MEKANIKA BATUANMEKANIKA BATUAN

2 sks ( 2-0 )2 sks ( 2-0 )

SEMESTER VIIISEMESTER VIII

Mid semester Mekanika batuanMid semester Mekanika batuan

• Jelaskan pengertian Batuan menurut sdr !

• Apa maksud Mekanika Batuan bagi seorang ahli Teknik Sipil

• Jelaskan pengertian Tegangan dan Regangan yang terjadi , jika suatu batuan diberikan beban Tarik / Tekan !

• Terangkan pengertian Deformasi pada batuan

Soal 2Soal 2

• Suatu contoh batuan diameter 2 inch tinggi 4 inch, beratnya 578,85 gr

• Setelah dioven selama 24 jam beratnya berkurang menjadi 497,5 gr

• Hitung berat volume batuan basah

Berat volume kering

Void Ratio dan Derajat kejenuhan

BATUAN DANBATUAN DANMEKANIKA BATUANMEKANIKA BATUAN

• Difinisi batuan

1. Menurut ahli Geologia. Batuan adalah susunan mineral dan bahan organis yang mengkristal , bersatu membentuk kulit bumib. Batuan adalah semua material yang membentuk kulit bumi - Batuan terkonsolidasi- Batuan tak terkonsolidasi

2. MENURUT AHLI TEKNIK SIPIL2. MENURUT AHLI TEKNIK SIPIL

a. Batuan adalah formasi kulit bumi yang keras dan solid

b. Batuan adalah material yang keras dan koheren atau yang terkonsolidasi dan tidak dapat digali dengan cara biasa

3. MENURUT ASTMBatuan adalah suatu material yang terdiri dari mineral

padat ( solid ) berupa massa yang berukuran besar ataupun berupa fragment - fragment

KOMPOSISI BATUANKOMPOSISI BATUAN

• Kulit bumi 99 % dari beratnya, td 8 unsur

O, Si , Al , Fe , Ca , Na , K dan Mg

Komposisi dominan dari kulit bumi :

• Si O2 = 59,3 %

• Al2 O3 = 15,4 %

• Fe2 O3 + Fe O = 6,9 %

• Ca O = 5,1 %

• Na2O = 3,8 %

• K2O = 3,1 %

• Mg O = 3,5 %

• H2O = 1.3 %

• DEFINISI MEKANIKA BATUANDEFINISI MEKANIKA BATUAN

• Mekanika batuan adalah :- Analisis dari beban atau gaya yang dikenakan pada masa

batuan- Analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam :

Tegangan ( Stress ) , Regangan ( Strain ) serta Energi yang tersimpan.

- Analisis dari dampak dalam tersebut yaitu : Rekahan (Fragture) dan Deformasi dari batuan.

- Jadi secara singkat Mekanika batuan adalah Ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan , jika pada batuan tersebut dikenakan gaya atau tekanan.

SIFAT – SIFAT BATUANSIFAT – SIFAT BATUAN

• Heterogen

• Diskontinu

• Anisotrope

AKTIVITAS PADA BATUANAKTIVITAS PADA BATUAN

PERSOALAN DALAM MEK. BATUANPERSOALAN DALAM MEK. BATUAN

• Bagaimana Reaksi batuan jika diambil untuk dipergunakan

• Seberapa daya dukung batuan , diberbagai kedalaman• Berapa kekuatan geser batuan• Bagaimana sikap batuan , dibawah beban dinamis• Bagaimana pengaruh gempa dalam batuan• Berapa nilai Modulus elastis dan Poison ratio dari batuan• Bagaimana pengaruh dari bidang bidang lemah• Bagaimana mekanisme keruntuhan batuan• Bagaimana metode pengujian laboratorium batuan

RUANG LINGKUP MEKANIKA BATUANRUANG LINGKUP MEKANIKA BATUAN

• Mengadakan penyelidikan yang bersifat teknis• Mengembangkan cara2 pengambilan sample batuan• Mengembangkan peralatan uji batuan• Menguji sifat-sifat fisik dan mekanik batuan• Mempelajari sifat batuan dibawah kondisi thermal dan

keairan.• Mengklasifikasi informasi batuan dan sifat-sifat fisiknya

dalam pengembangan ilmu Teknik fondasi / Geoteknik• Aplikasi mekanika batuan pada Pekj. Teknik Sipil

DEFINISI TEGANGAN DAN REGANGANDEFINISI TEGANGAN DAN REGANGAN( STRESS & STRAIN )( STRESS & STRAIN )

• Tegangan adalah : Gaya P dibagi luas potongan penampang A

σ = P / A

• Regangan adalah : Pertambahan panjang ∆ l dibagi dengan panjang mula-mula l

ε = Δ l / l

TEGANGAN PADA POTONGAN MIRINGTEGANGAN PADA POTONGAN MIRING

• Ada dua tegangan yaitu :

1. Tegangan Normal ( Normal Stress)

σn = S cos Θ = σ cos² Θ

2. Tegangan Geser ( Shear Stress )

ζ nt = S sin Θ = σ cos Θ . sin Θ

Dimana :S = P / A’

A’ = A / cos Θ

Kondisi Tegangan tergantung padaKondisi Tegangan tergantung pada

• Titik dimana ia dikenakan

• Orientasi dari luas permukaan dimana ia dikenakan

• Sistem dari gaya-gaya luar yang dikenakan pada sebuah benda

Misal sebuah titik ditengah-tengah KubusMisal sebuah titik ditengah-tengah Kubus

ANALISIS TEGANGAN PADA BIDANGANALISIS TEGANGAN PADA BIDANG

• Sistem Sumbu Prinsipal

• Sistem Sumbu Sembarang

LINGKARAN MOHR DARI TEGANGANLINGKARAN MOHR DARI TEGANGAN

ANALISIS REGANGANANALISIS REGANGAN

• Ada dua jenis Deformasi yang dapat terjadi pada sebuah benda jika menerima tegangan :

1. Regangan Longitudinal ( perubahan panjang dari sebuah garis lurus )

2. Regangan Geser / Shear Strain ( Perubahan sudut dari sudut yang dibentuk oleh perpotongan dua buah garis lurus.

SIFAT FISIK DAN SIFAT MEKANIK SIFAT FISIK DAN SIFAT MEKANIK BATUANBATUAN

• Sifat Fisik batuan , misalnya :

Berat isi ; Specific Gravity , Porositas , Absorbsi , Void ratio.

• Sifat Mekanik Batuan misalnya :

Kuat tekan , Kuat tarik , Modulus elastisitas, Poisons ratio.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan di laboratorium , maupun dilapangan ( insitu-test )

PEMBUATAN CONTOH BATUANPEMBUATAN CONTOH BATUAN

• DILABORATORIUM

Pembuatan dilakukan dari blok batuan yang diambil dari lapangan yang dibor dengan alat khusus di laboratorium, contoh yang didapat berbentuk selinder dengan diameter antara 50 - 70 mm dan tingginya dua kali diameter tersebut.

• DARI LAPANGAN

Didapat dari hasil pemboran inti ( core drilling ), langsung kedalam batuan yang akan diselidiki, sehingga didapat sample yang berbentuk selinder.

Sample tersebut langsung dapat digunakan untuk pengujian dilaboratorium, dengan syarat tinggi sample minimal dua kali diameternya.

MACAM-MAMCAM PENIMBANGAN MACAM-MAMCAM PENIMBANGAN CONTOH BATUANCONTOH BATUAN

1. Berat contoh batuan asli (Natural) : Wn

2. Berat contoh kering ( sesudah dimasukkan dalam oven 90 derajat Celcius selama 24 jam ) : Wo

3. Berat contoh jenuh ( sesudah direndam dalam air selama 24 jam ) : Ww

4. Berat contoh jenuh + berat air + berat bejana : Wa

5. Berat contoh jenuh tergantung dalam air + berat air + berat bejana : Wb

6. Berat contoh jenuh dalam air : Ws = ( Wa – Wb )

7. Volume contoh total = Ww – Ws

8. Volume Contoh tanpa pori-pori = Wo - Ws

SIFAT –SIFAT FISIK BATUANSIFAT –SIFAT FISIK BATUAN

1. Bobot isi asli ( Natural Density ) = Wn / ( Ww – Ws )

2. Bobot isi kering ( dry density ) = Wo / ( Ww – Ws )

3. Bobot isi jenuh ( saturated density ) = Ws / ( Ww – Ws )

4. Apparent Specific gravity = (Bobot isi kering / bobot isi air )

5. True Specific gravity = [ Wo / (Wo-Ws) ] / bobot isi air

6. Kadar air asli = [ (Wn-Wo) / Wo ] x 100 %

7. Derajat Kejenuhan = {(Wn-Wo) / (Ww-Wo)} x 100 %

8. Porositas n = { (Ww-Wo) / (Ww-Ws) } x 100 %

9. Void Ratio : e = n / ( 1 – n )

PENENTUAN SIFAT MEKANIK BATUANPENENTUAN SIFAT MEKANIK BATUAN

• UJI SIFAT MEKANIK DI LABORATORIUM

1. Pengujian Kuat Tekan ( Unconfined compressive strength test )

2. Pengujian Kuat Tarik ( Indirect tensile strength test )

3. Point Load test ( tes Franklin )

4. Pengujian Triaxial

5. Punch Shear test

6. Direct box shear strength test

7. Ultrasonic Velocity Test

UJI SIFAT MEKANIK DI LAPANGANUJI SIFAT MEKANIK DI LAPANGAN

1. Rock loading test ( Jacking test )

2. Block Shear test

3. In situ Triaxial compression test