Top Banner

of 14

Pembahasan.docx

Oct 30, 2015

Download

Documents

Fahmi Yahya
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

BAB IPENDAHULUAN

Pengertian mekanika batuan menurut beberapa ahli, sbb :1. Menurut TalobreMekanika batuan adalah sebuah teknik dan juga sains yang tujuannya adalah mempelajari perilaku (behaviour) batuan di tempat asalnya untuk dapat mengendalikan pekerjaanpekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut (seperti penggalian dibawah tanah dan lain-lainnya).2. Menurut CoatesSeorang 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 darilingkungan 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

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-beda2. Anisotrop, adalah mempunyai sifat yang berbeda-beda pada arah yang berbeda3. 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 batuanBidangbidang 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. 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 tinggi2. Perilaku triaksial batuan di laboratorium3. 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 Batuana. 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): ap = {Wo /(Ww-Ws)}/ w Berat jenis nyata (true spesifik density) : tr = {Wo /(Wo-Ws)}/ w Kadar air asli(natural water content): (Wn-Wo)/Wo X 100% 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-nb. 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 test3. In situ Triaxial compression test4. Hidraulic fracturingSedangkan 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 ntertentu (direct box shear strength test)7. Uj kecepatan gelombang ultrasonic (ultrasonic velocity test)

Tabel 1.1 PenggunaanSifatMekanikBatuanHasilUjiLaboratorium

Tabel 1.2.PenggunaanSifatMekanikaBatuanHasilUjiInsitu

Keuntungan pengujian insitu, antara lain : 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 mobilisasiperalatan. Biaya menjadi lebih mahal.Jenis test batuan berdasarkan kerusakan bahan : a. Non destructive test, adalah pengujian tanpa merusak conto misalnya pada pengujian sifat fisikdan ultrasonic velocity testb. Destructive test, adalah pengujian yang mengakibatkan conto batuan rusak atau hancurmisalnya pada pengujian kuat tekan, kuat geser, triaxial, dan point load testMacamMacam Penimbangan Conto Batuan :1. Berat contoh batuan asli (Natural) : Wn2. Berat contoh kering (sesudah dimasukkan dalam oven 900 C selama 24 jam) : Wo3. Berat contoh jenuh (sesudah direndam dalam air selama 24 jam) : Ww4. Berat contoh jenuh + berat air + berat bejana : Wa5. Berat contoh jenuh tergantung dalam air + berat air + berat bejana : Wb6. Berat contoh jenuh dalam air : Ws = (Wa Wb)7. Volume contoh total = Ww Ws8. Volume contoh tanpa pori-pori = WoWs

BAB IIPEMBAHASAN

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 testPeralatan yang digunakan pada rock loading test (jacking test) :1. Doaring part2. Boaring plate3. Spherical base4. Dial gauge5. Support column6. Joint7. Oil jack8. Prosoure plate9. Facing10. Extensor retor11. Rock surface12. Basic doam13. Basic doam support14. Oil pressure hones15. Pressure gauge16. Oil pumpUji 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 GaugeDial 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.

Gambar 2.2 Bagian-bagian alat dial gaugeCara Pembacaan Dan Penggunaan AlatSaat 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.

Gambar 2.4 Dial gaugeSebagai 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 mmskala pada jarum pendek dibaca : 3 x 1 mm = 3 mmmaka 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 Pengukuran1. 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 ElastisitasModulus elastisitas (E) didefinisikan sebagai hasil pembagian antara tegangan () dan regangan (e) : E= /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 elastisitasBahanModulus YoungModulus ShearModulus Bulk

(N/m2)

Besi100.10940. 10990. 109

Baja200. 10980. 109140. 109

Kuningan90. 10935. 10975. 109

Aluminum70. 10925. 10970. 109

Beton20. 109--

Marmer50. 109-70. 109

Granit45. 109-45. 109

Nylon5. 109--

Tulang15. 10980. 109-

Air--2. 109

Alkohol--1. 109

Raksa--2. 109

H2, He, CO2--1.01. 109

BAB IIIPENUTUP

KesimpulanMekanika Batuan merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku mekanik batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya darilingkungan 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).

FacingExtensor retorRock surfaceBasic doamBasic doam supportOil pressure honesPressure gaugeOil pempPeralatan yang digunakan pada rock loading test (jacking test) : Doaring part Boaring plate Spherical base Dial gauge Support column Joint Oil jack Prosoure plate

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 20131