uas geotek
DESCRIPTION
uas geotekTRANSCRIPT
Geologi Teknik awalnya muncul dan berkembang sebagai bagian dari seni dan ilmu rekayasa dengan memberikan penjabaran dan atribut kepada data-data dan informasi geologi tradisional untuk keperluan pekerjaan rekayasa sipil dan lingkungan.
Geologi Teknik awalnya muncul dan berkembang sebagai bagian dari seni dan ilmu rekayasa dengan memberikan penjabaran dan atribut kepada data-data dan informasi geologi tradisional untuk keperluan pekerjaan rekayasa sipil dan lingkungan.
Tegangan (Stress) adalah gaya (F) yang bekerja dalam suatu satuan luas (A) tertentu bidang permukaan material.
Satuan tegangan adalah kg/cm2, N/m2, Pa, dll.
Tegangan merupakan sebuah kuantitas vektor, dan dapat diurakan secara tipikal ke dalam komponen normal dan paralel (shear) terhadap bidang permukaan material.
Tegangan (stress) dan tekanan (pressure) memiliki kuantitas fisik yang sama, tetapi umumnya digunakan dalam konteks yang berbeda
Tegangan :
Tegangan dalam arah tertentu (directional stress)
Material yang memiliki kuat geser
Semua batuan (termasuk unconsolidaeted materials)
Tekanan :
Tekanan fluida hidrostatik
Material dengan kuat geser yang tidak berarti
Semua fluida atau gasTegangan kompresif dan geser pada bidang X-Y dari bentukan dasar sebuah kubus
Dalam kondisi kesetimbangan, jumlah tegangan yang bekerja di permukaan dan momen gayanya (xy, yx) sama dengan nol
Tegangan normal ( atau n) vektor tegangan yang memiliki arah normal atau tegak lurus dengan bidang permukaan, sedangkan tegangan geser ( atau s) searah atau paralel dengan bidang permukaan
Tegangan normal positif disebut juga sebagai tegangan kompresif atau kompresi (compression), sedangkan tegangan normal negatif disebut tarikan (tension)
Tegangan geser positif memiliki arah berlawanan dengan arah jarum jam dan tegangan geser negatif sebaliknya
Representasi grafis dari kondisi tegangan yang bekerja pada suatu titik dikenal sebagai lingkaran Mohr.
Kondisi beberapa tegangan
Tegangan geser hanya bisa terbentuk bila tegangan-tegangan utama yang bekerja tidak sama
Perbedaan tegangan disebut sebagai simpangan tegangan (deviatoric stress)
Tiga jenis tegangan utama (principle stresses) :
2d3d
3D anatomi tegangan (stress tensor) dapat direpresentasikan dengan matriks Cartesian derajat 2 dengan sembilan komponen (tegangan)
Komponen vektor tegangan normal
xx
yy
zz
Komponen vektor tegangan geser
xy
xz
yx
yz
zx
zy
Keruntuhan geser planar terbentuk dari hasil interaksi tegangan normal pada bidang keruntuhan dan tegangan geser pada sepanjang bidang keruntuhan
Diagram Mohr umumnya merupakan representasi 2-dimensi (pada bidang dimana 2 berada atau dalam hal ini 2 diabaikan)
Sudut merupakan sudut antara tegangan utama terbesar (1) dan tegangan normal
Rekonstruksi selubung keruntuhan melalui uji kompresi triaksial
Perpindahan (Displacement) dan Regangan (Strain) Regangan dapat didefisikan sebagai perubahan posisi relatif partikel-partikel suatu material dalam dua waktu yang berbeda
Istilah perpindahan (displacement) atau deformasi material (material deformation) seringkali digunakan untuk mendefinikan suatu regangan
Deformasi material umunya dicirikan oleh adanya perbedaan posisi titik-titik sebelum dan sesudah belangsungnya deformasi
Regangan dapat direfleksikan oleh :
Perubahan bentuk (shape)
Perubahan volume (dilation)
Rotasi bidang dan garis
Perubahan panjang garis
Kondisi regangan di alam cenderung heterogen (heterogeneous strain) daripada homogen (tranformasi linear)
Regangan tidak memiliki satuan (unitless)
Regangan merupakan konsep dasar dari mekanika kontinu (continuum mechanics) dimana tubuh (material) terdeformasi secara kontinu
Beberapa jenis regangan, reversible (recoverable), permanent, atau kombinasi keduanya
Regangan dapat secara aksial (axial strain) atau sebagai suatu regangan tubuh material (volumetric strain)
Sehingga regangan umumnya dicirikan oleh perubahan volume dan/atau bentuk
Deformasi (Deformation) Perbedaan posisi dari suatu titik tertentu (pada suatu materi) sebelum dan sesudah (material tersebut) terdeformasi.
Sejarah regangan (strain history) dari tahap sebelum dan sesudah terdeformasi.Material dikatakan elastik bila memiliki sifat (fully) reversible strain
Dalam hal ini regangan elastik linear mengikuti Hukum Hooke yaitu tegangan normal proporsional terhadap ekstensi atau regangan aksial
Kondisi pure elastic terbentuk bila seluruh regangan yang terbentuk bersifat reversible
Permanent, non-recoverable strain terbentuk jika tegangan normal melampaui yield point material
Deformasi plastis atau ductile terbentuk jika material tersebut tidak mengalami keruntuhan
Sebagian besar material bumi memiliki perilaku baik elastis maupun plastis
Creep (rayapan) atau viscous deformation terbentuk jika regangan merupakan fungsi dari waktu (time dependent) batuanHomogen (homogeneous)
Kontinu (continuous)
Isotropik (isotropic)
Heterogen (heterogeneous)
Diskontinu (discontinuous)
Anisotropik (anisotropic)
Homogeneous Continuous Isotropic
Heterogeneous Discontinuous Anisotropic
Sifat Fisik atau Dasar Pengujian sifat fisik atau dasar umumnya dilakukan di laboratorium pada contoh batuan segar atau lapuk ringan yang tidak mengalami peretakan untuk mendapatkan pengertian yang baik karakter alami batuan.
Sifat fisik atau dasar meliputi :
hubungan volumeberat (berat jenis, densitas and porositas)
kekerasan (untuk tujuan ekskavasi)
durabilitas dan reaktivitas (untuk kualitas aggregat)
Densitas .. berat per satuan volume batuan.
Densitas alami (bulk/natural)
Densitas jenuh (saturated)
Densitas kering (dry)
Hardness .... skala kererasan relatif batuan.
KekerasanSimbolDeskripsi
Sangat LunakRH-0Sama dengan OH-4 dan OH-5 dan hanya dapat diambil dengan pemboran kering. Contohnya beberapa jenis tuf dan batulempung.
LunakRH-1Dapat digores dengan kuku dan diambil dengan palu geolog serta cepat dibor dengan mata bor widya, misalnya beberapa jenis batupasir, batulanau dan serpih.
Agak LunakRH-2Dapat digores dengan pisau dan cukup baik dibor degnan mata bor widya, contohnya batupasir yang tersemen baik dan batugamping.
Agak KerasRH-3Sukar digores dengan pisau, sukar diambil dengan palu geologi tetapi ujung contoh batu masih mudah dipecahkan dengan palu. Batu masih dapat dibor dengan mata bor widya tetapi kadang-kadang memerlukan matabor intan, contohnya basalt.
KerasRH-4Ujung contoh batu sukar dipecah dengan palu, tak dapat digores dengan pisau dan pemboran memerlukan mata bor intan, contohnya kuarsit.
Sangat KerasRH-5Kemajuan pemboran dengan mata bor intan sangat lambat, contohnya rijang, batuan terslifikasi.
Sifat Indeks Sifat indeks batuan meliputi :
tekanan uniaksial
index beban titik (point load)
kecepatan gelombang sonik
Uji indeks dimaksudkan untuk memperoleh informasi dasar mengenai sifat batuan dalam kaitannya dengan usaha melakukan klasifikasi
Sifat mekanik Banyak metode uji laboratorium yang digunakan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik batuan. Sifat mekanik umumnya digunakan sebagai parameter desain utama dalam pekerjaan rekayasa.
Kuat tekan (compressive strength)
Kuat geser (shear strength)
Kuat tarik (tensile strength)
Perilaku deformasi (deformation behaviour) dll.Kuat Tekan (Compressive Strength)Bisa merupakan kuat tekan uniaksial (UCS), biaksial ataupun triaksial.
Uji tekan uniaksial merupakan uji yang paling tua, sederhana dan praktis untuk mengetahui kuat tekan.
Selain nilai UCS, uji tekan uniaksial juga dilakukan untuk mendapatkan nilai modulus elastisitas dan nisbah Poisson.
Modulus Elastisitas Untuk kebanyakan batuan, kurva tegangan-regangan uniaksial sebelum mengalami keruntuhan umumnya mendekati bentuk linear (=E).
E dikenal sebagai modulus elastisitas (modulus Young) yang mencerminkan kapasitas deformasi batuan atau kekakuannya (stiffness).
Nisbah Poisson merupakan rasio antara regangan lateral (radial/tranversal) dan vertikal (aksial).
Complete stress-strain curves for coal measures rocks in Eastern
Chinas under the uniaxial compressive test (Meng et al., 2006).
Uniaxial compressive test results in Eastern Chinas coal measures
(Peng and Wang, 2001).
Kuat Tekan Triaksial Uji tekan triaksial merupakan merupakan uji yang paling penting untuk mengetahui sifat mekanik batuan.
Tegangan utama terbesar (1) diberikan sepanjang aksis sampel batuan silinder dan tegangan utama terkecil (3) diberikan oleh tekanan fluida pembatas pada permukaan sampel.
Baik UCS dan selubung keruntuhan (failure envelope) dapat diketahui dari pengujian ini.
Kekuatan batuan naik ketika tekanan (fluida) pembatas naik.
Batuan memiliki kekuatan lebih tinggi ketika berada dalam kondisi tegangan 3D.
Modulus elastisitas tidak konstan, melainkan naik ketika tekanan (fluida) pembatas naik.
dalam kaitannya dengan kegiatan REKAYASA, paling tidak harus diidentifikasi :
Variasi tipe dan sifat keteknikan batuan
Distribusi bidang-bidang diskontinuitas
Tegangan alamiah (existing) yang ada
Keterkaitan antara berbagai faktor tersebut di atas sesuai dengan rekayasa yang akan dilaksanakan.Diskontinuitas Batuan Diartikan sebagai segala sesuatu yang membatasi sikuen kontinuitas batuan.
Secara mekanik, diskontinuitas umumnya memiliki kuat tarik kecil atau bahkan nol (zero tensile strength)
Karakterisasi Diskontinuitas Batuan
Rock Quality Designation atau RQD (Deere et al., 1967) merupakan estimasi kuantitatif kualitas massa batuan dari log inti peboran (umumnya untuk NX-size core)
RQD dapat dikatakan sebagai modifikasi dari perolehan inti bor (core recovery)
RQD pada dasarnya mengukur derajat (densitas) diskontinuitas massa batuan.
Bahasa komunikasi antar ahli
Membandingkan (kondisi) massa batuan
Klasifikasi perilaku massa batuan
Kajiam kualitas massa batuan
Kajiam kebutuhan perkuatan (ground support)
Mendapatkan parameter desain awal
Rock Mass Rating (RMR) RMR based on five parameters:
Uniaxial strength, qu
Rock Quality Designation, RQD
Spacing of Discontinuities
Condition of the Discontinuities
Groundwater Conditions
RMR = R1+R2+R3+R4+R5
Adjustment for Joint Orientation relative to construction
Tipe keruntuhan batuan.
Potensi keruntuhan lereng batuan sangat dipengaruhi oleh keberadaan diskontinuitas :
Tegangan kompresif dan geser pada bidang X-Y dari bentukan dasar sebuah kubus
Dalam kondisi kesetimbangan, jumlah tegangan yang bekerja di permukaan dan momen gayanya (xy, yx) sama dengan nol
Rekonstruksi selubung keruntuhan melalui uji kompresi triaksial