BAB III PELAKSANAAN PENGUJIAN

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BAB III PELAKSANAAN PENGUJIAN"

Dewi Hartanto
7 tahun lalu
Tontonan:

1 BAB III PELAKSANAAN PENGUJIAN Pengujian dilakukan di Laboratorium Geomekanika, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung. Pengujian diawali dengan kegiatan pengeboran dan preparasi sampel uji. Kemudian dilakukan pengujian sifat fisik, uji kuat tekan, dan pengujian dengan emisi akustik. 3.1 PENGEBORAN DAN PREPARASI CONTOH Sampel batuan yang digunakan untuk penelitian diambil dari AB Tunnel PT Freeport Indonesia, Papua. Sampel batuan di bor dengan arah tertentu menggunakan mesin bor seperti terlihat pada Gambar 3.2. S ehingga dihasilkan 6 buah contoh batuan uji dengan arah sumbu lubang bor yang berbeda -beda seperti dapat dilihat pada Tabel 3.1. Gambar 3.1 Pengeboran Contoh Batuan III-1

2 Gambar 3.2 Mesin Bor Orientasi setiap contoh batuan uji diberikan dalam Tabel 3.1 sebagai berikut : Tabel 3.1 Data Arah Contoh Batuan Uji Emisi Akustik Kode Dip Sampel Direction Dip AE AE AE AE AE AE Preparasi contoh batuan meliputi pemotongan batuan, perataan, dan penghalusan permukaan. Contoh batuan dipotong dengan ukuran sesuai ketentuan dan persyaratan standar ASTM D atau ISRM (1985) yang secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 3.2. III-2

3 Tabel 3.2 Ketentuan dan Persyaratan Ukuran Contoh untuk Uji Laboratorium Menurut Standar ASTM D dan ISRM (1985) Jenis Uji Uji UCS Persyaratan Ukuran Contoh ISRM (1985) ASTM D Keterangan L/D = L/D = ASTM D D > 54 mm D > 47 mm ASTM D Permukaan sampel batuan yang sudah dipotong harus diratakan dan dihaluskan dengan menggunakan mesin asah atau ampelas. Hal ini bertujuan agar terjadi kontak menyeluruh antara plat penekan pada mesin UCS dan permukaan contoh batuan uji pada saat cont oh batuan ditekan sehingga terjadi distribusi gaya yang merata pada permukaan contoh batuan. Untuk sistem kontrol digunakan dial gauge dengan ketelitian 1 mm. Pada penelitian ini, beda tinggi antara titik-titik pada permukaan kontak contoh batuan dengan plat penekan diupayakan tidak melebihi 0,5 mm. 3.2 UJI SIFAT FISIK Uji sifat fisik dilakukan untuk mendapatkan parameter sifat fisik d ari suatu batuan yang meliputi bobot isi asli (natural density), bobot isi kering ( dry density), bobot isi jenuh (saturated density), kadar air asli (natural water content), kadar air jenuh (saturated water content), porositas (porosity), dan nisbah void (void ratio). Adapun tahapan uji sifat fisik yang dilakukan adalah sebagai berikut : Pengukuran tebal dan diameter contoh Contoh ditimbang, diperoleh berat natural (Wn) Contoh direndam dengan air dalam eksikator selama 24 jam agar batuan menjadi jenuh. Setelah 24 jam direndam, contoh ditimbang dan diperoleh berat jenuh (Ww) III-3

4 Selanjutnya contoh ditimbang dalam keadaan tergantung di dalam air, sehingga diperoleh Ws Contoh dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam dengan temperatur ± 90º Dari oven contoh ditimbang, diperoleh berat kering (Wo) 3.3 UJI SIFAT MEKANIK Pengujian yang dilakukan untuk menentukan sifat mekanik batuan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah uji kuat tekan uniaksial ( uniaxial compressive strength). Uji kuat tekan ini merupakan dasar untuk menentukan besarnya tekanan yang akan diberikan pada saat uji emisi akustik. Dari uji kuat tekan uniaksial ini akan diperoleh kurva tegangan-regangan yang akan memberikan parameterparameter sebagai berikut: kuat tekan uniaksial (σ c ), batas elastis (σ e ), modulus Young (E), nisbah Poisson s ( ). Tahapan uji kuat tekan diberikan sebagai berikut : Letakkan contoh batuan di antara plat penekan Atur posisi dial gauge yang akan mengukur regangan aksial dan lateral c ontoh batuan Buka katup hidrolik, sehingga oli mengalir ke dalam mesin Nyalakan mesin tekan, atur kecepatannya hingga terjadi kontak awal antara permukaan contoh batuan dengan plat penekan yang memberikan nilai tegangan kurang dari 1 kn. Atur kecepatan pembebanan Nyalakan mesin tekan, catat data regangan aksial dan lateral pada setiap tingkat tegangan tertentu Catat nilai tegangan saat contoh batuan pecah Release mesin tekan dengan cara menutup katup hidrolik III-4

5 3.4 UJI EMISI AKUSTIK Pengujian emisi akustik ini dilakukan dengan memberikan pembebanan uniaksial terhadap contoh batuan. Pembebanan dilakukan dalam 8-10 siklus yang bervariasi tergantung dari kekuatan batuan. Besarnya tekanan yang diberikan harus lebih kecil daripada nilai rata-rata kuat tekan batuan dan berada pada daerah elastis, yaitu daerah di antara closing crack dan yield point dimana tidak terjadi deformasi yang permanen pada saat tekanan dibuat nol Peralatan Peralatan yang digunakan dalam pengujian emisi akustik (Gambar 3.3) ini terdiri dari: a. Mesin tekan b. Peralatan uji emisi akustik terdiri dari perangkat keras ( hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras (hardware) yang digunakan antara lain adalah: - AEDSP-32/16 Boards (2 chanel per board) - Extra cooling fan untuk AEDSP board - 2 buah AE sensor (transduser) - Pre-Amplifier - Kabel penghubung antara Pre-Amplifier dengan computer c. Personal computer dengan spesifikasi minimal : 80486/33 MHz CPU, RAM 4 MB, Hardisk 4 MB, Diskdrive 1.44 MB, VGA card 1 MB. d. Load Cell 600 kn dengan kabel signal e. Dial Gauge f. Stabilizer Untuk perangkat lunak (software) digunakan program MISTRAS III-5

6 Gambar 3.3 Peralatan Uji Emisi Akustik Persiapan Uji Emisi Akustik Instalasi perangkat keras dan setting perangkat lunak harus dilakukan sebelum u ji emisi aksutik dimulai. Tahap-tahap instalasi perangkat keras uji emisi akustik adalah : a. AEDSP board dipasang pada slot motherboard yang tersedia di dalam komputer b. Kipas angin (cooling fan) khusus dipasang pada slot motherboard di sebelah AEDSP board untuk pendinginan c. Pre-amplifier pada output diset pada nilai 40 db dan input diset pada single input. III-6

7 d. Load cell dipasang pada alat tekan, kabel output load cell dihubungkan dengan load cell amplifier e. Kedua transduser dipasang di tengah -tengah contoh batuan dan diupayakan terletak pada satu garis. Sebelum transduser ditempel pada contoh, bidang kontak pada contoh harus diratakan agar transduser benar - benar menempel dan tidak ada rongga udara di antara transduser dan contoh batuan. f. Output dari load cell ampli fier dan pre-amplifier dihubungkan dengan AEDSP board panel belakang pada computer. Sedangkan set up perangkat lunak MISTRAS 2001 meliputi : a. Channel setup, menset chanel atau sensor yang akan diaktifkan dan memberi harga PDT (Peak Definition Time), HDT (Hi t Definition Time) dan HLT (Hit Lockout Time) sesuai dengan jenis material yang akan diuji. b. Signal Processing, terdiri dari sample rate (berapa sekon waktu yang dibutuhkan untuk mendeteksi satu gelombang), Low and High filter untuk memfilter noise yang mungkin terjadi ( biasanya digunakan 100 khz 1200 khz). c. Parametrik Setup, mengkalibrasi harga bacaan load cell agar yang tampil di komputer sesuai dengan nilai tegangan yang dialami contoh. d. Kalibrasi ini penting dilakukan setiap kali percobaan. Cara mengkalibrasinya adalah dengan memasukkan nilai Multiplier dan Offset. Multiplier L L V V 1 2, 1 2 (V 1.L 2 - V2.L1) Offset, dimana L 1 = nilai load (V - V ) pada volt = V 1 dan L 2 = load pada volt =V 2 e. Parameter-parameter yang akan diukur dapat dipilih dari menu grafik seperti hit, time, event rate, count rate, amplitudo dan lain-lain. f. Agar data emisi akustik yang didapat selama pengujian tersimpan ke dalam hardisk, maka option Autodump pada software MISTRAS 2001 harus diaktifkan terlebih dahulu sebelum pengujian dimulai. 1 2 III-7

8 3.4.3 Akusisi Data Uji Emisi Akustik Pengujian emisi akustik dilakukan pada saat contoh mengalami penekanan. Pemberian beban dilakukan dalam 8-12 siklus dengan besar pembeb anan yang bervariasi. Pengujian ini menghasilkan data yang menunjukkan adanya aktivitas emisi akustik pada contoh batuan. Data tersebut akan dirubah kedalam bentuk grafik hubungan Aktivitas emisi akustik (hits) dan gaya (kn). III-8

dokumen-dokumen yang mirip

BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN

BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. UJI SIFAT FISIK Parameter uji sifat fisik dari sampel batuan didapatkan dengan melakukan perhitungan terhadap data berat natural contoh batuan (Wn), berat jenuh