MEKANIKA BATUAN

PENDAHULUAN

Definisi Batuan :1. Geologiawan → mineral dan bahan organis

yang bersatu membentuk kulit bumi.2. Ahli Geoteknik (Sipil) →suatu bahan yang

keras dan koheren/terkonsolidasi dan tidak dapat digali dengan cara biasa.

3. Talobre → material yang membentuk kulit bumi termasuk fluida yang berada didalamnya

4. ASTM → suatu bahan yang terdiri dari mineral padat berupa massa yang berukuran besar ataupun berupa fragmen-fragmen.

DEFINISI MEKANIKA BATUAN

1. Coates → ilmu yang mempelajari efek gaya terhadap batuan

• Analisis dari beban/gaya yang dikenakan pada batuan

• Analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam tegangan (stress), regangan (strain) atau enersi yang disimpan

• Analisis terhadap rekahan, aliran atau deformasi dari batuan

2. Talobre → mempelajari perilaku batuan di tempat asalnya untuk dapat mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut.

Teori + Pengalaman + Pekerjaan/pengujian lab + pengujian in-situ

3. US National Committee On Rock Mechanics → mempelajari perilaku batuan baik secara teoritis maupun terapan.

4. Hudson & Horrison → mempelajari reaksi batuan apabila dikenai suatu gangguan.

5. Budavari → mempelajari distribusi gaya-gaya dalam dan deformasi akibat gaya luar pada suatu benda padat

SECARA UMUM :

Batuan → campuran dari satu atau lebih mineral yang berbeda, tidak mempunyai komposisi kimia tetap.

Mekanika Batuan → ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila terhadapnya dikenakan gaya atau tekanan.

Batuan terdiri dari batuan padat berupa kristal dan bagian kosong seperti pori-pori, fissure, crack, joint.

Komposisi batuan :

Kulit bumi, 99 % dari beratnya terdiri dari 8 unsur : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg dan H.

Komposisi dominan dari kulit bumi :

SiO2 = 59.8 % Na2O = 3.25 %

Al2O3 = 14.9 % K2O = 2.98 %

CaO = 4.9 % Fe2O3 = 2.69 %

MgO = 3.7 % H2O = 2.02 %

Fe = 3.39 %

Tegangan dan regangan

- Rekahan terbentuk jika kekuatan batuan dilampaui

- Tegangan menyebabkan rekahan tambahan- Medan tegangan mengubah permeabilitas kekar

tunnel

dam

fault

- Rancangan lubang bukaan memperhitungkan tegangan in-situ.

- Batuan luar dapat menahan tegangan tinggi

Lowstress

Highstress

stro

ngweak

Batuan “intact”- Kekuatan dan kegetasan mempengaruhi

pembentukan rekahan- Fabric batuan mencegah aliran air- Kekuatan mempengaruhi metoda penggalian- Perubahan tegangan utama di dekat rekahan- Kontinu menjadi tidak kontinu

Struktur Batuan- Bidang diskontinu bisa mengontrol permebilitas- Struktur batuan tentukan metode penyanggaan- Penurunan tegangan oleh tekanan air- Pelemahan dan disintegrasi batuan- Erosi pada bidang diskontinu

Rock slope

Water exit

Ground responsivecurve

u

-u

hard

soft

Water fall

Aliran Air- Apakah perlu penyaliran selama konstruksi- Perubahan tegangan di sekitar lubang bukaan- Kerusakan batuan intact sekitar lubang bukaan- Kerusakan disekitar bidang diskontinu- Lubang bukaan menurunkan MAT

grout

dreain

Near field

Far field

slabbing

fracture

blast

Water tabledrawdown

Sifat batuan

• Heterogen

• Diskontinu

• Anisotrop B1

B3

B2

B’

Beberapa persoalan pada mekanika batuan

Dam

Lubang bukaan Tambang bawahtanah

tunnel

Tambang bawah

tanah

kuari

1. Bagaimana reaksi batuan ketika diambil untuk dipergunakan

2. Berapa dan bagaimana besarnya daya dukung (bearing capacity) batuan bila menerima berbagai beban

3. Bagaimana kekuatan geser batuan4. Bagaimana sikap batuan di bawah beban

dinamis5. Bagaimana pengaruh gempa pada sistem

fondasi didalam batuan6. Berapa nilai modulus dan poison ratio7. Bagaimana pengaruh dari bidang-bidang

lemah8. Metode pengujian laboratorium apa saja yang

paling mendekati kenyataan

9. Bagaimana menanggulangi deformasi oleh perbedaan yang perlahan-lahan.

10.Hukum apa saja yang menyangkut aliran plastik dari batuan

11.Bagaimana pengaruh anisotropterhadap distribusi tegangan

12.Bagaimana korelasi uji in situ dengan uji laboratorium

13. Bagaimana mekanisme keruntuhan batuan14. Faktor apa saja yang pengaruhi rencana

kemiringan lereng.15. Apakah roff bolting sudah aman

Interaksi antar grup-grup fungsional dalam rekayasa tambang

MANAJEMEN

PERENCANAAN &PERANCANGANTAMBANG

GEOLOGI PERTAMBANGAN MEKANIKA BATUAN

Implementasi program mekanika batuan

Karakterisasi Lokasi

Perumusan Model Tambang

Analisis rancangan

Pemantauan kinerja batuan

Analisis retrospeksi