Teori Mohr Coloumb

Di beberapa artikel sebelumnya kita sering menyinggung tentang Teori Mohr Coloumb, kali ini saya akan mencoba menjelaskan apa sebenarnya teori tersebut, silahkan disimak ya.

Mohr menjelaskan bahwa keruntuhan sebagai akibat dari kombinasi kritis antara tegangan normal dan geser dan bukan hanya akibat tegangan normal maksimum dan tegangan geser maksimum saja. Sehingga pada bidang keruntuhan dapat dinyatakan bahwa :  

Tapi sebelum kita membahas lebih lanjut ada baiknya kita coba pahami dulu teori terkait tegangan (σ)  dan regangan (ε).

Tegangan (σ)

Jika sebuah benda elastis ditarik oleh sebuah gaya, benda tersebut akan bertambah panjang sampai ukuran tertentu. Besarnya tegangan (stress) adalah perbandingan antara gaya tarik yang bekerja terhadap luas penampang benda. Tegangan dinotasikan dengan σ (sigma), satuannya Nm-2. Secara matematis, tegangan dirumuskan dengan:

σ = F(N)/A(m2)

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan benda berubah bentuk.

Misalnya, jika ada dua buah batuan yang sama tetapi dengan luas penampang berbeda dan diberi gaya, kedua batuan tersebut akan mengalami tegangan yang berbeda. batuan dengan luas penampang yang lebih kecil akan mengalami tegangan yang lebih besar daripada batuan dengan luas penampang yang lebih besar. 

Regangan (ε)

Regangan ialah perubahan relatif ukuran atau bentuk benda yang mengalami tegangan. Gambar diatas memperlihatkan sebuah batang yang mengalami regangan akibat gaya tarik F. Panjang batang mula-mula adalah Lo. Setelah mendapat gaya tarik sebesar F, batang tersebut berubah panjangnya menjadi L. dengan demikian, batang tersebut mendapatkan pertambahan panjang sebesar , dengan persamaan 

∆L= L-Lo .

Oleh karena itu, regangan didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang benda dan panjang benda mula-mula. Secara matematis dirumuskan:

Regangan (ε) = ∆L/Lo

Apabila tegangan (stress) digambarkan pada suatu diagram, maka akan diperoleh kurva yang bentuknya berbeda-beda yang sesuai dengan material yang diuji tegangannya. Gambar dibawah menunjukkan bentuk umum kurva tegangan dari suatu benda.

Kurva itu menunjukkan pertambahan panjang suatu benda atau bahan terhadap gaya yang diberikan padanya. Sampai suatu titik yang disebut batas proporsional. Kemudian pada satu titik tertentu benda itu sampai pada batas elastik dimana benda itu akan kembali ke panjang semula jika gaya dilepaskan. Jika benda diregangkan melewati batas elastik, maka akan memasuki daerah plastis dimana benda tidak akan kembali ke panjang awalnya ketiga gaya eksternal dilepaskan, tetapi tetap berubah bentuk secara permanen (seperti melengkungnya sebatang besi). Perpanjangan maksimum dicapai pada titik patah (titik pulus). Gaya maksimum yang dapat diberikan tanpa benda itu patah disebut sebagai kekuatan maksimum dari materi/benda itu.

Oke kembali pada teori Mohr-Coloumb ya.

Kriteria Failure Mohr Coloumb adalah sauatu rangkaian persamaan linear dalam pada tegangan utama yang menggambarkan kondisi-kondisi di mana material isotropik akan Failure, dengan mengabaikan efek dari  tegangan menengah (σ2).

Mohr Coloumb dapat ditulis sebagai fungsi dari;

(1) tegangan utama (σ1) dan tegangan minor (σ3) dan atau 

(2) tegangan normal (σ) dan tegangan geser (𝜏) pada bidang failure (Jaeger and Cook 1979). .

Ketika seluruh tegangan utama (major stress) adalah gaya tekan, percobaan menunjukkan bahwa kriteria berlaku cukup baik untuk batuan, di mana nilai kuat tekan uniaksial (UCS)  jauh lebih besar dari dari nilai  kuat tarik uniaksial (T). 

Beberapa modifikasi dibutuhkan ketika ada potensi dari tegangan tarik, karena kekuatan tarik (teoritis) uniaksial (T) yang diprediksi dari MC tidak diukur dalam percobaan. 

Kriteria MC dapat dianggap sebagai kontribusi dari Mohr dan Coulomb (Nadai 1950).

Kondisi Mohr didasarkan pada asumsi bahwa Failure hanya bergantung pada tegangan utama (σ1) dan tegangan minor (σ3), dan bentuk dari failure envelope, dan (σ), (𝜏) yang bekerja pada bidang Failure, dapat berupa rergresi linier atau nonlinier (Mohr 1900).  

Kondisi Coulomb didasarkan pada failure envelope linier untuk menentukan kombinasi kritis (σ), (𝜏) yang akan menyebabkan failure pada beberapa bidang (Coulomb 1776). 

Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb ditunjukan oleh garis lurus yang di kenal dengan Mohr-Coulomb failure envelope. Garis ini menunjukan batas kondisi stabil dari keruntuhan. Regangan yang berada di bawah garis adalah keadaan stabil. Sedangkan keruntuhan terjadi ketika teganga menyentuh atau melewati garis keruntuhan Mohr-Coulomb.

Pada kriteria Mohr-Coulomb selubung keruntuhan dianggap srbagai garis lurus untuk mempermudah perhitungan. Kriteria ini didefinisikan sebagai berikut :

Dimana : τf = tegangan Geser maksimum; c = Kohesi; 𝜎𝑛 =Tegangan Normal Pada Bidang Tinjauan; Tan φ = Koefisien Gesek antar Partikel; φ = Sudut geser Dalam.

lebih jeasnya τf adalah tegangan geser maksimum yang dapat diambil tanah sebelum Failure, di bawah tegangan normal σ.

Untuk tanah jenuh air , tegangan normal total pada titik tersebut adalah penjumlahan dari tegangan efektif (𝜎’) dan tekanan air pori (u).

Pada ilustrasi dibawah ini sampel batuan/tanah tidak mengalami failure/ keruntuhan karena selubung mohr berada dibawah failure envelope.

Seiring dengan bertambahnya tegangan normal (σ), selubung mohr bertambah besar dan menyentuh  mohr failure envelope, maka terjadilah keruntuhan pada sampel tersebut.

Seperti yang sudah kita bahas pada beberapa judul artikel sebelumnya teori Mohr-Coloumb ini kita gunakan pada beberapa pengujian lab seperti direct shear test dan triaxial test. silahkan dibaca disini ya;

Triaxial Test

Direct Shear Test

Kita cukupkan dulu pembahasannya ya tentang teori Mohr Coloumb, jika ada yang kurang jelas dan ingin ditanyakan dapat langsung di kolom komentar.

Semoga Bermanfaat

Sumber;

https://www.researchgate.net/publication/257445185_Mohr-Coulomb_Failure_Criterion

https://nptel.ac.in/courses/105101001/downloads/L54.pdf

http://www.ocw.upj.ac.id/files/Slide-TSP204-PERTEMUAN-13-14-KRITERIA-KERUNTUHAN-MOHR-COULOMB.pdf

https://eandroidfisika.wordpress.com/tegangan-regangan-dan-modulus-elastisitas/

https://fisikazone.com/tegangan-stress/

https://www.toppr.com/guides/physics/mechanical-properties-of-solids/hookes-law-and-stress-strain-curve/

Read More

Zero Waste Lifestyle, Dare to try ?

I want to start the article with this quote;

"We get everything we need from nature, so when we infect nature, we infect ourselves"

Like most of the people, I never really care about my daily waste like plastics, styrofoam, tissue paper or everything that I find did not useful anymore I tend to throw it on the dustbin, based on my old mindset, we only teach do not litter, and I thought as long as I put my waste on the place it will help the environment or me already the person that really care about the sustainability of the earth, in fact, that it is a big mistake !!!.

I'm not talking to the people who really don't care about nature that litter their waste everywhere like in the river, road and they always left the trace of waste anywhere that they are going to, because at this critical time I believe that you and I as the young people have more responsibility to address this problem. Their time is over and they have failed to educate us as their child to really care about the mother nature. So you guys are my target and I want to encourage you as the free and young folks to understand the problem that we faced of today. 

I'll tell you why this cross to my mind, one day I watch a youtube video about a zero-waste lifestyle and it blows my mind because this guy, she take the plastic and the waste problem to another level that is I never really think and care about, let us think about that first, let say if  we think that we are as a well-educated people and that it is our responsibility to keep environment clean, and we are doing that by throwing our waste in the trash can, is that right ? how this can really help the environment ???

Let's see how our well-educated behavior affect the world,

As you already know, this is our daily basis waste, its really easy to organize our waste on the bag of plastics its look very nice and very well maintain, I suppose that is what we think every time we throw waste on our the trash can in backyard of house or in public trash can and it will be cleaned by the trash man in the noon and tomorrow that will be empty and clean again and ready to receive our waste, and you know this happens every day and will never stop. 

Where all this waste goes? Here on the picture below, everything's that you put on that plastics bag will be ended up down there in the landfill and its keep increasing day by day as long as we as human still live on this planets. The pile will keep increasing as you know it takes a very long time to decompose plastics. An average person of Indonesian waste production is 0.8 Kg/ day its means in a year almost 300 Kg and it's 7.3 million ton/year in Indonesia itself. Its mean in next 10 years we will have a lot of waste that we never can handle. 

Today we still can experience a beautiful beach like this, while the other beach has unsolved a waste problem like in the next picture, whose to blame? is that the government who failed to maintain the waste? the people? or the tourist ?. The answer of this question is no one to blame for this such a problem, who knows if we do not take any action from now on, maybe next 10, 20 or  30 years every beach on this planet will look like that, and our children will only look at the beautiful beach in the picture that we take today and they will experience that only from a fairy tale. Please remember everything that we are experiencing today like a beautiful beach, a fresh air in the forest, a fresh water, trees are the results of our ancestor keep that for us and pass through the generation, so today we can experience it. What will happen if we do not really care and always be a consumer?? you answer that question by yourself folks.

The sheer amount of plastic that has been generated in the past 60 years is mind-boggling. New research shows that we’ve produced plastic as heavy as 1 billion elephants since the 1950s. Even more staggering is the amount that has rapidly become waste. Just 9% of this plastic has been recycled. That means the majority of plastic waste has simply been dumped in landfills or burned.

We are not yet talking about how our waste affect the animals, did you know almost all of our waste go through the ocean? it is still possible for our waste escaping to the environment, even when it is on landfills, plastics are at risk of blowing out by wind goes to the river and ended up in the ocean. Do you think that to garbage on the seashore only from the people on that island? most of the waste is from the ocean that carried away by the wave to the island. The ocean is polluted by our plastics waste and that is harming the sealife ecosystem, look at the picture below;

How dare we are as a human do such a thing to another earth habitat, we take advantage of nature more than what we need, with no intended to protect and keep it sustainable to others and guess what, we are doing that with consciously, we as a public give that permission to big corporation to extract everything excessively from the mother nature so that we can buy from them to fulfill our daily need and throw the waste that earth has no ability to decompose it back. 

We as a human has an advanced sense to think either that is good or that is not good at all, how about the animal, they don't understand about this material (plastics), they have no ability select the food. In some case, turtles think the plastics are the jellyfish and eat that because its shape gimmicks the jellyfish, can you imagine how dangerous this to our ecosystem? and this happens not just for turtles, it happens to all animals like birds, fish and many more affected by our irresponsible behavior in next coming years.

Do we have a solution to this matter?

Sure we have, but since the use of the plastic has been around for entire our life and its a part of our daily activity, so I would suggest at the earliest stage you have to be more aware and keep in mind whenever you're using a plastic bag, straw, plastic glass, and everything contain plastics it will affect the environment and cannot be decomposed for such a long time.

When you're more aware of the plastic, you'll notice a change in your lifestyle and start to resist the use of plastics when it is really not necessary. Your brain will start to figure out how the plastic will be the real problem for our environment and our future will be full of plastic waste if people like us didnot take action from now on.

A small example; Its okay to said no when the cashier gives you the plastic bag to wrap your things and just put in in your bag. Its very basic things right ?.

We can start with this starting point;

Looking to Reduce Your Waste? Start with the Big Four! 

I myself challenge you all, hope we are not late and can help the environment.

Read More

Pengujian Triaksial atau Triaxial Test

Sebelum kita bahas lebih rinci tentang triaksial test untuk mendapatkan parameter mekanika tanah atau batuan seperti kohesi (C) dan sudut geser dalam (Φ), ada baiknya dipahami bahwa terdapat perbedaan tipe pengujian triaksial test dan hubungannya dengan pengujian pada sampel batuan dan pada sampel tanah, karena pengujian triaksial di dunia teknik sipil dan dunia teknik pertambangan agak berbeda, penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada bagian akhir,

Secara sederhana yang membedakan anatara triksial dan direct shear test adalah; pada direct shear test diberikan gaya normal konstan pada bidang vertical (Fz) dan kemudian diberikan gaya geser pada bidang horizontal (Fx) sampai batuan pecah atau mengalami keruntuhan, sedangkan pada pengujian triaksial diberikan gaya tekan konstan diseluruh arah pada bidang lateral/ horizontal sampel batuan (σ3) dan kemudian diberikan gaya tekan pada bidang aksial / vertical atau (σ1) hingga batuan mengalami keruntuhan.

Gamba1. (Atas) Triaxial Test dan (Bawah) Direct Shear Test.

Pada tes kompresi triaksial konvensional, suatu spesimen silinder yang dibungkus dengan membran karet dan diletakkan pada suatu sel triaksial di mana dia dikenakan tekanan fluida. Suatu beban kemudian diberikan mengikuti sumbu spesimen, menaikan tegangan sumbu sampai keruntuhan terjadi. Pada kondisi-kondisi tersebut, tegangan-tegangan minor dan pertengahan, masing masing σ3 dan σ2, sama dengan tekanan fluida; tegangan utama mayor, σ1, disediakan oleh baik tekanan fluida dan tegangan aksial yang diberikan oleh piston beban. Tegangan deviator atau perbedaan tegangan utama adalah (σ1- σ3) yaitu perbedaan antara tegangan-tegangan utama mayor dan minor.

Kondisi-kondisi drainase selama pemberian tekanan sel dan beban aksial, masing-masing menjadi dasar klasifiksasi umum tes kompresi triaksial ada 3 yaitu;

• Tak terkonsolidasi dan tak terdrainase (UU). Pada tes ini, suatu tekanan sel diberikan pada spesimen tes dan tegangan deviator atau penggeseran diberikan segera setelah tekanan sel stabil. Drainase tidak diizinkan selama pemberian tekanan sel (tegangan keliling) dan drainase tidak diizinkan selama pemberian tegangan deviator. Pengujian Unconsolidated Undrained (UU) dilakukan untuk mensimulasikan kondisi di lapangan apabila penambahan/pemberian beban relatif cepat sehingga lapisan tanah belum sempat terkonsolidasi (air di dalam pori tanah tidak sempat mengalir ke luar selama proses pemberian beban), oleh karena itu pengujian ini juga dinamakan quick test. Sebagai contoh dalam kasus ini adalah suatu lapisan tanah yang menerima beban relatif cepat seperti beban urugan yang berlangsung relatif singkat.

• Terkonsolidasi-tak terdrainase (CU). Pada tes ini, drainase diizinkan selama pemberian tegangan keliling dan spesimen sepenuhnyan terkonsolidasi di bawah tegangan ini. Drainase tidak diizinkan selama pemberian tegangan deviator. Pengujian Consolidated Undrained (CU) dilakukan untuk mensimulasikan kondisi lapisan tanah yang telah terkonsolidasi dan kemudian menerima penambahan beban yang relatif cepat. Pada kasus ini mula-mula air di dalam pori tanah dibiarkan mengalir keluar akibat proses konsolidasi, dan setelah tanah terkonsolidasi sempurna (100%), lapisan tanah tersebut menerima tambahan beban yang relatif cepat sehingga air di dalam pori tanah pada saat penambahan beban tidak sempat mengalir ke luar. Sebagai contoh pada kasus ini adalah beban tanki yang didirikan di atas suatu urugan pada tanah lempung yang telah mengalami konsolidasi 100%.

• Terkonsolidasi-terdrainase (CD). Pada tes ini, drainase diizinkan baik selama pemberian tegangan keliling dan tegangan deviator sehingga spesimen sepenuhnya terkonsolidasi di bawah tegangan keliling dan tekanan pori ekses tidak terbentuk selama penggeseran. Pengujian Consolidated Drained (CD) dilakukan untuk mensimulasikan kondisi pemberian beban pada tanah yang telah terkonsolidasi dengan kecepatan yang relatif lambat dibandingkan dengan keluarnya air dari pori tanah.

Kita bahas lebih rinci mengenai ketiga tipe pengujian ini;
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Tes Tak Terkonsolidasi-Tak Terdrainase (UU)


ASTM D2850-87 menjelaskan suatu metode standar untuk menentukan kuat tekan tak terkonsolidasi, tak terdrainase tanah kohesif pada kompresi triaksial.

Hal-hal berikut berkenaan dengan metode tes dibuat:

• Suatu prosedur untuk mendapatkan pengukuran tekanan pori tidak dimasukkan.
• Keruntuhan didefinisikan sebagai tegangan pada spesimen berkaitan dengan tegangan deviator maksimum yang dicapai atau tegangan deviator pada regangan aksial 15%, tergantung yang mana tercapai terlebih dahulu selama pengetesan.
• Jika spesimen tes sepenuhnya jenuh, selubung keruntuhan Mohr biasanya akan berupa garis lurus horizontal sepanjang keseluruhan tegangan keliling yang bekerja pada spesimen; pada kasus tanah-tanah yang jenuh sebagian, selubung keruntuhan Mohr failure biasanya melengkung
• Beban diberikan sedemikian rupa sehingga menghasilkan regangan aksial pada suatu laju sekitar 1% per menit untuk bahan-bahan plastik, dan 0,3% per menit untuk bahan-bahan getas yang mencapai tegangan deviator maksimum pada sekitar 3 sampai 6 % regangan. Pembebanan dilanjutkan sampai mencapai 15% regangan aksial tetapi bisa dihentikan jika tegangan deviator telah mencapai puncak dan kemudian turun 20%, atau regangan aksial telah mencapai 5% di luar regangan di mana tegangan deviator puncak terjadi.
• Beban yang cukup dan pembacaan deformasi harus diambil untuk mendefinisikan kurva tegangan-regangan.
• Suatu sketsa atau foto harus dibuat berisi spesimen tes pada saat keruntuhan, memperlihatkan sudut kemiringan bidang keruntuhan jika sudut terlihat dan dapat diukur.

Suatu selubung keruntuhan Mohr yang tidak horizontal pada suatu lempung lunak kemungkinan pertanda bahwa sampel tidak sepenuhnya jenuh. Hal ini harus disebutkan pada lembar pengujian dan jika suatu nilai f didapati hasil tersebut harus disertai dengan suatu catatan berisi peringatan.

Gambar 2. Ilustrasi Pengujian Triaksial Unconsolidated undrained.

Penerapan;

Kekuatan triaksial yang didapat pada kondisi-kondisi tak terkonsolidasi tak terdrainase berlaku untuk situasi-situasi desain di mana pembebanan sangat cepat sehingga tidak cukup waktu untuk tekanan air pori yang terbentuk untuk berdisipasi dan untuk konsolidasi terjadi (artinya drainase tidak terjadi). Kekuatan triaksial yang diukur pada kondisi-kondisi UU digunakan untuk menentukan kekuatan pada akhir konstruksi. Konstruksi timbunan pada deposit lempung merupakan suatu contoh situasi di mana kuat geser tak terdrainase in situ akan menentukan stabilitas.

Perlu dicatat bahwa kuat geser tak terdrainase ôf, tegangan geser pada bidang keruntuhan pada saat keruntuhan diambil sebagai setengah kuat tekan tak terdrainase (σ1-σ3 ) yaitu;

σf = (σ1 - σ3)/2

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. Tes Terkonsolidasi-Tak Terdrainase (CU)

Suatu metode standar untuk melaksanakan tes kompresi triaksial terkonsolidasi tak terdrainase pada tanah-tanah kohesif dijelaskan pada ASTM D4767-88.

Hal hal berikut dibuat berkenaan dengan penjelasan metode tes:

• Spesimen yang dikonsolidasikan secara isotropis digeser tak terdrainase pada kompresi dengan laju deformasi aksial yang konstan (kontrol regangan).
• Metode tersebut menyediakan perhitungan tegangan total dan efektif pada, dan kompresi aksial spesimen tes melalui pengukuran beban aksial, deformasi aksial dan tekanan air pori.
• Kekuatan dan sifat-sifat deformasi tanah-tanah kohesif, seperti selubung kekuatan Mohr dan modulus Young, bisa ditentukan dari data tes.
• Tiga spesimen biasanya diuji pada tegangan konsolidasi efektif yang berbeda untuk membuat suatu selubung kekuatan.
• Keruntuhan sering diambil berkaitan dengan tegangan deviator maksimum yang dicapai atau tegangan deviator yang dicapai pada 15% regangan aksial, tergantung yang mana dulu tercapai pada tes. Bergantung pada perilaku tanah dan aplikasi lapangan, kriteria keruntuhan lainnya bisa didefinisikan seperti rasio tegangan utama efektif σ'1/σ'3, atau tegangan deviator pada regangan aksial yang dipilih selain 15%.
• Tekanan air pori bisa diukur menggunakan kalau tidak transducer tekanan elektronik yang sangat kaku atau suatu alat yang menandakan nol.
• Komponen-komponen konsolidasi dan penggeseran dari tes harus dilakukan pada suatu lingkungan di mana fluktuasi suhu kurang dari ±4°C dan tidak ada kontak langsung dengan cahaya matahari.
• Penjenuhan dicapai dengan memberikan tekanan balik pada air pori spesimen untuk membuat udara pada rongga pori menjadi larutan pada air pori. Derajat penjenuhan diukur menggunakan parameter tekanan pori B yang didefinisikan sebagai: B = (Äu/Äs3 ) di mana: Äu = perubahan tekanan pori spesimen yang terjadi sebagai akibat perubahan tekanan sel pada saat katup drainase spesimen tertutup dan Äs3 = perubahan tekanan sel.
• Selama konsolidasi, data-data didapat untuk penggunaan pada penentuan kapan konsolidasi selesai dan untuk menghitung laju regangan yang akan digunakan untuk komponen penggeseran tes.
• Konsolidasi dibiarkan berlanjut selama sekurang-kurangnya satu seri log waktu atau satu periode semalam setelah 100% konsolidasi primer dicapai, seperti yang ditentukan oleh salah satu prosedur yang dijelaskan di ASTM D2435-90; waktu untuk 50% konsolidasi primer, t50, ditentukan oleh salah satu prosedur yang dijelaskan di ASTM D2435-90.
• Jika keruntuhan diasumsikan terjadi setelah 4% regangan aksial, laju regangan yang sesuai bisa diperoleh dengan membagi 4% terhadap 10 kali nilai t50; jika diperkirakan keruntuhan akan terjadi pada nilai regangan yang lebih rendah dari 4%, laju regangan yang sesuai didapat dengan membagi regangan pada saat keruntuhan dengan 10 kali nilai t50.
• Suatu sketsa atau foto harus dibuat mengenai spesimen yang runtuh yang memperlihatkan cara keruntuhan (bidang geser, penonjolan, dan sebagainya).

Gambar 3. Ilustrasi Pengujian Triaksial Consolidated Undrained.

Penerapan;

Kuat geser pada tes ini diukur pada kondisi-kondisi tak terdrainase dan bisa diterapkan untuk kondisi lapangan di mana; (i) tanah-tanah yang telah sepenuhnya dikonsolidasikan pada satu rangkaian tegangan diberi suatu perubahan tegangan tanpa kesempatan konsolidasi lebih lanjut terjadi dan (ii)

kondisi-kondisi tegangan lapangan mirip dengan yang di tes.

Karena pengukuran tekanan air pori dilakukan, kuat geser bisa dinyatakan dalam bentuk tegangan efektif dan bisa diterapkan untuk kondisi-kondisi lapangan di mana (i) drainase sempurna bisa terjadi atau (ii) di mana tekanan pori yang timbul akibat pembebanan bisa diperkirakan dan (iii) di mana kondisi-kondisi tegangan lapangan mirip dengan yang di lapangan. Kuat geser yang didapat dari tes, dinyatakan dalam bentuk tegangan-tegangan total atau efektif, biasanya digunakan pada analisis stabilitas timbunan.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. Tes Terkonsolidasi-Terdrainase (CD)

Tahap-tahap penjenuhan, konsolidasi dan kompresi dari sebuah tes kompresi triaksial terkonsolidasi terdrainase dengan pengukuran perubahan volume dijelaskan pada Klausa 5,6 dan 8, masing-masing pada BS 1377: Part 8 : 1990. Untuk kemudahan perujukan, klausa-klausa tersebut dicantumkan di sini pada Appendiks B. Persiapan contoh tak terganggu untuk pengujian dijelaskan pada

Appendiks C.

Tahap Penjenuhan

Dua prosedur penjenuhan dijelaskan:

• Penjenuhan dengan memberikan kenaikan tekanan sel dan tekanan balik secara bergantian. Tahap-tahap kenaikan tekanan sel dilaksanakan tanpa membiarkan drainase masuk atau keluar spesimen, yang memungkinkan nilai-nilai koefisien tekanan pori B untuk ditentukan pada masing-masing tingkatan tekanan total
• Penjenuhan dengan hanya menaikkan tekanan sel; air tidak diizinkan untuk masuk atau keluar spesimen selama prosedur ini sehingga diberi nama "penjenuhan pada kadar air yang konstan".

Pada prosedur pertama spesimen dianggap jenuh jika tekanan pori tetap stabil setelah 12 jam, atau semalam, dan nilai B sama dengan atau lebih besar dari 0,95. Pada prosedur kedua, spesimen dianggap jenuh jika salah satu kriteria ini dipenuhi.

Tahap Konsolidasi

Tahap konsolidasi berlangsung segera setelah tahap penjenuhan dan memakai alat yang sama. Tujuan dari tahap ini adalah untuk membuat spesimen berada dalam keadaan tegangan efektif yang dibutuhkan untuk melaksanakan tes kompresi.

Data dari tahap konsolidasi digunakan untuk:

• Memperkirakan laju regangan yang cocok untuk diterapkan selama tes kompresi
• Menentukan kapan konsolidasi selesai
• Menghitung dimensi spesimen pada permulaan tahap kompresi.

Konsolidasi spesimen dilanjutkan sampai tidak ada lagi perubahan volume yang signifikan dan sampai derajat konsolidasi U, seperti didefinisikan dalam prosedur, sama dengan atau lebih besar dari 95%.

Suatu grafik perubahan volume yang terukur terhadap akar kuadrat waktu diplot dan suatu metode penentuan t100 dari grafik dijelaskan; t100 digunakan untuk memperkirakan waktu pengujian yang siginifikan (dalam menit) pada tes kompresi dan sebab itu laju perpindahan aksial.

Formula-formula disajikan untuk menghitung koefisien konsolidasi cv (m²/tahun), dan koefisien kompresibilitas volume mv (m²/MN) untuk konsolidasi isotropik. Faktor-faktor yang akan digunakan waktu menghitung cv, dan waktu pengujian yang signifikan pada tes kompresi, diberikan pada sebuah

tabel sebagai fungsi kondisi drainase selama konsolidasi.

Tahap Kompresi

Selama kompresi, drainase bebas air pori dari spesimen diizinkan. Volume cairan pori yang keluar atau masuk spesimen diukur melalui indikator perubahan volume pada garis tekanan balik dan sama dengan perubahan volume spesimen selama geser; tekanan pori bisa dimonitor pada dasar alat sebagai suatu pengetesan efisiensi drainase.

Tes dilaksanakan dengan cukup lamban untuk menjaga perubahan-perubahan tekanan pori akibat penggeseran dapat diabaikan. Kompresi diberi pada suatu laju perpindahan aksial (dr, dalam mm/min) sedekat mungkin terhadap, tetapi tidak melebihi yang diberikan oleh formula:

dr = (åf ×Lc)/tf

di mana;

• Lc = panjang spesimen yang terkonsolidasi, mm
• åf = interval regangan yang signifikan untuk spesimen tes
• tf = waktu pengujian yang siginifikan, menit

Nilai tf diberikan sebagai:

• tf = Ft100

di mana F diambil dari tabel yang disebutkan sebelumnya. Sebagai contoh, jika rasio tinggi terhadap diameter spesimen adalah 2 dan drainase selama konsolidasi adalah dari batas radial dan kedua ujung,

nilai F untuk suatu tes terdrainase adalah 16.

Nilai åf diperkirakan dengan mempertimbangkan hal-hal berikut:

1. Jika hanya kondisi tegangan pada saat keruntuhan (seperti didefinisikan di bawah) yang signifikan, åf adalah regangan perkiraan pada saat keruntuhan akan terjadi.
2. Jika pembacaan-pembacaan antara yang memiliki rentang kurang lebih sama, masing-masing membutuhkan penyamaan tekanan pori, adalah signifikan, åf adalah kenaikan regangan antara masing-masing pembacaan.

Kriteria untuk kondisi tegangan pada saat keruntuhan diberikan pada Klausa 1 BS 1377 : Part 8 : 1990 dan adalah sebagai berikut:

• Tegangan maksimum deviator, yaitu perbedaan tegangan utama maksimum, (σ1-σ3)f.
• Rasio tegangan utama efektif maksimum, σ'1/σ '3.
• Jika penggeseran berlanjut pada tekanan pori yang konstan (kondisi tak terdrainase) atau tanpa perubahan volume (kondisi terdrainase), di kedua kasus pada tegangan geser yang konstan.

Tekanan pori harus diamati secara periodik dan jika dia bervariasi terhadap nilai-nilai tekanan balik dengan lebih dari 4% tekanan keliling efektif, laju regangan harus dikurangi 50% atau lebih.

Sekurangnya 20 rangkaian pembacaan pengukur deformasi, alat gaya dan pengukur perubahan volume harus dilakukan agar kurva tegangan-regangan dapat didefinisikan secara jelas di sekitar keruntuhan. 

Tes dilanjutkan sampai kondisi-kondisi berikut telah secara jelas diidentifikasi:

• Tegangan deviator maksimum, atau;
• Deformasi geser tetap berlangsung pada volume konstan dan tegangan geser konstan.

Jika tidak satupun kondisi-kondisi keruntuhan yang diperlukan nampak, tes dihentikan pada regangan aksial 20%; pada kasus ini kuat geser tidak dilaporkan.

Gambar 4. Ilustrasi Pengujian Triaksial Consolidated Drained.

Penerapan

Hasil-hasil tes CD yang dilakukan pada tanah kohesif bisa diterapkan pada situasi-situasi di mana konstruksi akan berlangsung pada laju yang cukup lambat sehingga tidak ada tekanan pori ekses yang terjadi atau waktu yang cukup telah lewat sehingga semua tekanan pori ekses telah terdisipasi (AASHTO 1988).

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Penjelasan diatas kalau dicermati dengan baik hanya membahas pengujian untuk sampel tanah dalam kondisi pekerjaan sipil, sedangkan untuk kita yang bekerja pada bidang pertambangan tentu tidak hanya berhubungan dengan tanah saja tetapi juga berhubungan dengan batuan, maka dalam hal ini kita harus memahami dua mekanika yang serupa tapi tak sama yaitu mekanika tanah dan mekanika batuan.

Sekarang mari kita bahas, pada dasarnya ketiga jenis test ini tergantung pada proses konsolidasi dan tegangan air pori (pore water perssure) dan hubungannya ke proses drainasi pada tanah, yang jadi pertanyaan adalah apa proses konsolidasi juga terjadi pada batuan ? kalau tegangan air pori tentu ada tergantung dari permeabilitas dan porositas batuannya seperti yang telah kita bahas disini. 

Untuk mengerti pertanyaan tersebut mari coba kita pahami arti dari proses konsolidasi tanah;

Konsolidasi adalah proses pemampatan tanah akibat adanya beban tetap dalam jangka waktu tertentu. Pemampatan awal pada umumnya adalah disebabkan oleh pembebanan awal (preloading). Konsolidasi Primer yaitu periode selama tekanan air pori secara lambat laun dipindahkan ke dalam tegangan efektif, sebagai akibat dari keluarnya air dari pori-pori tanah. Konsolidasi sekunder terjadi setelah tekanan air pori hilang seluruhya. Pemampatan yang terjadi di sini disebabkan oleh penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah.

Berarti dari pengertian diatas proses konsolidasi tidak terjadi pada batuan massive atau batuan yang relatif kompak sehingga pada sampel batuan dilakukan pengujian minimal 5 sampel dengan pemberian gaya dengan nilai σ3 yang berbeda beda kemudian ditekan pada bidang vertical atau diberikan tegangan aksial (σ1) hingga batuan mengalami keruntuhan. Pada uji ini, tegangan menengah dianggap sama dengan nilai tekanan pemampatan  σ2 = σ3.

Nilai dari σ3 dan σ1 dari 5 sampel tersebut kemudian dapat diplot pada dengan menggunakan selubung mohr coloumb, dan tentukan garis regressi sehingga didapat nilai Kohesi dan sudut geser dalamnya.

Gambar 5. Ilustrasi Selubung Mohr Coloumb.

Kemudian dari pengalaman pribadi ketika melakukan pengujian triaxial di laboratorium mekanika batuan ITB fluida yang digunakan pada saat pengujian adalah oli sedangkan seperti kita ketahui bersama secara umum pengujian triaksial dilakukan dengan menggunakan fluida air. Hal ini mungkin berkaitan viskositas fluida dan gaya tekan yang bekerja terhadap sampel batuan, CMIIW.

Gambar 6. Mesin/ Alat Uji Triaksial di Lab ITB.

Gambar 7. Software pengukur kekuatan tekan aksial (σ1).

Gambar 8. Batuan mengalami keruntuhan pada saat diberikan tekanan aksial maksimum (σ1).

Karena tulisan ini sudah terlalu panjang, maka kita cukupkan sampai disini dulu, jika ada yang meragukan atau kurang jelas kita bisa diskusikan di kolom komentar atau langsung email ke saya, insyallah saya bales, hehe;

Semoga Bermanfaat, see ya

Credits and Thanks to;

• Buku Panduan Geoteknik oleh Pusat Litbang Prasarana Transportasi, Bandung melalui Kontrak Proyek Tahap 2, Indonesian Geotechnical Materials and Construction Guides. Edisi Pertama Nopember 2001.
• Buku Geoteknik Tambang, Irwandi Arif, 2016
• Buku Mekanika Batuan, Made Astawa Rai, S Karmadibrata, R.K. Wattimena
• https://james-oetomo.com/2013/07/26/uji-triaksial-geser-kilasan-umum/
• http://warungsipil.blogspot.com/2017/02/konsolidasi-tanah.html
• https://andrieasgunawan.blogspot.com/2013/03/mekanika-tanah-2-konsolidasi-dan.html
• Ilustrasi Gambar dari video youtube ini

Read More

Apa itu Faktor Keamanan Pada Lereng Tambang (Factor of Safety) ?

Kestabilan suatu dinding lereng dapat dianalisis melalui perhitungan Faktor Keamanan Lereng dengan melibatkan data sifat fisik tanah atau batuan, mekanika tanah (geoteknis tanah) dan bentuk geometri lereng (Pangular, 1985). Secara khusus, analisis dapat dipertajam dengan melibatkan aspek fisik lain secara regional, yaitu dengan memperhatikan kondisi lingkungan fisiknya, baik berupa kegempaan, iklim, vegetasi, morfologi, batuan/tanah maupun situasi setempat. Kondisi lingkungan tersebut merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi gerakan tanah dan merupakan karakter perbukitan rawan longsor (Anwar & Kesumadharma, 1991; Hirnawan, 1993, 1994).

Faktor keamanan lereng secara sederhana adalah perbandingan antara gaya penahan terhadap gaya penggerak, kestabilan dari suatu lereng pada kegiatan penambangan dipengaruhi oleh kondisi geologi daerah  ketempat, bentuk keseluruhan lereng pada lokasi tersebut, kondisi air tanah setempat, faktor luar seperti getaran akibat peledakan ataupun alat mekanis yang beroperasi dan juga dari teknik penggalian yang digunakan dalam pembuatan lereng. Faktor pengontrol ini jelas sangat berbeda untuk situasi penambangan yang berbeda dan sangat penting untuk memberikan aturan yang umum untuk menentukan seberapa tinggi atau seberapa landai suatu lereng untuk memastikan lereng itu akan tetap stabil.

Apabila kestabilan dari suatu lereng dalam operasi penambangan meragukan, maka analisa terhadap kestabilannya harus dinilai berdasarkan dari struktur geologi, kondisi air tanah dan faktor pengontrol lainnya yang terdapat pada suatu lereng.

Kestabilan lereng penambangan dipengaruhi oleh geometri lereng, struktur batuan, sifat fisik dan mekanik batuan serta gaya luar yang bekerja pada lereng tersebut. Suatu cara yang umum untuk menyatakan kestabilan suatu lereng penambangan adalah dengan faktor keamanan. Faktor ini merupakan perbandingan antara gaya penahan yang membuat lereng tetap stabil, dengan gaya penggerak yang menyebabkan terjadinya longsor.

Faktor keamanan (FK) lereng tanah dapat dihitung dengan berbagai metode. Longsoran dengan bidang gelincir (slip Surface), F dapat dihitung dengan metode sayatan (slice method) menurut Fellinius atau Bishop. Untuk suatu lereng dengan penampang yang sama, cara Fellinius dapat dibandingkan nilai faktor keamanannya dengan cara Bishop.

Data yang diperlukan dalam suatu perhitungan sederhana untuk mencari nilai FK (Faktor keamanan lereng) adalah sebagai berikut :

a) Data lereng atau geometri lereng (terutama diperlukan untuk membuat penampang lereng). Meliputi : sudut Kemiringan lereng, tinggi lereng dan lebar jalan angkut atau berm pada lereng tersebut.

b) Data mekanika tanah

• Sudut geser dalam (ɸ)
• Bobot isi tanah atau batuan (γ)
• Kohesi (c)
• Kadar air tanah (ω)

c) Faktor Luar

• Getaran akibat kegiatan peledakan,
• Beban alat mekanis yang beroperasi, dll.

Cara analisis kestabilan lereng banyak dikenal, tetapi secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: cara pengamatan visual, cara komputasi dan cara grafik (Pangular, 1985) sebagai berikut :

1) Cara pengamatan visual adalah cara dengan mengamati langsung di lapangan dengan membandingkan kondisi lereng yang bergerak atau diperkirakan bergerak dan yang yang tidak, cara ini memperkirakan lereng labil maupun stabil dengan memanfaatkan pengalaman di lapangan (Pangular, 1985). Cara ini kurang teliti, tergantung dari pengalaman seseorang. Cara ini dipakai bila tidak ada resiko longsor terjadi saat pengamatan. Cara ini mirip dengan memetakan indikasi gerakan tanah dalam suatu peta lereng.

2) Cara grafik adalah dengan menggunakan grafik yang sudah standar (Taylor, Hoek & Bray, Janbu, Cousins dan Morganstren). Cara ini dilakukan untuk material homogen dengan struktur sederhana. Material yang heterogen (terdiri atas berbagai lapisan) dapat didekati dengan penggunaan rumus (cara komputasi). Stereonet, misalnya diagram jaring Schmidt (Schmidt Net Diagram) dapat menjelaskan arah longsoran atau runtuhan batuan dengan cara mengukur strike/dip kekar-kekar (joints) dan strike/dip lapisan batuan. Salah satunya telah kita bahas cara perhitungan FK dengan metode grafik Hoek and Bray

3) Cara komputasi adalah dengan melakukan hitungan berdasarkan rumus (Fellenius, Bishop, Janbu, Sarma, Bishop modified dan lain-lain). Cara Fellenius dan Bishop menghitung Faktor Keamanan lereng dan dianalisis kekuatannya. Menurut Bowles (1989), pada dasarnya kunci utama gerakan tanah adalah kuat geser tanah yang dapat terjadi :

1. (a) tak terdrainase,
2. (b) efektif untuk beberapa kasus pembebanan,
3. (c) meningkat sejalan peningkatan konsolidasi (sejalan dengan waktu) atau dengan kedalaman
4. (d) berkurang dengan meningkatnya kejenuhan air (sejalan dengan waktu) atau terbentuknya tekanan pori yang berlebih atau terjadi peningkatan air tanah.

Secara umum terdapat dua metode komputasi perhitungan kestabilan lereng yaitu Metode Kesetimbangan Batas atau Limit Equilibrium Method (LEM) yang digunakan untuk perhitungan secara sederhana dan metode elemen hingga atau Finite Elemen Method (FEM) untuk menghitung kestabilan dinding lereng dengan banyak parameter yang kompleks. 

Kedua metode perhitungan ini insyallah akan kita bahas secara rinci pada tulisan yang akan datang.


Diolah dari berbagai sumber;
http://lerengtambang.blogspot.com/
Hatti GOUW Dave, 2012  Kestabilan Lereng FEMvsLEM, HATTI‐PIT‐XVI 2012, 4‐5 Dec 2012, Hotel Borobudur, Jakarta

Read More

Apa Beda Porositas dan Permeabilitas Pada Batuan

Banyak yang bertanya apa perbedaan permeabilitas dan porositas pada batuan ? apakah sama atau tidak ? jika tidak apakah ada hubungan dan pengaruh antara keduanya terhadap batuan. Sebelum kita bahas ada baiknya coba kita pahami definisinya terlebih dahulu ;

"Permeabilitas batuan didefinisikan sebagai kemampuan batuan dalam melewatkan fluida dalam medium pori yang salimg berhubungan batuan"

"Sedangkan porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volome batuan yang tidak terisi oleh padatan terhadap volume batuan secara keseluruhan."

Secara sederhana dapat kita katakan bahwa porositas adalah kemampuan untuk menyimpan, sedangkan permeabilitas atau kelulusan yaitu kemampuan untuk melepaskan fluida tanpa merusak partikel pembentuk atau kerangka batuan.

Coba perhatikan ilustrasi diatas ada 3 kondisi, yang pertama (1) paling kiri tidak ada porositas, dan tidak mengalirkan fluida (nonpermeable/impermeable), pada kondisi tengah (2) terdapat pori, tetapi porositasnya saling tidak terhubung dan juga tidak mengalirkan fluida (nonpermeable/impermeable), yang terakhir paling kanan (3) terdapat pori, porositasnya saling terhubung dan dapat mengalirkan air (permeable). Tentu pada batuan tidak harus hanya masing masing kondisi diatas, bisa saja dalam satu tubuh batuan terdapat kombinasi antara ketiganya.

jadi porositas dan permeabilitas erat hubungannya sehingga dapat dikatakan bahwa permeabilitas tidak mungkin ada tanpa adanya porositas, walaupun sebaliknya belum tentu demikian. 

Penentuan porositas dapat langsung dilakukan dilapangan maupun di laboratorium, sedangkan penentuan nilai permeabilitas hanya dapat dilakukan di laboratorium. Kondisi ini menyebabkan perlunya diketahui hubungan antara porositas dan permeabilitas melalui pengukuran di laboratorium sehingga dapat diperkirakan nilai permeabilitas dari nilai porositas.

Kita bahas porositas terlebih dahulu ya;

Porositas.

Porositas atau pori merupakan ruang di dalam batuan; yang dapat terisi oleh fluida, seperti udara, air tawar/asin, minyak atau gas bumi. Porositas suatu batuan sangat penting dalam eksplorasi dan eksploitasi baik dalam bidang perminyakan maupun dalam bidang air tanah. Hal ini karena porositas merupakan variabel utama untuk menentukan besarnya cadangan fluida yang terdapat dalam suatu massa batuan.

Porositas secara sifat dapat dibagi menjadi dua yaitu porositas yang terhubung dan porositas tidak terhubung, Porositas terhubung dapat diukur dengan menggunakan gas atau cairan yang mengalir ke dalam bebatuan, namun tidak dapat melalui porositas yang tidak terhubung.

Perbandingan antara volume total ruang pori (baik itu terhubung maupun tidak) dan volume total batuan disebut porositas total atau absolut, sedangkan perbandingan antara ruang pori yang saling berhubungan dan volume total batuan disebut porositas efektif.

Porositas total atau absolut menurut Levorsen adalah:

Sedangkan porositas efektif didefinisikan sebagai;

Porositas beberapa reservoar menurut Koesoemadinata (1978) dikelompokkan menjadi:

Beberapa faktor yang mempengaruhi porositas antara lain adalah;

• Ukiran butir atau grain size, semakin kecil ukuran butir maka rongga yang terbentuk akan semakin kecil pula dan sebaliknya jika ukuran butir besar maka rongga yang terbentuk juga semakin besar.
• Bentuk butir atau sphericity, batuan dengan bentuk butir jelek akan memiliki porositas yang besar, sedangkan kalau bentuk butir baik maka akan memiliki porositas yang kecil.
• Susunan butir, Apabila ukuran butirnya sama maka susunan butir sama dengan bentuk kubus dan mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk rhombohedral.
• Pemilahan, Apabila butiran baik maka ada keseragaman sehingga porositasnya akan baik pula. Pemilahan yang jelek menyebabkan butiran yang berukuran kecil akan menempati rongga diantara butiran yang lebih besar akibatnya porositasnya rendah.
• Komposisi mineral, Apabila penyusun batuan terdiri dari mineral-mineral yang mudah larut seperti golongan karbonat maka porositasnya akan baik karena rongga-rongga akibat proses pelarutan dari batuan tersebut.
• Sementasi, Material semen pada dasarnya akan mengurangi harga porositas. Material yang dapat berwujud semen adalah silika, oksida besi dan mineral lempung.
• Kompaksi, Adanya kompaksi dan pemampatan akan mengurangi harga porositas. Apabila batuan terkubur semakin dalam maka porositasnya akan semakin kecil yang diakibatkan karena adanya penambahan beban.

Jika ada teman teman yang ingin mengetahui bagaimana proses perhitungan nilai porositas batuan dapat langsung dibaca pada paper ini

Permeabilitas,

Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk meloloskan/melewatkan fluida.  Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif. Sekitar tahun 1856, Henry Darcy seorang ahli hidrologi dari Prancis mempelajari aliran air yang melewati suatu lapisan batu pasir

Dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

Dimana;

K      : Permeabilitas (darcy)

Vis   : Viskositas (centi poise)

L      : Panjang (cm)

Q      : Laju Alir (cc/sec)

A      : Luas Penamapang (Cm^2)

P       : Tekanan (atm)

Permeabilitas beberapa reservoar menurut Koesoemadinata dikelompokkan sebagai berikut:

Didalam batuan reservoir fluida yang mengalir biasanya lebih dari satu macam, sehingga permeabilitas dapat dibagi menjadi : 

• Permeablitas Absolute, merupakan harga Permeabilitas suatu batuan apabila fluida yang mengalir melalui pori-pori batuan hanya terdiri dari satu fasa. contoh. yang mengalir hanya gas, atau minyak.

• Permeabilitas Efektif , merupakan permeabilitas bila fluida yang mengalir lebih dari sati macam. contoh yang mengalir pada batuan reservoir yaitu minyak, gas dan air.

• Permeabilitas Relatif , merupakan perbandingan antara permeabilitas efektif dengan permeabilitas absolute.

Faktor yang ikut mempengaruhi permeabilitas adalah :

• Bentuk dan Ukuran batu : Jika batuan disusun oleh butiran yang besar, pipih dan seragam dengan dimensi horizontal lebih panjang, maka permeabilitas horizontal (kh) akan lebih besar. Sedangkan permeabilitas vertical (kv) sedang-tinggi. Jika batuan disusun berbutir dominan kasar, membulat dan seragam, maka permeabilitas akan lebih besar dari kedua dimensinya. Permeabilitas buat reservoir secara umum lebih rendah, khususnya pada dimensi vertikalnya, jika butiranya berupa pasir dan bentuknya tidak teratur. Sebagian besar reservoir minyak berbentuk seperti ini.

• Sementasi : permeabilitas dan porositas batuan sedimen sangat dipengaruhi sementasi dan keberadaan semen pada pori batuan

• Retakan dan Pelarutan : pada batuan pasir, retakan tidak dapat menyebabkan permeabilitas sekunder, kecuali pada batuan pasir yang interbedded dengan shale, limstone dan dolomite. Pada batua karbonat, proses pelarut oleh larutan asam yang berasal dari perokolasi air permukaan akan melalu pori – pori primet batuan, bidang celah dan rekahan akan menambah permeabilitas reservoir.

Jika ada teman teman yang ingin mengetahui bagaimana proses perhitungan nilai permeabiltias batuan dapat langsung dibaca pada paper ini

Semoga bermanfaat,
Silahkan berkomentar jika ada yan kurang jelas..

Sumber;

• Levorsen, A.I. 1954. Geology Of Petroleum. San Fransisco. W.H. Freeman & Company.
• Koesoemadinata, R.P. 1978. Geologi Minyak Bumi. Bandung. Penerbit ITB.
• http://teknik-perminyakan-indonesia.blogspot.com/2015/07/pengukuran-permeabilitas.html
• https://core.ac.uk/download/pdf/11703377.pdf
• http://ceritageologist.blogspot.com/2012/04/porositas-dan-permeabilitas.html
• http://www.civilengineeringforum.me/permeability-of-concrete/

Read More

Uji Kuat Tarik Batuan (Brazilian Test)

Setelah sekian lama tidak update, kebetulan lagi ada waktu luang saya akan coba bahas pelan pelan dan secara sederhana salah satu pengujian mekanik batuan untuk mendapatkan nilai kuat tarik batuan.

Kekuatan tarik (tensile strength, ultimate tensile strength) adalah tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah bahan ketika diregangkan atau ditarik, sebelum bahan tersebut patah. Kekuatan tarik adalah kebalikan dari kekuatan tekan, dan nilainya bisa berbeda.

Beberapa bahan dapat patah begitu saja tanpa mengalami deformasi, yang berarti benda tersebut bersifat rapuh atau getas (brittle). Bahan lainnya akan meregang dan mengalami deformasi sebelum patah, yang disebut dengan benda elastis (ductile).

Kekuatan tarik umumnya dapat dicari dengan melakukan uji tarik dan mencatat perubahan regangan dan tegangan. Titik tertinggi dari kurva tegangan-regangan disebut dengan kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength). (Wikipedia)

Kekuatan tarik material batuan biasanya didefinisikan sebagai tegangan tarik maksimum yang dapat dialami oleh suatu material dalah hal ini batuan atau beton. Material batuan biasanya memiliki kekuatan tarik rendah, yang dapat ditentukan dengan metode langsung dan tidak langsung.

Uji brazilian adalah salah satu pengujian kekuatan tarik secara tidak langsung (Tensile Strength Test), yang paling populer dilakukan untuk mengetahui kuat tarik batuan, pengujian ini lebih sering digunakan, karena lebih mudah dan sederhana dibanding dengan uji kuat tarik batuan secara langsung yang prosesnya rumit dalam hal sample preparation-nya.

Secara kronologis, pencipta metode uji kuat tarik tidak langsung ini adalah Carneiro (1943), yang memperkenalkan metode uji untuk mendapatkan nilai kekuatan tarik beton dan menciptakan rumus untuk menghitung kekuatan tarik sampel dalam bentuk silinder yang dibebani konstant secara perlahan hingga sampel batuan menunjukkan bidang keruntuhan.

Dimana P (kN) adalah beban tekan maksimal sampai sampel pecah, D (mm) adalah diameter silinder dan t (mm) adalah panjang/tebal/thickness benda uji. Hasil uji kuat tarik brazilian adalah dalam (MPa).

Rasio panjang / diameter harus 0,5 hingga 0,6 atau (L= 2D). Beban terus ditingkatkan pada tingkat yang konstan sampai kegagalan sampel terjadi dalam beberapa menit. Tingkat pemuatan tergantung pada bahan dan dapat dari 10 hingga 50 kN / menit.

Persamaan di atas menggunakan teori elastisitas untuk media kontinyu isotropik dan memberikan tegangan tarik tegak lurus terhadap diameter yang dimuat di pusat cakram pada saat terbentuk bidang keruntuhan batuan.

Dalam pengujian ini sampel batuan berbentuk silinder diletakkan dengan posisi ditidurkan kemudian beban terpusat diberikan pada kedua kutubnya. Saat membebani silinder beton pada dua kutubnya, Carneiro mengamati bahwa keruntuhan benda uji hampir pasti terjadi pada bidang vertikal yang menghubungkan kedua kutub dari suatu penampang silinder.

Nilai kekuat tarik batuan sebagai salah satu parameter mekanik batuan umumnya digunakan dalam mendesain bagian dari suatu struktur yang bersifat ductile dan brittle yang bersifat tidak statis, dalam arti selalu menerima gaya dalam jumlah besar, meski benda tersebut tidak bergerak seperti bangunan, atau dalam konteks pertambangan desain lereng tambang dan embankment/tanggul.

Saya akan mencukupkan pembahasan tentang pengujian Brazilian test ini sampai disini, jika ada yang ingin didiskusikan dapat langsung pada kolom komentar atau via email, 

Untuk ulasan turunan dari formulasi Brazilian test bisa dibaca pada blognya sensei james oetomo  , dia menjabarkan dengan sangat detail sampe tuntas.

Semoga Bermanfaat

Sumber;

• http://www.geotechdata.info/geotest/brazilian-test.html
• https://www.researchgate.net/publication/284182620_Current_Cognition_of_Rock_Tensile_Strength_Testing_By_Brazilian_Test
• https://james-oetomo.com/2016/04/16/uji-brazilianuji-belah-overview/

Read More