24
Gambar 2.10 Tipe urat pengisi (Pluijm dan Marshak, 2004) : (a) blocky vein, (b) fibrous vein, (c) dan (d) arah bukaan diskontinuitas sama dengan sumbu fiber Sehingga berdasarkan parameter deskripsi tersebut di atas dipergunakan untuk memenuhi berbagai hal berikut ini (Giani, 1992) : 1)
Geometri : Lebar, kekasaran dinding, sketsa lapangan
2)
Tipe pengisi : Mineralogi, ukuran partikel, tingkat pelapukan, parameter indeks batuan dan tanah, potensi pengembangan.
3)
Kekuatan pengisi : Indeks manual kekuatan dan kekerasan batuan dan tanah ditentukan oleh penetrasi, penghancuran, penggoresan material menggunakan tangan, pisau atau palu geologi, kuat geser, rasio overconsolidation untuk dinding yang bergeser atau yang masih tetap.
4)
Seepage : Estimasi kandungan air dan permeabilitas menggunakan uji cepat secara in situ.
25
j.
Seepage
Seepage berhubungan dengan aliran air dan uap bebas pada diskontinuitas atau massa batuan. Umur diskontinuitas dan asal mula kejadiannya adalah penting untuk menilai transmisivity air (Giani, 1992), karena mampu menyediakan informasi keadaan bukaan atau celah tempat mengalirnya air melalui struktur sekunder. Kategori seepage bervariasi dari kering sampai mengalir kontinyu, sehingga observasi menunjukkan posisi muka air tanah dan tinggi-rendah konduktifitas batuan (Wyllie dan Mah, 2004). Iklim turut mempengaruhi keterdapatan seepage, dan besarnya infiltrasi air tanah (Wyllie dan Mah, 2004). Infiltrasi air tanah dinilai berdasarkan faktor-faktor penting yang mempengaruhinya seperti meteorologi, morfologi dan geologi hidrogeologi (Celico, 1986 dalam Giani, 1992). k.
Jumlah Set Diskontinuitas
Giani (1992) parameter set diskontinuitas mengekspresikan jumlah set-set yang membentuk sistem diskontinuitas dan saling memotong. Massa batuan memiliki sejumlah set diskontinuitas yang saling memotong satu sama lain. Hudson dan Harrison (1997) secara konseptual suatu set terdiri dari diskontinuitas paralel atau sub-paralel. Sehingga geometri massa batuan dikarakteristiki oleh jumlah set diskontinuitas. Wyllie dan Mah (2004) jumlah set diskontinuitas yang saling berpotongan satu sama lain akan menginformasikan luasan massa batuan yang terdeformasi tanpa menghancurkan batuan padu. Contohnya peningkatan jumlah set maka ukuran blok akan berkurang, besarnya kesempatan bongkahan berotasi, perubahan dan hancuran akibat kerja beban. Jumlah set umumnya fungsi ukuran wilayah yang dipetakan pemetaannya harus membedakan antara diskontinuitas sistematik sebagai bagian anggota set dan diskontinuitas acak, dimana orientasinya tidak terprediksikan. l.
Bentuk dan Ukuran Blok
Giani (1992) massa batuan terkekarkan dapat menjadi sistem blok-blok yang dipisahkan bidang diskontinuitas sebagai sistem atau diskontinuitas tunggal.
26
Ukuran blok ditentukan oleh spasi diskoninuitas, jumlah set dan panjang diskontinuitas. Hudson dan Harrison (1997) menganologikan ukuran blok dan distribusinya
sebagai
distribusi
in
situ
ukuran
partikel.
Ukuran
blok
mengindikasikan perilaku massa batuan, karena mampu mengestimasi performa massa batuan pada kondisi tegasan. Adapun jumlah set dan orientasi atau pola kekar dapat menentukan bentuk blok yang dihasilkan, sehingga dapat berupa kubus, rombohedral, tetrahedron atau lembaran (Giani, 1992) atau berbentuk blocky, shattered dan kolumnar (Wyllie dan Mah, 2004 ). m.
Pelapukan (Weathering)
Pelapukan batuan adalah proses yang menyebabkan alterasi batuan, disebabkan oleh air, karbon dioksida dan oksigen (Giani, 1992), atau proses eksternal menyebabkan hilang dan berubahnya sifat asal mula menjadi kondisi yang baru. Prosesnya melibatkan agen-agen fisika, kimia, biologi (Bates, 1987), atau melalui proses mekanika dan dipengaruhi oleh keadaan iklim (Giani, 1992). Wyllie dan Mah (2004) pelapukan berbentuk desintegrasi dan dekomposisi. Desintegrasi adalah hasil perubahan lingkungan, seperti kelembaban, pembekuan dan pemanasan. Sedangkan dekomposisi menunjukkan perubahan batuan oleh agenagen kimia seperti proses oksidasi pada batuan mengandung besi, hidrasi seperti perubahan
feldspar menjadi kaolinit, dan karbonisasi seperti pelarutan
batugamping. Giani (1992) dampak pelapukan tidak hanya terbatas di permukaan saja tetapi lebih dalam, umumnya pada kedalaman yang dangkal, tergantung kehadiran saluran yang memungkinkan aliran air dan kontak dengan atmosfer. Wyllie dan Mah (2004) berkurangnya kekuatan batuan oleh pelapukan akan mengurangi kuat geser diskontinuitas. Sehingga pelapukan juga akan mengurangi kuat geser massa batuan diakibatkan pengurangan kekuatan batuan padu. pelapukan menghasilkan pengurangan kompetensi batuan dari sudut pandang engineering atau mekanika batuan (Giani, 1992).
27
2.5
Sifat Kekuatan Batuan (Rock Strength Properties)
Dalam menganalisis stabilitas lereng batu, faktor yang paling penting untuk dipertimbangkan adalah geometri massa batuan di bagian belakang permukaan lereng. Hubungan antara orientasi diskontinuitas dan permukaan galian akan menentukan apakah bagian dari massa batuan bebas untuk meluncur atau roboh, sedangkan faktor yang paling penting yang mengatur stabilitas adalah kekuatan geser berpotensi permukaan kegagalan (sliding surface). 2.5.1. Efek Skala dan Kekuatan Batuan Wyllie dan Mah (2004) menjelaskan sliding surface pada lereng dapat terdiri secara kontinu di semua area permukaan atau permukaan komplek yang terdiri dari dua diskontinuitas dan fraktur melalui batuan utuh. Penentuan nilai kekuatan geser adalah bagian penting dari disain lereng karena perubahan sekecil apapun yang terjadi dalam kekuatan geser dapat mengakibatkan perubahan signifikan dalam kondisi aman terhadap tinggi atau sudut lereng. Pemilihan nilai-nilai kuat geser yang tepat tidak hanya tergantung pada ketersediaan data, tetapi juga pada interpretasi secara cermat terhadap data, mengingat perilaku massa batuan yang membentuk lereng berskala penuh. Sebagai contoh kemungkinan untuk menggunakan hasil yang diperoleh dari uji geser pada joint dalam merancang sebuah lereng dimana kegagalan yang akan terjadi sepanjang satu joint saja. Namun, Hasil uji geser tidak dapat digunakan secara langsung dalam merancang sebuah lereng dimana proses kegagalan yang komplek melibatkan beberapa joint dan beberapa dari batuan utuh. Pemilihan kekuatan geser yang tepat dari lereng tergantung terhadap sebagian besar pada skala relatif antara permukaan geser dan struktur geologi (Hoek, 2006). Misalnya, dalam lereng tambang terbuka diilustrasikan pada gambar 2.11 dimensi lereng keseluruhan jauh lebih besar dari panjang diskontinuitas, sehingga setiap sliding surface akan melewati massa batuan joint dan kekuatan batuan yang tepat untuk digunakan dalam desain lereng pit adalah massa batuan. Sebaliknya, tinggi bench adalah sama untuk panjang sendi sehingga kestabilan dapat dikendalikan oleh satu sendi saja, serta kekuatan batuan yang sesuai untuk digunakan dalam
28
desain benches adalah joint set yang dari dips permukaan. Akhirnya, pada skala kurang dari spasi joint, blok batuan utuh terjadi serta kekuatan batuan yang sesuai digunakan dalam penilaian pengeboran, dan blasting metode, misalnya akan terutama yang dari batuan utuh.
Gambar2.11 Diagram ideal menggambarkan transisi skala dari batuan padu sampai massa batuan terkekarkan kuat melalui peningkatan skala ukuran sampel (Hoek, 2006) Berdasarkan hubungan antara ukuran sampel dan karakteristik kekuatan batuan, Wyllie dan Mah (2004) menjelaskan metode penentuan kekuatan menjadi tiga kelas batuan sebagai berikut: a.
Diskontinuitas ; Bedding tunggal, joints atau faults. Sifat diskontinuitas yang mempengaruhi kekuatan geser termasuk bentuk dan kekasaran permukaan, batuan di permukaan yang mungkin fresh atau weathered (lapuk), dan infillings yang mungkin berkekuatan rendah atau kohesif.
b.
Rock mass (massa batuan) ; Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan geser dari massa batuan jointed meliputi compressive strength (kuat tekan) dan friction angle (sudut gesekan) dari batuan utuh (intact rock), dan jarak atau spasi dari diskontinuitas serta kondisi permukaan lereng.
29
c.
Intact rock (batuan utuh) ; Faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengukur kekuatan batuan utuh adalah bahwa kekuatan bisa berkurang seiring umur desain lereng akibat pelapukan (weathering).
