Metode Pengambilan Data Lapangan dan Ana
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS HASANUDDIN
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK GEOLOGI
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI
STUDI HUBUNGAN KUAT TEKAN DAN DERAJAT PELAPUKAN
BATUAN ANDESIT TERHADAP PEMBAGIAN ZONA PENAMBANGAN
PADA DAERAH BELABORI, KABUPATEN GOWA, PROVINSI
SULAWESI SELATAN
METODELOGI PENELITIAN
Nama
: M. Aburizal B
No. Mhs : D611 12 271
GOWA
2017
Metode Pengambilan Data Lapangan dan Analisis Data
“Studi Hubungan Kuat Tekan dan Derajat Pelapukan Batuan Andesit
Terhadap Pembagian Zona Penambangan Pada PT. Geostone Khamilah
Indonesia”
1. Metode Pengambilan Data Lapangan
A. Kuat Tekan
Pengambilan data lapangan untuk keperluan uji kuat tekan batuan
dilakukan dengan pengamatan singkapan dan pengujian In-situ dengan
menggunakan Schmidt Hammer. Tahapan pekerjaan lapangan yang dilakukan
meliputi :
Pengamatan singkapan.
Pendeskripsian litologi.
Pengujian Schmidt Hammer untuk menentukan parameter
kekerasan.
Pengambilan conto batuan dengan metode grid.
B. Derajat Pelapukan
Pengamatan singkapan untuk mengidentifikasi perkembangan
derajat pelapukan.
Pendeskripsian material batuan setiap derajat pelapukan.
Pengujian Schmidt Hammer untuk menentukan kondisi pelapukan
batuan.
Pengambilan conto batuan pada setiap derajat pelapukan.
Pengambilan foto dan pembuatan penampang morfologi yang
menggambarkan urutan derajat pelapukan.
2. Analisis Data
A. Tahap Pekerjaan Laboratorium
Pengujian sifat indeks batuan untuk mengetahui nilai porositas dan
berat isi kering (dry unit weight). Penentuan berat isi kering
bertujuan
untuk
mengkalibrasi
estimasi
nilai
kuat
tekan
berdasarkan uji Schmidt Hammer.
Analisis petrografi untuk mengetahui karakteristik mikroskopis dan
mineralogi batuan dalam setiap derajat pelapukan yang berbeda
dengan menggunakan sayatan tipis.
B. Tahap Pengolahan Data dan Analisis Data
Data hasil pengujian in situ dengan Schmidt hammer dan hasil
penentuan dry unit weight kemudian diolah untuk mencari nilai
kuat tekan uniaksial secara empiris. Dari data-data tersebut
kemudian dianalisis dalam hubungannya dengan derajat pelapukan
batuan andesit dan model yang menggambarkan hubungan antara
karakteristik kuat tekan batuan andesit dengan derajat pelapukan
batuan andesit. Kemudian nilai kuat tekan dan derajat pelapukan
batuan andesit akan dikorelasikan dengan pembagian zona
penambangan batuan andesit.
Karakterisasi Derajat Pelapukan
Metode untuk melakukan pengklasifikasian derajat pelapukan dimulai dari
pengamata visual, sehingga menjadi subyektif, hingga pada metode yang
berdasarkan hasil pengujian yang detail dan akurat. Menurut Zhao dkk. (1944),
untuk klasifikasi pelapukan batuan dengan tujuan keteknikan , beberapa kriteria
yang harus digunakan adalah :
a. Deskripsi batuan, meliputi warna, tekstur, perbandingan batuan/tanah pada
material dan massa batuan.
b. Slakability pada material batuan.
c. Indeks kekuatan, meliputi indeks Schmidt hammer, indeks point load, uji
kuat tekan (uniaxial compressive strenght), dan modulus elastisitas pada
material batuan.
d. Porositas pada material batuan.
e. Indeks jarak rekahan (fracture spacing indeks) dan Rock Quality
Designation pada massa batuan.
f. Permeabilitas batuan.
g. Indeks mikro meliputi indeks mikropetrografi dan rekahan mikro pada
material batuan.
Pengolahan Data
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.
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 teganganregangan (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.
Metode Uji Pembebanan (Load Test)
Point Load Test atau pengujian titik beban merupakan substansi pengujian
dari faktor kehadiran bidang lemah yang mempengaruhi kecepatan rambat
gelombang ultrasonik dari suatu batuan (spesimen batuan). Percontoh batuan
dapat berbentuk silinder.
Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar dan
cukup ringan. Pengujian cepat, sehingga dapat diketahui kekuatan Batuan
dilapangan, sebelum pengujian dilaboratorium dilakukan. Dari pengujian ini
didapat:
Is =
P
D2
Dimana : Is = Point load strength index ( Index Franklin )
P = Beban maksimum sampai percontoh pecah
D = Jarak antara dua konus penekan
Hubung anantara index franklin (Is) dengan kuat tekan (σt) menurut
BIENIAWSKI sebagai berikut:
σc= 18 – 23 Is
Untuk diameter percontoh = 50 mm. Jika Is = 1 Mpa maka index tersebut
tidak lagi mempunyai arti sehingga disarankan untuk menggunakan pengujian lain
dalam penentuan kekuatan (strength) batuan.
Pengujian ini menggunakan mesin uji point load dengan peconto berupa
silinder atau bentuk lain yang tidak beraturan. Pengujian point load ini merupakan
pengujian yang dapat dilakukan langsung di lapangan, dengan demikian dapat
diketahui kekuatan batuan di lapangan sebelum pengujian di laboratorium
dilakukan. Perconto yang disaranpkan untuk pengujian ini adalah batuan
berbentuk silinder dengan diameter kurang lebih 50 mm.
Dari uji ini akan didapatkan nilai point load strength index (Is) yang akan
menjadi patokan untuk menentukan nilai kuat tekan batuan (c).
3.1
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan :
1) Mesin pengujian point load test, untuk menekan perconto yang berbentuk
silinder, balok atau bentuk tidak beraturan lainnya dari satu arah secara
menerus/kontinu hingga perconto pecah.
2) Mistar, untuk mengetahui jarak perubahan axial antara dua konus penekan
pada alat point load.
3) Dial gauge, untuk mengukur beban maksimum yang dapat diterima contoh
batuan, hingga contoh tersebut pecah.
3.2
Prosedur
1) Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran
diameter 50 mm.
2) Contoh diletakkan diantara dua konus penekan alat point load, kemudian
dongkrak hidrolik diberikan tekanan sehingga kedua ujung konus penekan
tepat menekan permukaan contoh yang akan diuji.
3) Catat ukuran mistar pengukuran pada awal kedudukan kedua konus
penekan mulai menekan contoh.
4) Pemberian tekanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen pecah.
5) Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan matikan
alat penekan apabila perconto batuan sudah pecah.
6) Baca jarum penunjuk pembebanan maksimal (dial gauge) yang diberikan
alat sehingga perconto pecah.
7) Catat ukuran mistar pada akhir kedudukan, maka akan didapatkan nilai
jarak antara dua konus penekan.
Sistem klasifikasi derajat pelapukan batuan
(Irfan dan Dearman, 1978)
UNIVERSITAS HASANUDDIN
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK GEOLOGI
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI
STUDI HUBUNGAN KUAT TEKAN DAN DERAJAT PELAPUKAN
BATUAN ANDESIT TERHADAP PEMBAGIAN ZONA PENAMBANGAN
PADA DAERAH BELABORI, KABUPATEN GOWA, PROVINSI
SULAWESI SELATAN
METODELOGI PENELITIAN
Nama
: M. Aburizal B
No. Mhs : D611 12 271
GOWA
2017
Metode Pengambilan Data Lapangan dan Analisis Data
“Studi Hubungan Kuat Tekan dan Derajat Pelapukan Batuan Andesit
Terhadap Pembagian Zona Penambangan Pada PT. Geostone Khamilah
Indonesia”
1. Metode Pengambilan Data Lapangan
A. Kuat Tekan
Pengambilan data lapangan untuk keperluan uji kuat tekan batuan
dilakukan dengan pengamatan singkapan dan pengujian In-situ dengan
menggunakan Schmidt Hammer. Tahapan pekerjaan lapangan yang dilakukan
meliputi :
Pengamatan singkapan.
Pendeskripsian litologi.
Pengujian Schmidt Hammer untuk menentukan parameter
kekerasan.
Pengambilan conto batuan dengan metode grid.
B. Derajat Pelapukan
Pengamatan singkapan untuk mengidentifikasi perkembangan
derajat pelapukan.
Pendeskripsian material batuan setiap derajat pelapukan.
Pengujian Schmidt Hammer untuk menentukan kondisi pelapukan
batuan.
Pengambilan conto batuan pada setiap derajat pelapukan.
Pengambilan foto dan pembuatan penampang morfologi yang
menggambarkan urutan derajat pelapukan.
2. Analisis Data
A. Tahap Pekerjaan Laboratorium
Pengujian sifat indeks batuan untuk mengetahui nilai porositas dan
berat isi kering (dry unit weight). Penentuan berat isi kering
bertujuan
untuk
mengkalibrasi
estimasi
nilai
kuat
tekan
berdasarkan uji Schmidt Hammer.
Analisis petrografi untuk mengetahui karakteristik mikroskopis dan
mineralogi batuan dalam setiap derajat pelapukan yang berbeda
dengan menggunakan sayatan tipis.
B. Tahap Pengolahan Data dan Analisis Data
Data hasil pengujian in situ dengan Schmidt hammer dan hasil
penentuan dry unit weight kemudian diolah untuk mencari nilai
kuat tekan uniaksial secara empiris. Dari data-data tersebut
kemudian dianalisis dalam hubungannya dengan derajat pelapukan
batuan andesit dan model yang menggambarkan hubungan antara
karakteristik kuat tekan batuan andesit dengan derajat pelapukan
batuan andesit. Kemudian nilai kuat tekan dan derajat pelapukan
batuan andesit akan dikorelasikan dengan pembagian zona
penambangan batuan andesit.
Karakterisasi Derajat Pelapukan
Metode untuk melakukan pengklasifikasian derajat pelapukan dimulai dari
pengamata visual, sehingga menjadi subyektif, hingga pada metode yang
berdasarkan hasil pengujian yang detail dan akurat. Menurut Zhao dkk. (1944),
untuk klasifikasi pelapukan batuan dengan tujuan keteknikan , beberapa kriteria
yang harus digunakan adalah :
a. Deskripsi batuan, meliputi warna, tekstur, perbandingan batuan/tanah pada
material dan massa batuan.
b. Slakability pada material batuan.
c. Indeks kekuatan, meliputi indeks Schmidt hammer, indeks point load, uji
kuat tekan (uniaxial compressive strenght), dan modulus elastisitas pada
material batuan.
d. Porositas pada material batuan.
e. Indeks jarak rekahan (fracture spacing indeks) dan Rock Quality
Designation pada massa batuan.
f. Permeabilitas batuan.
g. Indeks mikro meliputi indeks mikropetrografi dan rekahan mikro pada
material batuan.
Pengolahan Data
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.
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 teganganregangan (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.
Metode Uji Pembebanan (Load Test)
Point Load Test atau pengujian titik beban merupakan substansi pengujian
dari faktor kehadiran bidang lemah yang mempengaruhi kecepatan rambat
gelombang ultrasonik dari suatu batuan (spesimen batuan). Percontoh batuan
dapat berbentuk silinder.
Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar dan
cukup ringan. Pengujian cepat, sehingga dapat diketahui kekuatan Batuan
dilapangan, sebelum pengujian dilaboratorium dilakukan. Dari pengujian ini
didapat:
Is =
P
D2
Dimana : Is = Point load strength index ( Index Franklin )
P = Beban maksimum sampai percontoh pecah
D = Jarak antara dua konus penekan
Hubung anantara index franklin (Is) dengan kuat tekan (σt) menurut
BIENIAWSKI sebagai berikut:
σc= 18 – 23 Is
Untuk diameter percontoh = 50 mm. Jika Is = 1 Mpa maka index tersebut
tidak lagi mempunyai arti sehingga disarankan untuk menggunakan pengujian lain
dalam penentuan kekuatan (strength) batuan.
Pengujian ini menggunakan mesin uji point load dengan peconto berupa
silinder atau bentuk lain yang tidak beraturan. Pengujian point load ini merupakan
pengujian yang dapat dilakukan langsung di lapangan, dengan demikian dapat
diketahui kekuatan batuan di lapangan sebelum pengujian di laboratorium
dilakukan. Perconto yang disaranpkan untuk pengujian ini adalah batuan
berbentuk silinder dengan diameter kurang lebih 50 mm.
Dari uji ini akan didapatkan nilai point load strength index (Is) yang akan
menjadi patokan untuk menentukan nilai kuat tekan batuan (c).
3.1
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan :
1) Mesin pengujian point load test, untuk menekan perconto yang berbentuk
silinder, balok atau bentuk tidak beraturan lainnya dari satu arah secara
menerus/kontinu hingga perconto pecah.
2) Mistar, untuk mengetahui jarak perubahan axial antara dua konus penekan
pada alat point load.
3) Dial gauge, untuk mengukur beban maksimum yang dapat diterima contoh
batuan, hingga contoh tersebut pecah.
3.2
Prosedur
1) Contoh batuan yang digunakan dalam uji ini disiapkan dengan ukuran
diameter 50 mm.
2) Contoh diletakkan diantara dua konus penekan alat point load, kemudian
dongkrak hidrolik diberikan tekanan sehingga kedua ujung konus penekan
tepat menekan permukaan contoh yang akan diuji.
3) Catat ukuran mistar pengukuran pada awal kedudukan kedua konus
penekan mulai menekan contoh.
4) Pemberian tekanan dilakukan sedikit demi sedikit hingga specimen pecah.
5) Pembebanan dihentikan setelah specimen mengalami pecah dan matikan
alat penekan apabila perconto batuan sudah pecah.
6) Baca jarum penunjuk pembebanan maksimal (dial gauge) yang diberikan
alat sehingga perconto pecah.
7) Catat ukuran mistar pada akhir kedudukan, maka akan didapatkan nilai
jarak antara dua konus penekan.
Sistem klasifikasi derajat pelapukan batuan
(Irfan dan Dearman, 1978)