ta3111-3csifathgmekanikbatuanutuhujiindeks

7/27/2019 TA3111-3CSifathgMekanikBatuanUtuhUjiIndeks

1/16

TA3111M

ekanikaBatuan

SifatFisik&Me

kanikBatuan-3

SIFAT MEKANIK BATUAN UTUHMENURUT UJI INDEKS - 3

Suseno Kramadibrata

Laboratorium GeomeknikaFIKTM - ITB


2/16

TA3111M

ekanikaBatuan

SifatFisik&Me

kanikBatuan-3

Sifat Mekanik Batuan Utuh Menurut Uji

Indeks

Point Load Index (aksial & diametrikal) - ISRM, 1985

Breaking Characteristic

Rock Drillability

Drilling Rate Index

Drillability Barre Granite

Cutting Resistance Wedge Test (FA & FL) - O & K

Voest Alpine Rock Cuttability Index (VA-RCI)

Core Cuttability (Roxborough, 1981)

Impact Strength Index


3/16

TA3111M

ekanikaBatuan

SifatFisik&Me

kanikBatuan-3

Point Load Index (PLI)Point Load Index (PLI)

Uji PLI dilakukan untuk mengetahui kekuatan (strength) contoh batusecara tidak langsung di lapangan

Bentuk contoh batu: silinder atau tidak beraturan.

Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar dan

cukup ringan sehingga dapat dengan cepat diketahui kekuatan batuandi lapangan, sebelum dilakukan pengujian di laboratorium.

Contoh yang disarankan untuk pengujian ini berbentuk silinder dengan

diameter = 50 mm (NX = 54 mm).

Fracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuitFracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuiti dani dandidefinisikan sebagai jarak ratadidefinisikan sebagai jarak rata--rata fraktur dalam sepanjang bor intirata fraktur dalam sepanjang bor inti

atau massa batuanatau massa batuan


4/16

TA3111M

ekanikaBatuan

SifatFisik&Me

kanikBatuan-3 Point Load Index


5/16

TA3111M

ekanikaBatuanSifatFisik&Me

kanikBatuan-3

TipeTipe && SyaratSyarat ContohContoh BatuanBatuan UjiUji PLIPLI

(ISRM, 1985)

L

P

D

W

L > 0,7D

a. Uji Diametrikal

D

D/W = 1.1 0.05

b. Uji Aksial

D

L

W1

W2

D/ W =1.0 1.4

W = (W1+W2)/2

L > 0,5DP

P

P

PP


6/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Point Load IndexPoint Load Index

2s DFI = 2s(50) D

FkI =

45.0

= 50

Dk

Is = Point load index, MPaF = Failure load, ND = Jarak antara dua konus penekan, mm

c

= 23 Is- Untuk diamater contoh 50 mm

Jika Is = 1 MPa, indeks tsb tidak memiliki arti, maka penentuankekuatan harus berdasarkan uji UCS


7/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Hubungan UCSHubungan UCS && PLIPLI

)50s(

)50s(c

I003,003,0

I

+= batuan metamorfTsidzi (1990)

dolostone, batu pasir, batu gamping

batuan sedimen, batuan metamorf

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf

c = 16,51s(50) + 51

c = 23Is(54) +13

c = 8,41Is(50) + 9,51

Gunsallus & Kulhawy (1984)

Cargill & Shakoor (1990)

Kahraman (2001)

batu pasir dan shale

-

shalebatu pasir

batu pasir dan batu lempung

c = 18,7Is(50)

c = 12,5Is(50)

c = 17,4Is(50)

c = 11,82Is(50)

Singh (1981)

Vallejo et al. (1989)

shale batu pasir

Kramadibrata (1992)

batu pasir

batuan beku, batuan sedimen-

c = 24Is(50)

c = 23Is(50)

c = 22Is(50)

Broch & Franklin (1972)

Bieniawski (1975)Brook (1985)

Tipe BatuanPersamaanReferensi


8/16

TA3111M


kanikBatuan-3 Impact Strength IndexImpact Strength Index (ISI)(ISI)

ISI (Evans &Pomeroy, 1966) & ujiProtodyakonov

adalah sejenis. Uji ISI menggunakan

peralatan khusus

Contoh batu:

ukuran 0.95 - 0. 32cm

berat 100 gram

dipukul denganpiston sebanyak 20

kali sisa batuan

berukuran semuladitimbang dansama dengan ISI


9/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Block Punch Index (BPI)

Salah satu alternatif uji indeks yang relatif baru untuk menduga kuat tekan batuan, khususnya

batuan berfoliasi tipis karena sulit untuk dapatkan contoh representatif UCS & PLI.

Uji BPI dilakukan untuk mengetahui kuat geser secara langsung dari contoh batuan yang

berbentuk silinder tipis.

Diperoleh gaya dikenakan pada contoh batuan menggunakan punchberbentuk empat persegi.

Keruntuhan yang terjadi disebabkan oleh pecahnya contoh batuan karena ketidakmampuan

contoh batu untuk menahan kuat geser, sedangkan kuat tariknya dieliminir dengan alat penjepit

block punch.

BPI = Block Punch Index(MPa) F = Beban runtuh (N) r = Jari-jari contoh (mm)

A = Luas bagian runtuh (mm2) K = Lebar BPI = 15 mm t = tebal contoh (mm)

5,02

2

2

K

rt4

FBPI

=


10/16

TA3111M


kanikBatuan-3 Block Punch Index (BPI)


11/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Hubungan UCS & BPI

Schrier (1988) BPI adalah uji indeks dan bukan untuk mengukur kuat geser

batuan karena kemungkinan dipengaruhi oleh tegangan bending(Everling,

1964). Uji BPI ekuivalen dengan uji indeks lainnya untuk menduga UCS, & tingkat

akurasinya yang lebih baikdaripada uji PLI.

Rivai (2001): hubungan UCS & BPI dapat dilakukan untuk batuan lunak

karena penekanan yang terjadi pada uji BPI menyangkut suatu luas yanglebih besar dari pointsehingga akan memberikan efek geser.



batu pasir, batu lempung, batu lanau, batu andesit

c= 6,1BPI 3,3

c = 5,5BPIc

c = 7,13BPIc

Schrier (1988)

Ulusay & Gokceoglu (1998)

Rivai (2001)



12/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Hubungan UCS & Impact Strength

Index (ISI)

Uji ISI sudah tidak direkomendasikan lagi oleh ISRM 1986 Commision on

Testing Methods Groups on Test For Drilling and Boring, sehingga

perkembangan penelitian untuk mengembangkan kegunaannya, baik untuk

memprediksi nilai UCS maupun manfaat lainnya, menjadi kecil.

Kahraman (2001), data hasil uji ISI relatif konsisten daripada UCS dan ujiindeks lainnya.

batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorfc

= 410-10ISI5,87Kahraman (2001)

batuan sedimenc

= 0,095ISI 3,667Goktan (1988)

c* = 53ISI 2509Hobbs (1964)



13/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Schmidt HammerSchmidt Hammer Ada 2 tipe untuk batu dan beton: L & N. Energi impak (EI) tipe L

= 0,735 J = 1/3 EI tipe N & dimensinya juga lebih besar.

Tipe L untuk uji contoh batuan silinder & tipe N untuk contoh

batuan besar; blok batuan / langsung pada massa batuan.

Terdiri dari piston yang dikombinasikan dengan per. Piston

secara otomatis terlepas dan menumbuk permukaan kontak

dengan batuan ketika hammer ditekan ke arah permukaan

batuan. Piston tersebut akan segera memantul kembali ke arah

dalam hammer. Jarak pantul piston yang terbaca pada indikator

dinyatakan sebagai nilai pantul Schmidt Hammer. Nilai pantul

Schmidt Hammer = rata-rata 10 pengujian. Jarak pantulan ini

merupakan fungsi dari jumlah energi impak yang hilang akibat

deformasi plastik dan failure dari batu di tempat terjadinya

impak.

Nilai pantul fungsi orientasi dari hammer. Pengujian dengan

menekan hammer relatif ke arah bawah menghasilkan nilai

pantul < daripada menekan hammer ke arah atas. Gaya gravitasi

akan menghambat pantulan piston pada saat hammer ditekan ke

arah bawah sebab arah pantul dari piston berlawanan arah

dengan gaya gravitasi.

Perlu dikalibrasi dengan melakukan 10x pembacaan pada anvil

standar.

1. Contoh batuan2. Impact plunger3. Indikator angka pantul


14/16

TA3111M


kanikBatuan-3

Hubungan UCS & Schmidt Hammer

Hubungan tsb memperlihatkan kecenderungan penggunaan bobot

isi sebagai variabel tambahan pada hampir semua persamaan

korelasi antara UCS dan Schmidt Hammer

L

-

L

L

L

N

1. -

2. -

3. -

4. batu bara

5. sedimen, metamorf

6. tiga jenis batuan

1. c = 6,9 10(0,16+0,0087Rn)

2. c

= 0,477e(0,045Rn+)

3. c

= 12,74e(0,0185Rn)

4. c

= 0.094Rn 0,383

5.1. c

= e(0,043Rnd + 1,2)

5.2. c

= e(0.018Rnd + 2,9)

6. c

= 6,97e(0,014Rn

1. Deere & Miller, 1966

2. Kidybinski, 1968

3. Beverly et al., 1979

4. Haramy & DeMarco, 1985

5. Cargill & Shakoor, 1990

5.1. batu pasir

5.2. karbonat

6. Kahraman, 2001

TipeHammer



15/16

TA3111M


kanikBatuan-3

HubunganHubungan UCSUCS PLIPLI Schmidt HammerSchmidt Hammer

clay gougeIndented by thumbnail**0.25-1ExtremelyWeak

highly weathered or alteredrock

Material crumbles under firm blowsof geological pick, can be scraped

with knife

**1-5R0

Very Weak

chalk, rock salt, potashKnife cuts material but too hard to

shape into triaxial specimens10>250

R5Extremely

Strong

Examples*Field Estimate of StrengthSchmidt

Hardness(Type L)

PLI(MPa)

UCS(MPa)

Term


16/16

TA3111M

ekanikaBatuan

SifatFisik&Me

kanikBatuan-3

Jenis Uji Sifat Mekanik di Laboratorium &Jenis Uji Sifat Mekanik di Laboratorium &

AplikasinyaAplikasinya

Rancangan penggalian- Kecepatan rambat gelombang tekan (vp)- Kecepatan rambat gelombang geser (v

s)

- Modulus elastistas dinamik (E)

- Nisbah Poisson dinamik ()

Uji kecepatan rambatgelombang ultra sonik

- Kemantapan lereng- Kemantapan fondasi

- Kemantapan lubang bukaan

- Garis kuat geser Coulomb- Kohesi (C)

- Sudut geser dalam ()

Uji geser langsung

- Kemantapan lereng

- Kemantapan bendunganKuat geserUji punch shear

- Kemantapan lereng- Kemantapan fondasi

- Kemantapan lubang bukaan

- Selubung kekuatan batuan- Kohesi (C)

- Sudut geser dalam ()

Uji triaksial

Mengetahui kekuatan batuan secara

cepat

- Indeks point load (Is)

- Kuat tekan (c)

Uji point load

- Rancangan penguatan atapterowongan

- Peledakan

Kuat tarik (t)Uji kuat tarik tak langsung

- Rancangan pilar

- Kemantapan lubang bukaan- Kemantapan fondasi

- Kemantapan lereng

- Kuat tekan (c)

- Batas elastik (E)- Modulus Young (E)

- Nisbah Poisson ()

Uji kuat tekan

PenggunaanParameter yang diperolehJenis Uji

ta3111-3csifathgmekanikbatuanutuhujiindeks

Documents