BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Latar Belakang Belakang
Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui dalan Mekanika Batuan yang dapat dikelompokkan menjadi 2, yaitu: a. Sifat fisik fisik batuan. batuan. Seperti Seperti bobot bobot isi, isi, berat berat jenis, jenis, porositas, porositas, angka angka pori, pori, dll. dll. b. Sifat mekanik batuan. Seperti kuat tekan uniaksial, kuat tarik, kuat geser, modulus elastisitas dan poisson ratio. Batuan adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid) berupa massa yang berukuran berukuran besar besar ataupun ataupun berupa berupa fragmen-fr fragmen-fragmen agmen (S!M). "lmu mekanika mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan teoritik yan mempelajari tentang karakteristik, perilaku, dan respon massa batuan akibat perubahan keseimbangan medan gaya disekitarnya, baik karena akti#itas manusia maupun alamiah. $ada dasarnya batuan di alam yang kemudian disebut dengan massa batuan mempunyai sifat sebagai berikut : %.
&ete &eterroge ogen artin rtiny ya massa assa batu batuaan terd terdir irii dari dari bebe bebera rapa pa jeni jeniss miner ineraal, bentuk butir serta ukuran utir utir penyusun batuan berbeda, berbeda, dan ukuran pori pori
2.
(void) yang tidak sama. 'isk 'iskon onti tinu nu,, meru merupa paka kan n sifa sifatt batu batuan an yan yang g ada ada akib akibat at akt akti# i#it itas as geo geolo logi gi seperti kekar, sesar, lipatan perlapisan, retakan, dan sebagainya. Sifat
.
diskontinu enderung akan memperlemah memperlemah kekuatan dari dari massa batuan. nis nisot otro rop p yai yaitu tu sifa sifatt men mener erus uska kan n gay gayaa ke ke seg segal alaa ara arah h tid tidak ak sama sama,, aki akiba batt dari kondisi heterogen dan diskontinu.
*amun sifat massa batuan yang sangat sulit dianalisis dengan pendekatan matematika matematika maka sifat tersebut tersebut dalam mekanika batuan disederha disederhanakan nakan melalui asumsi dasar. sumsi sumsi tersebut menganggap bah+a batuan mempunyai sifat homogen, kontinu, dan isotrop, yang kemudian disebut dengan batuan utuh atau Intact rock. rock.
'alam pengujian sifat mekanik salah satu pengujian yang dilakukan adalah kuat tekan uniaksial, adapun pengujian ini akan digunakan untuk menentukan nilai kuat tekan uniaksial, batas elastik, modulus elastisitas, dan poissons ratio. Selain dengan pegujian kuat tekan uniaksial, untuk menentukan nilai kuat tekan uniaksial
%
seara tidak langsung dapat dilakukan dengan pengujian uji beban titik, dan shmidt hammer.
1.2. Tuuan Praktikum
dapun tujuan dari praktikum pengujian kuat tekan uniaksial adalah : %. Menget Mengetah ahui ui dan memaha memahami mi perala peralatan tan yang yang diguna digunakan kan dan prosed prosedur ur pengujian kuat tekan tekan uniaksial.
2. Memahami konsep beban, tegangan dan regangan. . Meng Mengeta etahu huii aplik aplikasi asi dari dari param paramete eterr yang diha dihasil silka kan n dari dari peng penguj ujian ian kuat tekan uniaksial. $arameter yang didapatkan dalam pengujian kuat tekan uniaksial antara lain : %. 2. . /.
uat uat teka tekan n unia uniaks ksial ial,, Batas atas ela elast stis is,, Modu Modulu luss young oung,, *isb *isbah ah $ois $oisso son, n,
2
BAB II LANDA!AN TE"#I
1.1.
$onsep %asar
'alam pengujian kuat tekan uniaksial (01S) ada beberapa konsep dasar yang perlu diketahui. onsep yang paling penting dipahami adalah: •
konsep beban-tegangan-regangan. pabila suatu benda dikenai beban (load ) akan mengalami tegangan ( stress), apabila karakter menahan tegangan terlampaui maka benda tersebut akan meregang ( strain).
Menurut &unt (23), tegangan ( stress) (
σ
) adalah
gaya per satuan luasan4 gaya yang bekerja pada suatu luasan tertentu. ( •
P A
).
Sedangkan regangan (Strain) (5) merupakan perbandingan antara perubahan panjang dengan panjang mula-mula yang diakibatkan oleh tegangan. $ada saat batuan menerima beban enderung akan mengalami perubahan bentuk dalam arah lateral (regangan lateral), arah aksial (regangan aksial), dan seara #olumetrik (regangan #olumetrik)
&asil uji kuat tekan uniaksial yang meliputi pengukuran beban, perpindahan aksial dan perpindahan lateral serta memperhitungkan luas kontak dan ontoh batuan akan mendapatkan kur#a seperti gambar 2.%. dalam kur#a ini memberikan informasi perilaku batuan saat diberikan tegangan aksial.
b 2 a% 8 85 ba f v i Ak La 6 Taocracks R closing 6 ter ta lur si lu 7 e s e m al g el etr a as ik n tis /g yi a el n d ( po M % int
)P a)
9ambar 2.% ur#a tegangan-regangan 'alam pengujian kuat tekan uniaksial didapatkan beberapa informasi yaitu : 1. $uat Tekan Uniaksial ( σ c )
merupakan gambaran dari nilai tegangan
maksimum yang dapat ditanggung sebuah ontoh batuan sesaat sebelum ontoh batuan tersebut hanur atau runtuh ( failure) tanpa adanya pengaruh dari tegangan pemampatan. 'efinisi ini dikemukakan oleh Made sta+a ai, dkk. $ersamaan kuat tekan uniaksial adalah sebagai berikut F σ c = A Menurut 9riffith (%;2%) bah+a arah retakan dari sebuah material getas akan sesuai dengan tegangan utama maksimumnya. Sehingga apabila persyaratan kondisi ideal pengujian telah terpenuhi maka ontoh uji batuan getas akan peah searah dengan pembebanan maksimumnya yaitu tegangan aksialnya. Mekanisme peahnya batuan getas tergantung jenis batuan, kondisi rekahan a+al pada perontoh batuan dan sistem mesin kuat tekan yang digunakan. Maka bentuk peahannya dapat ber#ariasi mulai dari kataklastik, axial splitting, peahan keruut, homogeneus shear, combonation axial & local shear, dan splintery & oino leaves bucling. *amun karena beberapa kesalahan dalam pengujian seara umum peahan yang terjadi adalah shear failure, axial splitteing, dan multiple Cracking. Shear failure terjadi ketika rekahan tunggal atau beberapa rekahan mempropagasi ke seluruh ontoh batuan, sehingga terjadi pergeseran sepanjang rekahan yang terbentuk. Axial Splitting
/
terbentuk jika rekahan yang terjadi searah atau paralel dengan arah tegangan aksial. &al ini menunjukkan bah+a ikatan butiran pada ontoh akan runtuh karena tarikan. Sedangkan multiple cracking terjadi ketika ontoh peah sepanjang banyak bidang pada arah yang tidak beraturan. "ni merupakan kombinasi dari runtuhan geser dan axial splitting. Berdasarkan nilai kuat tekan yang didapatkan, nilai tersebut dapat diklasifikasin menurut beberapa ahli yaitu : !abel 2.% Sifat fisik dan mekanik beberapa batuan utuh (tte+ell < =armer %;3>) $uat Bo'ot Isi &enis U(! UT! geser #uah Porositas 'atuan )*Pa+ )*Pa+ )*Pa+ )tonm + 9ranit %-2? 3-2? %/-? 2,>-2,; ,?-%.? 'iorit %?- %?- * * * 'iabas %-? %?-? 2?-> 2,3 - ,? ,%-,? 9abro %?-? %?- * 2,@-,% ,%-,2 Basalt %- %- 2-> 2,@-2,; ,% -%, 9neis ?-2 ?-2 * 2,@-, ,? - %,? Marmer %-2? 3-2 * 2,>-2,3 ,?-2 Slate %-2 3-2 %?- 2,>-2,3 ,%-,? uartAit %?- %- 2-> 2,>-2,3 ,%-,? Batupasi 2-%3 /-2? @-/ 2,-2,> ?-2? r Serpih ?-% 2-% - 2,-2,/ %- 9amping -2? ?-2? %-? 2,2-2,> ?-2 'olomit -2? %?-2? * 2,?-2,> %-? Baja ;-%? * * * * !abel 2.2 lasifikasi kekerasan batuan menurut tte+ell < =armer (%;3>) $lasiikasi $uat Tekan )*Pa+ Tipikal &enis Batuan Sangat lemah
%-2
emah
2-/
Medium
/-@
uat
@-%>
apuk dan batuan sedimen terkompaksi - lemah Batuan sedimen tersementasi lemah, skis Batuan sediment kompeten, beberapa batuan beku dengan bobot isi rendah dan berbutir kasar Batuan beku kompeten, beberapa batuan metamorfosa dan batupasir halus
?
Sangat uat
%>-2
uarAit, batuan beku dengan bobot isi berat - berbutir halus.
!abel 2. lasifikasi kekuatan batuan utuh menurut 'eere < Miller (%;>>) $elas Deskripsi U(! )*Pa+ atau%
ekuatan sangat tinggi
C2
B atau 2
ekuatan tinggi
%%-22
1 atau
ekuatan menengah
??-%%
' atau /
ekuatan rendah
2@-??
7 atau ?
ekuatan sangat rendah
D2@
2. Batas Elastis
&arga batas elastik dinotasikan dengan
σ E
, dimana pada gambar 2.%
diukur saat grafik regangan aksial meninggalkan keadaan linier pada suatu titik tertentu. !itik ini dapat ditentukan dengan membuat sebuah garis singgung pada daerah linier dari grafik tersebut, sehingga pada kondisi jelas trlihat grafik minggalkan keadaan linier dengan kelengkungan tertentu hingga menapai punak (peak). $ada titik ini diproyeksikan tegak lurus ke sumbu tegangan aksial sehingga didapatkan nilai batas plastik. -.
*o%ulus /oung didefinisikan oleh Made sta+a ai (2%) merupakan
kemampuan batuan untuk mempertahankan kondisi elastiknya. 'alam pengujian kuat tekan uniaksial batuan mengalami beberapa tahap
deformasi. 'eformasi
yang pertama terjadi yaitu deformasi elastis, apabila beban yang diberikan semakin besar, maka terjadi deformasi plastis, atau deformasi terjadi seara permanen menurut oesnaryo (2%). *ilai modulus young yang diturunkan dari kemiringan kur#a tegangan-regangan pada bagian yang linier karena pada saat inilah ontoh mengalami deformasi elastik. Modulus Eoung dapat dirumuskan sebagai berikut : ∆ σ E= ∆ εa eterangan : 7 F Modulus Eoung (M$a) ∆ σ F Beda tegangan (M$a)
>
∆ εa F beda regangan aksial (G) 'alam menentukan modulus young, terdapat ara yaitu : *o%ulus /oung !ekan (Secant oung!s "odulus) adalah modulus young yang diukur dari tegangan F sampai tegangan tertentu, yang biasanya ? G dari nilai kuat tekan uniaksial. *o%ulus /oung Tangen (#angent oung!s "odulus) adalah modulus young yang diukur pada tingkat tegangan ?G σ yp *o%ulus /oung #ata0rata ( Average oung!s "odulus) adalah modulus young yang diiukur dari rata-rata kemiringan kur#a atau bagian linier yang terbesar dari kur#a. &ubungan kekuatan dan deformabilitas dari 'eere < Miller (%;;>) dan Bell (%;;), bah+a Modulus Eoung akan membesar seiring dengan kenaikan kuat !ekan. . Nis'ah Poisson *isbah $oisson (v) adalah nilai mutlak dari perbandingan antara tegangan lateral terhadap tegangan aksial.(Made sta+a ai, 2%). Hika suatu material diregangkan pada satu arah, maka mateial tersebut enderung mengkerut (dan jarang mengembang) pada dua arah lainnya, berbeda dengan batuan yang ditekan akan mengembang (jarang mengkerut) pada dua arah lainnya. 'alam deformasi elastik mekanik, keenderungan material untuk mengkerut atau mengembang dalam arah tegak lurus terhadap arah pembebanan dikenal sebagai efek poisson.oleh karena itu apabila batuan yang berbentuk silinder diberikan beban maka akan terjadi regangan baik seara lateral ataupun aksial. $ersamaan untuk menghitung nisbah poisson adalah #F
ε lateral ε aksial
*isbah $oisson sangat bergantung pada tingkat tegangan dan dipengaruhi oleh pembukaan dan penutupan rekahan dalam batuan saat pengujian dilakukan dan nilai ber#arisi sesuai dengan deformasi yang dialami batuan tersebut. !abel 2.> ategori *isbah $oisson menurut 9erek (23) $ategori
!angat
*$ (v)
#en%ah Dv $ %,%
#en%ah
,%DvD,2
3
*e%ium
,2D vD,
Tinggi
!angat
,DvD,/
Tinggi ,/DvD,?
2.2 aktor 3ang *empengaruhi dapun yang mempengaruhi hasil pengujian kuat tekan uniaksial sesuai dengan
Made sta+a ai, pada buku atatan kuliah mekanika batuan, laboratorium 9eomekanika "!B dapat dibagi menjadi 2 faktor utama yaitu: %. =aktor intern a. 9eometrik dan ontoh batuan pabila menggunakan bentuk silinder, kubus atau persegi panjang, tentu saja menghasilkan hasil yang berbeda tergantung luas permukaan yang terkena beban. Eang perlu diperhatikan adalah perbandingan antara diameter dan tinggi harus 2 sampai 2,? (Menurut "SM). pabila tidak memenuhi perbandingan tersebut maka nilai kuat tekan yang dihasilkan harus dikoreksi, karena semakin besar perbandingan antara diameter dan tinggi perontoh batuan maka nilai kuat tekan yang dihasilkan semakin besar. Menurut S!M koreksi kuat tekan yang digunakan adalah : σ c
σ c ( l = D ) F
0,778+
0,222 D L
Menurut $rotodiakono# oreksi kuat tekan yang digunakan adalah : 8 σ c
σ c ( l = 2 D ) F
7+
2 D L
b. Bobot "si, andungan Mineral, 0kuran Butir dan "sotropik Bobot isi merupakan angka yang menunjukkan kerapatan suatu material. Sehingga semakin besar bobot isi maka kerapatan dari suatu material akan semakin tinggi. 'engan semakin tinggi kerapatan suatu batuan maka nilai kuat tekan batuan tersebut semakin tinggi pula. ekerasan batuan sangat ditentukan oleh kandungan mineral yang terkandung dalam batuan tersebut. Semakin keras mineral pembentuk batuan tersebut maka angka nkuat tekan yang dihasilkan juga semakin besar. "ni dapat dilihat pada tabel 2.2. nilai kekerasan batuan dinyatakan dengan skala mohs, skala mohs terdiri dari % sampai %, semakin besar nilai skala mohs maka semakin kuat batuan tersebut. Bidang lemah akan memperlemah kondisi batuan, sehingga pada pengujian kuat tekan uniaksial, akan semakin memperkeil nilai kuat
@
tekan batuan tersebut. 'emikian juga dengan sifat anisotrop batuan akan membuat hasil uji kuat tekan batuan akan berbeda satu dengan yang lainnya meskipun batuan tersebut jenisnya sama. 2. =aktor ekstern a. ondisi plat penekan Sesuai dengan anjuran "SM (%;@%), pengujian kuat tekan harus memenuhi beberapa persyaratan seperti karakteristik alat penekan yaitu kekerasa, tebal, dan diameter. 'iameter alat penekan akan mempengaruhi distribusi tegangan di dalam ontoh batuan. Hika diameter plat penekan melebihi batas yang ditentukan maka akan terjadi yang disebut pembatas gesek antara plat penekan dan ontoh batuan dan akhirnya sisi ontoh batuan yang berdekatan dengan plat penekan akan mengalami efek pengungkungan yang akhirnya akan memberikan nilai kuat tekan yang tidak murni. b. ekakuan mesin tekan ekuatn alat penekan akan mempengaruhi proses runtuh batuan dalam uji kuat tekan, apakah akan mengalami runtuh seara #iolently atau tidak. $erbedaanya diirikan oleh post failure beha#ior yang dibagi dalam dua bagian yaitu, kelas batuan " dan elas Batuan "". . ondisi lingkungan ontoh batuan - andungan air andungan air yang terkandung pada batuan akan menentukan nilai kuat tekan batuan tersebut. Semakin jenuh batuan tersebut, semakin lemah nilai kuat tekannya. &al ini dikarenakan partikel pada batuan akan melemah seiring dengan meningkatnya kadar air yang terkandung pada batuan tersebut. d. !empratur !empratur akan mempengaruhi hasil uji kuat tekan uniaksial batuan. !erutama nilai modulus young (7). semakin tinggi temperatur pengujian semakin rendah nilai modulus young yang didapat. Sebaliknya semakin rendah tempratur pengujian, maka nilai modulus young yamg didapatkan semakin besar. Seara umum, kenaikan temperatur dapat membuat batuan semakin dutile, sehingga mengurangi kekuatan batuan. e. aju $embebanan Seara umum, kuat tekan batuan dan modulus elastisitas akan naik siring laju penekanan (pembebanan). Salah satu aspek dalam teori elastisitas adalah tidak adanya komponen +aktu dan seluruh energi
;
peregangan dapat dikembalikan, sehingga seluruh energi peregangan yang dikenakan kepada suatu benda saat pembebanan saat pembebanan dapat kembali dibebaskan saat pembenanan dihentikan dan dikurangi. 'an disiis lain saat +aktu disertakan, selalu ada histeris dalam kur#a tegangan-reganagn untuk pembebanan dan pelepasan beban. (&udson <&arrison, 2) uat tekan biasnya bertambah seiring dengan laju deformasi. ekuatan punak akan mengalami kenaikan sebesar %G untuk kenaikan laju deformasi sebesar %-4s (Serdengti < BooAer, %;>% dan Brae < Martin, %;>@)
%
BAB III PELA$!ANAAN P#A$TI$U*
-.1 Peralatan %an Perlengkapan lat dan perlengkapan yang digunakan untuk pengujian praktikum kuat
tekan uniaksial terdiri dari : %. 2. . /.
Mesin uat !ekan 0niaksial 'ial 9auge untuk mengukur deformasi yang terjadi ( buah) Hangka Sorong ikir atau amplas untuk menghaluskan permukaan perontoh batuan.
-.2 Prose%ur Praktikum .
dapun prosedur pengujian kuat tekan uniaksial adalah sebagai beikut %. Melakukan preparasi perontoh batuan yang akan diuji. 2. Mengukur diameter onto batuan, dilakukan dua kali pengukuran. $engukuran
pertama
dilakukan
pada
penampang
atas,
sedanglan
pengukuran kedua dilakukan pada penampang ba+ah, masing masing dalam keadaan yang tegak lurus. . Mengukur tinggi perontoh, dilakukan dua ali, masing masing sejajar sumbu aksial dan saling tegak lurus. !inggi perontoh harus berukuran 2 - 2,? kali diameter. pabila tidak sesuai, maka nilai kuat tekan harus dikoreksi. /. Meletakkan onto pada alat uji kuat tekan uniaksial. ?. Memasang dial gauge pada kondisi sempurna, sehingga pembaaan a+al kedudukannya tetap dalam keadaan yang benar. 'ua dial digunakan untuk mengukur deformasi lateral dan satu buah dial digunakan untuk mengukur deformasi aksial. >. Memutar engkol pada mesin kuat tekan sampai mengenai perontoh. 3. Mengatur angka pada dial untuk dial beban dan aksial digunakan koreksi nol. Sedangkan pada dial lateral digunakan koreksi masing-masing ?. @. 'alam pembaaan dial, satu orang membaa dial beban satu orang membaa dial deformasi aksial dan dua orang membaa dial deformasi lateral. ;. Memutar engkol mesin kuat tekan uniaksial serta melakukan pembaaan masing-masing dial. %. $engujian dihentikan sampai batuan tersebut failure.
%%
%%. Mengamati bentuk failure yang timbul akibat pembebanan. -.- 4am'ar Peralatan Praktikum
9ambar .% lat uat !ekan 0niaksial
%2
BAB I5 HA!IL P#A$TI$U*
.1 Ta'ulasi Data Hasil Praktikum
!abel /.% !abel &asil $erhitungan 'ata PENGUJIAN KUAT TEKAN Unconfned Compressive Strength jenis contoh
: sampe A : # semen : $ pasir
no contoh
/e0an %Kg&
Tegang an %1pa&
Pem0acaan 2dia da!ge2 a"si a atera 3
+(++++
+
##(*)) 5
+(.6)$ '
5$(*,# 6
+(,',. ,
)6(6** #
+($$*' +
*.(6)$ )
+('5)# '
..5(6, #
+(*,#6 5
!"!ran percontoh '()*+ tinggi %h& + diameter ,(*)+ %d& + h-d # .#(,. !as %A& ++
3d. +
$
..
#+
#,
#)
+
+
.
.($
#
#($
3d# +
7,
75
7$
7'
7*
%
cm cm
cm#
regangan atera vo!m a"sia e
4
3d
a
4
4
+ 7 +(+++ ') 7 +(+++ ') 7 +(+++ 66 7 +(++. #) 7 +(++. )5
+ 7 +(+++ 6) 7 +(+++ +6
+
+
7,
+(+++ )$
7,
+(++. 5,
7,($
+(++# )+
7$
+(++# **
7)($
+(++, ,6
v
+(+++ 6, +(+++ 5' +(+++ .+
.,'('* 65
.(..*5 +
.)+(') 56
.(,+$* '
.6,(', .#
.(5*#$ 5
#+)()* ')
.()'*. +
##*()) 5
.(6)$) '
#$#(), +5
#(+$## 5
#'$($* )6
#(#,66 +
#*6($) ,#
#(5#$, '
,#.($# *)
#()..* 5
,55(5* )
#('*6$ .
,)'(5) #5
#(*6$+ '
,*+(5# 66
,(.'.) 5
5.,(,* $#
,(,$6# .
5,)(,) .)
,($55' '
5$*(,# 6
,(',., 5
56#(#* 55 $+$(#)
,(*.'* . 5(.+55
,#
,)
5+
55
56
$#
$)
).
))
'+
',
''
6+
6$
66
*5 *)
,
$
)
$
$
5
5
5
$
5($
,($
5
,($
,($
,($
, ,
7.+
7..
7.#
7.#
7..
7.#
7.+
7..
7..
7.#
7.,
7.#
7.,
7.#
7.#
7.# 7.#
%/
7'
+(++5 .)
7)
+(++5 )6
7)
+(++$ #+
7'
+(++$ '#
7)
+(++) #5
76
+(++) ')
7)
+(++' #6
7'
+(++' *,
7)
+(++6 $6
7'($
+(++* .+
7*($
+(++* 5*
76
+(+.+ +.
7*($
+(+.+ 5+
76($
+(+.. +$
76($
+(+.. 55
7* 7*
+(+.# ## +(+.#
7 +(++. '' 7 +(++. $# 7 +(++. $# 7 +(++. '' 7 +(++. $# 7 +(++# +# 7 +(++. $# 7 +(++. '' 7 +(++. $# 7 +(++. 6* 7 +(++# 5+ 7 +(++# +# 7 +(++# 5+ 7 +(++# .$ 7 +(++# .$ 7 +(++# #' 7
+(+++ ), +(++. )$ +(++# .' +(++# .* +(++, #. +(++# '# +(++5 #$ +(++5 5+ +(++$ $$ +(++$ ,. +(++5 )* +(++$ *' +(++$ ). +(++) ') +(++' .$ +(++' )6 +(++'
+6
'
56
$#6(## '#
5(#*.+ 5
7*
+(+., ++
$$.(.* ,)
5(5'') .
7..
+(+., )$
$'5(.)
5())5. 6
7..
+(+.5 +5
$*'(.# )5
5(6$+' 5
7.#
+(+.5 $)
)#+(+* #6
$(+,', .
7.+
+(+.$ +6
)5,(+$ *#
$(##,6 6
7.+
+(+.$ )+
)))(+# $)
$(5.+5 5
7*
+(+.$ **
)66(** #
$($*'+ .
76
+(+.) )5
.++
.+$
.+6
..#
..)
.#+
.#,
.#6
#
.
.
+
.
#
,
5
7..
7.#
7.#
7.#
7..
7.#
7.#
7.#
.2 Perhitungan
$erhitungan tegangan F σ = A F 22,;>>/ kg 4%2,% m 2 F %, @>?3 kg4m2 F ,%@?>3 M$a 'st
$erhitungan Id Id
F Id %JId2 F J (-)
%?
+(++# #' 7 +(++# #' 7 +(++# '6 7 +(++# '6 7 +(++, +, 7 +(++# $, 7 +(++# $, 7 +(++# #' 7 +(++# +#
*5 +(++6 5) +(++6 .+ +(++6 5* +(++6 $+ +(+.+ +, +(+.+ $$ +(+.. 5$ +(+.# )+
F - 'st
$erhitungan regangan aksial 5a
F Il 4 h F( ,? m 4 3,>; m) F ,>
'st
$erhitungan regangan lateral 5d
F Il 4 d F ( -,? m 4 ,;> m) F ,3>
'st
$erhitungan regangan #olumetrik 5#
F 5a J 2 5d F
,> J (-,%?2)
F - ,@> (mungkin terjadi kesalahan) 'ata yang didapatkan dari grafik maka nilai kuat tekan yang didapatkan σ F ?, 33 M$a
'ata yang didapatkan dari grafik maka nilai batas elastis yang didapatkan σ e F M$a
'ari grafik maka nilai modulus young rata-rata adalah E=
∆ σ ∆ εa
F I σ 4 I5 F % 4 2,@? K % - F ?, @3 Mpa
%>
'ari grafik maka didapatkan nilai nisbah poisson adalah #F F
ε lateral ε aksial
1,5 8,57
F ,%3?
%3
BAB 5 PE*BAHA!AN
6.1 Analisis Data 'alam pengujian kuat tekan uniaksial beban yang diberikan hanya pada satu arah, yaitu aksial. 'engan pembebanan yang dilakukan maka batuan akan mengalami deformasi. 'eformasi yang terjadi yaitu deformasi aksial, lateral dan #olumetrik. 'eformasi yang terjadi seara lateral apabila diberikan tegangan searah aksial akan enderung mengembang (jarang mengkerut).
'alam $engujian kuat tekan uniaksial menurut "SM ada beberapa hal yang harus dipenuhi oleh perontoh batuan yang digunakan. 4' mempunyai #ariasi tertentu. Sebaiknya onto yang digunakan kurang lebih ?/ mm, dianjurkan juga bah+a diameter peronto uji berhubungan dengan ukuran butir terbesar yang ada di dalamnya dengan perbandingan paling tidak %:%. edua muka onto peruji harus menapai kerataan hingga ,2 mm dan tidak meleneng dari sumbu tegak lurus lebih besar dari ,% radian (sekitar 2,? min) atau ,? mm (,> rad). 'emikian juga untuk panjangnya harus rata dan bebas dari ketidakrataan sehingga kelurusannya sepanjang ontoh batu uji tidak meleneng lebih daripada , mm.
6.2 Aplikasi
dapun data yang didapatkan dari $engujian kuat tekan uniaksial dapat diaplikasikan ke dalam penambangan adalah sebagai berikut : %. $arameter dalam menentukan metode penggalian yang akan digunakan, apakah akan menggunakan alat mekanis atau menggunakan peledakan. Salah satu ontoh kriteria penggalian yang menggunakan data kuat tekan uniaksial adalah menurut olleth (%;;), 2. Menentukan kriteria gigi gali dalam pemberaian batuan menggunakan alat mekanis, kriteria yang biasanya digunakan adalah 'urst < Logt, %;@@ < &agan, (%;;)
%@
. Menentukan Henis material4mineral yang terdapat dalam batuan, dengan mengkombinasikan dengan data bobot isi dan porositas, maka dapat diperkiran jenis batuan tersebut (kriteria tte+ell < =armer %;3>) /. Menjadi salah satu parameter dalam menentukan kualitas batuan, seperti M System. 'engan bilai M dapat menentukan stand up time dan span ?. nalisis kestabilan, digunakan dalam menganalisis keruntuhan. da banyak kriteria keruntuhan yang biasa digunakana dalam penambangan, seperti Mohr, Mohr-1oulomb, 9riffith, &oek and Bro+n, !resa, dan kriteria tegangan tarik maksimum. >. *ilai poisson ratio juga digunakan untuk mengaanilis kemantapan lubang bukaan dengan metode finite elemen 3. *ilai batas elasatis dapat digunakan untuk menentukan batas tegangan dalam jangka panjang. @. *ilai-nilai 01S juga dapat digunakan untuk klasifikasi alat gigi gali seperti pada tabel di ba+ah ini !abel ?.% lasifikasi alat gigi gali , 01S oleh 'urst < Logt, %;@@ < &agan, %;; Alat 4ali
$lasiikasi Batuan Utuh
U(! )*Pa+
edge tooth
Sangat lunak
D 2
'rag4point pik
Sangat lunak - lunak
D %2/
'is utter
unak - keras
? - %
Button utter
eras - sangat keras
C 2/
tau dapat juga digunakan untuk pengklasifikasian kuat tekan dan skala Mohs seperti pada tabel !abel. ?.2 lasifikasi uat !ekan dan skala Mohs menurut Bienia+ski < !amrok $lasiikasi
$uat tekan Uniaksial )*Pa+ Bienia7ski, 189Tamro:k, 18;;
!angat keras
2?-3
2 <9=
$eras
%-2?
%2-2 <>09=
%;
$eras !e%ang
?-%
>-%2 <,60>=
(ukup Lunak
-
-> <-0,6=
Lunak
2?-?
%- <20-=
!angat Lunak
%-2?
-%
*ote : <0=, kekerasan mohs
BAB 5I PENUTUP
>.1 $esimpulan 'ari data yang didapatkan didlam pengujian kuat tekan uniaksial maka didapatkan data sebagai berikut :
σ F ?, 33 M$a σ e F M$a
2
E=¿ ?, @3 Mpa # F ,%3? maka batuan tersebut dapat dikategorikan dari beberapa kriteria termasuk jenis batuan yang sangat lunak. 'ari data nisban poisson menurut 9ereek termasuk kategori rendah. pabila akan melakukan penggalian maka alat penggalian yang disarankan digunakan adalah alat mekanis.
>.2 !aran Berdasarkan kegiatan praktikum kuat tekan uniaksial, ada beberapa saran yang perlu diperhatikan
1. Sampel yang digunakan harus memenuhi standar. 2. $engamatan deformasi harus teliti. -. lat yang digunakan mampu untuk pengujian untuk batuan yang
mempunyai kuat tekan yang besar
DATA# PU!TA$A
N%O sta+a ai, MadeP ramadibrata, Suseno. 2%. 1atatan uliah Mekanika Batuan di aboratorium 9eomekanika. "ntitut !eknologi Bandung N2O 1 yllie, 'unanP Mah 1hristopherP &oek 7#ertP Bray H.2/. ok Slope 7ngineering. Spon $ress : ondon NO '+i *agara, Barlian.2%. Buku $anduan $raktikum $eledalan di $rogram Studi !eknik $ertambangan. =akultas !eknologi Mineral. 0$* Leteran Eogyakarta.
2%
N/O &ariyanto, P SudarsonoP idodo, $riyo. 2%/. Buku $enuntun $engujian di aboratorium Mekanika Batuan. $rogram Studi !eknik $ertambangan. =akultas !eknologi Mineral. 0$* QLeteranQ Eogyakarta. N?O &unt, oy 7. 23. 9eotehnial "n#estigation Methods. 11 $ress : ondon
Tugas? 1. *en:ari ta'le klasiikasi 'atuan 'er%asarkan nilai kuat tekan 2. *en:ari enis retakan 3ang mun:ul pa%a saaat 'atuan %itekan. )a%a %i 'uku ITB+
22
