MAKALAH MEKANIKA BATUAN

ROCK LOADING TEST (JACKING TEST)

Disusun oleh :

Abdi Maulana Abar DBD 111 0008

Leliani Susanti DBD 111 0009

Albert G.E. Sihotang DBD 111 0018

Maulana Syahri Ginting DBD 111 0021

Fahmi Yahya DBD 111 0022

Ratih Kristyani DBD 111 0023

Yasica Dien Ariny DBD 111 065

Slamet Riadi DBD 111 0095

Restu Illahi DBD 111 0120

Muhammad Din DBD 111 0125

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS PALANGKARAYAFAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN2013

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan

karunia-Nya penyusun masih diberi Kesehatan Jasmani dan Rohani. Sehingga

Penyusunan Makalah Mekanika Batuan dengan judul “Rock Loading Test

(Jacking Test)” dapat berjalan dengan lancar tanpa ada hambatan yang berarti.

Dalam penyusunan makalah ini tidak lupa penyusun mengucapkan terima

kasih kepada Dosen Pengajar Materi Kuliah Mekanika Batuan, Ayah dan ibu yang

telah memberi dorongan serta nasihat, Saran dari teman-teman, dan akhirnya

kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Makalah Mekanika

Batuan “Rock Loading Test (Jacking Test)”, penyusun mengucapkan terima

kasih.

Penyusun berharap dengan adanya Makalah Mekanika Batuan “Rock

Loading Test (Jacking Test)” dapat bermanfaat bagi penyusun sendiri khususnya

dan bagi semua pihak yang membaca umumnya.

Penyusun telah berupaya dengan optimal dalam Penyusunan Makalah

Mekanika Batuan “Rock Loading Test (Jacking Test)” ini, tetapi penyusun yakin

dalam penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan. Masukan serta kritikan

dan saran yang membangun akan penyusun tunggu.

Palangka Raya, 31 Maret 2013

Penyusun

2

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.............................................................................................i

KATA PENGANTAR...........................................................................................ii

DAFTAR ISI.........................................................................................................iii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................iv

BAB I PENDAHULUAN............................................................................1

BAB II PEMBAHASAN..............................................................................

BAB III PENUTUP........................................................................................

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................

3

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Siklus Batuan.................................................................................10

Gambar 2.2 Hammer Double Crusher...............................................................11

Gambar 2.3 Fungsi Bagian Alat Hammer Mill.................................................11

4

BAB I

PENDAHULUAN

Pengertian mekanika batuan menurut beberapa ahli, sbb :

1. Menurut Talobre

Mekanika  batuan  adalah  sebuah  teknik  dan   juga   sains  yang  tujuannya

adalah  mempelajari perilaku (behaviour)  batuan  di  tempat  asalnya untuk dapat

mengendalikan  pekerjaan–pekerjaan  yang dibuat pada batuan  tersebut  (seperti

penggalian dibawah tanah dan lain-lainnya).

2. Menurut Coates

Seorang ahli mekanika batuan dari Kanada, Mekanika  adalah  ilmu yang

mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada sebuah benda.

Mekanika Batuan merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku

mekanik batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya

dari lingkungan sekitarnya (Deere, D.V., dalam Stagg & Zienkiewicz, 1968).

Ilmu Mekanika Batuan  adalah ilmu Pengetahuan teoritik dan terapan yang

mempelajari karakteristik, perilaku, dan respons massa batuan akibat perubahan

keseimbangan medan gaya di sekitarnya, baik karena aktivitas manusia maupun

alamiah.

Menurut US National Committee on Rock Mechanics (1964)  dan

dimodifikasi (1974), mekanika batuan mempelajari antara lain :

Sifat fisik, mekanik, serta karakteristik massa batuan

Berbagai teknik analisis tegangan dan rengangan batuan

Prinsip yang menyatakan respons massa batuan terhadap beban

Metodologi yang logis untuk penerapan teori dan terapan

Teknik mekanika untuk solusi problem fisik nyata dibidang rekayasa batuan

5

Gambar 1.1. Siklus Batuan

Sifat massa batuan di alam dan asumsi dasar antara lain :

1. Heterogen, antara lain :

Mineralogis, yaitu jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda-beda

Butiran padatan, dimana batuan memiliki ukuran dan bentuk berbeda-beda

Void, dimana batuan memiliki ukuran, bentuk, dan penyebaran yang

berbeda-beda

2. Anisotrop, adalah mempunyai sifat yang berbeda-beda pada arah yang

berbeda

3. Diskontinu, adalah massa batuan selalu memiliki unsur struktur geologi yang

mengakibatkannya tidak kontinu seperti karena kekar, sesar, retakan, fissure,

bidang perlapisan. Struktur geologi ini cenderung “memperlemah” kondisi

massa batuan

Bidang–bidang rekayasa disiplin mekanika batuan berperan penting dalam :

Rekayasa pertambangan, yaitu pada penentuan metode penggalian (rock

cutting), pemboran dan peledakan batuan, stabilitas timbunan overburden,

stabilitas timbunan overburden, stabilitas terowongan dan lombong

(stoping)

Industri minyak bumi, yaitu pemboran oil drilling dan rock fracturing.

6

Rekayasa sipil, contohnya pada pondasi jembatan dan gedung bertingkat,

underground storage, tunnel dangkal dan dalam, longsoran lereng batu,

pelabuhan, airport, bendungan, dll

Lingkungan hidup, yaitu rock fracturing kaitannya dengan migrasi polutan

akibat limbah industry

Interaksi fungsional dalam rekayasa pertambangan bertujuan untuk

mengembangkan suatu skedul produksi dan biaya yang berkesinambungan untuk

operasi penambangan. Mekanika batuan mempelajari, antara lain :

1. Mekanisme deformasi kristal-kristal mineral yang mengalami tekanan tinggi

pada temperatur tinggi

2. Perilaku triaksial batuan di laboratorium

3. Stabilitas dinding terowongan bahkan mekanisme pergerakan-pergerakan

kerak bumi sendiri, dalam hal ini jelas geologi berperan, antara lain

material-material yang terlibat :

masa batuan yang keberadaannya tidak terlepas dari  lingkungan

geologi  atau dihasilkan dari lingkungan geologi

karakter fisiknya, yang merupakan fungsi dari cara terjadinya dan dari

semua proses yang terlibat

stabilitas dinding terowongan, bahkan

sejarah geologi pada lokasi kejadian

Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Batuan

a. Sifat Fisik batuan, misalnya antara lain :

Berat isi air: Mw

Bobot isi asli (natural density): M = Wn/(Ww-Ws)

Bobot isi kering (dry density): Md = Wo/(Ww-Ws)

Bobot isi jenuh (saturated density) : Ms = Ww/(Ww-Ws)

Berat jenis semu (apperent density): ρ ap = {Wo /(Ww-Ws)}/ γw

Berat jenis nyata (true spesifik density) : ρ tr = {Wo /(Wo-Ws)}/ γw

Kadar air asli(natural water content): (Wn-Wo)/Wo X 100%

7

Kadar air jenuh (absorption): (Ww-Wo)/Wo X 100%

Derajad kejenuhan: (Wn-Wo)/(Ww-Wo) X 100%

Porositas: n = (Ww-Wo)/(Ww-Ws) X 100%

Void ratio: e = n/1-n

b. Sifat Mekanik Batuan misalnya kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas,

dan poisons ratio Kedua sifat tersebut dapat ditentukan  di laboratorium,

maupun di lapangan (insitu-test).

Uji Sifat Mekanik di Lapangan (in-situ), antara lain :

1. Rock loading test  (jacking test)

2. Block Shear test

3. In situ Triaxial compression test

4. Hidraulic fracturing

Sedangkan Uji Sifat Mekanik di Laboratorium (ex-situ) mekanika batuan ,

antara lain :

1. Uji kuat tekan (unconfined compressive strength test)

2. Uji kuat tarik (indirect tensile strength test)

3. Uji beban titik (point load test/tes franklin)

4. Uji triaxial (triaxial compression test)

5. Uji kuat geser langsung (punch shear test)

6. Uji kuat geser pada σntertentu (direct box shear strength test)

7. Uj kecepatan gelombang ultrasonic (ultrasonic velocity test)

Tabel 1.1 PenggunaanSifatMekanikBatuanHasilUjiLaboratorium

8

Tabel 1.2.PenggunaanSifatMekanikaBatuanHasilUjiInsitu

Keuntungan pengujian insitu, antara lain :

9

Lebih representatif, karena pengujian dilakukan pada kondisi asli dan

menyangkut volume batuan yang lebih besar.

Kerugian pengujian insitu, antara lain :

Memerlukan waktu lebih lama untuk persiapan dan mobilisasi peralatan.

Biaya menjadi lebih mahal.

Jenis test batuan berdasarkan kerusakan bahan :

a. Non destructive test, adalah pengujian tanpa merusak conto misalnya pada

pengujian sifat fisik dan ultrasonic velocity test

b. Destructive test, adalah pengujian yang mengakibatkan conto batuan rusak

atau hancur misalnya pada pengujian kuat tekan, kuat geser, triaxial, dan

point load test

Macam–Macam Penimbangan Conto Batuan :

1. Berat contoh batuan asli (Natural)  :  Wn

2. Berat contoh kering (sesudah dimasukkan dalam oven 900 C selama  24

jam) :  Wo

3. Berat contoh jenuh (sesudah direndam dalam air selama  24 jam) : Ww

4. Berat contoh jenuh + berat air + berat bejana :  Wa

5. Berat contoh jenuh tergantung dalam air + berat air + berat bejana : Wb

6. Berat contoh jenuh dalam air :  Ws  =  (Wa – Wb)

7. Volume contoh total  = Ww – Ws

8. Volume contoh tanpa pori-pori  = Wo–Ws

10

BAB II

PEMBAHASAN

Uji beban batuan dilakukan untuk menentukan besaran dari modulus

deformasi atau modulus elastisitas massa batuan di dalam sebuah lubang bukaan.

Kemampuan rubahan (deformability) suatu massa batuan in-situ biasanya

ditentukan dengan cara mendongkrak batuan tersebut (jacking test). Peralatan

yang digunakan untuk jacking test seperti yang ditunjukkan oleh gambar dibawah

ini.

Gambar 2.1. Peralatan digunakan untuk jacking test

Peralatan yang digunakan pada rock loading test (jacking test) :

1. Doaring part

2. Boaring plate

3. Spherical base

4. Dial gauge

5. Support column

11

6. Joint

7. Oil jack

8. Prosoure plate

9. Facing

10. Extensor retor

11. Rock surface

12. Basic doam

13. Basic doam support

14. Oil pressure hones

15. Pressure gauge

16. Oil pump

Uji ini dilakukan di bawah tanah di dalam sebuah lubang bukaan batuan

atau lebih dikenal dengan istilah test adit. Dongkrak menekan atap dan lantai

lubang bukaan atau menekan dinding yang pada bagian kontaknya merupakan

permukaan plat yang rata. Hasil dari uji ini adalah deformasi atap dan lantai atau

dinding akibat pembebanan oleh jack tersebut. Deformasi ini diukur dengan dial

gauge dan extensometer pada berbagai kedalaman.

Dial Gauge

Dial Gauge atau ada yang menyebutnya dial indicator adalah alat ukur yang

dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari bidang

datar, bidang silinder atau permukaan bulat dan kesejajaran. Konstruksi sebuah

alat dial indikator seperti terlihat pada gambar di atas, terdiri atas jam ukur (dial

gauge) yang di lengkapi dengan alat penopang seperti blok alas magnet, batang

penyangga, penjepit, dan baut penjepit.

12

Gambar 2.2 Bagian-bagian alat dial gauge

Cara Pembacaan Dan Penggunaan Alat

Saat akan digunakan dial indikator tidak dapat digunakan sendiri, tapi

memerlukan kelengkapan seperti di atas yang harus diatur sedemikian rupa pada

saat pengukuran. Posisi dial gauge harus tegak lurus terhadap benda kerja yang

akan diukur.

Gambar 2.3 Posisis dial gauge terhadap benda kerja

Pada dial indikator terdapat 2 skala. Yang pertama skala yang besar (terdiri

dari 100 strip) dan skala yang lebih kecil. Pada skala yang besar tiap stripnya

bernilai 0,01 mm. Jadi ketika jarum panjang berputar 1 kali penuh maka

menunjukkan pengukuran tersebut sejauh 1 mm. Sedangkan skala yang kecil

merupakan penghitung putaran dari jarum panjang pada skala yang besar.

13

Gambar 2.4 Dial gauge

Sebagai contoh, jika jarum panjang pada skala besar bergerak sejauh 6 strip

dan jarum pendek bergerak pada skala 3 maka artinya hasil pengukurannya

adalah3,06 mm. Pengukuran ini diperoleh dari :

skala pada jarum panjang dibaca : 6 x 0,01 mm = 0,06 mm

skala pada jarum pendek dibaca : 3 x 1 mm = 3 mm

maka hasil pengukurannya adalah 0,06 mm + 3 mm = 3,06 mm.

Skala dan ring dial indikator dapat berputar ke angka 0 agar lurus dengan

penunjuk. Penghitung putaran ukur jam berfungsi menghitung jumlah putaran

penunjuk. Yang perlu diperhatikan dalam menggunakan dial indicator adalah

keadaan permukaan benda yang akan diukur harus bersih, posisi spindel dial

(ujung peraba) tegak lurus pada permukaan komponen yang diperiksa, dan

metode pengukuran yang digunakan.

Metode Pengukuran

1. Letakkan V-block di atas plat datar dan letakkan poros di atas block.

2. Sentuhkan spindel dial gauge pada permukaan poros. Aturlah tinggi dial

gauge lock sedemikian rupa sehingga menyentuh permukaan poros.

3. Putarlah poros perlahan-lahan dan temukan point pada permukaan

pembacaan paling kecil. Putarlah outer ring sampai penunjukkan pada "0".

4. Putarlah poros perlahan-lahan. Bacalah jumlah gerakan pointer.

Adapun metode pengukuran yang digunakan dial indikator adalah sebagai berikut:

(a) benda kerja yang dipindahkan, dial indikator tetap pada posisi diam.

(b) Dial indikator yang dipindahkan, benda kerja tetap pada posisi diam.

(c) Benda kerja diputar, dial indikator tetap pada posisi diam.

Modulus Elastisitas

14

Modulus elastisitas (E) didefinisikan sebagai hasil pembagian antara

tegangan (σ) dan regangan (e) : E= σ/e.

Jika Modulus Elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan

terhadap regangan linear, maka disebut dengan Modulus Young. Rumus Modulus

Young diturunkan dari rumus tegangan dan regangan, yaitu:

Dalam SI, satuan Modulus Young sama dengan satuan tegangan (N/m2)

karena pembagian tegangan dengan regangan tidak menimbulkan pengurangan

satuan (regangan tidak memiliki satuan).

Modulus Young juga menunjukkan besarnya hambatan untuk merubah

panjang suatu benda elastis. semakin besar nilai Modulus Young suatu benda,

semakin sulit benda tersebut dapat memanjang, dan sebaliknya.

Jika modulus elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan terhadap

regangan volume, maka disebut dengan Modulus Bulk yang menunjukkan

besarnya hambatan untuk mengubah volume suatu benda, dan

Jika modulus elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan terhadap

regangan shear, maka disebut dengan Modulus Shear yang menunjukkan

hambatan gerakan dari bidang-bidang benda padat yang saling bergesekan.

Di bawah ini adalah tabel yang menunjukkan nilai dari modulus elastisitas

berbagai jenis benda.

Tabel 2.1 Nilai dari modulus elastisitas

Bahan Modulus Young Modulus Shear Modulus Bulk

(N/m2)

Besi 100.109 40. 109 90. 109

Baja 200. 109 80. 109 140. 109

Kuningan 90. 109 35. 109 75. 109

Aluminum 70. 109 25. 109 70. 109

Beton 20. 109 - -

15

Marmer 50. 109 - 70. 109

Granit 45. 109 - 45. 109

Nylon 5. 109 - -

Tulang 15. 109 80. 109 -

Air - - 2. 109

Alkohol - - 1. 109

Raksa - - 2. 109

H2, He, CO2 - - 1.01. 109

16

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Mekanika Batuan merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku

mekanik batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya

dari lingkungan sekitarnya (Deere, D.V., dalam Stagg & Zienkiewicz, 1968).

Ilmu Mekanika Batuan  adalah ilmu Pengetahuan teoritik dan terapan yang

mempelajari karakteristik, perilaku, dan respons massa batuan akibat perubahan

keseimbangan medan gaya di sekitarnya, baik karena aktivitas manusia maupun

alamiah.

Uji beban batuan dilakukan untuk menentukan besaran dari modulus

deformasi atau modulus elastisitas massa batuan di dalam sebuah lubang bukaan.

Kemampuan rubahan (deformability) suatu massa batuan in-situ biasanya

ditentukan dengan cara mendongkrak batuan tersebut (jacking test).

Peralatan yang digunakan pada rock loading test (jacking test) :

Doaring part

Boaring plate

Spherical base

Dial gauge

Support column

Joint

Oil jack

Prosoure plate

17

Facing

Extensor retor

Rock surface

Basic doam

Basic doam support

Oil pressure hones

Pressure gauge

Oil pemp

DAFTAR PUSTAKA

Hasna, Ummu. http://kelasteknik.blogspot.com/2011/01/alat-ukur-teknik-dial-gauge.html. Diakses pada tanggal 31 Maret 2013

_____. http://roger-easyphysics.blogspot.com/2010/03/elastisitas.html. Diakses pada tanggal 31 Maret 2013

_____. http://www.ews-ugm.com/peralatan/extensometer-otomatis/. Diakses pada tanggal 31 Maret 2013

_____. http://www.slideshare.net/edwinharsiga/bab-iii-mekanika-batuan. Diakses pada tanggal 31 Maret 2013

18