makalah plaxis
DESCRIPTION
Makalah dalam memenuhi tugas UASTRANSCRIPT
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.
Gambar 2.9 Menu File
Simpan sebagai Untuk menyimpan proyek ke dalam berkas lain dengan nama yang
berbeda. Jendela pengaturan berkas akan muncul.
Gambar 2.10 Menu File
Makalah Plaxis 7
Cetak/Print Untuk mencetak model geometri pada mesin cetak (printer) tertentu. Akan
tampil jendela pencetakan.
Gambar 2.11 Menu File
Keluar Untuk keluar dari program Masukan.
Gambar 2.12 Menu File
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
Gambar 3.7 Material Sets
8. Untuk mengedit jenis tanah pilih jenis tanah yang akan di edit lalu klik edit.
Makalah Plaxis 26
Gambar 3.8 Material Sets
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
Gambar 3.20 Calculations Dialog
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
General – Calculation type : plastic
Gambar 3.22 Calculations Dialog
Klik parameters – loading input : staged construction
Gambar 3.23 Calculations Dialog
Klik define
Makalah Plaxis 33
Aktifkan timbunannya – klik timbunan
Gambar 3.24 Timbunan
Klik next
25. Phase 3 – aktifkan beban
Ubah phase 3 menjadi aktifkan beban
Gambar 3.25 Mengaktifkan Beban
General – Calculation type : plastic
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.
Gambar 3.29 Timbunan
Klik update
Klik pada aktifkan timbunan
Klik Calculate
Makalah Plaxis 36
Gambar 3.30 Calculations Dialog
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
Gambar 3.33 Tampilan Hasil
4. Phase 3
Gambar 3.34 Tampilan Hasil
5. Phase 4
Gambar 3.35 Tampilan Hasil
6. Phase 5
Makalah Plaxis 38
Gambar 3.36 Tampilan Hasil
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.