Tah Yo

8/18/2019 Tah Yo

1/17

M - VTRIAXIAL BATUAN

5.1 Tujuan Pengujian Triaxial BatuanUntuk menentukan kekuatan suatu batuan di bawah tekanan triaxial yang

menghasilkan nilai kohesi (C), kuat geser (shear strength), dan sudut geser

dalam ( ∅ )

5.2 Landasan Teri Triaxial Batuan Pengujuan triaxial adalah salah satu pengujian yang sangat penting

dalam mekanika batuan dan dilakukan untuk menentukan kekuatan suatu batuan

pada kondisi pembebanan triaxial melalui persamaan kriteria dari keruntuhan.

Kriteria keruntuhan yang sering digunakan dalam pengujian ini adalah kriteria

Mohr-Coloumb.

Sampel yang digunakan dalam uji triaxial ini adalah batuan yang

berbentuk silinder dengan syaratsyarat sama dengan pengujian kuat tekan. !ari

pengujian materi triaxial ini dapat ditentukan dengan beberapa parameter

parameter yang menunjukkan kekuatan sampel atau batuan diantaranya adalah "

a. #ilai tegangan pun$ak (%&) yang didapatkan dari hasil uji batuan dengan

nilai tegangan keliling (%') yang berbedabeda.b. Strength enelope $ure (kura selubung kekuatan batuan), dari kura ini

dapat menentukan parameter kekuatan batuan yaitu "

• Kuat geser batuan (shear strength).

• Sudut geser dalam ().

• Kohesi (C).

Pada pengujian triaksial, $ontoh batuan dimasukkan kedalam sel triaksial,

diberi tekanan pemampatan (*') dan dibebani se$ara aksial (*&) sampai runtuh.

Pada uji ini, tegangan menengah dianggap sama dengan tekanan pemampatan

(*+ *').

8/18/2019 Tah Yo

2/17

-lat uji triaksial yang digunakan merupakan merujuk pada alat triaksial

yang dikembangkan oleh on Karman pada tahun &/&&. !i dalam aparatus ini,

tekanan 0luida ber0ungsi sebagai tekanan pemampatan (*') yang diberikan

kepada $ontoh batuan. 1luida dialirkan dengan menggunakan pompa hidraulik

dan dijaga agar selalu konstan.

Sumber : https://www.scribd.com/ doc/28581208/!asar-"eori-u#i-$ab%download.

!a"#ar 5.1A$aratus uji tria%sial Vn &ar"an' 1(11 )Pattersn' 1(*+,

Pada mulanya, beban aksial merupakan instrumen utama yang

mengendalikan uji ini. #amun dengan perkembangan teknologi masa kini sudah

memungkinkan untuk mengendalikan uji ini melalui kontrol beban atau

de0ormasi yang dialami, $ontoh batuan, bahkan dengan menggunakan katup

sero, regangan aksial dan tekanan pori dapat juga diatur besarnya. Untuk

penelitian ini, digunakan mesin tekan Control seri 234546&3 C-7 C+389 tanpa

katup sero.5.2.1 a%tr-a%tr ang Me"$engaru/i Uji Tria%sial

&. 7ekanan pemampatan7ekanan pemampatan merupakan 0aktor yang sangat mempengaruhi

dalam uji triaksial. 9esarnya tegangan aksial pada saat $ontoh batuan runtuh

saat pengujian triaksial selalu lebih besar daripada tegangan aksial saat $ontoh

batuan runtuh pada pengujian kuat tekan uniaksial. :al ini disebabkan karena

adanya penekanan (pemampatan) dari arah lateral dari sekeliling $ontoh batuan

pada uji triaksial. 9erbeda pada pengujian kuat tekan uniaksial, tekanan

pemampatannya adalah nol (&ero con'ining pressure), sehingga tegangan aksial

batuan lebih ke$il.

8/18/2019 Tah Yo

3/17

9erdasarkan penelitian on Karman (&/&&) pada batuan marbel Carrara

dapat dilihat dengan adanya tekanan pemampatan pada $ontoh batuan

mengakibatkan kenaikan tekanan aksial dan bersi0at lebih ductile. ;ambar 3.+

menunjukkan semakin tingginya tegangan pun$ak ( pea( ) jika tekanan

pemampatannya semakin besar.

Sumber : https://www.scribd.com/doc/285812 08/!asar-"eori-u#i-$ab%download.

!a"#ar 5.2Pengaru/ te%anan $e"a"$atan ter/ada$ %ur0a tegangan- regangan $ada #atuan

arrara "ar#le le/ Vn &ar"an' 1(11 )Vutu%uri &atsua"a' 1((3,

+. 7ekanan pori!ari penelitian S$hwart< pada tahun &/5= yang mempelajari tentang

tekanan pori pada uji triaksial terhadap batuan sandstone (lihat ;ambar 3.').

!apat disimpulkan bahwa naiknya tekanan pori akan menurunkan kekuatan

batuan.

8/18/2019 Tah Yo

4/17

Sumber : https://www.scribd.com/doc/28581208/!asar-"eori-u#i-$ab%download.

!a"#ar 5.4

Pengaru/ te%anan $ri ter/ada$ %ur0a tegangan-regangan $ada #atu sandstnele/ 6/7art8' 1(93 )Vutu%uei' La"a aluja' 1(*3,

'. 7emperatur Se$ara umum, kenaikan temperatur menghasilkan penurunan kuat tekan

batuan dan membuat batuan semakin ductile. ;ambar 3.= menunjukkan kura

tegangan di0erensial (deiatori$ stress, *&*') regangan aksial untuk batuan

granit pada tekanan pemampatan 344 >Pa dan pada temperatur yang berbeda

beda. Pada temperatur kamar, si0at batuan adalah brittle, tetapi pada temperatur

2444 C batuan hampir seluruhnya ductile. ?0ek temperatur terhadap tegangan

di0erensial saat runtuh untuk setiap tipe batuan adalah berbeda. Pada penelitian

ini, pengaruh temperatur diabaikan.

Sumber : https://www.scribd.com/doc/2858120 8/!asar-"eori-u#i-$ab%download

!a"#ar 5.3Pengaru/ te"$eratur ter/ada$ %ur0a tegangan di:erensial-regangan

a%sial untu% #atuan granit $ada te%anan $e"a"$atan 5;; MPale/ !riggs' 1(9; )Vutu%uri &atsua"a' 1((3,

=. @aju de0ormasiKenaikan laju de0ormasi se$ara umum akan menaikkan kuat tekan

batuan. :al ini terbukti dari penelitianpeneliatian terdahulu. Pada tahun &/5&,

Serdenge$ti dan 9oo

8/18/2019 Tah Yo

5/17

&4=, &43, &45 dan &468s. Pada tekanan pemampatan +44 >Pa, penurunan

laju de0ormasi dari &4' hingga &468s menyebabkan penurunan kekuatan ''B

untuk batu marmer, 2,=B untuk batu pasir pada tingkat de0ormasi +B (utkuri,

@ama A Saluja, &/6=). ;ambar 3.3 menunjukan hasil penelitian @ogan dan

:andin pada tahun &/64. !apat dilihat kenaikan kuat tekan batuan esterley

granite seiring dengan bertambahnya laju de0ormasi.

Sumber : https://www.scribd.com/doc/2858120 8/!asar-"eori-u#i-$ab%download

!a"#ar 5.5Pengaru/ laju de:r"asi ter/ada$ %ur0a %uat te%an-te%anan

$e"a"$atan untu% #atuan ogi pada tahun &/5+. >enurut ESF> (&/6+) untuk $ontoh batuan pada uji

triaksial dan kuat tekan uniaksial, perbandingan antara tinggi dan diameter

8/18/2019 Tah Yo

6/17

$ontoh silinder yang umum digunakan adalah + sampai +,3 dengan area

permukaan pembebanan yang datar, halus dan paralel tegak lurus terhadap

sumbu aksis $ontoh batuan.

5.4 Alat dan Ba/an5.4.1 Alat

• >esin kuat tekan

• )earing plate

• *ubber +ac(et

8/18/2019 Tah Yo

7/17

• System hidrolik untuk memberikan tegangan keliling pada $onto saat

pengujian.

• Gangka sorong

• !ial gauge

8/18/2019 Tah Yo

8/17

• "ria,ial cell

• Stopwacth

5.4.2 Ba/an

8/18/2019 Tah Yo

9/17

Sampel yang telah disiapkan.

5.3 Prsedur • Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran

dimensi panjang minimal dua kali diameter per$ontoh.

• >asukan per$ontoh batuan kedalam rubber +ac(et , setelah dimasukan ke

rubber +ac(et kemudian $ontoh dimasukan ke dalak silinder besi yang

ber0ungsi untuk menahan tegangan keliling yang diberikan kepada $ontoh

uji, $ontoh uji kemudian ditutup oleh 'lat dan dipasang di mesin uji kuat

tekan.

8/18/2019 Tah Yo

10/17

• Spe$imen diletakan diantara plat baja yang diartur agar tepat dengan plat

0orm penekan alat, kemudian mesin dinyalakan sehingga spe$imen

berada ditengahtengah apitan plat baja dan pastikan bahwa kedua

kpermukaan spe$imen telah menyentuh plat baja tersebut,

8/18/2019 Tah Yo

11/17

• Skala pengujian bebas harus ditetapkan pada keadaan netral.

• 9a$a jarum petunjuk pembebanan pada a,ial dial gauge per '4 detik dan

$atat hasil pengukuran.

• Pemberian pembebanan dilakukan sedikit demi sedikt hingga spe$imen

pe$ah.

5.5 Ru"us ang >iguna%an

Fegangan Perpendekan axialx0,01

Lo

%& 9eban H tekanan samping (%')

%& %'

Bebann -Bebann-1

A0

8/18/2019 Tah Yo

12/17

5.9 =asil Penga"atan

Ta#el 5.1Penga"atan Uji Triaxial Batuan

N. T i " e

) " i n u t e ,

LT?TB?VI?1-;1 LT?TB?VI?1-;2 LT?TB?VI?1-;4

Lad

)&g,

@4)%g?6"2,

L)6",

Lad

)&g,

@4)%g?6"2,

L)6",

Lad

)&g,

@4)%g?6"2,

L)6",

& 4 4

&4

4 4

+4

4,444

4

'4

4

+ 4,3 4 4,46 44,4'

34 4,4++

' & +44 4,4/ 44,43

3&34 4,46=

= &,3 +444,&4

+4

4,45+

+44 4,&25

3 + ++44,&4

'4

4,452

+44 4,&26

5 +,3 '44 4,&&3 44,46

+'44 4,+&3

6 ' 6444,&2

++44

4,&+4

'+3 4,'&

2 ',3 6444,+3

3+44

4,+44

/ = 6344,+5

3

&4 =,3 6634,+/

4

Sumber : !ata hasil pengamatan pra(ti(um geome(ani(a 201.

!atadata pengukuran dimensi dari sampel"

• @78798E8&4& " ! 3,=& $m dan @ /,= $m

• @78798E8&4+ " ! 3,+ $m dan @ &4 $m

• @78798E8&4' " ! 3,'5 $m dan @ /,&& $m

5.* =asil Per/itungan

Ta#el 5.2

Per/itungan LT?TB?VI?1-;1

N.

Ti"e)"inute,

LT?TB?VI?1-;1

Lad)&g,

@4)%g?6"2,

L)6",

>ia"etraltrain

)@1-@4, )M$a,@1 @N

Axialtrain

& 4 4 &4 4 4 & &,26

4,4444

+ 4,3 4 4,46 4 & 4,446=

' & +44 4,4/ 4,26& &,26& 4,44/5

= &,3 +44 4,&4+ 4 & 4,4&4/

3 + ++4 4,&4' 4,426& &,426 4,4&&4

5 +,3 '44 4,&&3 4,'=2 &,'=2 4,4&++

6 ' 644 4,&2+ &,6=& +,6=& 4,4&/=

8/18/2019 Tah Yo

13/17

2 ',3 644 4,+33 4 & 4,4+6&

Sumber : asil data perhitungan laboratorium geome(ani(a 201.

Ta#el 5.4Per/itungan LT?TB?VI?1-;2

N.Ti"e

)"inute,

LT?TB?VI?1-;2

Lad)&g,

@4)%g?6"2

,

L)6",

>ia"etraltrain

)@1-@4, )M$a,@1 @N

Axialtrain

& 4 4

+4

4,444 4 +

',+/

4,4444

+ 4,3 4 4,4'3 4 + 4,44'3

' & 4 4,433 4 + 4,4433

= &,3 4 4,45+ 4 + 4,445+

3 + 4 4,452 4 + 4,4452

5 +,3 4 4,46+ 4 + 4,446+

6 ' +44 4,&+4 4,/=+ +,/=+ 4,4&+4

2 ',3 +44 4,+44 4 + 4,4+44

/ = 634 4,+53 +,3/& =,3/& 4,4+53

&4 =,3 663 4,+/4 4,&&2 +,&&2 4,4+/4


Ta#el 5.3Per/itungan LT?TB?VI?1-;4

N

.

Ti"e

)"inute,

LT?TB?VI?1-;4

Lad)&g,

@4)%g?6"2,

L)6",

>ia"etral

train)@1-@4, )M$a,

@1 @NAxialtrain

& 4 4

'4

4 4 '

',''

4,4444

+ 4,3 4 4,4++ 4 ' 4,44+=

' & &34 4,46= 4,553 ',553 4,442&

= &,3 +44 4,&25 4,+++ ',+++ 4,4+4=

3 + +44 4,&26 4 ' 4,4+43

5 +,3 '44 4,+&3 4,==' ',==' 4,4+'5

6 ' '+3 4,'& 4,&&& ',&&& 4,4'=4


a) Perhitungan luas permukaan sampel -4 I J!

+

• Sampel %' &4 kg8$m+

-4 ',&= x (3,=&8+)+ ++,/6 $m +

• Sampel %' +4 kg8$m+

-4 ',&= x (3,+8+)+ +&,+' $m +

• Sampel %' '4 kg8$m+

-4 ',&= x (3,'58+)+ ++,33 $m +

b) Perhitungan tegangan diameteral

σ1 -σ3 =Mn - Mn-1

A0

8/18/2019 Tah Yo

14/17


σ1

-σ3

0 =0

22,97= 0 kg/c! x 0,1 = 0 Mpa

σ1 -σ3 1 =0-0

22,97= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

σ1 -σ3 2 =200-0

22,97= ",71 kg/c! x 0,1 = 0,"71 MPa

σ1 -σ3 3 =200-200

22,97= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

σ1 -σ3 # =220-200

22,97

= 0,"71 kg/c! x 0,1 = 0, 0"71 MPa


σ1 -σ3 0 =0

21,23= 0 kg/c! x 0,1 = 0 Mpa

σ1 -σ3 1 =0-0

21,23= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

σ1 -σ3 2 =0-0

21,23= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

σ1 -σ3 3 =0-0

21,23 = 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

σ1 -σ3 # =0-0

21,23= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa


σ1 -σ3 0 =0

22,$$= 0 kg/c! x 0,1 = 0 Mpa

σ1 -σ3 1 =0-0

22,$$= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

σ1 -σ3 2 =1$0-0

22,$$= %,%$ kg/c! x 0,1 = 0,%%$ MPa

σ1 -σ3 3 =200-1$0

22,$$= 2,22 kg/c! x 0,1 = 0,222 MPa

σ1 -σ3 # =200-200

22,$$= 0 kg/c! x 0,1 = 0 MPa

$) Perhitungan tegangan axial

σ1 = ( σ1- σ3 )& σ3


8/18/2019 Tah Yo

15/17

σ1 0 = 0 & 1 = 1 Mpa

σ1 1 = 0 & 1 = 1 Mpaσ1 2 = 0,"71 & 1 = 1,"71 Mpa

σ1 3 = 0 & 1 = 1 Mpa

σ1 # = 0,0"71 & 1 = 1,0"71 MPa


σ1 0 = 0 & 2 = 2 Mpa

σ1 1 = 0 & 2 = 2 Mpa

σ1 2 = 0 & 2 = 2 Mpa

σ1 3 = 0 & 2 = 2 Mpa

σ1 # = 0 & 2 = 2 Mpa


σ1 0 = 0 & 3 = 3 Mpa

σ1 1 = 0 & 3 = 3 Mpa

σ1 2 = 0 ,%%$ & 3 = 3,%%$ Mpa

σ1 3 = 0,222 & 3 = 3,222 Mpa

σ1 # = 0 & 3 = 3 Mpa

d) Perhitungan tegangan normal

σn =σ3 & σax

2


σn =1 & 2,7#1

2 = 1,"7 MPa


σn =2 & #,$91

2 = 3,29 MPa


σn =3 & 3,%%$

2 = 3,33 MPa

e) Perhitungan regangan axial

'a =(L x 0,001

L0

• Sampel @4 /,= $m

8/18/2019 Tah Yo

16/17

'a 0 =0 x 0,001

9,#= 0

'a 1 =70 x 0,001

9,#= 0,007#

'a 2 =90 x 0,001

9,#= 0,009%

'a 3 =102 x 0,001

9,#= 0,010"

'a # =103 x 0,001

9,#= 0,0110

• Sampel @4 &4 $m

'a 0 =0 x 0,001

10= 0

'a 1 =3$ x 0,001

10= 0,003$

'a 2 =$$ x 0,001

10= 0,00$$

'a 3 =%2 x 0,001

10

= 0,00%2

'a # =%" x 0,001

10= 0,00%"

• Sampel @4 /,&& $m

'a 0 =0 x 0,001

9,11= 0

'a 1 =22 x 0,001

9,11= 0,002#

'a 2 =

7# x 0,001

9,11 = 0,00"1

'a 3 =1"% x 0,001

9,11= 0,020#

'a 0 =1"7 x 0,001

9,11= 0,020$

3.2

8/18/2019 Tah Yo

17/17

Tah Yo

Documents

Transcript of Tah Yo