mekanika batuan

51
Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Batuan Batuan umumnya diklasifikasikan berdasarkan komposisi mineral dan kimia, dengan tekstur partikel unsur dan oleh proses yang membentuknya. Batuan adalah proses terjadinya secara alamiah. Batuan lebih diklasifikasikan berdasarkan ukuran partikel yang membentuknya. Transformasi dari satu jenis batuan yang lain digambarkan oleh model geologi. Pengkelasan ini dibuat dengan berdasarkan : 1. Kandungan mineral yaitu jenis-jenis mineral yang terdapat di dalam batu ini. 2. Tekstur batu, yaitu ukuran dan bentuk hablur-hablur mineral di dalam batu. 3. Struktur batu, yaitu susunan hablur mineral di dalam batu. 4. Proses pembentukan. (Anonim, 2014) Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa batuan mempunyai krakteristik yang berbeda-beda. Meskipun secara deskriptif nama dari batuan tersebut sama misalnya batugamping di daerah Tanjung dengan batugamping di daerah Bajuin, tetapi antara batugamping satu dengan yang lain hampir pasti tidak sama persis. Oleh karena itulah maka sifat massa batuan di alam adalah heterogen, anisotrop dan diskontinu. KELOMPOK XIV 2-1

Upload: jupiter-samosir

Post on 12-Apr-2017

157 views

Category:

Engineering


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batuan

Batuan umumnya diklasifikasikan berdasarkan komposisi mineral dan kimia,

dengan tekstur partikel unsur dan oleh proses yang membentuknya. Batuan adalah

proses terjadinya secara alamiah. Batuan lebih diklasifikasikan berdasarkan ukuran

partikel yang membentuknya. Transformasi dari satu jenis batuan yang lain

digambarkan oleh model geologi. Pengkelasan ini dibuat dengan berdasarkan :

1. Kandungan mineral yaitu jenis-jenis mineral yang terdapat di dalam batu ini.

2. Tekstur batu, yaitu ukuran dan bentuk hablur-hablur mineral di dalam batu.

3. Struktur batu, yaitu susunan hablur mineral di dalam batu.

4. Proses pembentukan.

(Anonim, 2014)

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa batuan mempunyai

krakteristik yang berbeda-beda. Meskipun secara deskriptif nama dari batuan

tersebut sama misalnya batugamping di daerah Tanjung dengan batugamping di

daerah Bajuin, tetapi antara batugamping satu dengan yang lain hampir pasti tidak

sama persis. Oleh karena itulah maka sifat massa batuan di alam adalah heterogen,

anisotrop dan diskontinu.

2.1.1. Definisi Batuan

Batuan adalah campuran dari satu atau  lebih  mineral yang berbeda dimana

tidak mempunyai komposisi kimia tetap. Batuan terdiri dari bagian yang padat baik

berupa kristal maupun yang tidak mempunyai bentuk tertentu dan bagian kosong

seperti pori-pori, fissure, crack, joint dan lain-lain. Dari definisi di atas dapat

disimpulkan bahwa batuan tidak sama dengan tanah. Tanah dikenal sebagai

material yang mobile, rapuh dan letaknya dekat dengan permukaan bumi.

Berbagai definisi dari batuan sebagai objek dari mekanika batuan telah

diberikan oleh para ahli dari berbagai disiplin ilmu yang saling berhubungan, yaitu :

a. Menurut para ahli geologiwan

KELOMPOK XIV 2-1

Page 2: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Batuan adalah susunan mineral dan bahan organis yang bersatu

membentuk kulit bumi.

b. Menurut para ahli teknik sipil khususnya para ahli geoteknik

Istilah batuan hanya untuk formasi yang keras dan solid dari kulit bumi,

serta batuan tidak dapat digali dengan cara yang biasa, misalnya dengan

menggunakan cangkul.

c. Menurut Talobre

Batuan adalah material yang membentuk kulit bumi termasuk fluida

yang ada di dalamnya seperti air, minyak dan lain-lain.

d. Menurut ASTM

Batuan adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid)

berupa massa yang berukuran besar ataupun yang berupa fragmen-fragmen.

e. Secara Umum

Batuan adalah campuran dari satu atau lebih mineral yang berbeda,

tidak mempunyai komposisi kimia tetap.

2.1.2. Sifat Batuan

Sifat batuan yang sebenarnya di alam terbagi menjadi 3 bagian, ketiga sifat

batuan tersebut adalah sebagai berikut ;

a. Heterogen, disebut heterogen karena :

1) Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda.

2) Ukuran dan bentuk partikel atau butir berbeda di dalam batuan.

3) Ukuran, bentuk dan penyebaran pori berbeda di dalam batuan.

b. Diskontinu, dikatakan diskontinu karena adanya bidang-bidang lemah seperti

fault, fissure, crack, joint dimana kekerapan, perluasan dan orientasi dari

bidang-bidang lemah tersebut tidak kontinu.

c. Anisotrop, yaitu mempunyai sifat yang berbeda. Bisa saja jenis batuan memiliki

sifat yang bervariasi. Misalnya sifat batuan seperti porositas, permeabilitas,

kerapatan, kekuatan dan ketahanan dapat memberikan informasi geoteknis.

2.1.3. Mekanika Batuan

Definisi Mekanika Batuan telah diberikan oleh beberapa ahli atau komisi-

komisi yang bergerak dibidang tersebut, seperti :

a. Menurut Talobre

KELOMPOK XIV 2-2

Page 3: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Mekanika batuan adalah sebuah teknik dan juga sains yang tujuannya

adalah mempelajari perlikau batuan di tempat asalnya untuk dapat

mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut.

b. Menurut Coates

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya

terhadap batuan.

c. Menurut US National Committee On Rock Mechanics (1984)

Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari perilaku

batuan baik secara teoritis maupun terapan, merupakan cabang ilmu mekanika

yang berkenaan dengan sikap batuan terhadap medan-medan gaya pada

lingkungannya.

d. Menurut Budavari

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari mekanika perpindahan

padatan untuk menentukan distribusi gaya-gaya dalam dan deformasi akibat

gaya luar pada suatu benda padat.

e. Menurut Hudson dan Harrison

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari reaksi batuan yang

apabila padanya dikenakan suatu gangguan.

f. Secara Umum

Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku

batuan bila terhadapnya dikenakan gaya atau tekanan.

2.2. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik

Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui dalam mekanika

batuan dan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

1. Sifat fisik batuan seperti bobot isi, berat jenis, porositas, absorpsi, dan void

ratio.

2. Sifat mekanik batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, dan

nisbah poisson.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan baik di laboratorium maupun lapangan

(in-situ). Penentuan di laboratorium pada umumnya dilakukan terhadap sampel

yang diambil di lapangan. Satu sampel dapat digunakan untuk menentukan kedua

KELOMPOK XIV 2-3

Page 4: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

sifat batuan. Pertama-tama adalah penentuan sifat fisik batuan yang merupakan

pengujian tanpa merusak (non destructive test), kemudian dilanjutkan dengan

penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak(destructive

test) sehingga sampel batuan hancur.

2.2.1. Sifat Fisik Batuan

Menentukan sifat fisik batuan di laboratorium terbagi menjadi beberapa

bagian, yaitu :

a. Pembuatan sampel

1) Di laboratorium

Pembuatan sampel di laboratorium dilakukan dari blok batuan yang

diambil dari lapangan dan telah dihancurkan. Kemudian dicampurkan dengan

semen dan dicetak dalam bentuk silinder. Sampel yang dihasilkan mempunyai

diameter pada umumnya antara 50-60 mm dan tingginya dua kali diameter

tersebut. Ukuran sampel dapat lebih kecil maupun lebih besar dari ukuran yang

telah di tentukan tergantung dari maksud uji.

2) Di lapangan

Hasil pemboran inti ke dalam massa batuan yang akan berupa sampel

inti batuan dapat digunakan untuk uji di laboratorium dengan syarat tinggi

sampel dua kali diameternya. Setiap contoh yang diperoleh kemudian diukur

diameter dan tingginya, kemudian dihitung luas permukaan dan volumenya.

Setelah penghitungan tinggi, diameter, luas dan volumenya, kemudian mulai

pada tahap pengujian seperti :

b. Penimbangan berat sampel

1) Berat asli (natural) : Wn

2) Berat kering (sesudah dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam dengan

temperatur kurang lebih 100o C) : Wo

3) Berat jenuh (sesudah dijenuhkan dengan air selama 24 jam) : Ww

4) Berat jenuh + berat air + berat bejana : Wb

5) Berat jenuh di dalam air : Ws = (Wa – Wb)

6) Volume sampel tanpa pori-pori : Wo – Ws

7) Volume sampel total : Ww - Ws

KELOMPOK XIV 2-4

Page 5: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

c. Sifat fisik batuan

1) Bobot isi asli = Wn

Ww−Ws ……………………………..

(2.1.)

2) Bobot isi kering = W 0

Ww−Ws ……………………………..

(2.2.)

3) Bobot isi jenuh = Ww

Ww−Ws …………………...……......

(2.3.)

4) Berat jenis semu = Wo

Ww−Ws / bobot isi air ……………..

(2.4.)

5) Berat jenis asli................................= Wo

Wo−Ws / bobot isi air ……………..

(2.5.)

6) Kadar air asli = Wn−WoWo

x100 % …………........... ...

(2.6.)

7) Saturated water content = Ww−WoWo

x100% …………..............

(2.7.)

8) Derajat kejenuahan = Wn−WoWw−Wo

x100 % ……………………

(2.8.)

9) Porositas (n) = Ww−WoWw−Ws

x100 % ……………………

(2.9.)

KELOMPOK XIV 2-5

Page 6: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

10) Voidratio (e) = n

1−n ……………………....………..

(2.10.)

(Kramadibrata, dkk, 2000)

Sifat fisik batuan adalah sifat yang terdapat pada suatu batuan setelah

dilakukan pengujian tanpa melakukan pengrusakan. Setelah batuan selesai

dipreparasi kemudian setiap sample yang diperoleh diukur diameter dan tingginya

kemudian dihitung luas permukaan dan volumenya. Adapun sifat fisik pada batuan

meliputi :

1. Bobot Isi

Bobot isi adalah perbandingan antara berat batuan dengan volume batuan.

Bobot isi berdasarkan sifatnya dibagi menjadi 3, yaitu :

a. Bobot isi asli, yaitu perbandingan antara berat batuan asli dengan volume

batuan.

b. Bobot isi jenuh, yaitu perbandingan antara berat batuan jenuh dengan volume

batuan.

c. Bobot isi kering, yaitu perbandingan antara berat batuan kering dengan volume

batuan.

2. Spesific Gravity

Spesific gravity adalah perbandingan antara bobot isi dengan bobot isi air.

Spesific gravity dapat dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara bobot isi kering batuan

dengan bobot isi air.

b. True spesific gravity, yaitu perbandingan antara bobot isi basah batuan dengan

bobot isi air.

3. Kadar Air

Kadar air adalah perbandingan antara berat air yang ada di dalam batuan

dengan berat butiran batuan itu sendiri yang terbagi menjadi :

a. Kadar air asli, yaitu perbandingan antara berat air asli yang ada dalam batuan

dengan berat butiran batuan itu sendiri dalam %.

b. Kadar air jenuh, yaitu perbandingan antara berat air jenuh yang ada dalam

batuan dengan berat butiran batuan itu sendiri dalam %.

4. Porositas

KELOMPOK XIV 2-6

Page 7: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori atau rongga

batuan terhadap volume total batuan yang dinyatakan dalam %.

5. Angka Pori

Angka pori adalah perbandingan antara volume pori-pori dalam batuan

dengan volume batuan.

6. Derajat Kejenuhan

Derajat kejenuhan adalah perbandingan antara kadar air asli dengan kadar

air jenuh yang dinyatakan dalam %.

(Ahlizar, 2014)

2.2.2. Sifat Mekanik Batuan

Batuan memiliki sifat mekanik yang dilakukan dengan merusak, dimana

dalam menentukan sifat mekanik batuan di laboratorium dilakukan beberapa

pengujian, seperti :

a. Uji Kuat Tekan Uniaksial

1) Uji Kuat Tekan (Unconfined Compressive Strength Test)

Uji ini menggunakan mesin tekan (compression machine) untuk

menekan sampel batuan yang berbentuk silinder dari satu arah (uniaxial).

Penyebaran tegangan di dalam sampel batuan secara teoritis adalah searah

dengan gaya yang dikenakan pada sampel tersebut. Tetapi dalam

kenyataannya arah tegangan tidak searah dengan gaya yang dikenakan pada

sampel tersebut karena ada pengaruh dari plat penekan mesin tekan yang

menghimpit sampel, sehingga bentuk pecahan tidak terbentuk bidang pecah

yang searah dengan gaya melainkan berbentuk kerucut cone.

Perbandingan antara tinggi dan diameter sampel (l/d) mempengaruhi

nilai kuat tekan batuan. Untuk pengujian kuat tekan digunakan yaitu 2 < l/d <

2,5. Semakin besar maka kuat tekannya bertambah kecil seperti ditunjukkan

oleh persamaaan dibawah ini.

a) Menurut ASTM : C (l = d) = C ............................(2.11.)

0,788 +

0 ,222l /d

…………………...(2.12.)

b) Menurut Proto Diakonov : C (l = 2d) = C………………..….(2.13.)

KELOMPOK XIV 2-7

Page 8: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

8σC

7+ 2l /d

…………………………(2.14.)

Dengan C kuat tekan batuan.

Makin besar

ld , maka kuat tekannya akan bertambah kecil.

*Sumber : Eucalypto. 2014

Gambar 2.1.Perubahan Sampel

Persamaan umum kuat tekan (tegangan)

σ= FA

………………………………...……(2.15.)

Keterangan :

D = Diameter (m)

l = Panjang (m)σ = Tegangan (N/m2)

KELOMPOK XIV 2-8

Page 9: Mekanika batuan

τl

τ

τcl

τE

li

l

ai

a

a

d

a

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

F = Besarnya gaya yang bekerja pada percontohan batuan pada

saat terjadi keruntuhan (failure) sehingga pada grafik merupakan

keadaan yang paling puncak (N).

A = Luas penampang percontohan batuan yang diuji (m2)

2) Batas Elastis

Plastisitas adalah karakteristik batuan yang membuat regangan

(deformasi) permanen yang besar sebelum batuan tersebut hancur

(failure). Perilaku batuan dikatakan elastis (linier maupun non linier) jika

tidak terjadi deformasi permanen jika suatu tegangan dibuat nol.

Pada tahap awal batuan dikenakan gaya. Kurva berbentuk landai

dan tidak linier yang berarti bahwa gaya yang diterima oleh batuan

dipergunakan untuk menutup rekahan awal (pre exiting cracks) yang

terdapat di dalam batuan. Sesudah itu kurva menjadi linier sampai batas

tegangan tertentu, yang kita kenal dengan batas elastis lalu terbentuk

rekahan baru dengan batas elastis perambatan stabil sehingga kurva tetap

linier. Sesudah batas elastis dilewati maka perambatan rekahan menjadi

tidak stabil, kurva tidak linier lagi dan tidak berapa lama kemudian batuan

akan hancur. Titik hancur ini menyatakan kekuatan batuan.

Harga batas elastis dinotasikan dengan C dimana pada grafik

diukur pada saat grafik regangan aksial meninggalkan keadaan linier pada

suatu titik tertentu, Titik ini dapat ditentukan dengan membuat sebuah garis

singgung pada daerah linier dengan kelengkungan tertentu hingga

mencapai puncak (peak). Pada titik tersebut diproyeksikan tegak lurus ke

sumbu tegangan aksial sehingga didapat nilai batas elastis C.

KELOMPOK XIV 2-9

Page 10: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber : Rasidah, 2010

Gambar 2.2.Kurva Tegangan-Regangan

Harga batas elastis dinotasikan dengan C dimana pada grafik

diukur pada saat grafik regangan aksial meninggalkan keadaan linier pada

suatu titik tertentu, titik ini dapat ditentukan dengan membuat sebuah garis

singgung pada daerah linier dengan kelengkungan tertentu hingga

mencapai puncak (peak). Pada titik tersebut diproyeksikan tegak lurus ke

sumbu tegangan aksial sehingga didapat nilai batas elastis C.

3) Modulus Young

Harga dari Modulus Young dapat ditentukan sebagai perbandingan

antara selisih tegangan aksial (τ) dengan selisih tegangan aksial (o),

yangdiambil pada perbandingan tertentu pada grafis regangan aksial

dihitung pada rata-rata kemiringan kurva dalam kondisi linier, atau bagian

linier yang terbesar di kurva sehingga didapat nilai Modulus Young rata-

rata dalam hubungan sebagai berikut :

*Sumber : Penuntun Praktikum Mekanika Batuan, 2014: hal 12

Gambar 2.3.Kurva Pengambilan Nilai σ dan a

4) Possion’s Ratio

Harga poisson’s ratio didefinisikan sebagai harga perbandingan

antara regangan lateral dan regangan aksial pada kondisi tegangan

KELOMPOK XIV 2-10

Page 11: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

sebesar σi. Harga tegangan sebesar σi yang diukur pada titik

singgungantara grafik tegangan volumetrik dengan garis sejajar sumbu

tegangan aksial pada saat regangan grafik volumetrik mulai berubah arah.

Titik singgung tersebut diproyeksikan tegak lurus sumbu tegangan

aksial didapat nilai σi. Melalui titik σi buat garis tegak lurus ke sumbu

tegangan aksial, sehingga memotong kurva regangan aksial dan

lateral.Kemudian masing-masing titik potong tersebut diproyeksikan tegak

lurus ke sumbu regangan aksial dan lateral sehingga didapatkan nilai εai

dan εli.

Sehingga dari nilai-nilai tersebut dapat ditentukan besarnya

poisson’s ratio dalam hubungan sebagai berikut :

v=εliεai , pada tegangan σ i…………………………………………….(2.16.)

*Sumber : Penuntun Praktikum Mekanika Batuan, 2014: hal 13

Gambar 2.4. Pengambilan Nilai εai dan εli

b. Uji Kuat Tarik Tak Langsung

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kuat tarik (tensile strength)

dari percontoh batu berbentuk silinder secara tidak langsung. Alat yang

digunakan adalah mesin tekan seperti pada pengujian kuat tekan.

Kuat tarik :

KELOMPOK XIV 2-11

Page 12: Mekanika batuan

Diametricaltest

P L > 0.7D

PL

D

Irregular lump test

P D = 50 mm

LL

D

Axial test

D

P 1,1+ 0,05

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

σ t = PπRH

*Sumber : Eucalypto, 2014

Gambar 2.5.Pengujian Kuat Tarik

(Penuntun Praktikum Mekanika Batuan, 2014)

c. Uji Point Load

Uji ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan dari sampel batuan secara

tak langsung di lapangan. Sampel batuan dapat berbentuk silinder atau tidak

beraturan.

*Sumber : Kramadibrata, dkk, 2000 : hal 37

Gambar 2.6.Bentuk Sampel Batu Untuk Point Load Test

d. Uji Triaksial

Salah Pengujian ini adalah salah satu pengujian yang terpenting dalam

mekanika batuan untuk menentukan kekuatan batuan di bawah tekanan

triaksial. Percontoh yang digunakan berbentuk silinder dengan syarat-syarat

sama pada pengujian kuat tekan.

KELOMPOK XIV 2-12

Page 13: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber : Eucalypto. 2014

Gambar 2.7.Kondisi Tekanan Pada Pengujian Triaksial

Dari hasil uji triaksial dapat ditentukan :

1) Strength envelope (kurva intrinsik), yaitu kurva yang menunjukan kekuatan

batuan terhadap tahanan batuan yang berada di atasnya dimana terdapat

kohesi dan sudut geser dalam sebagai parameter keruntuhan batuan.

2) Kuat geser (shear strength), yaitu gaya tahanan internal yang bekerja per

satuan luas masa batuan untuk menahan keruntuhan atau kegagalan

sepanjang bidang runtuh dalam masa batuan tersebut.

3) Sudut geser dalam (ϕ), yaitu sudut yang dibentuk dari hubungan antara

tegangan normal dan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan.

Sudut geser dalam adalah sudut rekahan yang dibentuk jika suatu material

dikenai tegangan atau gaya terhadapnya yang melebihi tegangan gesernya.

4) Kohesi (C), yaitu gaya tarik menarik antara partikel dalam batuan,

dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi batuan akan

semakin besar jika kekuatan gesernya makin besar.

e. Uji Punch Shear

Uji ini untuk mengetahui kuat geser dari sampel batuan secara

langsung. Sampel berbentuk silinder tipis yang ukurannya sesuai dengan alat

uji punch dengan tebal t dan diameter d.

Sesudah sampel dimasukkan ke dalam alat uji punch shear kemudian

ditekan dengan mesin tekan sampai sampel pecah (P).

Dari percobaan terhadap sampel yang dilakukan maka didapatlah

persamaannya, yaitu :KELOMPOK XIV 2-13

Page 14: Mekanika batuan

t

1

Pembebanan Penampang tegak punch shear sampel

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Kuat geser (shear strength) ¿P

π .d .t kg/cm2 …………………….….

(2.17.)

*Sumber : Kramadibrata, dkk, 2000 : hal 40

Gambar 2.8.Uji Punch Shear

f. Uji Sudut Geser Langsung

Uji ini untuk mengetahui kuat geser batuan pada tegangan normal

tertentu. Dari hasil uji dapat ditentukan:

1) Garis coulomb`s shear strength

2) Kuat geser (shear strength)

3) Sudut geser dalam (ϕ)

4) Kohesi (C)

(Kramadibrata, dkk, 2000)

g. Uji Terhadap Gelombang Ultrasonik

Uji kecepatan rambat gelombang ultrasonik dilakukan untuk

menentukan cepat rambat gelombang ultrasonik yang merambat melalui contoh

batuan. Pada uji ini, waktu tempuh gelombang primer yang merambat melalui

contoh batuan diukur dengan menggunakan Portable Unit Non-destructive

Digital Indicated Tester (PUNDIT).

KELOMPOK XIV 2-14

Page 15: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

V p = Lt p

……………………………………………………………………………..

(2.18.)

V p = Waktu tempuh gelombang ultrasonic primer (detik)

L = Panjang contoh batuan yang diuji (m)

t p = Cepat rambat primer atau tekan (m/detik)

Cepat rambat gelombang ultrasonik yang merambat di dalam batuan

dipengaruhi oleh beberapafaktor, yaitu ukuran butir dan bobot isi, porositas dan

kandungan air, temperatur kehadiran bidang lemah.

*Sumber : http://www.aea.gov.lk

Gambar 2.9. Pengujian Cepat Rambat dengan PUNDIT

(Malik, 2014)

2.3. Tegangan (Stress) dan Regangan (Strain)

2.3.1. Tegangan

Tegangan adalah suatu reaksi akibat adanya beban atau gaya. Ada 3

macam tegangan sebelum massa batuan mengalami gangguan, antara lain :

a. Tegangan gravitasi, yaitu tegangan yang terjadi karena berat dari batuan yang

berada di atas massa batuan.

b. Tegangan tektonik, yaitu tegangan yang terjadi akibat aktivitas tektonik pada

kulit bumi.

c. Tegangan sisa, yaitu tegangan yang masih tersisa walaupun penyebab

terjadinya tegangan tersebut sudah hilang.

KELOMPOK XIV 2-15

Page 16: Mekanika batuan

x

Ty

Txy

Tx Tx

TxyTy

y

Ax

Ay

An

θ

Txyθ

Txy

Tx

Ty

θ

Tnt

θ

Tn

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Pada gambar di bawah memeperlihatkan diagram tegangan yang berkerja

pada sebuah benda berbentuk segi empat dalam dua dimensi (bidang) dengan

sumbu x dan y. pada bidang miring dimana normalnya membuat sudut θ terhadap

sumbu x bekerja tegangan normal Tn dan tegangan geser tnt yang nilainya

merupakan fungsi dari Tx, Ty dan Txy yang bekerja pada bidang-bidang yang tegak

lurus terhadap sumbu x dan y.

*Sumber : Kramadibrata, dkk. 2000 : hal 19

Gambar 2.10.Diagram Tegangan pada Bidang

Ax = An cos θ………………………………………………………..………(2.19.)

Ay = An sin θ………………………………………………………….…….(2.20.)

Dimana :

Ax = Luas penampang bidang yang tegak lurus sumbu x

Ay = Luas penampang bidang yang tegak lurus sumbu y

An = Luas penampang bidang miring

Dalam keadaan setimbang :

Tn =

Tx+Ty2

+Tx−Ty2 cos 2 θ + Txy sin 2 θ…………………………..…(2.21.)

(Kramadibrata, dkk, 2000)

2.3.2. Regangan

Regangan adalah perubahan bentuk atau volume akibat adanya tegangan.

Pada saat sampel batuan yang di uji menerima beban yang meningkat secara

teratur, maka kondisi sampel batuan cenderung mengalami perubahan bentuk.

Perubahan bentuk ini akan terjadi dalam arah lateral (Δd) dan aksial (Δ1), sehingga

KELOMPOK XIV 2-16

Page 17: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

pada sampel batuan secara langsung mengalami pula perubahan bentuk secara

volumetrik.

Berdasarkan keadaan tersbut dapatlah didefinisikan bahwa perubahan

bentuk arah lateral terhadap diameter disebut ”regangan lateral” (ε l) dan

perubahan bentuk arah aksial terhadap tinggi disebut ”regangan aksial” (εa) serta

perubahan bentuk secara volumetrik disebut ”regangan volumetrik” (εv).

Δd = Δd1 – Δd2

*Sumber : Panduan Praktikum Mekanika Batuan, 2014 : hal 11

Gambar 2.11.Kondisi Batuan Yang Menerima Beban

Sehingga didapat :

a. Regangan lateral :εl = Δd / d………………………………...…………(2.22.)

b. Regangan aksial : εa = Δl / l ............................................................(2.23.)

c. Regangan volumetrik : εv = εa + 2 εl ……………………………………...(2.24.)

Perubahan yang terjadi dari gambar di atas adalah bertambahnya diameter

dan berkurangnya tinggi dari benda uji. Sehingga regangan lateral seringkali

dinyatakan dalam minus. Dengan nilai-nilai regangan tersebut oleh Bieniawski

ditentukan sebagai dasar untuk menyatakan gambaran tahap utama dari kelakukan

batuan, yang digambarkan dalam suatu grafik hubungan antara tegangan aksial

dengan regangan aksial, regangan lateral, serta regangan volumetrik. Grafik

tersebut dapat digunakan untuk menentukan sifat mekanik batuan.

2.3.3. Hubungan Tegangan-ReganganKELOMPOK XIV 2-17

l

Δd1 Δd2

Δl1

Δl2

d

Page 18: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Bila ada sebuah batang yang mengalami gaya tekan maka batang tersebut

akan mengalamai perpendekan dan regangan yang terjadi disebut regangan tekan.

Dari teori kekuatan bahan tegangan tarik dapat ditentukan dengan membagi beban

dengan luas penampang.

Hubungan tegangan (σ) dan regangan (∈) yang berbanding lurus di dapat

dengan rumus :

σ = E x ∈……………………………………………………………………(2.25.)

σ = Tegangan (N/m2) E = Modulus Elastis (N/m3)

∈ = Regangan (m)

*Sumber : Anonim, 2014

Gambar 2.12. Hubungan Tegangan-Regangan

(Anonim, 2014)

a. Mohr Coloumn

Pemecahan geometri untuk tegangan-tegangan dengan arah yang

berbeda didapat dengan mohr coloumn. Dari gambar 2.13. menunjukan adanya

hubungan antara kuat tekan uniaksial, triaksial dan kuat tarik batuan utuh dalam

mohr coloumn. Langkah-langkah dalam pembuatan mohr coloumn dan cara

mendapatkan nilai kohesi dan sudut geser dalam, sebagai berikut :

1) Buat sumbu vertikal untuk tegangan geser dan sumbu horisontal untuk kuat

tekan dan kuat tarik dengan skala yang sama.

2) Nilai dari kuat tekan berada disebelah kanan sumbu vertikal sedangkan nilai

kuat tarik berada disebelah kiri sumbu vertikal.

KELOMPOK XIV 2-18

Page 19: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

3) Plotkan nilai kuat tekan dan nilai kuat tarik dari data yang telah diketahui

membentuk setengah lingkaran.

4) Setelah diplot tarik garis singgung menyinggung lingkaran kuat tekan dan

kuat tarik.

5) Nilai kohesi didapatkan dari perpotongan antara garis singgung dan sumbu

tegak.

6) Sudut geser dalam diperoleh dari besarnya sudut yang dibentuk garis

singgung tersebut.

*Sumber : Eucalypto. 2014

Gambar 2.13. Lingkaran Mohr dan Kurva Intrinsik Hasil Pengujian Triaksial

b. Metode Hoek dan Bray

Hoek dan Bray membuat lima buah diagram untuk masing-masing

kondisi air tanah tertentu mulai dari sangat kering sampai jenuh. Dari gambar

dibawah ini maka dapat diartikan dan dijelaskan, yaitu sebagai berikut :

1) Gambar 1 dalam keadaan sangat kering (tidak terisi air tanah sama sekali).

2) Gambar 2 dalam keadaan 1/2 jenuh (terisi 1/2 penuh oleh air tanah).

3) Gambar 3 dalam keadaan 1/4 jenuh (terisi 1/4 penuh oleh air tanah).

4) Gambar 4 dalam keadaan 1/8 jenuh (terisi 1/8 penuh oleh air tanah).

5) Gambar 5 dalam keadaan jenuh (terisi penuh oleh air tanah).

KELOMPOK XIV 2-19

Page 20: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber:http://www.slideshare.net

Gambar 2.14.Keadaan atau Pola Aliran Air Tanah untuk Diagram 1-5

*Sumber:http://www.slideshare.net

Gambar 2.15.DiagramHoek and Bray pada Keadaan Gambar 1

KELOMPOK XIV 2-20

Page 21: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber:http://www.slideshare.net

Gambar 2.16.Diagram Hoek and Bray pada Keadaan Gambar 2

*Sumber:http://www.slideshare.net

Gambar 2.17.Diagram Hoek and Bray pada Keadaan Gambar 3

KELOMPOK XIV 2-21

Page 22: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber:http://www.slideshare.net

Gambar 2.18.Diagram Hoek and Bray pada Keadaan Gambar 4

*Sumber:http://www.slideshare.net

Gambar 2.19.Diagram Hoek and Bray pada Keadaan Gambar 5

(Anonim, 2014)

2.4. Hammer TestKELOMPOK XIV 2-22

Page 23: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Hammer test adalah suatu metode pemeriksaan mutu batuan tanpa

merusak batuan. Disamping itu dengan menggunakan metode ini akan diperoleh

cukup banyak data dalam waktu yang relatif singkat dengan biaya yang murah.

Metode pengujian ini dilakukan dengan memberikan beban impact (tumbukan) pada

permukaan batuan dengan menggunakan suatu massa yang diaktifkan dengan

menggunakan energi yang besarnya tertentu. Jarak pantulan yang timbul dari

massa tersebut pada saat terjadi tumbukan dengan permukaan batuan dapat

memberikan indikasi kekerasan juga setelah dikalibrasi, dapat memberikan

pengujian ini adalah jenis hammer.

Alat ini sangat berguna untuk mengetahui keseragaman batuan pada

struktur. Karena kesederhanaannya, pengujian dengan menggunakan alat ini

sangat cepat, sehingga dapat mencakup area pengujian yang luas dalam waktu

yang singkat. Alat ini sangat peka terhadap variasi yang ada pada permukaan

batuan, misalnya keberadaan partikel batu pada bagian-bagian tertentu dekat

permukaan. Oleh karena itu, diperlukan pengambilan beberapa kali pengukuran

disekitar setiap lokasi pengukuran, yang hasilnya kemudian dirata-ratakan. British

Standards (BS) mengisyaratkan pengambilan antara 9 sampai 25 kali pengukuran

untuk setiap daerah pengujian seluas maksimum 300 mm2.

Cara penggunaan dari alat hammer test sangat sederhana dan mudah,

seperti berikut ini :

1. Letakkan ujung plunger yang terdapat pada ujung alat hammer test pada titik

yang akan ditembak dengan memegang hammer dengan arah tegak lurus atau

miring bidang permukaan beton yang akan ditest.

2. Plunger ditekan secara perlahan - lahan pada titik tembak dengan tetap

menjaga kestabilan arah dari alat hammer. Pada saat ujung plunger akan lenyap

masuk kesarangnya akan terjadi tembakan oleh plunger terhadap beton, dan

tekan tombol yang terdapat dekat pangkal hammer, kemudian baca hasil yang

ditunjukan oleh alat di pangkal hammer.

3. Lakukan pengetesan terhadap masing-masing titik tembak yang telah ditetapkan

semula dengan cara yang sama.

(Anonim, 2014)

KELOMPOK XIV 2-23

Page 24: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Secara umum pengujian hammer test ini mempunyai beberapa kegunaan,

yaitu:

1. Memeriksa keseragaman kualitas batuan pada struktur.

2. Mendapatkan perkiraan kuat tekan batuan.

3. Mengoreksi hasil pengujian batuan.

Kelebihan dan kekurangan dari pengujian hammer test adalah sebagai

berikut :

1. Kelebihan :

a. Pengukuran bisa dilakukan dengan cepat.

b. Mudah diaplikasikan.

c. Tidak merusak batuan.

d. Murah dari segi biaya.

2. Kekurangan :

a. Hasil pengujian dipengaruhi oleh kerataan permukaan, kelembaban batuan,

sifat-sifat dan jenis agregat kasar, derajad karbonisasi, umur batuan dan titik

pengambilan sampel pengetesan.

b. Sulit mengkalibrasi hasil pengujian.

c. Tingkat keakurasian hasil pengujiannya rendah.

d. Hanya memberikan informasi kekuatan karakteristik batuan pada permukaan

struktur.

(Anggoro, 2014)

*Sumber : Anonim, 2014

KELOMPOK XIV 2-24

Page 25: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Gambar 2.20. Pengujian Hammer Test

2.5. Densitas Batuan

Massa jenis  atau densitas (density) suatu batuan secara harafiah

merupakan perbandingan antara massa dengan volume total pada batuan tersebut.

Secara sederhana, suatu batuan memiliki dua komponen, komponen padatan dan

komponen rongga (pori).

Keberadaan komponen padatan maupun komponen rongga mempunyai nilai

yang beragam pada tiap-tiap batuan sehingga massa jenis dari suatu batuan

berbeda dengan batuan yang lainnya. Ilustrasi pada gambar di bawah menunjukan

dua jenis batuan yang terdiri dari presentase padatan dan rongga yang berbeda-

beda. Namun rongga yang terdapat pada batuan tersebut juga dapat terisi oleh

fluida, seperti air, minyak, ataupun gas bumi (Septyaningsih, 2014)

Setiap material bumi memiliki densitas berbeda. Densitas batuan adalah

perbandingan antara berat batuan terhadap volume (rata-rata dari material

tersebut). Berikut ini adalah grafik dari densitas batuan :

*Sumber : Azhariphysics.blogspot.com, 2014

Gambar 2.21.Grafik Densitas Batuan

KELOMPOK XIV 2-25

Page 26: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Batuan mempunyai perilaku yang berbeda-beda pada saat menerima beban.

Perilaku ini dapat ditentukan dengan pengujian di laboratorium yaitu dengan

pengujian kuat tekan, seperti :

1. Elastik

Batuan dikatakan berperilaku elastik apabila tidak ada deformasi permanen

pada saat tegangan dihilangkan (dibuat nol). Dari kurva tegangan-regangan hasil

pengujian kuat tekan terdapat dua macam sifat elastik, yaitu elastik linier dan elastik

non linier.

*Sumber : Hutabarat, 2014

Gambar 2.22.Elastik

2. Elasto Plastik

Perilaku plastik batuan dapat dicirikan dengan adanya deformasi (regangan)

permanen yang besar sebelum batuan runtuh atau hancur (failure).

KELOMPOK XIV 2-26

Page 27: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber : Hutabarat, 2014

Gambar 2.23.Elasto Plastik

(Hutabarat, 2014)

2.6. Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beberapa Jenis Batuan

Terdapat beberapa jenis kekuatan batuan, yaitu :

1. Kuat Tekan (Uniaxial)

Kuat tekan (uniaxial) yang diuji dengan suatu silinder atau prisma terhadap

titik pecahnya. Penekanan uniaksial terhadap contoh batuan silinder merupakan uji

sifat mekanik yang paling umum digunakan.Uji kuat tekan uniaksial dilakukan untuk

menentukan kuat tekan batuan (σi), Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v) dan

kurva tegangan-regangan.Contoh batuan berbentuk silinder ditekan atau dibebani

sampai runtuh. Perbandingan antara tinggi dan diameter contoh silinder yang umum

digunakan adalah 2 sampai 2,5 dengan luas permukaan pembebanan yang datar,

halus dan paralel tegak lurus terhadap sumbu aksis contoh batuan.

2. Kuat Tarik (Tensile Strength)

Kuat tarik (tensile strength) ditentukan dengan uji Brazilian dimana suatu

piringan ditekan sepanjang diameter atau dengan uji langsung yang meliputi tarikan

sebenarnya atau bengkokan dari prisma batuan.Kekuatan batuan dapat diukur

secara insitu (di lapangan) sebaik pengukuran di laboratorium. Regangan

(deformasi) diukur di areatambang kemudian dihubungkan terhadap tegangan

dengan berpedoman pada konstanta elastik dari laboratorium. Tegangan sebelum

penambangan merupakan kondisi tegangan asli, sulit dihitung, tetapi merupakan

parameter desain tambang yang penting.

KELOMPOK XIV 2-27

Page 28: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Kondisi tegangan yang berkembang selama penambangan merupakan hal

penting yang harus diperhatikan dalam operasi tambang sebaik dalam perancangan

tambang. Regangan yang dihasilkan dari pola tegangan baru diukur dari waktu ke

waktu atau dimonitor secara menerus selama penambangan berlangsung.

Kekuatan batuan dapat diukur secara insitu (di lapangan) sebaik pengukuran

dilaboratorium. Regangan (deformasi) diukur di area tambang kemudian

dihubungkan terhadap tegangan dengan berpedoman pada konstanta elastik dari

laboratorium. Tegangan sebelum penambangan merupakan kondisi tegangan asli,

sulit dihitung, tetapi merupakan parameter desain tambang yang penting. Tegangan

tersebut umumnya diperkirakan dan diberi beberapa kuantifikasi dengan memasang

sekelompok pengukur tegangan elektrik dalam rosette pada permukaan batuan,

memindahkan batuan-batuan yang berdekatan, dan mengukur respons tegangan

sebenarnya yang dilepaskan. Kondisi tegangan yang berkembang selama

penambangan merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam operasi

tambang sebaik dalam perancangan.

Tabel 2.1.Tabel Kuat tekan uniaksial dan kuat tarik dari beberapa jenis batuan

KELOMPOK XIV 2-28

Page 29: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber :

Anonim, 2014

2.7. Aplikasi

Mekanika Batuan

Mekanika batuan banyak sekali aplikasinya di dunia pertambangan

contohnya seperti untuk geoteknik, peledakan batuan (rock blasting), pembuatan

jenjang terowongan bawah tanah dan kestabilan lereng.

2.7.1. Kestabilan Lereng

Kestabilan dari suatu lereng pada kegiatan penambangan dipengaruhi oleh

kondisi geologi daerah setempat, bentuk keseluruhan lereng pada lokasi tersebut,

kondisi air tanah setempat, faktor luar seperti getaran akibat peledakan ataupun alat

mekanis yang beroperasi dan juga dari teknik penggalian yang digunakan dalam

pembuatan lereng. Faktor pengontrol ini jelas sangat berbeda untuk situasi

penambangan yang berbeda dan sangat penting untuk memberikan aturan yang

umum untuk menentukan seberapa tinggi atau seberapa landai suatu lereng untuk

memastikan lereng itu akan tetap stabil.

Apabila kestabilan dari suatu lereng dalam operasi penambangan

meragukan, maka analisa terhadap kestabilannya harus dinilai berdasarkan dari

KELOMPOK XIV 2-29

Jenis Batuan Kuat Tekan (MPa) Kuat Tarik (MPa)

Batuan IntrusifGranit 1000-2800 40-250Diorit 1800-3000 150-300Gabro 1500-3000 50-300Dolerit 2000-3500 150-350

Batuan EkstrusifRiolit 800-1600 50-90Dasit 800-1600 30-80

Andesit 400-3200 50-110Basal 800-4200 60-300

Tufa Vulkanik 50-600 5-45Batuan Sedimen

Batupasir 200-1700 40-250Batugamping 300-2500 50-250

Dolomit 800-2500 150-250Serpih 100-1000 20-100

Batubara 50-500 20-50Batuan Metamorfik

Kuarsit 1500-3000 100-300Gneiss 500-2500 40-200Marmer 1000-2500 70-200Sabak 1000-2000 70-200

Page 30: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

struktur geologi, kondisi air tanah dan faktor pengontrol lainnya yang terdapat pada

suatu lereng.

Kestabilan lereng penambangan dipengaruhi oleh geometri lereng, struktur

batuan, sifat fisik dan mekanik batuan serta gaya luar yang bekerja pada lereng

tersebut. Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan suatu lereng

penambangan adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini merupakan

perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap stabil, dengan gaya

penggerak yang menyebabkan terjadinya longsor.

Kekuatan yang sangat berperan dalam analisa kestabilan lereng terdiri dari

sifat fisik dan sifat mekanik dari batuan tersebut. Sifat fisik batuan yang digunakan

dalam menganalisa kemantapan lereng adalah bobot isi tanah (g), sedangkan sifat

mekaniknya adalah kuat geser batuan yang dinyatakan dengan parameter kohesi

(c) dan sudut geser dalam (f). Kekuatan geser batuan ini adalah kekuatan yang

berfungsi sebagai gaya untuk melawan atau menahan gaya penyebab kelongsoran.

a. Bobot isi tanah atau batuan

Nilai bobot isi tanah atau batuan akan menentukan besarnya beban

yang diterima pada permukaan bidang longsor, dinyatakan dalam satuan berat

per volume. Bobot isi batuan juga dipengaruhi oleh jumlah kandungan air dalam

batuan tersebut. Semakin besar bobot isi pada suatu lereng tambang maka

gaya geser penyebab kelongsoran akan semakin besar. Bobot isi diketahui dari

pengujian laboratorium. Nilai bobot isi batuan untuk analisa kestabilan lereng

terdiri dari 3 parameter yaitu nilai bobot isi batuan pada kondisi asli (gn), kondisi

kering (gd) dan bobot isi pada kondisi basah (gw).

b. Kohesi

Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel dalam batuan,

dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi batuan akan semakin

besar jika kekuatan gesernya makin besar. Nilai kohesi (c) diperoleh dari

pengujian laboratorium yaitu pengujian kuat geser langsung (direct shear

strength test) dan pengujian triaksial (triaxial test).

c. Sudut geser dalam (f)

Sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan

antara tegangan normal dan tegangan geser di dalam material tanah atau

batuan. Sudut geser dalam adalah sudut rekahan yang dibentuk jika suatu

material dikenai tegangan atau gaya terhadapnya yang melebihi tegangan

KELOMPOK XIV 2-30

Page 31: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

gesernya. Semakin besar sudut geser dalam suatu material maka material

tersebut akan lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakan

terhadapnya.

Untuk mengetahui nilai kohesi dan sudut geser dalam, dinyatakan dalam

persamaan berikut :

τnt = σn tan f + c………………………..……………………………….(2.26.)

Dimana :

τnt = tegangan geser (N/m2)

σn = tegangan normal(N/m2)

f = sudut geser dalam

c = kohesi

Prinsip pengujian direct shear strength test atau juga dikenal dengan shear

box test adalah menggeser langsung contoh tanah atau batuan di bawah kondisi

beban normal tertentu. Pergeseran diberikan terhadap bidang pecahnya, sementara

untuk tanah dapat dilakukan pergeseran secara langsung pada conto tanah

tersebut. Beban normal yang diberikan diupayakan mendekati kondisi sebenarnya

di lapangan.

Faktor keamanan ditentukan berdasarkan jarak dari titik pusat lingkaran

Mohr ke garis kekuatan batuan (kurva intrinsik) dibagi dengan jari-jari lingkaran

Mohr. Faktor keamanan ini menyatakan perbandingan keadaan kekuatan batuan

terhadap tegangan yang bekerja pada batuan tersebut.

*Sumber : Hutabarat, 2014

Gambar 2.24.Faktor Kemanan

KELOMPOK XIV 2-31

Page 32: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Faktor keamanan = ab =

[ ctan ϕ

+σ 1+σ2

2 ]sin ϕ

σ1−σ 2

2

............................................................

(2.27.)

Dimana :

C = Kohesi

ϕ = Sudut geser dalam

σ❑ = Tegangan (N/m2)

(Anonim, 2014)

2.7.2. Penyelidikan Tanah dan Batuan di Lapangan

Informasi kondisi tanah dan batuan dasar fondasi, dapat diperoleh dengan

cara menggali lubang secara langsung di permukaan tanah yang disebut lubang uji

(test-pit), maupun dengan cara pengeboran tanah. Penyelidikan mendetail dengan

pengeboran yang diikuti dengan pengujian-pengujian di laboraturium dan

dilapangan selalu dilakukan untuk penyelidikan tanah pada proyek-proyek besar

seperti gedung bertingkat tinggi, jembatan, bendungan dan bangunan industri.

Penyelidikan tanah dan batuan terdiri dari 3 tahap, yaitu pengeboran atau

penggalian lubang uji, pengambilan contoh tanah dan batuan (sampling) dan

pengujian contoh tanah atau batuan. Pengujian contoh dapat dilakukan di

laboraturium atau dilapangan bergantung pada tingkat ketelitian yang dikehendaki.

Pengambilan contoh tanah dilakukan pada setiap jarak kedalaman 0,75-2 meter

dengan cara menekan tabung contoh tanah (sampler) secara hati-hati (terutama

untuk contoh tak terganggu) yang dipasang pada ujung bawah batang bor. Pada

waktu pengeboran dilakukan, contoh tanah dapat diperiksa didalam pipa bor yang

ditarik keluar. Jika pada tahap ini ditemui perubaan jenis tanah, kedalaman

perubahan jenis tanah dan kedalamannya dicatat. Pada lapisan-lapisan yang

dianggap penting untuk dikatahui karakteristik tanahnya, kadang-kadang

pengambilan contoh kontinu (continous sampling) diperlukan. Bila pengeboran

dilakukan pada lapisan batuan, contoh inti batu (rock core) diambil dengan alat bor

putar (rotary drill).

Kedalaman muka air tanah harus diperiksa dengan teliti. Kesalahan data

muka air tanah dapat mempersulit pelaksanaan pembangunan fondasi dan dapat

mengakibatkan kesalahan analisis stabilitasnya.KELOMPOK XIV 2-32

Page 33: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

Ilmu mekanika batuan sangat penting penggunaannya dalam hal pemboran.

Contohnya adalah studi yang mendetail telah membuktikan bahwa kuat geser tanah

lempung yang diperoleh dari uji geser di lapangan terlalu besar . Hal ini disebabkan

oleh zona geser yang terjadi saat tanah geser,lebih besar dari bidang runtuh

tanahnya. Perluasan bidang runtuh, tergantung dari macam dan kohesi tanah.

Bjerrum (1972), mengusulkan koreksi kuat geser dari kuat geser yang diperoleh dari

uji geser kipas di lapangan, sebagai berikut :

Su (nyata) = α Su (lapangan)……………………………………………………….(2.28.)

Dengan:

Su = Kohesi tak terdrainasi (kohesi undrained).

Su (nyata) = Kuat geser tak terdrainasi yang digunakan dalam perancangan.

Su (lapangan) = Kuat geser tak terdrainasi yang diperoleh dari uji geser kipas

dilapangan.

α = Faktor kohesi

*Sumber : Vidayanti, 2009

Gambar 2.25.Koreksi Kuat Geser Tanah Lempung

(Vidayanti, 2009)

2.7.3. Ventilasi Tambang

Penggalian di dalam tanah biasanya menjumpai banyak bahaya. Dalam

penggalian bawah tanah yang perlu dikendalikan adalah masalah mekanika batuan KELOMPOK XIV 2-33

Page 34: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

dan ventilasi tambang tempat kerja. Karena pada kenyataannya merupakan sistem

penunjang kehidupan penambang yang utama.

Selanjutnya ventilasi merupakan pengendalian jumlah dan arah pergerakan

udara. Sebagai sarana utama dari pengendalian kuantitas ini merupakan bagian

dari pada proses total air conditioning, yaitu pengendalian secara simultan terhadap

kuantitas, kualitas, dan temperatur-kelembaban udara.

Oleh karena itu ventilasi bukan merupakan satu-satunya proses dari total air

conditioning. Ventilasi tambang dan total air conditioning saling melengkapi tetapi

merupakan proses yang terpisah. Pada perkembangannya yang diperlukan adalah

membuat kondisi udara memenuhi kualitas dan temperatur kelembaban sebaik

kuantitasnya.

*Sumber : fileq.wordpress.com

Gambar 2.26.Aplikasi Mekanika Batuan pada Ventilasi Tambang

(Anonim, 2014)

KELOMPOK XIV 2-34

Page 35: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

BAB IPENDAHULUAN

KELOMPOK XIV 2-35

1,5 Spasi

6 Spasi

2 Spasi

Page 36: Mekanika batuan

Ld2d1

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

1.1. Latar Belakang

Kita sering mendengar tentang kata pertambangan, kerena pertambangan

tidak asing lagi bagi kita dari dulu hingga sekarang ini. Pertambangan sangat erat

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm.

1.2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum mekanika batuan ini adalah :

1. Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

2. Bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

Untuk Bab 2 Dst :

2.1. Batuan

Batuan merupakan mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

Mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

2.1.1. Definisi Batuan

Batuan adalah mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

Mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

mmmmmmm

a. Menurut para ahli geologiwan

Batuan adalah xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

1) Bbbbbbbbbbbbbbbbb

a) Oooooooooooooooooooooooo

Zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

mmmmmmmmmmmmm.

KELOMPOK XIV 2-36

2 Spasi2 Spasi

1,5 Spasi

2 Spasi

Page 37: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

*Sumber :Kramadibrata, dkk. 2000 : hal 32

Gambar 2.1. Perubahan sampel

Mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

mmmbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbmmmmmm

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm (Ronaldo,2011).

11) Bobot isi asli = Wn

Ww−Ws ………………………….

(2.1.)

Keterangan Rumus : (2.1) = artinya rumus berada di bab 2 dan rumus

pertama.

ISI LAPORANBAB I PENDAHULUAN

KELOMPOK XIV 2-37

1 Spasi

1,5 Spasi1 Spasi

2 Spasi

Page 38: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

1.1. Latar Belakang

1.2. Tujuan Praktikum

1.3. Manfaat Praktikum

1.4. Tempat dan Tanggal Pelaksanaan Praktikum

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batuan

2.1.1. Definisi Batuan

2.1.2. Sifat Batuan

2.1.3. Mekanika Batuan

2.2. Sifat Fisik dan Mekanik Batuan

2.2.1. Sifat Fisik Batuan

2.2.2. Sifat Mekanik Batuan

2.3. Tegangan dan Regangan

2.3.1. Tegangan

2.3.2. Regangan

2.4. Hammer Test

2.5. Densitas Batuan

2.6. Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beberapa Jenis Batuan

2.7. Slicking Indeks

BAB III KEGIATAN PRAKTIKUM

3.1. Acara I Preparasi Sampel Batuan

3.1.1 Tujuan Praktikum

3.1.2. Alat dan Bahan

3.1.3. Langkah Kerja

Dst

Penjadwalan Praktikum

KELOMPOK XIV 2-38

Page 39: Mekanika batuan

Laporan Praktikum Mekanika Batuan 2014

1. Briefing praktikum mekanika batuan

2. Pengenalan Alat (ada pretest)

3. Preparasi Sampel (ada pretest)

4. Uji sifat fisik batuan (ada pretest)

5. Uji sifat mekanik batuan (ada pretest)

- Uji kuat tekan uniaksial (UCS)

- Uji kuat tarik batuan (Briziliant Test)

- Hammer Test

6. Slicking Indeks (ada pretest)

7. Final Praktikum

KELOMPOK XIV 2-39