SIFAT FISIK BATUAN
|
SAMPEL
|
PANJANG (mm)
|
DIAMETER (mm)
|
L/D
|
||||||
|
1
|
2
|
3
|
RATA-RATA
|
1
|
2
|
3
|
RATA-RATA
|
||
|
A1
|
123
|
123.3
|
122.8
|
123.03
|
48
|
48
|
47
|
47.67
|
2.58
|
|
A2
|
122.6
|
123.1
|
122.6
|
122.77
|
45
|
49
|
48
|
47.33
|
2.59
|
|
A3
|
123.2
|
123.25
|
124.4
|
123.62
|
46
|
50
|
49
|
48.33
|
2.56
|
|
B1
|
123.5
|
123.8
|
123.2
|
123.50
|
48
|
48
|
49
|
48.33
|
2.56
|
|
B2
|
121.5
|
121.4
|
120
|
120.97
|
50
|
49
|
48
|
49.00
|
2.47
|
|
B3
|
122.4
|
122.2
|
122.8
|
122.47
|
49
|
48
|
48
|
48.33
|
2.53
|
|
C1
|
120
|
119.95
|
120.6
|
120.18
|
50
|
50
|
49
|
49.67
|
2.42
|
|
C2
|
119.7
|
120
|
120.4
|
120.03
|
49
|
49
|
50
|
49.33
|
2.43
|
|
C3
|
119.55
|
119.6
|
119.2
|
119.45
|
49
|
48
|
49
|
48.67
|
2.45
|
|
D1
|
121.3
|
120.9
|
121.1
|
121.10
|
48
|
50
|
50
|
49.33
|
2.45
|
|
D2
|
120
|
119.8
|
119.8
|
119.87
|
50
|
49
|
48
|
49.00
|
2.45
|
|
D3
|
119.8
|
120.6
|
120.1
|
120.17
|
49
|
48
|
48
|
48.33
|
2.49
|
UJI SIFAT FISIK BATUAN
|
SAMPEL
|
Wn
|
Wo
|
Ww
|
Ws
|
Bobot isi
|
berat jenis
|
Derajat kejenuhan (%)
|
n (%)
|
e
|
|||
|
asli
|
kering
|
jenuh
|
semu
|
sejati
|
||||||||
|
A1
|
545
|
520
|
596.9
|
294.5
|
1.80
|
1.72
|
1.97
|
1.72
|
2.31
|
32.51
|
25.43
|
0.34
|
|
A2
|
551.4
|
526.1
|
596.9
|
313.4
|
1.94
|
1.86
|
2.11
|
1.86
|
2.47
|
35.73
|
24.97
|
0.33
|
|
A3
|
511.4
|
523.3
|
600
|
305.5
|
1.74
|
1.78
|
2.04
|
1.78
|
2.40
|
-15.51
|
26.04
|
0.35
|
|
B1
|
553.6
|
525.2
|
593
|
300
|
1.89
|
1.79
|
2.02
|
1.79
|
2.33
|
41.89
|
23.14
|
0.30
|
|
B2
|
560
|
531.1
|
593.3
|
316.5
|
2.02
|
1.92
|
2.14
|
1.92
|
2.47
|
46.46
|
22.47
|
0.29
|
|
B3
|
552.3
|
521.7
|
593.6
|
292.5
|
1.83
|
1.73
|
1.97
|
1.73
|
2.28
|
42.56
|
23.88
|
0.31
|
|
C1
|
534.2
|
504
|
571.7
|
280.4
|
1.83
|
1.73
|
1.96
|
1.73
|
2.25
|
44.61
|
23.24
|
0.30
|
|
C2
|
540
|
510
|
580
|
270
|
1.74
|
1.65
|
1.87
|
1.65
|
2.13
|
42.86
|
22.58
|
0.29
|
|
C3
|
511.2
|
480
|
560
|
261.8
|
1.71
|
1.61
|
1.88
|
1.61
|
2.20
|
39.00
|
26.83
|
0.37
|
|
D1
|
64.7
|
56.2
|
71.7
|
30.7
|
1.58
|
1.37
|
1.75
|
1.37
|
2.20
|
54.84
|
37.80
|
0.61
|
|
D2
|
44.9
|
40.5
|
51.2
|
20.4
|
1.46
|
1.31
|
1.66
|
1.31
|
2.01
|
41.12
|
34.74
|
0.53
|
|
D3
|
42.5
|
36.5
|
46
|
16.7
|
1.45
|
1.25
|
1.57
|
1.25
|
1.84
|
63.16
|
32.42
|
0.48
|
SIFAT MEKANIK BATUAN
|
no
|
kode
|
f n (N)
|
A (cm2)
|
f geser (N)
|
σn (Pa)
|
Τ (Pa)
|
sudut geser
|
C (Pa)
|
||||
|
peak
|
residual
|
peak
|
residual
|
puncak
|
sisa
|
peak
|
residual
|
|||||
|
1
|
kering
|
200
|
13.25
|
1700
|
700
|
15.09
|
128.30
|
52.83
|
72O
|
70O
|
74
|
12
|
|
400
|
13.5
|
2000
|
1200
|
29.63
|
148.15
|
88.89
|
||||||
|
600
|
14.9
|
2600
|
2000
|
40.27
|
174.50
|
134.23
|
||||||
|
800
|
13.5
|
3400
|
2400
|
59.26
|
251.85
|
177.78
|
||||||
|
2
|
natural
|
200
|
13.3
|
1100
|
400
|
15.04
|
82.71
|
30.08
|
45O
|
40O
|
68
|
18
|
|
400
|
14.4
|
1500
|
700
|
27.78
|
104.17
|
48.61
|
||||||
|
600
|
13.2
|
1600
|
900
|
45.45
|
121.21
|
68.18
|
||||||
|
800
|
13.44
|
1700
|
900
|
59.52
|
126.49
|
66.96
|
||||||
|
3
|
jenuh
|
200
|
12.15
|
600
|
300
|
16.46
|
49.38
|
24.69
|
48O
|
50O
|
34
|
6
|
|
400
|
15.45
|
800
|
900
|
25.89
|
51.78
|
58.25
|
||||||
|
600
|
13.6
|
1200
|
1000
|
44.12
|
88.24
|
73.53
|
||||||
|
800
|
14.5
|
1300
|
1100
|
55.17
|
89.66
|
75.86
|
||||||
SIFAT FISIK DAN MEKANIK BATUAN
SIFAT FISIK
BATUAN
Adapun yang termasuk kedalam sifat
fisik
batuan adalah sebagai berikut:
1.
Bobot Isi Asli (γn)
Merupakan
perbandingan antara berat batuan asli dengan volume total batuan.
(γn) = 
2.
Bobot Isi Kering (γo)
Merupakan
perbandingan antara berat batuan kering dengan volume total batuan.
(γo) = 
3.
Bobot Isi Jenuh (γw)
Merupakan
perbandingan antara berat batuan jenuh dengan volume total batuan.
(γw) = 
4.
Apparent Specific Gravity
(GSA)
Merupakan
perbandingan antara bobot isi kering batuan dengan bobot isi air.
GSA =( )/SG
)/SG
5.
True Specific Gravity (GST)
Merupakan
perbandingan antara bobot isi jenuh batuan dengan bobot isi air.
GST =( 
)/SG
)/SG
6.
Kadar Air Asli (ωn)
Merupakan
perbandingan antara berat air dalam batuan asli dengan berat butiran
batuan
dan dinyatakan dalam %.
(ωn) = 
7.
Kadar Air Jenuh (ωsat)
Merupakan
perbandingan antara berat air dalam batuan jenuh dengan berat butiran batuan
dan dinyatakan dalam %.
(ωn) = 
8.
Derajat kejenuhan (S)
Merupakan
perbandingan antara kadar air asli dengan kadar air jenuh dan dinyatakan dalam
%.
S = 
X100%
X100%
9. Porositas
Porositas
dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan
dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang dirumuskan :
n = 
X100%
X100%
Besar
kecilnya porositas dipengaruhi oleh
beberapa faktor, yaitu ukuran butir, susunan butir, sudut kemiringan dan
komposisi mineral pembentuk batuan. Untuk
pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1.
Berikut :
10. Angka pori (void ratio)
Angka pori merupakan perbandingan
antara volume pori dan volume butir, yang dirumuskan sebgai berikut
e = 
SIFAT
MEKANIK BATUAN
1.
Uji Kuat Tekan Uniaksial ( UCS )
Penekanan uniaksial terhadap contoh batuan selinder
merupakan uji sifat mekanik yang paling umum digunakan. Uji kuat tekan
uniaksial dilakukan untuk menentukan kuat tekan batuan (σt ), 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. Dari hasil pengujian akan didapat beberapa data seperti:
a.
Kuat Tekan Batuan (σc)
Tujuan utama uji kuat tekan uniaksial adalah
untuk mendapatkan nilai kuat tekan dari contoh batuan. Harga tegangan pada saat
contoh batuan hancur didefinisikan sebagai kuat tekan uniaksial batuan dan
diberikan oleh hubungan :
Keterangan :
σc = Kuat tekan
uniaksial batuan (MPa)
F = Gaya
yang bekerja pada saat contoh batuan hancur (kN)
A = Luas penampang awal contoh batuan yang tegak
lurus arah gaya (mm)
b.
Modulus Young ( E )
Modulus
Young atau modulus elastisitas merupakan faktor penting dalam mengevaluasi
deformasi batuan pada kondisi pembebanan yang bervariasi. Nilai modulus
elastisitas batuan bervariasi dari satu contoh batuan dari satu daerah geologi
ke daerah geologi lainnya karena adanya perbedaan dalam hal formasi batuan dan
genesa atau mineral pembentuknya. Modulus elastisitas dipengaruhi oleh tipe
batuan, porositas, ukuran partikel, dan kandungan air. Modulus elastisitas akan
lebih besar nilainya apabila diukur tegak lurus perlapisan daripada diukur
sejajar arah perlapisan (Jumikis, 1979).
Modulus
elastisitas dihitung dari perbandingan antara tegangan aksial dengan regangan
aksial. Modul elastisitas dapat ditentukan berdasarkan persamaan :
Keterangan:
E = Modulus elastisitas (MPa)
Δσ. = Perubahan tegangan (MPa)
Δεa = Perubahan regangan aksial (%)
b.
Nisbah
Poisson ( Poisson Ratio )
Nisbah Poisson didefinisikan sebagai
perbandingan negatif antara regangan lateral dan regangan aksial. Nisbah
Poisson menunjukkan adanya pemanjangan ke arah lateral (lateral expansion)
akibat adanya tegangan dalam arah aksial. Sifat mekanik ini dapat ditentukan
dengan persamaan:
Keterangan:
V = Nisbah Poisson
ε l = regangan lateral (%)
εa= regangan aksial (%)
2.
Uji Kuat Tarik Tak Langsung ( Brazilian
Test )
Sifat mekanik batuan yang diperoleh dari uji ini adalah kuat
tarik batuan (σt).
Ada dua metode yang dapat dipergunakan untuk mengetahui kuat
tarik contoh batuan di laboratorium, yaitu metode kuat tarik langsung dan
metode kuat tarik tak langsung. Metode kuat tarik tak langsung merupakan uji
yang paling sering digunakan. Hal ini disebabkan uji ini lebih
mudah dan murah daripada uji kuat tarik langsung. Salah satu uji kuat tarik tak
langsung adalah Brazilian test.
Pada
uji brazilian, kuat tarik batuan dapat ditentukan berdasarkan persamaan:
Keterangan
:
σt = Kuat tarik batuan (MPa)
F = Gaya maksimum yang dapat ditahan batuan (KN)
D = Diameter contoh batuan (mm)
L = Tebal batuan (mm)
3.
Uji Kecepatan Rambat 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).
Kecepatan rambat gelombang primer ditentukan melalui persamaan 2.5.
Keterangan:
L = panjang contoh batuan yang diuji (m)
Vt= waktu tempuh gelombang ultrasonik
primer (detik)
tp = cepat rambat primer atau tekan
(m/detik)
4.
Pengujian Point Load ( Point Load Test
)
Pengujian
ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan ( strength ) dari percontoh batu secara
tidak langsung dilapangan. Percontoh batuan dapat berbentuk silinder.
Peralatan
yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar dan cukup ringan.
Pengujian cepat, sehingga dapat diketahui kekuatan datuan dilapangan, sebelum
pengujian dilaboratorium dilakukan.
Dari
pengujian ini didapat :
Dimana
:
Is = Point load strength index ( Index Franklin )
P = Beban maksimum sampai percontoh pecah
D = Jarak antara dua konus penekan
Hubungan
antara index franklin (Is) dengan kuat tekan (σt) menurut BIENIAWSKI
sebagai berikut:
σc
= 18 – 23 Is untuk diameter percontoh = 50 mm. Jika Is = 1 MPa maka index
tersebut tidak lagi mempunyai arti sehingga disarankan untuk menggunakan
pengujian lain dalam penentuan kekuatan ( strength ) batuan.
5.
Direct Box Shear Strength Test
Hal yang perlu dicatat pada
proses ini adalah
Tegangan normal 
Tegangan geser 
Percobaan dilakukan dengan tiga sampel
tanah dilakukan pecobaan seperti diatas. Nilai sudut geser dan kohesi dicari
secara grafis berdasrkan hukum Coulumb: 
6.
Uji triaxial
Tujuan
utama uji triaksial adalah untuk menentukan kekuatan batuan padakondisi
pembebanan triaksial melalui persamaan kriteria keruntuhan. Kriteria keruntuhan
yang sering digunakan dalam pengolahan data uji triaksial adalah criteria
Mohr-Coulomb. Hasil pengujian triaksial kemudian diplot kedalam kurva Mohr-
Coulomb sehingga dapat ditentukan parameter-parameter kekuatan batuan sebagai
berikut:
·
Strength envelope (kurva intrinsik)
·
Kuat geser (Shear strength)
·
Kohesi (C)
·
Sudut geser dalam (φ)
Pada
pengujian triaksial, contoh batuan dimasukkan kedalam sel triaksial, diberi
tekanan pemampatan (σ3), dan dibebani secara aksial (σ1),
sampai runtuh. Pada uji ini, tegangan menengah dianggap sama dengan
tekanan pemampatan (σ3= σ1).
0 komentar:
Posting Komentar