1. a. Apakah sasaran kajian mekanika batuan di dalam bidang keteknikan? Beri beberapa contohnya!

Bidang – bidang rekayasa disiplin mekbat berperan penting dlm : 1. rekayasa pertambangan : penentuan metode penggalian (rock cutting),pemboran &peledakan batuan,stabilitas timbunan overburden,stabilitas timbunan overburden,stabilitas terowongan & lombong(stoping). 2. Industri minyak bumi : pemboran 9oil drilling0, rock fracturing. 3. Rekayasa sipil : pondasi jembatan & gedung bertingkat,underground storage,tunnel dangkal 7 dlm,longsoran lereng batu,pelabuhan,airport,bendungan dsb. 4. Lingkungan hidup ; rock fracturing kaitannya dgn migrasi polutan akibat limbah industri

b. Sebutkan dan jelaskan beberapa ruang lingkup kajian mekanika batuan! Menyelenggarakan penyelidikan yang bersifat teknik pada batuan. Mengembangkan cara pengambilan percontoh batuan secara rasionil dan

metoda identifikasi serta klasifikasi batuan. Mengembangkan peralatan uji batuan yang baik dan metoda standard

pengujian untuk kuat tekan serta kuat geser batuan. Mengumpulkan dan mengklasifikasikan informasi batuan dan sifat-sifat

fisiknya dalam dasar ilmu mekanika batuan, teknik fondasi dan teknik bangunan air.

Berdasarkan hasil-hasil pengujian yang dilakukan pada batuan, dapat dipelajari sifat fisik, sifat mekanik (statik dan dinamik), elastisitas, plastisitas, perilaku batuan, dan bentuk kerusakan (failure) di bawah beban statik dan dinamik dari batuan tersebut.

Mempelajari sifat batuan di bawah kondisi thermal dan sistem keairan (water regimen).

Menyangkut struktur statik dan dinamik dari batuan. Mengembangkan metoda pengukuran di lapangan (in-situ) dari sifat

deformasi statik dan dinamik batuan serta tegangan sisa di dalam batuan di bawah kondisi lingkungan yang mermacam-macam seperti pelapukan, "leaching", seismik dan tektonik.

Menyelenggarakan penelitian terhadap mekanisme kerusakan/ kehancuran batuan. Mengorganisir penelitian tentang perkuatan batuan dan pengukuran tegangan in-situ.

Mengganti dengan metoda ilmiah dari perencanaan teknik pada batuan yang banyak menggunakan metoda empiris sebelumnya, sehingga turut memberikan kontribusi terhadap kemajuan disiplin ilmu mekanika batuan.

Merangsang dan menyebarkan ilmu pengetahuan tentang batuan dan mekanika batuan.

Mempergunakan mekanika batuan untuk memecahkan persoalan- persoalan teknik secara praktis.

Mempelajari sikap massa batuan asli di bawah kondisi beban dan kondisi lingkungannya.

Menyangkut struktur statik batuan dan kestabilan batuan sangat penting ditinjau dari sudut keamanan (safety) dan ekonomi.

Mempelajari stabilitas struktur rekayasa yang material utamanya adalah batuan.

2. a. Jelaskan prinsip lingkaran Mohr!

Dari Gambar 4 terlihat bawah proyeksi dari jari-jari lingkaran pada sumbu tegangan geser τ akan memberikan tegangan geser pada sudut tertentu, dan proyeksi dari ujung-ujung diameter lingkaran pada sumbu tegangan normal σ akan memberikan tegangan-tegangan normal pada sudut tertentu. Jari-jari lingkaran adalah tegangan geser maksimum dan perpotongan antara lingkaran Mohr dan sumbu tegangan normal adalah tegangan prinsipal. Sudut θ1 adalah sudut yang dibentuk antara sumbu x dengan arah dari tegangan prinsipal. Dapat dilihat pada Gambar 4 bahwa tegangan geser sama dengan nol jika tegangan normal maksimum dan minimum. Demikian juga jika tegangan geser maksimum maka tegangan-tegangan normal sama dengan setengah dari jumlah tegangan-tegangan normal asal (original normal stresses). Sebagai titik pusat lingkaran selalu pada titik :

b. Bagaimana teori Mohr di dalam failure batuan?Teori Mohr menganggap bahwa : - untuk suatu keadaan tegangan σ1 > σ2 > σ3, (intermediate stress) tidak

mempengaruhi failure batuan, - kuat tarik tidak sama dengan kuat tekan.Teori ini didasarkan pada hipotesa bahwa tegangan normal dan tegangan geser yang bekerja pada permukaan rupture memainkan peranan pada proses failure batuan.

Untuk beberapa bidang rupture di mana tegangan normal sama besarnya, maka bidang yang paling lemah adalah bidang yang mempunyai tegangan geser paling besar sehingga kriteria Mohr dapat ditulis sebagai berikut : τ = f(σ) dan digambarkan pada (σ,τ) oleh sebuah kurva pada Gambar 2.

Untuk keadaan tegangan σ1 > σ2 > σ3 yang diposisikan pada bidang (σ,τ), terlihat bahwa lingkaran Mohr (σ1,σ3) mempengaruhi kriteria failure. Failure terjadi jika lingkaran Mohr menyinggung kurva Mohr (kurva intrinsic) dan lingkaran tersebut disebut lingkaran failure (Gambar 2). Kurva Mohr merupakan envelope dari lingkaran-lingkaran Mohr pada saat failure. Kurva ini tidak dapat dinyatakan dengan sebuah rumus yang sederhana, melainkan didapat dari hasil percobaan dengan menggambarkan envelope dari beberapa lingkaran Mohr pada saat failure, pada berbagai kondisi tegangan (Gambar 3).

c. Bagaimana pula dengan konsep Mohr-Coulomb?Untuk mempermudah perhitungan di dalam mekanika batuan maka envelope Mohr dianggap sebagai garis lurus. Oleh karena itu didefinisikan kriteria Mohr-Coulomb sebagai berikut (Gambar 5). τ = C + μσ dengan : τ = tegangan geser σ = tegangan normal C = kohesi μ = koefisien geser dalam dari batuan = tan φ Misalkan σ1 dan σ3 adalah tegangan-tegangan utama ekstrim, maka kriteria Mohr-Coulomb dapat ditulis : σ1 { (1+μ2) ½ - μ} - σ3 (1+μ2) ½ + μ} = 2 C (1) Dari persamaan (1) dapat disimpulkan bahwa batuan dapat mengalami rupture pada dua bidang dengan kondisi tegangan yang berbeda. Persamaan (1) dapat disederhanakan dan merupakan fungsi dari σC (kuat tekan) dan σt (kuat tarik). - Kondisi tekan : σ1 = σc, σ3 = 0 σ1 {(1+μ2)½ - μ} = 2 C - Kondisi tarik : σ1 = 0, σ3 = - σT σt = {(1+μ2)½ + μ} = 2 C

Faktor keamanan (safety factor) dengan menggunakan kriteria Mohr-Coulomb ditentukan berdasarkan jarak dari titik pusat lingkaran Mohr ke garis kekuatan batuan (kurva intrinsic) dibagi dengan jari-jari lingkaran Mohr (Gambar 9). Faktor keamanan ini menyatakan perbandingan keadaan kekuatan batuan terhadap tegangan yang bekerja pada batuan tersebut.

3. Lengkapi Tabel Uji sifat mekanika batuan berikut!

1. a. Apa yang disebut dengan mekanika batuan yang dipandang sebagai ilmu?Ilmu Mekbat : ilmu Pengetahuan teoritik & terapan yg mempelajari karakteristik,perilaku & respons massa batuan akibat perubahan keseimbangan medan gaya disekitarnya,baik krn aktivitas manusia maupun alamiah.

b. Apa saja ruang lingkup kajian mekanika batuan di dalam bidang keteknikan sipil? Beri contohnya!Rekayasa sipil : pondasi jembatan & gedung bertingkat,underground storage,tunnel dangkal 7 dlm,longsoran lereng batu,pelabuhan,airport,bendungan dsb.

c. Permasalahan apa saja di dalam mekanika batuan yang berkaitan dengan reservoir minyak bumi?

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat fisis batuan yang berupa :a. Elastic

b. Elastoplastikc. Rayapan (creep)d. Relaxation

3. Suatu tes batuan diperoleh tegangan σ x=320MPa dan σ y=130MPa, tegangan τ x=τ y=250MPa.a. Tentukan besar sudut yang menyebabkan tegangan gesernya τ=0b. Tentukan besarnya stress-stress normal pada sumbu utama !c. Tentukan jari – jari Mohr nya!d. Gambar lingkaran Mohr nya!