Latihan Soal Mekanika Batuan

TUGAS SOAL LATIHAN MEKANIKA BATUAN DOSEN : JOKO APRIANTO, ST.

DIKERJAKAN OLEH :

BENNY PUTRA ARITONANG DBD 113 040

KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS PALANGKA RAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN 2016

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.











L!"#$ S%& M'($"( B!)$

1. Sebuah batuan batuan hasil pembora pemboran n memiliki memiliki dimensi dimensi diameter diameter 82 mm, mm, tinggi tinggi 169 mm, berat basah 21,42 N dan berat kering 20,31 N. Tentukan a. !era !eratt isi isi basah asah b. !erat isi kering ". #orositas 2. $ata $ata tab tabel el u%i u%i stre stress ss str strai ain n - pa

/a

/l

/

1,31 2,62 3,93 ,24 6, ,66 9,1 9,82

3202,2 032,02 6861,8 6,6 9149,13 1021, 12168,34 14181,1

612,24 1292,2 119,2 226, 328,98 3968,2 89,69 12131,2

19,2 2446,98 3823,31 3241,62 23,1 28 36,96 10081,9

3. !eberapa !eberapa alat alat u%i mekanika mekanika !atuan !atuan beserta "ara ker%an&a ker%an&a a. #oin #ointt 'o 'oad Test b. ()S ". Tria*ial d. !ra+ !ra+il illi lian an Test e. $ire $ire"t "t Shea Sheare re Test . Slak Slakee $ura $urabi bili lit& t&

1. S%& : Sebuah batuan hasil pemboran memiliki dimensi diameter 82 mm, tinggi 169 mm, berat basah 21,42 N dan berat kering 20,31 N. Tentukan d. !e t isi isi b ah











P'$*'&'+"$ : d  82 mm  8,2 "m t  169 mm  16,9 "m

D"('! D"('!#) #)"" :

!erat basah 5n7  21,42 N  2183,49 2183,49 gram !erat kering 507  20,31 N  200,33 gram D"!$*

a7. !erat isi basah 5 γ b)

:

b7. !erat isi kering 5

γ

d)

"7. #orositas 5n7 J-$ :

  14 . π .d2 .t   0,2 * 3,14 * 58,2 "m7 " m7 2 * 16,9 "m   0,2 * 3,14 * 6,24 "m 2 * 16,9 "m   892,04 "m 3

aka,

a7

γ

γ ¿

¿ Wn b ( Ww −Ws ) ¿ Wn

b

v

2183,49 gr 892,04 cm

¿

b7

γ

γ

3

2,44 gr/cm3

¿ W 0 d ( Ww −Ws ) 0 ¿ W 0

d

v











¿ 2,32 gr / cm

3

"7 #oro #orosi sita tass 5n7 5n7 ( Wn −W 0 ) n  ( Ww −Ws ) * 100: n

Wn −W 0 0 * 100 : v 2183,49 gr −2070,33 gr

n

892,04 cm 3 112,16 gr

n

892,042 cm 3 * 100:

n  12,68 :

3. B'B'-'/ '/  A&! A&! U" U" M'($" M'($"( ( B!)$ B!)$

* 100:











5 strength77 dari per"onto batu Point load test dilakukan untuk mengukur kekuatan 5 strength se"ara tidak langsung di lapangan. Point Load Test Test atau pengu%ian titik beban merupakan substansi pengu%ian dari aktor kehadiran bidang lemah &ang mempengaruhi ke"epatan rambat gelombang ultrasonik dari suatu batuan 5spesimen batuan7. #er"ontoh batuan dapat berbentuk silinder. #eralatan &ang digunakan mudah diba;aba;a, tidak begitu besar dan "ukup ringan. ringan. #engu%ian #engu%ian "epat, "epat, sehingga sehingga dapat dapat diketahui diketahui kekuatan kekuatan !atuan dilapangan, dilapangan, sebelum pengu%ian dilaboratorium dilakukan. $ari pengu%ian ini didapat P

D

2

$imana  arak antara dua konus penekan











-" 18 C 23 ika
Alatalat &ang digunakan  17 esin pengu%ian point load test , untuk untuk meneka menekan n per"on per"onto to &ang &ang berben berbentuk tuk sili silind nder er,, balo balok k atau atau bent bentuk uk tida tidak k bera beratu tura ran n lain lainn& n&aa dari dari satu satu arah arah se"ar se"araa meneruskontinu hingga per"onto pe"ah. 27 istar, istar, untuk mengeta mengetahui hui %arak %arak perubahan perubahan a*ial a*ial antara antara dua konus konus penekan pada pada alat point alat point load. 37 Dial gauge, gauge, untuk untuk menguk mengukur ur beban beban maksim maksimum um &ang &ang dapat dapat diteri diterima ma "ontoh "ontoh batuan, hingga "ontoh tersebut pe"ah. pe"ah.

P%+')

17 )ontoh )ontoh batuan batuan &ang digunaka digunakan n dalam u%i u%i ini disiapkan disiapkan dengan dengan ukuran ukuran diameter diameter













27 )ont )ontoh oh dile dileta takk kkan an dian dianta tara ra dua dua konu konuss pene peneka kan n alat alat point load , kemudi kemudian an dongkrak hidrolik diberikan tekanan sehingga kedua u%ung konus penekan tepat menekan permukaan "ontoh &ang akan diu%i. 37 )atat )atat ukuran ukuran mistar mistar penguku pengukuran ran pada a;al keduduk kedudukan an kedua kedua konus konus penekan penekan mulai menekan "ontoh. 47 #emberian #emberian tekanan tekanan dilakuk dilakukan an sedikit sedikit demi sedikit sedikit hingga hingga spe"imen spe"imen pe"ah. pe"ah. 7 #embeb #embebana anan n dihent dihentika ikan n setelah setelah spe"imen spe"imen mengalam mengalamii pe"ah pe"ah dan matika matikan n alat alat penekan apabila per"onto batuan sudah pe"ah. 67 !a"a !a"a %arum %arum penu penun% n%uk uk pembe pembeba bana nan n maks maksim imal al 5 dial gauge7 gauge7 &ang diberikan alat sehingga per"onto pe"ah. 7 )atat )atat ukuran ukuran mistar mistar pada akhir keduduk kedudukan, an, maka maka akan akan didapatk didapatkan an nilai nilai %arak %arak antara dua konus penekan.

)ontoh u%i berupa silinder atau irregular, diameter D 0 mm )ara u%i  1. )ontoh )ontoh diletak diletakkan kan pada pada alat alat u%i 2. 'akuka 'akukan n peneka penekanan nan hing hingga ga "onto "ontoh h pe"ah pe"ah 3.
 D  F =    0  I s

= F P D

2











D

D











P

#engu%ian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan 5 strength 7 dari per"ontoh batu se"ara tidak langsung dilapangan. #er"ontoh batuan dapat berbentuk silinder. #eralatan &ang digunakan mudah diba;aba;a, tidak begitu besar dan "ukup ringan.#en ringan.#engu%ian gu%ian "epat, sehingga sehingga dapat diketahui diketahui kekuatan kekuatan datuan dilapangan, dilapangan, sebelum pengu%ian dilaboratorium dilakukan.

D

$ari pengu%ian ini didapat 
P D 2

$imana  arak antara dua konus penekan ?ubungan antara inde* ranklin 5ika










(>< B(AT T@BAN ( U!"FI#D !"$P%#&&I'# &T%#T) / U!& T#&T* Tu%ua Tu%uan n  (ntuk (ntuk menent menentuka ukan n Unconfined !ompressi+e &trength (U!&*, -oungs $odulus, dan Poisson %atio )akupan  Nilai U!& , -oungs $odulus, dan Poisson %atio #eralatan  1. esin esin tekan tekan E)on E)ontr trol olsE sE 2. $ial Fa Fauge 3. >an >angka gka Sor Soro ong 4. Stop;at"h

L$(# K' :











6. #ompa #ompa dihidupkan dihidupkan,, sehingga sehingga oli &ang &ang bertekanan bertekanan tinggi tinggi akan akan masuk masuk kedalam kedalam silinder. #iston dalam silinder bergerak keba;ah sampai permukaan "ontoh batuan men&entuh plat tekan bagian atas. Barena kedua permukaan "ontoh batuan telah men&entuh plat tekan men&ebabkan kenaikan piston terhambat sehingga sehingga ga&a didalam "ontoh batuan meningkat. meningkat. !esarn&a ga&a &ang ada di dalam dalam "onto "ontoh h batu batuan an ini ini ditra ditrans nsmi misik sikan an ke s&ste s&stem m alat alat peng penguk ukur ur ga&a ga&a.. atikan pompa. . Atur Atur %arum %arum penun% penun%uk uk pada pada ketig ketigaa dial gauge pada gauge pada posisi nol 8. hidupkan hidupkan kembali kembali pompa pompa dan mulai mulai lakukan lakukan pemba"aan pemba"aan ga&a ga&a setiap interal interal 2 kN hingga ter%adi failure ter%adi failure dan dan di"atat proses pembebanan deormasi aksial dan lateraln&a. 9. Alat Alat pengukur pengukur ga&a ga&a terdiri terdiri dari dua buah %arum %arum penun%u penun%uk k &aitu %arum %arum hitam hitam dan %arum merah. >arum hitam menun%ukkan ga&a di dalam "ontoh batuan, sedangkan %arum merah di gerakkan oleh %arum hitam. !ila "ontoh batuan han"ur 5ailure7 ga&a di dalam "ontoh batuan berkurang, %arum hitam akan bergerak kembali ke nol dan %arum merah tertinggal pada skala terakhir &ang ditun%ukkan %arum hitam. aka ga&a maksimum &ang mampu ditahan oleh "ontoh batuan akan ditun%ukkan oleh %arum merah. mera h. 10. atikan motor motor dan "atat %uga laman&a ;aktu per"obaan. per"obaan. 'akukan 'akukan "ara &ang sam untuk "ontoh batuan &ang lain.

U" K)! T'($ U$"(+"&  U5S 













1. K)! T'($ B!)$  7

Tu%uan utama u%i kuat tekan uniaksial adalah untuk mendapatkan nilai kuat tekan dari "ontoh batuan. ?arga tegangan pada saat "ontoh batuan han"ur dideinisikan sebagai kuat tekan uniaksial batuan dan diberikan oleh hubungan -" 

F A

Beterangan  -"  Buat tekan uniaksial batuan 5#a7 =  Fa&a &ang beker%a pada saat "ontoh batuan han"ur han"ur 5kN7 A  'uas penampang a;al "ontoh batuan &ang tegak tegak lurus arah ga&a 5mm7

2. M%)&)+ Y%)$  E 

odulu oduluss Goung atau modulu moduluss elastis elastisitas itas merupa merupakan kan aktor aktor penting penting dalam dalam mengealuasi mengealuasi deormasi batuan pada kondisi kondisi pembebanan pembebanan &ang berariasi. berariasi. odulus elastisitas dipengaruhi oleh tipe batuan, porositas, ukuran partikel, dan kandungan air. odulus elastisitas akan lebih besar nilain&a apabila diukur











ke arah lateral 5lateral e*pansion7 akibat adan&a tegangan dalam arah aksial. Siat mekanik ini dapat ditentukan dengan persamaan  

εl εa

Beterangan   Nisbah #oisson J l  regangan lateral 5:7 Ja  regangan aksial 5:7 Tekan Tekan untuk untuk meneka menekan n sampel sampel batuan batuan dari dari satu arah arah 5unia* 5unia*ial7 ial7.. Nilai Nilai ()S merupa merupakan kan besar besar tekana tekanan n &ang &ang harus harus diberik diberikan an sehing sehingga ga membua membuatt batuan batuan pe"ah. Sedangkan point load inde* merupakan kekuatan batuan batuan lainn&a &ang &ang didapa didapatka tkan n dari dari u%i point point load. load. >ika >ika ()S memberika memberikan n tekana tekanan n pada pada permukaan sampel, pada u%i point load, sampel ditekan pada satu titik. (ntuk sampel dengan ukuran 0 mm, !ienia;ski mengusulkan hubungan antara nilai point load strength inde* 5










UJI TRIAKSIAL (TRIAXIAL TEST)

Tu%uan utama u%i triaksial adalah untuk menentukan kekuatan batuan pada











tekanan luida berungsi sebagai tekanan pemampatan 5- 37 &ang diberikan kepada "ontoh batuan. =luida dialirkan dengan menggunakan pompa hidraulik dan di%aga agar selalu konstan.

F(!%9F(!% *$ M'/'$)#" U" T"(+"& 1. T'($$ /'/!$

Tekanan Tekanan pemampatan merupakan aktor &ang sangat mempengaruhi dalam u%i triaks triaksial. ial. !esarn& !esarn&aa teganga tegangan n aksial aksial pada pada saat "ontoh "ontoh batuan batuan runtuh runtuh saat pengu%ian triaksial selalu lebih besar besa r daripada dar ipada tegangan aksial saat "ontoh batuan runtuh pada pengu%ian kuat tekan uniaksial. ?al ini disebabkan karena adan&a penekanan 5pemampatan7 dari arah lateral dari sekeliling "ontoh batuan pada u%i triaksial. !erbeda pada pengu%ian kuat tekan uniaksial, tekanan pemampatann&a adalah nol 5+ero "onining pressure7, sehingga tegangan aksial batuan lebih ke"il. !erdasarkan penelitian on Barman 519117 pada batuan marbel )arrara dapat dilihat dengan adan&a tekanan pemampatan pada "ontoh batuan mengakibatkan











adalah brittle, brittle, tetapi pada temperatur temperatur 800 0) batuan hampir seluruhn&a du"tile. @ek temperatur terhadap tegangan dierensial saat runtuh untuk setiap tipe batuan adalah berbeda. #ada penelitian ini, pengaruh temperature diabaikan. 4. L) D';%+"

Benaikan la%u deormasi se"ara umum akan menaikkan kuat tekan batuan. ?al ?al ini ini terbu terbukt ktii dari dari pene penelit litian ianp pen eneli eliati atian an terda terdahu hulu lu.. #ada #ada tahu tahun n 1961 1961,, Serdenge"ti dan !oo+er melakukan penelitian tentang pengaruh kenaikan la%u deormasi pada u%i triaksial. $ari penelitian mereka pada batuan limestone dan gabbro solenhoen. !entuk !entuk "ontoh "ontoh batuan batuan pengu% pengu%ian ian triaks triaksial ial sama sama seperti seperti u%i kuat kuat tekan tekan unia*ial bentuk silinder. Semakin bertambahn&a ukuran "ontoh batuan, kemungkinan tiap "ontoh batuan dipengaruhi oleh bidang lemah akan semakin besar. Mleh karena itu, semakin besar "ontoh batuan &ang akan diu%i, kekuatan "ontoh batuan tersebut













odel elastik ohr)oulomb digunakan karena simplisitasn&a, dimana pada model ini •

Tanah Tanah diasumsikan sebagai material mater ial elastik

•

Setelah tanah men"apai men"apai tegangan tegangan lelehn&a, tanah tidak memiliki plastic flo0 5artin&a flo0 5artin&a tidak ada hardening/softening 7 alias perfectl alias perfectl plastic

•

!haracteristi !haracteristicc state 5titik 5titik peruba perubahan han dari dari kondis kondisii kompre kompresi si ke dilasi7 dilasi7 ter%adi bersamaan dengan &ield dari tanah.

!atas plastis dari kriteria ohr)oulomb dengan persamaan berikut 

(%i gese geserr triak triaksia siall adala adalah h  u%i u%i &ang &ang pali paling ng dapa dapatt dian diandal dalka kan n untu untuk k menentukan











•

Baret !an

L$(# K'

1. Funaka Funakan n saet& saet& glass glasses es dan dan saet& saet& shoe shoes. s. 2. )ontoh )ontoh batuan batuan &ang &ang digunakan digunakan berdimen berdimensi si pan%ang pan%ang  dua kali kali diameter. diameter. 3. )ontoh )ontoh batuan batuan dimasukk dimasukkan an ke dalam dalam selubung selubung karet karet kemudi kemudian an ditutup ditutup kedua u%ungn&a dengan menggunakan plat, kemudian diletakkan kedalam sel triaksial dan ditutup. $idalam sel triaksial ini akan dipompakan oli bertekanan dari pompa hidrolik untuk memberikan tekanan pengukungan.











10. !ila "ontoh batuan han"ur han"ur 5ailure7 &ang ditun%ukkan ditun%ukkan oleh %arum hitam &ang bergerak kembali ke nol, matikan motor dan "atat %uga laman&a ;aktu per"obaan. 11. 11. 'akukan 'akukan prosedur prosedur &ang sama untuk untuk "ontoh batuan ke2 dan ke3, tetapi dengan pengukungan &ang berbeda 5 *2 dan *37. D. U" K)! T T"( "( T( T( L$+)$ B<"&"$ B<"&"$ T'+ T'+! !











1. Funaka Funakan n saet& saet& glass glasses es dan dan saet& saet& shoe shoess 2. Siapkan Siapkan ormulir ormulir data data %ika pengambilan pengambilan data dilakuk dilakukan an se"ara manual manual 3. Siap Siapka kan n "ont "ontoh oh batua batuan n deng dengan an ukur ukuran an dime dimens nsii pan% pan%an ang g  seten setenga gah h kali kali diameter 5'  $7 4. 'akuka 'akukan n persiap persiapan an mesin tekan. tekan. 'etakkan 'etakkan "ontoh "ontoh batuan batuan dipusa dipusatt antara antara plat atas dan plat ba;ah mesin tekan, dengan dinding silinder menempel pada plat atas dan plat plat ba;ah ba;ah dengan dengan terlebi terlebih h dahulu dahulu dilapi dilapisi si kertas kertas karbon karbon untuk untuk pemba"aan sudut . #asang dial gauge gauge untuk untuk mengukur mengukur deormasi deormasi aksial 6. ?idupk ?idupkan an mesin tekan tekan sehing sehingga ga "ontoh "ontoh batuan batuan men&e men&entu ntuh h plat tekan bagian bagian atas











arah.#emeriksaandapatdilakukandengan single arah.#emeriksaandapatdilakukandengan single

shear

ataud ataudoule

shear .

#emeriksaandapatdibuatpadasemua%enistanahdanpada"ontohtanahasli 5undistru 5undistru77 atau atau"o "ont nto ohtan htanah ahti tida dak kasli asli

5distur7. distur7.

$ala $alamp mper erhi hitu tung ngan anm mekan ekanik ikat atan anah ah,,

kuatgeserinibiasadin&atakandengankohesi 5)7 dansudutgesekdalam 5K7.



PERALATAN

1. &hear De+ice 4 peralatan untuk memegang benda u%i se"ara kuat diantara 2













. #eralat #eralatan an untuk untuk memadat memadatkan kan dan dan pen"eta pen"etakan kan kemba kembali li 5remolding 5 remolding 7 benda u%i. 8. !ontainer  kaleng ke"il untuk pemeriksaan kadar air. 9. Displacement indicator  untu untuk k mengu menguku kurr peru peruba baha han n teba teball band bandaa u%i dengan ketelitian 0,002 mm.











5trimmer 7. 7 . $alam $alam pen& pen&ia iapa pan n bend bendaa u%i u%i untu untuk k "ont "ontoh oh tanah tanah asli asli &ang &ang sensiti harus lebih hatihati agar tidak merusak struktur aslin&a. Timbang berat benda u%i mulamula untuk mendapatkan kadar kadar air mulamula. 3. >ika >ika digu diguna naka kan n benda benda u%i u%i dari dari tanah tanah remolded , padatkan tanah dengan air sesu sesuai ai deng dengan an kond kondisi isi lapa lapang ngan an )ont )ontoh oh tanah tanah dapa dapatt lang langsu sung ng atau atau











8. Setelah Setelah "ontoh "ontoh patah, patah, berikan berikan ga&a ga&a &ang &ang berla;an berla;anan an arah dengan dengan ga&a &ang sebelumn&a sampai tegangan gesern&a men"apai pun"ak 5kondisi residual7. 9. Sela Selama ma pemb pemberi erian an ga&a ga&a,, laku lakuka kan n pula pula pemb pemba" a"aan aan ga&a ga&a setia setiap p inte inter ral al





















•

Timbang masingmasing sampel batuan 'etakkan tiap sampel batuan pada dua mangkuk besi berbeda Beringkan tiap sampel batuan dalam oen bertemperatur 100D O selama D

•

46 %am Beluarkan tiap sempel dari oen, kemudian dinginkan dalam desikator

• •

Latihan Soal Mekanika Batuan

Recommend Documents