MEKANIKA BATUAN

PENGUJIAN DALAM MEKANIKA BATUAN Ardyan Febrianto - 112110024PENDAHULUANIlmu Mekanika Batuan adalah ilmu pengetahuan teoritik dan terapan yang mempelajari karakteristik, perilaku respon massa batuan akibat perubahan keseimbangan medan gaya disekitarnya baik karena aktivitas manusia maupun alami.Pengujian yang ada dalam mekanika batuan : 1. Sifat fisik batuan 2. Sifat mekanika batuan Penentuan sifat fisik dan mekanik dibagi atas dua : 1. Pengujian tak merusak (non-destructive test) 2. Pengujian merusak (destructive test) JENIS PENGUJIAN DI LABORATORIUMUji Sifat FisikUji Kuat Tekan UniaksialUji Kuat Tarik Tidak Langsung Uji Geser Langsung Uji TriaksialUji Kecepatan Rambat Gelombang Ultrasonik Uji Schmidt HammerUji Beban Titik Perhitungan RQD Uji Sifat Fisik batuan merupakan pengujian non-destructive untuk mengetahui sifat fisik batuan seperti bobot isi, berat jenis, kadar air, derajat kejenuhan, porositas dan angka pori.

I - UJI SIFAT FISIK

DASAR TEORI Ws = Ww FWs = Ww VgWs = Ww V (gravitasi tidak ada di dalam air)Ws = Ww V ( air adalah 1 gr/cm3)V = Ww Ws Wo Ws = Vpori Wo (Ww V) = Vpori Wo (Wo + Ws V) = Vpori V Ws = Vtanpa pori

DASAR TEORI Bobot isi asli (natural density) =Bobot isi kering (dry density) = Bobot isi jenuh (saturated density) =Berat Jenis Semu (apparent spesific gravity) = Berat Jenis Nyata (true spesific gravity) =Kadar air asli (natural water content) =Kadar air jenuh (absorption) =Derajat Kejenuhan =Porositas = Angka pori =

DASAR TEORIKeterangan :Wn = berat perconto asli Wo = berat perconto kering Ww = berat perconto jenuh Ws = berat perconto jenuh yang tergantung dalam air Wo-Ws = volume perconto tanpa pori Ww-Ws = volume perconto total TUJUAN PRAKTIKUMMengetahui sifat fisik batuan meliputi 1. Bobot isi asli (nat)2. Bobot isi kering (dry)3. Bobot isi jenuh (sat)4. Berat jenis semu (app)5. Berat jenis nyata (tr)6. Kadar air asli (Wnat)7. Kadar air jenuh (Wsat)8. Derajat Kejenuhan (S)9. Porositas (n)10. Angka Pori (e)

ALAT DAN BAHAN Neraca OhaussDesikator dan pompa vacuum Oven listrik Ember dan gantungan besi PROSEDUR PERCOBAAN 1. Timbang berat asli perconto (Wn) dengan neraca Ohauss 2. Menjenuhkan perconto di dalam desikator untuk mendapat berat jenuh (Ww)3. Timbang lagi perconto dalam keadaan jenuh dalam posisi tergantung di dalam air sehingga mendapatkan berat jenuh tergantung dalam air (Ws)4. Keringkan perconto dalam oven dan dapatkan berat kering (Wo)

KESIMPULAN Faktor besarnya pori akan memberikan pengaruh terhadap kejenuhan perconto. Angka pori yang besar akan memberikan kadar air yang tinggi sehingga berat jenuh perconto akan lebih besar dan berat jenis akan semakin kecil. Selain itu juga derajat kejenuhan akan semakin besar. II UJI KUAT TEKAN UNIAKSIALUji kuat tekan uniaksial ialah pengujian sifat mekanik batuan untuk mengetahui kuat tekan uniaksial itu sendiri, batas elastis, Modulus Young rata-rata dan Poissons RatioDASAR TEORITekanan dan Tegangan

Tekanan ialah jumlah beban yang didapatkan suatu benda pada permukaan/penanmpangnya saja.

Tegangan ialah jumlah tekanan yang didapatkan suatu benda pada seluruh permukaan suatu benda.DASAR TEORI Konsep beban - tegangan reganganBenda yang dikenai beban akan mengalami tegangan Apabila ketahanan terhadap tegangan sudah terlampaui maka benda akn mengalami regangan Apabila ketahanan terhadap regangan sudah terlampaui maka benda akan mengalami keruntuhan DASAR TEORI Kuat tekan uniaksial merupakan tegangan yang terjadi pada conto batuan pada saat mengalami keruntuhan akibat pembebanan.

Regangan merupakan perbandingan perubahan bentuk dengan bentuk semula - Regangan Lateral : l = d/d - Regangan Aksial : a = l/l - Regangan Volumetrik : v = a + 2l

DASAR TEORI

Kurva tegangan regangan yang ada dapat ditentukan :

- Batas Elastis pada saat grafik regangan aksial meninggalkan keadaan linier pada suatu titik tertentu

Modulus Young ditentukan sebagai perbandingan antara selisih harga tegangan aksial dengan selisih regangan aksial, yang diambil pada perbandingan tertentu pada grafik regangan aksial dihitung pada rata-rata kemiringan kurva dalam kondisi linier atau bagian linier yang terbesar dari kurva

- Poissons Ratio didefinisikan sebagai perbandingan antara regangan lateral dan regangan aksial pada kondisi tegangan sebesar x yang diukur pada titik singgung antara grafik regangan volumetrik dengan garis sejajar sumbu tegangan aksial pada saat grafik regangan volumetrik mulai berubah. DASAR TEORIPerconto yang digunakan perbandingan tinggi dan diameternya 2-2,5. Jika perbandingannya lebih kecil maka kuat tekan yang didapatkan lebih besar, dan jika lebih besar perbandingannya maka kuat tekan yang didapatkan lebih kecil.

TUJUAN PRAKTIKUM Mengetahui kuat tekan uniaksial (c), batas elastis (e), Modulus Young rata-rata (avg), dan Poissons ratio pada tegangan i ()

ALAT DAN BAHAN Mesin uji kuat tekan uniaksial Jangka sorongConto batuanDial gauge Kertas amplas

PROSEDUR PERCOBAAN Persiapkan conto batuan berbentuk silinder Ratakan permukaan perconto batuan dengan menggunakan amplas Letakkan conto pada mesin uji kuat tekan dengan 2 dial gauge dengan posisi keduanya dalam satu sumbu dengan koreksi 4-6Letakan 1 dial gauge sebagai dial aksialPutar tuas engkel pada mesin secara konstan dan lakukan pembacaan setiap perubahan 2 strip pada dial mesin uji Percobaan dihentikan pada saat conto mengalami keruntuhan atau dial mesin sudah dua kali terlewati APLIKASIAnalisis kemantapan lereng Penentuan stand up time terowongan Rancangan peledakan III PENGUJIAN KUAT TARIK Pengujian kuat tarik ialah pengujian untuk mengetahui kuat tarik dari perconto batuan dan yang dilakukan di laboratorium ialah yang tidak langsung (Brazillian test) karena menggunakan mesin kuat tekan.DASAR TEORI

Konsep yang digunakan ialah seperti pada saat bola bekel ditekan maka akan terlihat seperti ditarik dari samping. Konsep yang sama diterapkan, dianggap tekanan F dari atas sebagai gaya tarik dan luasan daerah yang ditarik ialah setengah selimut dari perconto batuan atau RH sehingga rumus tegangan P dalam hal ini t

DASAR TEORI

Penentuan kohesi dan sudut geser dalam dengan lingkaran mohr kuat tekan uniaksial dan kuat tarik TUJUAN PRAKTIKUM Mengetahui kuat tarik (tensile strength) dari perconto batuan yang berbentuk silinder secara tidak langsungALAT DAN BAHAN Mesin Kuat Tekan Jangka sorong Perconto batuan berbentuk silinder dengan perbandingan 1:1PROSEDUR PERCOBAANMengukur diameter dan tinggi perconto Letakkan perconto secara horisontal Dengan pemutar halus gerakan plat hingga mengalami keruntuhan Baca angka pada dial apabila mengalami keruntuhan APLIKASI Aplikasi konsep kuat tarik digunakan dalam peledakan dimana peledakan dilakukan dekat pada bidang bebas (freeface) sehingga menimbulkan gaya tarikIV PENGUJIAN KUAT GESER LANGSUNG Pengujian Kuat Geser langsung adalah pengujian untuk mengetahui kuat geser pada saat batuan mengalami tegangan normal.DASAR TEORI Tegangan geser terbagi atas tegangan geser puncak (peak) yaitu dihitung dari perconto yang utuh kemudian digeser hingga mengalami keruntuhan sedangkan tegangan geser residual yaitu dihitung dari perconto yang sudah sebelumnya mengalami keruntuhan.

DASAR TEORI Tegangan geser dapat dihitung :

Tegangan normal dapat dihitung :

TUJUAN PRAKTIKUMMengetahui tegangan geser residual dan bisa mengetahui kohesi dan sudut geser dalam batuan yang diuji.ALAT DAN BAHANMesin Geser Portable Pompa tekan dengan manometer Jangka sorong

PROSEDUR PRAKTIKUM Perconto batuan yang berbentuk silinder yang sebelumnya sudah dipatahkan dan disambung kembali dan sudah dicetak pada semen diletakkan pada shear boxGaya normal diberikan dengan pompa hidrolik sehingga harus selalu dipertahankan Gaya geser diberikan dengan pompa hidrolik perlahan-lahan Penggeseran dihentikan jika shear box mengenai batas yang adaAPLIKASIAnalisis kestabilan lerengAnalisis daya dukung batuanV Rock Quality Designation (RQD)RQD ialah modifikasi presentase perolehan inti bor (core) yang utuh dengan panjang tertentu untuk menentukan kualitas batuan.DASAR TEORI RQD adalah angka yang menunjukan kualitas suatu massa batuan.

Hubungan RQD dengan kualitas massa batuan oleh Reese (1968)RQDKUALITAS BATUAN< 25SANGAT JELEK25-50JELEK50-75SEDANG75-90BAIK90-100SANGAT BAIKDASAR TEORICore Recovery yaitu panjang total inti bor yang diperoleh per kemajuan pemboran (Run) dibagi panjang kemajuan pemboran, dinyatakan dalam persen.

RQD yaitu panjang total potongan core yang berukuran >10 cm dibagi panjang kemajuan pemboran, dinyatakn dalam persen

Nb : pengukuran dilakukan dari poros ke poros pada core yang ada TUJUAN PRAKTIKUMMengetahui prosedur pengukuran awal RQD kemudian menghitung core recovery dan RQD sehingga dapat mengetahui kualitas batuan.ALAT DAN BAHANCore box dengan core batuanJangka sorongMeteran

PROSEDUR PERCOBAAN Pada core yang ada ketahui kemajuan pengeborannya Hitung tiap potongan core yang ada untuk menghitung core recovery Hitung potongan core yang berukuran >10 cm untuk menghitung RQDKESIMPULAN Fungsi core recovery adalah sebagai parameter baik tidaknya pengeboran yang dilakukan dan parameter tingkat akurasi nilai RQD

RQD merupakan salah satu parameter (kuat tekan, kondisi joint, air tanah) untuk mengklasifikasikan suatu massa batuan dalam klasifikasi RMRAPLIKASIAnalisa kestbalian lerengPenentuan kriteria penggalianPenentuan lebar terowongan Pemilihan sistem penyanggaan VI PENGUJIAN BEBAN TITIK Pengujian beban titik adalah pengujian penentuan kuat tekan dengan cepat, tepat, dan murah.

Tiga variasi pengujian, yaitu diametral test, aksial test dan irregular test.DASAR TEORI Indeks point load dapat dihitung dengan persamaan :

Dilakukan koreksi jika perconto tidak tepat berukuran 50 mm

Nilai kuat tekan uniaksial dapat dihitung dengan :

KESIMPULANData yang didaptkan pada pengujian beban titik kurang representatif seperti pada pengujian dengan Schmidt Hammer dibanding data yang didaptkan dari pengujian kuat tekan uniaksial.APLIKASI Penentuan cara pembongkaran dan pemilihan alat untuk pembongkaran suatu batuan.