BAB 4 PENGUMPULAN DATA LAPANGAN
4.1. Pemetaan Geologi dan Struktur Geologi Pemetaan geologi dilakukan untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian yang berupa jenis batuan, penyebarannya, stratigrafi, tingkat pelapukan dan struktur geologi yang berkembang. Pada penelitian ini pemetaan geologi dilakukan di daerah Pit K dan sekitarnya.
Hasil akhir dari pemetaan geologi disajikan dalam bentuk peta geologi permukaan yang memberikan gambaran atau informasi tentang kondisi geologi yang meliputi keadaan geomorfologi, stratigrafi yang mencakup seluruh jenis batuan yang ada, penyebaran dan pengelompokan secara lateral-vertikal, tingkat pelapukan, gejalagejala rembesan dan analisa pola struktur baik makro (patahan) maupun mikro (kekar).
Dalam pelaksanaan pemetaan geologi, dilakukan beberapa tahapan, yaitu:
1. Tahap persiapan. Tahap persiapan ini terdiri dari pengumpulan data serta referensi-referensi geologi yang berkaitan dengan daerah penelitian dan penyiapan alat-alat survey yang terdiri dari: palu geologi, kompas geologi, kamera, peta dasar, pita ukur, dan alat tulis.
4-1
2. Tahap pemetaan geologi Pemetaan geologi dilaksanakan dengan metoda lintasan. Perencanaan jalur lintasan dibuat dengan mempertimbangkan variasi litologi dan kontrol struktur geologi. Dalam hal ini data geologi regional sangat dibutuhkan. Pada penelitian ini, pekerjaan pemetaan dimulai dari arah Blok 1 hingga Blok 15. Hal ini dilakukan untuk mengatahui kemenerusan lapisan batuan serta struktur geologi yang berkembang disekitar daerah penelitian.
Pemetaan geologi yang dilaksanakan meliputi: •
•
•
Pengamatan singkapan batuan -
Jenis batuan
-
Jurus dan kemiringan, keselarasan, dan ketidak selarasan
-
Identifikasi kekar (arah, sifat kemenerusan, kerapatan, dan jenisnya)
-
Umur dari formasi batuan
Kualitas batuan -
Tingkat pelapukan batuan
-
Tingkat pelapukan kekar
-
Kejadian luar biasa (mineralisasi, pelepasan gas, dan lain-lain)
Pengamatan struktur geologi -
Jenis lipatan (sinklin, antiklin)
-
Jenis
Patahan
(patahan
kemenerusannya •
Kondisi geologi teknik -
Gejala rayapan (creeping)
4-2
naik,
normal,
geser),
arah,
dan
•
-
Gejala longsoran (sliding)
-
Gejala rembesan (seepage)
-
Gejala pergerakan massa batuan (mass movement)
Pengamatan air tanah -
keberadaan mata air (lokasi, jumlah, kualitas, temperatur, dan kedalaman muka air tanah)
Hasil survai lapangan sepanjang jalur lintasan kemudian dianalisa dan dipakai sebagai dasar pembuatan peta geologi. Pada peta geologi tersebut akan ditampilkan jenis dan penyebaran litologi, serta struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian.
Berdasarkan hasil pemetaan geologi, daerah penelitian terbagi menjadi 4 jenis batuan, yaitu: Batupasir, Batulempung, Batulanau, dan Batubara.
Batupasir, berwarna abu-abu muda hingga abu-abu kekuningan, berbutir halus hingga sedang, terpilah baik, ukuran butir relatif seragam, bergradasi buruk, merupakan batuan dengan kekuatan menengah (medium strong rock) dengan UCS sekitar 25 MPa. Lapisan ini teramati dari Blok 1 dan menerus dengan penyebaran agak miring hingga Blok 15 dengan ketebalan sekitar 30 m. Lapisan ini mempunyai arah jurus dan kemiringan (strike/dip) N175oE/18o atau Dip/Dip Direction 18o/N265oE. Kekar yang berkembang berupa kekar bergelombang (undulating) dengan permukaan agak kasar (slightly rough), dinding kekar agak lapuk (slightly weathered), sebagian terisi oksida besi. Tingkat pelapukan massa batupasir dari Blok
4-3
1 hingga Blok 6 dikatagorikan agak lapuk (slightly weathered) dengan kerapatan kekar antara 0.5 hingga 3 m. Sedangkan mulai Blok 6 hingga Blok 10, tingkat pelapukan massa batupasir ini mengalami perubahan menjadi lapuk sedang (moderately weathered) dengan intensitas kekar menjadi lebih rapat antara 20 hingga 50 cm. Hal ini disebabkan oleh lebih dekatnya batuan di Blok 6 hingga Blok 10 ini ke zona patahan yang ada disekitar Blok 10 hingga Blok 15.
Batulempung, berwarna abu-abu kehijauan, menyerpih, secara umum lapuk tinggi (highly weathered), merupakan batuan dengan kekuatan lemah (weak rock) dengan UCS sekitar 14 MPa. Batuan ini teramati dari Blok 1 hingga Blok 15, terletak secara selaras di atas lapisan batupasir dengan ketebalan hingga 20 m. Lapisan batulempung ini mempunyai arah jurus dan kemiringan yang sama dengan lapisan batupasir, yaitu N175oE/18o atau Dip/Dip Direction 18o/N265oE. Kekar pada lapisan ini sangat sulit untuk diamati karena kondisi batuan ini yang menyerpih. Longsoran dan retakan yang terjadi di Pit K, selalu terjadi pada lapisan batulempung ini. Tercatat 1 kali longsoran dan 4 kali teramati adanya retakan yang terjadi pada lapisan batulempung ini (lihat Tabel IV.1.).
Tabel IV.1. Longsoran dan retakan di Pit K Pada Satuan Batulempung Tanggal Lokasi Elevasi (msl) Jenis Potensi Retakan +12 - +30 Blok 1 – 3 11 Nopember 2006 Longsoran +12 - +30 Blok 1 – 3 15 Nopember 2006 Retakan +20 - +30 Blok 5 – 7 4 Juni 2007 Retakan +20 - +23 Blok 9 – 10 9 Agustus 2007 Retakan 0 - +10 Blok 8 – 9 20 Agustus 2007
Batulanau, berwarna abu-abu kekuningan dengan pelapukan tinggi, merupakan batuan dengan kekuatan lemah (weak rock). Lapisan batulanau ini terletak secara
4-4
selaras di atas lapisan batulempung dengan ketebalan sekitar 2 – 5 m. Lapisan batulanau ini mempunyai kenampakan berupa laminasi atau berupa lapisan-lapisan tipis dengan ketebalan antar lapisan antara 1 hingga 5 cm. Lapisan ini diperkirakan menebal kearah Utara daerah penelitian.
Batubara, berwarna hitam berupa sisipan pada lapisan batupasir dan lapisan batulempung. Di Pit K lapisan batubara ini terdiri dari 3 seam, yaitu Seam K, Seam L, dan Seam O dengan ketebalan antara 1.5 hingga 4 m. Disekitar Blok 10 – Blok 14 terdapat adanya lensa-lensa batubara dan lapisan batubara yang tidak menerus. Hal ini disebabkan karena di daerah tersebut merupakan zona patahan dimana terdapat batuan yang campur aduk dan saling melensa satu sama lain. Arah jurus dan kemiringan batubara secara umum sama dengan ketiga jenis batuan di atas yaitu N175oE/18o atau Dip/Dip Direction 18o/N265oE. Kondisi geologi dan penyebaran lihologi disekitar lereng Pit K dapat dilihat pada Gambar 4.1 hingga Gambar 4.3.
Gambar 4.1. Kenampakan lithologi Blok 1 – 6, tersusun oleh batupasir agak lapuk (slightly weathered) di bagian bawah dan batulempung lapuk tinggi (highly weathered) di bagian atas
4-5
Gambar 4.2. Kenampakan lithologi Blok 6 – 10, tersusun oleh batupasir lapuk sedang (moderately weathered) di bagian bawah dan batulempung lapuk tinggi (highly weathered) di bagian atas
Gambar 4.3. Kenampakan lithologi Blok 10 – 15 yang merupakan zona patahan
Struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian adalah berupa pengkekaran dan patahan. Kekar dapat diamati disekitar muka lereng maupun pada lantai galian Pada penelitian ini dilakukan pula pengukuran arah jurus dan kemiringan kekar dengan menggunakan kompas geologi dan meteran. yang akan dibahas tersendiri pada sub-bab Analisis Kekar Dengan Metoda Stereografi.
4-6
Struktur patahan yang teramati dilapangan berupa patahan naik dengan bagian Selatan relatif naik terhadap bagian Utara. Patahan diperkirakan berarah Barat Daya – Timur Laut sekitar N30oE. Struktur patahan ini teramati disekitar Blok 10 hingga Blok 15 dengan ciri-ciri dapat diamati dilapangan: 1. Terdapat gores garis (slickenside) pada bidang lemah, 2. Hilangnya kemenerusan lapisan batubara di sekitar daerah patahan, 3. Terjadi pengkekaran yang intensif, 4. Adanya anomali orientasi bidang perlapisan disekitar daerah patahan, 5. Terlihat adanya jenis batuan yang saling melensa satu sama lainnya.
Gambar 4.4. Gores garis (slickenside) yang merupakan indikasi keberadaan patahan, teramati di sekitar Blok 11
Gambar 4.5. Anomali arah jurus dan kemiringan perlapisan yang mengindikasikan keberadaan patahan, teramati disekitar Blok 12
4-7
U
Batulanau abu-abu kekuningan, lapuk tinggi, lemah ( weak ), berkekar rapat, kekar halus dengan bukaan 1-5mm, massa batuan sebagian besar telah terganggu Batulempung abu-abu kehijauan, menyerpih, lapuk tinggi, lemah (weak ), berkekar rapat, kekar halus dengan bukaan 1-5mm, massa batuan sebagian besar telah terganggu
Batubara hitam, batuan dengan kondisi lapuk tinggi ( highly weathered ), lemah ( weak ), merupakan sisipan pada lapisan batupasir dan batulempung Batupasir abu-abu muda-kekuningan, berbutir halus hingga sedang, terpilah baik, ukuran butir relatif seragam, gradasi buruk, kekuatan menengah ( medium strong ), kekar kasar bergelombang, lapuk sedang-agak lapuk, sebagian terisi oksida besi. Blok 1-6, batupasir agak lapuk ( slightly weathered ). Blok 6-10, batupasir lapuk sedang ( moderately weathered ).
Batuan di daerah patahan, massa batuan terkekarkan, lemah hingga sangat lemah ( weak to extremely weak rock ), terdapat anomali arah dan kemiringan perlapisan, bergores garis ( slickenside ), kekar terisi material lunak Patahan Naik ( Trust Fault )
Gambar 4.6. Peta Geologi Pit K Operasi Penambangan Binungan
4-8
4.2. Pemetaan Tipe Massa Batuan Berdasarkan hasil pemetaan geologi, daerah penelitian kemudian dibagi menjadi beberapa tipe massa batuan, dimana setiap tipe massa batuan akan dihitung nilai RMRnya untuk kepentingan analisa kestabilan lereng. Pembagian tipe massa batuan ini didasarkan kepada beberapa faktor seperti variasi jenis batuan, tingkat pelapukannya, dan kenampakan umum struktur geologi (kerapatan kekar dan keberadaan patahan).
Berdasarkan hal tersebut di atas, daerah penelitian dibagi ke dalam 4 tipe massa batuan dimana setiap tipe mempunyai ciri dan karakteristik yang berbeda. Ke-empat zona massa batuan tersebut, yaitu:
•
Massa Batuan Tipe 1: Didominasi oleh batupasir, agak lapuk (slightly weathered). Teramati di Blok 1 – 6.
•
Massa Batuan Tipe 2: Didominasi oleh batupasir, lapuk sedang (moderately weathered). Teramati di Blok 6 – 10.
•
Massa Batuan Tipe 3: Didominasi oleh batulempung menyerpih dan batulanau, lapuk tinggi (highly weathered). Teramati di Blok 1 – 10 di atas satuan batupasir.
•
Massa Batuan Tipe 4: Merupakan zona patahan. Teramati di Blok 10 – 15.
Deskripsi untuk masing-masing zona massa batuan dapat dilihat pada Tabel IV.2.
4-9
Tabel IV.2. Deskripsi Tipe Massa Batuan Pit K Operasi Penambangan Binungan Tipe Massa Batuan
Deskripsi Massa Batuan
Kelas Massa Batuan
Massa batuan dengan kondisi baik, agak lapuk (slightly weathered), mempunyai kekuatan menengah (medium strong rock). Berkekar agak Tipe 1
kasar, bergelombang, spasi kekar antara 0.2 – 6m dengan rata-rata 2.2 m, ketat (tight joints) 0.1 – 0.5mm, kekar sebagian terisi oksida besi. Secara
Baik (Good Rock) RMR: 69
umum massa batuan masih utuh (undisturbed) walaupun sebagian ada yang sudah tergangu (disturbed). Didominasi oleh batupasir Massa batuan dengan kondisi menengah, lapuk sedang (moderately weathered), kuat menengah (medium strong rock). Berkekar agak kasar, Tipe 2
bergelombang, spasi antara 0.2 – 5.0 demgan rata-rata 1.0m, blocky, kekar ketat hingga agak terbuka 0.1 – 2mm, kekar sebagian terisi oksida besi.
Sedang (Fair Rock) RMR: 59
Massa batuan sebagian sudah terganggu. Didominasi oleh batupasir. Massa batuan dengan kondisi buruk, lapuk tinggi (highly weathered), Tipe 3
lemah (weak rock), very blocky hingga menyerpih. Kekar sangat sulit untuk diamati karena telah terserpihkan. Massa batuan sudah terganggu
Buruk (Poor Rock) RMR: 30
(disturbed). Didominasi oleh batulempung menyerpih dan batulanau. Merupakan zona patahan, batuan umumnya hancur dengan kerapatan kekar yang sangat rapat. Terdapat ciri-ciri yang mendukung adanya patahan Tipe 4
seperti ketidak menerusan suatu lapisan ataupun adanya offset perlapisan, teramati adanya gores garis (slickenside), dan perlapisan batuan yang acak.
Sangat Buruk (Very Poor Rock) RMR: 20
Kekuatan batuan lemah, kekar bersifar geseran (sheared joints)
Peta tipe massa batuan dan lokasi penampang lereng dapat dilihat pada Gambar 4.7.
4-10
U
Massa Batuan Tipe 1 batuan dengan kondisi bagus, agak lapuk (slightly weathered ) berkekar jarang (spasi kekar 0.2 - 6 mm dengan rata-rata 2.2m), kekar kasar bergelombang, ketat dengan bukaan <0.5mm, massa batuan sebagian besar belum terganggu Massa Batuan Tipe 2 batuan dengan kondisi sedang, berkekar agak jarang (spasi kekar 0.2 - 5.0m dengan rata-rata 1.0m), kekar kasar bergelombang, ketat dengan bukaan <0.5mm, massa batuan sebagian besar belum terganggu Massa Batuan Tipe 3 batuan dengan kondisi lapuk tinggi ( highly weathered ), berkekar rapat (spasi kekar 10 hingga 30cm), lemah hingga sangat lemah ( weak to extremely weak rock ), kekar lunak ( soft ) planar , terbuka dengan bukaan hingga 5mm, massa batuan sebagian besar telah terganggu Massa Batuan Tipe 4 batuan pada daerah patahan, massa batuan terkekarkan, lemah hingga sangat lemah ( weak to extremely weak rock), terdapat anomali arah dan kemiringan perlapisan, bergores garis (slickenside ), kekar terisi material lunak
Gambar 4.7. Peta Tipe Massa Batuan Pit K Operasi Penambangan Binungan
4-11
4.3. Inventarisasi Data Kekar Data yang berupa kedudukan bidang perlapisan dan bidang kekar diperoleh dengan melakukan pengukuran arah kemiringan (dip/dip direction) bidang perlapisan dan bidang kekar dengan menggunakan kompas geologi dan rol meter.
Analisis kekar dilakukan untuk mengetahui arah umum dan kemiringannya serta untuk memperkirakan jenis dan potensi longsoran yang mungkin terjadi pada suatu lereng. Pada penelitian ini pengukuran kekar dilakukan di 3 lokasi dimana terdapat perbedaan tipe massa batuan. Lokasi pengukuran dapat dilihat pada Tabel IV.3.
Tabel IV.3. Lokasi Pengukuran Kekar Lokasi Blok 1- 5 Blok 6 – 9 Blok 10 - 14
Jumlah Pengamatan Kekar 110 132 146
Inventarisasi data kekar dilakukan dengan metoda scanline. Pada metoda ini, rol meter dibentangkan sepanjang dinding pengamatan. Ilustrasi pengukuran dengan scanline dapat dilihat pada Gambar 4.8. Hasil dari pengamatan ini adalah berupa arah dan kemiringan kekar serta jarak semu antar bidang kekar. Jarak sebenarnya antar bidang kekar dihitung dengan persamaan 4.1.
Gambar 4.8. Pengukuran Kekar dengan Scanline (Kramadibrata, 1997)
4-12
d i ,1+1 = ji ,i +1 cos Keterangan:
(θ i + θ i +1 ) ……………………………………………..…………(4.1) 2
ji,i+1 θi di,i+1
: jarak semu antar bidang kekar : sudut antara garis normal dengan scanline : jarak sebenarnya antar bidang kekar
Jarak rata-rata antar bidang kekar set A dihitung dengan persamaan 4.2.
n
dswA =
∑ dswA
i ,i +1
i =1
cos(θ i ,i +1 )
k
Keterangan:
dswAi,i+1 k
, .................................. …………………...………(4.2) : jarak semu antar bidang kekar pada set A : jumlah bidang kekar dalam satu set
Jarak rata-rata antar bidang kekar sepanjang scanline dihitung dengan persamaan 4.3.
m
dsw =
∑ dsw i =1
m
Keterangan:
m
......................................................................................................(4.3) dswm : jumlah jarak kekar sebenarnya sepanjang scanline setiap set m : jumlah set kekar dsw : rata-rata jarak kekar sepanjang scanline
Data hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel IV.4. Data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
4-13
Tabel IV.4. Pengamatan Bidang Kekar Lereng Blok 1-5 Pengukuran kekar Blok 1-5 αs 50 Scanline αf 140 Face Dip Dip No. Strike Direction βd αd o o o N… E N… E 1 315 45 75 2 317 47 75 3 80 170 65 4 29 119 65 5 30 120 75 6 315 45 70 7 318 48 75 8 25 115 55 9 26 116 53 10 115 205 75 11 110 200 75 12 25 115 65 13 10 100 55 14 12 102 57 15 25 115 55 16 112 202 67 17 13 103 57 18 53 143 72 19 132 222 76 20 13 103 51 21 46 136 54 22 32 122 67 23 22 112 56 24 12 102 67 25 61 151 71 26 11 101 53 27 232 322 77 28 6 96 56 29 36 126 66 30 46 136 76 31 192 282 67 32 282 12 63 33 313 43 53 34 317 47 55 35 33 123 53 36 41 131 62 37 52 142 62 38 328 318 61 39 52 142 73 40 34 124 74 41 312 42 62 42 15 105 56 43 27 117 56 44 25 115 41 45 325 55 73 46 17 107 43 47 46 136 62 48 321 51 58 49 17 107 54 50 47 137 57 51 32 122 57 52 347 337 55 53 51 141 56 54 353 83 56 55 328 58 55
βs 2 βf 65 Jarak semu m 0.80 0.55 1.55 1.60 0.57 0.89 0.74 2.50 2.50 0.46 1.00 1.00 0.65 0.60 0.75 0.65 2.00 1.80 1.80 2.00 1.55 1.60 1.60 3.55 0.56 0.84 2.50 2.00 2.70 1.70 1.00 1.00 2.35 1.55 3.45 0.89 0.74 2.50 2.50 0.83 1.00 1.00 1.53 0.60 1.45 2.56 2.00 1.80 1.80 2.00 1.55 1.60 1.60 3.55 2.22
αn βn αd±180 90-βd
θ
o
o
o
225 227 350 299 300 225 228 295 296 25 20 295 280 282 295 22 283 323 42 283 316 302 292 282 331 281 142 276 306 316 102 -168 223 227 303 311 322 138 322 304 222 285 297 295 235 287 316 231 287 317 302 157 321 263 238
15 15 25 25 15 20 15 35 37 15 15 25 35 33 35 23 33 18 14 39 36 23 34 23 19 37 13 34 24 14 23 27 37 35 37 28 28 29 17 16 28 34 34 49 17 47 28 32 36 33 33 35 34 34 35
85 87 30 21 20 85 88 25 24 65 60 25 40 38 25 62 37 3 82 37 4 18 28 38 11 39 2 44 14 4 38 52 83 87 17 9 2 2 2 16 82 35 23 25 85 33 4 89 33 3 18 17 1 57 82
i-m
1-2
ji-m
di-m
m
m 0.038 0.322 15.98 0.534 2.514 0.045 13.1 2.275 2.239 0.462 1.77 0.548 0.466 0.639 2.271 1.73 5.262 5.027 10.55 2.951 7.176 1.473 2.977 1.274 8.827 3.37 6.954 2.361 10.91 10.8 39.53 0.899 0.135 5.406 0.867 8.531 4.997 3.218 0.82 9.152 0.518 1.338 0.548 3.507 0.333 5.311 5.311 4.183 3.376 4.67 8.847 4.113 8.556 0.777 1.846
0.55
2-6
4.61
3-18
17.71
4-5
0.57
5-8
4.13
6-7
0.74
7-32
38.31
8-9
2.5
9-12
2.46
10-11
1.00
11-16
3.65
12-13
0.65
13-14
0.6
14-15
0.75
15-17
2.65
16-19
5.60
17-20
5.60
18-21
5.35
19-27 14.20 20-22
3.15
21-25
7.31
22-23
1.6
23-24
3.55
24-26
1.40
25-30
9.74
26-28
4.50
27-31
7.40
28-29
2.7
29-35 11.05 30-37 10.98 31-56 42.07 32-33
2.35
33-34
1.55
34-38
7.58
35-36
0.89
36-42
8.57
37-39
5.00
38-41
4.33
39-40
0.83
40-47 10.14 41-45
4.58
42-43
1.53
43-44
0.6
44-46
4.01
45-48
6.36
46-49
5.60
47-50
5.60
48-52
6.95
49-51
3.55
50-53
4.75
51-58
8.97
52-54
5.15
53-67
8.64
54-55
2.22
55-59
5.67
RQD = 100 e −0.1λ (0.1λ + 1) λ=1/spasi kekar sebenarnya=1/3.84 RQD
0.2606 kekar per meter 99.967 %
No.
Strike
56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110
N… E 176 117 35 350 10 5 5 220 35 35 35 75 65 333 30 55 55 55 320 70 25 25 40 340 25 25 25 20 150 15 45 352 25 35 332 24 29 333 42 21 26 321 42 51 321 343 42 24 356 32 38 321 46 53 58
o
Dip Direction αd o N… E 266 207 125 80 100 95 95 310 125 125 125 165 155 63 120 145 145 145 50 160 115 115 130 70 115 115 115 110 240 105 135 82 115 125 62 114 119 63 132 111 116 51 132 141 51 333 132 114 86 122 128 51 136 143 148
Dip βd
Jarak semu
o
m 0.67 1.7 0.5 2.8 0.5 0.5 6 2.55 0.85 1.5 1.55 1.75 0.83 1.56 1.75 0.6 0.93 0.73 3.25 0.64 1.56 0.55 0.78 0.53 0.67 0.65 2.35 1.55 1.67 1.86 0.2 1.69 1.55 1.75 1.1 1.56 1.75 2.56 1.52 2.34 3.25 1.54 1.56 2.24 0.78 1.23 0.67 0.65 2.35 1.55 1.67 1.86 0.2 1.69 0.65
51 67 55 15 65 65 65 65 75 55 55 55 65 65 65 75 70 70 70 60 45 60 55 40 55 55 55 55 55 60 50 77 75 75 65 63 64 61 57 55 54 76 64 63 66 55 63 43 62 57 58 71 62 66 55
αn βn αd±180 90-βd o
o
86 39 27 23 305 35 260 75 280 25 275 25 275 25 130 25 305 15 305 35 305 35 345 35 335 25 243 25 300 25 325 15 325 20 325 20 230 20 340 30 295 45 295 30 310 35 250 50 295 35 295 35 295 35 290 35 60 35 285 30 315 40 262 13 295 15 305 15 242 25 294 27 299 26 243 29 312 33 291 35 296 36 231 14 312 26 321 27 231 24 153 35 312 27 294 47 266 28 302 33 308 32 231 19 316 28 323 24 328 35 spasi kekar a spasi kekar b spasi kekar c spasi kekar rata-rata sebenarnya
θ
i-m
o
54 67 15 60 40 45 45 10 15 15 15 25 15 77 20 5 5 5 90 20 25 25 10 70 25 25 25 30 80 35 5 58 25 15 78 26 21 77 8 29 24 89 8 1 89 13 8 26 54 18 12 91 4 3 8
m 0.84 10.1 2.93 6.45 0.37 4.24 2.94 64.5 1.45 1.5 5.53 0.78 3.73 0.82 7.53 0.93 0.73 3.8 0.71 11.4 0.5 0.74 1.14 4.66 0.59 2.13 1.37 2.02 1 3.23 23.6 1.65 1.64 2.49 1.27 1.43 3.95 1.05 2.22 2.91 2.98 0.08 4.9 10.9 0.39 4.09 0.62 3.69 2.23 1.61 2.04 1.86 1.69 0.65
1.7
57-63
12.85
58-60
3.3
59-69
17.59
60-61
0.5
61-62
6
62-64
3.4
63-109
66.02
64-65
1.5
65-66
1.55
66-70
5.89
67-68
0.83
68-71
3.91
69-74
7.26
70-76
7.71
71-72
0.93
72-73
0.73
73-75
3.89
74-79
4.06
75-86
12.37
76-77
0.55
77-78
0.78
78-80
1.2
79-87
10.64
80-81
0.65
81-82
2.35
82-83
1.55
83-85
3.53
84-85
1.86
85-88
3.44
86-99
24.41
87-90
4.4
88-89
1.75
89-91
2.66
90-93
5.87
91-92
1.56
92-94
4.08
93-97
8.65
94-95
2.34
95-96
3.25
96-98
3.1
97-100
4.58
98-102
4.92
99-108
10.96
100-101
1.23
101-104
4.9
102-103
0.65
103-105
3.9
104-107
7.43
105-106
1.67
106-107
2.06
107-108
1.86
108-109
1.69
109-110
0.65
m m m dsw 3.837 m dxa
6.39
dxb 2.806 dxc 2.315
dilakukan untuk mengetahui jenis longsoran yang mungkin terjadi pada setiap lereng galian. Hasil pengamatan dengan proyeksi stereografi dapat dilihat pada Gambar 4.9,
4-14
di-m
m 56-57
Berdasarkan data bidang kekar, pengamatan struktur geologi dengan stereografi
4.10, dan 4.11.
ji-m
Joint Set 1, 55/N115E
i Jo S nt a uk
0 N6 5/
ng re Le
6 2, et
M
E
, in sa De
E 50 /N 65
, t3 Se int Jo
63
0 15 /N
E
0E E N5 45 5/ /N ,6 60 in sa 1, De et tS ng in re Jo Le a uk M
an 1, N86E Arah Longsor Ara hL o ng sora
Joint Set 2, 60/N122E
Gambar 4.9. Hubungan Jenjang Gali, Pola Kekar dan Sudut Geser Dalam Blok 1-5 Pada Stereonet
n2 ,N 108 E
0/N17 et 3, 6 Joint S
1E
Gambar 4.10. Hubungan Jenjang Gali, Pola Kekar dan Sudut Geser Dalam Blok 7-9 Pada Stereonet
M a uk n re Le g D a es in ,N 32 / 0E 65
Gambar 4.11. Hubungan Jenjang Gali, Pola Kekar dan Sudut Geser Dalam Blok 11-14 Pada Stereonet
4-15
Berdasarkan Gambar 4.9, 4.10, dan 4.11, dapat disimpulkan antara lain: 1. Lokasi 1, terletak diantara Blok 1 – Blok 5. Pengukuran dilakukan pada lereng batupasir. Arah jenjang gali d/dd 65o/N50oE, sudut geser dalam batupasir 35o. Terdapat 3 keluarga kekar d/dd 55o/N115oE, 65o/N60oE, dan 63o/N150oE serta kekar acak (random). Berdasarkan hasil proyeksi stereografi pada Gambar 4.9, terlihat bahwa perpotongan 3 bidang kekar yang terjadi, berada di luar daerah antara jenjang gali dan sudut geser dalam (berada di luar bidang arsir). Hal ini berarti bahwa kekar yang berkembang di daerah tersebut tidak menunjukan jenis longsoran tertentu. 2. Lokasi 2, terletak diantara Blok 7 – Blok 9. Pengukuran dilakukan pada lereng batupasir. Arah jenjang gali d/dd 65o/N50oE, sudut geser dalam batupasir 35o. Terdapat 3 keluarga kekar d/dd 60o/N45oE, 60o/N122oE, dan 65o/N171oE serta kekar acak (random). Ketiga bidang keluarga kekar tersebut membentuk titik perpotongan bidang kekar yang berada di dalam bidang arsir. Hal tersebut menunjukan bahwa lereng tersebut mempunyai potensi ketidak mantapan. Berdasarkan bentuk perpotongan bidang-bidang kekar tersebut, di daerah ini berpotensi terjadi longsoran baji dengan arah longsoran N86oE dan N108oE. Walaupun potensi kelongsoran teramati pada satuan batupasir, tetapi longsoran yang intensif terjadi pada satuan batulempung yang berada di atasnya. 3. Lokasi 3, terletak diantara Blok 11 – Blok 14. Merupakan zona patahan. Arah jenjang gali d/dd 65o/N50oE, sudut geser dalam batulempung 12o. Berdasarkan hasil proyeksi stereografi
pada Gambar 4.11, terlihat bahwa arah dan
kemiringan bidang kekar bersifat acak. Kelongsoran yang mungkin terjadi di daerah ini adalah berupa longsoran busur.
4-16
4.4. Rock Quality Designation (RQD) RQD dikembangkan pada tahun 1964 oleh Deere. Metode ini didasarkan pada penghitungan persentase inti terambil yang mempunyai panjang 10 cm atau lebih. Dalam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung walaupun mempunyai panjang lebih dari 10cm. Nilai RQD ini dipakai sebagai parameter pendukung untuk penentuan nilai klasifikasi massa batuan RMR. Cara untuk menentukan nilai RQD dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Gambar 4.12. Pengukuran RQD Dari Contoh Inti Pemboran (Deere, 1988)
Pada penelitian ini, nilai RQD tidak dihitung berdasarkan persentase inti terambil dari inti pemboran, tetapi berdasarkan pengamatan kerapatan kekar yang teramati di dinding lereng. Metode ini diperkenalkan oleh Priest dan Hudson (1976) dengan persamaan 4.4:
RQD = 100e −0.1λ (0.1λ + 1) ………….……………………………………………(4.4) Keterangan: λ = 1 /( spasi kekar)
4-17
Berdasarkan metode dari Priest dan Hudson (1976), Bieniawski (1989) membuat suatu grafik yang menghubungkan antara spasi bidang kekar dan nilai RQD seperti terlihat pada Gambar 4.13. Perlu dicatat bahwa nilai RQD maksimum pada grafik dari Bieniawski (1989) adalah merupakan hasil perhitungan persamaan 4.4. dari Priest dan Hudson (1976).
Gambar 4.13. Hubungan Antara Spasi Bidang Kekar dan RQD (Bieniawski, 1989)
Berdasarkan persamaan 4.4. dan Gambar 4.13. di atas, maka nilai RQD setiap jalur pengamatan dapat dilihat pada Tabel IV.5.
Tabel IV.5. Nilai RQD Berdasarkan Kerapatan Kekar Blok Lereng
Jumlah Kekar
Panjang Pengamatan (meter)
Spasi kekar rata-rata (meter)
RQD rata-rata (%)
Blok 1 - 5
110
167
2.2
99.9
Blok 6 – 9
132
84
1.0
99.5
Blok 11 - 14
160
16
0.1
73.6
4-18
Kualitas Batuan Sangat baik Excellent Sangat baik Excellent Sedang Fair
4.5. Pengamatan Rembesan Rembesan air teramati dibeberapa lokasi disekitar kaki galian lereng. Tercatat ada 7 lokasi rembesan yaitu 2 rembesan di sekitar Blok 1 – Blok 2, 2 rembesan di Blok 5 – Blok 7, dan 3 rembesan disekitar Blok 10 – Blok 14. Rembesan-rembesan tersebut umumnya berupa rembesan kecil sehingga sangat sulit untuk diukur, tetapi rembesan yang terbesar yang terletak di sekitar Blok 1 dan Blok 14 mempunyai debit sekitar 5 liter per menit. Rembesan ini diperkirakan hanya merupakan rembesan air permukaan yang masuk melalui rekahan-rekahan pada batuan yang hanya muncul setelah adanya hujan. Setelah hujan berhenti sekitar 3 hari rembesan ini menjadi hilang. Perhitungan debit air rembesan dapat dilihat pada Tabel IV.6.
Tabel IV.6. Debit Air Rembesan Di Kaki Lereng Tanggal Pengukuran
Lokasi
13 Nopember 2006
Blok 1
Debit Blok 1 13 Nopember 2006 Blok 14
Debit Blok 14
Volume (liter) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Waktu (detik) 5.80 5.81 7.05 6.47 6.20 5.50 6.01 5.40 5.35 5.35 ±5 lit/min. 5.85 6.42 6.20 6.01 6.20 6.30 6.21 5.90 5.45 6.35 ±5 lit/min.
4-19
4.6. Klasifikasi Massa Batuan Geomekanika (RMR) Seperti telah diterangkan sebelumnya bahwa klasifikasi massa batuan yang dipakai pada penelitian ini adalah klasifikasi massa batuan RMR dari Bieniawski 1989.
Untuk menerapkan system klasifikasi RMR, massa batuan dibagi ke dalam beberapa tipe massa batuan dimana pada setiap tipe mempunyai ciri kenampakan (feature) tertentu yang serupa. Umumnya pembagian tipe ini akan terkait langsung dengan adanya struktur geologi utama (major geological structure) seperti sesar, zona geser (shear zone), tingkat pelapukan maupun jenis batuan. Kemudian untuk masingmasing tipe massa batuan tersebut ditentukan klasifikasi massa batuannya. Nilai klasifikasi massa batuan RMR untuk setiap tipe massa batuan dapat dilihat pada Tabel IV.7.
Tabel IV.7. Kelas Massa Batuan Setiap Tipe Massa Batuan Berdasarkan RMR (Bieniawski, 1989) Parameter Kekuatan Batuan Utuh (UCS) Rock Quality Designation (RQD) Jarak Antar Bidang Diskontinyu Kondisi Bidang Diskontinyu
Kondisi Air Tanah
Arah/kemiringan Bidang Diskontinyu
RMR
Parameter Geomekanika
Tipe 1 Nilai (Mpa) 25.7 Peringkat 4 Nilai (%) 99.9% Peringkat 20 Jarak (m) 2.2 Peringkat 20 Kekasaran Permukaan kekar agak permukaan, kasar, bukaan <1mm, kemenerusan, spasi, dindingnya agak lapuk dan tingkat pelapukan oleh aksida besi Peringkat 25 Aliran (lt/m) Lembab Peringkat 10
Arah jurus dan kemiringan bidang diskontinu terhadap arah galian
Arah jurus bidang o diskontinyu dd (N115 E o dan N65 E) relatif searah dengan arah o galian lereng (N50 E) dengan kemiringan bidang diskontinyu o hingga 65
Tipe Massa Batuan Tipe 2 Tipe 3 25.7 13.75 4 2 99.50% 73.6% 20 13 1.0 0.1 15 10 Permukaan kekar agak Sparasi 1-5 mm, dinding kasar, bukaan >1mm, bidang diskontinu lapuk dindingnya agak lapuk tinggi oleh aksida besi 20 10 Lembab Lembab 10 10
Tipe 4 13.75 2 73.6% 13 0.1 10 Sparasi >5mm, Permukaan bergores garis, lapuk tinggi, soft gouge 0 Lembab 10
Arah jurus bidang o diskontinyu dd (N65 E, o o N122 E dan N171 E ) Kekar rapat dengan arah Kekar rapat dengan arah relatif searah dengan kemiringan dan kemiringan dan arah galian lereng kemiringan acak kemiringan acak o (N50 E) dengan kemiringan bidang o diskontinyu hingga 65
Peringkat Peringkat Kelas
-10
-10
-15
-15
69 II
59 III
30 IV
Deskripsi
Baik (Good)
Sedang (Fair)
Buruk (Poor)
Kohesi (kPa) o Sudut geser dalam ( )
300-400 35-45
200-300 25-35
100-200 15-25
20 V Sangat Buruk ( Very Poor) <100 <15
4-20
Berdasarkan Tabel IV.7 dapat dilihat bahwa Tipe Massa Batuan 1 yang tersusun oleh batupasir agak lapuk (slightly weathered) mempunyai RMR 69 (batuan dengan kondisi baik), Tipe Massa Batuan 2 yang tersusun oleh batupasir lapuk sedang (slightly weathered) mempunyai RMR 59 (sedang), Massa Batuan Tipe 3 yang tersusun oleh batulempung lapuk tinggi (highly weathered) mempunyai RMR 30 (buruk), dan Massa Batuan Tipe 4 yang merupakan zona patahan mempunyai RMR 20 (sangat buruk).
4.7. Peledakan (Ground Vibration) Untuk menganalisa pengaruh getaran peledakan digunakan metode pseudo statis dengan menggunakan nilai peak acceleration (g) yang didapatkan dari pengukuran ground vibration yang dilakukan PT. DAHANA. Hasil analisa getaran peledakan dapat dilihat pada Tabel IV.8.
Tabel IV.8. Getaran Peledakan Daerah Penambangan Binungan No
Tgl
1
5-Feb-03
2
7-Feb-03
Peledakan Lokasi Elv. (m) H2/H -25 H2/K (PT BUMA) C1 B.22-23
-24 19.5
Pengukuran Elv. Jarak (m) (m) Rawa H-2 0 400 Lokasi
Jml hole (bh) 92
Trans P. Acc. (g) 0.0265
Vert P. Acc. (g) 0.0398
Long P. Acc. (g) 0.0398
Rawa HW
0
300
56
0.0795
0.0795
0.1190
Rawa HW
+6
200
56
0.0530
0.0795
0.0530
LW B-20
30
300
77
0.0265
0.0398
0.0265
(PT DLS) C2/CLU (PT BUMA) MAX MIN AVERAGE
+48
Jalan
+50
300
44
0.0663
0.0663
0.0530
HW 0.1190 0.0265 0.0640
+60
200
44
0.0398
0.0530
0.0398
4.8. Data Laboratorium Data laboratorium diperoleh dari hasil pengujian contoh batuan yang diambil di lapangan. Pengujian laboratorium dilakukan untuk mengetahui sifat fisik dan
4-21
mekanik batuan. Hasil pengujian laboratorium dapat dilihat pada Tabel IV.9, IV.10, dan IV.11.
Tabel IV.9. Hasil Pengujian Sifat Fisik Batuan No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Sample
Lokasi
Code
Contoh
DD-GT-BIN-07-11 DD-GT-BIN-07-12 DD-GT-BIN-07-13 DD-GT-BIN-07-21 DD-GT-BIN-07-22 DD-GT-BIN-07-23 DD-GT-BIN-07-24 DD-GT-BIN-07-25 DD-GT-BIN-07-26
Blok 2 Blok 4 Blok 11 Blok 6 Blok 7 Blok 12 Blok 13 Blok 14 Blok 13
Lithology Sandstone Sandstone Mudstone Mudstone Mudstone Mudstone Mudstone Sandstone Sandstone
ρn
ρd
ρs
(gr/cm 3) (gr/cm 3) (gr/cm 3) 2.33 2.27 2.46 2.32 2.23 2.42 2.20 2.16 2.23 2.18 2.14 2.24 2.10 2.06 2.14 2.19 2.15 2.23 2.19 2.14 2.21 2.36 2.28 2.47 2.32 2.27 2.45
w
S
n
%
%
%
2.86 4.07 1.71 1.89 1.79 1.75 2.26 3.43 2.46
34.04 46.25 52.17 40.54 45.45 47.83 66.67 42.11 30.61
19.03 19.61 7.08 9.95 8.09 7.88 7.26 18.57 18.22
e 0.24 0.24 0.08 0.11 0.09 0.09 0.08 0.23 0.22
Tabel IV.10. Hasil Pengujian Kuat Tekan (UCS) Batuan No
Sample Code
Lithology
1 2 3 4 5 6 7 8 9
DD-GT-BIN-07-11 DD-GT-BIN-07-12 DD-GT-BIN-07-13 DD-GT-BIN-07-21 DD-GT-BIN-07-22 DD-GT-BIN-07-23 DD-GT-BIN-07-24 DD-GT-BIN-07-25 DD-GT-BIN-07-26
Sandstone Sandstone Mudstone Mudstone Mudstone Mudstone Mudstone Sandstone Sandstone
Lokasi Contoh Blok 2 Blok 4 Blok 11 Blok 6 Blok 7 Blok 12 Blok 13 Blok 14 Blok 13
σ (MPa)
E (GPa)
υ
22.60 28.79 0.52 16.79 10.70 0.46 1.15 8.27 1.37
2.34 3.34 0.04 1.73 1.00 0.06 0.12 1.15 0.30
0.24 0.24 0.29 0.28 0.28 0.29 0.29 0.25 0.27
Tabel IV.11. Hasil Pengujian Geser Langsung Batuan No
Sample Code
Lokasi Contoh
1
DD-GT-BIN-07-11
Blok 2
2
DD-GT-BIN-07-13
Blok 11
3
DD-GT-BIN-07-23
Blok 12
4
DD-GT-BIN-07-24
Blok 13
5
DD-GT-BIN-07-25
Blok 14
6
DD-GT-BIN-07-26
Blok 13
σnormal (kPa) 67 Sandstone 390 211 72 Mudstone 135 182 79 Mudstone 168 197 70 Mudstone 141 199 72 Sandstone 157 212 63 Sandstone 131 187 Lithology
τ (kPa) Puncak 318 264 421 108 135 152 99 126 148 140 176 199 322 372 425 190 212 264
4-22
Sisa 168 208 228 54 67 76 59 84 82 70 88 99 161 196 212 111 131 140
Kohesi (kPa) Puncak Sisa
Internal friction Angle (°)
Puncak
Sisa
269.0
143.0
31.6
22.9
79.0
40.0
21.9
11.4
69.0
44.0
21.2
12.0
109.0
55.0
24.6
12.9
268.0
136.0
35.6
20.2
147.0
97.0
30.6
13.3
4.9. Uji Rayapan Geser Langsung Seperti telah diketahui bahwa kestabilan lereng suatu tambang terbuka akan berubah terhadap waktu dan akan semakin berkurang. Keruntuhan material yang bergantung waktu merupakan fenomena deformasi jangka panjang yang berupa rayapan (creep). Rayapan dapat terus berkembang hingga menyebabkan kelongsoran pada struktur massa batuan. Hal ini berkaitan dengan penurunan kekuatan geser material yang mempengaruhi kemantapan jangka panjang lereng tersebut. Untuk itu dilakukan penelitian rayapan geser langsung di laboratorium terhadap contoh batulempung yang merupakan lapisan pembawa batubara untuk mengetahui perilaku dan kekuatan geser jangka panjangnya.
Uji rayapan geser langsung dilakukan dengan penerapan beban normal dan beban geser konstan. Pembebanan dilakukan sampai batulempung mengalami keruntuhan (failure) atau selama waktu tertentu. Perpindahan geser yang terjadi selama pembebanan dicatat sebagai masukan untuk analisis perilaku rayapan.
Untuk mendapatkan kuat geser jangka panjang dan mengetahui perilaku batuan dengan beban geser konstan, telah dirancang alat
uji rayapann geser langsung
(Gunadi, 2002; Kramadibrata dkk., 2002). Alat uji rayapan geser langsung yang dipakai pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.14.
4-23
1. Katrol 2. Beban geser 3. Beban normal 4. Wire rope 5. Proving ring 6. Dial gauge beban normal 7. Dial gauge perpindahan normal 8. Batang penahan load cell
9. Dudukan load cell 10. Kotak geser bagian bawah 11. Katrol 12. Contoh uji 13. Bantalan geser 14. Dial gauge geser 15. Batang penahan horizontal 16. Load cell 17. Strain indicator
Gambar 4.14. Alat Uji Rayapan Geser Langsung (Kramadibrata dkk., 2002) Sistem pembebanan normal dan geser yang digunakan pada alat uji ini adalah sistem bandul sehingga aplikasi gaya normal dan gaya geser diharapkan konstan selama pengujian Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengoprasian alat uji ini adalah: 1. Mampu menjamin gaya normal dan gaya geser yang diaplikasikan konstan selama waktu pengujian. 2. Mampu membaca besarnya perpindahan normal dan geser secara akurat. 3. Kotak uji geser dapat menguji berbagai bentuk contoh dengan ukuran tertentu. 4. Mempunyai kemudahan untuk melakukan perubahan tingkat tegangan normal maupun tegangan geser.
4.9.1. Uji Geser Langsung Sebelum uji rayapan geser langsung dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan uji geser langsung (direct shear test). Hasil dari uji geser langsung terhadap contoh batulempung dapat dilihat pada Tabel IV.12.
4-24
Tabel IV.12. Hasil Uji Geser Langsung Batulempung Fnormal (kN)
σnormal (kPa)
0.20 0.40 0.60
70 141 199
Fgeser (kN) Puncak Sisa 0.40 0.20 0.50 0.25 0.60 0.30
τ (kPa) Puncak Sisa 140 70 176 88 199 99
c (kPa) Puncak Sisa 109
φ (o) Puncak Sisa
54.8
24.6
12.7
Berdasarkan Tabel IV.12., dapat direpresentasikan ke dalam grafik kuat geser MohrCoulomb (Gambar 4.15.) dengan persamaan kuat geser puncaknya
τ = σ n tan 24.6 o + 109 ............................................................................................(4.5.) dan kuat geser sisanya
τ = σ n tan 12.7 o + 54.8 ..........................................................................................(4.6.)
Kurva Kuat Geser 250
y = 0.4592x + 108.91
Tegangan Geser (kPa)
200 150
y = 0.2259x + 54.799
100 50 0 0
50
100 150 Tegangan Normal (kPa) Puncak
200
250
Sisa
Gambar 4.15. Grafik Kuat Geser Mohr-Coulomb
Hasil pengujian kuat geser langsung ini dijadikan acuan untuk penentuan beban normal dan beban geser pada uji rayapan geser langsung di laboratorium.
4.9.2. Hasil Uji Rayapan Geser Langsung
Hasil pengujian ditampilkan dalam bentuk kurva rayapan sesuai dengan tingkat pembebanannya. Kurva tersebut menunjukan perpindahan geser dan perpindahan
4-25
normal (mm) terhadap waktu pembebanan (menit). Pengujian dilakukan terhadap 3 contoh uji CR-1, CR-2, dan CR-3 yang masing-masing diberi gaya normal 0.2 kN, 0.4 kN, dan 0.6 kN dengan tingkat gaya geser sebesar 50%, 70%, dan 90%.
Tabel IV.13., menunjukan hasil pengolahan data uji rayapan geser langsung untuk contoh CR-3, sedangkan hasil untuk contoh lainnya dapat dilihat pada Lampiran 3.
Tabel IV.13. Data Uji Rayapan Geser Langsung CR-3
4-26
Berdasarkan data uji rayapan geser langsung, kemudian dapat digambarkan kurva perpindahan lateral (geser) terhadap waktu, kurva perpindahan aksial (normal) terhadap waktu, dan kurva perubahan gaya (normal dan geser) terhadap waktu selama pengujian. Kurva hasil uji rayapan geser langsung untuk CR-1, CR-2, dan CR-3 dapat dilihat pada Gambar 4.16, 4.17, dan 4.18.
CR-1 1.00
300
0.90
200
0.70 0 0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
-100
0.60 30,000 0.50 0.40
-200
Gaya (kN)
Perpindahan (x0.001mm)
0.80 100
0.30 -300 0.20 -400
0.10
-500
0.00 Waktu (menit)
Perpindahan Lateral
Perpindahan Aksial
Gaya geser
Gaya normal
Gambar 4.16. Kurva Hasil Uji Rayapan Geser Langsung CR-1
CR-2 500
1.00 0.90 0.80 0.70
300
0.60 0.50
200
0.40 100
0.30 0.20
0 0
5,000
10,000
15,000
20,000
0.10 25,000 0.00
-100 Waktu (menit) Perpindahan Lateral
Perpindahan Aksial
Gaya geser
Gaya normal
Gambar 4.17. Kurva Hasil Uji Rayapan Geser Langsung CR-2
4-27
Gaya (kN)
Perpindahan (x0.001mm)
400
CR-3 2.00
400
1.50
200 100
1.00
0 0
10
20
30
40
50
60
70
-100
Gaya (kN)
Perpindahan (x0.001mm)
300
0.50
-200 -300
0.00
-400 Waktu (menit) Perpindahan Lateral
Perpindahan Aksial
Gaya geser
Gaya normal
Gambar 4.18. Kurva Hasil Uji Rayapan Geser Langsung CR-3 Pada Gambar 4.16, 4.17, dan 4.18, terlihat adanya proses perpindahan geser seketika yang diikuti dengan rayapan primer, sekunder dan tersier yang diikuti runtuhan (failure). Hal ini menujukan bahwa contoh uji CR-1, CR-2, dan CR-3 mempunyai sifat elasto-viskoplastik.
Pada saat batulempung dikenai gangguan berupa tegangan geser, akan terjadi pembukaan rekahan awal pada bidang gesernya. Hal ini ditandai dengan Perpindahan seketika yang teramati untuk CR-1, CR-2, dan CR-3 masing-masing sebesar 0.05 mm, 0.145 mm, dan 0.190 mm.
Sesaat sesudah pembebanan, batulempung mempunyai percepatan awal untuk berpindah. Batulempung memberikan reaksi terhadap pembebanan awal sebagai usaha untuk mencapai kestabilan. Reaksi batulempung ini mengakibatkan perlambatan perpindahan hingga mencapai kondisi stabil. Peristiwa ini ditandai dengan rayapan primer. Pada hasil pengujian terlihat bahwa rayapan primer terjadi setelah perpindahan seketika berupa perpindahan ekponensial dan mencapai
4-28
kestabilan pada menit ke 4040, 2896, dan menit ke-7 untuk CR-1, CR-2, dan CR-3 secara berturut-turut. Perpindahan yang terjadi pada saat batulempung mencapai kestabilan untuk masing-masing contoh uji adalah 0.114mm, 0.338mm, dan 0.255mm.
Setelah mencapai kondisi stabil, batulempung mengalami perpindahan geser secara linier dengan laju konstan sebesar 10-4, 2 10-4, dan 2 10-2 untuk CR-1, CR-2, dan CR3. Pada peristiwa ini batulempung berada pada proses rayapan sekunder. Rayapan sekunder terjadi hingga menit ke-17540, 13536, dan menit ke 54 untuk masingmasing contoh uji.
Selama proses rayapan sekunder, pergeseran antar permukaan bidang geser menyebabkan gerigi bidang geser semakin halus. Hal ini akan mengurangi kekuatan batulempung untuk menahan tegangan geser yang diberikan. Pada saat ketahanan batulempung dilampaui, akan terjadi percepatan perpindahan sebagai awal tahap rayapan tersier. Rayapan tersier ini terus berlanjut hingga batulempung mengalami keruntuhan. Hasil uji rayapan memperlihatkan bahwa keruntuhan terjadi setelah batulempung mengalami tegangan geser konstan selama 27740 menit (19.3 hari) untuk CR-1, 19606 menit (13.6 hari) untuk CR-2, dan 64 menit untuk CR-3.
4-29
