FEM vs LEM

THE DIFFERENT OF FINITE ELEMENT METHOD AND LIMIT EQUILIBRIUM METHOD FOR GEOTECHNICAL MODELLING 

Akbar Aprian, S.T.

On Going Jr Geotech Engineer, Graduate Mining Engineering at Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Way Huwi, Kec. Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan, lampung, 35365

akbaraprian04@gmail.com

        Terdapat 2 jenis pemodelan geoteknik pada industri dan sektor pertambangan, yaitu Metode Keseimbangan Batas (Limit Equilibrium Method/LEM) dan Metode Element Hingga (Finite Element Method/FEM). LEM biasa di aplikasikan pada software Rocscience Slide sedangkan FEM biasa diaplikasikan pada software Rocscience RS2/Phase2/Plaxis. Berikut contoh pemodelan geoteknik menggunakan FEM dan LEM.

Pemodelan LEM Geotechnics

Pemodelan FEM Geotechnics

        Terdapat perbedaan output dari kedua metode tersebut. Metode FEM mengacu pada element yang sangat kecil dan saling memengaruhi satu dengan yang lainnya dan menggabungkan hasilnya untuk memperoleh prilaku struktur secara keseluruhan. Sedangkan LEM mengacu pada permukaan yang memiliki probability kegagalan paling kritis dan tujukan untuk menghitung FK (Faktor Keamanan) berdasarkan kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada bidang.

Ilustrasi Slice Data pada FEM

Ilustrasi Element pada LEM

          Terdapat perbedaan perhitungan FK pada metode LEM yang mengacu pada momen dan gaya bidang. Terdapat beberapa tokoh yang mengemukakakn hal hersebut antara lain : Fellnius, Janbu, BiShop, Morgenstern-Price, Spencer, dan Low-Karafiath. berikut perbedaan antara beberapa metode tersebut.

Perbedaan FEM Method

        Pada perhitungan berulang (iterasi) FEM berfokus pada FK (Faktor Keamanan) sedangkan FEM memiliki keunggulan antara lain untuk memprediksi zona runtuhan (yield zone), pergerakan muka terowongan (total displacement), dan yang paling umum didengar adalah faktor kekuatan (strength factor). Terdapat beberapa kekeliruan kita sebagai jr. geotech engineer mendefinisikan SRF dan FK, pada dasarnya FK dan SRF adalah berbeda namun cukup equal untuk dibandingkan.

REFERENCES

Aprian, A. (2025). Analisis Perkuatan Tunnel menggunakan Metode RMR, Q-System, dan Finite Element Method pada TD XC-2 CG 460. Jurnal Riset Teknik Pertambangan, 91-106.

Hoek, E. (2000). Big Tunnels in Bad Rock. ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering Vol. 127, 2-15.

Pratama, R., Nur, T., & Rasyid, E. (2015). Desain penyanggaan berdasarkan pola runtuhan di Tambang Bawah Tanah UBPE Pongkor. Workshop dan Seminar Nasional Geomekanika II, Bandung, Indonesia.