Perilaku Batuan
Batuan mempunyai perilaku (behaviour) yang berbeda-beda pada saat menerima beban. Perilaku batuan ini dapat ditentukan antara lain dilaboratorium dengan pengujian kuat tekan. Dari hasil pengujian dapat dibuat kurva tegangan-regangan, kurva “creep” dari pengujian dengan tegangan konstan, kurva “creep” dari pengujian dengan regangan konstan. Dengan mengamati kurva-kurva tersebut dapat ditentukan perilaku dari batuan.
A. Elastik.
Perilaku batuan dikatakan elastik (linier maupun non linier) jika tidak terjadi permanen pada saat tegangan dibuat nol.
B. Elasto Plastik
Plastisitas adalah karateristik batuan yang mengijinkan regangan (deformasi) permanen yang besar sebelum batuan tersebut hancur (failure). Perilaku batuan sebenarnya yang diperoleh dari pengujian kuat tekan digambarkan oleh BIENIAWSKI seperti pada Gambar 5. Pada tahap awal
Untuk menutup “crack”/”fissure” yang terdapat didalam batuan. Sesudah itu kurva menjadi linier sampai batas tertentu yang kita kenal dengan batas elastik (E). Terbentuk “fracture” baru dan perambatannya stabil sehingga kurva tetap linier. Sesudah batas elastik dilewati maka perambatan “fracture’ tidak stabil, kurva tidak linier lagi dan tidak berapa lama kemudian batuan akan hancur. Titik hancur ini menyatakan kekuatan batuan.
Kekuatan batuan yang diperoleh dari hasil pengujian kuat tekan dilaboratorium sangat dipengaruhi oleh lamanya pengujian tersebut berlangsung. Gambar 6 memperlihatkan bahwa makin lama pengujian berlangsung maka kekuatannya makin rendah, demikian juga dengan nilai modulus deformasinya.
C. “Creep” Batuan.
Didaerah I dan II pada kurva tegangan-regangan menyatakan tidak ada “creep” dan “creep” stabil (gambar 7). Sehingga didaerah tersebut kestabilannya adalah untuk jangka panjang, karena regangan tidak akan bertambah sampai kapanpun pada kondisi tegangan konstan. Daerah III terjadi “creep” dengan kestabilan semu yang pada saat tertentu akan terjadi “Failure”. Daerah IV terjadi “creep” yang tidak stabil dimana pada beberapa saat saja terjadi “failure”.
D. “Relaxation” Batuan.
Seperti pada “creep” batuan, “relaxation” batuan juga akan terjadi didaerah yang sama pada kurva tegangan-regangan (gambar 8).
E. Hubungan tegangan dan regangan untuk perilaku batuan elastik linier dan isotrop.
1. Batuan dikenakan tegangan sebesar t1, pada arah (1), sedangkan pada arah (2) dan (3) = 0 (gambar 9)
2. Batuan dikenakan tegangan sebesar t2, pada arah (2).
Sedangkan tegangan pada arah (1) dan (3) = 0.
3. Batuan dikenakan tegangan sebesar 3, pada arah (3), sedangkan tegangan pada arah (1) dan ( 2) = 0
4. Batuan dikenakan tegangan :
i bervariasi dari 1 sampai 3. Jika tidak pada arah prinsipan maka hubungan antara regangan dan tegangan adalah :
Jika tidak pada arah prinsipal maka hubungan antara tegangan dan regangan adalah
F. Hubungan tegangan dan regangan pada bidang untuk perilaku batuan elastik linier dan isotrop.
Untuk menyederhanakan perhitungan hubungan antara tegangan dan regangan maka dibuat model dua dimensi dimana pada kenyataannya adalah tiga dimensi.
1. Regangan bidang (plane strain).
2. Tegangan bidang (plane stress)
3. “Symetrical revolution”.
1. Regangan bidang (plane strain).
Misalkan sebuah terowongan yang mempunyai sistem sumbu kartesian x. y dan z dipotong oleh sebuah bidang dengan sumbu x, y (Gambar 4.10)
2. Tegangan Bidang (Plane Stress).
Pada tegangan bidang maka seluruh tegangan pada salah satu sumbu sama dengan nol.
3. “Symetrical revolution”.
Gambar 4.12 memperlihatkan jika sebuah benda berbentuk silinder diputar pada sumbunya maka benda tersebut dapat diwakili oleh sebuah bidang. Karena sumbunya merupakan sumbu simetri maka benda tersebut cukup diwakili oleh bidang yang diarsir.
Batuan mempunyai perilaku (behaviour) yang berbeda-beda pada saat menerima beban. Perilaku batuan ini dapat ditentukan antara lain dilaboratorium dengan pengujian kuat tekan. Dari hasil pengujian dapat dibuat kurva tegangan-regangan, kurva “creep” dari pengujian dengan tegangan konstan, kurva “creep” dari pengujian dengan regangan konstan. Dengan mengamati kurva-kurva tersebut dapat ditentukan perilaku dari batuan.
 |
| Mahasiswa Jurusan Teknik Pertambangan sedang melakukan penelitian tehadap prilaku batuan, Lokasi Parapat, Sumatera Utara. |
Perilaku batuan dikatakan elastik (linier maupun non linier) jika tidak terjadi permanen pada saat tegangan dibuat nol.
 |
| Gambar 1. Kurva tegangan-regangan dan regangan-waktu untuk Perilaku batuan elastik linier dan elastik non linier |
B. Elasto Plastik
Plastisitas adalah karateristik batuan yang mengijinkan regangan (deformasi) permanen yang besar sebelum batuan tersebut hancur (failure). Perilaku batuan sebenarnya yang diperoleh dari pengujian kuat tekan digambarkan oleh BIENIAWSKI seperti pada Gambar 5. Pada tahap awal
 |
| Gambar 2. Kurva tegangan-regangan dan regangan waktu untuk Perilaku batuan elasto plastik |
 |
| Gambar 3. Kurva tegangan-regangan untuk perilaku batuan Elasto plastik sempurna |
 |
| Gambar 4. Kurva tegangan-regangan untuk perilaku batuan elastik “fragile” |
 |
| Gambar 5. Tahap utama prilaku dari sebuah batu (BIENIAWSKI) |
 |
| Gambar 6. Pengaruh waktu pengujian terhadap kekuatan dan bentuk kurva tegangan-regangan batuan (BIENIAWSKI) |
Didaerah I dan II pada kurva tegangan-regangan menyatakan tidak ada “creep” dan “creep” stabil (gambar 7). Sehingga didaerah tersebut kestabilannya adalah untuk jangka panjang, karena regangan tidak akan bertambah sampai kapanpun pada kondisi tegangan konstan. Daerah III terjadi “creep” dengan kestabilan semu yang pada saat tertentu akan terjadi “Failure”. Daerah IV terjadi “creep” yang tidak stabil dimana pada beberapa saat saja terjadi “failure”.
 |
| Gambar 7. Daerah terjadinya “creep” pada kurva tegangan-regangan dan regangan-waktu |
 |
| Gambar 8 Daerah terjadinya “relaxation” pada kurva tegangan-regangan dan tegangan-waktu |
Seperti pada “creep” batuan, “relaxation” batuan juga akan terjadi didaerah yang sama pada kurva tegangan-regangan (gambar 8).
E. Hubungan tegangan dan regangan untuk perilaku batuan elastik linier dan isotrop.
1. Batuan dikenakan tegangan sebesar t1, pada arah (1), sedangkan pada arah (2) dan (3) = 0 (gambar 9)
2. Batuan dikenakan tegangan sebesar t2, pada arah (2).
 |
| Gambar 9. Tegangan monoaxial dan triaxial pada batuan |
Sedangkan tegangan pada arah (1) dan (3) = 0.
4. Batuan dikenakan tegangan :
i bervariasi dari 1 sampai 3. Jika tidak pada arah prinsipan maka hubungan antara regangan dan tegangan adalah :
Jika tidak pada arah prinsipal maka hubungan antara tegangan dan regangan adalah
F. Hubungan tegangan dan regangan pada bidang untuk perilaku batuan elastik linier dan isotrop.
Untuk menyederhanakan perhitungan hubungan antara tegangan dan regangan maka dibuat model dua dimensi dimana pada kenyataannya adalah tiga dimensi.
1. Regangan bidang (plane strain).
2. Tegangan bidang (plane stress)
3. “Symetrical revolution”.
1. Regangan bidang (plane strain).
Misalkan sebuah terowongan yang mempunyai sistem sumbu kartesian x. y dan z dipotong oleh sebuah bidang dengan sumbu x, y (Gambar 4.10)
2. Tegangan Bidang (Plane Stress).
Pada tegangan bidang maka seluruh tegangan pada salah satu sumbu sama dengan nol.
3. “Symetrical revolution”.
Gambar 4.12 memperlihatkan jika sebuah benda berbentuk silinder diputar pada sumbunya maka benda tersebut dapat diwakili oleh sebuah bidang. Karena sumbunya merupakan sumbu simetri maka benda tersebut cukup diwakili oleh bidang yang diarsir.
 |
| Gambar 11 Tegangan bidang |
 |
| Gambar 12 Symetrical revolution |
Data diatas dapat didownload disini:
Perilaku Batuan - Mekanika Batuan.doc
Labels:
Mekanika Batuan
Thanks for reading Perilaku Batuan (Mekanika Batuan). Please share...!
1 Comment for "Perilaku Batuan (Mekanika Batuan)"
Mantul bosQ