Laporan Praktikum Mekanika Batuan

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya lah pengerjaan Laporan praktikum Mekanika Batuan ini dapat diselesaikan. Penulisan laporan praktikum ini bertujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah Mekanika Batuan. Kami tidak lupa untuk menyampaikan terima kasih kepada asisten praktikum Mekanika Batuan, yang telah membantu dalam pelaksanaan praktikum serta memberikan arahan yang berkaitan dengan isi laporan ini. Dan juga, kami mengucapkan

terimakasih

kepada

semua

pihak

yang

telah

membantu

penyusunan laporan ini hingga selesai. Kami menyadari bahwa di dalam laporan ini terdapat berbagai kesalahan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan adanya saran dan kritik yang sifatnya membangun dari pembaca sekalian. Akhir kata, kami menyampaikan terima kasih kepada para pembaca yang telah meluangkan waktu untuk membaca laporan ini. Semoga laporan ini dapat membantu para pembaca dalam memahami Mekanika Batuan.

Bandung, 10 November 2015

Penyus un

Laporan Praktikum Mekanika Batuan

1

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.................................................................................................... 1 DAFTAR ISI............................................................................................................... 2 Daftar Gambar......................................................................................................... 6 Daftar Grafik............................................................................................................ 7 Daftar Tabel............................................................................................................. 8 BAB I.......................................................................................................................... 8 UJI SIFAT FISIK CONTOH BATUAN..........................................................................8 1.1 Tujuan................................................................................................................ 8 1.2 Teori Dasar....................................................................................................... 9 1.3 Alat dan Bahan................................................................................................ 9 1.4 Langkah Kerja................................................................................................ 11 1.5 Data Percobaan............................................................................................. 11 1.6 Pengolahan Data........................................................................................... 12 1.7 Analisis dan Pembahasan............................................................................14 1.8 Kesimpulan dan Saran..................................................................................14 1.8.1 Kesimpulan............................................................................................... 14 1.8.2 Saran.......................................................................................................... 15 1.9 Pustaka........................................................................................................... 15 BAB II...................................................................................................................... 16 UJI SIFAT DINAMIK BATUAN.................................................................................. 16 (SONIC VELOCITY TEST)....................................................................................... 16 2.1 Tujuan.......................................................................................................... 16 2.2 Teori Dasar.................................................................................................. 16 2.3 Alat dan Bahan.............................................................................................. 19 2.4

Langkah Kerja........................................................................................... 20

2.5 Data Percobaan.......................................................................................... 20 2.6 Pengolahan Data........................................................................................ 22 2.7 Analisis dan Pembahasan.........................................................................23


2

2.8 Kesimpulan dan Saran..............................................................................23 2.8.1 Kesimpulan............................................................................................ 23 2.8.2 Saran...................................................................................................... 23 2.9 Pustaka......................................................................................................... 24 BAB III..................................................................................................................... 25 UJI KUAT TEKAN (UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH / UCS TEST).......25 3.1

Tujuan......................................................................................................... 25

3.2 Teori Dasar.................................................................................................. 25 3.3

Alat dan Bahan......................................................................................... 26

3.4

Langkah Kerja........................................................................................... 28

3.5 Data Percobaan........................................................................................... 29 3.6 Data Percobaan.......................................................................................... 32 3.7 Analisis data................................................................................................ 84 3.8 Kesimpulan dan Saran................................................................................87 3.8.1 Kesimpulan............................................................................................ 87 3.8.2 Saran...................................................................................................... 88 BAB IV..................................................................................................................... 89 UJI KUAT TARIK TAK LANGSUNG..........................................................................89 (BRAZILIAN TEST)................................................................................................. 89 4.1

Tujuan......................................................................................................... 89

4.2 Teori Dasar................................................................................................... 89 4.3

Alat dan Bahan......................................................................................... 90

4.3.1 Bahan...................................................................................................... 90 4.3.2 Alat.......................................................................................................... 91 4.4 Ilustrasi Gambar......................................................................................... 91 4.5 Langkah kerja............................................................................................. 92 4.6

Data Percobaan........................................................................................ 93

4.7

Pengolahan Data...................................................................................... 94

4.8 Analisis dan Pembahasan.......................................................................97 4.8

Kesimpulan dan Saran.............................................................................98

4.8.1 Kesimpulan............................................................................................... 98 4.9

Daftar Pustaka.......................................................................................... 99

BAB V.................................................................................................................... 100


3

UJI GESER LANGSUNG......................................................................................... 100 5.1 Tujuan.......................................................................................................... 100 5.2 Teori Dasar................................................................................................. 100 5.3 Alat dan Bahan.......................................................................................... 102 5.4 Ilustrasi Gambar........................................................................................ 103 5.5 Langkah Kerja............................................................................................ 103 5.6 Pengolahan Data....................................................................................... 104 5.6 Pengolahan Data....................................................................................... 105 5.7 Analisis dan Pembahasan........................................................................108 5.8 Kesimpulan dan Saran..............................................................................108 5.8.1 Kesimpulan.......................................................................................... 108 5.8.2 Saran.................................................................................................... 108 5.9 Daftar Pustaka........................................................................................... 108 BAB VI................................................................................................................... 109 UJI POINT LOAD (PLI).......................................................................................... 109 6.1 Tujuan.......................................................................................................... 109 6.2 Teori Dasar................................................................................................. 109 6.3 Alat dan Bahan.......................................................................................... 111 6.4 Ilustrasi Gambar........................................................................................ 111 6.5 Langkah Kerja............................................................................................ 112 6.6

Pengolahan Data.................................................................................... 113

6.6. Analisis dan Pembahasan.....................................................................113 6.7. Kesimpulan dan Saran...........................................................................114 6.8. Pustaka.................................................................................................... 115 BAB VII.................................................................................................................. 116 UJI TRIAKSIAL....................................................................................................... 116 7.1 Tujuan Percobaan...................................................................................... 116 7.2 Teori Dasar................................................................................................. 116 7.3 Alat dan Bahan Percobaan......................................................................118 7.4 Langkah Kerja Percobaan........................................................................119 7.5 Data Percobaan......................................................................................... 120 7.6

Pengolahan Data.................................................................................... 130

7.7 Analisis dan Pembahasan........................................................................130


4

7.8 Kesimpulan dan Saran..............................................................................131 7.8.1 Kesimpulan.............................................................................................. 131 7.8.2 Saran....................................................................................................... 131 7.9 Pustaka....................................................................................................... 131 LAMPIRAN............................................................................................................. 132


5

Daftar Gambar Gambar 1 Desikator................................................................................................. 10 Gambar 2 Pompa Vakum.......................................................................................... 10 Gambar 3 Timbangan............................................................................................... 11 Gambar 4 PUNDIT..................................................................................................... 19 Gambar 5 Jangka Sorong.......................................................................................... 19 Gambar 6 Grease..................................................................................................... 19 Gambar 7 Dial gauge................................................................................................ 27 Gambar 8 Jangka Sorong.......................................................................................... 27 Gambar 9 Stopwatch................................................................................................ 27 Gambar 10 Sampel sebelum, saat dan sesudah diuji (dari kiri ke kanan)................91 Gambar 11 Kertas karbon dan kertas...............................................................................92 Gambar 12 sampel setelah diuji...............................................................................92 Gambar 13 Kertas setelah uji kuat tarik tak langsung..............................................92 Gambar 14 Direct shear box apparatus test...........................................................102 Gambar 15 Point Load Tester.................................................................................. 109 Gambar 16 Mengatur kedua konus sampai conto batuan terjepit oleh kedua konus penekan.................................................................................................................. 111 Gambar 17 : Kalibrasi Alat Pengukur......................................................................112 Gambar 18 : Memperhatikan dan mencatat beban maksimum saat failure...........112 Gambar 19 Gambar Grafik Mohr-Coulomb dan Grafik Mohr...................................117 Gambar 20 Gambar Sel Triaksial............................................................................118


6

Daftar Grafik Grafik Grafik Grafik Grafik Grafik

1 2 3 4 5

Sampel batuan dalam keadaan natural......................................................22 Sampel batuan dalam keadaan kering........................................................22 Sampel batuan dalam keadaan jenuh.........................................................22 Kurva Tegangan –Perpindahan geser pada tegangan normal konstan......101 Tegangan Geser Langsung........................................................................107


7

Daftar Tabel Table 1 Pengukuran Dimensi Contoh Batuan............................................................12 Table 2 Hasil Uji Sifat Fisik Contoh Batuan................................................................14 Table 3 Data sampel batu dalam keadaan natural...................................................20 Tabel 4 Data sampel batu dalam keadaan jenuh......................................................21 Tabel 5 Dimensi UCS Sampel Besar..........................................................................29 Tabel 6 Dimensi UCS Sampel Kecil............................................................................29 Tabel 7 Data Sampel Batuan Kecil untuk UCS..........................................................30 Tabel 8 Hasil Gaya ( Failure) dan Nilai Kuat Tekan UCS Berdasarkan dari Grafik.......48 Tabel 9 Nilai Nisabah Poisson, Modulus Young, Stress dan Strain sebagai Batas Elastik Batuan...................................................................................................................... 48 Tabel 10 Data Hasil Percobaan UCS Untuk Sampel Besar.........................................49 Tabel 11 Nilai F failure dan Kuat Tekan dengan Grafis dari Percobaan UCS Sampel Batuan Besar........................................................................................................................ 83 Tabel 12 Nilai Nisbah Poisson, Modulus Young, Stress dan Strain sebagai Batas Elastik ................................................................................................................................. 83 Tabel 13 Hasil Pengujian dengan brazilian Test........................................................95 Gambar 14 Mekanisme Uji Geser Langsung...........................................................101 Tabel 15 Tabel Diameter Sampel Batupasir............................................................104 Tabel 16 Tabel Gaya Horizontal dan Pergeseran Sampel Batupasir........................104 Tabel 17 Tabel Diameter dan Luas Permukaan Sampel Batupasir...........................105 Tabel 18 Tegangan Geser dan Pergeseran Sampel Batupasir.................................106 Tabel 19 Tegangan Normal dan Tegangan Geser Sampel Batupasir......................107 Tabel 20 Data Percobaan PLI.................................................................................. 113 Tabel 21 : Estimasi nilai UCS...................................................................................114


8

BAB I UJI SIFAT FISIK CONTOH BATUAN 1.1 Tujuan Untuk mendapatkan sifat-sifat fisik batuan seperti: bobot isi asli (natural density), bobot isi kering (dry density), bobot isi jenuh (saturated density), berat jenis semu (apparent specific gravity) , berat jenis sejati (true specific grafity), kadar air asli (natural water content), kadar air jenuh (saturated water content), dejarajat kejenuhan (degree of saturation), porositas dan void ratio, di laboratorium dengan peralatan yang tersedia.

1.2 Teori Dasar Batuan yang terpapar di alam sering disebut sebagai masa batuan. Masa batuan terdiri dari kumpulan batuan utuh. Informasi detail dari formasi batuan target sangat diperlukan dalam keberhasilan mengenai permasalahan geoteknik. Contoh batuan utuh baik inti batuan maupun bongkah batuan utuh yang diperoleh dari massa batuan tentunya dapat memberikan informasi kritikal yang kualitasnya ditentukan oleh berbagai faktor. Batuan memiliki sifat sifat tertentu yang perlu diketahui dalam mekanika batuan. Karakteristik ini dapat dikelompokan menjadi dua bagian yaitu sifat fisik batuan dan sifat mekanik batuan. Parameter dari sifat fisik batuan adalah bobot isi, berat jenis, porositas, absorpsi, dan void ratio. Sedangkan untuk sifat mekanik standard dikenal juga sifat mekanik dan cuttability yang di peroleh dari uji indeks. Semua sifat tersebut dapat ditentukan baik di laboratorium maupun di lapangan (in-situ). Penentuan di laboratorium pada umumnya dilakukan terhadap


9

contoh batuan yang diambil di lapangan. Satu contoh dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat batuan. Pertama-tama adalah penentuan sifat fisik batuan yang merupakan uji tanpa merusak (non destructive test), kemudian dilanjutkan dengan penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan uji merusak (destructive test) sehingga contoh batu hancur.

1.3 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan: 1. Oven yang mampu mempertahankan temperatur pada 90-105 oC selama 24 jam 2. Wadah contoh yang terbuat dari material tidak korosif dan mempunyai tutup yang kedap udara 3. Desikator

Gambar 1 Desikator 4. Pompa vakum (tekanan vakum sebesar 800 Pa untuk selama-lamanya satu jam)


10

Gambar 2 Pompa Vakum 5. Wadah untuk merendam contoh batuan utuh yang dimasukan kedalam wadah berongga dan dapat digantung bebas sehingga berat contoh batuan utuhnya dapat ditimbang untuk menentukan berat jenuh terendam air 6. Timbangan

Gambar 3 Timbangan Sampel yang digunakan : 1. Contoh batuan A yang memiliki komposisi 1:3 antara beton : pasir 2. Contoh batuan B yang memiliki komposisi 2:3 antara beton : pasir 3. Contoh batuan C yang memiliki komposisi 1:1 antara beton : pasir

1.4 Langkah Kerja 1. 2. 3. 4.

Siapkan contoh batuan yang akan dipreparasi Penimbangan berat contoh batuan natural : Wn Kemudian contoh batuan dimasukan dalam desikator Persiapan : desikator dibersihkan kemudian bibir dan bibir diolesi vaselin. Contoh batuan dimasukan ke dalam desikator dengan hati hati.


11

5. Isi desikator dengan air hingga penuh dan udara dalam desikator dihisap dengan bantuan pompa vakum sampai tidak ada gelembung udara yang keluar dari contoh batuan. 6. Penimbangan berat contoh batuan jenuh : Ww (setelah contoh batuan dijenuhkan dengan air di dalam desikator yang hampa udara selama 24 jam). 7. Penimbangan berat contoh batuan jenuh tergantung di dalam air : Ws 8. Penimbangan berat contoh batuan kering : Wo (setelah contoh batuan dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada temperature 90-105 derajat C)

1.5 Data Percobaan Table 1 Pengukuran Dimensi Contoh Batuan Berat Sampel

natural (gram)

Berat gantung (gram)

Berat jenuh (gram)

Berat kering (gram)

A1

456,0

261,4

535,3

445,1

A2

448,8

256,1

526,0

433,9

A3

446,6

254,7

524,6

432,8

B1

492,3

277,4

563,1

474,9

B2

476,0

274,7

555,0

471,1

B3

494,0

276,2

560,7

480,7

C1

505,6

270,0

554,4

484,7

C2

484,6

254,8

533,0

465,4

C3

493,8

261,4

541,3

471,9


12

1.6 Pengolahan Data


13

Sehingga didapat:

Table 2 Hasil Uji Sifat Fisik Contoh Batuan Natur al Sam

densi

pel

ty (g/cm 3)

App.

Degree

Dry

Satura

Spesi

True

Natur

Satura

of

densi

ted

fic

spesi

al

ted

saturat

ty

density

gravit

fic

water

water

ion

(g/cm

(g/cm3

y

gravi

conte

conten

3)

)

(g/cm

ty

nt

t

0,024

0,203

0,121

0,329

0,491

0,034

0,212

0,162

0,341

0,518

0,032

0,212

0,150

0,340

0,515

0,037

0,186

0,197

0,309

0,447

0,010

0,178

0,058

0,299

0,427

0,028

0,166

0,166

0,281

0,391

0,043

0,144

0,300

0,245

0,325

0,041

0,145

0,284

0,243

0,321

0,046

0,147

0,316

0,248

0,330

Void

Porosit

ratio

as (n)

(e)

3) 2,42

A1

1,665

1,625

1,954

1,665

3 2,44

A2

1,663

1,608

1,949

1,663

0 2,43

A3

1,655

1,604

1,944

1,655

0 2,40

B1

1,723

1,662

1,971

1,723

5 2,39

B2

1,698

1,681

1,980

1,698

9 2,35

B3

1,736

1,690

1,971

1,736

1 2,25

C1

1,778

1,704

1,949

1,778

8 2,21

C2

1,742

1,673

1,916

1,742

0 2,24

C3

1,764

1,686

1,934

1,764

2

1.7 Analisis dan Pembahasan Dari hasil percobaan, natural density, dry density dan saturated density serta apparent specific grafity terbesar dimiliki oleh sampel C dengan komposisi 1:1 antara pasir dan semen. Dari analisis


14

kami, hal ini karena kandungan pasir lebih sedikit sehingga komposisi batuan lebih padat yang mengakibatkan rongga dan void lebih sedikit. Berat jenis sejati, kadar air jenuh, porositas dan void rasio terbesar dimiliki oleh sampel A dengan komposisi pasir banding semen 3:1. Jumlah pasir yang lebih besar berarti batuan memiliki lebih banyak rongga sehingga porositas dan void didalam sampel A akan menjadi besar.

1.8 Kesimpulan dan Saran 1.8.1 Kesimpulan Dari hasil percobaan dan pengolahan data maka didapat: 1. Natural density terbesar adalah sampel C1 dengan nilai 1,778 g/cm3 2. Dry density terbesar adalah sampel C1 dengan nilai 1,704 g/cm3 3. Saturated density terbesar adalah sampel B2 dengan nilai 1,980 g/cm3 4. Apparent specific gravity terbesar adalah sampel C1 dengan nilai 1,778 g/cm3 5. True specific gravity terbesar adalah sampel A2 dengan nilai 2.440 6. Natural water content terbesar adalah sampel C3 dengan nilai 0,046 7. Saturated water content terbesar adalah sampel A2 dan A3 dengan nilai 0,212 8. Degree of saturation terbesar adalah sampael dan C3 dengan nilai 0,316 9. Porositas terbesar adalah sampel A2 dengan nilai 0,341 10. Void ratio terbesar adalah sampel A1 dengan nilai 0.518

1.8.2 Saran Beberapa saran agar meminimalisasi kesalahan perhitungan: 1.

Selalu mengkalibrasi alat sebelum percobaan dilakukan

2.

Pengukuran diameter dan panjang sampel dilakukan lebih dari 1 kali pengamatan agar hasil lebih presisi.

3.

Ketelitian timbangan sampai 0,001%.

1.9 Pustaka Rai,M.A.,Kramadibrata,S.,Wattimena, R.K.,. 2014. Mekanika Batuan hal. 63-70 Penerbit ITB.


15

Bandung:

BAB II UJI SIFAT DINAMIK BATUAN (SONIC VELOCITY TEST) 2.1 Tujuan 2.1.1

Mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik pada contoh batuan

yang biasanya dilakukan sebelum uji UCS 2.1.2 Menentukan modulus elastisitas dinamik (E)

2.2 Teori Dasar Gelombang merupakan suatu getaran mekanik, hal ini dapaat dijelaskan dengan karakteristik gelombang sinusoidal seperti dijelaskan dengan sebuah getaran pada seutas tali yang bergerak ke arah sumbu x dengan waktu t dan kecepatan v yang berbentuk kurva sinus. 2.2.1 Gelombang Longitudinal Apabila arah pergerakan partikel-partikel medium sama arahnya dengan arah penjalaran gelombang, maka gelombang tersebut dinamakan gelombang longitudinal atau gelombang tekan. Gelombang longitudinal dapat dijalarkan dalam medium padatan maupun medium fluida cair dan gas. 2.2.2 Gelombang Transversal Arah pergerakan partikel-partikel medium dapat menyudit terhadap arah penjalaran gelombang. Gelombang seperti ini disebut gelombang transversal atau gelombang geser. Umumnya, kecepatan penjalaran gelombang transversal setengah kali kecepatan penjalaran gelombang longitudinal pada medium yang sama.


16

2.2.3 Gelombang Permukaan Penjalaran gelombang untrasonik dapat juga terjadi di permukaan medium padatan. Kedalaman medium padatan yang dipengaruhi oleh gerak gelombang adalah kira-kira satu kali panjang gelombang. 2.2.4 Gelombang Ultrasonik Gelombang ultrasonik termasuk dalam kelompok getaran mekanik yang melibatkan gaya-gaya mekanik selama melakukan penjalaran dalam suatu medium,

akibatnya

gelombang

ini

bergantung

pada

elastisitas

medium

penjalarannya. Fenomena ini terlihat pada perubahan panjang gelombang (ℓ), jika gelombang

ultrasonik

tersebut

dijalarkan

pada

medium

yang

berbeda

elastisitasnya. Sebagai ilustrasi, gelombang sura sesungguhnya dapat dibagi dalam tiga bagian, yaitu gelombang infrasonik dengan selang frekuensi <20 Hz, gelombang sonik dengan selang frekuensi 20 Hz – 20 kHz, dan gelombang ultrasonik dengan frekuensi >20 kHz. Salah satu sifat dinamik batuan adalah cepat rambat gelombang ultrasonik. Untuk mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik pada contoh batu sebaiknya dilakukan pada contoh batuan yang diuji kuat tekan dan dilakukan sebelum uji kuat tekan dilakukan. Prosedur untuk melakukan uji cepat rambat gelombang ultrasonik merujuk kepada International Society of Rock Mechanics (ISRM, 1981). Metode

yang

paling

populer

dalam

pengukuran

kecepatan

rambat

gelombang ultrasonik adalah dengan memberikan pulsa pada salah satu ujung contoh batuan dengan transducer kristal piezoelektrik dan getaran diterima oleh transducer kristal kedua pada ujung lainnya dari contoh batuan. Dalam pengujian ini

biasanya

menggunakan

dua

macam

transducer

masing-masing

gelombang primer (VLp) dan gelombang sekunder (VLs).


17

untuk

Prinsip pengujian ini adalah mengukur waktu yang ditempuh gelombang untuk merambat melalui contoh batuan dengan menggunakan alat PUNDIT (Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester). Lalu kecepatan rambat gelombang ultrasonik ditentukan dengan membagi panjang contoh batuan dengan waktu tempuh tersebut. Vp = L / tp Vs = L / ts

Dengan

Vp = cepat rambat gelombang ultrasonik tekan (m/s) Vs = cepat rambat gelombang ultrasonik geser (m/s) L = panjang contoh batuan yang diuji (m) tp = waktu tempuh gelombang ultrasonik tekan (detik) ts = waktu tempuh gelombang ultrasonik geser (detik)

Untuk memperoleh modulus geser, dapat digunakan persamaan berikut, G = ρ x Vs2

Untuk memperoleh modulus Young dinamik, dapat digunakan persamaan berikut, E = 2 x (1+v) x G

Konstanta Lame, λ = ρ x (Vp2 – Vs2)

Modulus Ruah,

Nisbah poisson,

K = (ρ/3) x (3 x Vp2 – 4 x Vs2)

v = [1 – 2 (Vs/Vp)2] / 2 x [1 – (Vs/Vp)2]


18

Kecepatan rambat gelombang ultrasonik dapat dijadikan indeks derajat retakan atau rekahan dalam contoh batuan. Lama & Vutukuri (1978) menemukan bahwa kecepatan rambat gelombang ultrasonik dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tipe batuan, komposisi dan ukuran butir, bobot isi, kandungan air dan porositas, temperatur, dan kehadiran bidang lemah, anisotropi, dan tingkat tekanan.

2.3 Alat dan Bahan 2.3.1 Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester (PUNDIT)

Gambar 4 PUNDIT 2.3.2

Jangka sorong

Gambar 5 2.3.3

Jangka Sorong

Pasta/gemuk


19

Gambar 6 Grease

2.4 Langkah Kerja 1. Siapkan alat uji yaitu Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester (PUNDIT). 2. Lakukan pengkoreksian/kalibrasi waktu perambatan pada PUNDIT. a. Lumasi permukaan dan bawah material kalibrasi agar seluruh permukaan mengalami kontak yang merata dengan transducer. b. Tempatkan material yang sudah diketahui waktu perambatan gelombang primernya diantara transducer. 3. Ukur waktu perambatan gelombang

primer

contoh

batuan.

Lumasi

permukaan atas dan bawah contoh batuan agar seluruh permukaan mengalami kontak yang merata dengan transducer. 4. Tempatkan contoh batuan diantara transducer. 5. Berikan beban rendah pada transducer penerima. 6. Hidupkan PUNDIT dan catat waktu perambatan gelombang primer pada display (μ).

2.5 Data Percobaan Uji cepat rambat gelombang ultrasonik Table 3 Data sampel batu dalam keadaan natural Sampel Batuan

Cepat rambat gelombang (μ)

A1 A2 A3

45.5 47.1 47.7


20

B1 B2 B3 C1 C2 C3

43.4 42 43.2 39 37.6 38.4

Tabel 4 Data sampel batu dalam keadaan jenuh Sampel Batuan


A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

43.3 43 43.7 41.6 49.9 41.6 40.9 40.3 39.7

Tabel 5 Data sampel batu dalam keadaan kering Sampel Batuan


A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

47.2 48.6 47.8 49.7 43.3 44.3 65.6 74.2 42.2


21

2.6 Pengolahan Data Grafik 1 Sampel batuan dalam keadaan natural

Sample Batuan Dalam Keadaan Natural 70 60 C epat Rambat Gelombang

50 45.5 43.4 40 39 30 1

47.1 42 37.6

47.7 43.2 38.4

2

3

Kode Sampel

Sampel A

Sampel B

Sample C

Grafik 2 Sampel batuan dalam keadaan kering


22

Sample Batuan Dalam Keadaan Kering 74.2

70 65.6 60 C epat Rambat Gelombang

5049.7 47.2 40

48.6 43.3

47.8 44.3 42.2

2

3

30 1

Kode Sampel

Sampel A

Sampel B

Sample C

Sample Batuan Dalam Keadaan Jenuh 70 60 C epat Rambat Gelombang

50 43.3 41.6 4040.9

49.9 43 40.3

43.7 41.6 39.7

2

3

30 1

Kode Sampel

Sampel A

Sampel B

Sample C

Grafik 3 Sampel batuan dalam keadaan jenuh


23

2.7 Analisis dan Pembahasan Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa waktu cepat rambat batuan terbesar pada saat sample batuan dalam keadaan kering pada umumnya ada di golongan C. Hal ini dikarenakan komposisi tersebut memberikan kepadatan yang besar dalam sampel dan ikatan antara partikel semen dan pasir juga lebih kuat sehingga nilainya akan besar. Sedangkan perbedaan yang terjadi pada nilai cepat rambat, kemungkinan terjadi dikarenakan adanya kekar kekar pada sampel batuan, sehingga tidak bisa langsung merambat dari transducer atas ke transducer bawah.

2.8 Kesimpulan dan Saran 2.8.1 Kesimpulan Cepat

rambat

gelombang

ultrasonik

pada

suatu

batuan

ditentukan

dari

material

pembentuk/penyusun batuan tersebut. Semakin padat material penyusun batuan tersebut, maka cepat rambat gelombang ultrasonik akan semakin tinggi karena gelombang

2.8.2 Saran Dalam pecobaan yang dilakukan masih terdapat banyak kesalahan. Berikut saran agar hal tersebut bisa diminimalisasi


24

1. Jangan lupa selalu mengkalibrasi alat sebelum percobaan dilakukan 2. Dalam mengukur diameter dan panjang sampel harus dilakukan lebih dari 1 kali pengamatan agar hasil lebih presisi 3. Selalu mencatat hasil pengukuran dan arsipkan datanya dengan baik agar kerja lebih efisien.

2.9 Pustaka Rai,M.A.,Kramadibrata,S.,Wattimena, R.K.,. 2010. TA 3111 Mekanika Batuan hal. 157-160 Bandung : Penerbit ITB.


25

BAB III UJI KUAT TEKAN (UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH / UCS TEST) 3.1

Tujuan

3.1.1 Untuk mengetahui kekuatan dari percontoh batu secara tidak langsung di lapangan dan menenetukan unconfined compressive strength (UCS). 3.1.2 Mengetahui besar gaya yang bekerja pada saat batu percontoh hancur. 3.1.3 Menghitung modulus elastisitas dan nisbah poisson batuan.

3.2 Teori Dasar Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan batuan secara tidak langsung di lapangan. Percontoh batuan dapat berbentuk silinder atau tidak beraturan, sebaiknya percontoh yang digunakan berbentuk silinder dengan diameter 50 mm. Persamaan: Is

=

p D2

Dimana : Is P D

: point load test (indek franklin) : beban maksimum sampai percontoh pecah : jarak antara kedua konus penekan


26

Hubungan antara indeks franklin dengan kuat tekan menurut BIENIAWSKI adalah sebagai berikut: σc = 23Is

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil uji tekan adalah : 1. Gesekan antara plat tekan dengan permukaan percotoh batu. 2. Geometri percontoh batuan seperti bentuk, perbandingan tinggi diameter, ukuran percontoh batuan. 3. Kecepatan pembebasan 4. Lingkungan seperti kandungan uap air, cairan. 5. Mineralogi, ukuran butir dan porositas Pada pengujian ini kami melakukan dua tes yaitu diametrical dan axial test, pada diametrical test nilai L (panjang percontoh) besar dari 0,7 D. Dan pada axial test perbandingan antara diameter denagn panjang percontoh 1,1 ± 0,05.

3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Percontoh batuan berbentuk silinder 3.3.2 Mesin penguji kuat tekan “ controls”


27

3.3.3 Dial

gauge

Gambar 7

Dial gauge

3.3.4 Jangka

sorong

Gambar 8 Jangka Sorong 3.3.5 Stop watch


28

Gambar 9 Stopwatch

3.4

Langkah Kerja 1. 2. 3. 4.

Gunakan safety glasses dan safety shoes. Siapkan formulir data jika pengambilan data dilakukan secara manual Contoh uji harus memenuhi syarat L/D=2 Lakukan persiapan alat mesin tekan, letakkan contoh batuan di pusat antara plat atas dan plat bawah mesin tekan. Contoh batuan diletakkan dengan

permukaan bawah menempel pada plat bawah. 5. Pada mesin tekan dipasang tiga buah dial gauge untuk mengukur deformasi axial, lateral 1 dan lateral 2. 6. Pompa dihidupkan, sehingga oli yang bertekanan tinggi akan masuk kedalam silinder. Piston dalam silinder bergerak kebawah sampai permukaan contoh batuan menyentuh plat tekan bagian atas. Karena kedua permukaan contoh batuan

telah

menyentuh

plat

tekan

menyebabkan

kenaikan

piston

terhambat sehingga gaya di dalam contoh batuan meningkat. Besarnya gaya yang ada di dalam contoh batuan ini ditransmisikan ke sistem alat pengukur gaya. Matikan pompa. 7. Atur jarum jam penunjuk pada ketiga dial gauge pada posisi nol. 8. Hidupkan kembali pompa dan mulai lakukan pembacaan gaya setiap interval 2 kN hingga terjadi failure an dicatat proses pembebanan deformasi aksial lateralnya. 9. Alat pengukur gaya terdiri dari dua buah jarum penunjuk yaitu jarum hitam dan jarum merah. Jarum hitam menunjukkan gaya di dalam contoh batuan, sedangkan jarum merah digerakkan oleh jarum hitam. Bila contoh batuan hancur (failure) gaya di dalam contoh batuan berkurang, jarum hitam akan bergerak kembali ke nol dan jarum merah tertinggal pada skala terakhir


29

yang ditunjukkan jarum hitam. Maka gaya maksimum yang mampu ditahan oleh contoh batuan akan ditunjukkan oleh jarum merah. 10. Matikan motor dn catat juga lamanya waktu percobaan. Lakukan cara yang sama untuk contoh batuan yang lain.

3.5 Data Percobaan Tabel 5 Dimensi UCS Sampel Besar DIMENSI UCS SAMPEL BESAR

PANJANG (mm) A 1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3

165,8 170,1 5 165,5 5 170,1 94 168,0 5 169,4 5 169,4 171,4 170,8

165, 75 170, 15 165, 5 170, 07 168, 1 169, 35 169, 45 171, 5 170, 5

DIAMETER (Cm)

165, 85 170, 15

8,2 2 8,3 9

165

8,2

170, 05 168, 05 169, 1 169, 4 171, 6 170, 75

8,2 5 8,2 3 81, 4 8,2 1

8,22 8,32 5 8,22 8,22

8,2 2 8,4 9 8,2 7 8,2 3

Mean panjang (dalam mm)

Mean diameter (dalam mm)

A ( dalam mm)

165,8

82,2

5304,1194

170,15

84,016666 67

5541,15821 8

165,35

82,3

5317,03265

170,10466 67 168,06666 67

82,333333 33 82,333333 33 814,16666 67 82,116666 67 81,966666 67 81,233333 33

5321,34055 6 5321,34055 6 520350,878 5 5293,37035 1 5274,04953 9 5180,10073 9

8,27

8,2

81,4 5 8,22 5

81, 4

169,3

8,2

169,41666 67

8,2

8,21

8,1 3

8,12

8,1 8 8,1 2

171,5 170,68333 33

Tabel 6 Dimensi UCS Sampel Kecil DIMENSI UCS SAMPEL KECIL PANJANG (mm)

DIAMETER (Cm)

Mean panjang

Mean diameter


A ( dalam mm) 30

A 1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3

(dalam mm)

(dalam mm)

117,3

117,2

117,2

5,4

5,4

5,5

117,2

54,4

2321,7

114,2

114,0

114,3

5,4

5,5

5,4

114,2

54,5

2327,4

114,2

114,3

114,4

5,4

5,4

5,4

114,3

54,3

2317,4

114,2

114,3

114,4

5,4

5,4

5,5

114,3

54,5

2328,8

120,5

120,2

120,2

5,4

5,4

5,4

120,3

54,3

2317,4

118,1

119,0

119,9

5,4

5,4

5,4

119,0

54,1

2294,7

121,2

121,3

121,4

5,4

5,5

5,4

121,3

54,6

2335,9

121,1

121,1

121,2

5,4

5,4

5,4

121,1

54,2

2308,9

118,6

118,6

118,8

5,5

5,5

5,5

118,6

54,7

2345,9

Tabel 7 Data Sampel Batuan Kecil untuk UCS Deformasi Axial Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

a1 13 20 29 34 37 42 47 52 56 64 76

a2 26 47 59 66 73 78 84 90 100

a3 14 24 32 39 48 60

SAMPLE CODE B1 B2 B3 7 20 10 13 24 15 17 27 22 22 30 27 26 33 31 30 36 35 34 39 38 36 41 41 39 44 45 42 46 48 45 49 51 48 52 54 52 55 58 57 58 63 63 68

C1 16 22 27 32 36 30 42 44 47 50 52 55 57 60 63


C2 8 17 24 30 35 39 44 47 51 54 57 60 64 65 68 31

C3 5 9 14 17 20 23 25 27 30 32 34 36 39 41 44

32 34 36 38 40 42

68 78

Force (kN)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

A1

A2

0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 27

72 78 78 78 86 93 94 96 97

Deformasi Lateral 1 SAMPEL CODE A3 B1 B2 B3 0 49 60 80 129 215

35 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36

-112 -150 -176 -194 -210 -211 -211 -221 -230 -240 -244 -246 -261 -263 -275 -294

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

66 70 76 79

71 74 77 81 85

47 50 52 56

C1

C2

C3

60 80 100 117 135 150 153 178 190 196 200 210 232 216 221 222 247 360 370

54 70 82 88 95 104 111 116 121 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124

19 26 33 35 35 35 36 36 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35

Deformasi Lateral 2 SAMPLE CODE

Force (kN) 2

73 81

A1

A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3

31

-8

45

-13

162

0

-2

-4

12


32

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

41 46 51 53 55 56 57 60 60 60

10 24 37 47 49 62 68 81

94 104 122 155 244

-13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -10 -9 40

195 208 225 235 241 242 243 240 250 259 263 271 276 287 298 323

0 0 2 3 9 12 12 15 25 27 29 30 34 42 51 67

-2 -2 -2 -2 -2 -4 -16 -7 -10 -13 -15 -16 -17 -17 -17 -17 -16

-4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 7 14 29 40

3.6 Data Percobaan a. Sampel Kecil A1

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

A1 Axial (mm) 13 20 29 34 37 42 47 52 56 64

A1 Latera l1 (0,1 mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12

A1 Latera l2 (0,1 mm) 31 41 46 51 53 55 56 57 60 60


33

30 48 62 80 95 96 96 96 96 97 106 109 109 109 109 109 120 120

22

76

27

Tegangan (Mpa) 0 0,861447256 1,722894513 2,584341769 3,445789025 4,307236281 5,168683538 6,030130794 6,89157805 7,753025307 8,614472563 9,475919819

60

A1 Regangan Lateral 0 -0,057002758 -0,075390745 -0,084584738 -0,093778731 -0,097456329 -0,101133926 -0,102972724 -0,104811523 -0,110327919 -0,132393503 -0,159975483

Regangan Axial 0 0,11090573 0,1706242 0,24740509 0,29006114 0,31565477 0,35831082 0,40096687 0,443622921 0,477747761 0,545997441 0,648371961

Regangan volumetrik 0 -0,003099786 0,019842711 0,078235614 0,102503678 0,120742113 0,156042969 0,195021421 0,233999874 0,257091922 0,281210435 0,328420995

A1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 -0.3

-0.2

-0.1

0

0

Axial

0.1

0.2 Lateral

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Volumetrik

b. Sampel Kecil A2


34

A2 Latera l1 (0,1 mm) 72 78 78 78 86 93 94 96 97

A2 Axial (mm)

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18

26 47 59 66 73 78 84 90 100

A2 Latera l2 (0,1 mm) -8 10 24 37 47 49 62 68 81

A2 Regangan Lateral

Tegangan (Mpa)

Regangan Axial

0

0

0

0

0,859339096 1,718678192 2,578017288 3,437356385 4,296695481 5,156034577 6,015373673 6,874712769 7,734051865

0,227770477 0,41173894 0,516863776 0,578186597 0,639509417 0,683311432 0,73587385 0,788436268 0,876040298

-0,117539027 -0,161616162 -0,187327824 -0,211202938 -0,24426079 -0,260789715 -0,286501377 -0,301193756 -0,326905418

-0,007307576 0,088506617 0,142208128 0,15578072 0,150987838 0,161732002 0,162871095 0,186048757 0,222229462

Regangan volumetrik


35

A2 9 8 7 6 5 4 3 2 1 -0.4

-0.2

0

0

0.2 axial

0.4 lateral

0.6

0.8

1

volumetrik

c. Sampel Kecil A3

Force (kN)

A3 Axial (mm)

2 4 6 8 10 12

14 24 32 39 48 60

A3 Latera l1 (0,1 mm) 0 49 60 80 129 215

A3 Latera l2 (0,1 mm) 45 94 104 122 155 244


36

tegangan (Mpa)

A3 Regangan Lateral 0

0

Regangan Axial 0

Regangan volumetrik 0

0,863033472

0,122484689

-0,082822086

-0,043159482

1,726066943

0,209973753

-0,263190184

-0,316406615

2,589100415

0,279965004

-0,301840491

-0,323715977

3,452133886

0,341207349

-0,371779141

-0,402350933

4,315167358

0,419947507

-0,522699387

-0,625451266

5,178200829

0,524934383

-0,844785276

-1,164636169

A3 6

5

4

3

2

1

-1.5

-1

0

-0.5 Axial

Lateral

0

0.5

1

Volumetrik

d. Sampel Kecil B1

Force (kN)

B1 Axial (mm)

2

7

B1 Latera l1 (0,1 mm) 35

B1 Lateral 2 (0,1 mm)

-13


37

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

13 17 22 26 30 34 36 39 42 45 48 52 57

36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36

-13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -10 -9 40 B1

Tegangan (Mpa) 0

Regangan Axial 0

Regangan Lateral 0

Regangan Volumetrik 0

0,858813265

0,061242345

-0,040391677

-0,019541009

1,717626531

0,113735783

-0,042227662

0,029280459

2,576439796

0,148731409

-0,042227662

0,064276084

3,435253061

0,192475941

-0,042227662

0,108020616

4,294066327

0,227471566

-0,042227662

0,143016242

5,152879592

0,262467192

-0,042227662

0,178011867

6,011692857

0,297462817

-0,042227662

0,213007493

6,870506122

0,31496063

-0,042227662

0,230505306

7,729319388

0,341207349

-0,042227662

0,256752025

8,588132653

0,367454068

-0,042227662

0,282998744

9,446945918

0,393700787

-0,042227662

0,309245463

10,30575918

0,419947507

-0,047735618

0,32447627

11,16457245

0,454943132

-0,049571603

0,355799925

12,02338571

0,498687664

-0,139534884

0,219617897


38

B1 14 12 10

Stress (Mpa)

8

Axial

6

Volumetrik

Lateral

4 2 -0.2 -0.1

0 0

0.1

0.2 0.3

0.4

0.5

0.6

Strain

e. Sampel Kecil B2

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

B2 Axial (mm) 20 24 27 30 33 36 39 41 44 46 49 52 55

B2 Latera l1 (0,1 mm) -112 -150 -176 -194 -210 -211 -211 -221 -230 -240 -244 -246 -261

B2 Latera l2 (0,1 mm) 162 195 208 225 235 241 242 243 240 250 259 263 271


39

28 30 32 34

58 63 68 78

-263 -275 -294 -294

276 287 298 323 B2 Regangan Lateral 0

tegangan (Mpa) 0

Regangan Axial 0

0,863033472

0,166251039

-0,09202454

-0,017798041

1,726066943

0,199501247

-0,082822086

0,033857075

2,589100415

0,224438903

-0,058895706

0,106647492

3,452133886

0,249376559

-0,057055215

0,135266129

4,315167358

0,274314214

-0,04601227

0,182289675

5,178200829

0,29925187

-0,055214724

0,188822422

6,041234301

0,324189526

-0,057055215

0,210079097

6,904267772

0,34081463

-0,040490798

0,259833035

7,767301244

0,365752286

-0,018404908

0,32894247

8,630334716

0,38237739

-0,018404908

0,345567574

9,493368187

0,407315046

-0,027607362

0,352100322

10,35640166

0,432252702

-0,031288344

0,369676014

11,21943513

0,457190357

-0,018404908

0,420380541

12,0824686

0,482128013

-0,02392638

0,434275253

12,94550207

0,523690773

-0,02208589

0,479518994

13,80853554

0,565253533

-0,007361963

0,550529606

14,67156902

0,648379052

-0,053374233

0,541630586



40

B2 16 14 12 10

Axial Lateral

8

Stress (Mpa)

Volumetrik

6 4 2 -0.2 -0.1

0 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Strain

f. Sampel Kecil B3 Force (kN)

B3 Axial (mm)

B3 Latera l1

B3 Latera l2


41

(0,1 mm) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

10 15 22 27 31 35 38 41 45 48 51 54 58 63 68 73 81

(0,1 mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 2 3 9 12 12 15 25 27 29 30 34 42 51 67

Tegangan (Mpa) 0

Regangan Axial 0

0,871567743 1,743135486 2,61470323 3,486270973 4,357838716 5,229406459 6,100974203 6,972541946 7,844109689 8,715677432 9,587245176 10,45881292 11,33038066 12,20194841 13,07351615 13,94508389

0,084033613 0,12605042 0,18487395 0,226890756 0,260504202 0,294117647 0,319327731 0,344537815 0,378151261 0,403361345 0,428571429 0,453781513 0,487394958 0,529411765 0,571428571 0,613445378

B3 Regangan Lateral 0 0 0 0 -0,003699137 -0,005548705 -0,016646116 -0,022194821 -0,022194821 -0,027743527 -0,046239211 -0,049938348 -0,053637485 -0,055487053 -0,062885327 -0,077681874 -0,09432799

Regangan Volumetrik 0 0,084033613 0,12605042 0,18487395 0,219492483 0,249406791 0,260825415 0,274938089 0,300148173 0,322664207 0,310882923 0,328694733 0,346506543 0,376420852 0,403641111 0,416064823 0,424789398


42

14,81665163 0 0 0 0 0

0,680672269 0 0 0 0 0

-0,123921085 0 0 0 0 -0,000128554

0,432830099 0 0 0 0 -0,000257108

B3 16 14 12 10

axial lateral

8

stress (Mpa)

volumetrik 6 4 2

-0.2 -0.1

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

strain

g. Sampel Kecil C1


43

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

C1 Axial (mm)

16 22 27 32 36 30 42 44 47 50 52 55 57 60 63 66 70 76 79

C1 Later al 1 (0,1 mm) 60 80 100 117 135 150 153 178 190 196 200 210 232 216 221 222 247 360 370

C1 Later al 2 (0,1 mm) -2 -2 -2 -2 -2 -2 -4 -16 -7 -10 -13 -15 -16 -17 -17 -17 -17 -16 -16

Tegangan (Mpa) 0

Regangan Axial 0

0,856191337 1,712382673 2,56857401 3,424765346 4,280956683 5,137148019 5,993339356 6,849530692 7,705722029 8,561913365 9,418104702 10,27429604

0,131904369 0,181368508 0,222588623 0,263808739 0,296784831 0,247320692 0,346248969 0,362737016 0,387469085 0,412201154 0,4286892 0,45342127

C1 Regangan Lateral 0 -0,106324473 -0,142988084 -0,179651696 -0,210815765 -0,243813016 -0,271310724 -0,273143905 -0,296975252 -0,335472044 -0,340971586 -0,342804766 -0,357470211

Laporan Praktikum Mekanika


-0,080744577 -0,104607661 -0,136714768 -0,157822792 -0,1908412 -0,295300756 -0,20003884 -0,231213488 -0,283475003 -0,269742017 -0,256920332 -0,261519152 Batuan 44

11,13048738 11,98667871 12,84287005 13,69906138 14,55525272 15,41144406 16,26763539 0 0 0 0

0,469909316 0,494641385 0,519373454 0,544105523 0,577081616 0,626545754 0,651277824 0 0 0 0

-0,395967003 -0,364802933 -0,373968836 -0,375802016 -0,421631531 -0,630614115 -0,648945921 0 0 0 -0,001445251

-0,32202469 -0,234964481 -0,228564218 -0,20749851 -0,266181446 -0,634682477 -0,646614019 0 0 0 -0,002890502

C1 18 16 14 12 axial

10 stress (Mpa)

lateral

8

volumetrik

6 4 2 -0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

strain


45

h. Sampel Kecil C2

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

C2 Latera l1 (0,1 mm) 54 70 82 88 95 104 111 116 121 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124

C2 Axial (mm) 8 17 24 30 35 39 44 47 51 54 57 60 64 65 68 71 74 77 81 85

C2 Latera l2 (0,1 mm) -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 7 14 29 40

Tegangan (Mpa) 0

Regangan Axial 0

0,866219074 1,732438148 2,598657221 3,464876295 4,331095369 5,197314443 6,063533517 6,92975259 7,795971664

0,066061107 0,140379851 0,19818332 0,247729149 0,289017341 0,322047894 0,363336086 0,388109001 0,421139554

C2 Regangan Lateral 0 -0,092194222 -0,121696374 -0,143822987 -0,154886294 -0,167793485 -0,184388445 -0,197295636 -0,206515058 -0,215734481

Regangan Volumetrik 0 -0,118327338 -0,103012896 -0,089462655 -0,062043438 -0,046569629 -0,046728996 -0,031255186 -0,024921116 -0,010329407


46

8,662190738 9,528409812 10,39462889 11,26084796 12,12706703 12,99328611 13,85950518 14,72572425 15,59194333 16,4581624 17,32438148

0,445912469 0,470685384 0,495458299 0,528488852 0,536746491 0,561519405 0,58629232 0,611065235 0,63583815 0,668868704 0,701899257

-0,221266134 -0,221266134 -0,221266134 -0,221266134 -0,221266134 -0,221266134 -0,221266134 -0,241548863 -0,254456054 -0,282114321 -0,30239705

0,003380201 0,028153116 0,052926031 0,085956584 0,094214223 0,118987137 0,143760052 0,127967509 0,126926042 0,104640062 0,097105157

C2 20 18 16 14 12

axial lateral

10

stress (Mpa)

volumetrik

8 6 4 2 -0.4

-0.2

0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

strain


47

i. Sampel Kecil C3

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

C3 Axial (mm) 5 9 14 17 20 23 25 27 30 32 34 36 39 41 44 47 50 52 56

C3 Later al 1 (0,1 mm) 19 26 33 35 35 35 36 36 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35

C3 Later al 2 (0,1 mm) 12 30 48 62 80 95 96 96 96 96 97 106 109 109 109 109 109 120 120

Tegangan (Mpa) 0

Regangan Axial 0

0,852540761 1,705081522 2,557622283 3,410163044 4,262703805 5,115244566 5,967785326 6,820326087

0,04214371 0,075858678 0,118002388 0,143288614 0,16857484 0,193861066 0,21071855 0,227576034

C3 Regangan Lateral 0 -0,056707317 -0,102439024 -0,148170732 -0,177439024 -0,210365854 -0,237804878 -0,241463415 -0,241463415

Regangan Volumetrik 0 -0,071270924 -0,129019371 -0,178339075 -0,211589435 -0,252156867 -0,28174869 -0,272208279 -0,255350795


48

7,672866848 8,525407609 9,37794837 10,23048913 11,08302989 11,93557065 12,78811141 13,64065217 14,49319294 15,3457337 16,19827446

0,25286226 0,269719744 0,286577228 0,303434712 0,328720938 0,345578422 0,370864648 0,396150874 0,421437101 0,438294585 0,472009553

-0,239634146 -0,239634146 -0,241463415 -0,257926829 -0,263414634 -0,263414634 -0,263414634 -0,263414634 -0,263414634 -0,283536585 -0,283536585

-0,226406032 -0,209548548 -0,196349601 -0,212418946 -0,19810833 -0,181250846 -0,15596462 -0,130678394 -0,105392168 -0,128778586 -0,095063618

C3 18 16 14 12 axial

10 stress (Mpa)

lateral

8

volumetrik

6 4 2 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

strain


49

Tabel 8 Hasil Gaya ( Failure) dan Nilai Kuat Tekan UCS Berdasarkan dari Grafik

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

F failure ( kN) 52 80 56 92 84 66 134 104 114

Kuat Tekan UCS (Mpa) 22,39762866 34,37356385 24,1649372 39,5054102 36,24740581 28,76173553 57,36481955 45,04339184 48,59482337

Tabel 9 Nilai Nisabah Poisson, Modulus Young, Stress dan Strain sebagai Batas Elastik Batuan

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

Nisbah Poisson

Modulus Young Rata- Rata (MPa)

Stress Batas Elastik (MPa)

Strain Batas Elastik (Mpa)

0,2181818 18 0,1875 0,2 0,14 0,10956 0,266 0,4135 0,4725 0,346

13,75454545 9,473684211 7,533333333 20 22,5 32,5 30 30 40

3,77 2,88 2,55 4 0,52 0,4 6 8 10

0,38 0,52 0,36 0,25 5 0,35 0,4 0,4 0,3


50

Tabel 10 Data Hasil Percobaan UCS Untuk Sampel Besar Deformasi Axial Force (kN)

A1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58

A2

12 15 19 22 28 28 31 33 36,5 38 41,5 44 46,5 49 52 55 58 60,5 61 62 70 73 76,5 81 86 91

A3 12 20 27 31 34,5 37,5 40 42 44 46,5 48,7 50,5 53,5 54 56,5 58 60 61,5 63,2 65 67 68,8 70,5 72 74 76 78 80 82

1,7 4 7 9 11 13 15 17 19 21,5 24 25,6 28 30,5 32,5 35 37 39,7 41,8 44 46,7 49,7 52,5 55,5 59 63,1 69,5 79,5

B1 10 16 21 25 30 32,5 35,5 39 42 44 46 48 50 52,5 55 57 57,5 61 62 64 66 67,5 9 70,5 72 73,5 76 77,5 79

B2 8 15 21 25 29 33 36 39 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 63,5 65,5 68 69 70,5 72,5 74 75 78 80

B3 10 17 21,5 26 30 33,5 36,5 39,5 42 45 46 48,5 50,5 52,8 55 57 58 60 62,5 64,5 67 69 71 73 75,5 77,5 79,5 82 84,5

C1

C2 6 9 13 17 20 23 26 28 30 32 34 36 38 39 41 42 43 45 46 47 48 50 51 52 53 55 56 57 58


C3 9 12 16 18 21 23 26 29 30 32 34 36 37 40 42 43 45 46 48 49 50 52 54 55 56 58 60 61 63 51

9 13 17 20 24 27 30 33 35 37 39 41 43 44 46 47 49 51 53 54 55 57 58 59 61 62 64 65 67

60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134

84,5 86,5 89 91,3 93,5 96 100 102,5 106 110 116

81 82,5 84 85,5 87,5 89,5 91,5 93,1 95 97 100 101,5 104 107 109 112,5 117

82 83 85,5 87,5 89,5 91,5 93,5 96 98,5 101 105 108 116,5

88 90,5 93,5 99

59 60 62 63 64 65 67 68 69 70 71 73 74 75 77 78 79 80 82 83 84 86 87 89 90 92 94 95 97 99 100 102 104 106 108 110 112 115


65 66 67 69 71 73 74 76 78 80 81 83 85 87 89 91 92 96 98 100 104 107 111

52

68 70 71 73 74 77 78 81 83 84 86 88 90 92 94 96 99 100 103 105 108 112 115 117 120 123 129 135

Deformasi Lateral 1 Force (kN)

A1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62

A2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 8 10 10 13 15 20 25 30 30 30 30 30

A3 28 45 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 66 68 69 70 72 72 75 76 78 80 80 81 82

B1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

B2 35 67 82 95 110 116 121 125 135 145 152 152 170 177 182 191 193 193 197 202 202 208 208 210 214 219 224 225 228 229 229

B3 5 48 70 78 85 86 90 93 93 93 93 93 93 93 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 93 93 93

C1 50 80 100 112 121 123 123 129 129 129 129 129 129 131 131 131 131 146 147 147 148 150 153 155 160 161 161 169 169 170 175

C2 27 31 34 45 52 61 66 70 75 80 82 86 90 95 97 100 100 100 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104


C3 76 98 116 116 105 105 104 105 105 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 53

5 12 37 49 63 75 79 83 91 92 92 92 94 94 94 94 94 94 94 94 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 98

64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134

83 85 89 91 98 100 110 125 168

229 230 235 242 242 242 242 242 242 242 245 250 254 255 265

93 93 93 93 92 92 92 92 92 92 92

176 188

104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104


104 104 104 105 105 105 105 105 105 105 105 106 109 110 112 114 116 119 125 130 137

54

99 99 99 126 130 155 163 175 175 177 190 198 209 209 211 234 235 247 248 264 277 288 291 291 323 334

Deformasi Lateral 2 Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60

A1 90 94 66 66 65 58 53 50 50 50 49 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45

A2

A3 19 23 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 23 23 23 23 23 23 23 23 29 29 9 32 32 32 38 43

B1 33 73 105 120 136 149 164 178 190 200 213 220 221 221 221 221 221 221 225 225 225 231 234 240 249 262 274 323

B2 35 42 43 43 43 43 24 24 22 16 14 12 9 4 -9 -15 -19 -20 -31 -35 -35 -35 -35 -49 -49 -49 -51 -51 -51 -56

B3 32 48 63 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62

C1 12 42 64 81 94 105 109 109 109 109 68 68 72 78 83 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84

C2 2 15 25 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28


C3 0 0 12 28 40 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 55

42 46 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56

62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134

46 50 57 58 59 70 74 81 97 135

-56 -56 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60

62 62 62 62 62 71 71 78 89 95 105 137

84 84 84

28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 33 40 42 47 51 64 75


43 43 43 43 43 46 53 60 65 70 73 77 82 83 83 83 88 91 91 96 103 106

56

56 56 56 56 85 131 143 157 160 163 170 178 185 188 194 198 204 210 210 213 215 222 226 235 241 254 264

a. Sampel Besar A1

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52

A1 Axial (mm) 12 15 19 22 28 28 31 33 36,5 38 41,5 44 46,5 49 52 55 58 60,5 61 62 70 73 76,5 81 86 91

A1 Latera l1 (0,1 mm) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 8 10 10 13 15 20 25 30 30 30 30 30

A1 Latera l2 (0,1 mm) 90 94 66 66 65 58 53 50 50 50 49 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45


57

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0 0,377065418 0,072376357 0,754130836 0,090470446 1,131196255 0,114595899 1,508261673 0,132689988 1,885327091 0,168878166 2,262392509 0,168878166 2,639457928 0,186972256 3,016523346 0,199034982 3,393588764 0,220144753 3,770654182 0,229191797 4,147719601 0,250301568 4,524785019 0,265379976 4,901850437 0,280458384 5,278915855 0,295536791 5,655981274 0,313630881 6,033046692 0,33172497 6,41011211 0,349819059 6,787177528 0,364897467 7,164242947 0,367913148 7,541308365 0,373944511 7,918373783 0,422195416 8,295439201 0,440289505 8,67250462 0,461399276 9,049570038 0,48854041 9,426635456 0,518697226 9,803700874 0,548854041

A1 Regangan Lateral 0 -0,114355231 -0,119221411 -0,085158151 -0,085158151 -0,083941606 -0,075425791 -0,069343066 -0,065693431 -0,065693431 -0,065693431 -0,064476886 -0,060827251 -0,060827251 -0,060827251 -0,064476886 -0,066909976 -0,066909976 -0,070559611 -0,072992701 -0,079075426 -0,085158151 -0,091240876 -0,091240876 -0,091240876 -0,091240876 -0,091240876

Regangan Volumetrik 0 -0,156334105 -0,147972376 -0,055720403 -0,037626314 0,000994955 0,018026585 0,048286124 0,067648121 0,088757891 0,097804936 0,121347797 0,143725475 0,158803882 0,17388229 0,184677109 0,197905019 0,215999108 0,223778245 0,221927747 0,21579366 0,251879114 0,257807754 0,278917524 0,306058658 0,336215474 0,366372289


58

b. Sampel Besar A2

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

A2 Axial (mm) 12 20 27 31 34,5 37,5 40 42 44 46,5 48,7 50,5 53,5 54

A2 Latera l1 (0,1 mm) 28 45 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65

A2 Latera l2 (0,1 mm) 19 23 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5


59

30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80

56,5 58 60 61,5 63,2 65 67 68,8 70,5 72 74 76 78 80 82 84,5 86,5 89 91,3 93,5 96 100 102,5 106 110 116

65 65 65 65 66 68 69 70 72 72 75 76 78 80 80 81 82 83 85 89 91 98 100 110 125 168

23 23 23 23 23 23 23 23 29 29 9 32 32 32 38 43 46 50 57 58 59 70 74 81 97 135 A2

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,360935372 0,721870743 1,082806115 1,443741486 1,804676858 2,165612229 2,526547601 2,887482972 3,248418344 3,609353715 3,970289087

0

Regangan Lateral 0


0,070526006 0,117543344 0,158683515 0,182192183 0,202762269 0,22039377 0,235086688 0,246841023 0,258595357 0,273288275 0,286218043

-0,055941281 -0,080936322 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104146003

-0,041356557 -0,0443293 -0,049608491 -0,026099822 -0,005529737 0,012101765 0,026794683 0,038549017 0,050303351 0,064996269 0,077926037


60

4,331224458 4,69215983 5,053095201 5,414030573 5,774965944 6,135901316 6,496836687 6,857772059 7,21870743 7,579642802 7,940578173 8,301513545 8,662448916 9,023384288 9,384319659 9,745255031 10,1061904 10,46712577 10,82806115 11,18899652 11,54993189 11,91086726 12,27180263 12,632738 12,99367337 13,35460875 13,71554412 14,07647949 14,43741486

0,296796944 0,314428445 0,317367029 0,332059947 0,340875698 0,352630032 0,361445783 0,371436967 0,382015868 0,393770203 0,404349104 0,414340288 0,423156039 0,434910373 0,446664708 0,458419042 0,470173376 0,481927711 0,496620629 0,508374963 0,523067881 0,536585366 0,549515134 0,564208052 0,587716721 0,602409639 0,622979724 0,646488393 0,681751396

-0,104146003 -0,104146003 -0,104146003 -0,104741123 -0,104741123 -0,104741123 -0,104741123 -0,105931363 -0,108311843 -0,109502083 -0,110692323 -0,120214243 -0,120214243 -0,099980163 -0,128545923 -0,130926403 -0,133306884 -0,140448324 -0,147589764 -0,152350724 -0,158301924 -0,169014085 -0,174965285 -0,178536005 -0,199960325 -0,207101766 -0,227335846 -0,264233287 -0,36064273


0,088504938 0,10613644 0,109075024 0,122577702 0,131393452 0,143147787 0,151963538 0,159574242 0,165392183 0,174766037 0,182964458 0,173911802 0,182727552 0,234950048 0,189572861 0,196566235 0,203559609 0,201031063 0,201441101 0,203673515 0,206464033 0,198557197 0,199584564 0,207136042 0,18779607 0,188206108 0,168308032 0,118021819 -0,039534063

61

c. Sampel Besar A3

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

A3 Axial (mm) 1,7 4 7 9 11 13 15 17 19 21,5 24 25,6 28

A3 Latera l1 (0,1 mm) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3

A3 Latera l2 (0,1 mm) 33 73 105 120 136 149 164 178 190 200 213 220 221


62

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56

30,5 32,5 35 37 39,7 41,8 44 46,7 49,7 52,5 55,5 59 63,1 69,5 79,5

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

221 221 221 221 221 225 225 225 231 234 240 249 262 274 323 A3

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,376149656 0,752299311 1,128448967 1,504598622 1,880748278 2,256897933 2,633047589 3,009197245 3,3853469 3,761496556 4,137646211 4,513795867 4,889945523 5,266095178 5,642244834 6,018394489 6,394544145 6,7706938 7,146843456 7,522993112 7,899142767

0

Regangan Lateral 0


0,010281222 0,02419111 0,042334442 0,054429997 0,066525552 0,078621107 0,090716662 0,102812217 0,114907771 0,130027215 0,145146659 0,154823103 0,169337768 0,184457212 0,196552767 0,21167221 0,223767765 0,240096764 0,252797097 0,266102207 0,282431207

-0,044957473 -0,093560146 -0,132442284 -0,150668287 -0,170109356 -0,185905225 -0,204131227 -0,221142163 -0,235722965 -0,247873633 -0,263669502 -0,27217497 -0,27217497 -0,27217497 -0,27217497 -0,27217497 -0,27217497 -0,27217497 -0,277035237 -0,277035237 -0,277035237

-0,079633724 -0,162929182 -0,222550127 -0,246906577 -0,27369316 -0,293189343 -0,317545793 -0,339472109 -0,356538158 -0,365720051 -0,382192345 -0,389526837 -0,375012171 -0,359892727 -0,347797172 -0,332677729 -0,320582174 -0,304253175 -0,301273377 -0,287968266 -0,271639267


63

8,275292423 8,651442078 9,027591734 9,403741389 9,779891045 10,1560407 10,53219036

0,300574539 0,317508316 0,335651648 0,356818869 0,381614757 0,420320532 0,480798307

-0,284325638 -0,287970838 -0,295261239 -0,306196841 -0,32199271 -0,336573512 -0,396111786

-0,268076737 -0,258433361 -0,254870831 -0,255574813 -0,262370663 -0,252826491 -0,311425266

d. Sampel Besar B1 B1 B1 Latera Force Axial l1 (kN) (mm) (0,1 mm) 2 10 35 4 16 67 6 21 82

B1 Latera l2 (0,1 mm) 35 42 43


64

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88

25 30 32,5 35,5 39 42 44 46 48 50 52,5 55 57 57,5 61 62 64 66 67,5 9 70,5 72 73,5 76 77,5 79 81 82,5 84 85,5 87,5 89,5 91,5 93,1 95 97 100 101,5 104 107 109

95 110 116 121 125 135 145 152 152 170 177 182 191 193 193 197 202 202 208 208 210 214 219 224 225 228 229 229 229 230 235 242 242 242 242 242 242 242 245 250 254

43 43 43 24 24 22 16 14 12 9 4 -9 -15 -19 -20 -31 -35 -35 -35 -35 -49 -49 -49 -51 -51 -51 -56 -56 -56 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60


65

90 92

112,5 117

255 265

-60 -60 B1

tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,375845143 0,751690285 1,127535428 1,50338057 1,879225713 2,255070856 2,630915998 3,006761141 3,382606284 3,758451426 4,134296569 4,510141711 4,885986854 5,261831997 5,637677139 6,013522282 6,389367424 6,765212567 7,14105771 7,516902852 7,892747995 8,268593138 8,64443828 9,020283423 9,396128565 9,771973708 10,14781885 10,52366399 10,89950914 11,27535428 11,65119942 12,02704456 12,40288971 12,77873485

0

Regangan Lateral 0


0,058787335 0,094059736 0,123453403 0,146968337 0,176362005 0,191058838 0,208695039 0,229270606 0,246906806 0,258664273 0,27042174 0,282179207 0,293936674 0,308633508 0,323330342 0,335087809 0,338027175 0,358602743 0,364481476 0,376238943 0,38799641 0,39681451 0,052908601 0,414450711 0,423268811 0,432086911 0,446783745 0,455601845 0,464419945 0,476177412 0,484995513 0,493813613 0,502631713 0,51438918

-0,085020243 -0,132388664 -0,151821862 -0,167611336 -0,18582996 -0,193117409 -0,17611336 -0,18097166 -0,190688259 -0,195546559 -0,201619433 -0,199190283 -0,217408907 -0,219838057 -0,210121457 -0,213765182 -0,211336032 -0,210121457 -0,201619433 -0,202834008 -0,202834008 -0,210121457 -0,210121457 -0,195546559 -0,200404858 -0,206477733 -0,210121457 -0,211336032 -0,214979757 -0,210121457 -0,210121457 -0,210121457 -0,206477733 -0,212550607

-0,111253151 -0,170717592 -0,180190321 -0,188254335 -0,195297914 -0,19517598 -0,143531682 -0,132672714 -0,134469712 -0,132428844 -0,132817126 -0,116201359 -0,140881139 -0,131042605 -0,096912573 -0,092442556 -0,084644889 -0,061640172 -0,03875739 -0,029429073 -0,017671606 -0,023428405 -0,367334314 0,023357593 0,022459094 0,019131446 0,02654083 0,03292978 0,034460431 0,055934497 0,064752598 0,073570698 0,089676247 0,089287965


66

13,15457999 13,53042513 13,90627028 14,28211542 14,65796056 15,0338057 15,40965085 15,78549599 16,16134113 16,53718628 16,91303142 17,28887656

0,526146647 0,537904114 0,547310088 0,558479681 0,570237148 0,587873349 0,596691449 0,611388283 0,629024483 0,64078195 0,661357517 0,687811818

-0,221052632 -0,221052632 -0,221052632 -0,221052632 -0,221052632 -0,221052632 -0,221052632 -0,224696356 -0,230769231 -0,23562753 -0,236842105 -0,248987854


0,084041384 0,095798851 0,105204824 0,116374418 0,128131885 0,145768085 0,154586186 0,16199557 0,167486021 0,169526889 0,187673307 0,189836109

67

e. Sampel Besar B2

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64

B2 Axial (mm) 8 15 21 25 29 33 36 39 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 63,5 65,5 68 69 70,5 72,5 74 75 78 80 82 83 85,5

B2 Latera l1 (0,1 mm) 5 48 70 78 85 86 90 93 93 93 93 93 93 93 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 93 93 93 93

B2 Latera l2 (0,1 mm) 32 48 63 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62


68

66 68 70 72 74 76 78 80 82 84

87,5 89,5 91,5 93,5 96 98,5 101 105 108 116,5

93 93 93 92 92 92 92 92 92 92

62 62 62 71 71 78 89 95 105 137 B2

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,375845143 0,751690285 1,127535428 1,50338057 1,879225713 2,255070856 2,630915998 3,006761141 3,382606284 3,758451426 4,134296569 4,510141711 4,885986854 5,261831997 5,637677139 6,013522282 6,389367424 6,765212567 7,14105771 7,516902852 7,892747995 8,268593138 8,64443828 9,020283423 9,396128565 9,771973708

0

Regangan Lateral 0


0,047600159 0,089250298 0,124950417 0,148750496 0,172550575 0,196350655 0,214200714 0,232050774 0,249900833 0,261800873 0,273700912 0,285600952 0,297500992 0,309401031 0,321301071 0,333201111 0,34510115 0,35700119 0,36890123 0,377826259 0,389726299 0,404601349 0,410551369 0,419476398 0,431376438 0,440301468

-0,044939271 -0,11659919 -0,161538462 -0,170040486 -0,17854251 -0,179757085 -0,184615385 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684 -0,189473684

-0,042278384 -0,143948083 -0,198126507 -0,191330476 -0,184534445 -0,163163516 -0,155030055 -0,144467445 -0,126617386 -0,114717346 -0,102817306 -0,090917267 -0,079017227 -0,067117187 -0,057646297 -0,045746258 -0,033846218 -0,021946178 -0,010046139 -0,001121109 0,010778931 0,02565398 0,031604 0,04052903 0,05242907 0,061354099


69

10,14781885 10,52366399 10,89950914 11,27535428 11,65119942 12,02704456 12,40288971 12,77873485 13,15457999 13,53042513 13,90627028 14,28211542 14,65796056 15,0338057 15,40965085 15,78549599

0,446251488 0,464101547 0,476001587 0,487901626 0,493851646 0,508726696 0,520626735 0,532526775 0,544426815 0,556326854 0,571201904 0,586076954 0,600952003 0,624752083 0,642602142 0,693177311

-0,189473684 -0,189473684 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,188259109 -0,197975709 -0,197975709 -0,206477733 -0,219838057 -0,227125506 -0,239271255 -0,278137652


0,067304119 0,085154179 0,099483368 0,111383408 0,117333428 0,132208477 0,144108517 0,156008556 0,167908596 0,160375437 0,175250487 0,173121488 0,16127589 0,17050107 0,164059632 0,136902007

70

f. Sampel Besar B3

Force (kN) 2 4 6 8 10 12

B3 Axial (mm) 10 17 21,5 26 30 33,5

B3 Latera l1 (0,1 mm) 50 80 100 112 121 123

B3 Latera l2 (0,1 mm) 12 42 64 81 94 105


71

14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

36,5 39,5 42 45 46 48,5 50,5 52,8 55 57 58 60 62,5 64,5 67 69 71 73 75,5 77,5 79,5 82 84,5 88 90,5 93,5 99

123 129 129 129 129 129 129 131 131 131 131 146 147 147 148 150 153 155 160 161 161 169 169 170 175 176 188

109 109 109 109 68 68 72 78 83 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84

B3 Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,00384356 0,007687121 0,011530681 0,015374241 0,019217802 0,023061362 0,026904922 0,030748483

Regangan Lateral 0

0,059066745 0,100413467 0,126993503 0,153573538 0,177200236 0,197873597 0,215593621 0,233313644

Regangan Volumetrik 0 0

-0,007615148 -0,014984647 -0,020143296 -0,02370522 -0,026407369 -0,028004094 -0,028495394 -0,029232344


0,043836449 0,070444173 0,086706911 0,106163098 0,124385497 0,141865409 0,158602833 0,174848957 72

0,034592043 0,038435603 0,042279164 0,046122724 0,049966284 0,053809845 0,057653405 0,061496965 0,065340526 0,069184086 0,073027646 0,076871207 0,080714767 0,084558328 0,088401888 0,092245448 0,096089009 0,099932569 0,103776129 0,10761969 0,11146325 0,11530681 0,119150371 0,122993931 0,126837491

0,248080331 0,265800354 0,271707029 0,286473715 0,298287064 0,311872416 0,3248671 0,336680449 0,342587123 0,354400473 0,369167159 0,380980508 0,395747194 0,407560543 0,419373892 0,431187242 0,445953928 0,457767277 0,469580626 0,484347312 0,499113999 0,51978736 0,534554046 0,55227407 0,58476078

-0,029232344 -0,029232344 -0,02419652 -0,02419652 -0,02468782 -0,02567042 -0,026284545 -0,026407369 -0,026407369 -0,028249744 -0,028372569 -0,028372569 -0,028495394 -0,028741044 -0,029109519 -0,029355169 -0,029969294 -0,030092119 -0,030092119 -0,031074719 -0,031074719 -0,031197544 -0,031811668 -0,031934493 -0,033408393


0,189615643 0,207335667 0,223313989 0,238080675 0,248911425 0,260531577 0,272298011 0,28386571 0,289772384 0,297900984 0,312422021 0,32423537 0,338756406 0,350078455 0,361154855 0,372476904 0,38601534 0,39758304 0,409396389 0,422197875 0,436964562 0,457392273 0,470930709 0,488405083 0,517943994

73

g. Sampel Besar C1

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

C1 Axial (mm) 6 9 13 17 20 23 26 28 30 32 34 36

C1 Latera l1 (0,1 mm) 27 31 34 45 52 61 66 70 75 80 82 86

C1 Latera l2 (0,1 mm) 2 15 25 28 28 28 28 28 28 28 28 28


74

26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106

38 39 41 42 43 45 46 47 48 50 51 52 53 55 56 57 58 59 60 62 63 64 65 67 68 69 70 71 73 74 75 77 78 79 80 82 83 84 86 87 89

90 95 97 100 100 100 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104

28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28


75

108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134

90 92 94 95 97 99 100 102 104 106 108 110 112 115

104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104

28 28 28 28 28 28 28 33 40 42 47 51 64 75

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0 0,377831111 0,035415642 0,755662222 0,053123463 1,133493333 0,076733891 1,511324443 0,100344319 1,889155554 0,11805214 2,266986665 0,135759961 2,644817776 0,153467782 3,022648887 0,165272996 3,400479998 0,17707821 3,778311108 0,188883424 4,156142219 0,200688637 4,53397333 0,212493851 4,911804441 0,224299065 5,289635552 0,230201672 5,667466663 0,242006886 6,045297774 0,247909493 6,423128884 0,2538121 6,800959995 0,265617314 7,178791106 0,271519921 7,556622217 0,277422528 7,934453328 0,283325135 8,312284439 0,295130349 8,69011555 0,301032956

C1 Regangan Lateral

Regangan Volumetrik 0 -0,035215574 -0,058912259 -0,0669641 -0,0774515 -0,076792593 -0,081004805 -0,07547478 -0,073411802 -0,073784384 -0,074156966 -0,067222871 -0,065159893 -0,063096916 -0,069372105 -0,062438009 -0,06384208 -0,057939473 -0,046134259 -0,049973888 -0,044071281 -0,038168674 -0,02636346 -0,020460853 Batuan 76

0 -0,035315608 -0,056017861 -0,071848995 -0,088897909 -0,097422367 -0,108382383 -0,114471281 -0,119342399 -0,125431297 -0,131520195 -0,133955754 -0,138826872 -0,143697991 -0,149786889 -0,152222448 -0,155875786 -0,155875786 -0,155875786 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905

Laporan Praktikum Mekanika

9,06794666 9,445777771 9,823608882 10,20143999 10,5792711 10,95710221 11,33493333 11,71276444 12,09059555 12,46842666 12,84625777 13,22408888 13,60191999 13,9797511 14,35758221 14,73541332 15,11324443 15,49107554 15,86890666 16,24673777 16,62456888 17,00239999 17,3802311 17,75806221 18,13589332 18,51372443 18,89155554 19,26938665 19,64721776 20,02504887 20,40287999 20,7807111 21,15854221 21,53637332 21,91420443 22,29203554 22,66986665 23,04769776 23,42552887 23,80335998

0,306935563 0,31283817 0,324643384 0,330545991 0,336448598 0,342351205 0,348253812 0,354156419 0,365961633 0,37186424 0,377766847 0,383669454 0,395474668 0,401377275 0,407279882 0,413182489 0,419085096 0,43089031 0,436792917 0,442695524 0,454500738 0,460403345 0,466305952 0,472208559 0,484013773 0,48991638 0,495818987 0,507624201 0,513526808 0,525332022 0,531234629 0,543039843 0,554845057 0,560747664 0,572552878 0,584358091 0,590260698 0,602065912 0,613871126 0,62567634

-0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,160746905 -0,166835803 -0,17536026 -0,177795819


-0,014558246 -0,008655639 0,003149575 0,009052182 0,014954789 0,020857395 0,026760002 0,032662609 0,044467823 0,05037043 0,056273037 0,062175644 0,073980858 0,079883465 0,085786072 0,091688679 0,097591286 0,1093965 0,115299107 0,121201714 0,133006928 0,138909535 0,144812142 0,150714749 0,162519963 0,16842257 0,174325177 0,186130391 0,192032998 0,203838212 0,209740819 0,221546033 0,233351247 0,239253854 0,251059068 0,262864282 0,268766889 0,268394307 0,263150607 0,270084702 77

24,18119109 24,55902221 24,93685332 25,31468443

0,637481554 0,649286768 0,661091982 0,678799803

-0,183884717 -0,188755835 -0,20458697 -0,217982545

0,269712121 0,271775098 0,251918043 0,242834713

h. Sampel Besar C2

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14

C2 Axial (mm) 9 12 16 18 21 23 26

C2 Latera l1 (0,1 mm) 76 98 116 116 105 105 104

C2 Latera l2 (0,1 mm) 0 0 12 28 40 43 43


78

16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96

29 30 32 34 36 37 40 42 43 45 46 48 49 50 52 54 55 56 58 60 61 63 65 66 67 69 71 73 74 76 78 80 81 83 85 87 89 91 92 96 98

105 105 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 105 105 105 105 105 105 105 105 106 109 110 112 114 116

43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 46 53 60 65 70 73 77 82 83 83 83 88 91


79

98 100 102 104

100 104 107 111

119 125 130 137

91 96 103 106 C2

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,379215247 0,758430495 1,137645742 1,516860989 1,896076236 2,275291484 2,654506731 3,033721978 3,412937225 3,792152473 4,17136772 4,550582967 4,929798215 5,309013462 5,688228709 6,067443956 6,446659204 6,825874451 7,205089698 7,584304945 7,963520193 8,34273544 8,721950687 9,101165934 9,480381182 9,859596429 10,23881168 10,61802692 10,99724217 11,37645742 11,75567267 12,13488791

Regangan Lateral 0

0,052478134 0,069970845 0,093294461 0,104956268 0,12244898 0,134110787 0,151603499 0,16909621 0,174927114 0,186588921 0,198250729 0,209912536 0,21574344 0,233236152 0,244897959 0,250728863 0,262390671 0,268221574 0,279883382 0,285714286 0,29154519 0,303206997 0,314868805 0,320699708 0,326530612 0,33819242 0,349854227 0,355685131 0,367346939 0,379008746 0,38483965 0,390670554


-0,092720618 -0,119560797 -0,156161041 -0,175681171 -0,176901179 -0,180561204 -0,179341196 -0,180561204 -0,180561204 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196 -0,179341196


-0,132963102 -0,169150749 -0,219027622 -0,246406074 -0,231353379 -0,22701162 -0,207078893 -0,192026198 -0,186195294 -0,17209347 -0,160431662 -0,148769855 -0,142938951 -0,12544624 -0,113784432 -0,107953528 -0,096291721 -0,090460817 -0,078799009 -0,072968106 -0,067137202 -0,055475394 -0,043813587 -0,037982683 -0,032151779 -0,020489971 -0,008828164 -0,00299726 0,008664548 0,020326355 0,026157259 0,031988163 80

12,51410316 12,89331841 13,27253365 13,6517489 14,03096415 14,4101794 14,78939464 15,16860989 15,54782514 15,92704039 16,30625563 16,68547088 17,06468613 17,44390137 17,82311662 18,20233187 18,58154712 18,96076236 19,33997761 19,71919286

0,402332362 0,413994169 0,425655977 0,43148688 0,443148688 0,454810496 0,466472303 0,472303207 0,483965015 0,495626822 0,50728863 0,518950437 0,530612245 0,536443149 0,559766764 0,571428571 0,583090379 0,606413994 0,623906706 0,647230321

-0,179341196 -0,179341196 -0,180561204 -0,184221228 -0,192761285 -0,201301342 -0,207401383 -0,213501423 -0,217161448 -0,22204148 -0,229361529 -0,234241562 -0,23546157 -0,237901586 -0,246441643 -0,252541684 -0,256201708 -0,269621797 -0,284261895 -0,296461976


0,04364997 0,055311778 0,064533569 0,063044424 0,057626118 0,052207812 0,051669538 0,04530036 0,049642119 0,051543862 0,048565572 0,050467314 0,059689105 0,060639977 0,066883478 0,066345204 0,070686963 0,067170399 0,055382915 0,054306368

81

i. Sampel Besar C3

Force (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

C3 Axial (mm) 9 13 17 20 24 27 30 33 35 37 39 41

C3 Latera l1 (0,1 mm) 5 12 37 49 63 75 79 83 91 92 92 92

C3 Latera l2 (0,1 mm) 42 46 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56


82

26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106

43 44 46 47 49 51 53 54 55 57 58 59 61 62 64 65 67 68 70 71 73 74 77 78 81 83 84 86 88 90 92 94 96 99 100 103 105 108 112 115 117

94 94 94 94 94 94 94 94 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 98 99 99 99 126 130 155 163 175 175 177 190 198 209 209 211 234 235 247 248 264 277 288

56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 85 131 143 157 160 163 170 178 185 188 194 198 204 210 210 213 215 222 226


83

108 110 112 114

120 123 129 135

291 291 323 334

235 241 254 264 C3

Tegangan (Mpa) Regangan Axial 0 0,386092877 0,772185755 1,158278632 1,54437151 1,930464387 2,316557265 2,702650142 3,08874302 3,474835897 3,860928775 4,247021652 4,63311453 5,019207407 5,405300285 5,791393162 6,17748604 6,563578917 6,949671795 7,335764672 7,72185755 8,107950427 8,494043305 8,880136182 9,26622906 9,652321937 10,03841481 10,42450769 10,81060057 11,19669345 11,58278632 11,9688792 12,35497208

Regangan Lateral 0

0,052729226 0,076164437 0,099599648 0,117176057 0,140611268 0,158187677 0,175764086 0,193340494 0,2050581 0,216775705 0,228493311 0,240210917 0,251928523 0,257787325 0,269504931 0,275363734 0,28708134 0,298798945 0,310516551 0,316375354 0,322234157 0,333951763 0,339810565 0,345669368 0,357386974 0,363245777 0,374963382 0,380822185 0,392539791 0,398398594 0,4101162 0,415975002


-0,057858022 -0,071399261 -0,114485023 -0,129257284 -0,146491588 -0,161263849 -0,166187936 -0,171112023 -0,180960197 -0,182191219 -0,182191219 -0,182191219 -0,184653262 -0,184653262 -0,184653262 -0,184653262 -0,184653262 -0,184653262 -0,184653262 -0,184653262 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,185884284 -0,189577349 -0,190808371


-0,062986819 -0,066634086 -0,129370397 -0,14133851 -0,152371908 -0,164340021 -0,156611786 -0,148883552 -0,156862294 -0,147606732 -0,135889126 -0,124171521 -0,117378002 -0,111519199 -0,099801593 -0,09394279 -0,082225185 -0,070507579 -0,058789973 -0,05293117 -0,049534411 -0,037816805 -0,031958003 -0,0260992 -0,014381594 -0,008522791 0,003194815 0,009053617 0,020771223 0,026630026 0,030961501 0,034358261 84

12,74106496 13,12715783 13,51325071 13,89934359 14,28543647 14,67152934 15,05762222 15,4437151 15,82980798 16,21590085 16,60199373 16,98808661 17,37417949 17,76027236 18,14636524 18,53245812 18,918551 19,30464387 19,69073675 20,07682963 20,46292251 20,84901538 21,23510826 21,62120114 22,00729402

0,427692608 0,433551411 0,45112782 0,456986622 0,474563031 0,486280637 0,49213944 0,503857045 0,515574651 0,527292257 0,539009862 0,550727468 0,562445074 0,580021482 0,585880285 0,603456694 0,615174299 0,632750708 0,656185919 0,673762328 0,685479934 0,703056342 0,720632751 0,755785568 0,790938385

-0,190808371 -0,190808371 -0,259745589 -0,321296676 -0,366844481 -0,393926959 -0,412392286 -0,416085351 -0,427164547 -0,453016003 -0,47148133 -0,488715634 -0,496101764 -0,503487895 -0,539187526 -0,547804678 -0,562576939 -0,567501026 -0,589659417 -0,614279852 -0,632745178 -0,647517439 -0,65490357 -0,710299549 -0,736151005


0,046075866 0,051934669 -0,068363358 -0,18560673 -0,259125931 -0,301573282 -0,332645132 -0,328313656 -0,338754442 -0,37873975 -0,403952797 -0,4267038 -0,429758455 -0,426954308 -0,492494766 -0,492152662 -0,509979578 -0,502251344 -0,523132915 -0,554797377 -0,580010423 -0,591978537 -0,589174389 -0,664813529 -0,681363626

85

Tabel 11 Nilai F failure dan Kuat Tekan dengan Grafis dari Percobaan UCS Sampel Batuan Besar


86

Samp el A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

F failure ( kN) 52 80 56 92 84 66 134 104 114


Tabel 12 Nilai Nisbah Poisson, Modulus Young, Stress dan Strain sebagai Batas Elastik Samp el

Nisbah Poisson

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

0,166666667 0,25 0,4668 0,487 0,345 0,11428 0,421052632 0,486486486 0,49

Modulus Young Rata- Rata (MPa) 21 31,94444444 29,16666667 40 32,07 10,28 51,72413793 35,48387097 38,56749

Stress Batas Elastik (MPa) 8,2 12,5 8 12 14 0,12 21 17,4 20,84

Strain Batas Elastik (MPa 0,4 0,55 0,285 0,5 2 0,02 0,57 0,53 0,703


87

3.7 Analisis data Berdasarkan dari hasil yang diperoleh dapat dianalisis bahwa hubungan antara komposisi penyususn dengan sifat mekanis dan ukuran dimensi dengan sifat mekanis diperoleh korelasi, σc A < σc B < σc C ; σe A < σe B < σe C ; υ B < υ A < υC ; E A < EB < EC Dari tabel didapat bahwa hubungan antara ukuran dimensi batuan dengan sifat mekanis yang ada alah: σc Dimensi Kecil > σc Dimensi Besar, σe Dimensi Kecil < σe Dimensi Besar, υ Dimensi kecil

> υ Dimensi Besar, E Dimensi Kecil < E

Dimensi Besar. Nilai kuat tekan batuan berdimensi kecil yang didapat lebih besar dibanding batuan berdimensi besar, hal ini sesuai dengan teori “Efek Skala” yang ditemukan oleh Kramadibrata (1993) . Selain itu, berdasarkan dari hasil pengamatan dihasilkan tipe pecah batu uji kuat tekan UCS yang bervariasi, seperti homogeneous shear, axial splitting, cone failure, dan homogeneous shear. Kondisi yang diharapkan dari masing-masing batuan sampel yang diuji yakni homogeneous shear artinya tekanan yang diberikan pada batuan mampu menerjemahkan seberapa kuat batuan tersebut mengalami pembebanan sebelum terjadi failure. Contoh batuan uji B3 dalam pengujian UCS kecil merupakan salah satu contoh preparasi yang benar sehingga menghasilkan rekahan batuan yang benar. Terjadinya core failure maupun cataclasis berdasarkan pengamatan terjadi akibat proses pengamplasan yang tidak rata sehingga saat dikenai tekanan terjadi pada sisi permukaan yang tinggi terlebih dahulu sedangkan sisi permukaan yang rendah menghasilkan titik pembebanan yang kurang maksimal.


88


89

3.8 Kesimpulan dan Saran 3.8.1 Kesimpulan 3.8.1 Sifat Mekanis UCS Besar Samp el A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

F failure Kuat Tekan UCS ( kN) (Mpa) 52 9,803700874 80 14,43741486 56 10,53219036 92 17,28887656 84 15,78549599 66 0,126837491 134 25,31468443 104Laporan 19,71919286 Praktikum 114 22,00729402

Mekanika Batuan

90

Sampe l A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

Nisbah Poisson


0,16666666 7 0,25 0,4668 0,487 0,345 0,11428 0,42105263 2 0,48648648 6 0,49

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2


Strain Batas Elastik (MPa)

21 31,94444444 29,16666667 40 32,07 10,28

8,2 12,5 8 12 14 0,12

0,4 0,55 0,285 0,5 2 0,02

51,72413793

21

0,57

35,48387097 38,56749

17,4 20,84

0,53 0,703

F failure ( kN) 52 80 56 92 84 66 134 104 114

3.8.2 Sifat Mekanis UCS Kecil


Nisbah Poisson



Strain Batas Elastik (Mpa)

0,2181818 18 0,1875 0,2 0,14 0,10956 0,266 0,4135 0,4725

13,75454545 9,473684211 7,533333333 20 22,5 32,5 30 30

3,77 2,88 2,55 4 0,52 0,4 6 8

0,38 0,52 0,36 0,25 5 0,35 0,4 0,4


91

C3

0,346

40

10

0,3

Batuan yang paling kuat pada uji kuat tekan adalah batuan C dengan perbandingan komposisi pasir dan semen 1:1. Kandungan semen yang lebih banyak mengakibatkan batuan akan lebih kompak. Sehingga, kekuatan sampel akan bertambah dengan penambahan jumlah komposisi semen yang diberikan. Sampel batuan uji dengan dimensi kecil kekuatannya lebih tinggi dibandingkan dengan sampel dengan dimensi besar, disebabkan karena adanya scale effect.

3.8.2 Saran 1. Sampel harus dipersiapkan (preparasi) dengan baik. Permukaan sampel haruslah rata karena kerataan ini bersangkutan dengan distribusi tegangan yang terjadi pada saat sampel diuji. Jadi, preparasi sampel yang baik akan menghasilkan hasil uji yang baik. 2. Preparasi alat harus dilakukan dengan baik, pastikan semua alat bekerja, dan pastikan dial gauge terpasang dengan benar. 3. Pengamatan dan pengambilan data pada saat pengujian harus dilakukan dengan teliti, agar dapat meminimalisir kesalahan paralaks, dan data yang didapatkan memenuhi kualifikasi yang dibutuhkan untuk pelaksanaan analisa dan pembahasan.


92

BAB IV UJI KUAT TARIK TAK LANGSUNG (BRAZILIAN TEST) 4.1 Tujuan Untuk mengethui kuat Tarik (tensile strength) dari percontoh batu berbentuk silinder secara tidak langsung.

4.2 Teori Dasar Mekanika batuan adalah salah cabang disiplin ilmu geomekanika. Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik batuan dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan memiliki peran yang dominan dalam operasi penambangan, seperti pekerjaan penerowongan, pemboran, penggalian, peledakan dan pekerjaan lainnya. Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan massa batuan dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium maupun dilapangan langsung atau secara insitu. Untuk mengetahui sifat mekanik batuan dilakukan beberapa percobaan seperti uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik, uji triaksial dan uji tegangan insitu. Menurut ASTM D 653-67 Standard Definition of Therms and Symbol yang berhubungan dengan mekanika batuan dan mekanika tanah (Jumikis, 1983), kuat tarik suatu material dapat didefinisikan sebagai “tegangan Tarik maksimun yang dapat dikembangkan oleh suatu material”. Dalam suatu pengujian tarikan yang dialkukan untuk memecahkan batuan pada kondisi tertentu, nilai tegangan maksimum yang kita amati dari hasil pengembangan suatu contoh material dapat kita sebut dengan kuat tarik. Pengetahuan tentang kekuatan tarikan batuan sangatlah penting, untuk menganalisis kekuatan dan kestabilan batuan pada atap dan kubah (dome) dari lubang bukaan bawah tanah, untuk preparasi kegiatan pengeboran dan penggalian dalam penambangan mineral. Uji kuat tarik sendiri terdiri dari 2 jenis, yaitu uji kuat tarik langsung dan uji kuat tarik tak langsung atau yang disebut Brazilian Test. Uji Brazilian ini merupakan uji yang paling sering


93

digunakan, karena uji ini lebih mudah dan murah daripada uji kuat tarik secara langsung. Menurut Bieniawski (1967) dan Hawkes & Mellor (1971) serta ISRM (1981), kuat tarik suatu contoh batuan dapat dihitung denngan persamaan berikut. σt=

2F πDt

Dengan, σt

= Kuat tarik (MPa)

F

= Beban atau gaya tarik yang menyebabkan contoh batuan hancur (N)

D

= Diameter contoh batuan (mm)

t

= Ketebalan contoh batuan (mm)

Dalam pengukuran uji kuat Tarik tak langsung ini, kami juga melakukan koreksi dengan cara memperhitungkan sudut koreksi yang dibentuk selama pengujian berlangsung. Metode ini dilakukan dengan cara menempelkan kertas karbon yang dilapisi kertas biasa di bagian atas selimut tabung yang langsung kontak dengan alat penekan. Hal yang sama juga dilakukan pada bagian bawah selimut tabung yang kontak langsung dengan alat. Sudut yang diperbolehkan

terbentuk dan dianggap

representatif adalah dari rentan 50-80. Perhitungan sudut koreksinya adalah : Sudut koreksi=

Luas bidang kertas karbon x 360 Luas selimut tabung dari sampel

4.3 Alat dan Bahan 4.3.1 Bahan Sampel A, perbandingan komposisi dari semen dan batu adalah 1:3 Sampel B, perbandingan komposisi dari semen dan batu adalah 1:2 Sampel C, perbandingan komposisi dari semen dan batu adalah 1:1 -

Batu sample A1


94

-

Batu sample A2 Batu sample A3 Batu sample B1 Batu sample B2 Batu sample B3 Batu sample C1 Batu sample C2 Batu sample C3

4.3.2 Alat 4.3.2.1 Mesin tekan “control” 4.3.2.2 Dial Gauge 4.3.2.3 Jangka Sorong 4.3.2.4 Stop Watch

4.4 Ilustrasi Gambar

Gambar 10 Sampel sebelum, saat dan sesudah diuji (dari kiri ke kanan)


95

Gambar 11 Kertas karbon dan kertas Gambar 12 sampel setelah diuji

Gambar 13 Kertas setelah uji kuat tarik tak langsung

4.5 Langkah kerja 1. Gunakan safety glasses dan safety shoes 2. Siapkan formulir data jika pengambilan data dilakukan secara manual 3. Setiap contoh batuan dengan ukuran dimensi panjang = setengah kali diameter (L=1/2D) 4. Lakukan persiapan mesin tekan. Letakkan contoh batuan di pusat antara plat atas dan plat bawah mesin tekan, dengan dinding silinder menempel pada plat atas dan plat bawah dengan terlebih dahulu dilapisi kertas karbon sebagai pembacaan sudut 5. Pasang dial gauge untuk mengukur deformasi aksial 6. Hidupkan mesin tekan sehingga contoh batuan menyentuh plat tekan bagian atas


96

7. Lakukan pembacaan penambahan gaya setiap interval 1 kN atau 2 kN dan catat proses pembebanan deformasi aksial sampai contoh batuan pecah dan bergerak kembali ke nol.

4.6 Data Percobaan Data hasil percobaan

Sampel A1

Rata-rata A2

Rata-rata A3

Rata-rata B1

Rata-rata B2

Rata-rata B3

Rata-rata

Panjang (mm) 35.1 35.4 35.55 35.35

Diameter (mm) 80.15 82.6 82.8 81.85

F peak (N) 12

41.00 40.50 40.50 40.67

81.50 81.10 81.75 81.45

10

36.85 37.35 37.25 37.15

82.90 81.65 82.30 82.28

14

36.85 38.20 37.00 37.35

82.00 83.30 82.00 82.43

20

36.80 36.95 36.45 36.73

82.50 83.55 82.00 82.68

20

41.50 41.25 41.35 41.37

84.10 82.15 83.50 83.25

20


97

C1

Rata-rata C2

Rata-rata C3

Rata-rata

40.55 40.30 40.60 40.48

81.85 81.85 82.00 81.90

22

37.75 39.50 38.15 38.47

82.60 81.85 83.00 82.48

20

38.25 37.65 38.30 38.07

82.60 81.25 82.10 81.98

22

4.7 Pengolahan Data Untuk pengolahan data, ada dua hasil pengolahan data yang kami hitung, yaitu kuat tarik dan sudut koreksi pada percobaan yang ditempelkan pada bagian selimut atas dan selimut bawah dari sampel kami. Perhitungannya kuat taik dengan memakai rumus :

σt=

2F πDt

Sedangkan untuk menghitung sudut koreksi dengan memakai rumus : Sudut koreksi=

Luas bidang kertas karbon x 360 Luas selimut tabung dari sampel

Sampel

Tabel 13 Hasil Pengujian dengan brazilian Test

A1

Diameter

F peak

Panjang (mm) (mm) (N) 35.10 80.15 35.40 82.60

Kuat

Luas

tarik

selimut

Sudut

Posisi

(Mpa) (mm) koreksi sudut 12 2.64 90.935 12.292 atas 11.085 bawah


98

35.55

82.80

35.35 41.00 40.50 40.50

81.85 81.50 81.10 81.75

rata

40.67

81.45

A3

36.85 37.35 37.25

82.90 81.65 82.30

rata

37.15

82.28

B1

36.85 38.20 37.00

82.00 83.30 82.00

37.35 36.80 36.95 36.45

82.43 82.50 83.55 82.00

rata

36.73

82.68

B3

41.50 41.25 41.35

84.10 82.15 83.50

rata

41.37

83.25

C1

40.55 40.30 40.60

81.85 81.85 82.00

40.48

81.90

Ratarata A2

10

1.92

104.101

12.138 atas 12.761 bawah

14

2.91

96.072

9.181 atas 12.310 bawah

20

4.13

96.765

9.245 atas 10.863 bawah

20

4.19

95.456

7.467 atas 10.862 bawah

20

3.69

108.233

10.111 atas 12.639 bawah

22

4.22

104.204

11.055 atas 8.533 bawah

Rata-

Rata-

Ratarata B2

Rata-

Rata-

Ratarata


99

C2

37.75 39.50 38.15

82.60 81.85 83.00

rata

38.47

82.48

C3

38.25 37.65 38.30

82.60 81.25 82.10

38.07

81.98

20

4.01

99.718

9.603 atas 6.498 bawah

22

4.49

98.083

12.846 atas 8.148 bawah

Rata-

Ratarata

4.8 Analisis dan Pembahasan Dari hasil pengolahan data kelompok kami, ada beberapa hal yang kami analisis. Yang pertama adalah apabila dilihat, sampel A akan mempunyai nilai Fpeak lebih kecil daripada sampel B dan sampel B mempunyai nilai Fpeak yang lebih kecil dari sampel C. Sehingga hubungannya, maka sampel A akan mempunyai nilai kuat Tarik yang lebih kecil dibandingkan dengan sampel B dan sampel B mempunyai nilai kuat tarik yang lebih kecil dari sampel C. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan dalam faktor komposisi. Batu yang memiliki komposisi yang pasir lebih banyak akan lebih mudah hancur daripada batu yang lebih sedikit memiliki komposisi pasir. Hal ini diakibatkan karena sifat dari pasir sendiri yang mempunyai nilai kohesi sangat kecil dan mendekati 0. Nilai kohesi pasir yang kecil menyebababkan gaya Tarik-menarik antar molekul pasir sangat kecil, sehingga akhirnya batu yang memiliki komposisi pasir lebih banyak akan lebih mudah hancur. Kemudian semakin besar luas dari selimut tabung dari batuan, maka akan semakin kecil nilai dari kuat tarik. Hal ini sebenarnya sudah dijelaskan dari rumus nilai kuat Tarik. Hal ini terjadi karena pada luas selimut tabung yang lebih luas, bidang kontak antara bidang penekan dengan bidang sampel batu akan lebih banyak, sehingga nilai tekanan yang didapat setiap titik dari sampel batu akan lebih kecil. Maka nilai Fpeak yang dihasilkan akan lebih kecil.


100

Lalu dari hasil pengolahan sudut koreksi, kami mengetahui bahwa semakin besar sudut koreksi yang dibentuk maka akan semakin besar juga nilai dari kuat tarik sampel batuan. Hal ini disebabkan karena pada saat terjadi penekanan pada alat, batuan akan mengalami pergeseran posisi yang akan menyebabkan gaya yang diberikan oleh alat penekan tidak seluruhnya menjadi gaya penekan, melainkan ada sebagian kecil dari gaya penekan tersebut yang membuat batuan mengalami pergeseran batuan, sedangkan selama proses pengujian berlangsung, gaya yang diberikan oleh alat penekan terus bertambah. Sehingga gaya yang diberikan oleh alat penekan tersebut menjadi kurang efektif sebagai gaya penekan dan hasilnya nilai kuat tarik akan lebih besar. Kemudian dari hasil pengujian kelompok kami, didapati juga bahwa hampir semua sudut yang terbentuk melebihi dari ketentuan yang seharusnya diperbolehkan yaitu 80. Hal ini menyebabkan data yang kami peroleh untuk uji kuat tarik tak langsung menjadi tidak representatif. Hal ini menyebabkan terjadi anomaly pada hasil uji. Contohnya adalah pada sampel C2 secara teori seharusnya memiliki kuat tarik yang lebih besar daripada sampel B1 dan sampel B2, namun yang terjadi adalah sebaliknya. Hal ini bisa disebabkan oleh kondisi pengujian yang kurang mendukung serta bisa juga karena preparasi sampel yang kurang baik.

4.8 Kesimpulan dan Saran 4.8.1 Kesimpulan Berikut adalah nilai-nilai dari uji kuat tarik tak langsung sampel A1 sampai sampel C3. a

σ t A 1=¿ 2.639238 MPa, dengan sudut koreksi atas = 12.29224938 0 dan sudut koreksi bawah = 11.084798160.

b

σ t A 2=1.921214 MPa, dengan sudut koreksi atas = 12.13822859 dan sudut

koreksi bawah = 12.760701850 c

σ t A3 = 2.914491 MPa, dengan sudut koreksi atas = 9.180646165 dan sudut

koreksi bawah = 12.30956027


101

d

σ t B1 = 4.133728 MPa, dengan sudut koreksi atas = 9.245082377 dan sudut koreksi bawah = 10.86343684

e

σ t B2 = 4.190415 MPa, dengan sudut koreksi atas = 7.467319502 dan sudut

koreksi bawah = 10.86155564 f

σ t B3 = 3.695733 MPa, dengan sudut koreksi atas = 10.11152534 dan sudut

koreksi bawah = 12.63940668 g

σ t C1 = 4.222483 MPa, dengan sudut koreksi atas = 11.05522719 dan sudut

koreksi bawah = 8.53325349 h


koreksi bawah = 6.498297762 i


koreksi bawah = 8.148176223

4.8.2 Saran Saran dari kelompok kami adalah seharusnya preparasi dari sampel batuan serta perilaku dan kondisi pengujian harus dilakukan lebih baik lagi, sehingga data yang dihasilkan menjadi lebih representatif.

4.9 Daftar Pustaka Rai, M. A., Kramadibrata, Suseno., dan Wattimena, R. K., (2013). Mekanika Batuan. Bandung: Penerbit ITB https://bumih.wordpress.com/about/ diakses pada Sabtu, 7 November 2015, pukul 11.00


102

BAB V UJI GESER LANGSUNG 5.1 Tujuan Adapun tujuan dari praktikum uji geser langsung (Direct Shear Test) adalah untuk mengetahui kuat geser batuan, harga kohesi dan sudut geser dalam baik puncak (peak), semu (apparent) atau sisa dari batuan pada tegangan normal tertentu.

5.2 Teori Dasar Semua massa batuan memiliki bidang-bidang diskontinu seperti kekar, bidang perlapisan dan sesar. Pada kedalaman yang dangkal dimana tegangantegangan yang bekerja sangat rendah atau dapat diabaikan, deformasi ataupun runtuhan yang terjadi pada batuan utuh (intact rock) pada massa batuan lebih


103

banyak dikendalikan oleh luncuran pad bidang diskontinu dan sifat fisik butiran batuan utuh (intact rock) diantara bidang luncur atau gesernya. Salah satu contoh kasus dalam permasalahan ini yakni pembuatan lereng-lereng pada kegiatan tambang terbuka. Oleh karena itu perlu mengetahui parameter-parameter kuat geser, yaitu kohesi (c) dan sudut gesek dalam () yang diperoleh dengan melakukan uji geser langsung di laboratorium Kuat geser batuan merupakan perlawanan internal batuan terhadap tegangan yang bekerja sepanjang bidang geser dalam batuan tersebut, yang dipengaruhi oleh karakteristik intrinsic dan faktor eksternal. Untuk mengetahui kuat geser batuan pada tegangan normal tertentu membutuhka 4 buah contoh uji. Masingmasing contoh dikenakan gaya normal (Fn) tertentu yang diaplikasikan tegak lurus terhadap permukaan bidang diskontinu dan gaya geser atau horizontal (Fs) dikenakan untuk menggeser contoh batu hingga pecah. Hubungan antara gaya perpindahan horizontal terhadap tegangan geser di plot sehingga diperoleh kurva seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 14

Gambar 14 Mekanisme Uji Geser Langsung Pada perpindahan yang relatif kecil pada grafik 5.1, batuan akan mengikuti perilaku elastis. Hal ini ditandai dengan hubungan linier antara tegangan geser


104

dan perpindahan. Kemiringan garis linier antara tegangan geser dan perpindahan. Kemiringan garis linie tersebut, menurut Goodman (1976), adalah kekakuan geser (shear stiffness) batuan. Setelah melewati tahap elastic, pada umumnya batuan getas akan mengalami deformasi plastic dan kemudian runtuh ketika tegangan yang bekerja mencapai kekuatan geser puncak batuan. Pada batuan yang bersifat kuat geser puncak



ductile, deformasi plastic tetap terjadi tetapi tidak diikuti dengan penurunan tegangan geser.

Tegangan geser

kuat geser sisa

Perpindahan u

Grafik 4 Kurva Tegangan –Perpindahan geser pada tegangan normal konstan Kuat geser batuan sangat berguna sebagai parameter rancangan kestabilan lereng dan kriteria keruntuhan geser yang paling banyak digunakan adalah kriteria Mohr-Coulomb yang ditulis dalam persamaan 5.1 yaitu  = C + σ Keterangan: 

 = tegangan geser



C = kohesi



 = tegangan normal



 = koefisien geser dalam dari batuan = tan Φ

Hasil pengujian kuat geser langsung kemudian diplot kedalam kurva Mohr-Coulomb sehingga dapat ditentukan parameter-parameter kekuatan batuan sebagai berikut   

Kurva intrinsik (Strength Envelope) Kuat geser ( - shear strength) Kohesi (c)


105

 

Tegangan normal (n) Sudut gesek dalam ()

5.3 Alat dan Bahan 1. Direct shear box apparatus test

Gambar 14 Direct shear box apparatus test 2. Jangka sorong 3. Stopwatch



106

5.5 Langkah Kerja 1. Memakai peralatan safety google dan safety shoes 2. Meletakkan contoh batuan dalam suatu cetakan beton dengan perbandingan tertentu sehingga merupakan suatu kesatuan dengan beton tersebut

3. Meletakkan contoh batuan yang telah berada dalam cetakan beton ke dalam alat shear box

4. Memasang dial gauge intuk mengukur perpindahan pada arah pergeseran 5. Memberikan gaya normal menggunakan bandul dengan berat tertentu 6. Memberikan gaya geser dengan besar tertentu menggunakan mesin direct shear otomatis 7. Melakukan pembacaan pertambahan gaya setiap interval deformasi sebesar 0.5 mm. lakukan tegangan geser mencapai puncak (kondisi peak). 8. Setelah contoh batuan patah, memberikan gaya yang berlawanan arah dengan gaya yang sebelumnya sampai tengangan gesernya mencapai puncak

9. Selama pemberian gaya, melakukan pula pembacaan gaya setiap interval deformasi sebesar 0.5 mm sebesar 0,5 mm

5.6 Pengolahan Data Sampel: Batupasir


107

Tabel 15 Tabel Diameter Sampel Batupasir

Sampel Tabel Tabel

1 Sampel

2 Sampel

Diameter

(0,2 kN) 1 57,20

(0,4 kN) 62,6

(0,6 kN) 55,8

(mm) Diameter

2 59,30

62,55

58,5

(mm) Diameter

3 58,65

62

56,7

180

200

(mm) Sudut bidang 180

3 16 Gaya

geser Horizontal dan Pergeseran Sampel Batupasir Pergese

Gaya Normal = Gaya Normal = Gaya Normal =

ran

0,2 kN Gaya Horizontal Puncak Residu



(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5

13 17 18 19 23 30 38 41

al (mm) 2 3 5 6 7 9 10 12 13 15 18 20

20 21 21 24 30 34 35

al (mm) 14 19 21 21 22 22 23 23 23 22 22 22 22

14 18 25,5 31 34 36,5 39 41 43 45 47,5 48 49 49,5 50 50 51 52,5 54


al (mm) 2,5 3 4 4,5 11,5 18 22,5 25 28,5 30 31,5 34,5 37,5 38,5 39

108

Keterangan : gaya yang terukur dikali 0,02031 kN

5.6 Pengolahan Data Tabel 17 Tabel Diameter dan Luas Permukaan Sampel Batupasir Sampel 1 58.38333333 Diameter (mm) Luas permukaan 2,675.76

(A) (mm2)

Sampel 2

Sampel 3

62.38333

57

3,054.97

2,550.47

Tabel 18 Tegangan Geser dan Pergeseran Sampel Batupasir

Pergese Gaya ran (mm)

0,5 1 1,5

Normal

Mpa Tegangan Geser Puncak (MPa)

=

0,121 Gaya

Residu

Normal

= Gaya Normal =

0,240 MPa 0,374 MPa Tegangan Geser Tegangan Geser Puncak (MPa) Residu Puncak Residu

al

al

0.26403

(MPa) 0.040

0.4062

(MPa) 0.284

0.34527

62 0.060

0.42651

34 0.385

0.36558

93 0.101

0.42651

89 0.426

55

(MPa)

al

0.28434

(MPa) 0.050

0.36558

78 0.060

0.51791

93 0.081

51


24 109

2

0.38589

0.121

0.48744

0.426

0.62961

0.091

2,5

0.46713

86 0.142

0.6093

51 0.446

0.69054

4 0.233

3

0.6093

17 0.182

0.69054

82 0.446

0.74132

57 0.365

3,5

0.77178

79 0.203

0.71085

82 0.467

0.79209

58 0.456

0.83271

1 0.243

13 0.467

0.83271

98 0.507

4,5

72 0.264

13 0.467

0.87333

75 0.578

5

03 0.304

13 0.446

0.91395

84 0.609

5,5

65 0.365

82 0.446

0.96473

3 0.639

6

58 0.406

82 0.446

0.97488

77 0.700

2

82 0.446

0.99519

7 0.761

7

1.00535

63 0.781

7,5

1.0155

94 0.792

4

6,5

82

09 8 8,5 9 9,5

1.0155 1.03581 1.06628 1.09674

Tabel 19 Tegangan Normal dan Tegangan Geser Sampel Batupasir No

Area 2

(mm ) 1 2 3

FNormal

FShear (Mpa)

(kN)

Punca

Residu

k

al

2,675.Laporan Praktikum 0.2 2.228 1.087 76 3,054. 0.4 2.172 1.365 97 2,550. 0.6 2.797 2.020 47

σ

τ

Nor

mal

(MPa)

(MPa)

Punca

Residu

k

al

Mekanika Batuan 0.075

0.1309 3 0.2352 5

0.833

0.406

0.711

0.447

1.097

0.792

110

Grafik 5 Tegangan Geser Langsung 1.2

f(x) = 5.29x

1 0.8

f(x) = 3.52x

Puncak Linear (Puncak)

0.6

Residual Linear (Residual)

0.4 0.2 0 0.05

 

0.1

0.15

0.2

0.25

Puncak: Cohesion (MPa) = 0 Internal Fraction Angle = 390 Residual:

 

Cohesion (Mpa) = 0 Internal Fraction Angle = 290

5.7 Analisis dan Pembahasan Dari hasil percobaan, didapat bahwa sudut gesek dalam residual lebih kecil dibanding keadaan puncak. Dari hasil grafik yang diperoleh , nilai kohesi hampir mendekati 0. Didapat dua garis linear puncak dan residual yang tidak sejajar namun berpotongan di sekitar titik nol. Hal ini berarti data


111

percobaan masih dalam ditolerir (batas wajar) karena memberikan hubungan yang benar antara hasil peak maupun residual dari percobaan.

5.8 Kesimpulan dan Saran 5.8.1 Kesimpulan Didapat kesimpulan dari hasil uji geser langsung, yaitu :    

Kuat Geser Batuan Puncak : τp = σn tan 39° + 0 Residual : τR = σn tan 29° + 0 Cohesion (C) : Puncak = 0 MPa dan Residual = 0 Mpa Internal Fractin Angle : Puncak = 39o dan Residual = 29o Sudut Geser : -Sampel 1 = 18o -Sampel 2 = 18o -Sampel 3 = 20o

5.8.2 Saran Kepada asisten praktikum meknika batuan bila ada peralatan yang sudah rusak segera diperbaiki supaya praktikum dapat berjalan dengan lancar dan lebih dibimbing/diperhatikan lagi peserta praktikum dalam melakukan uji nya agar tidak terjadi kesalahan saat mengambil data.

5.9 Daftar Pustaka Rai, M.A., Kramadibrata, S., Wattimena, R.K., TA3111 Mekanika Batuan hal. 68-70. Penerbit ITB; Bandung

BAB VI UJI POINT LOAD (PLI)


112

6.1 Tujuan Untuk mengetahui kekuatan dari sampel batuan secara tidak langsung di lapangan

6.2 Teori Dasar Uji point load merupakan uji indeks yang telah secara luas digunakan untuk memprediksi nilai UCS suatu batuan secara tidak langsung di lapangan. Hal ini disebabkan prosedur pengujian yang sederhana, preparasi contoh yang mudah, dan dapat dilakukan di lapangan. Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar dan cukup ringan sehingga dapat dengan cepat diketahui kekuatan batuan di lapangan, sebelum dilakukan pengujian di laboratorium.

Gambar 15 Point Load Tester Contoh yang digunakan untuk pengujian ini dapat berbentuk silinder ataupun suatu bongkah batuan dan disarankan untuk pengujian ini berbentuk silinder dengan diameter = 50 mm (NX = 54 mm, lihat ISRM, 1985).


113

Menurut Broch & Franklin (1972), Indeks Point Load (I s) suatu contoh batuan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan I s=

P 2 D

Apabila diameter contoh batuan yang digunakan bukan 50 mm, maka diperlukan factor koreksi terhadap persamaan yang diturunkan oleh Broch dan Franklin. Menurut Greminger (1982), selang factor koreksi tergantung besarnya diameter. Karena diameter ideal yang digunakan adalah 50 mm. maka Greminger menurunkan persamaan I s(50)=F

dimana

P 2 D 0.45

d 50

( )

F=

, sehingga suatu persamaan Point Load Index yang telah

dikoreksi sebagai berikut I s(50)=

0.45

d 50

( )

P D2

Jika Is = 1 Mpa, indeks tersebut tidak memiliki arti, maka penelitian kekuatan harus berdasarkan uji UCS, dan menurut Bieniawski dengan diameter contoh 50 mm maka UCS dapat ditentukan melalui

σ c =23 I s

Uji aksial dan uji irregular lump menggunakan diameter ekivalen (D e) dalam perhitungan Point Load Index yang diturunkan dari luas penampang minimum A=WD=

π 2 D 4 e

4 D2e = WD π Sehingga persamaan yang digunakan menjadi


114

I s(50)=F

dimana

P D2

D F= e 50

0.45

( )

Keterangan : Is(50) = Point Load Index dia. 50 mm (MPa) P = beban maksimum contoh pecah (N) D = jarak antar konus penekan (mm) d = diameter contoh (mm) Hawkins (1989) melakukan penelitian hubungan efek sekala PLI terhadap kuat tekan pada dua bentuk contoh uji yaitu, kubus dan silinder. Tampak bahwa semakin kecil ukuran contoh uji baik untuk kubus dan silinder maka nilai kuat tekannya juga menurun. Selain itu juga tampak bahwa variasi nilai kuat tekan pada contoh uji bentuk kubus lebih besar daripada contoh bentuk silinder.

6.3 Alat dan Bahan -

Batuan berbentuk silinder dengan diameter 50 mm Point Load Tester Jangka Sorong


Gambar 16 Mengatur kedua konus sampai conto batuan terjepit oleh kedua konus penekan


115

Gambar 17 : Kalibrasi

Alat Pengukur

Gambar 18 : Memperhatikan dan mencatat beban maksimum saat failure

6.5 Langkah Kerja 1. Tempatkan contoh batuan di antar konus penekan 2. Atur kedua konus dengan menggunakan pompa hidraulik sampai contoh batuan dalam keadaan terjepit oleh kedua konus penekan 3. Kalibrasi alat pengukur beban dalam keadaan nol, kemudian set dalam keadaan peak 4. Ukur jarak antara kedua konus penekan sebelum pengujian 5. Tambah tekanan konus pada contoh batuan secara konstan sampai failure


116

6. Catat beban maksimum saat contoh batuan failure dan ukur jarak antar kedua konus penekan setelah pengujian

6.6 Pengolahan Data Tabel 20 Data Percobaan PLI Jarak antar Kode Batuan

Konus Penekan (mm)

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

730 730 730 740 730 745 740 740 740

6.6.

– – – – – – – – –

690 700 690 700 690 690 700 710 700

= = = = = = = = =

Beban

Point Load

Maksimum

Index (MPa)

Contoh Pecah (N)

40 30 40 40 40 55 40 30 40

2,37 3,06 2,90 3,14 4,02 3,46 5,67 6,30 5,67

1,48 x 10-3 3,4 x 10-3 1,81 x 10-3 1,96 x 10-3 2,51 x 10-3 1,14 x 10-3 3,54 x 10-3 7 x 10-3 3,54 x 10-3

Analisis dan Pembahasan

Jika dilihat data percobaan, maka batuan C baik C1, C2, maupun C3 memiliki Point Load Index yang lebih tinggi daripada batuan lain. Hal ini menandakan batuan C memiliki kekuatan yang lebih besar daripada batuan lain karena pengukuran dilakukan dengan ukuran/dimensi batuan yang sama (A = B = C). Dari data hasil percobaan di atas terdapat pencilan atau nilai yang jauh berbeda. Hal ini dikarenakan beberapa kemungkinan. Pertama, karena kurang ketelitian praktikan dalam melihat hasil pengukuran. Kedua, kalibrasi alat belum sempurna. Dan yang ketiga, peletakkan/penaruhan sampel batuan yang kurang sempurna. Point Load Index ini dapat digunakan untuk mengestimasi nilai UCS. Karena diameter sampel batuan adalah 50 mm, maka hubungan PLI dan UCS yaitu


117

σ c =23 I s . Dari data hasil percobaan di atas maka dapat diestimasi nilai UCS dari masing-masing sampel yaitu Tabel 21 : Estimasi nilai UCS Kode Batuan A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

Point Load Index/Is (MPa) 1,48 x 10-3 3,4 x 10-3 1,81 x 10-3 1,96 x 10-3 2,51 x 10-3 1,14 x 10-3 3,54 x 10-3 7 x 10-3 3,54 x 10-3

UCS/σc (MPa) 34,04 x 10-3 78,20 x 10-3 41,63 x 10-3 45,08 x 10-3 57,73 x 10-3 26,22 x 10-3 81,42 x 10-3 161 x 10-3 81,42 x 10-3

6.7. Kesimpulan dan Saran 6.7.1 Kesimpulan Kekuatan batuan A1: Is = 1,48 x 10-3 MPa ; σc = 34,04 x 10-3 MPa Kekuatan batuan A2: Is = 3,4 x 10-3 MPa ; σc = 78,20 x 10-3 MPa Kekuatan batuan A3: Is = 1,81 x 10-3 MPa ; σc = 41,63 x 10-3 MPa Kekuatan batuan B1: Is = 1,96 x 10-3 MPa ; σc = 45,08 x 10-3 MPa Kekuatan batuan B2: Is = 2,51 x 10-3 MPa ; σc = 57,73 x 10-3 MPa Kekuatan batuan B3: Is = 1,14 x 10-3 MPa ; σc = 26,22 x 10-3 MPa Kekuatan batuan C1: Is = 3,54 x 10-3 MPa ; σc = 81,42 x 10-3 MPa Kekuatan batuan C2: Is = 7 x 10-3 MPa ; σc = 161 x 10-3 MPa Kekuatan batuan C3: Is = 3,54 x 10-3 MPa ; σc = 81,42 x 10-3 Mpa

6.7.2 Saran Dalam kalibrasi alat harus benar-benar dipastikan bahwa kalibrasi sudah sempurna agar hasil pengukuran tidak salah. Begitu juga ketika pengukuran harus benar-benar teliti. Ketika meletakkan sampel batuan pada konus


118

sebaiknya persis ditengah-tengah, karena jika melenceng sedikit saja akan mempengaruhi hasil pengukuran.

6.8.

Pustaka

Rai, M.A., Kamadibrata, S., Wattimena, R.K., 2013. Mekanika Batuan. Bandung : ITB

BAB VII UJI TRIAKSIAL Laporan Praktikum Mekanika Batuan

119

7.1 Tujuan Percobaan Dari hasil pengujian triaksial dapat dibuat kurva Mohr Coulomb sehingga dapat ditentukan:    

Kurva intrinsik (strength envelope) Kuat geser (shear strength) Sudut gesek dalam (ɸ) Kohesi (C)

7.2 Teori Dasar Salah satu percobaan dalam mekanika batuan adalah uji triaksial. Karena uji ini merupakan hal yang penting untuk mengetahui kapan suatu lereng atau terowongan akan longsor dan runtuh, dimana akan dilihat pengaruh 3 gaya yang bekerja sekaligus pada suatu lereng atau terowongan. Pada uji triaksial ini digunakan contoh batuan berbentuk silinder dan bersyarat sama dengan syarat pada uji kuat tekan (Unconfined Compressive Test/UCS Test) yaitu L/D = 2. Mohr - Coulomb

Tegangan Geser ()

 Tekanan Uniaksial

Tarikan Uniaksial

Mohr

1

3



Tekanan Triaksial



D



c

t

3

n

c

2

Tegangan Normal (n)

Tarikan

E

1 Tekanan

2

A

B

Gambar 19 Gambar Grafik Mohr-Coulomb dan Grafik Mohr


120

Keterangan gambar : Persamaan Mohr Coulomb : τ = σn tan ɸ + c Dimana 2 = 90° +  Pada kondisi tekan, 1 = c & 3 = 0 Pada kondisi tarik, 1 = 0 dan 3 = - t 

 = Tegangan geser



n



1 = Tegangan prinsipal mayor



3 = Tegangan prinsipal minor



c = Kohesi



 = Sudut antara s1 dan sn



 = Sudut geser dalam



c = Kuat tekan uniaksial (UCS)



t = Kuat tarik uniaksial (UTS)

= Tegangan normal


121

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

Gambar 20 Gambar Sel Triaksial


122

7.3 Alat dan Bahan Percobaan 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Mesin Tekan Control Sel triaksial Dial Gauge Jangka Sorong Stopwatch Karet Ban

7.4 Langkah Kerja Percobaan 1. Gunakan peralatan safety shoes dan safety google yang diperlukan 2. Contoh batuan yang digunakan berdimensi panjang = dua kali diameter 3. Contoh batuan dimasukkan ke dalam selubung karet kemudian ditutup pada kedua ujungnya dengan plat, lalu diletakkan ke dalam sel triaksial dan ditutup. Di dalam sel triaksial ini akan dipompakan oli bertekanan dari pompa hidraulik untuk memberikan tekanan pengukungan 4. Letakkan sel triaksial yang berisi contoh batuan di pusat antara plat atas dan plat bawah mesin tekan. Contoh batuan diletakkan dengan permukaan bawah menempel pada plat bawah 5. Pada alat mesin tekan dipasang dial gauge untuk mengukur deformasi aksial 6. Hidupkan mesin tekan sehingga sel triaksial menyentuh plat tekan bagian atas. Matikan mesin 7. Atur jarum penunjuk dial gauge pada posisi nol 8. Oli dipompakan ke dalam sel triaksial dengan menggunakan pompa hidrolik sampai pada tekanan tertentu (tekanan pengukungan 1 = σ 3 x 1). Pada saat yang bersamaan, hidupkan kembali mesin tekan dan mulai lakukan pembacaan gaya setiap interval tertentu (2 kN atau 1 kN) hingga terjadi failure 9. Catat deformasi aksial pada setiap pembacaan gaya selama proses pembebanan


123

Bila contoh batuan hancur (failure) yang ditunjukkan oleh jarum hitam yang bergerak kembali ke nol, matikan motor dan catat juga lamanya waktu percobaan 10. Lakukan prosedur yang sama untuk contoh batuan ke-2 dan ke-3, tetapi dengan tekanan pengukungan yang berbeda (σ3 x 2 dan σ2 x 3)

7.5 Data Percobaan 1. Batuan Contoh 1

Dimensi Panjang (mm) 1 2 3 98. 98.3 98.3 9 98. Rata-rata 5 Dalam Satuan

Diameter (mm) 1 2 3 42.25

45.5

45.6

44.45

SI 0.098 Panjang (m)

5 0.022

Jari-jari (m) Luas

2 0.001

Permukaan

6


124

(m2) Hasil Pengamatan (sigma 3 = 2,5 MPa) Gaya

Perubahan

(kN)

Panjang

2

0

4

0

6

1

8

2

10

4

12

7

14

11

16

14

18

18

20

20

22

22

24

25

26

27

28

29

30

32

32

34

34

35

Axial Stress (sigma1) (Mpa) 1.28831426 5 2.57662853 3.86494279 5 5.15325706 6.44157132 5 7.72988559 9.01819985 5 10.3065141 2 11.5948283 8 12.8831426 5 14.1714569 1 15.4597711 8 16.7480854 4 18.0363997 1 19.3247139 7 20.6130282 4 21.9013425


125

36

36

38

39

40

40

42

41

44

42

46

44

48

46

50

47

52

49

54

50

56

51

58

53

60

55

62

56

64

58

66

59

68

60

70

61

72

63

23.1896567 7 24.4779710 3 25.7662853 27.0545995 6 28.3429138 3 29.6312280 9 30.9195423 6 32.2078566 2 33.4961708 9 34.7844851 5 36.0727994 2 37.3611136 8 38.6494279 5 39.9377422 1 41.2260564 8 42.5143707 4 43.8026850 1 45.0909992 7 46.3793135


126

74

65

76

66

78

67

80

69

82

70

84

72

86

74

88

75

90

77

92

79

94

81

96

83

98

85

100

86

102

88

104

90

106

92

108

94

110

95

4 47.6676278 48.9559420 7 50.2442563 3 51.5325706 52.8208848 6 54.1091991 3 55.3975133 9 56.6858276 6 57.9741419 2 59.2624561 9 60.5507704 5 61.8390847 2 63.1273989 8 64.4157132 5 65.7040275 1 66.9923417 8 68.2806560 4 69.5689703 1 70.8572845


127

112

97

114

99

116

101

118

103

120

105

122

107

124

109

126

112

128

115

130

117

132

124

134

128

136

132

7 72.1455988 4 73.4339131 74.7222273 7 76.0105416 3 77.2988559 78.5871701 6 79.8754844 3 81.1637986 9 82.4521129 6 83.7404272 2 85.0287414 9 86.3170557 5 87.6053700 2

2. Batuan Contoh 2 Dimensi Panjang

Diameter

(m) 0.0955 0.0947 0.0947 0.094966

(m) 0.04305 0.0431 0.04305 0.043066


128

667 667 Rata-rata Hasil Pengamatan (Sigma 3= 5 MPa)

F (kN) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64

Perubahan

Axial Stress

Panjang 4 7 9 11 12 15 16 18 21 25 28 31 34 36 38 41 42 44 46 48 50 51 52 55 56 57 59 61 62 64 65 67

(MPa) 1.373655452 2.747310905 4.120966357 5.49462181 6.868277262 8.241932714 9.615588167 10.98924362 12.36289907 13.73655452 15.11020998 16.48386543 17.85752088 19.23117633 20.60483179 21.97848724 23.35214269 24.72579814 26.0994536 27.47310905 28.8467645 30.22041995 31.5940754 32.96773086 34.34138631 35.71504176 37.08869721 38.46235267 39.83600812 41.20966357 42.58331902 43.95697448


129

66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142

67 69 71 73 75 76 77 78 81 82 83 84 85 89 90 91 92 93 95 97 98 99 100 102 103 105 107 109 110 111 113 115 117 118 120 122 125 126 129

45.33062993 46.70428538 48.07794083 49.45159629 50.82525174 52.19890719 53.57256264 54.9462181 56.31987355 57.693529 59.06718445 60.44083991 61.81449536 63.18815081 64.56180626 65.93546171 67.30911717 68.68277262 70.05642807 71.43008352 72.80373898 74.17739443 75.55104988 76.92470533 78.29836079 79.67201624 81.04567169 82.41932714 83.7929826 85.16663805 86.5402935 87.91394895 89.28760441 90.66125986 92.03491531 93.40857076 94.78222621 96.15588167 97.52953712


130

144 146 148 150 152

132 135 139 153 156

98.90319257 100.276848 101.6505035 103.0241589 104.3978144

3. Batuan Contoh 3 Dimensi Ratarata 45.433

Pngukuran 45.5

45.4 101.

45.4 101.

33 101.16

101.2

2

1

67

diameter panjang

Dalam Sistem SI (Rata-rata) 0.02271 Jari-jari (m)

7 0.10116

Panjang (m)

7 0.00162

Luas (m2)

2

Hasil Pengamatan (Sigma 3=7,5 MPa) Uji Triaxial (TX) Force

Perubahan

(kN)

Panjang

2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 3 5.5 7 9 10 12 14 16

Axial Stress (Mpa) 1.233150672 2.466301344 3.699452016 4.932602688 6.16575336 7.398904032 8.632054705 9.865205377 11.09835605


131

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96

18 20 22 26 29 32 34.5 37 39.5 42.5 44.5 46.5 48 50.5 52 54 56 57.5 59 6.5 62.5 64.5 66 67 69 70 72 73.5 75 77 79 80.5 82 83.5 84.5 86.5 88 89.5 905

12.33150672 13.56465739 14.79780806 16.03095874 17.26410941 18.49726008 19.73041075 20.96356143 22.1967121 23.42986277 24.66301344 25.89616411 27.12931479 28.36246546 29.59561613 30.8287668 32.06191747 33.29506815 34.52821882 35.76136949 36.99452016 38.22767083 39.46082151 40.69397218 41.92712285 43.16027352 44.39342419 45.62657487 46.85972554 48.09287621 49.32602688 50.55917756 51.79232823 53.0254789 54.25862957 55.49178024 56.72493092 57.95808159 59.19123226


132

98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164

92 93.5 95 97.5 98.5 100 101.5 103.5 105 107 109 111 112 114 115.5 117 120 122 124 126.5 128 131.5 134.5 137 140 141.5 144.5 144.5 146.5 149.5 152 155.5 159 164

60.42438293 61.6575336 62.89068428 64.12383495 65.35698562 66.59013629 67.82328696 69.05643764 70.28958831 71.52273898 72.75588965 73.98904032 75.222191 76.45534167 77.68849234 78.92164301 80.15479368 81.38794436 82.62109503 83.8542457 85.08739637 86.32054705 87.55369772 88.78684839 90.01999906 91.25314973 92.48630041 93.71945108 94.95260175 96.18575242 97.41890309 98.65205377 99.88520444 101.1183551


133

7.6 Pengolahan Data Sampel

Confining

Axial Stress

Batuan

Pressure (Mpa) 2.5

87.60537

Contoh 1 Batuan

5.0

104.3978

Contoh 2 Batuan

7.5

101.1183

(Mpa)

Contoh 3 Tabel 7.7 Tabel Perbandingan Uji Triaksial Dari data yang telah diperoleh diatas maka diperoleh grafik: (gambar terlampir) Jadi, dapat diperoleh nilai-nilai sebagai berikut: C = 10.5 MPa ɸ =53

o

Diperoleh pula rumus, yaitu: τ= σn tan53o + 10.5

7.7 Analisis dan Pembahasan Pengaplikasian uji triaksial dalam dunia nyata yaitu untuk mengetahui kestabilan lereng, menentukan kohesi, dan menentukan sudut geser dalam. Selain itu juga perlu untuk menentukan lubang bukaan terowongan, dimana lubang bukaan tersebut harus dibor agar tidak terjadi keruntuhan. σ 3 dari uji ini sudah diketahui besarnya sedangkan σ1 dihasilkan dari tekanan oli. Dalam uji kali ini batuan diselubungi dengan karet agar batu yang diuji tidak berhubungan


134

langsung dengan oli sehingga tekanan yang dihasilkan oli dapat mencerminkan dari harga σ1 itu sendiri. Selain itu, batuan diselubungi oleh ban karet agar oli tidak mempengaruhi tingkat kekerasan dari batuan.

7.8 Kesimpulan dan Saran 7.8.1 Kesimpulan Besar dari sudut geser dalam dan kohesi yang diperoleh dari percobaan sebesar 53o dan 10.5 Mpa. Akan tetapi, ada sedikit keanehan dalam perolehan data. Data pada kode sampel batuan contoh 3, sepertinya ada terjadi kesalahan dalam penginputan data sehingga diperoleh data yang anomali, yaitu besar sigma 1 nya lebih kecil dari nilai sebelumnya.

7.8.2 Saran Kemungkinan data yang terjadi adalah terjadi kesalahan dalam pengamatan dial gauge. Akan tetapi, menurut kelompok kami hasil dari besar sudut gesek dalam dan kohesi yang diperoleh cukup mendekati hasil yang diinginkan.

7.9 Pustaka Kramadibrata, Suseno, Made Astawa Rai, Ridho Kresna Wattimena. 2012. Mekanika Batuan. Bandung. Penerbit: ITB.


135

LAMPIRAN


136


137


138


139


140


141


142


143


144


145


146


147


148


149


150


151

Laporan Praktikum Mekanika Batuan

Recommend Documents