Masa Batuan

MAKALAH

MEKANIKA BATUAN

“Masa Batuan”

Disusun Oleh :

MUHAMAD RIDHO

NIM:

DBD 113 102

UNIVERSITAS PALANGKARAYA

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur ke Hadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa karena

berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun

makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini membahas tentang Massa Batuan.

. Tidak lupa kami menyampaikan terima kasih kepada Dosen

pembimbing mata kuliah Mekanika Batuan yang memberikan dukungan dan

kepercayaan dalam penyalasaian makalah ini.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan

hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa

teratasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah

ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha

Esa.

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan

baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik konstruktif dari

pembaca sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya.

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada kita

sekalian.

Palangkaraya, 27 Maret 2015

Penyusun

BAB I

Pendahuluan

I. Latar Belakang

Di dalam geoteknik, klasifikasi massa batuan yang pertama diperkenalkan

sekitar 60 tahun yang lalu yang ditujukan untuk terowongan dengan

penyanggaan menggunakan penyangga baja. Kemudian klasifikasi

dikembangkan untuk penyangga non-baja untuk terowongan, lereng, dan

pondasi. 3 pendekatan desain yang biasa digunakan untuk penggalian pada

batuan yaitu: analitik, observasi, dan empirik. Salah satu yang paling banyak

digunakan adalah pendekatan desain dengan menggunakan metode empiric.

Klasifikasi massa batuan dikembangkan untuk mengatasi permasalahan yang

timbul di lapangan secara cepat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi

analitik, observasi lapangan, pengukuran, dan engineering judgement.

Tujuan dari klasifikasi massa batuan adalah untuk:

Mengidentifikasi parameter-parameter yang mempengaruhi

kelakuan/sifat massa batuan.

Membagi massa batuan ke dalam kelompok-kelompok yang

mempunyai kesamaan sifat dan kualitas.

Menyediakan pengertian dasar mengenai sifat karakteristik setiap

kelas massa batuan.

Menghubungkan berdasarkan pengalaman kondisi massa batuan di

suatu tempat dengan kondisi massa batuan di tempat lain.

Memperoleh data kuantitatif dan acuan untuk desain teknik.

Menyediakan dasar acuan untuk komuniukasi antara geologist dan

engineer.

Keuntungan dari digunakannya klasifikasi massa batuan:

Meningkatkan kualitas penyelidikan lapangan berdasarkan data

masukan sebagai parameter klasifikasi.

Menyediakan informasi kuantitatif untuk tujuan desain.

Memungkinkan kebijakan teknik yang lebih baik dan komunikasi

yang lebih efektif pada suatu proyek.

Dikarenakan kompleknya suatu massa batuan, beberapa penelitian berusaha

untuk mencari hubungan antara desain galian batu dengan parameter massa

batuan. Banyak dari metode-metode tersebut telah dimodifikasi oleh yang

lainnya dan sekarang banyak digunakan untuk penelitian awal atau bahkan

untuk desain akhir. Beberapa klasifikasi massa batuan yang dikenal saat ini

adalah:

1. Metode klasifikasi beban batuan (rock load)

2. Klasifikasi stand-up time

3. Rock Quality Designation (RQD)

4. Rock Structure Rating (RSR)

5. Rock Mass Rating (RMR)

6. Q-system

BAB II

Pembahasan

I. Perilaku Batuan

Perilaku batuan ada 2 yaitu perilaku batuan statik yang terdiri dari elastik, plastik dan

elastoplastik dan perilaku batuan Dinamik yang terdiri dari viskous (Newtonian),

visko-elastik (Maxwell),firmo viscous (Kelvin) dan kompleks (Burger).

1. Statik → elastik

plastik

elastoplastik

2. Dinamik → viskous (Newtonian)

visko-elastik (Maxwell)

firmo viscous (Kelvin)

kompleks (Burger)

Perilaku Batuan Statik

Batuan mempunyai perilaku yang berbeda-beda pada saat menerima beban. Perilaku

ini dapat ditentukan dengan pengujian di laboratorium yaitu dengan pengujian kuat

tekan, statik artinya diam. Jadi, yang dimaksud dengan perilaku batuan statik adalah

batuan yang mempunyai sifat atau perilaku yang diam.

Perilaku batuan Statik memiliki 3 jenis yaitu :

a. Elastik adalah perilaku batuan apabila tidak ada deformasi permanen pada saat

tegangan dihilangkan (dibuat nol).

b. Plastik adalah Plastik sempurna → tidak terjadi deformasi, jika s < s0. Terjadi

deformasi permanen jika s = s0, tidak mampu menyangga s > s0.

c. Elasto Plastik adalah Perilaku plastik batuan dapat dicirikan dengan adanya deformasi (regangan) permanen yang besar sebelum batuan runtuh atau hancur (failure).

Perilaku batuan ideal menurut Obert. L (1967)

1ss

tE

ɛ1 ɛ2

σ1

σ2

22

2 ss

sE

rs

1

2

1 2 aV

2

Penutupan cracks

Perilaku Batuan yang Sebenarnya

Propagasi Fracture stabil

Propagasi Fracture tak stabil

Tahapan :1. Tahap awal dikenai gaya → kurva landai non linier2. Menjadi linier sampai batas elastik sE 3. Terbentuk fracture baru dengan perambatan stabil → kurva tetap linier4. Batas elastik terlewati → fracture takstabil /kurva tidak linier → hancur 5. Titik hancur sc menyatakan kekuatan batuan

II. Klasifikasi Massa Batuan

Awal terjadi fracture


Metode ini diperkenalkan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1946. Merupakan

metode pertama yang cukup rasional yang mengevaluasi beban batuan untuk desain

terowongan dengan penyangga baja. Metode ini telah dipakai secara berhasil di

Amerika selama kurun waktu 50 tahun. Akan tetapi pada saat ini metode ini sudah

tidak cocok lagi dimana banyak sekali terowongan saat ini yang dibangun dengan

menggunakan penyangga beton dan rockbolts.

2. Klasifikasi Stand-up time

Metode ini diperkenalkan oleh Laufer pada 1958. Dasar dari metode ini adalah

bahwa dengan bertambahnya span terowongan akan menyebabkan berkurangnya

waktu berdirinya terowongan tersebut tanpa penyanggaan. Metode ini sangat

berpengaruh terhadap perkembangan klasifikasi massa batuan selanjutnya. Faktor-

faktor yang berpengaruh terhadap stand-up time adalah: arah sumbu terowongan,

bentuk potongan melintang, metode penggalian, dan metode penyanggaan.


RQD dikembangkan pada tahun 1964 oleh Deere. Metode ini didasarkan pada

penghitungan persentase inti terambil yang mempunyai panjang 10 cm atau lebih.

Dalam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung

walaupun mempunyai panjang lebih dari 10cm. Diameter inti optimal yaitu 47.5mm.

Nilai RQD ini dapat pula dipakai untuk memperkirakan penyanggaan terowongan.

Saat ini RQD sebagai parameter standar dalam pemerian inti pemboran dan

merupakan salah satu parameter dalam penentuan klasifikasi massa batuan RMR dan

Q-system

RQD didefinisikan sebagai persentasi dari perolehan inti bor (core) yang secara

tidak langsung didasarkan pada jumlah bidang lemah dan jumlah bagian yang lunak

dari massa batuan yang diamati dari ini bor (core).

Berdasarkan nilai RQD massa batuan diklasifikasikan sebagai:

RQD Kualitas massa batuan

<25% Sangat jelek

25–50% Jelek

50 – 75% Sedang

75 – 90% Baik

90 – 100% Sangat baik

a. Metode Langsung

Dalam menghitung nilai RQD, metode langsung digunakan apabila core logs

tersedia.

b. Metode Tidak Langsung

Dalam menghitung nilai RQD, metode tidak langsung digunakan apabila core logs

tidak tersedia.

Pertimbangan RQD mengabaikan mechanical fracture yaitu fracture yang dibuat

secara sengaja atau tidak selama kegiatan pengeboran atau pengukuran (Hoek, dkk.

1995).

Nilai RQD ini dapat pula dipakai untuk memperkirakan penyanggaan

terowongan. Saat ini RQD sebagai parameter standar dalam pemerian inti pemboran

dan merupakan salah satu parameter dalam penentuan klasifikasi massa batuan RMR.

Data Masukan Rock Quality Designation (Rqd)

Data masukan untuk Rock Quality Designation (RQD) berupa panjang inti bor

(core) sepanjang pengeboran (core run) diukur langsung di lapangan bersamaan

dengan kegiatan core orienting dilakukan. Pengukuran dilakukan sesaat setelah inti

bor (core) dikeluarkan dari core barrel.

sedangkan teknik pengukuran RQD yang dipergunakan adalah teknik pengukuran

RQD yang diusulkan oleh Call & Nicholas, Inc (CNI).

Data masukan untuk perhitungan RQD adalah inti bor (core) yang memiliki

panjang lebih besar dari dua kali diameter dan panjang total perolehan (core

recovery) inti bor (core) dalam satu interval (run) pengeboran.

Penentuan Nilai Rock Quality Designation (Rqd)

Nilai RQD ditentukan untuk setiap interval (run) pengeboran.pengeboran

dilakukan dengan interval (run) 3 m dengan menggunakan mata bor berdiameter

61.11 mm.

Walaupun metode penghitungan dengan RQD ini sangat mudah dan cepat, akan

tetapi metode ini tidak memperhitung factor orientasi bidang diskontinu, material

pengisi, dll, sehingga metode ini kurang dapat menggambarkan keadaan massa

batuan yang sebenarnya.

Kegunaan Rock Quality Designation (Rqd)

a. Teknik Pertambangan

- Studi perencanaan: pelaksanaan pembukaan tambang dan lain sebagainya

b. Teknik Sipil

- Terowongan dan lain sebagainya

- Fondasi bendungan


RSR diperkenalkan pertama kali oleh Wickam, Tiedemann dan Skinner pada tahun

1972 di AS. Konsep ini merupakan metode kuantitatif untuk menggambarkan

kualitas suatu massa batuan dan menentukan jenis penyanggaan di terowongan.

Motode ini merupakan metode pertama untuk menentukan klasifikasi massa batuan

yang komplit setelah diperkenalkannya klasifikasi massa batuan oleh Terzaghi 1946.

Konsep RSR ini selangkah lebih maju dibandingkan konsep-konsep yang ada

sebelumnya. Pada konsep RSR terdapat klasifikasi kuantitatif dibandingkan dengan

Terzaghi yang hanya klasifikasi kulitatif saja. Pada RSR ini juga terdapat cukup

banyak parameter yang terlibat jika dibandingkan dengan RQD yang hanya

melibatkan kualitas inti terambil dari hasil pemboran saja. Pada RSR ini juga terdapat

klasifikasi yang mempunyai data masukan dan data keluaran yang lengkap tidak

seperti Lauffer yang hanya menyajikan data keluaran yang berupa stand-up time dan

span.

RSR merupakan penjumlahan rating dari parameter-parameter pembentuknya yang

terdiri dari 2 katagori umum, yaitu:

• Parameter geoteknik; jenis batuan, pola kekar, arah kekar, jenis bidang lemah,

sesar, geseran, dan lipatan, sifat material; pelapukan, dan alterasi.

• Parameter konstruksi; ukuran terowongan, arah penggalian, metode penggalian

RSR merupakan metode yang cukup baik untuk menentukan penyanggaan dengan

penyangga baja tetapi tidak direkomendasikan untuk menentukan penyanggaan

dengan penyangga rock bolt dan beton.

RSR merupakan metode yang cukup baik untuk menentukan penyanggaan dengan

penyangga baja tetapi tidak direkomendasikan untuk menentukan penyanggaan

dengan penyangga rock bolt dan beton.

Pada RSR terdapat cukup banyak parameter yang terlibat jika dibandingkan

dengan konsep lainnya. Pada RSR ini juga terdapat klasifikasi yang mempunyai data

masukan dan data keluaran yang lengkap tidak seperti Lauffer yang hanya

menyajikan data keluaran yang berupa stand-up time dan span. RSR merupakan

penjumlahan rating dari parameter-parameter pembentuknya yang terdiri dari dua

katagori umum, yaitu:

a. Parameter geoteknik; jenis batuan, pola kekar, arah kekar, jenis bidang lemah,

sesar, geseran, danlipatan, sifat material; pelapukan, dan alterasi.

b. Parameter konstruksi; ukuran terowongan, arah penggalian, metode penggalian.


Bieniawski (1976) mempublikasikan suatu klasifikasi massa batuan yang disebut

Klasifikasi Geomekanika atau lebih dikenal dengan Rock Mass Rating (RMR).

Setelah bertahun-tahun, klasifikasi massa batuan ini telah mengalami penyesuaian

dikarenakan adanya penambahan data masukan sehingga Bieniawski membuat

perubahan nilai rating pada parameter yang digunakan untuk penilaian klasifikasi

massa batuan tersebut. Pada penelitian ini, klasifikasi massa batuan yang digunakan

adalah klasifikasi massa batuan versi tahun 1989 (Bieniawski, 1989). 6 Parameter

yang digunakan dalam klasifikasi massa batuan menggunakan Sistim RMR yaitu:

1. Kuat tekan uniaxial batuan utuh.

2. Rock Quality Designatian (RQD).

3. Spasi bidang dikontinyu.

4. Kondisi bidang diskontinyu.

5. Kondisi air tanah.

6. Orientasi/arah bidang diskontinyu.

Pada penggunaan sistim klasifikasi ini, massa batuan dibagi kedalam daerah

struktural yang memiliki kesamaan sifat berdasarkan 6 parameter di atas dan

klasifikasi massa batuan untuk setiap daerah tersebut dibuat terpisah. Batas dari

daerah struktur tersebut biasanya disesuaikan dengan kenampakan perubahan

struktur geologi seperti patahan, perubahan kerapatan kekar, dan perubahan jenis

batuan. RMR ini dapat digunakan untuk terowongan. lereng, dan pondasi.

6. Q-system

Q-system diperkenalkan oleh Barton et al pada tahun 1974. Nilai Q didefinisikan

sebagai:

Dimana:

RQD adalah Rock Quality Designation

Jn adalah jumlah set kekar

Jr adalah nilai kekasaran kekar

Ja adalah nilai alterasi kekar

Jw adalah faktor air tanah

SRF adalah faktor berkurangnya tegangan

• RQD/Jn merepresentasikan struktur massa batuan

• Jr/Ja merepresentasikan kekasaran dan karakteritik gesekan diantara bidang kekar

stsu material pengisi

• Jw/SRF merepresentasikan tegangan aktif yang bekerja

• Berdasarkan nilai Q kemudian dapat ditentukan jenis penyanggaan yang dibutuhkan

untuk terowongan.

BAB III

Penutup

I. Kesimpulan

Perilaku Batuan terbagi 2 yaitu:

1. Statik → elastik plastik elastoplastik

2. Dinamik → viskous (Newtonian)visko-elastik (Maxwell)firmo viscous (Kelvin)kompleks (Burger)

Beberapa klasifikasi massa batuan yang dikenal dan digunakan saat ini adalah:


2. Klasifikasi stand-up time




6. Q-system

II. Daftar Pustaka

http://lagaevhanchekel.blogspot.com/2010/02/masa-batuan.html

http://junaidawally.blogspot.com/2013/09/terowongan-pada-batuan.html

http://www.slideshare.net/bayulaoly/mekanika-batuan-1

http://jogja-net01.blogspot.com/2011/02/klasifikasi-massa-batuan.html

http://www.academia.edu/5284913/KLASIFIKASI_MASSA_BATUAN

http://www.slideshare.net/bayulaoly/mekanika-batuan-1

Masa Batuan

Documents

Transcript of Masa Batuan