7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
1/97
112#2#Pemboran
PemboranPengga
lian
Pengga
lianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
22
KARAKTERISTIK BATUANKARAKTERISTIK BATUAN
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
2/97
222#2#Pemboran
PemboranPengga
lian
Pengga
lianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
Pert
mbanganITBITB
KARAKTERISTIK TEKNISKARAKTERISTIK TEKNIS BATUANBATUAN
Batuan kuat membutuhkan energi pemboran dan
penggalian lebih besar daripada batuan lemah Ketidakhadiran bidang lemah akan membutuhkan energi
penggalian lebih besar untuk mendapatkan fragmentasiyang diinginkan, sedangkan adanya bidang lemah bisa
mengakibatkan masalah pada kegiatan pemboran
Batuan lunak atau plastik cenderung untuk menyerapenergi pemboran dan penggalian
Batuan ber-bobot isi tinggi membutuhkan energipemboran dan penggalian lebih besar.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
3/97
332#2#Pemboran
PemboranPengga
lian
Pengga
lianSKSKDepartemen
Departe
menTeknik
TeknikPert
mbangan
Pert
mbanganITBITB
PendahuluanPendahuluan
Metode pengeboran dan penggalian ditentukan
oleh:
Karakteristik batuan utuh & massa batuan
Jenis & Kapasitas mesin gali
Jenis & karakteristik gigi gali
Sifat batuan yang berpengaruh:Sifat fisik batuan utuh
Sifat mekanik statik batuan utuh
Sifat mekanik dinamik batuan utuh
Struktur massa batuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
4/97
442#2#Pemboran
PemboranPengga
lian
Pengga
lianSKSKDepartemen
Departe
menTeknik
TeknikPert
mbangan
Pert
mbanganITBITB
VariasiVariasi StrukturStruktur BatuanBatuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
5/97
552#2#Pemboran
PemboranPengga
lian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPert
mbangan
Pert
mbanganITBITB
KekuatanKekuatan BatuanBatuan UtuhUtuh & Massa& Massa BatuanBatuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
6/97
662#2#Pemboran
PemboranPengga
lian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPert
mbangan
Pert
mbanganITBITB
EfekEfek SkalaSkala
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
7/97
772#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPert
mbangan
Pert
mbanganITBITB
SSifatifat FisikFisik
BatuanBatuan UtuhUtuh
PenggalianPenggalian
Core CuttabilityVARI
Uji Cuttability
Pemboran, PenggalianPemboran, Penggalian
Schimazek FactorCerchar Abrasivity Index (CAI)
Abrasivitas
PenggalianKecepatan Seismik LabSifat Dinamik
PenggalianPemboran, PenggalianPenggalianPenggalianPemboran, PenggalianPemboran
PemboranPemboranPemboran
Brittleness indexPoint Load Index-PLIImpact Strength Index-ISIO&K Wedge TestHardgroove Grindability IndexBreaking Characteristic
Rock DrillabilityDrilling Rate IndexDrillability Barre Granite
IndeksKekuatanBatuan
Pemboran, PenggalianPemboran, Penggalian
Penggalian
Young's ModulusSpesifik Fraktur Energi
Toughness Index
PerilakuKonstitutif Uji
UCS
Pemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPenggalian
Kuat Tekan UCSKuat Tarik BrazilianKuat Geser
StandardKuat Batuan
Pemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPenggalianPenggalianPenggalianPenggalianPemboran, Penggalian
Kekerasan MineralogiKekerasan Mohs & RosivalKoefisien CementasiCone indenterUji Dynamic reboundShore sclerescopeSchmidt rebound hammerModified Schmidt hammer
KekerasanMaterial
Pemboran, PenggalianPemboran, PenggalianPemboran, Penggalian
Kandungan airBobot isiPorositas
Sifat Fisik
PengaruhnyaParamaterSifat batuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
8/97
882#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPert
mbangan
PertmbanganITBITB
SSifatifat MekanikMekanik BBatuanatuan UUtuhtuh UUjiji SStandardtandard
Kuat tekan, statik dan dinamik
Kuat tarik, statik dan dinamik
Modulus Young, statik dan dinamik
Nisbah Poisson, statik dan dinamik
Kuat geser Kecepatan ultrasonik
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
9/97
992#2#Pemboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
KuatKuat TTekanekan UUniaksial (UCS)niaksial (UCS)
- 101 - 2 5Sangat lunak
10 30 [2-3]25 - 50Lunak
30 60 [3-4,5]-Cukup lunak
60 120 [4,5-6]50 - 100Keras sedang
120 200 [6-7]100 - 250Keras
200 [7]250 - 700Sangat keras
Tamrock, 1988Bieniawski, 1973
UCS (MPa)
Klasifikasi
(Tamrock Surface Drilling and Blasting, 1988), Mohs Hardness [-]
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
10/97
10102#2#Pemboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
KlasifikasiKlasifikasi JenisJenis AplikasiAplikasi GigiGigi GaliGali
(Durst & Vogt, 1988 & Hagan, 1990)(Durst & Vogt, 1988 & Hagan, 1990)
> 240Keras - sangat kerasButton cutter
5 - 130Lunak - kerasDisc cutter
< 124Sangat lunak - lunakDrag/point pick
< 20Sangat lunakWedge tooth
UCS (MPa)Klasifikasi Batuan UtuhAlat Gali
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
11/97
11112#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Energi Fraktur Spesifik UCS = Wsf = c x p
E
c
2
2
Toughness Indeks (Singh, 1983) = TI = x 100
Energi Fraktur UCS = Wf = Fp x l
Rock Toughness (Farmer, 1986) = RT=E
c
2
PersamaanPersamaan KurvaKurva TeganganTegangan ReganganRegangan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
12/97
12122#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
KuatKuat TarikTarik Brazilian (UTS)Brazilian (UTS)
UTS
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
13/97
13132#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
KuatKuat TarikTarik DinamikDinamik
Kuat tarik dinamik batuan jauh lebih kecil daripada kuat
tekan statiknya.
Kuat tarik dinamik sangat penting untuk diketahui dalam
proses penggalian mekanis dan peledakan.
Tegangan tarik tangensial harus lebih besar daripadakuat tarik dinamik agar terjadi rekahan radial
Bila spalling diinginkan untuk terjadi, kuat tarik dinamik
harus lebih kecil daripada tegangan tarik radial yangdihasilkan dari pantulan pulsa tegangan tekan awal di
bidang bebas.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
14/97
14142#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Klasifikasi Brittleness IndexKlasifikasi Brittleness Index
Sangat brittle15 20
Sangat brittle tak plastik12 15
Rata-rata jenis batuan8 12
Tough & plastik7 8
Sangat tough & plastik6 7
KeteranganBrittleness Index
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
15/97
15152#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
PenggalianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
KecepatanKecepatan UUltrasonikltrasonik
Uji (ISRM 1981) untuk mengukur cepat rambat gelombang
ultrasonik pada contoh batu sebelum uji UCS.
cepat rambat gelombang primer (VLp)
cepat rambat gelombang sekunder (VLs).
Modulus Elastik dinamik dapat dihitung.
Kemampugalian batuan ditentukan juga oleh karakteristikdinamiknya, karena perjalanan gelombang akibat benturan mata bor
dan gigi-gigi alat gali terhadap batuan merupakan gerakan dinamik.
Setiap batuan selalu memiliki rekahan awal (pre-existing cracks).
Tergantung dari proses pematangannya didalam, rekahan awal inidapat saja bertambah.
Menaiknya rekahan awal akan menurunkan kecepatan ultrasonik.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
16/97
16162#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
KecKec.. RambatRambat Gel.Gel. UltrasonikUltrasonik
Kecepatan rambat gelombang tekan
Kecepatan rambat gelombang geser
Modulus Young dinamik
Modulus geser dinamik
Nisbah Poisson dinamik
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
17/97
17172#2#P
emboran
P
emboranPenggalian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
ParameterParameter DinamikDinamik
Modulus Geser: G = .vs2
= massa per satuan volume
=2
p
s
2
p
s
V
V
12
VV21
vNisbah Possion:
Modulus Young Dinamik: E = 2 (1+) G
Konstanta Lame: = (vp2 2 vs
2)
Modulus Ruah: K = (/3) (3vp2
4 vs2
)
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
18/97
18182#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
SSifatifat MekanikMekanik BatuanBatuan UtuhUtuh MenurutMenurut
UjiUji IndeksIndeks
Point Load Index (aksial & diametrikal) - ISRM, 1985
Breaking Characteristic
Rock Drillability
Drilling Rate Index
Drillability Barre Granite Cutting Resistance Wedge Test (FA & FL) - O & K
Voest Alpine Rock Cuttability Index (VA-RCI)
Core Cuttability (Roxborough, 1981)
Impact Strength Index
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
19/97
19192#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPertmbangan
Per
tmbanganITBITB
Point Load Index (PLI)Point Load Index (PLI)
Uji PLI dilakukan untuk mengetahui kekuatan (strength) contoh batu
secara tidak langsung di lapangan
Bentuk contoh batu: silinder atau tidak beraturan.
Peralatan yang digunakan mudah dibawa-bawa, tidak begitu besar
dan cukup ringan sehingga dapat dengan cepat diketahui kekuatanbatuan di lapangan, sebelum dilakukan pengujian di laboratorium.
Contoh yang disarankan untuk pengujian ini berbentuk silinder
dengan diameter = 50 mm (NX = 54 mm).
Fracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuitFracture Index dipakai sebagai ukuran karakteristik diskontinuiti dani dandidefinisikan sebagai jarak ratadidefinisikan sebagai jarak rata--rata fraktur dalam sepanjang bor intirata fraktur dalam sepanjang bor inti
atau massa batuanatau massa batuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
20/97
20202#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
Departe
menTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
TipeTipe && SyaratSyarat ContohContoh BatuanBatuan
UjiUji PLIPLI(ISRM, 1985)(ISRM, 1985)
L
P
D
W
L > 0,7D
a. Uji Diametrikal
D
D/W = 1.1 0.05
b. Uji Aksial
D
L
W1
W2
D/ W =1.0 1.4
W = (W1+W2)/2
L > 0,5DP
P
P
PP
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
21/97
21212#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
Breaking CharacteristicsBreaking Characteristics
Breaking characteristic menggambarkan sifat batuan
sebagai reaksi apabila dipukul dengan palu.
Setiap jenis batuan mempunyai sifat khusus dan derajat
kerusakan yang berhubungan dengan tekstur, komposisi
mineral, dan strukturnya.
Breaking characteristic berbagai batuan dinyatakan
sebagai The Los Angeles Co-Efficient (ukuran relatif
untuk menentukan tahanan batuan terhadap
penghancuran).
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
22/97
22222#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDeparte
men
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
Rock DrillabilityRock Drillability
Rock drillability adalah kecepatan penetrasi (penembusan) mata-bor kedalam batuan & merupakan fungsi dari beberapa sifat batuan: Kekuatan batuan utuh
mineralogi abrasivitas kekerapan kekar
Ukuran butir tekstur
derajat pelapukan, dan lain sebagainya.
Beberapa metoda empirik telah dikembangkan untuk memperkirakan unjukkerja pengeboran dalam macam-macam batuan.
Indeks khusus untuk rock drillability antara lain: Drilling Rate Index (DRI) atau indeks laju pengeboran
Bit wear index (BWI)
Klasifikasi jenis batuan berdasarkan drillability dari Barre granite Moh's test Klasifikasi Protodyakonov
BWI & DRI saling berbanding terbalik. Jika batuan mempunyai BWI rendah
maka DRI-nya tinggi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
23/97
23232#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
Drilling Rate IndexDrilling Rate Index (DRI)(DRI)
DRI bukan merupakan petunjuk langsung kecepatan pengeboran
tetapi merupakan ukuran relatif dari kecepatan pengeboran.
DRI ditentukan berdasarkan dua parameter:
Harga kerapuhan S20 (friability value S20)
Harga Sievers J (SJ value)
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
24/97
24242#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
Drilling Rate IndexDrilling Rate Index
SJ diperoleh dari miniature drill test:
Mata bor (diameter sekitar 10 mm) diputar 200 kali
SJ = rata-rata kedalaman dari 4-8 kali pengeboran dandinyatakan dalam 0.1 mm
Dengan menggunakan S20 dan SJ, DRI dapat ditentukan
Ditentukan berdasarkan:
Harga kerapuhan S20 Harga saringan J (SJ)
S20 diukur dari brittleness test:
Beban 14 kg dijatuhkan berulang-ulang (20 kali) dari ketinggian25 cm terhadap contoh seberat 0,5 kg.
S20 = Prosentase undersizesaringan 11,2 mm
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
25/97
25252#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
PenentuanPenentuan
SS2020 dandan SJSJ
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
26/97
26262#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
Penentuan Drilling Rate IndexPenentuan Drilling Rate Index
3Sangat rendah114Sangat tinggi
13Rendah sekali86Tinggi sekali
23Rendah65Tinggi
33Medium49Medium
43Tinggi37Rendah
53Tinggi sekali28Rendah sekali
63Sangat tinggi21Sangat rendah
Bit Wear Index, BWIDrilling Rate Index,DRI
Classification of Drilling Rate Index and Bit Wear Indexfor rock formations with quartz content of 10-40%
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
27/97
27272#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
Per
tmbanganITBITB
Kecepatan pemboran relatif dalam barre graniteditetapkan
mempunyai harga 1,00 dan drillabilitydari bermacam-macam
batuan dapat diperoleh dengan mengalikan kecepatan pengeboran
dalam barre granitedengan faktor drillability yang tercantum dalamtabel.
Kecepatan pengeboran dalam barre granite90 cm/menit, faktor
drillabilitydari batuan gamping di Tulsa = 1,2, maka kecepatan
pengeboran dalam batuan gamping Tulsa adalah 108 cm/menit.
KlasifikasiKlasifikasi BBatuanatuan MMenurutenurut
Drillability Barre GraniteDrillability Barre Granite
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
28/97
28282#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
PertmbanganITBITB
RumusRumus KKombinasiombinasi KKecepatanecepatan PPengeboranengeboran DDalamalam
BBarrearre GGraniteranite
N = 31 P/d1,4
Keterangan: N = kecepatan pengeboran netto dalam "barre granite"
(m/menit) P = rock drill(kinetic) out put power(KW)
D = diameter lubang (mm)
Contoh:Rock drill H L 538
Kinetic out put power = 15,5 KWDiameter lubang = 89 mmKecepatan pengeboran netto = 0,87 m/menit
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
29/97
29292#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPer
tmbangan
PertmbanganITBITB
Drilling Rate IndexDrilling Rate Index
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Drilling Rate Index
GRANITE GNEISSANORTHOSITE
AMPHIBOLITE
MICA GNEISS
MARBLELIMESTONEQUARTZITE
PHYLITEDIABASE
PEGMATITESANDSTONE
DIORITE
SLATE SHALEGABBRO
MONTSONITE
NORITEGREYWACKE
MICA SCHISTGNESIS GRANITE
GNESIS
GRANITETACONITE
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
30/97
30302#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Drillability FactorDrillability Factor BBatuanatuan
1,79Davenport, Iowa, USALimestone
1,77Portsmouth, N.H. USALimestone1,22Saratoga, N.Y. USALimestone
0,84Kirkland Lake, Ontario, CanadaTaconite1,19Tulsa, Ok. USALimestone
1,00Sarajevo, YugoslaviaSiderite0,94Bellefonte, Pa. USALimestone
0,90Sarajevo, YugoslaviaSiderite0,89Buffalo, N.Y. USALimestone
0,89Sufferen, N.Y. USASiderite0,89Millerville, Va. USALimestone
2,00Scranton, Pa. USAShale0,78Washington, USALimestone
0,75Michel, B.C., CanadaShale1,50Sarajevo, YugoslaviaHermanite red
0,60Hanover, Pa. USASandy dolomite0,89Vancouver, B.C. CanadaGranite gneiss
0,75Michel, B.C. CanadaSandstone0,67Lamburg, NJ. USAGranite gneiss
0,60Kirkland Lake, Ontario, CanadaRhyolite1,10California, USAGranite
0,78New ZealandQuartzite1,05Newark, NJ. USAGranite
0,72CanadaQuartzite0,78Snettlesham Dam, Alaska, USAGranite
0,56Minessota, USAQuartzite0,67Westchester, NJ. USAGranite
0,33CanadaQuartzite0,75Denver, Colorado, USAFelsite
0,89Murdockville, Quebec, CanadaPorphyry1,70Hanover, Pa. USADolomite
0,82Denver, Colorado, USAPorphyry0,34Oregon, USADiorite
0,67Vancouver, B.C. CanadaPegmatite0,78New GuineaChalco-pyrite
0,59Kirkland Lake, Ontario, CanadaMagnesite0,89Hanover, Pa. USACalcite
0,56Kiruna, SwedenMagnesite0,56New York, USABasalt
0,55CanadaMagnesite1,00Barre, Vermont, USABarre granite
0,67Kiruna, SwedenMagnesite0,89Soina, SwedenBanded gneiss
0,94Vienna, AustriaMagnesite1,27Messy Rock, Washington, USAAndesit
DFAsal BatuanJenis BatuanDFAsal BatuanJenis Batuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
31/97
31312#2#P
emboran
P
emboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
O&K Wedge TestO&K Wedge Test
Uji wedge ini mulanya dikembangkan oleh Oreinstein dan Koppel
(O&K) dari Lbeck, Jerman (Rasper, 1975) untuk menentukan
tahanan gali (digging resistance) batuan keras dan kompak
Untuk analisa kemampugalian BWE dengan gigi tipe pahat pipih
(wedge) & gigi tipe point pick menggunakan PLI
Uji ini dipublikasikan dalam O&K Publication Soil testing equipment
operating instructions No. 834 601-12.
Prosedur ideal penentuan kemampugalian (diggability) suatu batuan
dengan BWE adalah dengan melakukan pengujian insitu dengan
BWE-nya di lapangan
C h b d
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
32/97
32322#2#P
emboran
PemboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
Depart
emenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Wedge TestWedge Test Contoh batuan 15 cm x 15 cm x 15 cm dan
ditekan oleh baji hingga belah.
FL = FA =
FL = Tahanan gali per unit panjang, kN m-1.
FA = Tahanan gali per unit luas, kN m-2 = kPa.F = Beban belah, N.
L = Panjang total bagian yang terbelah, m.A = Luas total bagian yang terbelah, m2.
L
F
A
F
C
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
33/97
33332#2#P
emboran
PemboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepartemen
Depart
emenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
VoestVoest--Alpine Rock Cuttability IndexAlpine Rock Cuttability Index
VAVA--RCIRCI VA-RCI dikembangkan di Zeltweg, Austria
(Gehring, 1982)
Untuk analisa kinerja road header dan tunnel
boring machine.
Contoh batuan min 7 cm & di semen moulded
10x10x10 cm lalu dipotong jadi 2 contoh
10x10x5 cm.
Pengujiannya menggunakan pin besi-baja
bulat yang ujungnya dipasang tungstencarbide yang dipasang pada mesin gurdi.
Pin dijepit mesin bor & ditempelkan di atas
contoh dengan 764 rpm (radius = 25 mm), 5
detik dan beban statik 200 N.
Kedalaman parit diukur 4 sisi siku dengan
ketelitian 0.1 mm.
VA-RCI dihitung dari kedalaman rata-rata dari
empat pengukuran.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
34/97
34342#2#Pemboran
PemboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepart
emen
Depart
emenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Uji Core CuttabilityUji Core Cuttability
Prosedur uji core cuttability menurut Roxborough (1987)
Uji ini mencari Energi Spesifik suatu contoh batuan
ES menghitung gaya potong & gaya normal rata-rata yang diperlukan
oleh sebuah pick memotong parit sepanjang tertentu pada sebuah
contoh batu berbentuk silinder
Gaya potong memberikan tegangan transient pick saat memotong,
gaya normal adalah gaya yang harus dibangkitkan oleh sebuah mesin
saat mempertahankan kedalaman pemotongannya
Gaya potong adalah satu dari gaya-gaya ortogonal yang bekerja pada
pick saat memotong batu.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
35/97
35352#2#Pemboran
PemboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepart
emen
Depart
emenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
W = 12.7 mm, d = 5 mm, l = 25 cm Contoh
diputar sebesar 180o agar diperoleh
pemotongan ulang yang sama dan sejajar.
Lakukan 4 kali pemotongan dan total panjang
pemotongan menjadi 1 m
Pick chisel w = 12.7 mm, FRA 0o, BCA 5o.
Tungsten carbide kualitas standard, grain
nominal 3 - 3.5 mm, cobalt 9 - 10%.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
36/97
36362#2#Pemboran
PemboranPengg
alian
Pengg
alianSKSKDepart
emen
Depart
emenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
TipikalTipikal GGayaaya PPotongotong && EEnerginergi PPotongotong BBatuanatuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
37/97
37372#2#Pemboran
PemboranPengg
alian
PenggalianSKSKDepart
emen
Depart
emenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
GGayaaya PPotongotong && EEnerginergi PPotongotong BBatuanatuan PasirPasir
Grafik FLCTerhadap Distance (DOC = 7 mm)
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Distance (cm)
FC(
kN
)
Data
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
38/97
38382#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepart
emen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
AplikasiAplikasi RRoadheadersoadheaders SebagaiSebagai FungsiFungsi KKekarekar
&& Energi Spesifik (McFeatEnergi Spesifik (McFeat--Smith, 1978)Smith, 1978)
Mesin sangat cocok dengan kondisi batuan ini. Kemajuan gali tinggi. Mudstonespada batas minimum lebih baik digaru, dan laju gali tinggi.
5 MJ/m38 MJ/m3
Kinerja sedang - baik dengan keausan rendah. Pick diganti regular untuk batuanabrasiv.
8 MJ/m317 MJ/m3
Kinerja penggalian sedang. Untuk batuan abrasive perlu sering periksa pick,karena pick tajam akan memperbaiki kinerja.
12 MJ/m320 MJ/m3
Kinerja penggalian buruk. Pergantian pick aus secara regular akan membantu
kebutuhan energi gali & me-ngurangi bagian aus. Lebih baik pakai point attackpick dengan kecepatan rendah dan besi sangga samping akan memperbaikistabilitas.
15 MJ/m325 MJ/m3
Mesin hanya dapat memotong batuan ini secara ekonomis bila berbentukperlapisan setebal kurang dari 0.3 m. Modifikasi mungkin diperlukan.
20 MJ/m332 MJ/m3
MesinMedium
MesinBerat
Kinerja umum penggalian (Mc Feat-Smith, 1978)
Batas mak SE Lab.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
39/97
39392#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepart
emen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Impact Strength IndexImpact Strength Index (ISI)(ISI)
ISI (Evans &Pomeroy, 1966) &uji Protodyakonov
adalah sejenis. Uji ISI menggunakan
peralatan khusus
Contoh batu:
ukuran 0.95 - 0. 32
cm berat 100 gram
dipukul denganpiston sebanyak 20kali
sisa batuanberukuran semuladitimbang dansama dengan ISI
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
40/97
40402#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Hubungan UCSHubungan UCS && PLIPLI
)50s(
)50s(c
I003,003,0
I
+= batuan metamorfTsidzi (1990)
dolostone, batu pasir, batu gamping
batuan sedimen, batuan metamorf
batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf
c = 16,51s(50) + 51
c = 23Is(54) +13
c = 8,41Is(50) + 9,51
Gunsallus & Kulhawy (1984)
Cargill & Shakoor (1990)
Kahraman (2001)
batu pasir dan shale
-
shale
batu pasir
batu pasir dan batu lempung
c = 18,7Is(50)
c = 12,5Is(50)
c = 17,4Is(50)
c = 11,82Is(50)
Singh (1981)
Vallejo et al. (1989)
shale
batu pasir
Kramadibrata (1992)
batu pasir
batuan beku, batuan sedimen
-
c = 24Is(50)
c = 23Is(50)
c = 22Is(50)
Broch & Franklin (1972)
Bieniawski (1975)
Brook (1985)
Tipe BatuanPersamaanReferensi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
41/97
41412#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Block Punch Index (BPI)Block Punch Index (BPI)
Salah satu alternatif uji indeks yang relatif baru untuk memperkirakan nilai kuat tekan dari
batuan & berguna untuk batuan berfoliasi tipis sehingga sulit untuk mendapatkan contoh
representatif untuk UCS & PLI sekalipun.
Uji BPI dilakukan untuk mengetahui kuat geser secara langsung dari contoh batuan yang
berbentuk silinder tipis.
Diperoleh gaya dikenakan pada contoh batuan menggunakan punchberbentuk empat
persegi. Keruntuhan yang terjadi disebabkan oleh pecahnya contoh batuan karena
ketidakmampuan contoh batu untuk menahan kuat geser, sedangkan kuat tariknya
dieliminir dengan alat penjepit block punch.
BPI = Block Punch Index(MPa) F = Beban runtuh (N) r = Jari-jari contoh (mm)
A = Luas bagian runtuh (mm2) K = Lebar BPI = 15 mm t = tebal contoh (mm)
5,02
2
2
Krt4
FBPI
=
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
42/97
42422#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Block Punch Index (BPI)Block Punch Index (BPI)
H b UCS Bl k P h I d (BPI)
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
43/97
43432#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
HubunganHubungan UCS & Block Punch Index (BPI)UCS & Block Punch Index (BPI)
Schrier (1988) BPI adalah uji indeks dan bukan untuk mengukur kuat geser
batuan karena kemungkinan dipengaruhi oleh tegangan bending(Everling,
1964).
Uji BPI ekuivalen dengan uji indeks lainnya untuk menduga UCS, & tingkat
akurasinya yang lebih baikdaripada uji PLI.
Rivai (2001): hubungan UCS & BPI dapat dilakukan untuk batuan lunak karena
penekanan yang terjadi pada uji BPI menyangkut suatu luas yang lebih besar
dari pointsehingga akan memberikan efek geser.
batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf
batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf
batu pasir, batu lempung, batu lanau, batu andesit
c= 6,1BPI 3,3
c = 5,5BPIc
c = 7,13BPIc
Schrier (1988)
Ulusay & Gokceoglu (1998)
Rivai (2001)
Tipe BatuanPersamaanReferensi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
44/97
44442#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Hubungan UCS & Impact Strength Index (ISI)Hubungan UCS & Impact Strength Index (ISI)
Uji ISIsudah tidak direkomendasikan lagi oleh ISRM 1986 Commision
on Testing Methods Groups on Test For Drilling and Boring, sehinggaperkembangan penelitian untuk mengembangkan kegunaannya, baik
untuk memprediksi nilai UCS maupun manfaat lainnya, menjadi kecil.
Kahraman (2001), data hasil uji ISI relatif konsisten daripada UCS dan ujiindeks lainnya.
batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorfc = 410-10ISI5,87Kahraman (2001)
batuan sedimenc = 0,095ISI 3,667Goktan (1988)
c* = 53ISI 2509Hobbs (1964)
Tipe BatuanPersamaanReferensi
KlasifikasiKlasifikasi PenggalianPenggalian ProtodyakonovProtodyakonov
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
45/97
45452#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
KlasifikasiKlasifikasi PenggalianPenggalian ProtodyakonovProtodyakonov
(Durst & Vogt, 1988)(Durst & Vogt, 1988)
--Mud, muddy loessTanah lumpurX
-0.5Sand, dumped soils, soft brown coalTanah lepasIX
-0.6Top soil, peat loam, sandTanahVIII
-0.8Gritty clay, coarse clay, loessBatu lunakVIIa
101Hard clay, soft fossil coal, clayey soil, hard
brown coal
Batu lunakVII
1515Gravel soil, broken salte, hard fossil coal,hardened clay
Relatif batu luakVIa
202Soft clay, v. soft sand-stone, chalk, fine sand,anthracite, cemented pebble sandstones
Relatif batu luakVI
404Hard clay slate, soft-sand stone & limestoneBatu keras mediumV
606Normal sandstone, iron oreRelatif batu kerasIV
10010Granite, hard sandstone, iron oreBatu kerasIII
15015Porphyritic, quartz, graniteBatu sangat kerasII
20020Solid & tough quartz &basaltBatu paling kerasI
UCSMPa
ISIMPa
Tipe tanah / batuanKekuatan materialKelas
S h idt HS h idt H Ada 2 tipe untuk batu dan beton: L & N. Energi impak (EI)
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
46/97
46462#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Schmidt HammerSchmidt Hammertipe L = 0,735 J = 1/3 EI tipe N & dimensinya juga lebihbesar.
Tipe L untuk uji contoh batuan silinder & tipe N untuk contoh
batuan besar; blok batuan / langsung pada massa batuan.
Terdiri dari piston yang dikombinasikan dengan per. Piston
secara otomatis terlepas dan menumbuk permukaan kontak
dengan batuan ketika hammer ditekan ke arah permukaan
batuan. Piston tersebut akan segera memantul kembali ke
arah dalam hammer. Jarak pantul piston yang terbaca pada
indikator dinyatakan sebagai nilai pantul Schmidt Hammer.
Nilai pantul Schmidt Hammer = rata-rata 10 pengujian. Jarak
pantulan ini merupakan fungsi dari jumlah energi impak
yang hilang akibat deformasi plastik dan failure dari batu di
tempat terjadinya impak.
Nilai pantul fungsi orientasi dari hammer. Pengujian dengan
menekan hammer relatif ke arah bawah menghasilkan nilai
pantul < daripada menekan hammer ke arah atas. Gaya
gravitasi akan menghambat pantulan piston pada saat
hammer ditekan ke arah bawah sebab arah pantul dari
piston berlawanan arah dengan gaya gravitasi.
Perlu dikalibrasi dengan melakukan 10x pembacaan pada
anvil standar.
1. Contoh batuan
2. Impact plunger3. Indikator angka pantul
H b UCS & S h idt HH b ngan UCS & Schmidt Hammer
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
47/97
47472#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Hubungan UCS & Schmidt HammerHubungan UCS & Schmidt Hammer
Hubungan tsb memperlihatkan kecenderungan
penggunaan bobot isi sebagai variabel tambahan pada
hampir semua persamaan korelasi antara UCS dan
Schmidt Hammer
L-
L
L
L
N
1. -2. -
3. -
4. batu bara
5. sedimen, metamorf
6. tiga jenis batuan
1. c = 6,9 10(0,16+0,0087Rn)
2. c = 0,477e(0,045Rn+)
3. c = 12,74e(0,0185Rn)
4. c = 0.094Rn 0,383
5.1. c = e(0,043Rnd + 1,2)
5.2. c = e(0.018Rnd + 2,9)
6. c = 6,97e(0,014Rn
1. Deere & Miller, 19662. Kidybinski, 1968
3. Beverly et al., 1979
4. Haramy & DeMarco, 1985
5. Cargill & Shakoor, 1990
5.1. batu pasir
5.2. karbonat
6. Kahraman, 2001
TipeHammer
Tipe BatuanPersamaanReferensi
H b UCS K Ul ik VH b UCS & K Ul ik V
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
48/97
48482#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Hubungan UCS & Kecepatan Ultrasonik VpHubungan UCS & Kecepatan Ultrasonik Vp
Vp untuk pemilihan alat gali dan penentuan keberadaan kekar
Hubungan UCS & Vp sulit ditentukan tanpa memperhitungkan faktor-faktor di dalam batuan.
Faktor-faktor: beban pada contoh saat pengujian, porositas, pre-existingcrack, bobot isi, kandungan air, ukuran butir & komposisi mineral.
Kahraman (2001) hubungan non-linear antara c dan Vp denganmenggunakan variasi contoh batuan daripada penelitiannya Goktan &
Wade et al. sehingga lebih andal utk prediksi UCS daripada Vp.
batuan sedimen
-
batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorf
c = 0,036vp* - 31,18
c = 0,055vp* - 91,44
c = 9,95vp1,21
Goktan (1988)
Wade et al. (1993)
Kahraman (2001)
Tipe BatuanPersamaanReferensi
vp
* = Kecepatan gelombang tekan (m/det) vp
= Kecepatan gelombang tekan (km/det)
AAbrasivitasbrasivitas
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
49/97
49492#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
AAbrasivitasbrasivitas
Suatu parameter yang mempengaruhi keausan (umur) mata bor (drillbit) atau batang bor (drill steel).
Tergantung pada komposisi batuan, sehingga keausan mata bor
sebanding dengan komposisi batuan tersebut. Kandungan kuarsa dalam batuan dianggap sebagai petunjuk untukmengukur keausan batang bor.
Kerusakan pick atau gigi gali sangat dipengaruhi abrasivitas batuanyang digali.
Uji abrasivitas untuk menduga jumlah keausan pick bila kontakdengan batuan. Cerchar Abrasivity Index untuk menduga abrasivitas batuan beku &
metamorf
Schimazek Factor (Gehring 1992) untuk menduga abrasivitas batuan
sedimen
Cerchar Abrasivity IndexCerchar Abrasivity Index CAICAI
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
50/97
50502#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Cerchar Abrasivity IndexCerchar Abrasivity Index CAICAI
CAI ditentukan dengan menggoreskan sebuah pinbesi-baja yang sudah diperkeras ke-permuka batuansegar.
Pin: kuat tarik 200 kg/mm2, Rockwell hardness 54 56, dibentuk konus = 90dan tajam oleh mesinbubut.
Valantine (1973): selama satu detik pin dibawahbeban statik 7 kg digoreskan ke permukaan batuansegar sepanjang 1 cm.
CAI = pin yang sudah rusak akibat goresan diukurdibawah mikroskop dengan satuan 1/10 mm
W
1cm
Miring
LengkungBergelombang
Rata
HasilHasil PPengukuranengukuran LLebarebar RRusakusak UUjungjung PPinin
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
51/97
51512#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
didi BBatuatu PPasirasir
309-274-190-26020110-302-176-28810
189-246-100-37619440-559-653-5719
173-206-225-19718443-340-444-4378
173-206-225-19717663-475-551-4047
297-308-279-29716501-781-469-7486
386-311-246-38415167-237-200-2625
134-181-150-29514254-262-244-3364
255-528-213-54813176-181-175-1883
382-313-404-30312284-203-279-2852
661-475-551-40411173-349-115-2801
W mmNoW mmNo
SchimazekSchimazek AAbrasivitybrasivity FFactoractor
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
52/97
52522#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
SchimazekSchimazek AAbrasivitybrasivity FFactoractor
Abrasivitas menurut Schimazek F sering digunakan untukbatuan sedimen dan hitungannya memakai persamaanberikut:
F = (N/mm)
t = Kuat tarik tak langsung (MPa)
d = Ukuran butir kuarsa atau mineral keras rata-rata yang
diidentifikasi pada analisa sayatan tipis (mm) V = Kandungan volume mineral keras relatif terhadap
kuarsa (kuarsa identik dengan satu pada skala Rosival)
100
dV t
Penentuan Schimazek FPenentuan Schimazek F BBatuanatuan GGampingamping
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
53/97
53532#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Penentuan Schimazek FPenentuan Schimazek F BBatuanatuan GGampingamping
71.9TotalUkuran butir rata2 kuarsa dari sayatan tipis = 0.16 mm, t = 10.2 MPa
1.50.53-5105-55-5-Mat. Volkanik
1.5041055-5-55-5Mat. Organik.
0.090.033-5-55-5--10Karbonat
0.440.041120-105101510201010Lempung
1.20.34--55105-10-5Hard silica
2.70.38.5151055105155105Feldspar
661.06655756575607060607565Quartz
%Volume
SkalaRosival
Ratarata
%%%%%%%%%%Mineral
. 100dV t
100
71.9x0.16x10.2F = = = 1.17
801205 2470 65QuartzMudstone
KekerasanRosivalKekerasanMoh%MineralBatuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
54/97
54542#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
CAI &CAI &
FF SchimazekSchimazek
42.50.01Chlorite
205.50.01Magnetite
205.50.03Hornblende
42.50.05Biotite
12070.30Quartz57376.2560.60FeldsparGranite
12070.02Quartz
74.53.0830.98ClaciteLimestone
42.50.03Mica, clay, iron hydroxide
1171206.8770.97QuartzSandstone
41.50.24Mica, clay, plagiclase
4.530.11Calcite
801205.2470.65QuartzMudstone
Paling abrasiv> 4.0
Abrasiv sekali2.5 - 4.0
Sangat abrasiv1.0 - 2.5
Abrasiv0.5 - 1.0Paling abrasiv> 4.0
Cukup abrasiv0.1 - 0.5Sangat abrasiv2.0 - 4.0
Abrasiv sedang0.05 - 0.1Medium abrasiv-abrasiv1.0 - 2.0
Abrasiv kecil0.01 - 0.05Agak abrasiv0.5 - 1.0
Tidak abrasiv< 0.01Abrasiv kecil0.3 - 0.5
DeskripsiSchimazek FDeskripsiCAI
Schimazek AbrasivitasSchimazek Abrasivitas
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
55/97
55552#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
Schimazek AbrasivitasSchimazek Abrasivitas
Laju keausan akibat abrasiv = kehilangan berat pick dan akan naik sesuai
dengan pangkat dua kandungan kuarsanya.
Batu pasir butir kasar dapat menyebabkan keausan pick 50 x lebih besar
daripada batu pasir butir halus.
Gehring (1992-b): kuarsa butir < 0.025 mm tidak berpengaruh terhadap
abrasivitas.
Roxborough & Phillips (1981) kandungan kuarsa 60% sangat
berpengaruh terhadap keausan pick.
Laju keausan meningkat signifikan pada besi daripada tungsten carbide,
karena kekerasan kedua material tersebut berbeda.
besi = 7.8 gr/cc dan tungsten carbide = 14.0 gr/cc, keausan besi = 4 x lebihcepat daripada tungsten carbide.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
56/97
56562#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
Pe
rtmbanganITBITB
1008060402000
1
2
3
4
5
6
Kandungan Kuarsa - Vol. %
Pick tungsten carbide(batuan sedimen)
KandunganKandungan KKwarsawarsa PPadaada BBerbagaierbagai BBatuanatuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
57/97
57572#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
Depar
temenTeknik
TeknikPe
rtmbangan
PertmbanganITBITB
KandunganKandungan KKwarsawarsa PPadaada BBerbagaierbagai BBatuanatuan
0 - 10Taconite0,00Marble
0 - 20Shale0 - 5Limestone
10 35Slate10 - 25Greywacke
25 90Sandstone20 - 35Granite
60 100Quartzite15 - 50Gneiss
10 25Phylite0Gabbro
15 30Pagmatite10 - 20Diorite
0 - 5Norite0 - 5Diabase15Mica schist0Anorthosite
0 - 30Mica gneiss0 - 5Amphibolite
Kandungan kwarsa (%)Jenis batuanKandungan kwarsa (%)Jenis Batuan
KonsumsiKonsumsi Pick/Pick/bcmbcm vs.vs. UCSUCS & F& F SchimazekSchimazek
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
58/97
58582#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepar
temen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
0 20 40 60 80 100 120 140 160
10.0
1.0
0.1
0.01
0.001
Fsch = 0.01
Fsch = 0.1
Fsch = 0.5
Fsch = 1
Fsch = 5
Picks type U47 & U47L;
dia. = 17.5 mm of tungsten carbide
(Voest Alpine Bergtechnik)
Picks/bcm
UCS - MPa
KonsumsiKonsumsi Pick/Pick/bcmbcm vs.vs. UCSUCS & F& F SchimazekSchimazek(Voest Alpine Bergtechnik)
BeberapaBeberapa FaktorFaktor YangYang MempengaruhiMempengaruhi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
59/97
59592#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB Keausan
KeausanMataMata
BorBor
Tools tool characteristics (carbide
composition, button
shape, button number, steel composition)
Flushing (fluid, number & geometry offlushing holes and flutes, flushingpressure)
feed and rotating velocity
temperatures
Logistics maintenance
tool handling supporting methods
Geology
rock properties
(mineral composition, rock strength, grain size, grain
shape)
joint features (spacing, orientation,aperture, roughness)
weathering / alteration of rock
water situation
composition of rock mass (homogenous/ inhomogenous)
stress situation (stress direction, stress
level)
LajuLaju KeausanKeausan AlatAlat Gali/PotongGali/Potong
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
60/97
60602#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
jj gg
WEDGE TOOTH
POINT PICK / TOOTHPanjang semula
Panjang setelah pemakaian
252 mm
185 mm
Sebelumnya, keausan pick ditentukan dengan mengukur perbedaanpanjang asli dan akhir penggunaan. Menurut kebiasaan di Air Laya,i k h di ti bil j i 185 d i jB
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
61/97
61612#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
pick harus diganti bila panjangnya mencapai 185 mm dari panjangaslinya 252 mm. Karena pergantian pick hanya didasarkan atas
perbedaan panjang, yang sebetulnya keausan berlebihan dapat sajaterjadi di-ujung pick tanpa harus membuat terlalu pendek, olehkarenanya akan lebih baik bila pengamatan keausan dinyatakandengan berat kehilangan dalam gram per-satuan waktu pemakaian(jam). Dan perlu diingat bahwa keausan pick bisa saja merupakanbolong besar di ujung pick .Monitoring keausan pick BWE hanya dilakukan pada pick nomor 3 dan4 karena pick-pick inilah yang sering terpakai untuk proses penggalian.Berat asli pick adalah 4000 gram dan kalau keausan sudah sangatparah beratnya bisa menjadi 2300 gram
Cutting edge
1
23 4
5
6
A B
Point pick
0.043Rata0.057Rata0.022Rata0.366Rata0.023Rata
------0.22940.0244
--0.04340.02240.25140.0244
--0.06240.02440.33930.0194
0.04040.06440.02140.22930.0393
0.05240.08730.03130.61320.0043
0.03530.03730.00430.45220.0313
0.04630.04630.03130.45220.0183
gr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pickgr/jamNo.Pick
AL-5AL-4AL-3AL-2AL-1
KarakteristikKarakteristik MMassaassa BBatuanatuan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
62/97
62622#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Rock Quality Designation (RQD)
Bidang diskontinuiti
Jarak antar bidang diskontinuiti
BidangBidang DDiskontinuitiiskontinuiti// KekarKekar
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
63/97
63632#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
g
Bidang diskontinuiti di dalam massa batuan dapat
membantu mudahnya proses penggalian namun belumtentu untuk pemboran.
Keberadaan bidang diskontinuiti dalam massa batuan
dapat membantu pencapaian fragmentasi yangdiinginkan.
Karakteristik penting bidang diskontinuiti:
kekerapan (frequency) atau jarak antara bidang diskontinuiti
orientasi yang selanjutnya dibagi dalam dua bagian, yaitu arahkemiringan (dip direc-tion) dan kemiringan (dip).
OrientasiOrientasi BidangBidang KekarKekar
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
64/97
64642#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Arah dip bidangdiskontinuiti
Dip lereng
Arah dip lereng
A
B
C
ABC = Dip diskontinuiti
Bidangdiskontinuiti
Strike
Rock Quality DesignationRock Quality Designation -- RQDRQD
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
65/97
65652#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
RQD = X 100%(m)bortotalPanjang
m0.10borintitotalPanjang
Jumlah potongan inti
bor diukur pada inti bor
sepanjang 2 m,
Potongan akibatpenanganan pemboran
harus diabaikan dari
perhitungan
Into bor yang lembek
dan tidak baik berbobotRQD = 0 (Bieniawski,
1989).
Core Drill /Core Drill / IntiInti BorBor
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
66/97
66662#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
RQDRQD vs.vs.
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
67/97
67672#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
Peng
galianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
Bila inti bor tidak tersedia, RQD dapat dihitung secara
tidak langsung dengan melakukan pengukuran orientasi
dan jarak antar diskontinuiti pada singkapan batuan.
Persamaan Priest & Hudson (1976):
RQD = 100 e-0.1 (0.1 + 1)
= frekuensi diskontinuiti per meter
JarakJarak AAntarntar KekarKekar
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
68/97
68682#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
PenggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Jarak pisah antar diskontinuiti atau kekar adalah jarak
tegak lurus antara dua bidang diskontinuiti yangberurutan sepanjang sebuah garis pengamatan yangdisebut scan-line dan dinyatakan sebagai intact length.
Panjang scan-line minimum untuk pengukuran jarakdiskontinuiti sekitar 50 kali jarak rata-rata diskontinuitiyang hendak diukur.
Sedangkan menurut ISRM (1981) panjang ini cukup
sekitar 10 kali, tergantung kepada tujuan pengukuruanscan-line-nya.
KlasifikasiKlasifikasi JJarakarak KKekarekar (Attewell, 1993)(Attewell, 1993)
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
69/97
69692#2#
Pemboran
PemboranPeng
galian
PenggalianSKSKDepartemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
< 6Very closely foliated, cleaved flow-banded, etc.
( metamorphic and igneous)
< 6Thinly laminated (sedimentary)
< 20Extremely closely spaced
6 - 20Foliated, cleaved, flow-banded, etc. metamorphic
6 - 20Narrow (metamorphic and igneous)
6 - 20Thickly laminated (sedimentary)
20 - 60Very thinly beddedVery closely spaced
60 - 200Thinly beddedClosely spaced200 - 600Medium beddedModerately widely spaced
600 - 2000Thickly beddedWidely spaced
> 2000Very thickly beddedVery wide spaced
Jarak - mmStrukture Bidang DiskontinuitiDeskripsi
PengaruhPengaruh KekarKekar PadaPada PenggalianPenggalian
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
70/97
70702#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Jarak kekar massa batuan masif dan sebaliknya.
DD, Dip & Freq tertentu joint c penggalian massa batuanmudah
Penggalian massa batuan Js 100 mm, atau s/d 300 mm, tidakdipengaruhi oleh sifat mekanik batuan utuhnya.
Gaya potong secara drastis dengan Freq Js
Blindheim (1979), orientasi kekar yang paling menguntungkanuntuk penggalian dengan road header dalam pembuatan lubangbukaan adalah tegak lurus terhadap sumbu lubang.
Evans & Pomeroy (1966): orientasi cleat di batubara dan arahpenggalian potong mempengaruhi kinerja penggalian yang
memakai gigi drag picks. Arah rekahan sub vertikal dan sub horizontal (bukan tegak dan
mendatar) dalam massa batuan umumnya sangat menguntungkanuntuk penggalian.
OrientationOrientation
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
71/97
71712#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
OrientationOrientation
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
72/97
72722#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
OrientasiOrientasi KekarKekarEnergi
SpesifikMJ/bcm
Gaya potongrata-rata, kN
Gaya potongmaks. rata-rata,
kNOrientasi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
73/97
73732#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB vs. Gayavs. Gaya PotongPotong
0.260.200.42135 degree
0.290.220.5090 degree
0.170.160.3845 degree
0.220.180.380 degree
= 0
= 90
= 45
= 135
= Sudut relative cleat ke arah gali pick
Bidang rekahan
Cleat
Gelombang SeismikGelombang Seismik
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
74/97
74742#2#
Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Vs = f {E,, tingkat ke-masifan)
Vs di dalam suatu massa batuan dapat menunjukkantingkat kerusakan massa batuan tersebut.
Teknik Geofisik terdiri dari seismik refraksi dan seismik
refleksi, resistivitas elektrik dan gravimetrik serta
pengukuran magnetik.
Untuk karakterisasi massa batuan digunakan metoda
seismik refraksi dalam menentukan Vs
Vs dapat digunakan sebagai ukuran kemampuan suatu
bulldozer untuk menggaru sebuah massa batuan
SeismikSeismik RefraksiRefraksi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
75/97
75752#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Di seismik refraksi hanya Ti first arrival yang masuk masing-masing geofon saja yang diamati.
Ti first arrival yang direkam oleh geofon terdekat kepada sumber energi akan merambat langsung di
permukaan tanah dan sebuah plot dari Ti first arrival serta jarak tempuh atau rambat (X) untuk setiap
geofon memberikan hubungan garis lurus.
Slopenya adalah kebalikan V1. Bila massa batuan dibawahnya V1 mempunyai kecepatan yang lebih
tinggi, V2, gelombang refraksi kritis akan selalu ada dan akan merambat sepanjang permukaan lapisan
massa batuan ke-dua dengan kecepatan V2.
Gelombang tekan refraksi kritis menjadi gelombang pertama yang datang di geofon dengan jarak X.
Kemiringan atau gradien hubungan nilai-nilai T-X memberikan kecepatan rambat gelombang dari
refraktor horizontal.
Kedalaman refraktor ini dari permukaan:
V1 = Kecepatan rambat gelombang pada lapisan permukaan atau pertama.
V2 = Kecepatan rambat gelombang pada batuan lapisan kedua
To = Beda waktu kedatangan ke permukaan berkecepatan rendah
( )2
12
2
021
1 VV2
T*V*VD
=
DDiagramiagram SkematikSkematik SusunanSusunan SeismikSeismik RefraksiRefraksi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
76/97
76762#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.00200 300 400
V1
V2
To
Jarak - m
1000
T
X
Gelombangpermukaan
V1 (tanahan) = 500 m/
V2 (batuan) = 2000 m/
3 4 5 6 7 8
Mukagelombang
Gelombang refraksiBatuan lapuk
Batu ubahan
1Permukaan S 2
Sumber energi
GelombangGelombang SSeismikeismik HHasilasil PPerekamanerekaman OOleh Bisonleh Bison
SSeismographeismograph
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
77/97
77772#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
0.00 40.00 80.00 120.00 160.00 200.00
WAKTU - milidetik
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
PTBA1007 SEISMIC WAVEFORMS Forward
Contoh uji seismik refraksi di
Tambang Air Laya 1994.
Sumber energi dibangkitkan
oleh pukulan palu 5 kg kepelat besi yang diletakkan di
atas permukaan tanah
Alat perekam data seismik
menggunakan Bison-2 Digital
Instantaneous Floating Point
Signal StackingSeismograph.
Gelombang seismik yang
dibangkitkan di titik sumber
direkam oleh 12 geofon
berjarak 2.5 m masing-
masing Laju sampling 0.2 md.
Jarak antara geofon pertama
dengan palu sekitar 1.5 m
Indeks KecepatanIndeks Kecepatan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
78/97
78782#2#Pemboran
PemboranPenggalian
PenggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Gabungan antara sifat dinamik batuan utuh dan sifat dinamikmassa batuan akan memberikan beberapa indeks yang bergunauntuk menganalisa kemampugalian.
Knill (1970): nisbah antara kecepatan gelombang seismiklongitudinal (yang diukur di lapangan VF atau V2) dengan kecepatangelombang sonik yang diukur di laboratorium (VLab) sebagai indekskualitas massa batuan (F = VF/VLab) dan Fraktur Indeks.
King & McConnel (Braybrooke, 1988) menggunakan sebuah indeksyang diturunkan dari Fraktur Indeks dan disebut dengan IndeksKecepatan (VI).
2
Lab
Field
V
VVI
=
HubunganHubungan: VI: VI -- RQDRQD -- FFFF
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
79/97
79792#2#Pemboran
PemboranPenggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
0 - 1.0< 190 - 100Very good
0.6 - 0.85 - 175 - 90Good
0.4 - 0.68 - 550 - 75Fair
0.2 - 0.415 - 825 - 50Poor
< 0.2> 150 - 25Very poor
Indeks KecepatanFF (m-1)RQD (%)Kualitas massa batuan
5-10.9075-9099.00.7412001615AL-58-51.1175-9097.00.418881380AL-4
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
80/97
80802#2#Pemboran
PemboranPenggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Sistem klasifikasi massa batuan sering gunakan > 2 parameter,
tergantung kepentingannya.
Klasifikasi massa batuan dibuat untuk memenuhi (Bieniawski, 1989):
1. Untuk mengidentifikasi parameter yang paling mempengaruhi
perilaku massa batuan.
2. Untuk membagi massa batuan kepada kelompok grup yang
berperilaku sama, yaitu kelas massa batuan dengan kualitasberbeda.
3. Untuk melengkapi suatu dasar pengertian karakteristik masing-
masing kelas.
4. Untuk menghubungkan pengalaman atas pengamatan suatukondisi massa batuan di satu tempat dengan lainnya.
5. Untuk menghasilkan data kuantitatif untuk desain rekayasa.
6. Untuk melengkapi suatu dasar umum komunikasi.
Rock Mass RatingRock Mass Rating(Bieniawski, 1973)
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
81/97
81812#2#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB (
(Bieniawski, 1973)
, )
Sistem Rock Mass Rating (RMR), atau sering juga dikenal sebagaiGeomechanics Classification
Klasifikasi ini telah dimodifikasi berulang kali begitu informasi baru daristudi-studi kasus diperoleh dan menjadikannya sesuai denganInternational Standard dan prosedur.
RMR terdiri dari 5 parameter utama & 1 parameter pengontrol untukmembagi massa batuan
1. Kuat Tekan Batuan utuh (UCS)
2. RQD
3. Jarak diskontinuiti/kekar
4. Kondisi diskontinuiti/kekar5. Kondisi air tanah
6. Koreksi dapat dilakukan bila diperlukan untuk Orientasidiskontinuiti/kekar
RMRRMRAA
KlasifikasiKlasifikasi PParameterarameter && PPembobotanembobotan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
82/97
82822#2#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Selang NilaiParameter
0471015Bobot
MengalirMenetesBasahLembabKeringKondiisi umum
> 0.50.2 - 0.50.1 - 0.2< 0.10Tekanan air
kekar/MaksTegang
an utama
5
> 12525 - 12510 - 25< 10None
Aliran/10 m
panjang tero-wongan (Lt/min)
Air
tanah
010202530Bobot
Gouge lunak tebal > 5mm, atau pemisahan > 5mm, menerus
Slicken-sided /tebal
gouge < 5 mm, ataupemisahan 1-5 mm,
menerus
agak kasar.
pemisahan 2 mJarak diskontinuiti3
38131720Bobot
< 2525 - 5050 - 7575 - 9090 - 100RQD (%)2
012471215Bobot
250UCS (MPa)batuan utuh
Untuk kuat tekan rendahperlu UCS
1 - 22 - 44 - 10> 10PLI (MPa)Kuat tekan1
RMRRMR -- BB
Peubah bobot orientasi diskontinuitiPeubah bobot orientasi diskontinuiti
Sangat tidakTidakSedangMengun-Sangat mengun-Jurus & kemiringan orientasi
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
83/97
83832#2#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
- 60- 50- 25- 50Lereng
- 25- 15- 7- 20FondasiBobot
- 12- 10- 5- 20Terowongan
g
menguntungkanmenguntungkan
gg
tungkan
g g
tungkan
g
diskontinuiti
Batuan sangatburuk
Batuan burukBatuansedang
Batuanbaik
Batuansangat baik
Description
VIVIIIIIINo. Kelas
< 2040 - 2160 - 4180 - 61100 - 81Bobot
< 15150 - 250250- 350350- 450> 450Sudut gesek dalam
< 100100 - 200200 - 300300 - 400> 400Kohesi massa batuan (kPa)
30 min utk 1 mspan
10 jam utk 2.5m span
1 mgg utk 5m span
1 th. utk 10 mspan
20 th. utk 15 mspan
Stand up time rata-rata
VIVIIIIIINo. Kelas
RMRRMR -- CCKelas massa batuan menurut bobot totalKelas massa batuan menurut bobot total
RMRRMR -- DD
Arti kelas massa batuanArti kelas massa batuan
Profil kekasaranProfil kekasaran
(roughness) dan(roughness) dan
Steppedrough
smooth
I
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
84/97
84842#2#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB pemeriannyapemeriannya(ISRM, 1981)(ISRM, 1981)
Panjang profile dalamPanjang profile dalam
selang 1selang 1 -- 10 m10 m
skala vertikal danskala vertikal danhorizontal samahorizontal sama
slickensided
rough
smooth
slickensided
Planar
rough
smooth
slickensided
Undulating
IX
VIII
VII
VI
V
IV
III
II
KondisiKondisi KekarKekar
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
85/97
85852#2#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
Depa
rtemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB This is a very complex parameter which includes several sub-parameters: (i) roughness;
(Ii) separation; (iii) filling material; (iv) persistence; and (v) weathering of walls.
Roughness / filling
Bieniawski [9] has proposed a roughness scale which is very easy to check in the field.
(i) Very rough. Near vertical steps and ridges occur on the joint surface.
(ii) Rough. Some ridges are visible. Asperities happen. Joint surface feels very abrasive.
(iii) Slightly rough. Some asperities happen. Joint surface feels asperous.
(iv) Smooth. No asperities. Smooth feeling of joint surface.
(v) Slickensided. Visual evidence of polashing exists.
The most important consequence of joint roughness is the display of dilatant behaviourwhen close, coupled joints are subject to shearing stresses. The nature of fillings governthe shearing stress of open, uncoupled joints and is a related parameter to roughness. A
classification of fillings is out of the scope of Ibis chapter. Anyway, for practical purposes itis necessary lo distinguish between gouge and soft gouge: (i) gouge is no filling or filling
with a material of high friction (calcite, sand, crushed rock, etc.); and (ii) soft gouge isfilling with a material of low friction (clay, mica, platy minerals, etc.).
COMPREHENSIVE ROCK ENGINEERING. Principles, Practice & Projects. Editor-in-Chief JOHN A. HUDSON - Imperial College of Science,Technology & Medicine, London, UK. Vol 3. ROCK TESTING AND SITE CHARACTERIZATION. Volume Editor. JOHN A. HUDSON - Imperial
College of Science, Technology & Medicine, London, UK. A Geomechanical Classification for Slopes: Slope Mass Rating. M. R.ROMANA - Universidad Politcnica Valencia, Spain
PengaruhPengaruh OOrientasirientasi KekarKekar DDalamalam PPembuatanembuatan TTerowonganerowongan
&& PPenggalianenggalian
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
86/97
86862#2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB (Bieniawski, 1989(Bieniawski, 1989:: Fowell & Johnson, 1991)Fowell & Johnson, 1991)
Tdkmenguntungkan
SedangSangat tdk
menguntungkanTidak mengun-
tungkanSedang
Mengun-tungkan
Sangatmengun-
tungkan
= 20-450 = 45-900 = 20-450 = 45-900 = 20-450kemiringan
45-90o
Tdk tergantungjurus
sumbu terowonganGalian melawan kemiringanGalian searahkemiringan
Dip 0 - 20oJurus paralelJurus tegak lurus sumbu terowongan
Pengaruh jurus & kemiringan kekar untuk penerowongan Untuk kepentingan kestabilan1
0-2-5-10-12Bobot untukpenggalian
Sangat tidakmenguntungkan
Tidakmenguntungkan
SedangMenguntungkanSangat mengun-
tungkanOrientasi jurus& kemiringan
VIVIIIIIIKelas Batuan
Koreksi orientasi untuk penggalian dengan RMR (Fowell & Johnson, 1991)2
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
87/97
87872#2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepa
rtemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
BB
StrikeStrike KekarKekar TegakTegak LurusLurus SumbuSumbu TerowonganTerowongan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
88/97
88882
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip melawanarah penggalian sebesar 45 90
Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip melawanarah penggalian sebesar 20 45
TBTB
StrikeStrike KekarKekar TegakTegak LurusLurus SumbuSumbu TerowonganTerowongan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
89/97
89892
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip searahpenggalian sebesar 45 90
Strike bidang diskontinu tegak lurus dengansumbu terowongan dengan arah dip searahpenggalian sebesar 20 45
TBTB
StrikeStrike KekarKekar SejajarSejajar SumbuSumbu TerowonganTerowongan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
90/97
90902
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
P
ertmbanganITBITB
Strike bidang diskontinu sejajar dengan sumbuterowongan dengan arah dip searah penggaliansebesar 45 90
Strike bidang diskontinu sejajar dengan sumbuterowongan dengan arah dip searah penggaliansebesar 20 45
TBTB
StrikeStrike KekarKekar SejajarSejajar SumbuSumbu TerowonganTerowongan
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
91/97
91912
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
PertmbanganITBITB
Strike bidang diskontinu sejajar dengan sumbu terowongan dengan arah dip searah penggaliansebesar 0 20
TBTB
Rock Mass QualityRock Mass Quality -- Q SystemQ System
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
92/97
92922
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikP
ertmbangan
PertmbanganITBITB
Klasifikasi Massa Batuan menurut Q-System dibuat di
Norwegia pada tahun 1974 oleh Barton, Lien dan Lunde,semuanya dari Norwegian Geotechnical Institute. Pembobotan Q-System didasarkan atas penaksiran
numerik kualitas massa batuan dengan menggunakan 6parameter berikut ini: RQD Jumlah set kekar Kekasaran kekar atau diskontinuiti utama Derajat alterasi atau pengisian sepanjang kekar yang paling
lemah
Aliran air
Faktor reduksi tegangan
TBTB
Q SystemQ System
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
93/97
93932
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB
RQD = Rock quality designation Jn = Jumlah set kekar
Jr = Angka kekasaran kekar Ja = Angka alterasi kekar
Jw = Angka reduksi kondisi air SRF = Faktor reduksi teganga
Ukuran blok - (RQD/Jn)
Kuat geser blok utuh - (Jr/Jn)
Tegangan aktif - (Jw/SRF)
SRF
Jx
J
Jx
J
RQDQ w
a
r
n
=
TBTB
DeskripsiDeskripsi && NNilai Qilai Q--Sistem (Barton dkk, 1974)Sistem (Barton dkk, 1974)1. Rock Quality Designation RQD (%)
A. Very poor 0 - 25
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
94/97
94942
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITBITB y p
B. Poor 25 - 50
C. Fair 50 - 75
D. Good 75 - 90
E. Excellent 90 -100
2. Modified Joint Set Number (Kirsten, 1982) Jn
A. Massive, none or few joints 1.0
B. One joint set / fissure set 1.22
C. One joint set / fissure set / plus random 1.5
D. Two joint sets / fissure set 1.83
E. Two joint sets / fissure set / plus random 2.24
F. Three joint sets / fissure set 2.73
G. Three joint sets / fissure set / plus random 3.34
H. Four joint sets / fissure set 4.09
J. Multiple joint / fissure set 5.0
3. Joint Roughness Number Jr
(a) Rock wall contact and Note :
(b) Rock wall contact before 10 cm shear 1.0 Add 1.0 if the mean spacing of the relevant
A. Discontinuous joint 4.0 joint set is greater than 3 mB. Rough or irregular, undulating 3.0 2. Jr = 0.5 can be used for planar slickensided
C. Smooth, undulating 2.0 joints the lineations are favorable oriented
D. Slickensided, undulating 1.5
E. Rough or irregular, planar 1.5 .
F. Smooth, planar 1.0
G. Slickensided planar 0.5
3. Descriptions B - G refer to small - scale features & intermediate to prevent rock wall contact scale features in that order. b nominal
(c) No rock wall contact when shearedH. Zone containing clay minerals thick
enough to prevent rock wall contact 1.0bJ. Sandy, gravelly/crushed zone thick
enough 1.0b
ITBITB
4. Joint Alteration Number
Ja r
(a) Rock wall contact
A. Tightly healed, hard, nonsoftening, impermeable filling, i.e., quartz or epidote 0.75
B. Unaltered joint walls, surface staining only 1 25-35o
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
95/97
95952
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
PertmbanganITIT j , g y
C. Slightly altered joint walls. Non-softening mineral
coatings, sandy particles, clay-free disintegrated rock, etc. 2 25-30o
D. Silty or sandy clay coatings, small clay fraction (non-softening) 3 20-25o
E. Softening or low-friction clay mineral coatings, i.e., kaolinite, mica. Also chlorite, talc, gypsum,
& graphite, etc., & small quantities of swelling clays (discontinuous coatings, 1-2 mm or less in thickness) 4 8-16o
(b) Rock wall contact before 10 cm shear
F. Sandy particles, clay-free disintegrate rock etc. 4 25-30o
G. Strongly over-consolidated, non-softening clay mineral fillings (continuous, < 5 mm in thickness) 6 16-24o
H. Medium or low over-consolidation, softening, clay mineral fillings (continuous,< 5 mm in thickness) 8 12-16o
J. Swelling clay fillings, i.e., monmorilonite (continuous, < 5 mm in thickness). Value of Ja depends onpercentage of swelling clay sized particles, and acces to water, etc.
8 6-12o
(c) No rock wall contact when sheared
K. Zones or bands of disintegrated or crushed rock & clay (see G., H., J., for description of clay condition) 6-8 or 16-24o
8-12
L. Zones or bands of silty or sandy clay, small clay fraction (nonsoftening) 5.0
M. Thick, continuous zones or bands of clay (see G., H., J., for description of clay condition) 10-13 or
13-20 6-24o
Note : Values of fr are intended as an approximate guide to the mineralogcal properties of the alteration products.
ITBITB
5. Stress Reduction Factor `SRF
(a) Weakness zones intersecting excavation, which may cause loosening of rock mass when tunnel is excavated
A. Multiple occurences of weakness zonescontaining clay or chemically disintegrated rock,
very loose surrounding rock (any depth) 10.0
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
96/97
96962
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
DepartemenTeknik
TeknikPertmbangan
Pertmbangan
B. Single-weakness zones containing clay or chemicallydisintegrated rock (depth of excavation < 50 m) 5.0
C. Single-weakness zones containing clay or chemically disintegrated rock (depth > 50 m) 2.5
D. Multiple-shear zones in competent rock (clay-free), loose surrounding rock (any depth) 7.5
E. Single-shear zones in competent rock (clay-free) & (depth of excavation < 50 m) 5.0
F. Single-shear zones in competent rock (clay-free) & (depth of excavation > 50 m) 2.5
G. Loose open joints, heavily jointed or "sugar cube", etc. (any depth) 5.0
(b) Competent rock, rock stress problems c/1 t/1
H. Low stress, near surface >200 >13 2.5
J. Medium stress 200-10 13-0.66 1.0
K. High-stress, very tight structure (usually favorableto stability, may be
unfavorable to wall stability 10-5 0.66-0.33 0.5-2.0
L. Mild rock burst (massive rock) < 25 < 0.16 10-20
(c) Squeezing rock; plastic flow of incompetent rock under the influence of high rock pressures
N. Mild squeezing rock pressure 5-10
O. Heavy squeezing rock pressure 10-20
(d) Swelling rock: chemical swelling activity depending on presence of water
P. Mild swelling rock pressure 5-10R. Heavy swelling rock pressure 10-15
Note :
(i) Reduce these SRF values by 25-50% if the relevant shear zones only influence but do not intersect the excavation
(ii) For strongly anisotropic stress field (if measured ) : when 5 < 1/3 < 10, reduce sc and t to 0.8 c and 0.8 t; when1/3 > 10, reduce c and t to 0.6 c and 0.6 t (where c = UCS and t = tensile strength (point load), 1 and 3 =major and minor principal stresses)
ITBITB
6. Joint Water Reduction Factor
Approx water pressure Jw
7/22/2019 PPTA354-2 Karakteristik Batuan
97/97
97972
#
2
#Pemboran
PemboranPen
ggalian
Pen
ggalianSKSKDepartemen
Dep
artemenTeknik
TeknikPertmbangan
Pertmbangan (kg/cm2)
A. Dry excavations or minor inflow, i.e., 5 litre/min locally 1.0 < 1
B. Medium inflow or pressure occasional outwash of joint fillings 0.66 1.0-2.5
C. Large inflow or high pressure in competent rock with unfilled joints 0.5 2.5-10.0
D. Large inflow or high pressure, considerable outwash of joint fillings 0.33 2.5-10.0
E. Exceptionally high inflow or water pressure at blasting, decaying with time 0.2-0.1 > 10.0
F. Exceptionally high inflow or water pressure continuing w/o noticeable decay0. 1-0.05 > 10.0
Note :
(i) Factors C-F are crude estimates. Increase Jw if drainage measures are installed.
(ii) Special problems caused by ice formation are not considered.
___________________________________________________________________
a After Barton et.al (1974)
b Nominal