PENGUJIAN SIFAT FISIK BATUAN

Peralatan yang dipakai untuk pengujian sifat fisik adalah :

1. Neraca listrik dengan ketelitian 0,1 gram

2. Eksikator dan pompa vakum, dipakai pada saat penjenuhan percontoh.

3. Oven, dipakai untuk pengeringan percontoh setelah penjenuhan.

Prosedur pengujian sifat fisik dilakukan sebagai berikut.

1. Penimbangan berat asli percontoh (Wn)

2. Penjenuhan percontoh dalam eksikator dengan cara :

- Eksikator pada bibir dan tepi tutupnya diolesi vaselin dengan rata.

- Percontoh dimasukkan ke dalam eksikator dengan hati-hati, kemudian ditutup dengan

rapat agar udara luar tidak dapat masuk ketika dihisap dengan pompa vacum.

- Udara dalam eksikator dihisap dengan bantuan pompa vacum selama 15 menit,

dengan maksud untuk mengeluarkan udara yang ada dalam percontoh. Pastikan tidak

ada kebocoran pada selang penghisap dan pada penutup eksikator.

- Setelah 15 menit, penghisapan dihentikan dan kran selang yang dihubungkan ke

pompa vacum ditutup, kemudian ke dalam eksikator masukkan air sehingga

percontoh terendam sepertiganya, air dibiarkan masuk melalui selang dengan

sendirinya akibat perbedaan tekanan dalam eksikator, yaitu dengan membuka kran

pada selang yang dihubungkan ke bak air.

- Setelah itu tutup kembali kran pada selang yang menuju bak air dan buka kran pada

selang yang dihubungkan ke pompa vacum, selanjutnya penghisapan dilakukan lagi

selama 15 menit, kemudian penghisapan dihentikan lagi.

- Setelah penghisapan dihentikan dan masukkan lagi air dengan cara seperti tersebut di

atas sehingga percontoh terendam dua per tiganya. Kemudian lanjutkan lagi

penghisapan selama 15 menit atau sampai benar-benar tidak ada lagi gelembung

udara keluar dari sisi-sisi percontoh. Kemudian biarkan percontoh terendam hingga

benar-benar jenuh selama 24 jam.

3. Setelah perendaman selama 24 jam, percontoh dalam eksikator dikeluarkan dan

ditimbang segera dalam keadaaan jenuh sehingga didapat berat jenuh (Ww).

4. Timbang lagi percontoh dalam kondisi jenuh tergantung dalam air, sehingga diperoleh

berat jenuh tergantung dalam air (Ws)

5. Kemudian percontoh dikeringkan kembali, dengan cara memasukkannya ke dalam oven

selama 24 jam pada temperatur 90oC.

6. Setelah di oven selama 24 jam, keluarkan percontoh dari oven kemudian timbang

sehingga didapat berat kering (Wo).

7. Hitung sifat-sifat fisik dengan menggunakan persamaan-persamaan yang ada pada sub

bab 2.4.

PERHITUNGAN SIFAT-SIFAT FISIK PERCONTOH

Penimbangan berat percontoh

- Berat percontoh asli (natural) = Wn

- Berat percontoh kering (setelah di oven selama 24 jam dengan temperatur 90oC) = Wo

- Berat percontoh jenuh (setelah dijenuhkan selama 24 jam) = Ww

- Berat jenuh tergantung dalam air = Ws

- Volume percontoh tanpa pori-pori = Wo – Ws

- Volume percontoh total = Ww – Ws

Penentuan sifat-sifat fisik

1. Bobot isi asli (natural density) =

WnWw−Ws

2. Bobot isi kering (dry density) =

WoWw−Ws

3. Bobot isi jenuh (Saturated density) =

WwWw−Ws

4. Berat jenis murni =

WwWw−Ws

:bobotisiair

5. Berat jenis semu =

WoWw−Ws

:bobotisiair

6. Kandungan air asli =

Wn−WoWo

x100%

7. Kandungan air jenuh =

Ww−WoWo

x100 %

8. Derajat kejenuhan =

Wn−WoWw−Wo

x100 %

9. Porositas =

Wn−WoWw−Ws

x100%

10. Angka Pori =

n1−n

Data

NOBERAT ASLIWn (gram)

BERAT JENUH

Ww (gram)

BERAT JENUH TERGANTUNG

Ws (gram)

BERATKERING

Wo01 119,61 119,76 71,79 113,4202 163,65 164,17 96,59 153,803 142,76 143,78 87,5 137,9

04 139,93 140,5 82,22 130,6205 116,81 117,4 71,1 112,5406 109,8 110 66,28 105,93

PENGUJIAN KUAT TEKAN(UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH TEST)

Prosedur percobaan

Urutan pengujian kuat tekan uniaksial percontoh adalah sebagai berikut:

1. Contoh dimasukkan pada alat uji kuat tekan uniaksial..

2. Pasang “dial gauge” pada kondisi sempurna, sehingga pebacaan awal kedudukan dial

gauge tetap dalam keadaan benar, yaitu 2 (dua) buah dial gauge untuk mengukur

regangan lateral dan satu buah untuk mengukur regangan aksial

3. Atur kedudukan jarum penunjuk besaran gaya yang bekerja pada kedudukan awal.

4. Hidupkan mesin dengan kedudukan piston pada kondisi belumbekarja

5. Gerakan gagang (10) ke arah “up”

6. Putar (11) pada posisi yang tepat, untuk mengatur kecepatan beban

7. Setelah percontoh menyentuh plat landasan atas, atur dial gauge pada kedudukan nol

8. Amati proses pembebaban, pencatatan yang dilakukan adalah pergerakan deformasi

latelar pada dua dial pengukur oleh 2 orang, pencatatan dial deformasi aksial oleh satu

orang dan pencatatan jarum pembebaban aksial oleh satu orang, serta satu orang

operator

9. Secara terus enerus amati proses pembebaban dengan teliti. Hentikan pembebaban

setelah jarum hitam pembaca bergerak kembali ke dudukan nol. Jarum merah adalah

jejak pembebenan maksimum pada saat percontoh mengalami keruntuhan

10. Dengan demikian pengujian telah selesai dan kembalikan kedudukan gagang (13) ke

arah netral.

11. Data-data hasil pembacaan pengujian kemudian diolah, sehingga dapat ditentukan

sifat-sifat mekanik

Deskripsi Mesin Tekan

Deskripsi mesin tekan dapat; diikuti dari gambar diterangkan sebagai berikut :1. Alat pengukur gaya tekan2. Kedudukan bola (spercal seat ) , berfungsi untuk menyesuaikan kedudukan plat tekan

atas dengan permukaan percontoh batuan3. Plat tekan atas (statis pada saat penekanan)4. Plat tekan bawah, dapat bergerak naik turun / turun sesuai dengan gerakan piston.5. Silinder piston.6. Motor listrik untuk menaik turunkan plat tekan bawah.7. Selang oli berfungsi untuk mengalirkan oli bertekanan tinggi dari tangki oli ke dalam

silinder piston dan alat pengukur gaya

8. Steker penghubung arus listrik.9. Saklar mesin tekan10. Gagang (handle) untuk menghidupkan motor listrik agar plat tekan bawah bergerak

naik / turun.11. Alat pengatur kecepatan pembebanan12. Jarum merah pada alat pengukur gaya. berfungsi sebagai petunjuk gaya maksimum

ketika percontoh batuan hancur.13. Jarum hitam pada alat pengukur gaya. Berfungsi sebagat petunjuk besarnya gaya yang

dialami percontoh batuan pada waktu tertentu.14. Alat untuk menggerakkan jarum merah kembali ke skala 0.15. Lampu indikasi plat tekan bawah naik/turun

Kurva Tegangan-Regangan

0

2

4

6

8

10

12

14

-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000

Regangan (mikrostrain)

Tega

ngan

(M

Pa)

axial

lateral

volumetrik

kN atau MPa

Keterangan : lateral,l

aksial,a

volumetrik,v

v =a + 2l

Pengujian kuat tekan uniaksial bertujuan untuk mengetahui nilai-nilai :

- Kuat tekan percontoh batuan (c)

- Batas elastik (e)

- Modulus Elastisitas (E)

Eavg =

- Poisson’s Ratio ()

li

V = ai

Data

Diameter : 10 cmHeight : 2,5 x D = 2,5 x 10 = 25 cm

NOWAKTU BEBAN PEMBACAAN PEMBACAAN

MENIT (kg) Dial Gauge Axial Dial Gauge Diametral1 0 0 0 0

2 0,5 500 1,5 0

3 1 1240 3 2

4 1,5 2120 5 5

5 2 2940 7 7

6 2,5 3760 5 9

7 3 4560 11 11

8 3,5 5240 13 13

9 4 5900 16,5 14

Rumus :

Are correct = 3,14 x r2 (cm2)

D1 x 0,002 x 100 Diameter

D2 x 0,002 x 100 Diameter Strain Lateral = Hasil D1 + Hasil D2 (mm/%)

Strain Axial = Displ x 0,01 x 100 (mm/%) Height

Stress = Load Area correct

= (kg/cm2)

volumetrik (v) =a + 2l

Tabel akhir yang harus diisi :

Time min

Lateral displ axial Straian area load Stres

DI DII disp Lateral Axial corect

x0,002mm x0,002mm x0,001mm % % cm2 kg kg/cm2

UJI TRIAKSIAL (TRIAXIAL TEST)

PROSEDUR PERCOBAAN

1. Preparasi percontoh seperti dalam pengujian kuat tekan uniaksial.

2. Balut percontoh dengan karet dan ring karet pada kedua ujungnya.

3. Buka tutup triaksial cell dengan cara melepaskan baut triaksial cell, lalu letakkan

percontoh dalam triaksial cell, kemudian tutup lagi dan pasang baut triaksial cell.

4. Atur posisi platen di atas bola baja pada triaksial cell untuk menekan percontoh secara

axial (1) dan pasangkan selang pada tempat masuknya oli silinder (2 dan 3) .

5. Setelah semua dipasang, periksa lagi secara hati-hati, terutama pada platen dan selang oli

silinder. Kemudian berikan beban secara bersamaan. Atur 1 dan buat konstan dengan

harga yang dikehendaki (mulai dari yang rendah). Selanjutnya berikan (2=3) secara

bertingkat hingga batuan failure.

6. Catat pembacaan terakhir tegangan yang diberikan saat batuan failure (1) dan. (2=3)

dan buatkan kurva intrinsiknya.

7. Hal yang sama pada pengujian percontoh berikutnya (minimal tiga percontoh). Dengan

demikian pengujian telah selesai.

DATA

Diameter : 10 cmHeight : 2,5 x D = 2,5 x 10 = 25 cmSampel 1 ~> σ31 = 10 kg/cm2

Sampel 2 ~> σ32 = 20 kg/cm2

Sampel 3 ~> σ33 = 40 kg/cm2

Sampel 1

NoWaktu Perpendekan Axial Beban

(menit) ( X 0,01 mm) (kg)

0 0 0 214

1 0,5 4 640

2 1 7 1160

3 1,5 10 1700

4 2 12 2600

5 2,5 17 3680

6 3 20 4800

7 3,5 23 6040

Sampel 2

NoWaktu Perpendekan Axial Beban

(menit) ( X 0,01 mm) (kg)

0 0 0 429

1 0,5 8 1400

2 1 16 2800

3 1,5 22 4500

4 2 29 6400

5 2,5 35 8400

6 3 42 8800

Sampel 3

NoWaktu Perpendekan Axial Beban

(menit) ( X 0,01 mm) (kg)

0 0 0 858

1 0,5 4 1300

2 1 6 2100

3 1,5 11 3200

4 2 16 4500

5 2,5 21 6100

6 3 25 7700

7 3,5 29 9400

7 4 34 11000

7 4,5 40 12800

Rumus perhitungan :

1. Luas = 3,14 x diameter

INTRINSIC CURVEDH - 9/TX - 1

0

3

6

9

12

15

18

21

24

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48

NORMAL STRESS (MPa)

= cm2

2. σ1= P (Beban) / Ao (Luas)

= kg/cm2

3. Regangan = (pependekan Axial x 0,01)/ Lo (tinggi)

= cm

3. σ1-σ3 =

= kg/cm2

Perpendekaan

Tinggi Regangan  σ1

 σ3

Beban Luas (σ1-σ3)Axial

No SpesimenAo (σ1-σ3) σ3 Kohesi Sudut Ges. Dalam

Cm Kg/Cm2 Kg/Cm2 Kg/Cm2 Derajat

1

 

2

3