pratikum mekanika batuan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Batu kapur terjadi secara organik, secara mekanik, atau kimia tetapi

sebagian batu kapur terjadi secara organik, berasal dari pengendapan

cebakang,rumah kerang dan siput, foraminifera atau ganggang, atau berasal dari

kerangka binatang koral atau kerang faktor yang membedakan batu kapur terjadi

secara organik dan mekanik adalah terjadinya perombakan dari bahan batu

kapur, sedangkan terjadi secara kimia adalah jenis terjadi dalam kondisi iklim

dan suasana lingkungan tertentu dalam air laut maupun air tawar .

Batu kapur ini terjadi karena peredaran air panas alam yang melarutkan

lapisan batu kapur pada bawah permukaan kemudian diendapkan kembali di

permukaan bumi. Magnesium , lempung , dan pasir merupakan unsur pengotor

yang mengendap bersama – sama pada proses pengendapan apabila pengotornya

magnesium maka batu kapu disebut batu kapur dolomitan batu kapur pasiran

apabila pengotornya pasir , unsur – unsur pengotor sangat berpengaruh pada

warna batu kapur mulai warna putih susu , abu , coklat, bahkan hitam warna

kemerah – merahan biasanya disebabkan unsur mangan.

Batu kapur bersifat keras dan padat selain pejal ( masive ) dijumpai

porous . batu kapur mengalami metamorfosa terjadi karena pengaruh tekanan

sehingga batu kapur menjadi berhablur dijumpai pada marmer air tanah sangat

berpengaruh

Endapan batu kapur ditemukan pada gua dan sungai bawah tanah akibat

reaksi tanah , air hujan mengandung CO3 dari udara maupun hasil pembusukan

zat – zat organik dipermukaan setelah meresap kedalam tanah dapat melarutkan

batu kapur yang dilaluinya reaksi kimia dari proses tersebut adalah

CaCO3 + 2 CO2 + H2O → Ca (HCO3) 2 + CO2

1

Ca(HCO3) 2 larut dalam air ,sehingga lambat laun menjadi rongga dalam

tubuh batu kapur secara geologi batu kapur batu kapur erat hubungannya dengan

dolomit , karena pengaruh pelindian (leaching) atau peresapan unsur magnesuim

dari air laut kedalam batu kapur .

Batu kapur dan dolomit merupakan batuan karbonatan utama yang

banyak digunakan untuk sektor industri antara lain bahan keramik , industri

kaca, industri semen , pembuatan karbid untuk peleburan dan pemurnian

baja ,untuk bahan pemutih dalam industri kertas pulp dan karet untuk

penjernuihan air , untuk proses pegendapan bijih logam non – ferous dan

industri gula selain itu juga digunakan untuk bahan kosmetik.

1.2. TUJUAN PENGUJIAN

Tujuan pengujian laboratorium ini adalah menentukkan nilai sifat-sifat

fisik batuan seperti natural density, dry density, saturated density, apparent

specific gravity, true specific gravity, natural water content, saturated water

content, degree of saturation, porosity, dan void ratio.

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1. UJI FISIK BATUAN

a.) Proses pengujian.

- Menyiapkan contoh batuan yang telah dipreparasi dengan

Diameter (D) = 15 cm, dan

Tebalnya (T) = 30 cm;

- Menimbang contoh batuan , untuk

memperoleh berat Natural (Wn);

-Kemudian pasangkan kedalam alat Test Beton ( Alat tekan);

-Melakukan penimbangan pada berat contoh asli batuan (Wn);

-Kemudian berat keranjang kosong ditimbang di dalam;

- Kemudian contoh batuan dimasukan ke dalam keranjang yang di

rendamkan di dalam air, lalu di timbang, penimbangan ini dinamakan

penimbangan pada contoh batuan jenuh didalam air (Ws);

-Setelah di timbang sampel di keluarkan dari dalam air dan kemudian di

keringkan (di lap), dengan tisu lalu ditimbang, hasil timbangan tersebut

diberi simbol (Ww).

b.) Penurunan Rumus.

1. Natural Density (bobot isi asli)

2. Dry density (bobot isi kering)

3. Saturated density (bobot isi jenuh)

3

4. Apparent specific gravity(berat jenis semu)

5. True spscific gravity(berat jenis sejati)

6. Natural water content (kadar air asli)

7. Saturated water content (absorption

8. Derajat Kejenuhan

9. Porositas (n)

10. Void ratio (e)

c.) Peralatan

1. Alat Timbang

2. Oven

3. Bak Air

4. Keranjang

d.) Pelaksanaan Praktikum

Pelaksanaan Praktikumnya 2 hari yaitu:

Hari/tanggal, Senin dan rabu /14 dan 16 /05/ 2012

4

2.2. UJI KUAT TARIK

a.) Tujuan Praktikum

Tujuan uji laboratorium ini adalah untuk mengetahui kuat tarik (tensile strenth)

dari contoh batuan berbentuk silinder secara tidak langsung.

b.) Prosedurnya

- Menyediakan 2 conto batuan berdiameter (d) = 15cm,tebal = 30cm.

- Melakukan proses penghancuran conto batuan dengan alat Tes Tekan

Beton

- Mendapatkan angka yang ditunjukan jarum pada alat Tes Tekan Beton

pada contoh batuan yang sudah hancur.

c.) Penurunan Rumus

σt =

Keterangan :

σt = Kuat Tarik (PAM)

D = Diameter

T = tebal

P = Beban

d.) Peralatan

1. Alat tekan beton

2. bahannya batuan beton berdiameteter =15 cm dan tebal = 30 cm.

e.) Pelaksanaan Praktikum


Hari/Tanggal : Senin dan rabu /14 dan 16 /05/ 2012

5

2.3. UJI KUAT TEKAN

a. Tujuan Praktikum

Tujuan pengujian labortorium ini adalah menentukan Unconfined Compressive

trength, Young’s Modolus, dan Poisson’s Ratio.

b.) Prosedurnya

- Menyiapkan 2 contoh batuan dengan diameter 15 cm dan tebal 30 cm.

- Dan batuan dimasukan pada alat Tes Tekan Beton

- Menghidupkan alat tes tekan beton dengan tekanan tinggi agar batuan

Mudah hancur.

- Melakukan pemutaran jarum hitam pada alat pengukuran gaya bergerak

Ke skala nol diamati dan dicatat proses pembebanan atau tekanan

- Mematikan alat tes tekan beton bila jarum hitam bergerak kembali ke

Skala nol, jarum menunjukan beban (gaya) maximum mampu diterima

Contoh batuan.

b. Penurunan rumus

1. Young’s Modulus

2. Poisson’s Ratio

σt =

c. Peralatan

1.Alat Kuat tekan

2.bahannya batuan beton yang berdiameter 15 cm dan tebalnya 30cm

6

d.) Pelaksanaan Praktikum


Hari/Tanggal : Senin dan rabu /14 dan 16 /05/ 2012

2.4. UJI KUAT GESER (direction)

a.) Tujuan praktikum.

Tujuan uji laboratorium ini adalah untuk mendapatkan kuat geser, harga kohesi

dan sudut geser dalam, baik puncak, semu (apparent) atau sisa dari contoh batuan.

Parameter ini digunakan untuk penentuan kemantapan lereng.

b.) Prosedur

- Menyiapkan contoh batuan dengan diameter = 6,2 cm,tebal = 2,6 cm

- Memasukan sample batuan pada alat Uji Punch kemudian alatnya

ditekan dengan alat Tes Tekan Beton.

c.) Penurunan Rumus :

Beban (Kg) = nilai kalibrasi (0.89 X)

Luas Penampang =

=

e.) Peralatan

7

1. Alat Uji Punch Shear

Antara lain : Pembebanan , penampang tegak ,Puch

shear, air

2. Alat geser Direction

3. Bahan : Batu Kapur

Diamter (d) = 6,2 cm

Tebal ( t) = 3,0 cm

f.) Pelaksanaan Praktikum


Hari/Tanggal : Sabtu / 26 /05 / 2009.

BAB III

DATA DAN PERHITUNGAN

3.1. UJI SIFAT FISIK BATUAN

3.1.1. DATA UJI SIFAT FISIK BATUAN

1.) Berat Timbangan Asli (Wn).

- Percobaan material A = 6810 gram

- Percobaan material B = 6560 gram

2.) Berat material direndam kedalam air (Ws)

- Berat keranjang (X) = 490 gram

- Percobaan material A = 3445 – 490 = 2955 gram

- Percobaan material B = 3345 – 490 = 2855 gram

8

3.) Setelah itu Material / Batuan dikeringkan (Ww) beratnya

menjadi :



4.) Batuan dibakar kedalam oven dengan suhu 1150C setelah itu

batuan ditimbang (Wo) beratnya menjadi:



3.1.2. PERHITUNGAN UJI SIFAT FISIK BATUAN

1.) Bobot isi asli (Natural density ) n =

- Percobaan I n1 =

- Percobaan II n2 =

- Rata – rata n =

2.) Dry Density (bobot isi kering ) γdry =

- Percobaan I : γdry1 =

9

- Percobaan II : γdry2 =

- Rata – rata γdry =

3.) Saturaed density (bobot isi jenuh ) = γsub =

- Percobaan I : γsub =

- Percobaan II : γsub =

- Rata – rata γsub =

4.) Apparent Specific Gravity (berat jenis semu) Gs = / air

- Percobaan I : Gs =

- Percobaan II : Gs =

- Rata – rata Gs =

5.) True specific gravity (berat jenis sejati) Gs = / air

- Percobaan I : Gs =

- Percobaan II : Gs =

- Rata – rata Gs =

10

6.) Natural Water Content (Kadar Air Asli ) Wc =

- Percobaan I : Wc =

- Percobaan II : Wc =

- Rata – rata Wc =

7.) Saturated water Content (absorption) Wsat = x100%

- Percobaan I : Wsat =

- Percobaan II : Wsat =

- Rata – rata Wsat =

8.) Derajat Kejenuhan = x100%

- Percobaan I =

- Percobaan II =

- Rata – rata =

9.) Porositas n =

- Percobaan I : n =

- Percobaan II : n =

11

- Rata – rata n =

10.) Void ratio (e)

3.2. DATA DAN PERHITUNGAN UJI KUAT TARIK

- Diameter Batuan = 15 cm - Percobaan I P= 340 kN

- Tebal batuan = 30 cm - Percobaan II P= 240 kN

Keterangan

σt = Kuat Tarik

d = Diameter

t = tebal

p = beban

Percobaan I

σt1 =

Percobaan II

σt2 =

3.3. DATA DAN PERHITUNGAN UJI KUAT TEKAN

12

- Diameter = 15 cm

- Tebal = 30 cm

1. Percobaan Material I : 240

2. Percobaan Material II : 260

Percobaan I

σc1 =

Percobaan II

σc2 =

GRAFIK HUBUNGAN KUAT TEKAN DAN WAKTU

“Dari grafik ini dijelaskan bahwa semakin besar Kuat Tekan maka

semakin besar pula waktu yang diperlukan”.

13

3.4. DATA DAN PERHITUNGAN UJI KUAT GESER ( Direction )

Sample Batu kapur :

Berdiameter (d) = 6.2 cm

Tebalnya (t) = 2,6 cm

V1 = 2kg X1 = 197

V2 = 4 kg X2 = 289

V3 = 8kg X3 = 329

Keterangan : V = Beban

X = Pembacaan Arlogi

Percobaan I

σn1 =

Percobaan II

σn2 =

Percobaan III

σn3 =

Perhitungan geser horizontal

Rumus untuk menentukan uji geser tidak langsung

Beban (kg) = nilai kalibrasi deresial (0.89 X)

H1 = 0,89 . 197 = 175.33 kg

H2 = 0,89 . 289 = 257.21 kg

H3 = 0,89 . 329 = 292.81 kg

14

Perhitungan uji kuat geser

τ1=

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN GESER DAN

TEGANGAN NORMAL

15

“Dari grafik ini dijelaskan bahwa semakin besar tegangan Geser maka

semakin besar pula tegangan normal”.

BAB IV

KESIMPULAN

16

Dari pembahasan data praktikum tersebut dilaboratorium Mekanika

Batuan dapat kami simpulkan sebagai berikut :

Dalam praktikum tersebut material yang digunakan untuk Uji Kuat Fisik ,Uji

Kuat Tekan,Uji Kuat Tarik dan Uji Kuat geser adalah batu kapur.

Batu kapur merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan oleh

sektor industri ataupun konstruksi atau pertanian, antara lain untuk bahan

bangunan,batu bangunan, bahan penstabil jalan,pencampuran untuk bahan

pertanian, bahan keramik,industri kaca,industri semen,pembuatan karbit,untuk

peleburan dan pemurnian baja,untuk bahan pemutih dalam imdustri kertas pulp

dan karet,pembuatan soda abu,penjernihan air,untuk proses pengendapan bijih

logam non-ferrous dan industri gula.

a.) Uji sifat fisik batuan

1. Bobot isi asli (Natural density) = 1.710

2. Dry Density (bobot isi kering ) σdry

3. Saturaed density (bobot isi jenuh ) σsub = 1,6305

4.Apparent Specific Gravity (berat jenis semu) Gs = 1,465

5. True Specific Gravity (berat jenis sejati ) Gs = 2,2045

6. Natural Water Content (Kadar Air Asli ) Wc = 18.2895%

7. Saturated water Content (absorption) Wsat = 19.7535%

8. Derajat Kejenuhan = 92.8955%

9. Porositas n = 28.4755%

10. Void Ratio e = = 0.322

17

b.) Uji Kuat Tarik

Berdasarkan uji laboratorium untuk mendapatkan kuat tarik dari contoh

batuan berbentuk silinder secara tidak langsung.

Percobaan I untuk uji kuat tarik =

Percobaan II untuk uji kuat tarik =

c.) Uji Kuat Tekan

Berdasarkan pengujian labortorium untuk menentukan Unconfined

Compressive trength, Young’s Modolus, dan Poisson’s Ratio.

Percobaan I untuk uji kuat Tekan

σc =

Percobaan II untuk kuat uji tekan

σc =

d.) Percobaan Uji Kuat Geser Tidak Langsung

Berdasarkan uji laboratorium untuk mendapatkan kuat geser, harga kohesi dan sudut

geser dalam baik puncak, semu (apparent) atau sisa dari contoh batuan.. Parameter ini

digunakan untuk penentuan kemantapan lereng.,

Θ = 30

C= 0

18

pratikum mekanika batuan

Documents