Uji Kekuatan Tekan Uniaxial untuk Material

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam penerapannya, pemahaman mendalam mengenai daya tahan material sangat penting, terutama dalam kondisi di mana batuan atau material lain akan mengalami tekanan berat. Uniaxial Compressive Strength (UCS) menjadi metode yang diandalkan untuk mengukur ketahanan material dalam kondisi tanpa tekanan lateral. Pengujian ini relevan dalam berbagai situasi karena memungkinkan pengukuran yang mendekati kondisi sebenarnya dari material saat diberi beban di lapangan. Pengujian UCS melibatkan pemberian beban tekan pada sampel batuan atau material lain secara aksial hingga terjadi keruntuhan. Sampel biasanya berbentuk silinder yang terjepit di antara dua pelat tekan, dengan gaya diberikan secara bertahap. Selama proses pengujian, perilaku material dicatat hingga mencapai batas maksimal beban yang mampu ditahan. Hasil dari pengujian ini, berupa nilai UCS, menggambarkan kualitas dan karakteristik kekuatan material yang diuji. Melalui data tersebut, insinyur dan ahli geoteknik dapat mengevaluasi apakah material tersebut cukup kuat untuk mendukung konstruksi atau perlu perkuatan tambahan. Pemanfaatan data UCS dalam dunia teknik mencakup berbagai aspek, mulai dari pemilihan material untuk pondasi, dinding penahan, hingga struktur bawah tanah seperti terowongan. Oleh karena itu dilakukan praktikum ini dengan tujuan mengetahui kualitas batuan dari nilai UCS yang di peroleh sera hubungan rekahan dan kekuatan batuan ketika diberikan uji kuat unaxial.

(2)

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada praktikum ini adalah penentuan tingkat permeabilitas massa batuan melalui Lugeon Test serta pengukuran kekuatan tekan batuan melalui UCS untuk memastikan kapasitas dukung yang memadai.

1.3 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dari praktikum ini adalah untuk memberikan pemahaman lebih awal mengenai lugeon test dan Uniaxial compressive strength (UCS). Adapun tujuan dari praktikum ini sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui kualitas batuan dari nilai UCS yang di peroleh.

2. Untuk mengetahui hubungan rekahan dan kekuatan batuan ketika diberikan uji kuat unaxial.

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian ini adalah untuk memberikan pemahaman mengenai lugeon test dan Uniaxial compressive strength (UCS).

1.5 Ruang Lingkup

Adapun ruang lingkup pada penelitian ini mencakup evaluasi karakteristik hidromekanik massa batuan melalui serangkaian pengujian Lugeon Test dan Uniaxial Compressive Strength pada lokasi penelitian.

(3)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada tanggal 21 Oktober 2024 di laboratorium Geologi Teknik, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin.

3.2 Bahan dan Uji Alat

Adapun bahan dan uji alat yang di gunakan adalah sebagai berikut:

1. Sampel batuan basalt dan gamping 2. Digital readout Unit

3. Kertas HVS 4. Jas Lab 5. ATK

3.3 Tahapan Penlitian

Dalam penelitian ini terdapat beberapa tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan hasil data yang diolah, tahapan-tahapan tersebut meliputi:

3.3.1 Tahapan Pertama

Pada tahap pertama dilakukan pengoringan sampel sehingga di dapatkan sampel coring yang berukuran 10 cm.

3.3.2 Tahapan Kedua

Pada tahap kedua dilakukan pengukuran panjang sampel untuk mendapatkan nilai diameter, tinggi dan luas alas.

3.3.3 Tahapan Ketiga

Pada tahap ketiga dilakukan penghancuran sampel menggunakan mesin Digital readout Unit. Setelah sampel batuan dihancurkan, catat nilai tekanan dan 𝛾 Mpa.

(4)

3.3.4 Tahapan Keempat

Pada tahap keempat dilakukan perhitungan masing-masing sampel yaitu nilai UCS dan nilai UCS terkoreksi. Setelah itu, untuk mengetahui tingkat kekuatan batuan menggunakan klasifikasi ISMR 1978.

Tabel 2 Diagram Alir

(5)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Adapun hasil yang diperoleh dari praktikum kali berupa nilai kuat tekan pada tiap sampel yang telah melalui uji kuat tekan. Hasil yang diperoleh di pada alat uji dilakukan pengoreksian menggunakan persamaan berikut :

𝜎𝑐 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖 = 𝜎_𝑐 (0,88 + (0,24𝑑

ℎ)) 4.1.1 Tabel sampel 1

Adapun hasil dari praktikum kali ini pada sampel 1 yaitu, sebagai berikut:

Tabel 3 Hasil Perhitungan Sampel 1 Nama

Batuan

Diameter (mm)

Tinggi (mm)

Luas Alas (mm²)

Tekanan (N)

Tingkat Kekuatan

2c Mpa

2c Mpa Terkoreksi Batu Basalt 55mm 105mm 2.374

mm²

254.000 N

Very Strong

11 Mpa

105,74 Mpa

4.1.2 Tabel sampel 2

Batuan

Tinggi (mm)

Luas Alas (mm²)

Tekanan (N)

2c Mpa

2c Mpa Terkoreksi Batu Basalt 55mm 100mm 2.374

mm²

317.000 N

Strong 14 Mpa

79,00 Mpa

Batuan

Tinggi (mm)

Luas Alas (mm²)

Tekanan (N)

2c Mpa

2c Mpa Terkoreksi BatuGamping 54mm 99mm 2.280

mm²

137.000 N

Strong 6 Mpa

59,48 Mpa

(6)

Batuan

Tinggi (mm)

Luas Alas (mm²)

Tekanan (N)

2c Mpa

2c Mpa Terkoreksi BatuGamping 54mm 100mm 2.280

mm²

72.000 N

Medium Strong

3 Mpa

31,28 Mpa

4.2 Pembahasan 4.2.1 Sampel 1

Gambar 10 Sampel 1 Basalt

Sampel 1 merupakan sampel dengan jenis batuan beku Basalt. Setelah melakukan uji kuat tekanan, sampel ini memiliki nilai UCS sebesar 307,99 Mpa dan UCS Terkoreksi 305,54 Mpa. Dalam klasifikasi ISRM 1978 batuan ini menunjukkan tingkat kekuatan Very Strong. Batuan basalt ini memiliki tingkat kekuatan yang termasuk sangat baik, hal ini dikarenakan kondisi batuan yang masih segar dengan tingkat pelapukan yang rendah dibuktikan dengan adanya perubahan warna.

Sampel ini memiliki ikatan antar mineral yang kuat dan tidak terlihat adanya rongga, hal ini mempengaruhi nilai porositas batuan. Sampel ini memiliki tingkat porositas yang rendah dan mengakibatkan tingkat kekuatan batuan berupa very strong setelah melalui uji kuat tekan, sampel memperlihatkan bentuk pecahan Axial Splitting (belahan arah axial).

(7)

4.2.2 Sampel 2

Gambar 11 Sampel 2 Basalt

Sampel 2 merupakan sampel dengan jenis batuan beku basalt. Setelah melakukan uji kuat tekanan, sampel ini memiliki nilai UCS sebesar 307,99 Mpa dan UCS Terkoreksi 305,54 Mpa. Dalam klasifikasi ISRM 1978 batuan ini menunjukkan tingkat kekuatan Strong. Batuan basalt ini memiliki tingkat kekuatan yang termasuk sangat baik, hal ini dikarenakan kondisi batuan yang masih segar dengan tingkat pelapukan yang rendah dibuktikan dengan adanya perubahan warna.

Sampel ini memiliki ikatan antar mineral yang kuat dan tidak terlihat adanya rongga, hal ini mempengaruhi nilai porositas batuan. Sampel ini memiliki tingkat porositas yang rendah dan mengakibatkan tingkat kekuatan batuan berupa strong setelah melalui uji kuat tekan, sampel memperlihatkan bentuk pecahan Axial Splitting (belahan arah axial).

4.2.3 Sampel 3

Gambar 12 Sampel 3 BatuGamping

(8)

Sampel 3 merupakan sampel dengan jenis batuan sedimen berupa BatuGamping. Setelah melakukan uji kuat tekanan, sampel ini memiliki nilai UCS sebesar 60,08 Mpa dan UCS Terkoreksi 59,48 Mpa. Dalam klasifikasi ISRM 1978 batuan ini menunjukkan tingkat kekuatan Strong. Batugamping ini memiliki tingkat kekuatan yang termasuk sedang, hal ini dikarenakan kondisi batuan yang masih segar dengan tingkat pelapukan yang tinggi dibuktikan dengan adanya perubahan warna.

Sampel ini memiliki ikatan antar mineral yang kuat dan sedikit terlihat adanya rongga, hal ini mempengaruhi nilai porositas batuan. Sampel ini memiliki tingkat porositas yang tinggi dan mengakibatkan tingkat kekuatan batuan berupa strong, setelah melalui uji kuat tekan, sampel memperlihatkan bentuk pecahan Axial Splitting (belahan arah axial).

4.2.4 Sampel 4

Gambar 13 Sampel 4 BatuGamping

Sampel 4 merupakan sampel dengan jenis batuan sedimen berupa BatuGamping. Setelah melakukan uji kuat tekanan, sampel ini memiliki nilai UCS sebesar 31,57 Mpa dan UCS Terkoreksi 31,28 Mpa. Dalam klasifikasi ISRM 1978 batuan ini menunjukkan tingkat kekuatan Medium Strong. BatuGamping ini memiliki tingkat kekuatan yang termasuk sedang, hal ini dikarenakan kondisi batuan yang masih segar dengan tingkat pelapukan yang tinggi dibuktikan dengan adanya perubahan warna.

Sampel ini memiliki ikatan antar mineral yang kuat dan sedikit terlihat adanya rongga, hal ini mempengaruhi nilai porositas batuan. Sampel ini memiliki tingkat porositas yang tinggi dan mengakibatkan tingkat kekuatan batuan berupa

(9)

medium strong, setelah melalui uji kuat tekan, sampel memperlihatkan bentuk pecahan Axial Splitting (belahan arah axial).

4.3 Perbandingan

Adapun perbandingan dari sampel yang telah diuji yaitu pada sampel 1 dan 2 merupakan jenis batuan beku yaitu basalt sedangkan pada sampel 1 dan 2 merupakan jenis batuan sedimen yaitu batugamping yang dimana pada batugamping memiliki tingkat kekuatan yang lebih rendah dibandingkan basalt yang dapat dilihat pada hasil perhitungan pada batugamping tingkat kekuatannya berada pada medium strong-strong sedangkan basalt strong-very strong dan pada batugamping memiliki tingkat porositas yang lebih tinggi dibandingkan basalt yang dapat mempengaruhi dari tingkat kekuatan batuan itu sendiri.

(10)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini, yaitu:

1. Adapun tingkat kekuatan batuan yang didapatkan dari masing-masing sampel yang telah diuji adalah pada sampel 1 dengan jenis batuan beku yaitu basalt dengan tingkat kekuatan very strong dan pada sampel 2 dengan jenis batuan beku yaitu basalt dengan tingkat kekuatan strong, pada sampel 3 dengan jenis batuan sedimen yaitu batugamping dengan tingkat kekuatan strong, sampel 4 dengan jenis batuan sedimen yaitu batugamping dengan tingkat kekuatan medium strong,.

2. Adapun perbandingan dari sampel yang telah diuji pada sampel 1 dan 2 merupakan jenis batuan beku yaitu basalt sedangkan pada sampel 3 dan 4 merupakan jenis batuan sedimen yaitu batugamping yang dimana pada batugamping memiliki tingkat kekuatan yang lebih rendah dibandingkan basalt yang dapat dilihat pada hasil perhitungan pada batugamping tingkat kekuatannya berada pada medium strong-strong sedangkan basalt strong- very strong dan pada batugamping memiliki tingkat porositas yang lebih tinggi dibandingkan basalt yang dapat mempengaruhi dari tingkat kekuatan batuan itu sendiri.

5.1 Saran

5.2.1 Saran Untuk Laboratorium

Adapun saran untuk laboratorium yaitu:

1. Memperbaiki alat yang rusak

2. Menyidakan sampel yang akan di praktikumkan 3. Menambah alat kebersihan dan pengharum ruangan

5.2.2 Saran Untuk Asisten

Adapun saran untuk asisten yaitu:

1. Tetap mempertahankan keramahan kepada praktikan

(11)

2. Tetap sabar kepada praktikan 3. Tetap semangat

(12)

DAFTAR PUSTAKA

Barton, N. R., Lien, R. dan Lunde, J., 1974. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. Rock Mechanics, Vol. 6, hal. 189- 239. DOI:10.1007/BF01239496.

Bieniawski, Z.T. (1977). Rock Mass Classification in Rock Engineering. In Bieniawski, Z.T., Ed., Symposium Proceedings of Exploration for Rock Engineering, 1, 97-106. Pennsylvania State University.

Boggs, S. (2009). Petrology of Sedimentary Rocks. Cambridge University Press.

Bryan Caesar Mahaputra Beko, J. A. (2021). Analisis kualitas massa batuan dengan metode. Jurnal Nasional Sains dan Teknologi terapan, 154-155.

Deere, D. U. dan Deere, D. W., 1988. The Rock Quality Designation (RQD) Index in Practice. Rock Classification Systems for Engineering Purposes, Kirkaldie, L. (Ed.). American Society for Testing and Material:

Philadelphia. Hal. 91-101.

Denni, R. (2021). Desain Perkuatan Lereng Menggunakan Klasifikikasi Slope Mass Rating. Retrieved from Repository Unhas: di akses pada tanggal 3 Oktober 2024.http://repository.unhas.ac.id/id/eprint/8799/2/D62114020_skripsi_01- 10-2021%201-2.pdf.

Dwinagara, B. (2023). Penentuan kekuatan jangka panjang massa batuan dengan metode tidak langsung dari hasil pengukuran dan pengujian insitu.

Retrieved from Repository ITB: di akses pada tanggal 04 Oktober 2024.

https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/72611

Edelbro, C. (2004). Evalution Of Rock Mass Strength Criteria. Swedia: Luleå University of Technology.

Hoek, E and Brown, E.T. 1980. Empirical Strength Criterion for Rock Masses.

Journal of the Geotechnical Engineering Division: Proceedings of American Society of Civil Engineers, Vol. 106.

Noor, Djauhari. (2012). Pengantar Geologi. Bogor: Universitas Pakuan.

Rai, Made Astawa, Suseno Kramadibrata, Ridho Kresna Wattimena. 2013, Mekanika Batuan, ITB, Bandung.

Siswanto, D. A. (2018). Perbandingan Klasifikasi Massa Batuan Kuantitatif: Q, RMR, dan RMi . Jurnal Geosains dan Teknologi, 68.

Komala, F. R. (2017). Mekanika Batuan. Manokwari: Universitas Papua.

Obed Patiung, A. K. (2021). Pemetaan klasifikasi rock quality designation (rqd) tambang bawah tanah “dmlz” pt.freeport indonesia. Jurnal Teknik AMATA, 15-16.

Pranata, I. F. (2019). Kajian Hubungan Unsur Logam, Kedalaman dan RQD Terhadap Au pada Endapan Epithermal dengan Menggunakan Analisis

(13)

Regresi dan Korelasi di PT Cibaliung Sumberdaya. Bandung: Universitas Islam Bandung.

Siswanto, D. A. (2018). Perbandingan Klasifikasi Massa Batuan Kuantitatif: Q, RMR, dan RMi . Jurnal Geosains dan Teknologi, 68.

Ulfa. (2021). Analisis Kualitas Batuan Berdasarkan Metode Rock Mass Rating (Rmr) System Pada Headrace Tunnel Pt. Malea Energy Tana Toraja Provinsi Sulawesi Selatan. Retrieved from Repository Unhas: diakses pada

tanggal tanggal 02 Oktober 2024

https://repository.unhas.ac.id/id/eprint/18300/2/D61115012_skripsi_Bab%

201-2.pdf.