Isi Mekbat 4.docx

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Mekanika batuan adalah salah cabang disiplin ilmu geomekanika. 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. Sehingga untuk mengetahui sifat mekanik batuan dan massa batuan dilakukan berbagai macam uji coba baik itu dilaboratorium maupun dilapangan langsung atau secara insitu. Sifat dinamik batuan dilakukan untuk menentukan cepat rambat gelombang ultrasonik yang merambat melalui contoh batuan. Sonic velocity test merupakan uji yang dilakukan dalam penelitian ini, pada uji ini, waktu tempuh gelombang primer yang merambat melalui contoh batuan diukur dengan menggunakan Portable Unit Non-Destructive Digital Indicated Tester (PUNDIT) 1.2.Tujuan Praktikum a. Mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik pada contoh batuan yang biasanya dilakukan sebelum uji UCS b. Menentukan modulus elastisitas dinamik (E)

Roges Tomara Mahesa / 17137020

1

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Konsep Dasar Gelombang merupakan suatu getaran mekanik, hal ini dapat dijelaskan dengan karakteristik gelombang sinusoidal seperti dijelaskan dengan sebuah getaran pada seutas tali yang bergerak ke arah sumbu x dengan waktu t dan kecepatan v yang berbentuk kurva sinus. a. Gelombang Longitudinal Apabila arah pergerakan partikel-partikel medium sama arahnya dengan arah penjalaran gelombang, maka gelombang tersebut dinamakan gelombang longitudinal atau gelombang tekan. Gelombang longitudinal dapat dijalarkan dalam medium padatan maupun medium fluida cair dan gas. b. Gelombang Transversal Arah pergerakan partikel-partikel medium dapat menyudit terhadap arah penjalaran gelombang. Gelombang seperti ini disebut gelombang transversal atau gelombang geser. Umumnya, kecepatan penjalaran gelombang transversal setengah kali kecepatan penjalaran gelombang longitudinal pada medium yang sama. c. Gelombang Permukaan Penjalaran gelombang untrasonik dapat juga terjadi di permukaan medium padatan. Kedalaman medium padatan yang dipengaruhi oleh gerak gelombang adalah kira-kira satu kali panjang gelombang. d. Gelombang Ultrasonik Gelombang ultrasonik termasuk dalam kelompok getaran mekanik yang melibatkan gaya-gaya mekanik selama melakukan penjalaran dalam suatu medium, akibatnya gelombang ini bergantung pada elastisitas medium penjalarannya. Fenomena ini terlihat pada perubahan panjang

Roges Tomara Mahesa / 17137020

2

gelombang (ℓ), jika gelombang ultrasonik tersebut dijalarkan pada medium yang berbeda elastisitasnya. Sebagai ilustrasi, gelombang sura sesungguhnya dapat dibagi dalam tiga bagian, yaitu gelombang infrasonik dengan selang frekuensi <20 Hz, gelombang sonik dengan selang frekuensi 20 Hz – 20 kHz, dan gelombang ultrasonik dengan frekuensi >20 kHz. Salah satu sifat dinamik batuan adalah cepat rambat gelombang ultrasonik. Untuk mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik pada contoh batu sebaiknya dilakukan pada contoh batuan yang diuji kuat tekan dan dilakukan sebelum uji kuat tekan dilakukan. Prosedur untuk melakukan uji cepat rambat gelombang ultrasonik merujuk kepada International Society of Rock Mechanics (ISRM, 1981). Metode yang paling populer dalam pengukuran kecepatan rambat gelombang ultrasonik adalah dengan memberikan pulsa pada salah satu ujung contoh batuan dengan transducer kristal piezoelektrik dan getaran diterima oleh transducer kristal kedua pada ujung lainnya dari contoh batuan. Dalam pengujian ini biasanya menggunakan dua macam transducer masing-masing untuk gelombang primer (VLp) dan gelombang sekunder (VLs). Perbedaan metode-metode penempatan kedua tranducer (transmitter dan receiver), adalah sebagai berikut: 1. Direct Method yaitu transmitter dan receiver berada pada dua permukaan yang paralel 2. Semi-direct Method, yaitu transmitter dan receiver berada pada dua permukaan yang saling tegak lurus. 3. Indirect Method dimana kedua transducer berada pada permukaan yang sama

Roges Tomara Mahesa / 17137020

3

Gambar 2.1 Metode Pengujian PUNDIT Prinsip pengujian ini adalah mengukur waktu yang ditempuh gelombang untuk merambat melalui contoh batuan dengan menggunakan alat PUNDIT (Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester). Lalu kecepatan rambat gelombang ultrasonik ditentukan dengan membagi panjang contoh batuan dengan waktu tempuh tersebut. Vp = L / tp Vs = L / ts Dengan : Vp = cepat rambat gelombang ultrasonik tekan (m/s) Vs = cepat rambat gelombang ultrasonik geser (m/s) L = panjang contoh batuan yang diuji (m) tp = waktu tempuh gelombang ultrasonik tekan (detik) ts = waktu tempuh gelombang ultrasonik geser (detik) Untuk memperoleh modulus geser, dapat digunakan persamaan berikut : G = ρ x Vs2

Roges Tomara Mahesa / 17137020

4

Untuk memperoleh modulus Young dinamik, dapat digunakan persamaan berikut : E = 2 x (1+v) x G

Untuk memperoleh Konstanta Lame, digunakan : λ = ρ x (Vp2 – Vs2)

Untuk memperoleh Modulus Ruah, digunakan : K = (ρ/3) x (3 x Vp2 – 4 x Vs2)

Untuk memperoleh Nisbah poisson, digunakan : v = [1 – 2 (Vs/Vp)2] / 2 x [1 – (Vs/Vp)2]

Kecepatan rambat gelombang ultrasonik dapat dijadikan indeks derajat retakan atau rekahan dalam contoh batuan.

2.2. Faktor yang Mempengaruhi Cepat rambat gelombang ultrasonik yang merambat di dalam batuan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : ukuran butir dan bobot isi, porositas dan kandungan air, suhu, dan kehadiran bidang lemah

Roges Tomara Mahesa / 17137020

5

BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM

3.1. Peralatan Dan Perlengkapan Peralatan yang digunakan dalam praktikum adalah: 1. Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester (PUNDIT)

Gambar 3.1 Alat PUNDIT 2. Jangka Sorong

Gambar 3.2 Jangka Sorong

Perlengkapan yang digunakan dalam praktikum adalah: 1. Sampel batuan 2. Pasta/ Gemuk sebagai pelumas batuan

Roges Tomara Mahesa / 17137020

6

3.2. Prosedur Praktikum Prosedur pengujian beban titik dilakukan sebagai berikut: 1. Siapkan alat uji yaitu Portable Unit Non-destructive Digital Indicated Tester (PUNDIT). 2. Lakukan pengkoreksian/kalibrasi waktu perambatan pada PUNDIT. a. Lumasi permukaan dan bawah material kalibrasi agar seluruh permukaan mengalami kontak yang merata dengan transducer. b. Tempatkan material yang sudah diketahui waktu perambatan gelombang primernya diantara transducer. 3. Ukur waktu perambatan gelombang primer contoh batuan. Lumasi permukaan atas dan bawah contoh batuan agar seluruh permukaan mengalami kontak yang merata dengan transducer. 4. Tempatkan contoh batuan diantara transducer. 5. Berikan beban rendah pada transducer penerima. 6. Hidupkan PUNDIT dan catat waktu perambatan gelombang primer pada display (μ).

Roges Tomara Mahesa / 17137020

7

BAB IV HASIL PRAKTIKUM

4.1. Tabulasi Data

Roges Tomara Mahesa / 17137020

8

4.2. Perhitungan

Roges Tomara Mahesa / 17137020

9

Roges Tomara Mahesa / 17137020

10

Roges Tomara Mahesa / 17137020

11

Roges Tomara Mahesa / 17137020

12

BAB V PEMBAHASAN

Roges Tomara Mahesa / 17137020

13

BAB VI PENUTUP

6.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil akhir seluruh rangkian kegiatan praktikum dan pembahasan serta pengolahan data diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa Cepat rambat gelombang ultrasonik pada suatu batuan ditentukan dari material pembentuk/penyusun batuan tersebut. Semakin padat material penyusun batuan tersebut, maka cepat rambat gelombang ultrasonik akan semakin tinggi karena gelombang.

6.2. Saran 1. Jangan lupa selalu mengkalibrasi alat sebelum percobaan dilakukan 2. Dalam mengukur diameter dan panjang sampel harus dilakukan lebih dari 1 kali pengamatan agar hasil lebih presisi 3. Selalu mencatat hasil pengukuran dan arsipkan datanya dengan baik agar kerja lebih efisien.

Roges Tomara Mahesa / 17137020

14

DAFTAR PUSTAKA Rai,M.A.,Kramadibrata,S.,Wattimena, R.K.,. 2010. TA 3111 Mekanika Batuan hal. 157-160 Bandung : Penerbit ITB. Dirga Setia. 2018. “Mekanika Batuan”. https://1902miner.wordpress.com/bfiabhfcbafhueceaj/geotekniktambang/mekanika-batuan/ Lia Wijaya. 2013. “Laporan Praktikum Fisika”. Purwakarta http://liawijy.blogspot.com/2013/03/laporan-praktikum-titikberat.html?m=1

Roges Tomara Mahesa / 17137020

15