Pengaruh Struktur Geologi terhadap Konstruksi DAM pada
Batuan Piroklastik
Studi kasus: Ambruknya DAM di Sungai Teton, Negara
Bagian Idaho
Batuan
vulkanik berupa rhyolitic ash-flow tuff yang
menyusun batuan dasar pada Sungai Teton di negara bagian Idaho, Amerika Serikat
ini terlihat keras dan terelaskan sehingga US Bureau of Reclamation cukup yakin
untuk membuat DAM. Tetapi mereka dikejutkan dengan ambruknya DAM tersebut pada
5 Juni 1976 pukul 11.57 dan serta merta melontarkan seluruh isinya ke hilir.
Berbagai spekulasi penyelidikan segera dilakukan antara lain kesalahan
konstruksi DAM, kekuatan tekan DAM yang tidak sebanding dengan kekuatan tekan
material dan air, serta kemungkinan failure
dari batuan penahan konstruksi DAM.
DAM Teton
Penyebab ambruknya DAM Teton ini menjadi
jelas ketika dilakukan penyelidikan mengenai batuan dasar penopang DAM yaitu rhyolitic ash-flow tuff. Rhyolitic ash-flow tuff ini terlihat
keras, masif dan terelaskan pada bagian kiri (tenggara) DAM tetapi pada bagian
kanan (barat laut), tuff ini terlihat
terfoliasi dan terkekarkan dengan kuat. Foliasi dan kekar merupakan bidang
lemah yang akan langsung terisi oleh air sungai dan secara perlahan mengerosi
dan mengikis batuan ini.
Dengan adanya faktor dalam (pengikisan
secara perlahan oleh air sungai yang masuk melalui celah-celah kekar dan
foliasi) serta faktor luar (kekuatan tekan dari air dan material DAM), maka
pada suatu ketika saat energi mekanik>energi potensial, DAM akan ambruk.
Proses ambruknya DAM ini sendiri bisa dijelaskan oleh geologi teknik melalui
sifat indeks (fisik) dan sifat mekanik batuan.
1.
Sifat indeks
Dengan adanya bidang lemah
berupa bidang foliasi maka akan memperbesar porositas dan permeabilitas dari
batuan sehingga akan menurunkan kestabilan batuan. Porositas dan permeabilitas
yang besar akan menarik air sungai untuk masuk dan mengerosi atau melarutkan
batuan secara perlahan. Untuk kekuatan
batuan sendiri sebenarnya termasuk dalam kategori bagus karena selain keras,
tuf ini juga terelaskan sehingga hubungan antara mineral menjadi sangat kuat.
Hanya ada faktor dari luar yang akan melemahkan kekuatan batuan yakni struktur
geologi yang akan dibahas pada sifat mekanik batuan.
Ratusan kekar pada tuf (batuan dasar sungai) merupakan salah satu faktor penyebab ambruknya DAM Teton
2.
Sifat Mekanik
Dengan adanya banyak
struktur geologi berupa kekar pada tuf ini, maka akan menyebabkan daya rekat
antar komposisi penyusun mineral (kohesi) menurun. Implikasi dari kohesi yang
menurun, maka sifat mekanik batuan akan berkurang. Gaya yang lebih cepat
menghancurkan batuan berupa gaya tarik (tensile
strength)karena akan membuka celah yang semakin lebar. Dengan adanya gaya
yang bekerja pada batuan (tensile /
compressive) akan memperbesar nilai Poisson
Ratio dan Modulus Young sehingga memperbesar kemungkinan terjadinya failure pada kontruksi.
Hal-hal yang bisa dilakukan untuk menanggulangi resiko:
1.
Konsolidasi terhadap material
yang tidak stabil melalui injeksi semen atau bahan-bahan lain (pembekuan)
2.
Memasang rock anchor untuk penguatan lereng. Fungsi utama dari rock anchors
adalah untuk memodifikasi gaya normal dan geser pada bidang longsor.
3.
Pondasi pada lapisan batuan di
bawah tanah yang dalam.
Dengan pengeboran dangkal (sekitar 75 m), jika terdapat batuan keras
maka bisa dipasang pondasi disana setelah memastikan sifat fisik dan mekanik
batuan. Sifat mekanik (sesar atau kekar) bisa dilihat dari seismik refleksi.
0 comments:
Posting Komentar