 2.21 General setting

Makalah Plaxis 12

Gambar 2.22 Contoh permasalahan plane strain dan axisymmetry

Gambar 2.23 Posisi titik-titik nodal dan titik-titik tegangan pada element tanah

Elemen segitiga dengan 15 titik nodal merupakan elemen yang sangat akurat yang telah

memberikan perhitungan tegangan dengan hasil yang sangat baik, misalnya dalam

perhitungan keruntuhan untuk tanah-tanah yang tidak kompresibel. Penggunaan elemen

segitiga dengan 15 titik nodal akan menyebabkan penggunaan memori yang relatif tinggi

serta kinerja operasional dan perhitungan yang relatif lebih lambat. Karena itu jenis elemen

yang lebih sederhana juga disediakan.

Elemen segitiga dengan 6 titik nodal merupakan elemen yang cukup akurat dan dapat

memberikan hasil yang baik dalam analisis deformasi secara umum, tetapi jika digunakan

elemen dalam jumlah yang cukup banyak. Walaupun demikian, perhatian khusus perlu

diberikan pada penggunaan model Axisymmetry atau pada kondisi dimana keruntuhan

(dapat) memegang peranan yang penting, seperti pada perhitungan daya dukung ataupun

pada analisis tingkat keamanan dengan menggunakan Reduksi phi-c. Beban runtuh maupun

faktor keamanan yang diperoleh umumnya berlebihan pada penggunaan elemen dengan 6

titik nodal. Dalam kasus-kasus seperti ini lebih dipilih untuk menggunakan elemen dengan

15 titik nodal. Sebuah elemen dengan 15 titik nodal dapat dianalogikan sebagai empat buah

elemen dengan 6 titik nodal yang digabungkan, karena jumlah seluruh titik nodal dan

seluruh titik tegangan adalah sama. Meskipun demikian, sebuah elemen dengan 15 titik

nodal tetap jauh lebih baik dibandingkan empat buah elemen dengan 6 titik nodal.

Makalah Plaxis 13

Disamping elemen-elemen tanah, elemen pelat yang kompatibel juga digunakan untuk

memodelkan perilaku dinding, pelat dan cangkang dan elemen geogrid digunakan untuk

memodelkan perilaku geotekstil.

3. Gravitasi dan akselerasi :

Secara pra-pilih, percepatan gravitasi dari bumi, g, ditentukan sebesar 9.8 m/dtk2 dan

arah gravitasi sama dengan sumbu y negatif, yaitu pada orientasi -90° dalam bidang x-y.

Gravitasi secara implisit telah diikutsertakan, gravitasi diatur oleh faktor pengali beban total

untuk berat dari material, ΣMweight.

Disamping percepatan gravitasi, pengguna dapat menentukan percepatan atau akselerasi

independen pada model beban dinamik secara pseudo-statis. Nilai masukan dari komponen

percepatan dalam arah x dan y dinyatakan dalam satuan g dan dimasukkan dalam General

Setting. Aktivasi akselerasi tambahan dalam perhitungan diatur oleh faktor pengali beban

Maccel dan ΣMaccel. Dalam analisis dinamik sesungguhnya (tersedia dalam modul

program PLAXIS secara terpisah), nilai percepatan gravitasi, g, digunakan untuk

menghitung kepadatan material, ρ, dari berat isi,

γ (ρ = γ / g).

4. Satuan :

Satuan-satuan untuk panjang, gaya dan waktu yang digunakan dalam analisis

didefinisikan saat data masukan ditentukan oleh pengguna. Satuan-satuan dasar ini

dimasukkan dalam lembar-tab Dimensi dalam jendela Pengaturan global. Satuan-satuan

pra-pilih, seperti disarankan oleh program, adalah m (meter) untuk panjang, kN (kilo

Newton) untuk gaya dan hari untuk waktu. Satuansatuan yang sesuai untuk tegangan dan

berat isi ditampilkan di bagian bawah dari kotak isian untuk satuan-satuan dasar. Seluruh

masukan harus diberikan dalam satuan yang konsisten. Satuan yang sesuai untuk nilai

masukan tertentu umumnya diberikan langsung di belakang kotak isian, berdasarkan

satuan-satuan dasar yang digunakan.

Makalah Plaxis 14

Gambar 2.24 General Setting (Dimensi)

5. Dimensi :

Di awal suatu proyek baru, pengguna perlu mengatur dimensi-dimensi dari bidang

gambar sedemikian rupa sehingga model geometri yang akan dibuat tercakup dalam

dimensi tersebut. Dimensi-dimensi dimasukkan dalam lembar tab Dimensi dari jendela

Pengaturan global. Dimensi dari bidang gambar tidak mempengaruhi geometri dari model

dan dapat diubah saat memodifikasi proyek yang telah ada, hanya jika geometri yang telah

ada tetap berada dalam lingkup dimensi yang telah diubah. Klik pada mistar dalam modus

pembuatan geometri juga berfungsi sebagai cara cepat untuk mengubah dimensi dalam

jendela Pengaturan global.

6. Grid :

Untuk membantu pembuatan model geometri, pengguna dapat mendefinisikan suatu

barisan titik bantu yang teratur atau grid dalam bidang gambar. Grid ini dapat digunakan

agar penunjuk (pointer) selalu tepat berada pada posisi-posisi tertentu sesuai dengan grid

yang ditentukan. Grid ini diatur oleh parameter Spasi dan Jumlah interval. Spasi digunakan

untuk mengatur grid global yang ditunjukkan oleh titik-titik kecil dalam bidang gambar.

Grid sebenarnya adalah grid global yang dibagi ke dalam Jumlah interval. Jumlah interval

pra-pilih adalah 1, sehingga membentuk grid yang sama dengan grid global. Penentuan grid

dilakukan dalam lembar-tab Dimensi dalam jendela Pengaturan global.

D. Geometri

Pembuatan sebuah model elemen hingga dimulai dengan pembuatan geometri dari model,

yang merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Sebuah model geometri terdiri

Makalah Plaxis 15

dari titik-titik, garis-garis dan klaster-klaster. Titik dan garis dimasukkan oleh pengguna,

sedangkan klaster dibentuk oleh program. Selain komponen-komponen dasar tersebut, obyek-

obyek struktural atau kondisi khusus dapat diterapkan pada model geometri untuk memodelkan

dinding terowongan, dinding, pelat, interaksi tanah-struktur dan pembebanan. Disarankan

untuk selalu memulai pembuatan model geometri dengan menggambarkan kontur geometri

secara menyeluruh. Pengguna kemudian dapat menentukan material untuk tiap lapisan, obyek

struktural, garis-garis yang digunakan untuk tahapan konstruksi, pembebanan serta kondisi

batas. Model geometri tidak hanya menggambarkan kondisi awal saja, tetapi juga memuat

situasi yang terjadi pada seluruh tahapan perhitungan. Setelah seluruh komponen dalam model

geometri terbentuk, pengguna harus memasukkan parameter-parameter untuk setiap data

material dan menetapkan data tersebut pada seluruh komponen geometri. Saat model geometri

secara keseluruhan telah terdefinisi secara lengkap dan tiap komponen geometri telah memiliki

properti awal, maka jaring elemen hingga dapat disusun.

Memilih komponen geometri : Saat Pilih (tombol dengan anak panah merah) aktif,

sebuah komponen geometri dapat dipilih dengan sebuah klik pada komponen yang diinginkan

dalam model geometri. Beberapa komponen sejenis dapat dipilih secara bersamaan dengan

tetap menekan tombol <Shift> pada papan ketik saat memilih beberapa komponen yang

diinginkan. Properti komponen geometri :

Hampir seluruh komponen geometri mempunyai properti-properti tertentu yang dapat

dilihat dan diubah dalam jendela properti. Klik-ganda pada sebuah obyek geometri akan

memunculkan jendela properti yang bersangkutan. Jika terdapat lebih dari satu obyek pada

suatu titik atau lokasi tertentu, sebuah kotak dialog pilihan akan muncul dimana komponen

yang diinginkan dapat dipilih.

1. Titik dan Garis

Masukan dasar dari suatu model geometri adalah Garis geometri. Jenis masukan

ini dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dari toolbar kedua. Saat Garis geometri

dipilih, pengguna dapat membentuk titiktitik dan garis-garis dalam bidang gambar dengan

menggunakan mouse (masukan secara grafis) atau dengan mengetik koordinat-koordinat

pada baris perintah atau baris masukan manual (masukan dari papan ketik). Sebuah titik

baru akan segera terbentuk segera setelah pengguna meng-klik tombol utama mouse

(tombol kiri) dalam bidang gambar, hanya jika tidak terdapat titik lain di dekat posisi kursor

atau penunjuk. Jika telah ada titik lain di dekat penunjuk, penunjuk akan masuk ke titik

tersebut secara otomatis tanpa membentuk titik baru. Setelah sebuah titik baru terbentuk,

Makalah Plaxis 16

pengguna dapat menggambarkan sebuah garis dengan membentuk titik lain, dan seterusnya.

Penggambaran titik dan garis akan berlangsung sambung-menyambung hingga tombol

sekunder (tombol kanan) dari mouse ditekan pada posisi sembarang atau hingga tombol

<Esc> ditekan. Jika sebuah titik dibentuk pada atau dekat suatu garis yang telah ada,

penunjuk akan secara otomatis berada pada garis tersebut dan membentuk sebuah titik baru

yang tepat berada pada garis tersebut, dan garis tersebut akan menjadi dua buah garis baru.

Jika garis yang dibuat melalui garis lain maka sebuah titik baru akan terbentuk pada

persilangan kedua garis tersebut, dankedua garis tersebut masing-masing akan terbagi

menjadi dua buah garis yang baru. Jika penggambaran sebuah garis baru menimpa garis

lain yang telah ada, maka program secara otomatis akan menentukan bagian dimana kedua

garis tersebut tepat berhimpit hanya sebagai satu buah garis saja. Prosedur ini menjamin

pembuatan geometri yang konsisten tanpa adanya titik atau garis ganda yang saling

berhimpit. Titik-titik dan garis-garis yang telah ada dapat dimodifikasi atau dihapus dengan

sebelumnya mengaktifkan Pilih dari toolbar. Untuk memindahkan suatu titik atau garis,

pertama pilih titik atau garis yang diinginkan dari model dan kemudian seret atau pindahkan

(drag) ke lokasi yang diinginkan. Untuk menghapus suatu titik atau garis, pertama pilih titik

atau garis yang diinginkan dan kemudian tekan tombol <Delete> pada papan ketik. Jika

terdapat lebih dari satu obyek pada posisi yang dipilih, maka sebuah kotak dialog

penghapusan akan muncul dimana obyek-obyek yang dapat dihapus dapat ditentukan. Jika

sebuah titik yang dihapus adalah pertemuan dari dua buah garis geometri, maka kedua garis

tersebut akan digabungkan menjadi sebuah garis lurus di antara titik-titik luarnya. Jika

terdapat lebih dari dua buah garis geometri yang bertemu pada suatu titik yang dihapus,

maka seluruh garis geometri yang terhubung langsung pada titik tersebut akan ikut terhapus.

Setelah setiap penggambaran dilakukan oleh pengguna, program akan secara otomatis

menentukan apakah ada klaster yang dapat dibentuk. Sebuah klaster merupakan polygon

tertutup dari beberapa garis geometri. Dengan kata lain, klaster merupakan suatu daerah

atau area yang dibatasi oleh garis-garis geometri. Setiap klaster yang terdeteksi akan

mempunyai warna cerah. Pada setiap klaster dapat diberikan properti material tertentu untuk

memodelkan perilaku tanah pada bagian tersebut dari model geometri. Klaster akan terbagi-

bagi menjadi elemen-elemen tanah selama proses penyusunan jaring elemen hingga.

2. Pelat

Elemen pelat merupakan obyek struktural yang digunakan untuk memodelkan

struktur yang tipis dalam tanah dengan kekakuan lentur yang signifikan serta kekakuan

Makalah Plaxis 17

normal. Elemen pelat dapat digunakan untuk memodelkan pengaruh dari dinding, pelat,

cangkang atau dinding terowongan yang menerus dalam arah-z. Dalam model geometri,

elemen pelat akan ditampilkan sebagai 'garis biru'. Saat elemen pelat digambarkan, garis

geometri juga terbentuk secara bersamaan. Karena itu tidak diperlukan untuk terlebih

dahulu membuat garis geometri pada posisi dari elemen pelat. Elemen pelat dapat dihapus

dengan memilihnya dari geometri dan menekan tombol <Delete>.

3. Geogrid

Geogrid merupakan elemen struktural tipis yang memiliki kekakuan normal

tetapi tanpa kekakuan lentur. Geogrid hanya dapat menahan gaya tarik saja tanpa adanya

kompresi. Obyek-obyek ini umumnya digunakan untuk memodelkan elemen perkuatan

tanah (soil reinforcement). Contoh aplikasi dari struktur-struktur geoteknik yang

menggunakan geogrid diberikan pada Gambar 2.7 Geogrid dapat dipilih dari sub-menu

Geometri atau dengan menekan tombol yang bersangkutan pada toolbar. Penggambaran

geogrid dalam model geometri adalah serupa dengan pembuatan garis geometri. Dalam

tampilan model geometri, geogrid akan terlihat berupa garis berwarna kuning. Saat

membentuk geogrid, garis geometri juga akan ikut terbentuk secara bersamaan. Satu-

satunya properti material dari geogrid adalah kekakuan normal (aksial) elastis EA, yang

dapat ditentukan dalam basis data material. Geogrid dapat dihapus dengan memilihnya pada

geometri dan menekan tombol <Delete>. Geogrid dapat diaktifkan atau dinonaktifkan

dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak

Masukan pembebanan.

Gambar 2.25 Kontruksi pembebanan

4. Antarmuka (interface)

Setiap interface atau antarmuka akan memiliki 'ketebalan virtual', yaitu suatu

dimensi virtual yang digunakan untuk mendefinisikan property material dari antarmuka.

Ketebalan virtual yang semakin tinggi akan menghasilkan deformasi elastis yang semakin

Makalah Plaxis 18

besar. Umumnya penggunaan elemen antarmuka ditujukan untuk menghasilkan deformasi

yang sangat kecil sehingga ketebalan virtual juga seharusnya kecil. Namun demikian

ketebalan virtual yang terlalu kecil akan menyebabkan kesalahan numerik dalam

perhitungan. Ketebalan virtual kemudian dihitung sebagai faktor ketebalan virtual dikalikan

ukuran rata-rata elemen. Ukuran rata-rata elemen ditentukan oleh pengaturan tingkat

kekasaran elemen secara global dalam penyusunan jarring elemen hingga. Pengguna harus

berhati-hati saat mengubah nilai prapilih dari faktor ini. Selain itu, jika elemen antarmuka

menerima tegangan normal yang sangat besar, maka perlu dilakukan reduksi terhadap

Faktor ketebalan virtual. Pembuatan antarmuka dalam geometri adalah serupa dengan

pembuatan garis geometri. Antarmuka akan berupa garis terputus-putus yang berada pada

sisi sebelah kanan dari garis geometri (sesuai arah penggambaran) untuk menunjukkan di

sisi mana interaksi dengan tanah akan terjadi dari garis geometri tersebut. Sisi dimana

antarmuka berada juga diindikasikan oleh anak panah pada kursor yang menunjuk arah

penggambaran. Untuk meletakkan antarmuka di sisi yang lain, maka antarmuka harus

digambarkan pada arah yang berlawanan. Perhatikan bahwa antarmuka dapat diletakkan

pada kedua sisi dari garis geometri. Hal ini memungkinkan interaksi penuh antara obyek-

obyek structural (dinding, pelat, geogrid, dan sebagainya) dengan tanah disekelilingnya.

Untuk membedakan dua buah antarmuka yang berada sepanjang garis geometri tertentu,

maka antarmuka diindikasikan oleh sebuah tanda positif (+) dan tanda negatif (-). Tanda ini

hanya berfungsi sebagai penunjuk saja, dan tidak memiliki arti fisik apapun dan sama sekali

tidak akan mempengaruhi hasil perhitungan. Antarmuka dapat dihapus dengan memilihnya

pada geometri dan menekan tombol <Delete>. Aplikasi tipikal dari penggunaan antarmuka

adalah untuk memodelkan interaksi antara dinding turap dan tanah, yang mempunyai

kondisi permukaan antara licin dan kasar. Tingkat interaksi dimodelkan dengan

menggunakan nilai tertentu yang tepat untuk faktor reduksi kekuatan (Rinter) pada elemen

antarmuka. Faktor ini menghubungkan kekuatan antarmuka (adhesi dan friksi dinding)

dengan kekuatan tanah (sudut geser dan kohesi). Rinter tidak dimasukkan langsung sebagai

suatu properti dari elemen antarmuka, tetapi didefinisikan bersama dengan parameter kuat

geser tanah dalam set data material.

5. Kondisi Batas Standar

Saat memilih Kondisi batas standar dari sub-menu Beban atau dengan mengklik

tombol yang bersangkutan pada toolbar, PLAXIS secara otomatis akan menerapkan kondisi

batas umum pada model geometri. Kondisi batas dibentuk berdasarkan beberapa aturan

Makalah Plaxis 19

berikut : • Setiap garis geometri vertikal dengan koordinat x sama dengan nilai terendah

atau tertinggi dari koordinat x dalam model geometri akan menerima kondisi jepit horisontal

(ux = 0).

Setiap garis geometri horisontal dengan koordinat y sama dengan nilai terendah dari

koordinat y dalam model geometri akan menerima jepit penuh (ux = uy = 0).

Elemen pelat yang menerus hingga berada pada batas dari model geometri akan

menerima kondisi jepit rotasi pada titik yang berada tepat di batas model (θz = 0) jika pada

titik tersebut terdapat paling tidak sebuah arah perpindahan yang terjepit. Kondisi batas

standar dapat digunakan dengan cepat dan mudah untuk berbagai aplikasi praktis yang

sering dijumpai.

6. Beban Merata

Penggambaran beban merata dalam model geometri serupa dengan

penggambaran garis geometri. Tersedia dua buah sistem beban (A dan B) untuk kombinasi

berbagai beban merata maupun beban terpusat. Sistem beban A dan B dapat diaktifkan

secara independen. Beban merata untuk sistem A maupun B dapat dipilih dari sub-menu

Beban atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar. Nilai masukan dari

suatu beban merata diberikan dalam satuan gaya per satuan luas (misalnya kN/m2). Beban

merata dapat terdiri dari komponen x dan/atau komponen y. Secara pra-pilih, saat

mengaplikasikan beban dalam model geometri, beban tersebut akan menjadi suatu satuan

tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap garis beban. Nilai masukan dari suatu beban

dapat diubah dengan klik-ganda pada garis geometri dimana beban garis berada dan

memilih sistem beban yang diinginkan dari pilihan dalam kotak dialog yang muncul.

Jendela beban merata kemudian akan ditampilkan dimana nilai dari dua buah komponen

beban (arah x dan arah y) untuk masing-masing titik ujung garis geometri yang ditinjau

dapat diubah. Distribusi beban merata selalu linier sepanjang beban garis. Pada garis

geometri dimana perpindahan tertentu dan beban merata diaplikasikan secara bersamaan,

maka perpindahan tertentu mempunyai prioritas yang lebih tinggi dalam proses perhitungan

jika perpindahan tertentu tersebut diaktifkan. Karena itu aplikasi beban merata pada garis

dengan perpindahan tertentu yang sepenuhnya aktif akan menjadi tidak berguna. Jika hanya

satu arah perpindahan saja yang ditentukan aktif sedangkan arah yang lain dalam kondisi

bebas, maka beban merata dapat diaplikasikan pada arah bebas tersebut.

7. Beban Terpusat

Makalah Plaxis 20

Pilihan ini digunakan untuk membentuk beban-beban titik, yang sesungguhnya

merupakan beban garis dalam arah keluar dari bidang gambar. Nilai masukan dari beban

terpusat diberikan dalam satuan gaya per satuan panjang (misalnya kN/m). Dalam model

axi-simetri, beban terpusat merupakan beban garis yang bekerja pada busur lingkaran

sebesar 1 radian. Dalam kasus ini nilai masukan yang diberikan tetap dalam satuan gaya per

satuan panjang, kecuali jika beban terpusat diletakkan pada x = 0. Pada kasus axi-simetri

dengan beban terpusat pada x = 0, beban terpusat tersebut memodelkan beban terpusat yang

sebenarnya dan nilai masukan diberikan dalam satuan gaya (misalnya kN, walaupun jendela

masukan masih menunjukkan kN/m). Perhatikan bahwa gaya yang diberikan dalam model

axi-simetri tetap hanya bekerja pada busur lingkaran sebesar 1 radian saja. Untuk

menghitung nilai masukan yang ditentukan dari kondisi sebenarnya, beban terpusat yang

sebenarnya harus dibagi dengan 2π untuk memperoleh nilai masukan dari beban terpusat

pada sumbu model axi-simetri. Penggambaran beban terpusat maupun beban merata dalam

model geometri adalah serupa dengan penggambaran titiktitik geometri. Dua buah sistem

beban (A dan B) tersedia untuk digunakan dalam kombinasi dari berbagai beban merata,

beban garis dan beban terpusat. Sistem beban A dan B dapat diaktifkan secara independen.

Beban terpusat untuk system beban A atau B dapat dipilih dari sub-menu Beban atau dengan

meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar.

Makalah Plaxis 21

BAB III

ANALISIS TIMBUNAN TANAH DENGAN PLAXIS

A. Permasalahan

Gambar 3.1 Timbunan

Suatu timbunan tanah seperti pada gambar diatas, jika beban yang diberikan 45 KN/m,

buktikanlah apakah timbunan tanah tersebut aman, timbunan itu sendiri, dan tanah aslinya?

B. Langkah Analisis Timbunan

Berikut ini tutorial pengerjaan analisis timbunan tanah dengan menggunakan PLAXIS :

1. Klik New Project pada create/Open Project > Klik Ok

Gambar 3.2 New Project

2. Pada dialog selanjutnya:

General Setting :

Isi Title dengan judul “Timbunan”

Makalah Plaxis 22

Gunakan analisis model plane strain

Pada elements pilih 15 node

Klik Next

Gambar 3.3 General Setting

Pada Dimension :

Pastikan satuan dan Dimensi yang digunakan, panjang (m), gaya (kN), dan waktu (hari)

Pada Geometri Dimensions, ubah top menjadi 50m

Klik Ok

Gambar 3.4 General Setting

3. Klik geometri line pada toolbar untuk membuat pemodelan

4. Masukkan koordinat pada perintah “point on geometry line” dibawah bidang gambar.

Pemisah antara koordinat X dan koordinat Y menggunakan tanda titik koma. Buatlah profil

tanah dengan koordinat sebagai berikut:

Makalah Plaxis 23

Point X Y

(m) (m)

0 -8 5

1 69 5

2 69 29

3 49 33

4 13 33

5 -8 38

6 -8 36

7 13 31

8 49 31

9 69 27

10 -8 33

11 13 28

12 49 28

13 69 24

14 -8 26

15 15 22

16 56 22

17 69 20

18 1 36

19 10 40

20 14 40

21 20 44

22 36 44

23 42 40

24 47 40

25 54 35

26 57 35

27 63 30

5. Sehingga menjadi gambar seperti dibawah ini.

Makalah Plaxis 24

Gambar 3.5 Timbunan Tanah

6. Menginput material property :

Klik Material Sets

Klik Global

Gambar 3.6 Material Sets

Makalah Plaxis 25

7. Klik dan drag masing-masing lapisan tanah dibawah ini ke kotak dialog yang kosong

disebelahnya :

Lesson 2 Clay Layer

Lesson 1 Sand

Lesson 3 Clay 3

Lesson 6 Deep Sand

Lesson 4 Fill


8. Untuk mengedit jenis tanah pilih jenis tanah yang akan di edit lalu klik edit.

Makalah Plaxis 26


9. Untuk mengubah tampilan jenis lapisan tanah klik tanda warna pada bagian ujung.

Gambar 3.9 Material Sets Edit

10. Untuk membedakan lapisan tanah, lakukan terus langkah tersebut untuk semua lapisan

sehingga tampilan warnanya akan seperti dibawah ini

Makalah Plaxis 27

3.10 Material Sets

11. Klik dan drag jenis tanah ke gambar model timbunan yang telah dibuat sesuai seperti

dibawah ini:

Lapisan 1 : Lesson 2 Clay Layer

Lapisan 2 : Lesson 1 Sand

Lapisan 3 : Lesson 3 Clay

Lapisan 4 : Lesson 6 Deep Sand

Lapisan Timbunan : Lesson 4 Fill

Gambar 3.11 Lapisan Tanah

12. Selanjutnya pemodelan beban yang bekerja pada timbunan. Klik Distributed load – load

system A pada toolbar. Kemudian klik pada timbunan yang akan diberi beban.

Makalah Plaxis 28

Gambar 3.12 Pembebanan

13. Klik Boundary Condition untuk memberi batasan.

Gambar 3.13 Boundary Condition

14. Menentukan kehalusan/Mesh generation melalui option Global coarseness, dengan

mengklik Generate Mesh. Klik update.

Gambar 3.14 Mesh Timbunan

Makalah Plaxis 29

15. Untuk memodelkan kondisi initial effective stress dan initial geometry configuration, klik

initial condition.

16. Klik phreatic level, Tarik garis dari pertengahan lapisan tanah 3 sampai ujung, sehingga

seperti gambar dibawah ini.

Gambar 3.15 Phreatic Level

17. Klik initial pore pressures

18. Klik generate water pressures. Klik Ok pada dialog Water Pressure generation. Maka

tampilan akan menjadi seperti gambar dibawah ini.

Gambar 3.16 Water Pressure

19. Klik Update

20. Untuk General initial stresses, klik initial pore pressures dan klik Generate initial stresses.

21. Pada dialog selanjutnya Klik Ok.

Makalah Plaxis 30

Gambar 3.17 K0-procedure

22. Tampilannya akan seperti ini. Kemudian Klik update.

Gambar 3.18 Initial Stress

Tahap calculation

23. Phase 1 – tanah asli tanpa timbunan

Ubah phase 1 menjadi tanah asli tanpa timbunan

General – Calculation type : plastic

Makalah Plaxis 31

Gambar 3.19 Calculations Dialog

Klik Parameters – loading input : staged construction

Klik Define


Hilangkan timbunannya – klik timbunan dan timbunan akan berwarna putih

Gambar 3.21 Timbunan

Makalah Plaxis 32

Klik next

24. Phase 2 – aktifkan timbunan

Ubah phase 2 menjadi aktifkan timbunan



Klik parameters – loading input : staged construction


Klik define

Makalah Plaxis 33

Aktifkan timbunannya – klik timbunan


Klik next

25. Phase 3 – aktifkan beban

Ubah phase 3 menjadi aktifkan beban

Gambar 3.25 Mengaktifkan Beban


Klik Parameter, pada loading input klik total multipliers

Klik multipliers

Masukkan beban yang bekerja dengan MloadA = 45 kN/m

Makalah Plaxis 34

Gambar 3.26 Menginput Beban

Klik next

26. Phase 4 – Consolidation

Ubah phase 4 menjadi konsolidasi

General – Calculation type : consolidation

Gambar 3.27 Menginput Konsolidasi

Klik next

27. Phase 5 – menghitung safety factor

Ubah phase 5 menjadi safety factor

Makalah Plaxis 35

Gambar 3.28 Menghitung Safety Factor

General – calculation type : phi/c reduction

Klik tanah asli tanpa timbunan Klik calculate. Hasilnya seperti dibawah ini.


Klik update

Klik pada aktifkan timbunan

Klik Calculate

Makalah Plaxis 36


C. Data Output

Dari hasil analisis yang telah dilakukan didapat hasil sebagai berikut :

1. Identification Output

Gambar 3.31 Identification

2. Phase 1

Gambar 3.32 Tampilan Hasil

3. Phase 2

Makalah Plaxis 37


4. Phase 3


5. Phase 4


6. Phase 5

Makalah Plaxis 38


D. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

Dari output data yang telah dianalisis dapat disimpulkan bahwa timbunan yang telah

dianalisis aman namun berpotensi untuk mengalami kelongsoran pada saat naiknya

permukaan air tanah. Hal ini karena berkurangnya nilai safety factor lereng timbunan.

Nilai konsolidasi yang terjadi adalah 0,22618 yang artinya tanah overconsolidated.

.

Gambar 3.37 Identification

2. Saran

Dalam membuat suatu timbunan hal yang perlu diperhatikan adalah kemiringan

lereng timbunan, material pembentuk lereng timbunan, dan juga muka air tanah.

Apabila hasil output dalam plaxis tidak aman maka perlu ditinjau dari input data yang

kita lakukan apakah terdapat kesalahan atau tidak. Dalam meng-input data supaya lebih

berbih berhati-hati agar tidak terjadi kesalahan.

makalah plaxis

Documents