BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Mekanika batuan adalah salah cabang disiplin ilmu geomekanik. Mekanika batuan merupakan ilmu yang mempelajari sifat-sifat mekanik batuan dan massa batuan. Hal ini menyebabkan mekanika batuan memiliki peran yang dominan dalam operasi penambangan, seperti pekerjaan penerowongan, pemboran, penggalian, peledakan dan pekerjaan lainnya. Uji triaksial merupakan salah satu bentuk pengujian untuk mengetahui sifat mekanik suatu batuan. Pengujian triaksial akan memberikan sifat-sifat mekanik batuan kuat geser ( ), kohesi (C), sudut geser dalam (, kuat tekan batuan ( c ), dan kuat tarik batuan ( t ). Uji triaksial membutuhkan jumlah contoh batuan yang tidak sedikit. Sehingga pelaksanaannya contoh batuan memerlukan biaya yang cukup besar dan waktu yang cukup lama. Selain itu, pengujian dengan menggunakan banyak contoh batuan akan menyebabkan besarnya keheterogenan batuan. Beberapa ilmuwan mengusulkan pengujian triaksial multitahap sebagai metoda yang cocok untuk memecahkan masalah uji triaksial konvensional (Kovari & Tisa, 1975; Kim & Ko, 1979; Crawford & Wylie, 1987; dan Pagoulatos, 2004). Berbeda dengan uji triaksial konvensional, pengujian triaksial multitahap hanya memerlukan satu contoh batuan. Hal ini akan mengakibatkan biaya dan waktu yang dikeluarkan lebih sedikit. Selain itu pengujian ini dapat mengurangi pengaruh keheterogenan pada contoh batuan. Pada uji triaksial konvensional, beberapa contoh batuan yang telah dipreprasi akan diberikan tekanan pemampatan yang berbeda-beda secara bertahap. Sedangkan pada uji triaksial multitahap, satu contoh batuan diberikan tekanan pemampatan yang berbeda-beda. Setiap tahap pembebanan akan dihentikan pada saat batuan tepat akan 1
runtuh. Hasil yang diharapkan dari triaksial multitahap ekivalen dengan hasil uji triaksial metode konvensional. Laboratorium Geomekanika Tambang dan Peralatan Tambang ITB adalah tempat dilakukan penelitian ini dilakukan. Sebelumnya, di tempat ini, Boediman (2007) dan Prassetyo (2008) telah melakukan penelitian uji triaksial multitahap pada batupasir. Hasil dari kedua penelitian tersebut menyatakan terjadinya pengurangan kekuatan pada triaksial multitahap jika dibandingkan dengan triaksial konvensional. namun karakteristik mekanik. Namun perbedaan sifat mekanik antara uji triaksial metode multitahap dan konvensional tidak terlalu signifikan. Penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian triaksial multitahap yang sebelumnya dilakukan di Laboratorium Geomekanika dan Peralatan Tambang. Berbeda dengan Boediman (2007) dan Prassetyo (2008), penelitian ini menggunakan contoh batu andesit yang diuji dengan menggunakan metode pengujian sifat fisik, uji cepat rambat gelombang ultrasonik, kuat tekan uniaksial, kuat tarik tak langsung (Brazilian test), triaksial konvensional dan multitahap. Karakteristik mekanik (C,, c, t ) dan kriteria keruntuhan yang diperoleh dari hasil pengujian triaksial multitahap kemudian dibandingkan dengan hasil pengujian triaksial konvensional. 1.2 BATASAN PENELITIAN Batasan-batasan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Penelitian menggunakan contoh batuan andesit. 2. Pengujian triaksial multitahap menggunakan faktor gaya tekan sebagai kontrol pembebanan untuk menghentikan pembebanan pada setiap siklusnya. 3. Penelitian ini dititikberatkan pada karakteristik mekanik (C,, c, t ) yang diperoleh melalui pengujian triaksial konvensional dan triaksial multitahap pada kondisi alamiah contoh batuan. 4. Pengujian triaksial konvensional menggunakan minimal lima contoh batuan. 2
5. Pengujian triaksial konvensional dan multitahap menggunakan lima tekanan pemampatan yang berbeda, yaitu 5, 12,5, 19, 25 dan 30 MPa. 6. Perubahan temperatur dan kelembaban selama pengujian tidak diperhitungkan. 1.3 TUJUAN PENELITIAN 1. Menentukan sifat-sifat mekanik contoh batuan andesit melalui pengujian triaksial konvensional dan triaksial multitahap. 2. Membandingkan hasil pengujian antara metode triaksial multitahap dan triaksial konvensional. 3. Menentukan kriteria keruntuhan untuk kondisi alamiah secara teoritis dan empiris pada batuan andesit dengan menggunakan data hasil pengujian triaksial konvensional dan triaksial multitahap. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini yaitu dapat menjadi pengetahuan untuk pemahaman lebih mendalam mengenai pengujian triaksial baik konvensional maupun multitahap pada batuan khususnya batuan andesit. Melalui penelitian ini, juga diharapkan agar uji triaksial multitahap dapat lebih dikembangkan mengingat kelebihan dari pengujian ini jika dibandingkan dengan pengujian triaksial konvensional. 1.5 METODOLOGI PENELITIAN Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: 1. Studi literatur mengenai pengujian sifat fisik batuan, uji cepat rambat gelombang ultrasonik, uji kuat tarik tak langsung, uji kuat tekan uniaksial, uji triaksial konvensional, dan uji triaksial multitahap. 2. Pembuatan diagram alir penelitian. 3
3. Preparasi contoh batuan untuk memenuhi persyaratan contoh batuan untuk uji sifat fisik, uji sifat dinamik (ultrasonic velocity test), uji kuat tekan uniaksial, uji kuat tarik tak langsung (Brazilian test), triaksial konvensional, dan triaksial multitahap. 4. Persiapan alat pengujian. 5. Pengujian sifat fisik. 6. Pengujian sifat dinamik batuan (ultrasonic velocity test) menggunakan PUNDIT (Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester). 7. Pengujian sifat mekanik contoh batuan melalui pengujian kuat tekan uniaksial (UCS). 8. Pelaksanaan pengujian kuat tarik tak langsung (Brazilian test). 9. Penentuan tekanan pemampatan untuk pengujian triaksial konvensional dan triaksial multitahap. 10. Pelaksanaan uji triaksial konvensional dan triaksial multitahap. 11. Analisis dan pengolahan data. 12. Kesimpulan dan saran. 4
1.6 DIAGRAM ALIR PENELITIAN Diagram alir penelitian ini dibuat dengan menggunakan metodologi penelitian (subbab 1.5) sebagai pedoman. Gambar 1.1 Diagram alir penelitian 5