• Tidak ada hasil yang ditemukan

SIFAT FISIK DAN MEKANIK BATUAN - 2

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "SIFAT FISIK DAN MEKANIK BATUAN - 2"

Copied!
63
0
0

Teks penuh

(1)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

SIFAT FISIK DAN MEKANIK

BATUAN - 2

Suseno Kramadibrata

Laboratorium Geomeknika

FIKTM - ITB

(2)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Uji

Uji

Triaksial

Triaksial

 Uji ini untuk mengukur kekuatan contoh batu

berbentuk silinder dibawah tekanan triaxial.

 Data hasil pengujian sangat diperlukan untuk

perhitungan:



strength envelope (kurva intrinsic)



shear strength (τ)



sudut geser dalam (φ)



kohesi (C)

(3)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Sel

Sel

Triaksial

Triaksial

Tipe

Tipe

Von

Von

Karman

Karman

Dept. Teknik Pertambangan ITB

Wattimena & Kramadibrata (1997)

Kramadibrata, Wattimena and

Simangunsong (1998)

1. Platen penekan 2. Bola baja 3. Spheical seat

4. Alat bantu transducer 5. Contoh batuan

6. Piston berongga utk tekanan pori 7. Sonic transmitter

8. Sonic receiver 9. Selubung karet

10. Ring pengikat selubung karet 11. Strain gauges

12. Pipa utk tekanan pori 13. Pipa utk kabel transducer 14. Ruang fluida pemampat 15. Dinding sel

16. Lubang masuk fluida pemampat 17. Lubang keluar fluida pemampat 18. Lubang masuk tekanan udara 19. Slide bearing

20. Sliding seal 21. Baut

22. Seal pada plat dasar sel 23. Lubang masuk tekanan pori 24. Lubang keluar tekanan pori 25. Port kable strain gauges 26. Port kable transducer

(4)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

(5)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Sel

Sel

Von

Von

Karman

Karman

Type &

Type &

Triaksial

Triaksial

Hoek

Hoek

& Franklin (1968)

& Franklin (1968)

 Tidak perlu penirisan minyak

antar uji

 Ukuran terbatas BQ, NQ & HQ

 L/D = 2 – 2.5

 σ

3

max 70 MPa

(6)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Mohr Circles & Intrinsic Curve

Mohr Circles & Intrinsic Curve

0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30

Normal Stress (MPa)

S h e a r S tr e s s ( M P a ) τ = 5.22 + σN Tan 32.81 3 3.00 29.34 25.70 2.00 2 22.61 1.00 1 (MPa) (MPa) No σσσσ3333 σσσσ1111 φ τ = c + σN Tan φ c

(7)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Mohr Coulomb – Linear

Mohr – Curve linear concave downwards; in the limit, the envelope may assume the form of a straight line (Coulomb criterion)

σ3Minor principal stress /confining pressure σ 1 M a x im u m m a jo r p ri n c ip a l s tr e s s a t fa ilu re τ= ½ (σ1 – σ3) Sin 2 β σ = ½ (σ1 + σ3) + ½ (σ1 – σ3) Cos 2 β A B D E Mohr - Coulomb Mohr 2β β β σN σ3 σ1 τ τmax

(8)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Metode

Metode

Tak

Tak

Langsung

Langsung

Menentukan

Menentukan

UCS & UTS

UCS & UTS

τ = σn tan φ + c 2β = 90°+ φ

Pada kondisi tekan, σ1 = σc & σ3 = 0 Pada kondisi tarik, σ1 = 0 dan σ3 = - σt Keterangan

 τ = Tegangan geser

 σN = Tegangan normal

 σ1 = Tegangan prinsipal mayor

 σ3 = Tegangan prinsipal minor

 c = Kohesi

 β = Sudut antara s1 dan sn

 φ = Sudut gesek dalam

 σc = Kuat tekan uniaksial (UCS)

 σt = Kuat tarik uniaksial (UTS)

β

σ

σ

σ

σ

σ

=

+

+

(

-

)cos

2

2

1

)

(

2

1

3 1 3 1 n

β

σ

σ

τ

=

(

-

)sin

2

2

1

3 1

φ

φ

φ

σ

σ

=

+

+

sin

-1

cos

2c

)

sin

(1

3 1

φ

φ

σ

=

sin

-1

cos

2c

c

φ

φ

σ

+

=

sin

1

cos

2c

t

(9)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Multistage

Multistage

Triaxial

Triaxial

Test

Test

-20 0 20 40 60 80 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Strain σσσσ 1 - σσσσ 3 ( M P a ) σ32 = 5 MPa σ31 = 2 MPa σ33 = 7.5 MPa σ34 = 10 MPa E1 E2 E3

(10)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

(11)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Kwasnieski (1990)

Kurva perbedaan tegangan – regangan longitudinal spesimen Bogdanka mudstone kondisi kering dan basah yang diuji pada tegangan pengukungan 20 MPa. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 1 2 3 4 5 6 Strain (%) D e v ia to ri c s tr e s s ( M P a )

Granite (void ratio = 0.022) Sandstone (void ratio = 0.163) Applied σ3 = 35 MPa µ = 7 MPa µ = 21 MPa µ = 35 MPa µ = 35 MPa µ = 21 MPa µ = 7 MPa 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 2 4 6 8 10 12 Longitudinal strain (%) D ev ia to ri c s te ss ( M P a ) air-dry specimen wet specimen specimen σ3 = 20 MPa

Schwartz (1964)

Tekanan air pori mempunyai sedikit pengaruh pada kekuatan batuan jika angka pori

(12)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Pengaruh

(13)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

(14)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n

-1

Variasi

Variasi

Deviatoric

Deviatoric

Stress

Stress

vs

vs

Kemiringan

Kemiringan

Bidang

Bidang

Lemah

Lemah

&

&

σ

σ

σ

σ

σ

σ

σ

σ

3

3

(Donath, 1972 & Mc

Lamore – Gray 1967)

(15)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Perilaku

Perilaku

Keruntuhan

Keruntuhan

Menurut

Menurut

Kecepatan

Kecepatan

Ultrasonik

Ultrasonik

pada

pada

Uji

Uji

Triaksial

Triaksial

a. Contoh Jenuh; b. Contoh Kering

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2.86 3.06 3.26 3.46 3.66 3.86 4.06 Sonic velocity (km/s) D ev ia to ri c s tr es s (M P a) σ3 = 4 MPa σ3 = 16 MPa σ3 = 12 MPa σ3 = 8 MPa σ3 = 4 MPa σ3 = 8 MPa σ3 = 12 MPa σ3 = 16 MPa Dried specimen Saturated specimen

(16)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Uji

Uji

Kuat

Kuat

Geser

Geser

Langsung

Langsung

 Kuat geser batuan merupakan perlawanan internal batuan terhadap

tegangan yang bekerja sepanjang bidang geser dalam batuan tersebut,

yang dipengaruhi oleh karakteristik intrinsik dan faktor eksternal

 Untuk mengetahui kuat geser batuan pada tegangan normal tertentu.

 Minimal 3 contoh.

 Masing-masing contoh dikenakan gaya normal tertentu yang

diaplikasikan tegak lurus terhadap permukaan bidang diskontinu

 garis Coulomb's shear strength,

 kuat geser (shear strength),

 sudut geser dalam (φ),

(17)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kuat

Geser Batuan

 Laju perpindahan geser konstan akan mengindikasikan gaya geser yang

bekerja pada batuan tersebut. τ yang dibutuhkan batuan tersebut untuk mulai membentuk rekahan bidang geser dan berpindah akan bertambah sesuai pertambahan FN.

 Pada Uji Geser langsung, τ & σ N adalah representatif dari FS & FN dibagi luas kontak.

 Saat Uji Geser: τ meningkat secara linear terhadap perpindahan, akan tetapi berangsur-angsur menjadi tidak linear hingga pada saat tercapai nilai

maksimumnya. Nilai τ maksimum = nilai τP & nilai perpindahan pada saat kondisi ini disebut perpindahan geser puncak.

 Setelah τP tercapai, τ akan turun dan berangsur-angsur mencapai nilai konstan & disebut τR.

 Jika τP & τR diperoleh dari tingkat τN yang berbeda dengan jenis batuan yang sama, secara ideal akan diperoleh kurva hubungan linear antara kuat geser terhadap masing-masing tingkat tegangan normal.

 Permukaan bidang diskontinu alami pada batuan tidak selalu halus, bahkan hampir 100% kasar. Semakin kasar permukaan batuan meningkatkan kekuatan geser pada batuan.

(18)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1 tegangan geser τ p e rp in d a h a n u contoh contoh tegangan normal σ T e g a n g a n g e s e rτ Perpindahan u

kuat geser puncak

kuat geser sisa Te

g a n g a n g e s e r τ Tegangan normal σ ττττP φp φr τ = Cp + σtan φp τ = Cr + σtan φr ττττ R Residual strength T e g a n g a n g e s e r τ Tegangan normal σ ττττP Cp – cohesive strength φp τ = Cp + σtan φp σ tan φp Peak strength Clay Kuarsa

(19)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1 τ 45o σN σN T P 5 x 5 x 5 cm Ball bearing Tegangan Normal σN

Bevelled Dies Shear Test

A

N

A

45

Sin

N

=

=

o

P

σ

A

T

A

45

Cos

=

=

o

P

τ

Tegangan Geser τ 98.15 65.95 43.42 τ (kg.cm2) 116.98 55.34 25.07 σN(kg.cm2) 22.16 22.52 21.48 A (cm2) 3383.86 1938.91 1076.92 P (kg) α=50o α=40o α=30o α

(20)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Tegangan normal

 Massa batuan pada umumnya mempunyai rekahan yang ditimbulkan oleh pembebanan sejak awal pembetukan batuan tersebut. Tegangan

terkonsentrasi pada rekahan tesebut, sehingga kehadiran rekahan sangat mempengaruhi perilaku massa batuan. Dengan adanya faktor kekasaran bidang rekahan, maka kondisi tegangan normal konstan akan tidak realistik tercapai pada kondisi alami.

 Selain itu, peristiwa geologi seperti gempa bumi memungkinkan terjadi perubahan beban normal terhadap massa batuan dan berpotensi

membentuk bidang geser baru pada massa batuan.

 Kuat geser, dalam hal ini kuat geser puncak, akan meningkat seiring peningkatan tegangan normal. Hal ini mengindikasikan bahwa bidang

lemah pada kedalaman yang lebih dalam cenderung akan semakin kuat. Uji kuat geser harus dilakukan pada kondisi tingkat tegangan normal yang tidak melebihi batas elastisitasnya. Hal ini dilakukan untuk memperoleh

deformasi yang disebabkan tegangan geser dan bukan oleh tegangan normal.

(21)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n

-1

Data Uji Geser-1

1379.46 1379.46 1379.46 1379.46 1379.46 37.20 37.20 37.20 37.20 37.20 12.65 12.32 11.89 11.40 11.30 511.74 482.07 437.57 396.78 341.16 13.80 13.00 11.80 10.70 9.20 17.78 15.24 12.70 10.16 7.62 689.73 689.73 689.73 689.73 689.73 18.60 18.60 18.60 18.60 18.60 13.41 13.31 13.21 13.08 12.95 326.32 322.99 300.37 285.53 266.99 8.80 8.71 8.10 7.70 7.20 30.48 27.94 25.40 22.86 20.32 344.87 344.87 344.87 344.87 344.87 9.30 9.30 9.30 9.30 9.30 13.84 13.79 13.74 13.69 13.61 181.70 178.00 175.77 157.97 136.46 4.90 4.80 4.74 4.26 3.68 43.18 4064 38.10 35.56 33.02 130.90 130.90 130.90 130.90 130.90 130.90 3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 14.15 14.22 14.40 14.30 14.17 14.02 0.00 85.29 107.54 118.66 107.54 89.74 0.00 2.30 2.90 3.20 2.90 2.42 58.42 55.88 53.34 50.80 48.26 45.72 σN {kPa} FN {kPa} Vertical Displacement {mm} σH {kPa} FH{kN} Horizontal Displacement (mm}

(22)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1 12 45.36 0 12 45.36 1 13 45.36 2 12 45.36 3 12 45.36 4 16 90.72 5 17 90.72 6 13 45.36 7 12 45.36 8 13 45.36 9 0 0 10 REVERSE SHEARING 20 90.72 10 19 90.72 9 19 90.72 8 21 90.72 7 20 90.72 6 20 90.72 5 24 113.40 4 21 90.72 3 20 90.72 2 21 90.72 1 0 0 0 FORWARD SHEARING NORMAL DISPL ( x 0,01 mm ) SHEARING FORCE, kg SHER DISP (mm) Normal Load = 82.05 kg Saw cut plane : circle

- Length : 4.57 cm - Width : 4.57 cm - Area ( A ) : 16.410 cm2 Normal Stress : ( σn ) = Pn /A

(23)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Bidang geser dan material pengisi pada bidang geser

 Kuat geser akan berkurang secara signifikan ketika sebagian atau seluruh permukaan tidak sepenuhnya kontak, melainkan ditutupi oleh material pengisi yang relatif lunak seperti lempung

 Keruntuhan geser batuan dengan bidang diskontinu yang terisi material lunak mengalami dua tahap. Pertama tegangan dan perpindahan geser hanya

dipengaruhi oleh kekuatan material pengisi. Kedua, setelah terjadi perpindahan, permukaan batuan mengalami kontak kemudian kekuatan dari bidang diskontinu ditentukan oleh kekasaran dan kekuatan bidang geser itu sendiri

(24)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Pengaruh kehadiran air dan tekanan air

 Kehadiran air pada massa batuan menyebabkan permukaan bidang

diskontinu akan tertekan sebagian sehingga tegangan normal

menjadi berkurang.

 Kecepatan geser pada permukaan yang basah lebih lambat

dibandingkan dengan permukaan yang kering.

(25)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Faktor Eksternal Kuat Geser Batuan

Dimensi contoh uji

 Massa batuan di alam mempunyai sifat & struktur yang heterogen serta kompleks. Contoh batuan yang digunakan untuk uji di laboratorium

diharapkan sebagai representatif dari massa batuan berikut sifat dan

perilakunya. Semakin besar dimensi contoh yang digunakan, maka contoh tersebut semakin merepresentasikan massa batuan.

(26)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

K

K

riteria

riteria

Kuat

Kuat

Geser

Geser

Batuan

Batuan

Kriteria Mohr-Coulomb Linear

 ττττ = C + µ

µ

µ

µσ

Keterangan:

 ττττ = tegangan geser

 C = kohesi

 σ

σ

σ

σ = tegangan normal

(27)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

K

K

riteria

riteria

Kuat

Kuat

Geser

Geser

Batuan

Batuan

Kriteria Dilatansi



Pada pengujian kuat geser langsung, selain perpindahan lateral, terjadi

juga perilaku dilatansi.



Dilatansi merupakan perpindahan vertikal (searah tegangan normal)

selama uji kuat geser. Model gigi gergaji merupakan ilustrasi yang baik

untuk menjelaskan perilaku ini.



Pada kondisi ini tidak akan ada perpindahan selama resultan gaya

berada pada batas sudut geser gerigi.



Akan tetapi jika resultan gaya di luar batas tersebut, akan terjadi

pergerakan pada arah i. Rekahan akan terbuka dan dilatansi terjadi

pada bidang geser tersebut.



Tegangan normal σn akan bereaksi melawan dilatansi ini. Apabila

penggeseran dilanjutkan, gerigi akan kelebihan beban dan akan

tergeserkan secara langsung. Pergeseran akan terus berlanjut sejajar

terhadap bidang geser umum tanpa ada dilatansi

(28)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

 τ = C + σ tan (Φ + i)

Keterangan:

 τ = tegangan geser

 C = kohesi

 σ = tegangan normal

 µ = koefisien geser dalam dari batuan = tan Φ

 i = sudut dilatasi

i i σ H σ H σ N σ N

(29)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Kecepatan

Kecepatan

U

U

ltrasonik

ltrasonik

 Uji (ISRM 1981) untuk mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik

pada contoh batu sebelum uji UCS.

 cepat rambat gelombang primer (VLp)  cepat rambat gelombang sekunder (VLs).

 Modulus Elastik dinamik dapat dihitung.

 Kemampugalian batuan ditentukan juga oleh karakteristik dinamiknya,

karena perjalanan gelombang akibat benturan mata bor dan gigi-gigi

alat gali terhadap batuan merupakan gerakan dinamik.

 Setiap batuan selalu memiliki rekahan awal (pre-existing cracks).

Tergantung dari proses pematangannya didalam, rekahan awal ini

dapat saja bertambah.

(30)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n

-1

Kec

Kec

.

.

Rambat

Rambat

Gel.

Gel.

Ultrasonik

Ultrasonik

 Kecepatan rambat gelombang tekan

 Kecepatan rambat gelombang geser

 Modulus Young dinamik

 Modulus geser dinamik

 Nisbah Poisson dinamik

(31)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Cepat

Cepat

Rambat

Rambat

Gelombang

Gelombang

Tekan

Tekan

&

&

Geser

Geser

L = panjang contoh (m)

tp = waktu yang dibutuhkan gelombang tekan merambat sepanjang contoh (detik) ts = waktu yang dibutuhkan gelombang geser merambat sepanjang contoh (detik)

p

p

t

L

V =

s

p

t

L

V =

(32)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n

-1

Parameter

Parameter

Dinamik

Dinamik

Modulus Geser: G = ρ.v

s

2

ρ = massa per satuan volume









=

2 p s 2 p s

V

V

1

2

V

V

2

1

v

Nisbah Possion:

Modulus Young Dinamik: E = 2 (1+ν)

G

Konstanta Lame: λ = ρ (v

p

2

– 2 v

s

2

)

Modulus Ruah: K = (ρ/3)

(3v

p

2

– 4 v

(33)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Hubungan UCS & Kecepatan

Ultrasonik Vp

 Vp untuk pemilihan alat gali dan penentuan keberadaan kekar

 Hubungan UCS & Vp sulit ditentukan tanpa memperhitungkan faktor-faktor

di dalam batuan.

 Faktor-faktor: beban pada contoh saat pengujian, porositas, pre-existing

crack, bobot isi, kandungan air, ukuran butir & komposisi mineral.

 Kahraman (2001) hubungan non-linear antara

σ

c dan Vp dengan

menggunakan variasi contoh batuan dari penelitiannya Goktan & Wade et

al. sehingga lebih andal utk prediksi UCS daripada Vp.

batuan sedimen

-batuan beku, -batuan sedimen, -batuan metamorf σc = 0,036vp* - 31,18 σc = 0,055vp* - 91,44 σc = 9,95vp1,21 Goktan (1988) Wade et al. (1993) Kahraman (2001) Tipe Batuan Persamaan Referensi

vp*= Kecepatan gelombang tekan (m/det) v

(34)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 Hoek & Brown (1980) usul metoda untuk menduga

kekuatan massa batuan terkekarkan.

 Metodanya dimodifikasi sejak diusulkan (Hoek, 1983;

Hoek & Brown, 1988).

 Aplikasinya berlaku untuk kualitas massa batuan sangat

buruk yang perlu perubahan (

Hoek, Wood & Shah,

1992)

 Pengembangan Klasifikasi Baru disebut Geological

Strength Index – GSI (

Hoek, Kaiser & Bawden, 1995;

Hoek, 1995; Hoek & Brown, 1997).

 Sejarah pengembangannya dapt ditemukan di Hoek

(35)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Kriteria

Kriteria

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

σ’1 & σ’3 adalah tegangan efektif maksimum & minimum saat batuan runtuh, mb adalah nilai konstanta Hoek & Brown m untuk massa batuan

s & a adalah konstanta yg bergantung pada karakteristik massa batuan σci adalah UCS batuan utuh

(36)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Sifat

Sifat

Batuan

Batuan

Utuh

Utuh

 Hubungan antara tegangan prinsipal saat suatu batuan runtuh

diberikan oleh σ

ci

& m

i

.

 Selang nilai σ

3

’ sangat kritikal.

Hoek & Brown (1980) gunakan 0 < σ

3

’ < 0.5 σ

ci

(37)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Penentuan

Penentuan

σ

σ

σ

σ

σ

σ

σ

σ

ci

ci

and m

and m

i

i

y = mσ

ci

x + sσ

ci

x = σ

3

(38)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Penentuan

(39)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Pendugaan

(40)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Pendugaan

(41)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Nilai

(42)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n

(43)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Catatan

Catatan

 Uji laboratorium pada batuan sangat britel kuat cenderung

memberikan nilai tinggi pada kuat tekan batuan insitu.

 Uji laboratorium & lapangan pada Lac du Bonnet granite dgn

kualitas baik (

Martin & Chandler, 1994) menunjukkan bhw

kuat tekan insitu hanya sekitar 70% dari UCS laboratorium

 Penentuan UCS pada batuan anisotropic & foliated sangat

(44)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Peak Strength of

Peak Strength of

Moura

Moura

DU Coal

DU Coal

(

(

Medhurst

Medhurst

& Brown, 1996)

& Brown, 1996)

(45)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Kekuatan

Kekuatan

Puncak

Puncak

Moura

Moura

DU Coal

DU Coal

(46)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Geological

Geological

Strength

Strength

Index

Index

(47)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Pendugaan

Pendugaan

m & s

m & s

Dengan

Dengan

GSI

GSI

(Hoek, 1994; Hoek et al., 1995)

 m

b

= m

i

exp [(GSI – 100)/28]

 For GSI > 25



s = exp [(GSI-100)/9]



a = 0.5

 For GSI < 25



s = 0



a = 0.65 – (GSI/200)

(48)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Pendugaan

Pendugaan

m & s

m & s

Dengan

Dengan

GSI

GSI

(Hoek, 1994; Hoek et al., 1995)

 Massa batuan kualitas baik (GSI>25), nilai GSI dapat diduga secara

langsung dari

RMR Bieniawski Ver. 1976 dgn groundwater rating 10

(dry) & adjustment utk joint orientation 0 (very favourable).

 Bieniawski’s RMR tidak digunakan untuk menduga nilai GSI pada

massa batuan buruk.

 Bila RMR Bieniawski Ver. 1989 digunakan maka:



GSI = RMR89’ – 5



RMR89’ punya groundwater rating 15 & adjustment utk joint

orientation - zero

(49)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Apakah

Apakah

GSI ?

GSI ?

(50)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Pendugaan

Pendugaan

m & s

m & s

Dengan

Dengan

GSI

GSI

(Hoek, 2002)

 m

b

= m

i

exp [(GSI – 100)/(28-14D)]

 s = exp [(GSI-100)/(9-3D)]

 D = Disturbance Factor

(51)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Disturbance Factor, D

Disturbance Factor, D

D = 0

Excellent quality controlled

blasting or excavation by

Tunnel Boring Machine results

in minimal disturbance to the

confined rock mass

surrounding a tunnel.

Suggested

value of D

Description of rock mass

Appearance or rock

mass

(52)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Disturbance Factor, D

Disturbance Factor, D

D = 0

D = 0.5

(no invert)

Mechanical or hand

excavation in poor quality rock

masses (no blasting) results in

minimal disturbance to he

surrounding rock mass.

Where squeezing problems

result in significant floor

heave, disturbance can be

severe unless a temporary

invert, as shown in the

photograph, is placed.

Suggested

value of D

Description of rock mass

Appearance or rock

mass

(53)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Disturbance Factor, D

Disturbance Factor, D

D = 0.8

Very poor quality blasting in a

hard rock tunnel results in

severe local damage,

extending 2 or 3 m, in the

surrounding rock mass.

Suggested

value of D

Description of rock mass

Appearance or rock

mass

(54)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Disturbance Factor, D

Disturbance Factor, D

D = 0.7

Poor

blasting

D = 1.0

Good

blasting

Small scale blasting in civil

engineering slopes results in

modest rock mass damage,

particularly if controlled

blasting is used as shown on

the left hand side of the

photograph. However, stress

relief results in some

disturbance.

Suggested

value of D

Description of rock mass

Appearance or rock

mass

(55)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Disturbance Factor, D

Disturbance Factor, D

D = 1.0

Production

blasting

D = 0.7

Mechanical

excavation

Very large open pit mine

slopes suffer significant

disturbance due to heavy

production blasting and also

due to stress relief from

overburden removal.

In some softer rocks

excavation can be carried out

by ripping and dozing and the

degree of damage to the

slopes is less.

Suggested

value of D

Description of rock mass

Appearance or rock

mass

(56)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Parameter Mohr

(57)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Parameter Mohr

(58)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Ringkasan

Ringkasan

Sejarah

Sejarah

Pengembangan

Pengembangan

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 1980



Hoek E. and Brown E.T. 1980. Underground Excavations

in Rock

. London: Institution of Mining and Metallurgy 527

pages.



Hoek, E. and Brown, E.T. 1980. Empirical strength

criterion for rock masses. J. Geotech. Engng Div., ASCE

106(GT9), 1013-1035.

 1983



Hoek, E. 1983. Strength of jointed rock masses, 23rd.

(59)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Ringkasan

Ringkasan

Sejarah

Sejarah

Pengembangan

Pengembangan

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 1988



Hoek E and Brown E.T. 1988. The Hoek-Brown failure

criterion - a 1988 update. Proc. 15th Canadian Rock Mech.

Symp

. (ed. J.H. Curran), pp. 31-38. Toronto: Civil

Engineering Dept., University of Toronto.

 1990



Hoek, E. 1990. Estimating Mohr-Coulomb friction and

cohesion values from the Hoek-Brown failure criterion.

Intnl. J. Rock Mech. & Mining Sci

. & Geomechanics

(60)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Ringkasan

Ringkasan

Sejarah

Sejarah

Pengembangan

Pengembangan

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 1992



Hoek, E., Wood, D. and Shah, S. 1992. A modified

Hoek-Brown criterion for jointed rock masses. Proc. rock

characterization, symp. Int. Soc. Rock Mech.: Eurock ‘92

,

(J.Hudson ed.). 209-213.

 1994



Hoek, E. 1994. Strength of rock and rock masses, ISRM

(61)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Ringkasan

Ringkasan

Sejarah

Sejarah

Pengembangan

Pengembangan

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 1995



Hoek, E., Kaiser, P.K. and Bawden. W.F. 1995. Support of

underground excavations in hard rock.

Rotterdam:

Balkema

 1997



Hoek, E. and Brown, E.T. 1997. Practical estimates of rock

mass strength. Intnl. J. Rock Mech. & Mining Sci. &

Geomechanics Abstracts. 34

(8), 1165-1186.

 1998



Hoek, E., Marinos, P. and Benissi, M. (1998) Applicability

of the Geological Strength Index (GSI) classification for

very weak and sheared rock masses. The case of the Athens

Schist Formation. Bull. Engg. Geol. Env. 57(2), 151-160.

(62)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Ringkasan

Ringkasan

Sejarah

Sejarah

Pengembangan

Pengembangan

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 2000



Hoek, E. and Marinos, P. (2000) Predicting Tunnel

Squeezing. Tunnels and Tunnelling International. Part 1

-November Issue 2000,. 45-51, Part 2 - December, 2000,

34-36.



Marinos, P.G. and Hoek, E. (2000): "GSI: A geological

friendly tool for rock mass strength estimation",

Proceedings

of

the

International

Conference

on

Geotechnical & Geological Engineering (GeoEng 2000),

Technomic

Publishing

Co.

Inc.,

p.p.

1422-1440,

Melbourne, Australia.

 2001



Marinos. P, and Hoek, E. (2001) - Estimating the

geotechnical properties of heterogeneous rock masses such

as flysch, Bull. Engg. Geol. Env. 60, 85-92.

(63)

T A 3 1 1 1 M e k a n ik a B a tu a n – S if a t F is ik & M e k a n ik B a tu a n -1

Ringkasan

Ringkasan

Sejarah

Sejarah

Pengembangan

Pengembangan

Kriteria

Kriteria

Runtuh

Runtuh

Hoek

Hoek

-

-

Brown

Brown

 2002



Hoek, E., Carranza-Torres, C.T., and Corkum, B. (2002),

Hoek-Brown failure criterion – 2002 edition. Proc. North

American Rock Mechanics Society meeting in Toronto in

July 2002.

Referensi

Dokumen terkait

Upaya-upaya pencegahan telah dilakukan Bawaslu Kabupaten Bengkalis sebagai langkah awal pencegahan agar tidak terjadinya berbagai permasalahan dan pelanggaran pada tahapan

Tujuan penelitian ialah untuk mengetahui pengaruh pengetahuan, religiusitas, lokasi dan lingkungan sosial terhadap minat masyarakat untuk menabung di Bank Aceh

1) Nilai rata-rata pre-test siswa kelompok eksperimen sebelum diberikan pembelajaran bola basket yaitu 18,02, standar deviasi yaitu 4,63 dengan varian yaitu 21,41. Target

Pati Thailand dengan tingkat kristalinitas yang lebih rendah serta kadar abu, lemak dan amilosa yang lebih tinggi memiliki suhu pasting terendah.. Suhu pasting

Dan janganlah kamu memakannya (harta anak yatim) melebihi batas kepatutan dan (janganlah kamu) tergesa-gesa (menyerahkannya) sebelum mereka dewasa.” (Qs.. Perhatikanlah

Menu Customer adalah menu yang digunakan Sales untuk menginputkan data calon       customer yang akan melakukan pemasangan Indihome..

Berdasarkan pengertian diatas maka dapat disimpulkan tarif pajak adalah prosentase yang digunakan untuk menentukan besarnya pajak yang harus dibayar oleh seorang

Dari uraian diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa upaya yang dilakukan PLUT-KUMKM dalam mengatasi permasalahan UMKM yaitu melalui pendampingan kepelaku usaha secara