Pernah dengar Back Analysis? Sebuah metode analisa yang memiliki artian dalam bahasa Indonesia sebagai Analisa Balik. Kegiatan back analysis ini biasanya sering terdengar ketika ada kejadian – kejadian longsor pada lereng, khususnya di lereng tambang, industri tempat saya bernaung.

Ada beberapa persepsi tidak tepat serta kebingungan yang saya lihat di banyak kawan – kawan yang berkecimpung di dunia tambang terkait back analysis ini, oleh karena itu untuk saling sharing serta membuka ruang berdiskusi, saya akan membuat beberapa artikel terkait back analysis ini sesuai dengan apa yang saya sudah pelajari, pahami serta praktikal di lapangan. 

LATAR BELAKANG BACK ANALYSIS.

Sebuah lereng akan mengalami kelongsoran ketika FK 1 atau kurang dari 1.

Dalam dunia geoteknik tambang, banyak sekali faktor – faktor uncertainty yang berkeliaran di sepanjang analisa dari hulu ke hilir. Uncertainty ini adalah faktor ketidakpastian yang terdapat dalam sebuah flow analisa serta pemodelan. Faktor ketidakpastian ini akan selalu muncul dan tidak bisa dihilangkan, hanya bisa diminimalisir. Salah satu faktor uncertainty yang cukup tinggi adalah pada uji laboratorium.

Nilai properti tanah atau batuan (c’ & phi’) merupakan salah satu komponen dalam analisa kestabilan lereng yang penuh dengan unsur ketidakpastian. Hal tersebut disebabkan oleh standarisasi dalam pengujian laboratorium yang dapat berbeda serta human error yang menyebabkan pengujian memberikan nilai properti yang kurang tepat.

Menggunakan back analysis dapat membantu dalam meminimalisir hal tersebut, yaitu dengan cara menganalisis estimasi nilai properti dari lereng yang bisa membuatnya longsor.

Yup, nilai parameter lereng seperti kohesi (c’) dan sudut geser dalam (phi’) dirubah dalam berbagai variasi hingga model lereng mengalami kelongsoran.

Nah, bagaimana kita tahu batas kelongsorannya? Berapa nilai faktor kemanan (FK) sebuah lereng bisa mengalami kelongsoran?

Duncan dalam penelitiannya terhadap ratusan model lereng menemukan fakta bahwa sebuah lereng dapat mengalami atau mencapai batas longsoran ketika FK equal to unity (FK = 1), sehingga shear resistance (c’ & phi’) mengalami perubahan variasi dalam mencapai FK 1.

Dengan kata lain, sebuah lereng akan mengalami kelongsoran ketika FK 1 atau kurang dari 1. Jadi intinya, dengan back analysis akan membantu kita mengetahui nilai properti (c’ & phi’) terendah yang dapat mengakibatkan sebuah lereng mengalami kelongsoran.

BACK ANALYSIS UNTUK PREDIKSI KELONGSORAN BERDASARKAN PERUBAHAN SHEAR RESISTANCE.

Kita dapat melakukan back analysis dengan tujuan mencari prediksi nilai c’ dan phi’ terendah yang dapat mengakibatkan kelongsoran

Shear resistance umumnya diwakili oleh c’ dan phi’ dan nilai dari faktor keamanan secara utama dipengaruhi oleh kombinasi kedua properti tersebut. Nilai c’ dan phi’ sendiri dipengaruhi secara langsung oleh distribusi ukuran butir dalam tubuh lereng.

Nilai c’ secara alami akan tinggi pada material berbutir halus seperti lempung dan nilai phi’ akan tinggi pada lereng dengan material kasar seperti pasir. Tinggi rendahnya nilai c’ dan phi’ akan mempengaruhi bidang longsoran yang akan terjadi (hanya berlaku untuk longsor circular).

Menurut Duncan (1996), dalam sebuah lereng homogen yang memiliki nilai phi’ tinggi cenderung akan memiliki bidang longsoran yang dangkal dari puncak hingga kaki lereng. Sedangkan, dengan kehadiran c’ tinggi pada lereng homogen akan cenderung membuat bidang longsoran yang akan terjadi menjadi dalam dari puncak lereng, bahkan hingga dibawah kaki lereng.

Berbeda lagi ketika kita bermain di lereng heterogen, faktor utama penentu bentuk bidang longsoran bukan hanya karena c’ dan phi’, melainkan oleh lapisan lemah dan lapisan kuat dari tubuh lereng yang bidang leongsorannya dapat diprediksi cukup mudah apabila sudah mengetahui nilai properti nya. Unsur kemiringan serta kemenrusan stratigrafi lebih bermain pada jenis longsoran ini dibanding c’ dan phi’.

Kesimpulan dari artikel di sesi ini adalah kita dapat melakukan back analysis dengan tujuan mencari prediksi nilai c’ dan phi’ terendah yang dapat mengakibatkan kelongsoran. Tentunya harus pahami dulu dominan ukuran butir dari material lereng yang akan dianalisis, ketika dia dominan berukuran sedang – kasar, fokus lah pada variasi perubahan nilai phi’, pun sebaliknya ketika lereng yang dianalisa memiliki dominan ukuran butir halus – sangat halus fokuslah pada variasi perubahan nilai c’. ketika lereng yang dianalisis heterogen, maka fokuslah terhadap kondisi stratigrafi yang akan memicu kelongsoran, tentu dengan tambahan bantuan variasi nilai c’ dan phi’ pada bidang lemah yang terdeteksi. Jangan habiskan waktu untuk mencari kombinasi keduanya tanpa tahu terlebih dahulu karakter lereng yang akan dianalisis.

BACK ANALYSIS PADA LERENG YANG SUDAH MENGALAMI KELONGSORAN

Back analysis juga biasa digunakan untuk menginvestigasi lereng yang sudah mengalami kelongsoran, dengan cara mendapatkan nilai properti ketika lereng tersebut FK = 1, dan di tambang sangat diwajibkan untuk melakukan back analysis sebagai langkah investigasi penyebab kelongsoran lereng tambang.

Prinsip nya tidak jauh berbeda dengan back analysis untuk prediksi kelongsoran, yaitu dengan memainkan variasi nilai properti c’ dan phi’. Namun sangat menguntungkan apabila kita sudah memiliki nilai properti awal lereng sebelum mengalami kelongsoran, sehingga dapat membantu dalam mengetahui seberapa besar reduksi shear resistance yang terjadi hingga lereng tersebut longsor. Akan sangat lebih mendukung dalam pemodelan software apabila kita memiliki geometri lereng sebelum dan sesudah longsor, juga posisi muka air tanahnya (MAT) serta kondisi curah hujan saat longsor (apabila ada).

Geometri lereng dapat diukur dengan presisi menggunakan data survei, sedangkan posisi MAT dapat diestimasi menggunakan data sumur pantau (piezometric). Data curah hujan dapat diambil dari pengukuran langsung di site atau data BMKG, nilai properti awal bisa didapat dari pengukuran laboratorium.

Fungsi dari dilakukannya back analysis pada lereng yang telah mengalami kelongsoran adalah:

1.     Evaluasi penyebab kelongsoran (pengaruh perubahan c’, phi’ atau MAT?)

2.     Kesempatan untuk verifikasi serta mengetahui lebih jelas karakter kelongsoran secara lokal pada area site. Akan sangat bermanfaat apabila kita melakukan banyak back analysis pada satu area formasi geologi yang sama, untuk mendapatkan karakter kelongsoran yang diakibatkan oleh massa batuan atau tanah (c’ & phi’).

SUDAH PAHAM BACK ANALYSIS? INGIN TAHU LEBIH?

Sampai sesi ini, apakah sudah cukup membantu terkait back analysis? Tentu saya rasa masih banyak pertanyaan yang diajukan, seperti apakah ada lebih dari satu metode dalam melakukan back analyis? Bagaimana cara melakukan back analysis dalam pemodelan software? Apa metode pendukung yang harus dianalisis sebelum back analysis?

Well, semua pertanyaan itu akan kepanjangan kalau saya coba jawab dalam satu artikel. Berikutnya akan ada beberapa artikel tambahan untuk mendukung seri artikel back analysis ini, seperti:

1.     Overview berbagai macam metode back analysis.

2.     Back analysis menggunakan klasifikasi gerakan tanah, studi kasus longsor di PT. Pipit Mutiara Jaya.

3.     Back analysis menggunakan analisa probabilitas

4.     Back analysis menggunakan analisa sensitivitas

Btw, sebelum saya tutup, perlu diketahui secara jelas bahwa back analysis hanya bisa dilakukan terhadap massa batuan/tanah, tidak bisa untuk struktur geologi! Kecuali melalui pendekatan klasifikasi gerakan tanah, itu pun hanya segi kualitatif, bukan kuantitatif.