Luliana (03071381419074)Geo14 Kampus Palembang

Chapter 5. (Classes of Forces)

GAYA-GAYA YANG BEKERJA PADA BATUAN

Gaya merupakan suatu vektor yang dapat merubah gerak dan arah pergerakan suatu benda. Gaya dapat bekerja secara seimbang terhadap suatu benda (seperti gaya gravitasi) atau bekerja hanya pada bagian tertentu dari suatu benda (misalnya gaya-gaya yang bekerja di sepanjang suatu sesar di permukaan bumi).

Gaya (Force)

Tipe Gaya yang bekerja pada batuan

Gaya bidang

Gaya Permukaan

Gaya bidang

Body forces atau gaya pada bidang berwujud dalam Tekanan Litostatik. Tekanan litostatis sendiri merupakan tekanan sangat besar yang diterima batuan yang berada di dalam bumi Tekanan litostatik ini menekan ke segala arah dan akan meningkat ke arah dalam bumi.

Gaya Permukaan

Surface Forces atau gaya permukaan merupakan Tegasan. Yang mana tegasan sendiri merupakan gaya yang bekerja pada suatu luasan permukaan dari suatu benda. Tegasan juga dapat didefinisikan sebagai suatu kondisi yang terjadi pada batuan sebagai respon dari gaya-gaya yang berasal dari luar. Tegasan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada luasan suatu permukaan benda dibagi dengan luas permukaan benda tersebut: Tegasan (P)= Daya (F) / luas (A).

Tegasan yang bekerja pada salah satu permukaan yang mempunyai komponen tegasan prinsipal atau tegasan utama, yaitu terdiri daripada 3 komponen, yaitu: σP, σQ dan σR. Tegasan pembeda adalah perbedaan antara tegasan maksimal (σP) dan tegasan minimal (σR). Sekiranya perbedaan gaya telah melampaui kekuatan batuan maka retakan/rekahan akan terjadi pada batuan tersebut. Kekuatan suatu batuan sangat tergantung pada besarnya tegasan yang diperlukan untuk menghasilkan retakan/rekahan.

Gaya yang penting terhadap batuan yaitu gaya yang berasal dari gaya gravitasi dan gaya dari dari kontak antara batuan. Dimana gaya gravitasi bumi atau gaya tarik bumi adalah suatu gaya tarik-menarik yang terjadi pada semua partikel yang mempunyai massa. Sedangkan gaya yang bekerja pada kontak yaitu gaya yang berkerja diantara dua batuan.

Massa batuan yang semakin besar menghasilkan gaya kontak yang semakin besar paa bidang yang dikenai gaya. Gaya gravitasi pada bidang massa batuan adalah :

F = m.g

Di mana g adalah percepatan gravitasi. g bervariasi dengankedalaman di bumi dengan posisi di permukaan bumi, namun untuk tujuan struktur geologi g adalah konstanta sama dengan 980 cm/ sec2

Gaya kompresi(Compressive forces)

Gaya Permukaan

Gaya tarikan(tensile forces)

Gaya permukaan diklasifikasikan sebagai tekan atau tarik menurut distorsi yang mereka hasilkan. Jika gaya yang bekerja pada bidang datar dan partikel dimana bagian datar didorong saling medekati bersama-sama, kekuatan kompresi. Sedangkan apabila Partikel kedua sisi bidang datar ditarik saling menjauhi dan terpisah, gaya adalah tarik.

Gaya kompresi(Compressive forces)

Gaya tarikan(tensile forces)

Gaya yang mengenai suatu benda atau material akan menghasilkan perubahan

bentuk (Distorsi)

• Gaya normal Adalah gaya yang bekerja pada suatu bidang yang relatif tegak lurus terhadap bidang tersebut.

• Gaya Geser Gaya yang bekerja pada bidang ditujukan tegak lurus dengan gaya normal dan dengan demikian relatif sejajar dengan arah bidangnya

Jika distribusi gaya pada suatu titik adalah terarah seragam atau isotropik, intensitas kekuatan (diukur sebagai gaya per satuan luas) adalah sama untuk semua pesawat dari orientasi pada saat itu. Jika tidak, itu adalah anisotropic.

Sifat gaya yang bekerja pada suatu bidang :

• Gaya seragam

dikenal sebagai tekanan (pressure). Tegasan seragam adalah suatu gaya yang bekerja secara seimbang kesemua arah. Tekanan yang terjadi di bumi yang berkaitan dengan beban yang menutupi batuan adalah tegasan yang bersifat seragam

Jika tegasan kesegala arah tidak sama (tidak seragam) maka tegasan yang demikian dikenal sebagai tegasan diferensial.

• Gaya tidak seragam

Tegasan diferensial dapat dikelompokaan menjadi 3 jenis, yaitu:- Tegasan tensional (tegasan extensional) adalah

tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami peregangan atau mengencang.

- Tegasan kompresional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami penekanan.

- Tegasan geser adalah tegasan yang dapat berakibat pada tergesernya dan berpindahnya batuan.