63
Buku Penuntun Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 1 BAB I PENDAHULUAN Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui dalam mekanika batuan dan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu : 1. Sifat fisik batuan seperti massa jenis, “specific gravity”, porositas, “void ratio”, absorpsi, dll. 2. Sifat mekanik batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, “poisson’s ratio”, kuat geser, dll. Kedua sifat batuan tersebut dapat ditentukan baik di laboratorium maupun di lapangan (insitu). Penentuan sifat fisik dan mekanik batuan di laboratorium pada umumnya dilakukan terhadap percontoh (sample) yang diambil di lapangan. Satu percontoh dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat batuan tersebut. Pertama-tama adalah penentuan sifat fisik batuan yang merupakan pengujian tak merusak (non destructive test), kemudian dilanjutkan dengan pengujian sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak (destructive test) sehingga batu uji hancur. Pengujian terhadap batuan yang dapat dilakukan di laboratorium mekanika batuan meliputi : 1. Uji Sifat Fisik, untuk menentukan : Massa Jenis asli (nat) Massa Jenis kering (dry) Massa Jenis jenuh (sat) Berat jenis nyata (tr) Berat jenis semu (app) Kadar air asli (Wnat) Kadar air jenuh (absorption, Wsat) Derajat kejenuhan (S) Porositas (n)

BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Penuntun Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 1

BAB I

PENDAHULUAN

Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui dalam

mekanika batuan dan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

1. Sifat fisik batuan seperti massa jenis, “specific gravity”, porositas, “void

ratio”, absorpsi, dll.

2. Sifat mekanik batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas,

“poisson’s ratio”, kuat geser, dll.

Kedua sifat batuan tersebut dapat ditentukan baik di laboratorium maupun di

lapangan (insitu).

Penentuan sifat fisik dan mekanik batuan di laboratorium pada umumnya

dilakukan terhadap percontoh (sample) yang diambil di lapangan. Satu percontoh

dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat batuan tersebut. Pertama-tama

adalah penentuan sifat fisik batuan yang merupakan pengujian tak merusak (non

destructive test), kemudian dilanjutkan dengan pengujian sifat mekanik batuan

yang merupakan pengujian merusak (destructive test) sehingga batu uji hancur.

Pengujian terhadap batuan yang dapat dilakukan di laboratorium mekanika

batuan meliputi :

1. Uji Sifat Fisik, untuk menentukan :

Massa Jenis asli (nat)

Massa Jenis kering (dry)

Massa Jenis jenuh (sat)

Berat jenis nyata (tr)

Berat jenis semu (app)

Kadar air asli (Wnat)

Kadar air jenuh (absorption, Wsat)

Derajat kejenuhan (S)

Porositas (n)

Page 2: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Penuntun Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 2

Angka pori (e).

2. Perhitungan Rock Quality Designation (RQD), untuk mengetahui :

Kualitas batuan.

3. Uji Beban Titik (Point Load Test), untuk mengetahui :

Kuat tekan uniaksial secara tidak langsung.

4. Uji Kuat Tarik Tidak Langsung (Brazillian Test), untuk mengetahui :

Kuat tarik (T) secara tidak langsung

5. Uji Kuat Tekan Uniaksial, untuk menentukan :

Kuat tekan uniaksial (C)

Batas elastik (E)

Modulus elastisitas (E)

Nisbah poisson (poisson’s ratio, )

6. Uji Geser Langsung, untuk menentukan :

Garis “Coulomb’s shear strength”

Kuat geser (shear strength)

Sudut geser dalam ()

Kohesi ( c )

7. Uji Triaksial, untuk menentukan :

Selubung kekuatan (strength envelope)

Kuat geser (shear strength)

Sudut geser dalam ( )

Kohesi ( c )

8. Uji Kecepatan Rambat Gelombang Ultrasonik. Parameter yang diukur :

Kecepatan rambat gelombang tekan ( Vp )

Kecepatan rambat gelombang geser ( Vs )

Untuk mengetahui : Konstanta elastik secara dinamik.

9. Uji Schmidt Hammer, untuk mengetahui :

Kuat tekan uniaksial berdasarkan jumlah “rebound”.

Page 3: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Penuntun Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 3

BAB II

PENGUJIAN SIFAT FISIK

2.1. TEORI

Sifat fisik batuan yang ditentukan meliputi :

a. Massa Jenis asli (natural density) (gr/cm3) : Ws- Ww

Wn

b. Massa Jenis kering (dry density) (gr/cm3) : Ws- Ww

Wo

c. Massa Jenis jenuh (saturated density) (gr/cm3) : Ws- Ww

Ww

d. “Apperent specific gravity” : {Wo

Ww - Ws} :massa jenis air

e. “True specific gravity” :{Wo

Wo - Ws} :massa jenis air

f. Kadar air asli (natural water content) (%) : 100% x Wo

Wo-Wn

g. Kadar air jenuh (absorption) (%) : 100% x Wo

Wo- Ww

h. Derajat kejenuhan (%) : 100% x Wo- Ww

Wo-Wn

i. Porositas (%) : 100% x Ws- Ww

Wo- Ww

j. Angka pori (void ratio, e) : n - 1

n

Page 4: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 4

Keterangan :

Wn = Berat percontoh asli (natural), gram

Wo = Berat percontoh kering (setelah di oven selama 24 jam dengan

temperatur + 90o C), gram

Ww = Berat percontoh jenuh (setelah dijenuhkan selama 24 jam), gram

Ws = Berat percontoh jenuh yang tergantung dalam air, gram

Wo – Ws = Volume percontoh tanpa pori-pori, cm3

Ww – Ws = Volume percontoh total, cm3

2.2. PERSIAPAN PERCONTOH (PREPARASI)

Percontoh yang akan diuji dapat dipersiapkan baik di laboratorium

ataupun di lapangan.

Pembuatan percontoh di laboratorium dilakukan dari blok batu yang

diambil di lapangan yang di bor dengan penginti laboratorium. Percontoh yang

didapat berbentuk silinder dengan diameter yang pada umumnya antara 50 – 70

mm, kemudian dipotong dengan mesin potong batu untuk mendapatkan ukuran

tinggi percontoh dua kali diameternya (standar ISRM). Ukuran percontoh dapat

lebih kecil maupun lebih besar dari ukuran tersebut di atas tergantung dari maksud

pengujian.

Pembuatan percontoh juga dapat dilakukan di lapangan, yaitu dengan

melakukan pemboran inti (core drilling) langsung ke dalam batuan yang akan

diselidiki di lapangan sehingga diperoleh inti yang berbentuk silinder. Inti tersebut

langsung dapat digunakan untuk pengujian di laboratorium dengan syarat tinggi

percontoh dua kali diameternya.

2.3. PERALATAN

Peralatan yang dipakai untuk pengujian sifat fisik adalah sebagai berikut :

1. Neraca listrik dengan ketelitian 0,1 gram.

2. Desikator dan pompa vacuum, dipakai pada saat menjenuhkan percontoh.

3. Oven, dipakai untuk pengeringan percontoh setelah dijenuhkan.

Page 5: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 5

2.4. PROSEDUR PERCOBAAN

Prosedur pengujian sifat fisik dilakukan sebagai berikut :

1. Penimbangan berat asli percontoh (Wn)

2. Menjenuhkan percontoh di dalam desikator, dengan cara sebagai berikut :

- Desikator pada bibir dan tepi tutupnya diolesi dengan vaselin hingga rata.

- Percontoh dimasukkan ke dalam desikator dengan hati-hati kemudian

ditutup dengan rapatagar udara luar tidak dapat masuk ketika diisap

dengan pompa vacuum.

- Udara dalam desikator diisap dengan bantuan pompa vacuum selama 15

menit, dengan maksud untuk mengeluarkan udara yang ada di dalam

percontoh. Pastikan tidak ada kebocoran pada selang pengisap dan pada

penutup desikator.

- Setelah 15 menit pengisapan dihentikan, dan kran pada selang yang

dihubungkan ke pompa vacuum ditutup, kemudian ke dalam desikator

dimasukkan air sehingga percontoh terendam sepertiganya. Air dibiarkan

masuk melalui selang dengan sendirinya akibat perbedaan tekanan dalam

desikator, yaitu dengan membuka kran pada selang yang dihubungkan ke

bak air.

- Setelah itu tutup kembali kran pada selang yang menuju bak air dan buka

kran pada selang yang dihubungkan ke pompa vacuum, kemudian

dilakukan pengisapan lagi selama 15 menit.

- Selanjutnya pengisapan dihentikan dan masukkan lagi air dengan cara

seperti tersebut di atas sehingga percontoh terendam dua per tiganya.

Kemudian lanjutkan lagi pengisapan selama 15 menit, masukkan lagi air

hingga seluruh percontoh terendam dan tutuplah kran selang air. Setelah

itu lanjutkan lagi pengisapan selama 15 menit atau sampai benar-benar

tidak ada lagi gelembung udara yang keluar dari sisi-sisi percontoh.

Kemudian tutup kran selang ke pompa vacuum, dan biarkan percontoh

terendam hingga benar-benar jenuh selama 24 jam.

3. Setelah direndam selama 24 jam, percontoh di dalam desikator dikeluarkan

dan segera ditimbang dalam keadaan jenuh sehingga didapat berat jenuh

(Ww).

Page 6: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 6

4. Timbang lagi percontoh dalam keadaan jenuh dan dalam posisi tergantung di

dalam air, sehingga didapat berat jenuh tergantung dalam air (Ws).

5. Kemudian percontoh dikeringkan kembali, dengan cara memasukkan ke

dalam oven selama 24 jam pada temperatur 90o C.

6. Setelah di oven selama 24 jam, timbang percontoh sehingga didapat berat

kering (Wo).

7. Hitung sifat-sifat fisik dengan menggunakan persamaan-persamaan seperti

yang disajikan pada sub bab 2.1.

Gambar 2.1

Proses pengujian sifat fisik

batuan

Page 7: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 7

LABORATORIUM MEKANIKA BATUAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN – FTM

UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

LAPORAN SEMENTARA

PENGUJIAN SIFAT FISIK

Asisten : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sesi : . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Hari, tanggal : . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Jenis Conto

Sifat Fisik

A B C

Berat Asli (gr)

Berat Jenuh (gr)

Berat Tergantung (gr)

Berat Kering (gr)

Massa Jenis Asli (gr/cm3)

Massa Jenis Jenuh (gr/cm3)

Massa Jenis Kering

(gr/cm3)

Apparent SG

True SG

Kadar Air Asli (%)

Kadar Air Jenuh (%)

Derajat Kejenuhan (%)

Porositas (%)

Void Ratio

ACC Resmi,

Ttd

Page 8: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 8

Perhitungan :

Page 9: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 9

Gambar Peralatan :

Page 10: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 10

BAB III

ROCK QUALITY DESIGNATION (RQD)

3.1 CAKUPAN

RQD adalah modifikasi persentase perolehan inti bor (core) yang utuh

dengan panjang 100 mm atau lebih. Indeks ini telah diperkenalkan sejak lama

sebagai indeks dari kualitas batuan pada saat informasi kualitas batuan hanya

tersedia dari deskripsi geologi. Indeks RQD digunakan sebagai parameter

klasifikasi sebab walaupun tidak cukup secara tersendiri untuk mendeskripsi

massa batuan, tetapi telah banyak digunakan dalam pembuatan terowongan

sebagai petunjuk untuk memilih penyangga. RQD telah digunakan secara luas di

Amerika dan Eropa. Selain sederhana dan murah, juga dapat menghasilkan cara

untuk menilai kualitas inti batuan.

Untuk menentukan RQD, ISRM (International Society for Rock

Mechanics) menyarankan ukuran inti bor paling tidak berdiameter NX (54 mm),

yang dibor dengan menggunakan double-tube core barrels.

Adapun hubungan antara RQD dengan kualitas teknik batuan yang

dikemukakan oleh Deere (1968) adalah sebagai berikut (lihat Tabel 3.1).

Tabel 3.1

Hubungan antara RQD dengan Kualitas Batuan

RQD (%) KUALITAS BATUAN

< 25

25 – 50

50 – 75

75 – 90

90 - 100

Sangat jelek

Jelek

Sedang

Baik

Sangat baik

Page 11: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 11

3.2 Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Inti bor (core) yang ditempatkan di dalam core box.

2. Jangka sorong.

3. Meteran.

3.3. Prosedur

1. Ambil core box, amati inti bor yang ada di dalamnya. Jangan sekali-kali

memindahkan posisi core dari tempatnya sehingga urutannya berubah.

3. Ambil salah satu potongan inti bor dari masing-masing sample batuan yang

ada, ukur diameternya dengan menggunakan jangka sorong.

3. Panjang dari masing-masing potongan inti bor pada masing-masing sample

batuan diukur, yang panjangnya lebih dari 100 mm dijumlahkan.

3.4. Perhitungan

1. Hasil pengukuran diameter inti bor disesuaikan dengan standar ukuran

dalam pemboran inti, yaitu HQ (60 mm), NQ (47,5 mm), BQ (36,5 mm),

atau NX (54,7 mm).

2. Menghitung Core Recovery, yaitu panjang total inti bor yang diperoleh per

kemajuan pemboran (Run) dibagi panjang kemajuan pemboran,

dinyatakan dalam persen.

100% x Run Panjang

Run per core Panjang Recovery Core

3. Menghitung RQD

100% x Run Panjang

mm 100 core potongan Panjang RQD

Prosedur yang benar untuk mengukur RQD dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Yang harus diperhatikan adalah bahwa persentase RQD hanya terdiri dari

Page 12: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 12

potongan inti bor (core) yang segar dan lebih panjang dari 100 mm yang

dijumlahkan, kemudian dibagi dengan panjang kemajuan pemboran.

4. Menghitung kualitas batuan berdasarkan hasil perhitungan RQD.

Gambar 3.1

Prosedur untuk Pengukuran dan Perhitungan RQD

Page 13: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 13

LABORATORIUM MEKANIKA BATUAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN – FTM

UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

LAPORAN SEMENTARA

ROCK QUALITY DESIGNATION (RQD)

Asisten : . . . . . . . . . . . . . . . . Sesi : . . . . . . . . . . . . . .

Hari, tanggal : . . . . . . . . . . . . . .

Conto A Conto B Conto C

Nama Batuan

Ukuran Core (diameter, cm)

Panjang Run (cm)

Panjang Total Core (cm)

Σ Panjang Potongan Core> 10 cm

Core Recovery (%)

RQD (%)

Kualitas Batuan

ACC Resmi,

ttd

Page 14: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 14

Perhitungan :

Page 15: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 15

Gambar Peralatan :

Page 16: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 16

BAB IV

MENENTUKAN KEKUATAN BEBAN TITIK

4.1 CAKUPAN

(a) Uji Kekuatan Beban Titik dimaksudkan sebagai uji indeks untuk klasifikasi

kekuatan material batuan. Hal ini juga dapat digunakan untuk memprediksi

parameter kekuatan lain yang berkorelasi, misalnya uniasial dan kuat tekan.

(b)Pengujian mengukur indeks kekuatan beban titik (Iaf50) dari contoh batuan.dan

indeks Kekuatan Anisotropy (Iaf50) yang merupakan rasio kekuatan beban titik di

arah yang memberikan nilai terbesar dan paling akhir.

(c) batu uji Batu dalam bentuk core (diametral dan pengujian aksial). Cut blocks

(pengujian blok), atau bentuk yang tidak teratur (uji bentuk tidak teratur) yang

rusak oleh penerapan beban terpusat melalui sepasang berbentuk bulat terpotong,

pelat konus.

(d) Pengujian ini dapat dilakukan dengan perlengkapan portable atau

menggunakan mesin uji laboratorium. dan dapat dilakukan baik di lapangan atau

laboratorium.

4.2 PERALATAN

1. Mesin uji (Gambar. 4.1) terdiri dari sistem pembebanan (untuk versi portabel

biasanya terdiri dari bingkai pembebanan. Pompa, ram dan pelat), sebuah sistem

untuk mengukur P beban yang diperlukan untuk memecahkan batu uji, dan sistem

untuk mengukur jarak D antara dua titik kontak pelat (lihat 5 (e) di bawah).

Sistem Pembebanan

2. (a) Sistem pembebanan harus memiliki jarak dari pelat ke pelat yang

memungkinkan pengujian contoh batuan di kisaran ukuran yang dibutuhkan.

Biasanya kisaran ini adalah 15-100 mm sehingga penyesuaian diperlukan untuk

mengakomodasi batu uji baik kecil dan besar.

Page 17: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 17

(b) Kapasitas pembebanan harus cukup untuk mematahkan batu uji terbesar dan

terkuat yang akan diuji.

(c) Mesin uji harus dirancang dan disusun sehingga tidak secara permanen

mendistorsi selama penerapan berulang dari beban uji maksimum, dan sehingga

plat tetap co-aksial dalam ± 0,2 mm sepanjang pengujian.Tidak ada dudukan

bulat atau komponen tidak kaku lainnya diperbolehkan dalam sistem pembebanan.

Kekakuan sistem pembebanan sangat penting untuk menghindari masalah dari

selip ketika batu uji geometri tidak teratur diuji.

(d) Berbentuk sebuah bola-dipotong, plat kerucut dari geometri standar

ditunjukkan pada Gambar 4.2 yang akan digunakan 60o

Gambar 4.1

Mesin Uji Beban Titik Portable

Kerucut dan radius 5 mm ujung pelat bulat harus memenuhi tangensial. Plat konus

harus dari bahan keras seperti tungsten carbide atau baja yang dikeraskan

sehingga tetap tidak rusak selama pengujian.

Sistem Pengukuran Beban

3. (a) Sistem pengukuran beban, misalnya sel beban atau pengukur tekanan

hidrolik atau transduser terhubung ke ram, penentuan keruntuhan beban P

diperlukan untuk memecahkan batu uji dan harus sesuai dengan persyaratan (b)

melalui (d) di bawah ini.

Page 18: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 18

(b) Pengukuran P harus dengan akurasi ± 5% P atau lebih baik, terlepas dari

ukuran dan kekuatan dari batu uji yang diuji!

(c) Sistem ini harus tahan terhadap kejut hidrolik dan getaran sehingga

keakurasian bacaan tidak negatif ketika dipengaruhi oleh pengujian berulang.

(d) Keruntuhan sering terjadi tiba-tiba dan perangkat indikasi beban maksimum

sangat penting sehingga keruntuhan beban dipertahankan dan dapat direkam

setelah setiap pengujian.

Gambar 4.2

Bentuk Pelat Penekan (Konus)

Sistem Pengukuran Jarak

5.(a) Sistem pengukuran jarak misalnya skala pembacaan langsung atau

perpindahan transduser, adalah untuk memungkinkan pengukuran jarak D antara

titik kontak conto dan pelat dan harus sesuai dengan persyaratan (b) melalui (d) di

bawah.

(b) Pengukuran D harus dengan akurasi ± 2% D atau lebih baik terlepas dari

ukuran batu uji yang diuji.

(c) Sistem ini menjadi tahan terhadap kejut hidrolik dan getaran sehingga akurasi

pembacaan tidak negatif yang dipengaruhi oleh pengujian berulang.

Page 19: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 19

(d) Pengukuran Sistem harus memungkinkan cek dari "nol perpindahan" nilai

ketika dua pelat berada dalam kontak, dan sebaiknya harus 'menyesuaikan nol.

(e) Instrumen seperti kaliper atau baja diperlukan, untuk mengukur lebar W dari

batu uji untuk semua tapi pengujian diametral.

4.3 PROSEDUR

Pemilihan conto dan persiapan

6. (a) batu uji uji didefinisikan sebagai satu set contoh batuan dari kekuatan yang

sama yang nilai kekuatan beban titik tunggal yang akan ditentukan.

(b) Batu uji uji dari inti batuan atau fragmen adalah untuk menampungbatu uji

yang cukup sesuai dengan ukurandan persyaratan bentuk untuk diametral.aksial,

blok, atau pengujian bentuk tidak teratur seperti yang ditentukan di bawah ini.

(c) Untuk pengujian rutin dan klasifikasi.conto harus diuji baik sepenuhnya jenuh

atau dengan kandungan air alami mereka.

Kalibrasi

7.Peralatan uji harus dikalibrasi secara berkala menggunakan sel beban

disertifikasi secara independen dan mengatur blok perpindahan.Memeriksa

pembacaan P dan D atas berbagai beban dan perpindahan berkaitan dengan

pengujian.

Uji Diametrikal

8.(a) Perconto inti dengan rasio panjang / diameter lebih besar dari 1,0 cocok

untuk pengujian diametrikal.

(b) Ada sebaiknya pengujian minimal 10 kali per batu uji, lebih jika batu uji

adalah heterogen atau anisotropik.

Page 20: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 20

(c) Perconto dimasukkan ke dalam mesin uji dan pelat tertutup untuk melakukan

kontak bersama diameter inti, memastikan bahwa jarak L antara titik kontak dan

terdekat ujung bebas setidaknya 0,5 kali diameter inti (Gambar. 3a).

(d) Jarak D dicatat ± 24°.

(e) Beban yang terus meningkat sehingga cracks (patahan) terjadi dalam 10-60

detik, dan beban patahan P dicatat. Pengujian ditolak sebagai tidak valid jika

permukaan fraktur melewati hanya satu titik pembebanan (Gambar. 4.4).(f)

Prosedur (c) melalui (e) di atas diulang untuk perconto tersisa dalam batu uji.

Gambar 4.3

Tipe pengujian point load index. (a) pengujian diametrikal; (b) pengujian aksial;

(c) block pengujiant; (d) irregular pengujiant.

Page 21: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 21

Gambar 4.4

Tipe Patahan untuk pengujian yang valid dan tidak valid.(a) pengujian

diametrikal berlaku: (b) pengujian aksial berlaku;(c) pengujian blok berlaku;(d)

uji inti yang tidak valid;(e) pengujian aksial.

Uji Aksial

(a) Perconto Inti dengan rasio panjang / diameter 0,3-1,0 cocok untuk pengujian

aksial (Gambar. 4.3b).Potongan panjang inti dapat diuji secara diametrikal untuk

menghasilkan panjang cocok untuk pengujian aksial berikutnya (asalkan conto

tidak terlemahkan oleh pengujian awal ini);Cara lain, Perconto dapat diperoleh

dengan melihat pemotongan atau tekstur belahan.

(b) Ada sebaiknya minimal 10 pengujian per batu uji, dan lebih jika batu uji

adalah heterogen atau Anisotropik.

(c) Batu uji dimasukkan dalam mesin uji dengan pelat tertutup untuk melakukan

kontak sepanjang garis tegak lurus ke bagian akhir inti.

(d) Jarak antara D titik kontak pelat tercatat ± 2%. Batu uji lebar W tegak lurus

terhadap arah pembebanan tercatat ± 5%.

(e) Beban yang terus meningkat sehingga patahan terjadi dalam 10-60 sec, dan

beban P saat patahan dicatat.Pengujian harus ditolak sebagai tidak sah jika

permukaan fraktur melewati satu titik pembebanan (Gambar. 4e).

Page 22: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 22

(f) Prosedur (c) melalui (e) di atas diulang untuk pengujian tersisa dalam batu uji.

Uji Blok dan Conto Tidak Beraturan

10. (a) batuan blok atau benjolan berukuran 50 ± 35 mm dan bentuknya

ditunjukkan pada Gambar.3 (c) dan (d) yang cocok untuk blok dan pengujian

benjolan tidak teratur.Rasio D/W harus antara 0,3 dan 1,0 sebaiknya dekat dengan

1,0.

Gambar 4.5

Arah pembebanan untuk batuan anisotropik

Jarak L (Gambar. 4.3, dan d) harus setidaknya 0,5 W. Conto dengan ukuran dan

bentuk ini dapat dipilih jika tersedia atau dapat dibuat dengan pemangkasan

potongan yang lebih besar dengan gergaji atau pemotongan pahat.

(b) setidaknya 10 kali pengujian per batu uji, lebih jika batu adalah heterogen atau

Anisotropik.

(c) Perconto dimasukkan dalam mesin uji dengan pelat ditutup untuk melakukan

kontak dengan dimensi terkecil dari benjolan atau bongkahan. jauh dari tepi dan

sudut (Gambar. 4.3c dan d).

(d) Jarak D antara kontak pelat dicatat ±2%. Perconto terkecil dengan lebar W

tegak lurus ke arah pembebanan tercatat ± 5%. Jika sisi tidak paralel maka W

dihitung sebagai (W1 + W2) / 2 seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.3d.

Lebar W terkecil ini digunakan terlepas dari conto sebenarnya dari patahan.

(e) beban terus meningkat sehingga patahan terjadi dalam 10-60 detik, dan beban

P saat patahan dicatat. Pengujian harus ditolak sebagai tidak sah jika permukaan

Page 23: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 23

fraktur melewati hanya satu titik pembebanan (lihat contoh untuk bentuk lainnya

pada Gambar.4.4 d atau c).

(f) Prosedur (c) melalui (e) di atas diulang untuk pengujian selanjutnya pada

conto.

Batuan Anisotropik

11.(a) Ketika batu uji batuan adalah shaly, schistose atau terlihat Anisotropic

harus diuji dalam arah yang memberikan nilai-nilai kekuatan terbesar dan nilai

paling kuat, yang secara umum paralel dan normal untuk bidang anisotrop.

(b) Jika batu uji terdiri dari pemboran inti melalui bidang lemah, pengujian

diametrical diselesaikan terlebih dahulu, spasi pada interval yang akan

menghasilkan bidang yang kemudian dapat diuji secara aksial.

(c) Hasil terbaik diperoleh ketika sumbu inti tegak lurus terhadap bidang lemah,

sehingga bila memungkinkan inti harus dibor ke arah ini. Sudut antara sumbu inti

dan normal untuk bidang lemah sebaiknya tidak melebihi 30o.

(d) Untuk pengukuran I, nilai dari arah kekuatan akhir, perawatan harus dilakukan

untuk memastikan beban yang diterapkan bersama sebuah bidang lemah tunggal.

Demikian pula ketika pengujian untuk I, nilai ke arah kekuatan terbesar, beban

diterapkan tegak lurus ke bidang kelemahan (Gambar 4.5).

(e) Jika batu uji terdiri dari blok atau benjolan tidak teratur, harus diuji sebagai

dua sub-batu uji, dengan beban yang diterapkan pertama tegak lurus, kemudian

bersama bidang diamati kelemahannya. Sekali lagi, nilai kekuatan minimum yang

diperlukan diperoleh ketika pelat melakukan kontak dengan satu bidang lemah.

4.4 PERHITUNGAN

Kekuatan beban titik tidak tepat.

12. Nilai I pada kekuatan beban titik tidak tepat dihitung dengan rumus P/De2

dimana De adalah rata-rata diameter inti yang berdasarkan :

De2 = D2 untuk uji diametrikal.

Page 24: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 24

Dan

A=WD = Area perpotongan minimum dari suatu bidang melalui titik kontak pelat.

Koreksi Ukuran

13. (a) I, bervariasi sebagai fungsi dari D dalam pengujian diametral, dan sebagai

fungsi D, di aksial, uji blok dan bentuk tidak teratur, sehingga koreksi ukuran

harus diterapkan untuk mendapatkan nilai Kekuatan beban titik unik untuk batu

uji batuan, dan salah satu yang dapat digunakan untuk tujuan klasifikasi kekuatan

batuan.

(b) Ukuran dikoreksi Indeks Kekuatan beban titik Is(50) dari conto batuan atau

batu uji didefinisikan sebagai nilai I, yang telah diukur dengan pengujian

diametral dengan D 50 mm.

(c) Metode yang paling dapat diandalkan untuk mendapatkan Is(50), ketika

klasifikasi batuan yang tepat adalah penting, adalah untuk melakukan pengujian

diametral pada atau dekat dengan D 50 mm. Maka koreksi ukuran tidak perlu (D

50 mm) atau kesalahan minimal.misalnya, untuk pengujian diarnetral pada NX

inti, D 54mm. Prosedur ini tidak wajib.Kebanyakan pengujian kekuatan beban

titik sebenarnya dilakukan dengan menggunakan ukuran atau bentuk dari batu uji

lainnya.Dalam kasus tersebut, hubungan ukuran (d) atau (e) di bawah harus

diterapkan.

(d) Metode yang paling diandalkan untuk mengkoreksi ukuran adalah untuk

menguji batu uji selama rentang D atau D, nilai-nilai dan plot grafis hubungan

antara P dan De2.Jika log-log plot yang digunakan sebagai relasi umumnya garis

lurus (Gambar. 4.6).Poin yang menyimpang secara substansial dari garis lurus

dapat diabaikan (meskipun mereka tidak harus dihapus).Nilai P50, sesuai dengan

De2= 2500mm2 (De= 50 mm) kemudian dapat diperoleh dengan interpolasi,

diperlukan oleh ekstrapolasi, dan koreksi ukuran perhitungan indeks kekuatan

beban titik dihitung sebagai P50/ 502

Page 25: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 25

Gambar 4.6

Grafik hubungan antara beban yang diberikan terhadap diameter ekivalen.

(e) Bila tidak memerlukan (c) atau (d), misalnya saat pengujian inti berukuran

tunggal pada diameter selain 50 mm atau jika hanya beberapa potongan-potongan

kecil yang tersedia, koreksi ukuran dapat dicapai dengan menggunakan rumus:

Is(50)=F x Is

F faktor koreksi ukuran dapat diperoleh dari grafik pada Gambar 7. atau dari

rumus:

F = (De/50)0,45

Untuk pengujian standar ukuran 50 mm. Sangat sedikit kesalahan diperkenalkan

dengan menggunakan rumus perkiraan:

F= (De/50)0,5

Prosedur koreksi ukuran yang ditentukan dalam hal ini telah ditemukan menjadi

yang berlaku terlepas dari tingkat anisotropi Is. dan arah pembebanan dengan

sehubungan dengan bidang lemah, hasil yang sangat meningkatkan kegunaan dari

pengujian ini.

Page 26: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 26

Perhitungan nilai rata-rata

14. (a) Nilai rat-rata dari Is(50) sebagaimana didefinisikan dalam (b) di bawah ini

dapat digunakan ketika mengklasifikasikan batu uji berkaitan dengan kekuatan

beban titik dan kekuatan beban titik anisotrop.

(b) Nilai rata-rata Is(50) harus dihitung dengan menghapus dua nilai tertinggi dan

terendah dari 10 atau lebih pengujian valid, dan menghitung rata-rata nilai yang

tersisa.Jika batu uji secara signifikan lebih sedikit diuji, hanya nilai-nilai tertinggi

dan terendah yang akan dihapus dan rata-rata dihitung dari yang tersisa.

Titik kekuatan beban Indeks anisotropi

15. Indeks Kekuatan Anistropy Is(50) didefinisikan sebagai rasio dari rata-rata

Is(50) nilai-nilai diukur tegak lurus dan sejajar dengan bidang kelemahan, yaitu

rasio terbesaruntuk setidaknya indeks kekuatan beban titik Is(50) mengasumsikan

nilai terdekat ke 1,0 untuk batuan quasi-isotropic dan nilai-nilai yang lebih tinggi

ketika batuan adalah anisotropic

4.5 PELAPORAN HASIL

16. Hasil untuk uji diametrikal, uji aksial, uji blok,dan uji batuan tidak teratur, dan

untuk pengujian tegak lurus dan sejajar dengan bidang lemah harus ditabulasi

secara terpisah.

Laporan harus berisi data kalibrasi untuk menguji mesin dan setidaknya

informasi berikut untuk setiap batu uji diuji

(a) jumlah batu uji, lokasi sumber dan tipe batuan dan sifat alami dan orientasi in-

situ setiap bidang dari anistropy atau kelemahan.

(b) Informasi kandungan kadar air dari batuan pada saat pengujian.

(c) tabulasi nilai-nilai P, D, (W, De^2, dan De jika diperlukan), Is, (F

jikadiperlukan) dan Is(50) untuk setiap batu uji dalam batu uji.

(d) Untuk semua batu uji isotropik, tabulasi ringkasan nilai rata-rata Is(50)

Page 27: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 27

4.6 CATATAN

1. Ketika pertama kali diperkenalkan, uji kekuatan beban titik digunakan terutama

untuk memprediksi kuat tekan uniaksial yang kemudian pengujian di kembangkan

untuk tujuan umum klasifikasi kekuatan batuan. Kekuatan beban titik sekarang

sering menggantikan kuat tekan uniaksial dalam peran ini, ketika diperlakukan

dengan benar lebih bisa diandalkan dan lebih cepat melakukan pengukuran.

Is 50 baik digunakan secara langsung untuk klasifikasi batuan, karena korelasi

dengan kuat tekan uniaksial sangat dekat.Rata-rata, kuat tekan uniaksial adalah 20

- 25 kali menunjukkan kekuatan beban.

Gambar 4.7

contoh hasil korelasi antara beban titik dan kuat tekan uniaksial

Namun, dalam pengujian pada berbagai jenis batuan yang berbeda, rasio dapat

bervariasi antara 15 dan 50 terutama untuk batuan anisotropic, sehingga kesalahan

dapat terhindari hingga 100% yang mungkin dalam menggunakan nilai rasio yang

berubah ubah untuk memprediksi kuat tekan dari kekuatan beban titik.

Uji kekuatan beban titik sebagai bentuk uji "tarik tak langsung", tapi ini sangat

tidak relevan dengan peran utama dalam klasifikasi batuan dan karakterisasi

kekuatan Is 50 adalah sekitar 0,8 kali tarik uniaksial atau kekuatan tarik Brazil.

Page 28: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 28

2. Dari empat bentuk-bentuk alternatif dari pengujian ini, pengujian diametral dan

uji aksial dengan meratakan pemukaan batu uji paling akurat jika dilakukan dekat

standar ukuran 50 mm, dan lebih sesuai untuk klasifikasi kekuatan saat inti

tersedia.

Batu uji uji aksial dengan permukaan yang rata dapat dengan mudah diperoleh

dari batu uji blok besar oleh coring di laboratorium. Batu uji dalam bentuk ini

sangat cocok bila batuan bersifat anisotropic dan arah bidang kelemahan

diperhatikan.

3. Beban hingga 50 kN biasanya diperlukan untuk contoh batuan yang lebih

keras. Ukuran batu uji maksimum yang dapat diuji mesin ditentukan oleh

kapasitas beban mesin, dan terkecil oleh beban dan jarak sensitivitas pengukuran

mesin. Pengujian pada batu uji yang lebih kecil dari D: 25 mm memerlukan

tindakan perhatian untuk memastikan bahwa sensitivitas pengukuran cukup.

4. Kisaran beban uji yang diperlukan harus diperkirakan sebelum pengujian, dari

perkiraan nilai kekuatan diasumsikan, untuk memastikan bahwa kapasitas beban

dan sensitivitas peralatan yang memadai mungkin perlu untuk mengubah ukuran

beban atau beban sel, atau untuk mengujibatu uji kecil atau lebih besar untuk

menyesuaikan dengan kapasitas ini atau peralatan tersedia atau dengan spesifikasi

akurasi untuk pengujian ini.

5. Jika pancabutan cepat penekan digunakan untuk mengurangi penundaan antara

pengujian, baik gaya pegas penekan kembali dan penekan gesekan harus kurang

dari sekitar 5% dari beban terkecil yang akan diukur selama pengujian, atau sel

beban bebas daripada minyak pengukur tekanan yang sebaiknya digunakan untuk

penentuan beban. Kekuatan ini dapat menjadi signifikan ketika pengujian batu uji

lemah dan lebih kecil.

6. Jika penetrasi pelat signifikan, dimensi D yang akan digunakan dalam

menghitung kekuatan beban titik seharusnya nilai D diukur pada saat megalami

keruntuhan, yang akan lebih kecil dari nilai awal yang disarankan dalam bagian 8

(d), 9 (d) dan 10 (d). Kesalahan dalam asumsi D nilai awalnya diabaikan ketika

Page 29: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 29

batu uji besar atau kuat. Nilai keruntuhan dapat selalu digunakan sebagai alternatif

untuk nilai awal dan lebih dipilih jika peralatan memungkinkan untuk diukur

(misalnya dengan penunjuk beban maksimum elektrik dan pengukuran

perpindahannya).

Ketika pengujian batu uji lebih kecil dari 25 mm, seperti partikel agregat batu,

peralatan dengan pembacaan elektrik biasanya diperlukan untuk mendapatkan

akurasi pengukuran yang dibutuhkan, dan harus dirancang untuk mencatat D pada

keruntuhan. Pengukuran W atau D dibuat tegak lurus terhadap garis yang

menghubungkan plat, tidak terpengaruh dan tetap dipertahankan pada nilai-nilai

asli mereka. Nilai De untuk perhitungan kekuatan kemudian dapat ditentukan

dengan

𝐷𝑒2 = 𝐷𝑥𝐷′ untuk core.

De2 =4

𝜋(𝑊 𝑥 𝐷′) untuk bentuk lain.

7. Karena pengujian ini ditujukan terutama untuk bentuk sederhana dan praktis

untuk klasifikasi material batuan dilapangan, persyaratan yang berkaitan dengan

ukuran batu uji, bentuk, Nomor pengujian dll, diperlukan untuk mengatasi

keterbatasan praktis. Bermacam modifikasi untuk Prosedur namun harus jelas

dinyatakan dalam laporan.

Hal ini sering dianggap lebih baik untuk mendapatkan nilai-nilai kekuatan dari

keterbatasan yang bisa di harapkan daripada tidak sama sekali. Misalnya, batu

sering mudah rusak atau slabby untuk memberikan batu uji dengan bentuk ideal,

atau mungkin tersedia dalam keterbatasan jumlah seperti saat pengujian ini

digunakan untuk mencatat kekuatan inti bor. Dalam aplikasi logging core, konsep

"batu uji" memiliki sedikit makna dan pengujian sering dilakukan pada interval

kedalaman bebas, katakan satu pengujian setiap 1 m atau 3 m tergantung pada

variabilitas terlihat atau keseragaman kekuatan di inti dan total panjang Inti

menjadi Kekuatan yang bisa dicatatkan.

Page 30: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 30

8. Kekuatan beban titik bervariasi dengan kadar air batu uji. Variasi khususnya

tampak bagi saturasi air di bawah 25%. Batu uji yang dioven kering misalnya,

biasanya sangat jauh lebih kuat daripada yang lembab. Saturasi air di atas 50%

kekuatan kurang dipengaruhi oleh perubahan kecil dalam kandungan air, sehingga

pengujian dalam rentang kadar air yang dianjurkan, kecuali pengujian di atas batu

kering secara khusus diperlukan.

Semua batu uji harus diuji pada kadar air yang sama dan dapat didefinisikan, dan

sesuai dengan proyek yang data uji perlukan. Uji lapangan batu uji pahat-potong,

tidak terpengaruh oleh cairan pengeboran, menawarkan metode untuk pengujian

di dalam kadar air insitu. Jika memungkinkan, nilai-nilai numerik harus diberikan

untuk kedua kadar air dan derajat kejenuhan pada saat pengujian. The ISRM

menyarankan metode Penentuan Air Konten yang harus digunakan. Apakah

pengukuran kadar air dapat diterapkan, kondisi penyimpanan batu uji dan

penundaan antar batu uji dan pengujian harus dilaporkan.

9. Beberapa peneliti berpendapat, baiknya untuk mengukur W sebagai dimensi

minimum dari keruntuhan permukaan setelah pengujian bukan dari batu uji

sebelum keruntuhan (standar Jerman untuk pengujian sebagai contoh). beban titik

kekuatan dihitung dengan menggunakan dua alternatif W dengan definisi

mungkin sedikit berbeda. alternatif dimensi minimum contoh telah diadopsi dalam

metode yang disarankan terutama karena lebih cepat dan lebih mudah untuk

mengukur, khususnya di lapangan saat fragmen contoh patah mudah hilang.

10. Umumnya dimensi terpendek mengalami benjolan anisotropi, batuan tegak

lurus terhadap bidang lemah.

11. Faktor koreksi ukuran grafik (Gambar. 4.7) berasal dari data core yang diuji

diametrikal dan aksial dan dari pengujian pada blok dan bentuk tidak teratur,

untuk batuan berbagai kekuatan, dan memberikan nilai faktor rata-rata. Beberapa

batuan tidak sesuai dengan perilaku ini, dan koreksi ukuran seharusnya dianggap

sebagai metode perkiraan, meskipun cukup untuk aplikasi klasifikasi batuan

paling praktis.

Page 31: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 31

Ketika sejumlah banyak pengujian yang akan dijalankan pada jenis yang sama

dari batuan mungkin menguntungkan untuk perlakuan pertama serangkaian

pengujian pada ukuran yang berbeda untuk mendapatkan grafik beban vs DE2.

Jika kemiringan seperti log-log grafik ditentukan sebagai "n", faktor koreksi

ukuran kemudian (De / 50) m di mana m = 2 (1-n). Ini bisa dihitung secara

langsung atau dari grafik.

Page 32: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 32

LABORATORIUM MEKANIKA BATUAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN – FTM

UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

LAPORAN SEMENTARA

PENGUJIAN BEBAN TITIK

Asisten : . . . . . . . . . . . . . . . . . Sesi : . . . . . . . . . . . . . . .

Hari, tanggal : . . . . . . . . . . . . . . .

Nomor

Conto

Nama

Batuan

Diameter, D

(cm)

Beban, P Point

Load

Index, Is

(kg/cm2)

Kuat Tekan

Uniaksial,

σc

(kg/cm2) (lb) (kg)

A

B

C

ACC Resmi,

ttd

Page 33: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 33

Perhitungan :

Page 34: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 34

Gambar Peralatan :

Page 35: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 35

BAB V

METODE PENENTUAN KEKUATAN TEKAN UNIAKSIAL

MATERIAL BATUAN

5.1 CAKUPAN

Metode pengujian ini dimaksudkan untuk mengukur kuat tekan uniaksial dari batu

uji batuan dalam bentuk batu uji geometri biasa.Tes ini terutama dilakukan untuk

klasifikasi kekuatan dan karakterisasi batuan utuh.

5.2 PERALATAN

(a) Sebuah mesin yang cocok harus digunakan untuk mengukur beban aksial

untukbatu ujibatuan. Peralatan ini harus memiliki kapasitas yang cukup dan

mampu memberikan beban pada tingkat yang sesuai dengan persyaratan yang

ditetapkan dalam Bagian 3. Ini akan diverifikasi pada interval waktu yang sesuai

dan harus memenuhi persyaratan yang berlaku secara nasional seperti yang

ditentukan dalam ASTM Metode E4: Verifikasi Pengujian mesin atau British

Standard 1610, Grade A atau Deutsche Normen DIN 51 220, DIN 51 223, Klasse

1 dan DIN 51 300.

(b) Tatakan bulat, jika adadari mesin uji. Jika tidak sesuai dengan spesifikasi sub

bab 5.2 (d) dibawah, harus dipindahkan atau diganti ditempatkan dalam posisi

terkunci. Dua bagian pemuatan dari mesin sejajar satu sama lain.

(c) Plat baja dalam bentuk cakram dan mempunyai kekerasan Rockwell tidak

kurang dari HRC58 harus ditempatkan di ujung perconto. Diameter plat harus

antara D dan D + 2 mm di mana D adalah diameter batu uji. Ketebalan

platsetidaknya harus 15mm atau D/3. Permukaan cakram harus diletakan di tanah

dan kerataannya harus lebih baik dari 0,005 mm.

(d) Salah satu dari dua plat harus dilengkapi tatakan bulat harus ditempatkan pada

ujung atas batu uji. Harus dilakukan secara perlahan dilumasi dengan minyak

mineral sehingga melekat setelah bebanmaksimum dari penampang-atas

terangkat, plat dan tatakan bulat harus akurat berpusat terhadap satu sama lain dan

Page 36: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 36

ke mesin pemuatan. Pusat Lengkung dari permukaan kursi harus bertepatan

dengan pusat ujung atas batu uji.

5.3 PROSEDUR

(a) Batu uji harus berbentuk silinder melingkar memiliki ketinggian rasio diameter

2,5-3,0 dan diameter sebaiknya tidak kurang dari ukuran inti NX, sekitar 54 mm.

Diameter batu uji harus berkaitan dengan ukuran butir terbesar pada batu dengan

rasio setidaknya 10: l.

(b) Penampang batu uji harus datar untuk 0,02 mm dan tetap tegak lurus terhadap

sumbu batu uji lebih dari 0.001 radian (sekitar 3,5 menit) atau 0,05 mm pada 50

mm.

(c) Sisi dari batu uji harus halus dan bebas dari ketidak teraturan secara tiba-tiba

dan lurus ke dalam dengan panjang 0.3mm panjang total dari batu uji.

(d) Penggunaan bahan penutup atau perawatan permukaan akhir selain mesin

tidak diizinkan.

(e) Diameter benda uji akan diukur dengan ketelitian 0,1 mm dengan rata-rata dua

diameter diukur pada sudut kanan satu sama lain pada sekitar atas, pertengahan

dan tinggi lebih rendah dari batu uji. Rata-rata diameter harus digunakan untuk

menghitung luas penampang. Ketinggian batu uji harus ditentukan dengan

ketelitian 1,0 mm.

(f) Batu uji harus disimpan, tidak lebih dari 30 hari, dengan berbagai cara untuk

mempertahankan kadar air alami, sejauh mungkin, dan diuji dalam kondisi itu.

• Kondisi kelembaban ini harus dilaporkan sesuai dengan "Disarankan Metode

untuk penentuan kadar air dari batu uji batuan ", Metode l. Komite ISRM pada

Tes Laboratorium, Document No 2, Revisi Pertama, Desember 1977.

(g) Beban pada batu uji harus diterapkan secara terus menerus pada tingkat

tekanan yang konstanbahwa kegagalan akan terjadi dalam 5-10 menit selama

pembebanan, alternatif tingkat penekanan harus dalam batas0,5-1,0.Mpa/s

* Hal ini diakui bahwa dalam beberapa kasus untuk beberapa materi mungkin

diinginkan untuk menguji batu uji dalam kondisi kelembaban lain, untuk contoh,

Page 37: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 37

jenuh atau oven kering pada 1050C. Kondisi tersebut akan dicatat dalam laporan

pengujian.

5.4 PERHITUNGAN

(a) kekuatan tekan uniaksial dari batu uji dihitung dengan membagi beban

maksimum yang dialami oleh batu uji selama pengujian, dengan luas penampang

asli.

5.5 PELAPORAN HASIL

(a) Deskripsi litologi batuan

(b) Sumber batu uji, termasuk: lokasi geografis, kedalaman dan orientasi, tanggal

dan metode sampling dan penyimpanan sejarah dan lingkungan.

(c) Jumlah batu uji yang diuji.

(d) Batu uji diameter dan tinggi.

(e) Kadar air dan derajat kejenuhan atau pada saat tes.

(f) Durasi uji dan tingkat tekanan.

(g) Tanggal pengujian dan jenis mesin uji.

(h) Mode atau kegagalan, misalnya geser, pembelahan aksial, dll

(i) Setiap Pengamatan lain atau data fisik yang tersedia seperti berat jenis,

porositas dan permeabilitas mengutip metode penentuan untuk setiap batu uji.

(j) Kuat tekan uniaksial untuk setiap batu uji, menyatakan tiga angka dibelakang

koma, bersamaan dengan hasil rata-rata untuk batu uji. Pascal (Pa) atau kelipatan

yang harus digunakan sebagai unit tekanan dan kekuatan.

(k) Jika diperlukan dalam beberapa kasus untuk menguji batu uji yang tidak sesuai

dengan spesifikasi tersebut di atas fakta-fakta ini harus dicatat dalam laporan

pengujian.

Page 38: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 38

BAGIAN 2. METODE YANG DISARANKAN UNTUK

MENENTUKAN SIFAT DEFORMASI MATERIAL BATUAN

DALAM KOMPRESI UNIAKSIAL

5.6 CAKUPAN

Metode pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan kurva tekanan-tegangan

dan modulus Young dan Poisson’s rasio pada uji tekan uniaksial dari batu uji batu

atau geometri biasa. Pengujian ini terutama ditujukan untuk klasifikasi dan

karakterisasi batuan utuh.

5.7 PERALATAN

(a) sampai (d) - lihat bagian l.

(e) Pengukur listrik resistensi regangan, perbedaan perubahan variabel linear, alat

pengukur kuat tekan, perangkat optik atau perangkat pengukur lain yang sesuai.

Desain mereka harus sedemikian sehingga rata-rata atau dua melingkar dan dua

pengukuran regangan aksial, spasi yang sama dapat ditentukan untuk setiap

kenaikan beban. Perangkat harus kuat dan stabil.dengan sensitivitas strain urutan

5 x 10-6.

Kedua aksial dan strain melingkar Akan ditentukan dalam akurasi 2% dari

membaca dan presisi dari 0,2 persen dari skala penuh.

Jika pengukur regangan hambatan listrik yang digunakan panjang alat pengukur di

mana aksial dan strain melingkar ditentukan harus setidaknya sepuluh diameter

butiran. Dalam besaran dan alat pengukur seharusnya tidak mengganggu dalam

D / 2 batu uji berakhir, di mana D adalah diameter batu uji.

Jika mikrometer dari LVDT yang digunakan untuk mengukur deformasi aksial

akibat pembebanan, perangkat ini harus lulus untuk membaca di 0,002 mm unit

dan akurat dalam 0,002 mm dalam rentang 0,02 mm dan dalam 0,005 mm dalam

kisaran 025 mm. Mikrometer atau LVDT tidak boleh mengganggu dalam D / 2

Dari batu uji berakhir.

(f) Suatu peralatan untukmerekam beban dan deformasi; sebaiknya perekam XY

mampuplotting secara langsung dari kurva beban-deformasi.

Page 39: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 39

5.8 PROSEDUR

(a) sampai (e) lihat bagian l.

(f) Kelembaban dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap deformabilitas

benda uji. Bila mungkin, dalam kondisi kelembaban in situ harus dipertahankan

sampai waktu ujian. Ketika karakteristik dari Batu Uji dalam berbagai kondisi dari

kejenuhan kering diperlukan, catatan yang tepat harus dibuat dari kondisi

kelembaban sehingga korelasi antara deformabilitas dan kadar air dapat dibuat.

Kelembaban berlebih dapat membuat masalah adhesi alat pengukur regangan

yang mungkin membuat perubahan kadar air batu uji. Kondisi kelembaban harus

dilaporkan.

(g) Beban yang diberikan secara terus menerus haruspada tingkat tekanan yang

konstan bahwa kegagalan akan terjadi dalam 5-10 menit atau tingkat tekanan

harus dalam batas 0,5-1,0 MPa/s.

(h) Perubahan atau deformasi harus dicatat pada interval beban merata spasi pada

saat tes,jika tidak direkam terus. Setidaknya sepuluh bacaan harus diambil selama

rentang beban untuk menentukan kurva tegangan-regangan aksial dan diametral.

(i) Jumlah batu uji yang di ujikan sebaiknya tidak hanya 1 agar data lebih

representative.

5.9 PERHITUNGAN

a) Regangan aksial dan lateral, dapat direkam secara langsung dari peralatan yang

menunjukkan ketegangan atau dapat dihitung dari pembacaan deformasi

tergantung pada jenis instrumentasi seperti dibahas dalam sub bab 5.7 (e).

(b) Regangan Axial dihitung dari persamaan :

ԑa = ∆l/l0

(c) Regangan lateral dihitung dari persamaan :

ԑl = ∆d/do

∆d =d1+d2

Page 40: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 40

Regangan Volumetrik :

εv= εa+ 2εl

(d) Tegangan tekan di benda uji, (δ) dihitung dengan membagi beban (P) tekan

pada batu uji dengan luas penampang awal, (Ao).

δ= P/Ao

Gambar 5.1

Grafik presentasi tegangan regangan

*di mana dalam prosedur tes ini, tegangan dan regangan dianggap positif.

(e) Gambar. 5.1 menggambarkan alur tegangan aksial vs lateral dan volumetrik.

Kurva ini menunjukkan perilaku khas bahan batu dari tegangan nol hingga batas

kekuatannya atau disebut nilai kuat tekan, δu. Kurva lengkap memberikan

gambaran terbaik dari perilaku deformasi batuan memiliki perilaku tegangan-

regangan non-linier pada tingkat tegangan rendah dan tinggi(t) modulus Young(E)

(didefinisikan sebagai rasio dari perubahan tegangan untuk regangan yang

dihasilkan oleh perubahan tegangan) dari batu uji dapat dihitung menggunakan

salah satu dari beberapa metode yang digunakan dalam praktek rekayasa yang

dapat diterima. Metode yang paling umum, yang tercantum dalam Gambar. 5.2,

adalah sebagai berikut

Page 41: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 41

(a) Tangensial (b) Average

(c)Secant

Gambar 5.2

Metode perhitungan modulus Young berdasarkan kurva tegangan regangan

(g) Poisson ratio dapat di cari dari menarik garis tegangan dari nilai tertinggi

grafik volumetric ke garis lateral dan aksial,kemudian tarik garis singgung hingga

didapat nilai regangan aksial (ԑa) dan regangan lateral (ԑl )

Maka poisson ratio dapat dihitung dengan persamaan :

V= - (ԑl / ԑa )

Page 42: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 42

5.10 HASIL PELAPORAN

Laporan tersebutharus mencakup sebagai berikut:

(a) sampai (j) –Lihat Bagian 5.5

(k) Mencantumkan nilai beban , tegangan dan regangan, nilai kuat tekan dan

keterangan lainnya sebagai hasil tabulasi atau sebagaimana dicatat pada grafik.

(1) Modulus Young dan Poisson Rasio untuk setiap batu uji.

(m) Metode yang digunakan dalam penentuan modulus Young

Page 43: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 43

LABORATORIUM MEKANIKA BATUAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN – FTM

UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

LAPORAN SEMENTARA

PENGUJIAN KUAT TEKAN UNIAKSIAL

Asisten : . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ukuran Conto

Sesi : . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tinggi (lo) : . . . . . . . . . cm

Hari, tanggal : . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diameter (do) : . . . . . . . . . cm

Jenis Conto Uji : . . . . . . . . . . . . . . . . . . lo/do : . . . . . . . . .

Luas (Ao) : . . . . . . . . . cm2

Beban

kN

Tegangan

MPa

Pembacaan Dial Gauge

(x0.001 cm)

Regangan

(x0.001 cm)

Aksial Lateral Aksial Lateral Volume

Δl Δd1 Δd2 Δd εa εl εv

ACC Resmi,

ttd

Page 44: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 44

Perhitungan :

Page 45: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 45

Gambar peralatan.

Page 46: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 46

BAB VI

METODE KEKUATAN TARIK TIDAK LANGSUNG DENGAN

UJI BRAZILIAN

6.1 CAKUPAN

Tes ini dilakukan untuk mengukur kekuatan tarik uniaksial dari contoh batuan

yang diuji secara tidak langsung dengan uji Brazilian. Pembenaran untuk tes ini

didasarkan pada kenyataan eksperimental bahwa kebanyakan batuan dalam

bidang tegangan biaksial, gagal dalam tegangan tarik uniaksial mereka,ketika

salah satu tegangan utama adalah tarikan dan tegangan utama terbatas lainnya

adalah tekanan,dengan besar tidak melebihi tiga kali lipat dari tegangan tarik

utama.

6.2 PERALATAN

(a) Dua plat atas baja yang dirancang sebagai bidang kontak batu uji batuan

berbentuk cakram di permukaan diametrikal-berlawanan melalui kontak busur

sekitar 10o pada failure. Peralatan yang disarankan diilustrasikan pada Gambar. 1.

Dimensi kritis peralatan adalah jari-jari kelengkungan dari plat atas, jarak dan

panjangdua plat atas dan lebar dari plat atas. Ketentuan sebagai berikut: Radius

plat atas - 1,5 x jari-jari contoh; jarak pin panduan - rotasi dari satu plat atas relatif

terhadap yang lain dengan 4 x 10-3 rad dari permukaan datar peralatan (penetrasi

daripin panduan 25 mm dengan jarak 0,1 mm); lebar plat atas - 1,1 x ketebalan

contoh. Dimensi yang tersisa dapat diskalakan sesuai gambar 1. Plat atas atas

memuat sebuah dudukan berbentuk bola yang terbuat dari bantalan setengah bola

berdiameter 25 mm.

(b) ketebalan ganda (0,2-0,4 mm) selotip dengan lebar sama atau sedikit lebih

besar dari ketebalan contoh.

(c) Sebuah mesin yang cocok untuk memberi dan mengukur penekanan untuk

contoh. Alat itu harus memiliki kapasitas yang cukup dan mampu memberi beban

Page 47: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 47

pada tingkat yang sesuai dengan persyaratan yang ditetapkan dalam bagian 3.Alat

ini juga harus diverifikasi pada interval waktu yang sesuai dan harus memenuhi

persyaratan yang berlaku nasional seperti yang ditentukan dalam ASTM Metode

E4, Verifikasi dari Pengujian Mesin atau Standar Inggris 1610, Peringkat A atau

Standar Jerman DIN 51 220 dan DIN 51 223, Kelas 1.

(d) Sebuah dudukan bulat, jika ada dari mesin penguji,harus ditempatkan dalam

posisi terkunci, dua permukaanloading dari mesin tersebut harus sejajar satu

dengan yang lain.

(e) Lebih disarankan tetapi tidak wajib dimiliki, bahwa mesin uji dilengkapi

dengan perekam grafik untuk merekam beban terhadap perpindahan untuk

membantu dalam pengukuran beban keruntuhan.

6.3. PROSEDUR

(a) Benda uji harus dipotong dan dibersihkan dengan menggunakan air bersih.

Permukaan silinder harus bebas dari bekas alat aplas dan setiap penyimpangan

ketebalan contoh tidak boleh melebihi 0.025 mm. Dan permukaan harus datar

untuk mencapai 0,25 mm dan persegi dan sejajar sampai 0.25o.

(b) Orientasi contoh harus diketahui dan kadar air dikontrol atau diukur dan

dilaporkan sesuai dengan "Metode yang disarankan untuk penentuan kadar air

dari batu uji batuan", Metode 1. Komite ISRM pada Tes Laboratorium, Dokumen

Nomor 2, November 1972.

(c) Diameter contoh tidak boleh kurang dari ukuran inti NX, sekitar 54 mm, dan

ketebalan harus kira-kira sama dengan jari-jari contoh.

(d) Pengujian contoh harus dibungkus disekitar pinggiran nya dengan satu lapisan

selotip dan dipasang tepat di alat uji sehingga bantalan pemberi beban memuat

contoh dan peralatan secara bertepatan.

Page 48: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 48

(e) Beban pada contoh harus diberikan terus menerus pada tingkat konstan

sehingga keruntuhan dalam batuan terlemah terjadi dalam 15-30 detik.

Dianjurkan tingkat pembebanan 200 Newton/detik.

(f) Mesin uji dilengkapi dengan perekam kekuatan / perpindahan, perekaman

harus diambil selama pengujian, sehingga beban untuk fraktur primer dapat

ditentukan dengan tepat (dalam beberapa kasus beban terus meningkat setelah

keruntuhan primer terjadi sebagai pecahnya contoh yang masih menahan beban).

Jika perekam beban / perpindahan tidak tersedia pada mesin uji, maka pencatatan

harus dilakukan oleh operator untuk mendeteksi beban pada keruntuhan primer.

Pada keruntuhan primer akan ada jeda singkat dalam gerakan jarum indikator.

Namun, perbedaan antara beban pada keruntuhan primer dan daya dukung yang

menahan beban hanya sekitar 5%.

(g) Jumlah contoh per batu uji yang diuji harus ditentukan dari pertimbangan

praktis, tapi biasanya jumlah yang dianjurkan adalah 10.

6.4. PERHITUNGAN

Kekuatan tarik dari contoh σt, harus dihitung dengan rumus berikut:

σt= 0,636 P / D.t (MPa)

dimana P adalah beban pada keruntuhan (N), D adalah diameter benda uji (mm),

t adalah ketebalan benda uji diukur pada pusat (mm).

6.5. PELAPORAN HASIL

(a) Deskripsi litologi batuan.

(b) Sumber batu uji, termasuk: lokasi geografis, kedalaman dan orientasi, tanggal

dan metode sampling dan penyimpanan sejarahdan lingkungan.

(c) Jumlah contoh yang diuji.

(d) Diameter dan tinggi batu uji.

(e) Kadar air dan derajat kejenuhan pada saat pengujian.

Page 49: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 49

(f) Tingkat tekanan selama pengujian.

(g) Tanggal pengujian dan jenis mesin uji.

(h) Mode keruntuhan.

(i) Setiap pengamatan lain atau data fisik yang tersedia seperti berat jenis,

porositas dan permeabilitas, mengutip setiap penentuan metode.

(j) Kekuatan tarik untuk setiap contoh dalam batu uji, menyatakan tiga angka

dibelakang koma, bersamaan dengan hasil rata-rata untuk batu uji.

Page 50: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 50

LABORATORIUM MEKANIKA BATUAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN – FTM

UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

LAPORAN SEMENTARA

PENGUJIAN KUAT TARIK

Asisten : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sesi : . . . . . . . . . . . . . . . . .

Hari, tanggal : . . . . . . . . . . . . . . . . .

No. Conto Diameter

(cm)

Tinggi

(cm)

Beban

(kg)

Kuat Tarik

(MPa)

ACC Resmi,

ttd

Page 51: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 51

Perhitungan :

Page 52: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 52

Gambar Peralatan :

Page 53: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 53

BAB VII

METODE PENENTUAN KUAT GESER LANGSUNG

DI LABORATORIUM

7.1. CAKUPAN

(a) Pengujian ini mengukur kekuatan geser langsung puncak dan residual sebagai

fungsi dari tegangan normal terhadap bidang gesernya. Hasil dari pengujian ini

digunakan dalam analisis kesetimbangan bataspada masalah kestabilan lereng atau

untuk analisis stabilitas pondasi bendungan.

(b) Benda uji dibuat semirip mungkin dengan massa batuan, baik arah

pemasangan di mesin uji biasanya disesuaikan sehingga bidang geser bertepatan

dengan bidang lemah pada batuan, misalnya pada kekar, bidang kontak batuan,

schistosity atau cleavage, atau antarmuka antara tanah dan batuan atau beton dan

batuan.

(c) Penentuan kekuatan geser langsung sebaiknya dilakukan minimal lima

pengujian pada beban geser yang sama, dengan masing-masing sample diuji pada

tegangan normal yang berbeda yang berubah secara konstan.

(d) Dalam penerapan hasil pengujian, kondisi tekanan air pori dan pergerakan

batuan harus dipertimbangkan pada desain yang dibuat karena mungkin berbeda

dengan kondisi pengujian.

7.2 PERALATAN DAN PERLENGKAPAN

Peralatan untuk mengambil sample batuan, diantaranya:

(a) Peralatan untuk memotong sample; misalnya alat bor inti berdiameter besar,

bor perkusif, gergaji batu atau palu dan pahat, serta peralatan untuk mengukur dip,

arah dip, kekasaran dan karakteristik lain dari batuan.

Page 54: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 54

(b) Alat untuk memegang sample menjadi satu, misalnya pengikat kawat atau

perekat logam.

(c) Alat pelindung sample terhadap kerusakan mekanis dan perubahan kadar air,

baik selama pemotongan atau saat transit ke laboratorium, misalnya kemasan

pelindung dan lilin atau bahan waterproof yang lain.

Peralatan untuk memasang sample,diantaranya:

(a) Cetakan sample, terdiri dari alat yang dapat dibongkar untuk melepaskan

sample uji dari cetakan.

(b) Semen, plester, resin atau bahan perekat lain yang kuatdiaduk dengan

peralatan mixing yang tepat.

Gambar 6.1

Susunan pada pengujian kuat geser langsung laboratorium

Peralatan Pengujian (shear box, Gambar 6.1) terdiri dari:

(a) Beban normal, biasanya menggunakan sistem mekanik hidrolik, pneumatic

atau beban yang dirancang untuk memberikan beban yang terdistribusi seragam

pada bidang yang akan diuji. Gaya resultan harus bertindak normal terhadap

bidang geser, melewati pusat area. Sistem harus memiliki pergerakan yang lebih

besar dari jumlah dilatasi atau konsolidasi yang diharapkan, dan harus mampu

mempertahankan beban normal dalam waktu 2% dari nilai yang ditentukan

selama pengujian.

Page 55: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 55

(b) Beban geser, biasanya menggunakan jack hidrolik atau sistem gear-drive

mekanis, dirancang sedemikian rupa sehingga beban didistribusikan merata

sepanjang salah satu permukaan sample dengan resultan yang diterapkan gaya

geser yang bekerja pada bidang geser tersebut. Peralatan harus dirancang untuk

pergerakan geser lebih besar dari 10% dari panjang sample. Peralatan mencakup

roller,kabel atau perangkat dengan gesekan rendah mirip untuk memastikan

bahwa ketahanan peralatan untuk perpindahan geser kurang dari 1% dari gaya

geser maksimum yang diterapkan dalam pengujian.

(c) Peralatan untuk pengukuran terpisah dari mesin geser yang digunakan dan

gaya normal, dengan akurasi yang lebih baik +-2% dari beban maksimum yang

dapat dicapai dalam pengujian. Data kalibrasi tiap alat berlaku untuk berbagai

pengujian dan harus ditambahkan ke laporan pengujian.

(d) Peralatan untuk mengukur geser, normal dan lateral displacement. Alat ukur

ini misalnya dial gauges mikrometer atau transduser listrik. Pengukur ini dapat

dipasang seperti ditunjukkan pada Gambar. 2, atau empat alat pengukur

perpindahan normal dapat digantikan oleh pengukur tunggal yang dipasangkan

ditengah. Perpindahan geser dari alat pengukur harus memiliki pergerakan yang

lebih besar dari 10% dari panjang sample dan akurasi yang lebih baik dari 0,1

mm. Perpindahan dari pengukur gerakan normal dan lateral harus memiliki

pergerakan yang lebih besar dari 20 mm dan akurasi yang lebih baik dari 0,05

mm. Pengaturan ulang alat pengukur selama pengujian sebisa mungkin

dihindari. Jika transduser listrik atau sistem perekaman otomatis menggunakan

kalibrasi, harus dimasukkan dalam laporan.

7.3. PROSEDUR

Persiapan:

(a) Pada pengujian ini dicatat pula dip, arah dip dan karakteristik geologi terkait

lainnya. Blok atau inti sample yang digunakan untuk pengujian dikumpulkan

dengan cara tertentu untuk meminimalkan gangguan, dan diusahakan untuk

mempertahankan kadar air alami. Dimensi sample dan letak bidang uji dalam blok

atau inti harus disesuaikan sehingga tidak dilakukan pemotongan di

laboratorium. Bidang uji sebaiknya persegi dengan luas minimal 2.500

Page 56: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 56

mm2. Sample harus disimpan dengan mengikat erat dengan kawat atau tape dan

dibiarkan dalam posisinya hingga pengujian.

(b) Sample yang tidak segera dilakukan pengujian harus diberi lapisan kedap air,

diberi label dan dikemas untuk menghindari kerusakan pada saat perjalanan ke

laboratorium.Sample rapuh memerlukan perlakuan khusus, misalnya kemasan di

lapisi busa poliuraten (Stimpson, B., Metcalfe, F. G, dan Walton, G., 1970. QJ

Engng geol. 3, No. 2, hal.127).

(c) Kemasan pelindung (kecuali kawat baja) dihilangkan beserta penyangga blok

di salah satu sisinya, sehingga bidang yang akan diuji dalam posisi yang benar dan

terorientasi. Selanjutnya bahan encapsulating dituangkan dan setelah selesai, pada

setengah bagian sample yang lain dilakukan dengan cara yang sama. Jarak

minimal antara kedua sisi bidang geser adalah 5 mm dan harus bersih dari bahan

encapsulating.

Konsolidasi:

(a) Tahap pengujian konsolidasi adalah untuk memungkinkan tekanan air pori di

batu dan material pengisi, berdekatan dengan bidang geser untuk mendisipasi

dibawah tegangan normal sebelum pergeseran. Perilaku batu uji pada saat

konsolidasi juga dapat memaksakan batasan geser pada tingkat yang diizinkan.

(b) Setelah batu uji dipasang dalam kotak geser (shearbox), semua alat pengukur

diperiksa dan pembebanan awal dipasang serta pembacaan perpindahan dicatat.

(c) Beban normal dinaikkan sesuai dengan yang telahditentukan untuk tes,

mencatat perpindahan normal yang konsekuen (konsolidasi) dari conto sebagai

fungsi waktu dan penggunaan beban.

(d) Tahap konsolidasi dapat dianggap lengkap bila laju perubahan dari

perpindahan normal kurang dari 0,05 mm dalam 10 menit. Pemuatan geser

kemudian dapat diterapkan.

Page 57: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 57

Pergeseran:

(a) Tujuan pergeseran adalah untuk menentukan nilai puncak dan kuat geser

langsung residu.

(b) gaya geser dapat diterapkan secara bertahap biasanya diterapkan terus menerus

dengan cara mengontrol laju perpindahan gesernya.

(c) Sekitar 10 set pembacaan harus diambil sebelum mencapai kekuatan puncak.

Tingkat perpindahan geser harus kurang dari 0,1 mm/menit pada periode 10 menit

sebelum mengambil satu set bacaan.

Hal ini dapat ditingkatkan sampai tidak lebih dari 0,5 mm / menit antara set

pembacaan penetapan kekuatan puncak sendiri cukup dibaca. Untuk "pengaliran"

test terutama ketika menguji diskontinuitas tanah lempung, waktutotal untuk

mencapai kekuatan puncaknya sebaiknyamelebihi 6 t100 yang ditentukan dari

kurva konsolidasi. Jika perlu tingkat geser harus dikurangi atau penerapan

kenaikan gaya geser kemudian ditunda untuk memenuhi kebutuhan ini.

(d) Setelah mencapai kekuatan puncaknya, pembacaan harus diambil pada

penambahan sebesar 0,5-5 mm perpindahan geser yang diperlukan untuk

menentukan kurva kekuatan perpindahan (Gbr. 5). Tingkat perpindahan geser

harus 0,02-0,2 mm / menit pada periode 10 menit sebelum satu set pembacaan

diambil, dan dapat ditingkatkan sampai tidak lebih dari 1 mm / menit antara set

pembacaan lainnya.

(e) Dimungkinkan untuk nilai kekuatan residu ketika batu uji digeserpada

tegangan normal konstan dan setidaknya empat set berturut-turut pembacaan

yangdiperoleh menunjukkan tidaklebih dari 5% dari tegangan geser atas

perpindahan geser 1 cm [ 11].

(f) Setelah menetapkan kekuatan residu, tegangan normal dapat ditingkatkan atau

dikurangi [12] dan geser contined untuk mendapatkan nilai kekuatan residu

tambahan. Batu uji harus reconsolidated setiap tegangan normal baru (lihat

paragraf 6), dan pergeseran terus menerus sesuai dengan kriteria yang diberikan

dalam paragraf 7 (c) sampai 7 (e) di atas.

Page 58: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 58

(g) Setelah dilakukan pengujian, bidang geser sebaiknya dibuka dan diamati

secara keseluruhan (lihat paragraf 9). Luas permukaan geser diukur dan difoto bila

diperlukan. Batu uji batuandan puing-puing geser harus diambil untuk pengujian

indeks.

7.4. PERHITUNGAN

(a) kurva konsolidasi diplot selama tahap pengujian konsolidasi. Waktu t100 untuk

penyelesaian "konsolidasi primer" ditentukan dengan membuat garis singgung

kurva seperti yang ditunjukkan. Waktu untuk mencapai kekuatan puncak dari

awal pembebanan geser harus lebih besar dari 6 t100 untuk memungkinkan disipasi

tekanan.

(b) pembacaan perpindahan dirata-ratakan untuk mendapatkan nilai rata-rata

perpindahan geser dan normal (Δs dan Δn). Perpindahan lateral tercatat hanya

untuk mengevaluasi perilaku sample selama pengujian, meskipun bila cukup,

mereka harus diperhitungkan ketika menghitung bidang kontak terkoreksi.

(c) tegangan geser dan tegangan normal adalah sebagai berikut:

𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝝉 = 𝑷𝒔

𝑨

𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟 𝜎𝑛 =𝑃𝑛

𝐴

Keterangan.

Ps = Jumlah gaya geser (kN);

Pn = jumlah gaya normal (kN);

A = luas geser tumpang tindih permukaan (dikoreksi untuk memperhitungkan

perpindahan geser) (cm2)

(d) Untuk setiap tes sample, grafik tegangan geser (atau gaya geser) dan tegangan

normal vs perpindahan geser diplot dijelaskan untuk menunjukkan tegangan

normal nominal dan setiap perubahan tegangan normal selama pergeseran. Nilai

kekuatan puncak dan residual dan tekanan normal, geser dan perpindahan yang

normal di mana ini terjadi diringkas dari grafik.

Page 59: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 59

(e) Grafik dari puncak dan kekuatan geser residu vs tegangan normal diplot dari

kombinasi hasil semua batu uji. Kekuatan geser parameter ɸp, ɸr, cp dan cr yang

diringkas dari grafik tersebut.

5.5. PELAPORAN HASIL

Laporan harus mencakup sebagai berikut:

(a) Diagram dan deskripsi dari alat uji dan deskripsi metode yang digunakan

untuk mengambil, mengemas, mengangkut, menyimpan, pemasangan dan

pengujian batu uji.

(b) Untuk setiap sample diberikan deskripsi geologi keseluruhan dari intact rock,

permukaan geser, pengisi dan puing-puing sebaiknya disertai dengan data uji

indeks yang relevan (misalnya profil kekasaran; batas Atterberg, kadar air dan

distribusi ukuran butiran pengisi material)

(c) Diagram dan lebih baik dengan foto yang menunjukkan lokasi pengambilan

batu uji. dip dan dip direction yang diuji, juga dimensi dan sifat setiap sample.

(d) Untuk setiap blok uji satu set tabel data, grafik konsolidasi dan grafik dari

tegangan geser dan perpindahan normal vs perpindahan geser. Nilai diringkas dari

kuat geser puncak dan residual sebaiknya ditabulasi dengan nilai-nilai yang sesuai

dari tegangan normal, geser dan perpindahan normal.

(e) Untuk penentuan kekuatan geser secara keseluruhan, grafik dan nilai-nilai

tabulasi dari kuat geser puncak dan residu vs tegangan normal, bersama dengan

nilai-nilai yang diturunkan untuk parameter kekuatan geser.

Page 60: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 60

LABORATORIUM MEKANIKA BATUAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN – FTM

UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

LAPORAN SEMENTARA

PENGUJIAN KUAT GESER

Asisten : . . . . . . . . . . . . . . . JenisConto : . . . . . . . . . .

Sesi : . . . . . . . . . . . . . . . Beban Normal (Pn): . . . . . . . . . .kN

Hari, tanggal : . . . . . . . . . . . . . . . = . . . . . . . . . kg

Kondisi /

Waktu

(menit)

PerubahanGeser

(mm)

Gaya

Geser

(kN)

Perubahan

Normal

(x0.01 mm)

Catatan

Maju

............

0 0 0 Bentuk Bidang Potong

:Lingkaran

Diameter: . . . . . . . cm

Luas(A) : . . . . . . . cm2

Tegangan Normal (σn)

σn : Pn/A

= . . . . . . . . . . .

= . . . . . . . . .

kg/cm2

Tegangan Geser Residu

(τr)

Sr’ : . . . . . . . . . kg

Sr’’ : . . . . . . . . . kg

Sr : (Sr’ + Sr’’) / 2

= . . . . . . . . . kg

r : Sr/A

= . . . . . . . . . .

= . . . . . . . . . . kg/cm2

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

10 0

11 0

12 0

Mundur

.............

12 0 0

11 0

10 0

9 0

8 0

7 0

6 0

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0 0

ACC Resmi,

ttd

Page 61: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 61

Perhitungan :

Page 62: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 62

Gambar Peralatan :

Page 63: BAB I PENDAHULUAN - · PDF fileUji Kuat Tarik Tidak Langsung ... LAPORAN SEMENTARA PENGUJIAN SIFAT FISIK ... Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : 1

Buku Panduan Pengujian di Laboratorium Mekanika Batuan 63

DAFTAR PUSTAKA

1. Ulusay, R.., Hudson, A.J., 2007, The Complete Isrm Suggested Methods For

Rock Characterization, Testing And Monitoring: 1974-2006, Ankara,

Turkey.