PENGARUH UKURAN CONTO TERHADAP KEKUATAN BATUAN

ADNAN JUFRI1312141008FISIKA C13

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR2015

I. PENDAHULUAN1. LATAR BELAKANG

Batuan merupakan sumber daya alam yang keterdapatannya banyak sekali ditemukan di bumi. Semua batuan pada mulanya dari magma. Magma keluar di permukaan bumi antara lain melalui puncak gunung berapi. Gunung berapi ada di daratan ada pula yang di lautan. Magma yang sudah mencapai permukaan bumi akan membeku. Magma yang membeku kemudian menjadi batuan beku. Batuan beku muka bumi selama beribu-ribu tahun lamanya dapat hancur terurai selama terkena panas, hujan, serta aktifitas tumbuhan dan hewan.Selanjutnya hancuran batuan tersebut tersangkut oleh air, angin atau hewan ke tempat lain untuk diendapkan. Hancuran batuan yang diendapkan disebut batuan endapan atau batuan sedimen. Baik batuan sedimen atau beku dapat berubah bentuk dalam waktu yang sangat lama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan. Batuan yang berubah bentuk disebut batuan malihan atau batuan metamorf.Batuan memiliki sifat-sifat tertentu yaitu sifat fisik dan sifat mekanik batuan. Salah sifat fisik batuan yaitu porositas dan salah satu sifat mekanik batuan yaitu kekuatan batuan. Dalam hal mempelajari sifat batuan tersebut maka dilakukan penyusunan makalah ini..2. RUMUSAN MASALAHAdapun rumusan masalah yang dibahas dalam makalah ini yaitu apakah pengaruh porositas sebagai sifat fisik batuan dan kekuatan batuan sebagai sifat mekanik?3. TUJUAN PENELITIANTujuan penelitian ini yaitu mempelajari porositas sebagai sifat fisik batuan dan kekuatan batuan sebagai sifat mekanik?.II. TINJAUAN PUSTAKA1. Definisi Pengaruh SkalaPengaruh skala pada batuan. Semakin besar contoh batuan semakin bersifat heterogen dan menunjukkan adanya pola acak bidang diskontinyu. Walaupun secara teori dalam perhitungan di mekanika batuan contoh batuan dianggap bersifat homogen, isotropi dan kontinyu, pada kenyataannya contoh batuan diambil dari formasi yang sama bisa memiliki kekuatan yang berbeda karena sifat heterogen dan jaringan bidang kekar yang berbeda. Hasil pengujian contoh batuan menunjukkan bahwa kekuatan batuan sangat bervariasi dan sangat acak sebanding dengan bertambahnya ukuran contoh. Terdapat hubungan pengaruh skala dengan kekuatan batuan. Pengaruh skala maksudnya ukuran atau volume diatas ukuran memiliki kekuatan batuan tidak berubah. Volume ukuran contoh ini dikenal dengan Representative Elementary Volume (REV) dan REV sangat dipengaruhi oleh jenis batuan. Adapun yang dimaksudkan REV adalah contoh batuan utuh dengan satu kekar (Cunha, P. A., 1990).Kondisi keheterogenan pada batuan disebut pengaruh skala. Adapun sifat keheterogenan batuan sangat dipengaruhi oleh: a. Perbedaan kompisisi mineralb. Keberagaman komponen mineralc. Perbedaan ukuran butir komponen penyusund. Persentase dari salah satu komponen meningkat melebihi 100% dari nilai rata-rata (Charussa-Graca, J., 1985).

2. Porositas

Porositas batuan diartikan sebagai perbandingan antara volum rongga-rongga pori terhadap volum total batuan. Bagaimana suatu porositas terbentuk sangat dipengaruhi oleh proses-proses yang dilalui oleh batuan selama masa pembentukannya. Porositas primer pada batuan sedimen klastik dipengaruhi oleh teksturnya. Porositas primer pada batuan beku lebih banyak terbentuk pada lubang-lubang gas batuan vulkanik. Sementara pada batuan metamorf berupa mikro porositas yang terbentuk selama proses rekristalisasi. Porositas sekunder bisa juga terbentuk oleh kekar atau sesar yang disebabkan oleh gaya tektonik. Porositas (terutama yang terbuka) akan mendorong fluida untuk memasukinya dan secara perlahan akan menyebabkan pelapukan. Dengan demikian batuan yang mempunyai porositas dan rekahan lebih besar akan mempunyai kekuatan tahan yang lebih kecil dan sebaliknya.Tabel dibawah menjelaskan beberapa contoh batuan dengan % porositas yang berbeda-beda. Dapat terlihat bahwa batuan beku dan metamorf (segar dan tanpa fracture) mempunyai % porositas yang lebih kecil daripada batuan sedimen. Hal ini tentunya membuktikan bahwa batuan beku dan metamorf dalam keadaan segar dan tanpa fracture merupakan batuan yang baik untuk konstruksi suatu bangunan.

3. Kekuatan geser batuan

Kekuatan mekanik batuan merupakan sifat kekuatan terhadap gaya luar. Pada prinsipnya kekuatan batuan tergantung pada komposisi dari mineralnya yang terkandung di dalam batuan. Penggaruan maupun metode penggalian lainnya sangat dipengaruhi oleh kekuatan batuan. Pada proses penggaruan, batuan terbongkar karena adanya gaya compressive dan tensile yang bekerja sehingga dalam penaksiran kemampugaruan tidak lepas dari uji kekuatan batuan. Kuat tarik dianggap memilki peranan lebih penting daripada kuat tekan dalam klasifikasi kemampugaruan batuan (Singh dkk, 1986).e. METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan jenis penelitian studi perbandingan yang memanfaatkan data-data dari penelitian terdahulu mengenai sifat batuan seperti porositas dan kekuatan batuan. Adapun lokasi penelitian dilakukan di laboratorium dan pengumpulan data yang digunakan adalah data sekunder. Analisis data yang digunakan adalah mengtanalisis grafik dan table untuk mengetahui porositas dan kekuatan batuan. f. HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 4. Pengaruh volume contoh terhadap kuat tekan uniaksial untuk jenis batuan yang berbeda, dikumpulkan oleh Lama & Gonano (Saptono, Singgih dkk., 2009)

Uji korelasi linear pada sampel batupasir untuk hubungan ukuran butir dengan porositas diperoleh kesimpulan bahwa kedua variabel (ukuran butir dan porositas) mempunyai hubungan linear yang kuat dan berkorelasi negatif. Dari hasil perhitungan didapat nilai r= -0,90. Nilai r(koefisien korelasi) menunjukkan hubungan yang berlawanan arah yaitu apabila nilai ukuran butir naik maka nilai porositas turung. KESIMPULANPandangan mengenai pengaruh ukuran conto terhadap kekuatan berbeda, tetapi sebagian besar sampai saat ini cenderung dapat menerima penurunan kekuatan akibat meningkatkan ukuran conto. Dimensi linier sekitar 1,0 m sebagai batas pengaruh ukuran conto yang mengindikasikan terjadinya pengaruh skala. Namun berdasarkan pengamatan, bahwa kekuatan bervariasi sesuai dengan jenis batuan. Potensi adanya pengaruh skala selain pada kuat tekan uniaksial juga terjadi pada kekuatan geser, yaitu pada kohesi. Kohesi akan berkurang dengan bertambahnya ukuran conto hingga mencapai batas asimtotik. Faktor yang berpengaruh pada kekuatan geser selain pengaruh skala adalah jenis batuan, keberadaan bidang kekar, pelapukan, kondisi permukaan kekar, air, metode pengujian dan material pengisi.

DAFTAR PUSTAKASaptono, Singgih dkk., 2009. Pengaruh Ukuran Contoh Terhadap Kekuatan Batuan. JTM Vol. XVI No. 1.Alehossein, Habib dan JN Boland., 2004, Strength, toughness, damage and fatigue of rock. 2004