Perilaku Batuan (Mekanika Batuan)

Perilaku Batuan (Mekanika Batuan)

Ina Masyarakat Belajar

1 comments

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.

Mahasiswa Jurusan Teknik Pertambangan sedang melakukan penelitian tehadap prilaku batuan, Lokasi Parapat, Sumatera Utara.

A.    Elastik.
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”

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.

Gambar 5. Tahap utama prilaku dari sebuah batu (BIENIAWSKI)

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.

Gambar 6. Pengaruh waktu pengujian terhadap kekuatan dan bentuk kurva tegangan-regangan batuan (BIENIAWSKI)

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”.

Gambar 7. Daerah terjadinya “creep” pada kurva tegangan-regangan dan regangan-waktu

Gambar 8 Daerah terjadinya “relaxation” pada kurva tegangan-regangan dan tegangan-waktu

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).

Gambar 9. Tegangan monoaxial dan triaxial pada batuan

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.

Gambar 11 Tegangan bidang

Gambar 12 Symetrical revolution

Data diatas dapat didownload disini:

Perilaku Batuan - Mekanika Batuan.doc

DOWNLOAD (Normal)

Tegangan Dan Regangan

Tegangan Dan Regangan

Ina Masyarakat Belajar

0 comments

Tegangan Dan Regangan

Defenisi Tegangan Dan Regangan
Jika sebuah batang prismatik diberikan tarikan dengan gaya yang terbagi merata di sepanjang ujungnya dengan luas penampang mm (Gambar 1). Regangan (strain, e) dari batang prismatik tersebut adalah pertambahan panjang dari batang prisma dibagi dengan panjang mula-mula Gambar 1 (a). Dapat ditulis sebagai berikut.

Gambar 1. Batang Prismatik Mengalami Tarikan

Dan tegangan (stress, s) pada potongan penampang mm tersebut adalah gaya P dibagikan dengan luas potongan penampang A Gambar 2 (b) yang dapat dituliskan sebagai berikut.

Tegangan pada potongan penampang miring dengan luas penampang A’ terdapat ada dua buah tegangan yaitu tegangan normal (normal stress, s_n) yang tegak lurus pada bidang potongan, dan tegangan geser (shear stress, t_n) yang sejajar dengan bidang potongan Gambar 1 (c) Tegangan normal dan tegangan geser yang terjadi dapat diuraikan sebagai berikut.

Penjelasan lebih detail silahkan download:

Tegangan dan Rengangan.docx

DOWNLOAD (Normal)

Pengertian Mekanika Batuan

Pengertian Mekanika Batuan

Ina Masyarakat Belajar

1 comments

BATUAN DAN MEKANIKA BATUAN

Defenisi Batuan
Berbagai defenisi batuan sebagai objek dari mekanika batuan telah diberikan oleh para ahli dengan disiplin ilmu yang saling berhubungan.

1.    Menurut para geologiwan :

• Batuan adalah susunan mineral dan bahan organis yang bersatu membentuk kulit bumi.
• Batuan adalah semua material yang membentuk kulit bumi yang dibagi atas (1. Batuan yang terkonsolidasi (consolidated rock), 2. Batuan yang tidak tekonsolidasi (unconsolidated rock).)

2.    Menurut para ahli teknik sipil khususnya para ahli geoteknik :

• Istilah batuan hanya untuk formasi yang keras dan solid dari kulit bumi.
• Batuan adalah suatu bahan yang keras dan koheren atau yang telah terkonsolidasi dan tidak dapat digali dengan cara biasa, misalnya dengan cangkul dan belincong.

3.    Menurut Talobre, orang yang pertama kali memperkenalkan mekanika batuan di Perancis pada tahun 1948. Batuan adalah material yang membentuk kulit bumi termasuk fluida yang berada didalamnya (seperti air, minyak, dll).

4.    Menurut ASTM :
Batuan adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid) berupa massa yang berukuran besar atau pun berupa fragmen-fragmen.

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

Dari defenisi diatas dapat disimpulkan bahwa batuan tidak sama dengan tanah. Tanah dikenal sebagai material yang mobile, rapuh dan letaknya dekat dengan permukaan bumi.

Komposisi Batuan.
Kulit bumi, 99% dari beratnya terdiri dari 8 unsur  : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, H.
Komposisi dominan dari kulit bumi tersebut adalah :

Sio2      = 59,8% Al2O    = 14,9% CaO     =   4,9%

MgO    =   3,7% FeO     = 3,39% Na2O   = 3,25%

K2O     = 2,98% H2O     = 2,02% Fe2O3   = 2,69%

Batuan terdiri dari bagian yang padat baik berupa kristal maupun yang tidak mempunyai bentuk tertentu dan bagian kosong seperti, pori-pori, fissure, crack, joint, dll.

Defenisi Mekanika Batuan.
Defenisi Mekanika batuan telah diberikan oleh beberapa ahli atau komisi-komisi yang bergerak dibidang ilmu-ilmu tersebut.
 
1.    Menurut TALOBRE  :
Mekanika batuan adalah sebuah teknik dan juga sains yang tujuannya adalah mempelajari perilaku (behaviour) batuan ditempat asalnya untuk dapat mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut (seperti penggalian dibawah tanah, dan lain-lainnya). Untuk mencapai tujuan tersebut, Mekanika batuan merupakan gabungan dari :

Teori + Pengalaman + Pekerjaan/Pengujian diLaboratorium + Pengujian in-situ.
 
Sehingga mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi yang didefenisikan oleh TALOBRE sebagai sains deskriptif yang mengidentifikasi batuan dan mempelajari sejarah dari batuan.

Demikian juga mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi terapan. Ilmu geologi terapan banyak mengemukakan problema-problema yang paling sering dihadapi oleh para geologiwan diproyek-proyek seperti proyek bendungan, terowongan. Dengan mencari analogi-analogi, terutama dari proyek-proyek yang sudah dikerjakan dapat menyelesaikan kesulitan-kesulitan yang dihadapi pada proyek yang sedang dikerjakan. Meskipun penyelesaian ini masih secara empiris dan kualitatif.

2.    Menurut Coates, seorang ahli mekanika batuan dari Canada :

• Mekanika adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada sebuah benda. Efek ini bermacam-macam, misalnya percepatan, kecepatan, perpindahan.
• Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari pada gaya terhadap batuan.

Efek utama yang menarik bagi para geologiwan adalah perubahan bentuk. Para ahli geofisika tertarik pada aspek dinamis dari pada perubahan volume dan bentuk yaitu gelombang seismik.

Bagi para insinyur, mekanika batuan adalah :

• Analisis dari pada beban atau gaya yang dikenakan pada batuan.
• Analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam tegangan (stress), regangan (strain) atau enersi yang disimpan.
• Analisis akibat dari dampak dalam tersebut, yaitu rekahan (fracture), aliran atau deformasi dari batuan.

3.    Menurut “US National Committee on Rock Mechanics (1964).
Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku (behavior) batuan baik secara teoritis maupun terapan, merupakan cabang dari ilmu mekanika yang berkenaan dengan sikap batuan terhadap medan-medan gaya pada lingkungannya.

4.    U m u m
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila terhadapnya dikenakan gaya atau tekanan.


Sifat Batuan
Sifat batuan yang sebenarnya di alam adalah :
1.    Heterogen.

• Jenis Mineral Pembentuk batuan yang berbeda.
• Ukuran dan bentuk partikel/butir berbeda didalam batuan.
• Ukuran, bentuk dan penyebaran void berbeda didalam batuan.

2.    Diskontinu.
Masa batuan dialam tidak kontinu (diskontinu) karena adanya bidang-bidang lemah (crack, joint, fault, fissure) dimana kekerapan, perluasan dan orientasi dari bidang-bidang lemah tersebut tidak kontiniu.

Gambar 1. Asumsi batuan ekivalen untuk mempermudah perhitungan didalam mekanika batuan

3.    Anisotrope.
Karena sifat batuan yang heterogen, diskontinu, anisotrope maka untuk dapat menghitung secara matematis misalnya sebuah lubang bukaan yang disekitarnya terdiri dari batuan, B1, B2, B3, yang mempunyai sifat homogen, kontinu dan isotrop (Gambar 1).

Beberapa Ciri Dari Mekanika Batuan.

1. Didalam ukuran besar, solid dan massa batuan yang kuat/keras, maka batuan dapat dianggap kontinu.
2. Bagaimanapun juga karena keadaan alamiah dan lingkungan geologi, maka batuan tidak kontinu (diskontinu) karena adanya kekar, fissure, schistoty, crack, cavities dan diskontinuitas lainnya. Untuk kondisi tertentu, dapat dikatakan bahwa mekanika batuan adalah mekanika diskontinu atau mekanika dari struktur batuan.
3. Secara mekanika, batuan adalah sistem “Multiple body” (Gambar 1.2).
4. Analisis mekanika tanah dilakukan pada bidang, sedang analisis mekanika batuan dilakukan pada bidang dan ruang.
5. Mekanika batuan dikembangkan secara terpisah dari mekanika tanah, tetapi ada beberapa yang tumpang tindih.
6. Mekanika batuan banyak menggunakan :

• Teori elastisitas.
• Teori plastisitas.
• Dan mempelajari batuan, sistem struktur batuab secara eksperimen.

Gambar 2. Sistem batuan “single body” dan “ Multiple body”

Beberapa Persoalan Dalam Mekanika Batuan.
Beberapa persoalan timbul didalam mekanika batuan dan erat hubungannya dengan aktifitas yang dilakukan oleh manusia pada batuan (Gambar 1.3) seperti persoalan fondasi pada batuan, penggalian batuan dibawah permukaan tanah baik untuk pekerjaan teknik sipil maupun pertambangan, pemakaian batua sebagai bahan bangunan dan sebagainya.

Gambar 3. Beberapa aktifitas manusia pada batuan

Adapun persoalan didalam mekanika batuan antara lain :

1. Bagaimana reaksi dari batuan ketika diambil untuk dipergunakan ?
2. Berapa dan bagaimana besarnya daya dukung (bearing capacity) dari batuan dipermukaan dan pada berbagai kedalaman untuk menerima berbagai beban ?
3. Bagaimana kekuatan geser batuan ?
4. Bagaimana sikap batuan dibawah beban dinamis ?
5. Bagaimana pengaruh gempa pada sistem fondasi didalam batuan ?
6. Bagaimana nilai modulus elastisitas dan Poisson’s ratio dari batuan ?
7. Bagaimana pengaruh dari bidang-bidang lemah (kekar, bidang perlapisan, schistosity, retakan, rongga dan diskontinuitas lainnya) pada batuan terhadap kekuatannya ?
8. Metoda pengujian laboratorium apa saja yang paling mendekati kenyataan untuk mengetahui kekuatan fondasi atau sifat batuan dalam mendukung massa batuan ?
9. Bagaimana memperhitungkan kekar dan sesar dalam perencanaan pekerjaan didalam batuan ?
10. Bagaimana menanggulangi deformasi yang diakibatkan oleh perbedaan yang bersifat perlahan-lahan (creep) pada batuan ?
11. Hukum apa saja yang menyangkut aliran plastik (plastic flow) dari batuan?
12. Bagaimana pengaruh “anisotrope” terhadap distribusi tegangan dalam batuan?
13. Bagaimana korelasi dari hasil-hasil pengujian kekuatan batuan yang telah dilakukan dilapangan dan dilaboratorium dalam menyiapkan percontoh batuan ?
14. Bagaimana metoda pengujian yang akan dilaksanakan yang sesuai dengan kondisi lapangan terhadap sifat-sifat batuannya ?
15. Bagaimana mekanisme keruntuhan/kehancuran dari batian (failure of rock) ?
16. Dapatkah keadaan tegangan didalam massa batuan dihitung secara tepat, atau bahkan dapat diukur ?
17. Faktor-faktor apa saja yang menyangkut perencanaan kemiringan lereng dari suatu massa batuan ?
18. Apakah “roof bolting” pada atap sebuah lubang bukaan dibawah tanah sudah aman sehingga lubang tersebut dapat digunakan sebagai instalasi yang permanen?

Ruang Lingkup Mekanika Batuan.
Secara luas sasaran dari mekanika batuan adalah aplikasinya pada pemecahan persoalan-persoalan geoteknik, yang antara lain adalah :

1. Menyelenggarakan penyelidikan yang bersifat teknik pada batuan.
2. Mengembangkan cara pengambilan percontoh batuan secara rasionil dan metoda identifikasi serta klasifikasi batuan.
3. Mengembangkan peralatan uji batuan yang baik dan metoda standard pengujian untuk kuat tekan serta kuat geser.
4. Mengumpulkan dan mengklasifikasikan informasi batuan dan sifat-sifat fisiknya dalam dasar ilmu mekanika batuan, teknik fondasi dan teknik bangunan air.
5. Berdasarkan hasil-hasil pengujian yang dilakukan pada batuan, dapat dipelajari sifat fisik, sifat mekanik (statik dan dinamik), elastisitas, plastisitas, perilaku batuan, dan bentuk kerusakan (failure) dibawah beban statik dan dinamik dari batuan tersebut.
6. Mempelajari sifat batuan dibawah kondisi thermal dan sistem keairan (water regimen).
7. Menyangkut struktur statik dan dinamik dari batuan.
8. Mengembangkan metoda pengukuran dilapangan (Institu dari sifat deformasi statik dan dinamik batuan serta tegangan sisa didalam batuan dibawah kondisi lingkungan yang bermacam-macam seperti pelapukan, “leaching”, seisimik dan tektonik.
9. Menyelenggarakan penelitian terhadap mekanisme kerusakan/kehancuran batuan.
10. Mengorganisir penelitian tentang perkuatan batuan dan pengukuran tegangan institu.
11. Mengganti dengan metoda ilmiah dari perencanaan teknik pada batuan yang banyak menggunakan metoda empiris sebelumnya, sehingga turut memberikan kontribusi terhadap kemajuan disiplin ilmu mekanika batuan.
12. Merangsang dan menyebarkan ilmu pengetahuan tentang batuan dan mekanika batuan.
13. Mempergunakan mekanika batuan untuk memecahkan persoalan-persoalan teknik secara praktis.
14. Mempelajari sikap massa batuan asli dibawah kondisi beban dan kondisi lingkungannya.
15. Menyangkut struktur statik batuan dan kestabilan batuan sangat penting ditinjau dari sudut keamanan (safety) dan ekonomi.

Teknik Penyanggaan Terowongan

Teknik Penyanggaan Terowongan

Unknown

0 comments

1. Deformasi Terowongan Tanpa Penyangga
Untuk memahami bagaimana tekanan penyangga bekerja akan dijelaskan respon massa batuan di sekitar penggalian terowongan (lihat Gambar A).

Pekerjaan Pembuatan Penyangga Terowongan Air di PLTA Asahan No.1

Misalkan titik pengukuran ditempatkan di ujung terowongan yang sedang digali dan penyangga belum dipasang. Perpindahan yang dapat diukur  dimulai pada jarak 0,5D di depan face (D = diameter terowongan). Selanjutnya, di face perpindahan radial mencapai 0,33 harga perpindahan maksimum (0,33 Umax). Perpindahan radial mencapai harga final kira-kira pada jaraj 1,5 D di belakang face, dimana fungsi face sebagai penyangga sudah tidak efektif lagi (lihat gambar A).

Bila massa batuan cukup kuat menahan runtuhan, maka yang terjadi adalah perpindahan elastis. Terjadinya perpindahan elastis yang menyusul perpindahan plastis tidak berarti serta merta terowongan akan runtuh. Massa batuan masih mempunyai kekuatan yang cukup, karena tebal zona plastis relatif kecil dibandingkan dengan radius terowongan. Yang akan terjadi hanyalah retakan-retakan baru dan sejumlah kecil batuan di dinding yang lepas dan jatuh (spalling).

Runtuhan yang sebenarnya akan terjadi jika zona plastis yang tebal dan terjadi perpindahan ke arah dinding, massa batuan yang terlepas dan berjatuhan akan semakin bertambah dan terowongan tanpa penyangga akan runtuh.

Gambar A. Pengaturan Jarak Pada Sistem Penyangga Terowongan

2. Kurva Beban Deformasi
Tujuan utama merancang penyangga pada lubang bukaan di bawah tanah adalah untuk membantu massa batuan menyangga dirinya sendiri. Gambar B adalah contoh suatu terowongan yang digali dengan seluruh permukaan kerja (full face) dengan pemboran dan peledakan, menggunakan penyangga besi baja (stell set support) yang dipasang sesudah pembersihan dan pengeluaran asap (mucking) dari terowongan. Tegangan in-situ horizontal dan vertikal dianggap sama = Po.

Gambar B. Kurva beban deformasi massa batuan dan sistem penyangga (Menurut Daeman)

Pada gambar B bagian bawah, kurva reaksi penyangga untuk steel set berpotongan dengan kurva beban deformasi untuk dinding dan atap terowongan pada titik E dan F. Pada titik-titik ini, tekanan penyangga yang dibutuhkan untuk membatasi deformasi pada dinding dan atap adalah tepat seimbang dengan tekanan penyangga yang tersedia dari steel set dan terowongan dan sistem penyangga adalah dalam keseimbangan stabil.

3. Penentuan Tinggi Dan Muatan Beban.
Suatu alternatif pada pendekatan teoritik untuk penyanggaan batuan adalah memanfaatkan pengalaman sebelumnya, sebagai suatu dasar untuk memperkirakan penyanggaan yang diperlukan untuk penggalian bawah tanah. Pendekatan ini terus berkembang tanpa arah yang jelas sebelum munculnya penggunaan klasifikasi batuan.

Pada bagian ini diberikan prinsip-prinsip dari klasifikasi massa batuan. Sebagian dari klasifikasi ini adalah suatu pekerjaan deskripsi murni dan klasifikasi ini patut dihargai dengan mendefenisikan beberapa parameter yang tampak mampu mendefenisikan secara benar massa batuan. Kemudian akan digunakan untuk pemilihan jenis penyangga yang akan digunakan untuk lubang bukaan atau terowongan.

Gambar C. Daerah yang tidak stabil menurut Terzaghi

Penyangaan Jenis Baut Batuan

Read more

Untuk pemilihan jenis penyanggaan yang akan digunakan, ada hal yang sangat mendasar dan perlu untuk diperhitungkan ialah perhitungan tinggi beban yang akan disangga. K. Terzaghi (1946) menyatakan bahwa sejumlah batuan atau tanah tinggi beban (Hp) menyerupai suatu topi di atas terowongan (lihat Gambar C).

Penyangaan Jenis Baja

Read more

Dari gambar C kemudian dibuat pengklasifikasian muatan batuan terhadap kondisi batuan dan tinggi muatan batuan (lihat Tabel A dan Tabel B). Kemudian untuk rekomendasi kebutuhan penyanggaan seperti penyangga baja, baut batuan dan beton diberikan oleh Deere dkk (lihat Tabel C). Perubahan konsep rekomendasi penyanggaan yang berdasarkan kualitas massa batuan dan RQD ini terus berkembang hingga muncul klasifikasi massa batuan oleh para ahli seperti RMR.

Tinggi beban (ht) dan tekanan batuan terhadap penyangga (P) ditentukan berdasarkan rumus yang diusulkan oleh Unal (1983) dengan memakai nilai RMR dari klasifikasi Geomekanika sebagai berikut

Keterangan :

H_t           = tinggi beban batuan (m)

RMR   = Rock Mass Rating (bobot nilai batuan)

B         = lebar lubang bukaan atau lebar terowongan

Dari persamaan diatas terlihat bahwa tinggi beban (h_t) merupakan fungsi dari lebar bukaan dan bobot nilai batuan. Tekanan batuan yang diterima penyangga tergantung pada tinggi beban dan bobot isi batuannya.

Tabel A. Klasifikasi muatan batuan (Terzaghi, 1946)

KONDISI BATUAN		TINGGI MUATAN BATUAN, hp (m)	CATATAN
1.	Keras dan kompak	0	Lapisan ringan saja, walaupun ada hanya terjadi spalling ringan.
2.	Perlapisan keras atau skistosa	0 – 0,50 B	Lapisan ringan terutama untuk perlindungan dari jatuhan blok.
3.	Masif, diskontinuitas yang sedang jumlahnya.	0 – 0,25 B	Perubahan tak menentu dari beban.
4.	Terbagi-bagi dalam blok dalam jumlah yang sedang dengan rekahan yang cukup banyak	0,25 B – 0,35 (B + Ht)	Tidak ada tekanan lateral
5.	Sangat terbagi dalam blok-blok dengan rekahan yang banyak dan berkembang	0,35 B – 1,10 (B + Ht)	Sedikit atau tidak ada tekanan lateral
6.	Terpecah keseluruhan tetapi masih bersatu secara kimia	1,10 (B + Ht)	Tekanan lateral yang amat besar. Akibat dari hilangnya kekuatan yang disebabkan oleh infiltrasi.
7.	Batuan yang berperan dalam pemampatan pada kondisi kedalaman yang sedang	(1,10 – 2,10) (B + Ht)	Tekanan lateral yang besar, penyangga besi baja sirkuler (rib) direkomendasikan.
8.	Batuan yang berperan dalam pemampatan pada kondisi kedalaman yang besar	(2,10 – 4,50 ) (B + Ht)
9.	Batuan yang mengembang (swelling rock)	Sampai 90 m tidak tergantung dari (B + Ht)	Penyangga besi baja sirkuler (rib) diperlukan. Dalam keadaan ektrim gunakan perhitungan tekanan keruntuhan penyanggaan (yielding support)

Tabel B. Klasifikasi tinggi muatan batuan (Hp) pada kedalaman lebih dari 1,5 (B + Ht)  

KONDIS BATUAN		RQD	TINGGI MUATAN BATUAN, hp (ft)	CATATAN
1.	Keras dan kompak	95 - 100	0	Lapisan ringan saja, walaupun ada hanya terjadi spalling ringan.
2.	Perlapisan keras atau skistosa	90 – 99	0 – 0,50 B	Lapisan ringan terutama untuk perlindungan dari jatuhan blok.
3.	Masif, diskontinuitas yang sedang jumlahnya.	85 – 95	0 – 0,25 B	Perubahan tak menentu dari beban.
4.	Terbagi-bagi dalam blok dalam jumlah yang sedang dengan rekahan yang cukup banyak	75 – 85	0,25 B – 0,20 (B + Ht)	Kondisi 4,5 dan 6 di kurangi 50 % dari nilai Terzaghi, karena muka air mempunyai akibat kecil terhadap Hp (Brekke, 1968 dan Terzaghi, 1946)
5.	Sangat terbagi dalam blok-blok dengan rekahan yang banyak dan berkembang	30 – 75	(0,20  – 0,60) (B + Ht)
6.	Terpecah keseluruhan tetapi masih bersatu secara kimia	3 - 30	(0,60 - 1,10) (B + Ht)
6.a	Pasir dan kerikil	0 – 3	(1,10 - 2,40) (B + Ht)
7.	Batuan yang berperan dalam pemampatan pada kondisi kedalaman yang sedang	Tidak dapat diaplikasikan	(1,10 – 2,10) (B + Ht)	Tekanan lateral yang besar, penyangga besi baja sirkular set  direkomendasikan.
8.	Batuan yang berperan dalam pemampatan pada kondisi kedalaman yang besar	Tidak dapat diaplikasikan	(2,10 – 4,50 ) (B + Ht)
9.	Batuan yang mengembang (swelling rock)	Tidak dapat diaplikasikan	Lebih besar dari 250 tidak tergantung dari (B + Ht)	Penyangga besi baja sirkular set  diperlukan. Dalam keadaan ektrim gunakan perhitungan tekanan keruntuhan penyanggaan (yielding support)

 
Tabel C. Rekomendasi penyanggaan terowongan pada batuan oleh Deere dkk (1967) 

Kualitas Batuan	Metoda penerowongan	Tinggi Muatan Batuan, hp (ft)	Sistem penyangga
			Baja c	Baut Batuan d	Beton
Sangat baik a RQD > 90	Tunnel bor machine (TBM)	0.0 – 0.2Bc	Tidak dibutuhkan, kalaupun dibutuhkan hanya set  ringan	Tidak dibutuhkan	Tidak dibutuhkan, hanya pada aplikasi lokal
	Pemboran dan Peledakan	0.0 – 0.3 B	Tidak dibutuhkan, kalaupun dibutuhkan hanya set  ringan	Tidak dibutuhkan	Tidak dibutuhkan, hanya pada aplikasi lokal 2 – 3 in.
Baik a RQD = 75 - 90	Tunnel bor machine (TBM)	0.0 – 0.4 B	Kadang kala dibutuhkan set ringan dengan pola 5 – 6 ft	Kadang kala dibutuhkan dengan pola   5 – 6 ft	Tidak dibutuhkan, hanya pada aplikasi lokal 2 – 3 in.
	Pemboran dan Peledakan	(0.3 – 0.6) B	dibutuhkan set ringan dengan pola 5 – 6 ft	dibutuhkan dengan pola  5 – 6 ft	4 in atau lebih pada atap dan dinding
Sedang RQD = 50 – 75	Tunnel bor machine (TBM)	(0.4 – 1.0) B	Set ringan – sedang 5 – 6 ft	dibutuhkan dengan pola  4 – 6 ft	2 – 4 in pada atap
	Pemboran dan Peledakan	(0.6 – 1.3) B	Set ringan – sedang 4 – 5 ft	dibutuhkan dengan pola  3 – 5 ft	4 in atau lebih pada atap dan dinding
Buruk b RQD = 25 - 50	Tunnel bor machine (TBM)	(1.0 – 1.6) B	Sirkular Set sedang 3 – 4 ft	dibutuhkan dengan pola  3 – 5 ft	4 – 6 in pada atap dan dinding dan dikombinasikan dgn baut batuan.
	Pemboran dan Peledakan	(1.3 – 2.0) B	Set sedang – kuat 2 – 4  ft.	dibutuhkan dengan pola  2 – 4 ft	6 in atau lebih pada atap dan dinding dan dikombinasikan dgn baut batuan.
Sangat buruk RQD < 25 (Diluar pengaruh kondisi pemanpatan dan pengembangan batuan)	Tunnel bor machine (TBM)	(1.6 – 2.2) B	Sirkular set sedang – kuat 2 ft	dibutuhkan dengan pola  2 – 4 ft	6 in atau lebih pada semua bagian dan dikombinasikan dgn set kuat.
	Pemboran dan Peledakan	(2.0 – 2.8) B	Sirkular  set kuat 2 ft	dibutuhkan dengan pola   3 ft	6 in atau lebih pada semua bagian dan dikombinasikan dgn set sedang.
Sangat buruk (dengan kondisi pemampatan dan pengembangan batuan)	Tunnel bor machine (TBM)	Diatas 250 ft	Sirkular set sangat kuat 2 ft	dibutuhkan dengan pola  2 – 3 ft	6 in atau lebih pada semua bagian dan dikombinasikan dgn set kuat.
	Pemboran dan Peledakan	Diatas 250 ft	Sirkular set sangat kuat 2 ft	dibutuhkan dengan pola  2 – 3 ft	6 in atau lebih pada semua bagian dan dikombinasikan dgn set kuat.
a kualitas batuan baik – sangat baik, kebutuhan penyangga secara umum tidak ada, kecuali tergantung dari, set kekar, diameter terowongan dan orientasi bidang lemah terhadap arah umum terowongan. b lagging tidak dibutuhan pada batuan kualitas sangat kuat, 25% £ batuan kualitas baik – sangat buruk ³ 100% c B = lebar terowongan d mesh tidak dibutuhkan pada batuan kualitas sangat baik, kadang kala dibutuhkan pada batuan kualitas baik – sangat buruk hingga 100%