Direct Shear Test (Uji Kuat Geser Batuan)

Setelah sekian lama ga nulis lagi, jadi kepikiran kalo ada laboratorium test yang belum dibahas di blog ini, rasa rasanya belum lengkap. Didalam menetukan parameter geoteknik setidaknya ada tiga laboratorium test yang dilakukan untuk mendapatkan nilai kohesi dan sudut geser dalam yang nantinya akan digunakan dalam perhitungan analisis kestabilan lereng untuk mendapatkan nilai faktor keamanan. Laboratorium test tersebut diantaranya;

1. UCS (Unconfined Compression Strength Test) 
2. Direct Shear Strength.
3.  Triaxial Test 

Pada bagian ini kita akan membahas direct shear strength atau kuat geser langsung. Kuat geser tanah atau batuan adalah kemampuan tanah melawan tegangan geser yang terjadi pada saat terbebani. keruntuhan geser atau shear failure tanah atau batuan terjadi bukan disebabkan karena hancurnya butir butir tanah tersebut tapi karena adanya gerak relatif antara butir butir tanah tersebut. Pada peristiwa kelongsoran suatu lereng berarti telah terjadi pergeseran dalam butir butir tanah tersebut. Kekuatan geser yang dimiliki oleh suatu tanah atau batuan dipengaruhi oleh faktor faktor dibawah ini;

Pada tanah berbutir halus (kohesif ) misalnya lempung kekuatan geser yang dimiliki tanah disebabkan karena adanya kohesi atau lekatan antara butir butir tanah atau biasa disebut dengan kohesi (C).

Pada tanah atau batuan dengan butir kasar (non kohesif), kekuatan geser disebabkan karena adanya gesekan antara butir butir tanah atau batuan sehingga sering disebut sudut gesek dalam

Pada kondisi alamiah dilapangan kondisi material tanah maupun batuan selalu bercampur sehinga kekuatan geser disebabkan karena adanya lekatan (karena kohesi) dan gesekan karena adanya sudut geser dalam pada butir butir batuan dan tanah.

Kuat geser batuan dinyatakan dalam rumus;

Hubungan antara tegangan total, tegangan efektif dan tegangan air pori adalah sebagai berikut;

Berikut ilustrasi sederhana dari alat direct shear strength;

Secara sederhana sampel tanah atau batuan dimasukkan kedalam alat seperti tabung yang kemudian diberi beban normal yang besarnya tetap. Sampel tersebut kemudian digeser dengan gaya () yang besarnya secara berkala dinaikkan sampai sampel tanah atau batuan tersebut pecah (). Dan sleuruh angka tersebut dicatat kemudian diplot kedalam grafik.

Saat ini alat untuk mengukur direct shear strength sudah otomatis dengan komputer dalam menghitung displacement dari sampel tersebut karena dibutuhkan ketelitian yang sangat tinggi dan harus sangat cepat untuk mencatat tiap perubahan. ada tiga gauge yang harus dicatat per tiap perubahan gaya yang diberikan seperti horizontal displacement gauge, vertical displacement gauge dan shear load gauge. Untuk memulai bisanya ditentukan beberapa nilai beban atau tekanan normal (psi) yang akan diberikan pada tiap sampel yang berbeda.

Dalam tabel dibawah  ini saya coba mencoba menjelaskan secara sederhana perhitungan dalam menentukan direct shear strength:

Sampel tanah atau batuan 1 diberikan gaya normal 2.27 psi dan seterusnya utk sampel 2 & 3. Kemudian pada tabel berwarna biru kita dapat melihat nilai gaya horizontal yang diberikan pada sampel dan didapatkanlah pembacaan nilai horizontal displacement (Tabel oranye), load dial reading (Tabel kuning) dan shear force (Tabel merah).

Untuk shear stress (Tabel hijau) didapat dari pembagian horizontal shear force (Tabel merah) dengan luas area.

Hal yang sama dilakukan pada beberapa sampel dengan pemberian gaya normal yang berbeda, setelah itu dibuat grafik nilai dari shear stress (Tabel hijau ) vs horizontal displacement (Tabel oranye) dengan beberapa sampel yang berbeda seperti pada gambar dibawah;

Setelah diplot maka dari grafik tersebut kita mendapat nilai peak dimana saat sampel batuan pecah/failure/runtuh, langkah selanjutnya adalah nilai tersebut dijadikan gravik antara horizontall stress maksimal saat batuan pecah vsnormal stress tiap tiap sampel.

Maka akhirnya didapat persamaan

Saya mencoba menjelaskan sesederhana mungkin dan bagaimana prakteknya, kalau masih ada yang belum jelas dapat berkomentar dan akan kita diskusikan bersama, dan kalo ada yang kurang boleh dikoreksi, masih belajar.

Ditulis pada saat melakukan evakuasi unit karena terdeteksi slope instability pada salah satu site tambang dengan kontraktor ternama di indonesia.
22:43 May 19, 2017.


Reference :

• ASTM D 3080 Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions.
• Engineering Properties of Soils Based on Laboratory Testing Prof. Krishna Reddy, UIC 

Read More

Desain Lereng pada Tambang Terbuka; dari Pendekatan Geologi dan Geomekanika

disarikan dari paper ; Slope design and implementation in open pit mines; geological and geomechanical approach by Jean-Alain FLEURISSON 


Lereng pada tambang terbuka harus diperhitungkan sebagai "bangunan geoteknik". Oleh karena itu desain dan implemetasinya harus dilakukan dengan seluruh pertimbangan termasuk dari segi teknik, ekonomi, lingkungan dan masalah keselamatan. Tetapi struktur ini dibuat pada kondisi geologi dan geomekanik alami yang terdapat struktur pada kondisi alami dari batuan yang mengontrol deformasi batuan dan tipe dari mekanisme longsoran. Sangat penting untuk mengimplementasikan metodologi yang dirumuskan dengan baik harus dilakukan berdasarkan fase sebagai berikut;

1. Karakteristik massa batuan yang didapat dari analisis data geologi dan geomekanik;
2. Menentukan perilaku deformasi dan mekanisme dari longsoran
3. Desain lereng dan perkuatan serta metode pemantauan kestabilan lereng.

Paper ini menggambarkan banyak teknik yang dapat digunakan untuk mencapai keberhasilan dan hasil dari implementasi teknik tersebut, juga limitasi yang dihadapi pada kasus pada desain lereng pada tambang terbuka.

Dinding lereng tambang dan kuari, banyak yang mencapai kedalaman beberapa ratus meter, harus diperhitungkan sebagai “pekerjaan geoteknik” pada bagian ini kita berbicara pada pekerjaan tambang atau pekerjaan teknik sipil. Desain dan implementasinya harus dilakukan berdasarkan pada aturan yang secara umum digunakan untuk menentukan geometri yang akan menjamin keamanan pada struktur, dilain sisi juga meminimalisir volume material yang akan digali yang pada akhirnya akan berhubungan pada segi ekonomi pekerjaan tersebut. Sebagai tambahan sisi ekonomis, perhatian utama pada yang harus dipertimbangakn adalah masalah lingkungan, terutama pada prosedur dari pasca tambang dimana masalah dapat terjadi pada periode jangka panjang.

Secara umum objek geoteknik yang mana terdapat strukutr geologi, pada konidisi alami dari massa batuan dan perilaku yang akan mengontrol terjadinya proses longsoran yang harus dipertimbangkan pada desain lereng. Maka dari itu hal yang pertama dilakukan adalah mengindentifikasi strukutur geologi untuk mencapai hasil implementasi yang tepat pada permodelan dan perhitungan.

Artikel ini mengingatkan kembali pada prinsip dasar dari desain lereng pada tambang terbuka, menyajikan teknik dan alat yang tersedia untuk mencapai keberhasilan pada desain lereng tersebut. 

Mempertimbangkan pentingnya tahap ini, desain lereng pada tambang terbuka harus berdasarkan metodologi terkontrol, bahwa setiap massa batuan digolongkan berdasarkan keunikan struktur geologinya, oleh karena itu tidak ada standar yang baku untuk mencapai solusi tepat dengan pasti. Metodologi ini dapat dibagi menjadi beberapa fase;1) karakteristik massa batuan yang didapat dari analisis data geologi dan geomekanik; 2) menentukan potensi dari dari mekanisme deformasi, longsoran dan model dari longsoran tersebut; 3) desain lereng dan perkuatan serta metode pemantauan kestabilan lereng. Fase ini dikembangkan oleh Cojean and Feurisson [1].

1). Karakteristik Massa Batuan 

Fase ini membutuhkan pengetahuan dari ilmu geologi, geomekanik dan hidrogeologi untuk melakukan observasi dan pengukuran. Hal ini menggunakan seluruh disiplin ilmu kebumian dan sains mekanika, terutama disiplin ilmu geologi teknik, geoteknik, mekanika tanah dan batuan, hidrogeologi dan hidrolika air tanah.

Pertama, pendekatan geologi sangat penting untuk menganalisa perilaku material. Geologis akan mengidentifikasi petrologi dari material (batuan atau tanah) dan keadaan pelapukan dan fracture batuan . Data ini penting untuk selanjutnya mengetahui karakteristik dari properti mekanik dari material. Hal ini juga menyediakan informasi dari keragaman dari paramater massa batuan. Geologis juga mengidentifikasi strukutur geologi dari massa batuan yang dapat digunakan unutk menentukan secara tepat hubungan antara perbedaan material dari massa batuan dan mekanisme deformasi dan longsoran.

Data yang didapat dari pendekatan geologi awal ini sangat penting karena akan menjadi panduan untuk optimasi investigasi lapangan geologi dan geoteknik menggunakan subsurface geophysical methods, operasi pengeboran atau penggalian dangkal dilakukan dengan excavator yang ekonomis dan menyediakan informasi yang bernilai. Disarankan untuk mempertimbangkan “geotechnical enhancement” dari seluruh lubang bor untuk perhitungan deposit dan evaluasi sumberdaya. Hal yang juga penting adalah untuk menjadwalkan investigasi lapangan khusus untuk tujuan geoteknik, agar dapat diperhitungkan perencanaan lereng akhir tambang.

Perhatian khusus harus diberikan pada bidang diskontinuitas yang memotong massa batuan pada skala yang berbeda beda. Keragaman alami dari geometri juga pada parameter dari bidang diskontinuitas membutuhkan pengetahuan statistik untuk melakukan metode sampling yang ketat. Termasuk beberapa tahap pengukuran lapangan dari bidang diskontinuitas melalui survey yang sistematis pada singkapan, bidang ekskavasi atau orientasi inti bor seperti klasifikasi dari orientasi set bidang diskontinu menggunakan teknik projeksi stereograpis atau klasifikasi otomatis seperti analisa statistic dari parameter geometri dari setiap set bidang diskontinu menggunakan histogram dari parameter geometric dan bidang diskontinu yang akan menghasilkan paramter seperti ; dip direction, dip angle, kemenerusan, panjang bidang dan isian dari bidang diskontinu.

Beberapa lubang bor dipasang piezometers untuk mengukur tinggi dari muka air tanah.

Perolehan data fisik  dan parameter mekanik yang didapat dari sampel intact dibutuhkan untuk perhitungan lanjutan, dilakukan pengujian laboratorium untuk menentukan parameter fisik batuan dan karakteristik deformasi dan kekuatan batuan seperti densitas, keohesi, sudut geser dalam dan kuat geser batuan. 

2) Menentukan perilaku deformasi dan mekanisme dari longsoran

Analisis dari struktur geologi, parameter geoteknik dari material dan juga analisis dari tekanan mekanis yang dihasilkan dari penggalian penambangan akan membantu menggambarkan kondisi paling kritis dan akan dapat diidentifikasi mekanisme longsoran dan perilaku deformasi batuan.

Secara umum, penyederhanaan dari mekanisme kritis menggunakan model homogen dan teknik yang secara umum dibutuhkan untuk pemodelan dan kemudian dilkukan perhitungan secara numerik yang memungkinkan untuk perhitungan resiko longsor. Setiap proses penyederhanaan yang melekat pada setiap model numerik tidak dapat dianggap remeh dan digunakan dengan pertimbangan. Pada setiap situasi kita harus dapat memperkirakan perbedaan yang dihasilkan dari pemodelan dan pada kenyataan di lapangan.

• Beberapa tipe mekanisme longsoran 

Pada gambar dibawah, beberapa mekanisme longsor yang tergantung pada struktur massa geologi, dimana geologis mengidentifikasi permukaan dan volume dengan deformasi dan kekuatan geser paling rendah.

Gambar 1. Beberapa proses dari longsoran lereng: (a) longsoran bidang, (b) longsoran baji, (c) longsoran guling, (d) longsoran busur (Hoek and Bray).

Pada mekanisme longsoran bidang; permukaan longsor berhubungan dengan formasi perlapisan bidang sedimen (bedding), bidang foliasi atau schist pada formasi metamorphosis atau kekar (crack) atau kontak lithology antara pelapukan lempung dan batuan asli/dasar.

Longsoran yang terjadi pada dua atau lebih bidang diskontinu terjadi pada massa batuan dan melibatkan mekanisme perpotongan dispanjang bidang diskontinu sebagai longsoran baji, banyak tipe dari longsoran guling seperti mekanisme kompleks seperti arching, bending, toppling atau buckling dari perlapisan batuan yang hampir tegak.
 

Material batuan yang tidak trelalu keras atau adanya bidang diskontinu yang berperan pada terjadinya mekanisme ini.

Pada tanah yang terdapat joint dan massa batuan yang terlapukkan dimana tidak ada strukutr geologi yang mengotnrol terjadinya mekanisme longsoran, longsoran dengan permukaan yang paling tidak stabil adalah longsoran busur. Longsoran busur adalah hasil dari deformasi lokal. Ini adalah pola dasar dari longsoran alami (landslide); namun bentuk spesifik dari longsoran ini tidak dapat digeneralkan.

Sering, permukaan gelincir (secara umum pbentuk convex) yang dijadikan bidang lemah dari massa batuan, contohnya : bidang diskontinu yang sudah ada, joints pada stratigrafi atau pada zona perlapukan yang dalam.

Pada banyak kasus, bidang diskontinu dari massa batuan sama dengan perilaku mekanik dari material batuan yang berperan penting pada proses deformasi dan mekanisme longsoran. Pada kasus ini,massa batuan dalam skala besar mekanisme longsoran yang kompleks dapat terjadi dan sulit untuk ditandai. Beberapa kasus, model numerik dapat memperhitungkan ada atau tidaknya bidang diskontinu pada massa batuan yang dapat menggambarkan kemungkinan proses deformasi secara teoritis. Implementasi dari model ini membutuhkan pengetahuan yang komprehensif dari parameter mekanik. Pada tahap awal dari project, sistem pemantauan dan instrument dapat dipasang untuk memantau perilaku dan respon dari massa batuan, untuk mencapai model terbaik.

3)  Modelling – Deformasi dan perhitungan faktor keamanan.

Seluruh pengumpulan data geologi, hidrogeologi dan mekanik yang dikumpulkan untuk memungkinkan pembuatan model geomekanik dari massa batuan yang akan digunakan dari model komputasi numerik yang disesuaikan untuk mengidentifikasi mekanisme longsor dan deformasi pada tahap sebelumnya.

Penting untuk diketahui dan mengklarifikasi model dari desain pit, seperti skala dari geometri bench (kestabilan dari single bench, tiga, empat, lima atau seluruh pit, 100m, 300m, atau lebih), tipe dari beban mekanis (stabilitas jangka pendek dan panjang selama fase operasi penambangan, kestabilan jangka panjang dari desain akhir lereng pit dan setelah proses rehabilitasi, kondisi kestabilan lereng pada kondisi ekstrim (studi resiko) yang berhubungan dengan hidrolika seperti muka air tanah yang tinggi ataupun gempa bumi ; akurasi dari data geologi, hidrogeologi, dan geoteknik yang dikumpulkan untuk penelitian yang akan memberikan pengetahuan tentang kondis alami lingkungan. Untuk mengatasi masalah akurasi pada beberapa dataset, perlu untuk dilakukan parametrik análisis untuk mempertimbangkan variasi realistik dari data parameter yang buruk/ pencilan dan juga dibandingkan dengan response dari deformasi yang diharapkan pada tanah ataupun massa batuan.
 

Setelah diketahui maslah yang ada maka, perhitungan deformasi dan kestbailan dari parameter dapat dilakukan.

Perhitungan faktor keamanan adalah berdasarkan dari teori Limit Equilibrium. Masalah mekanik di sederhanakan dan kestabilan lereng ditentukan menggunakan konsep dari faktor keamanan (FK) yang ditentukan dari perbandingan antara gaya maksimum dari penahan dan gaya penggerak disepanjang permukaan dengan potensi longsoran. Dari sisi teori, lereng stabil jaika FK lebih besar dari 1, tapi dalam kenyataan lapangan, level dari tingkat keamanan harus disesuaikan untuk mencapai akurasi dari data masukkan. Untuk kestabilan jangka pendek faktor keamanan 1.2 atau 1.3 dapat diterima, sedangkan untuk kestabilan jangka panjang 1.4 dan 1.5. Sangat bijakasana untuk melakukan perhitungan menggunakan nilai rata rata dari dari parameter mekanik dan juga nilai paling kecil yang wajar. Nilai ini akan diajdikan acuan untuk proses desain.

Pada beberapa kasus, penyederhanaan dari konsep faktor keamanan dan dari proses deformasi adalah terlalu berlebihan, dan diperlukan untuk melakukan perhitungan deformasi yang akan memberikan deformasi dari tanah dan massa batuan sebagai tanggapan terhadap beban mekanis dan hidrolis.

Read More

Apa Itu Kohesi dan Sudut Geser Dalam

Kohesi dan sudut geser dalam adalah suatu parameter mekanika tanah dan batuan yang sangat sering dijadikan acuan dalam suatu design,  pengujian serta analisis suatu rancangan.

Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel dalam batuan, dinyatakan dalam satuan berat per satuan luas. Kohesi batuan akan semakin besar jika kekuatan gesernya makin besar. Nilai kohesi (c) diperoleh dari pengujian laboratorium yaitu pengujian kuat geser langsung (direct shear strength test) dan pengujian triaxial (triaxial test). 

 

Dikutip dari wikipedia bahwa kohesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang sama. Salah satu aspek yang memengaruhi nilai kohesi adalah kerapatan dan jarak antar molekul dalam suatu benda. Kohesi berbanding lurus dengan kerapatan suatu benda, sehingga bila kerapatan semakin besar maka kohesi yg akan didapatkan semakin besar. Dalam hal ini, benda berbentuk padat memiliki kohesi yang paling besar dan sebaliknya pada cairan.

Sedangkan sudut geser dalam batuan secara sederhana dapat kita lihat saat kita ambil sejumlah pasir dan kita tuang diatas permukaan, pasir tersebut akan membentuk sudut tertentu dengan permukaan. Inilah makna fisik dari sudut geser tanah pada kondisi tanpa tegangan pengekang. (dalam bahasa inggris: natural angle of repose.)

Sudut geser dalam merupakan sudut yang dibentuk dari hubungan antara tegangan normal dan tegangan geser di dalam material tanah atau batuan. Sudut geser dalam adalah sudut rekahan yang dibentuk jika suatu material dikenai tegangan atau gaya terhadapnya yang melebihi tegangan gesernya. Semakin besar sudut geser dalam suatu material maka material tersebut akan lebih tahan menerima tegangan luar yang dikenakan terhadapnya. 

Untuk memahami sudut geser dalam, bisa dibayangkan sebuah balok dengan berat W berada pada permukaan seperti pada bidang miring yang licin dengan permukaan sebuah bidang miring yang licin dengan luas bidang sentuh sebesar A berikut ilustrasinya.

Balok tersebut memiliki gaya penggerak yang diakibatkan oleh beratnya senduri yaitu sebesar W sin 𝛉 sedangkan gaya normal N dan koefisien gesek (Fges) menghasilkan gaya penahan yang disebut dengan gaya gesek Fs. Koefisien gesek merupakan faktor internal yang besarnya sama dengan tan  . Pada saaat balok akan tergelincir, maka besarnya gaya penahan sama dengan gaya penggerak seperti persamaaan berikut;

W sin 𝛉 =  tan  . (W cos 𝛉)

tan  𝛉 =  tan   

𝛉 = .  

Pada kondisi seperti ini, maka sudut kemiringan bidaang tersebut sama dengan sudut gesek dalam () dengan catatan kohesi sama dengan nol.

Based on Rock Mechanic book created by Made Astawa Rai, S.Kramadibrata, R.K. Watimena

Semoga Bermanfaat.

Read More

Uji Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Strength Test) UCS

Sebenarnya udah lama mau buat sendiri artikel tentang UCS Test, memang klo di lihat ada banyak blog yang membahas tentang pengujian UCS ini, tapi kebanyakan ga teratur dan ga jelas kemana arah dan ga ada hasilnya sama sekali. Kali ini saya akan mencoba dan menjelaskan apa fungsi dan tujuan dari UCS test, bagimana melakukan testnya dan nanti akan saya sertakan juga bagaimana saampai akhirnya kita mendapatkan nilai UCS dari suatu sampel batuan, ya batuan bukan tanah.

Setiap material apabila dikenai beban maka akan mengalami perubahan bentuk (deformasi). Gaya atau tekanan per satuan luas disebut stress, (). Selain stress, perubahan bentuk dalam hal ini perubahan dalam panjang, (∆l) dibanding dengan panjang semula, (l) disebut strain, (ε). Untuk tingkat tegangan yang lemah plot antara stress vs strain akan membentuk suatu garis lurus seperti yang terjadi pada material logam yang merupakan jenis material linear elastis. Gambar 1. menunjukkan keadaan tersebut.

Tentu saja ada stress maksimum yang dapat diterima oleh suatu bahan sebelum patah. Material untuk pemipaan seperti baja, peralon, mempunyai sifat seperti ini, ketika stress dinaikkan sampai tingkat paling tinggi maka patahan akan terjadi. Pada material rapuh seperti batuan, patahan bisa terjadi tiba-tiba dengan sedikit tambahan strain. Stress yang dibutuhkan untuk menyebabkan patahan disebut dengan uniaxial compressive strength, (Co). Closure pressure (stress) adalah harga rata-rata minimum dimana rekahan dapat terjadi. Nilai ini dapat meningkat jika tekanan pori-pori naik (poro-elasticeffect).

Unconfined Compression Strength test atau pengujian kuat tekan batuan utuh untuk menentukan kuat kekuatan batuan intact dengan sampel berbentuk silinder hasil dari pengeboran full coring. Pengujian ini menggunakan mesin tekan untuk menekan sampel batuan yang berbentuk silinder dari satu arah (uniaksial). Perbandingan antara tinggi dan diameter percontoh (l/D) mempengaruhi nilai kuat tekan batuan. Untuk pengujian kuat tekan secara umum digunakan perbandingan L= 2D. L adalah Length atau panjang dari sampel sedangkan D adalah diameter dari sampel batuan yang akan diuji. Sebagai standard bisa dicek di ASTM D 2166 Unconfined Compressive Strength.

Berikut saya sertakan ilustrasi gaya gaya regangan  yang bekerja pada saat dilakukannya penjuian kuat tekan batuan

Perpindahan gaya regangan dari sampel batuan baik aksial (∆l) maupun lateral (∆D) selama pengujian dapat diukur dengan menggunakan dial gauge secara manual yang membutuhkan ketelitian tinggi atau bisa juga dengan electric strain gauge yang hasilnya akan tercatat secara otomatis secara komputerisasi dan lebih praktis. Dari hasil pengujian kuat tekan, dapat digambarkan kurva tegangan-regangan (stress-strain) untuk tiap sampel batu, kemudian dari kurva ini dapat ditentukan sifat mekanik batuan. Sebenarnya dari UCS test tidak hanya nilai UCS yang bisa kita dapat tetapi nilai nilai seperti batas elastik, modulus Young dan Poison Ratio juga dapat kita tentukan dari hasil plot ke kurva tegangan - regangan. Lihat gambar dibawah.

Masih buingung ?. memang kalo cuma baca teori dan ga praktek langsung akan sulit, saya juga lebih senang learning by doing. Untuk prosedur pengujian mungkin bisa di cari sendiri ya, saya akan menjelaskan secara singkat pada dan jelas.

Sangat penting untuk diperhatikan bahwa bidang bagian atas dan bawah sampel batuan harus benar benar rata dan lurus agar mendapatkan nilai UCS yang maksimal. Selanjutnya sampel batuan bisa langsung dipasang di mesin uji tekan yang ada dial gauges nya. 

Disini masih digunakan dial gauges yang manual jadi harus benar benar cepat dalam mencatat perubahan dari dial gauge tersebut untuk nilai dari gaya deformasi yang diberikan (P1) ditunjukkan dial gauge berwarna putih, biasanya pada pengujian deformasi yang diberikan kita tentukan terlebih dahulu per berapa deformasi yang akan kita catat perubahan regangan lateral nya pada dial gauges berwarna kuning, bisa kelipatan 10, 20, ataupun 50 tergantung jenis batuan tersebut, jika batuan keras maka kita bisa tentukan kelipatan yang tinggi, jika batuan lunak maka kita bisa tentukan dengan kelipatan yang lebih kecil. Dari sampel diatas bisa kita lihat jenis batuan silty clay berarti batuan lunak, maka kita tentukan kelipatan 20 dengan kalibrasi dial gauge per 1 unit = 0.01 mm dan load dial per 1 unit = 0.3154 lb.

Dari gambar di atas setelah pengujian dilakukan maka dapat kita lihat perubahan dari sampel batuan yang diberi tekanan setelah dicatat dan diamati perubahan yang terjadi pada sampel batuan tersebut pada tabel berikut.

Yang kita dapatkan dari hasil pengujian adalah Deformation dial reading dan Load dial reading seperti yang sudah saya terangkan sebelumnya. Maka untuk pengisian tabel selanjutnya saya jelaskan dibawah ini:

1. Sample Deformation (∆l) = (Deformation dial reading) x (Angka Kalibrasi, saya gunakan 0.01 mm)

2. Regangan (Strain)(ε) = ∆l /Lo  (Panjang Sampel)

3. % Strain = Strain *100

4. Corrected area A = Ao/(1-ε1) = (Luas penampang awal) / (1- strain)

6. Load(lb)  = Load Dial Reading * 0.3154 lb

7. Load (KN) = (Load (lb) x konversi pound ke kg (0.4536) x gravitasi (m/s2).

8. Stress = P = F/ A = Load (KN)/ Corrected area

Hal yang harus benar benar diperhatikan adalah konversi satuan pada masing masing unit tabel dan perhitungan. Maka setelah semua langkah dan urutan selesai kita tinggal melakukan pengeplotan kedalam kurva tegangan dan regangan sehingga didapat nilai UCS dari sampel tersebut.

Maka dari kurva tegangan regangan didapat nilai UCS pada titik puncak sebelum batuan pecah atau failure dengan nilai 72 KPa. 

Pada kurva Mohr Coulumb bisa kita dapat nilai kohesi dari sampel batuan yang diuji yaitu c = qu/ 2.

Dengan nilai 36 KPa.

Jika ada yang kurang jelas, dapat didiskusikan di kolom komentar atau via email.

Semoga Bermanfaat.

Referensi;

• ASTM D2166 / D2166M - 16 Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil

Read More