PERANANPERANAN GEOTEKNIK PADAGEOTEKNIK PADA
eknik
PERANANPERANAN GEOTEKNIK PADA GEOTEKNIK PADA PERENCANAANPERENCANAAN TAMBANG TERBUKATAMBANG TERBUKA
011, Geo
teesem
ber2 Kuliah Umum Geoteknik
Jurusan Teknik PertambanganFTM – UPN “Veteran” Yogyakarta
pton
o, 6 De
6 Desember 2011
S. Sap
SinggihSinggih [email protected]
1
Top Coal ExportersTop Coal Exporters(W ld C l I tit t 2010)(W ld C l I tit t 2010)
eknik
(World Coal Institute 2010)(World Coal Institute 2010)
PR China Steam C l bi
South Africa0%
PR China2% Cooking
011, Geo
te
Australia20%
Colombia
USA6%
South Africa10%
PR China7%
Steam
Australia%Indonesia
Russia7%
Colombia0% USA
17%
esem
ber2
Total
Indonesia29%
Russia15%
13% 61%Indonesia13%
pton
o, 6 De
Australia31%
USA9%
South Africa8%
PR China6%
Total
S. Sap
Indonesia25%
Russia12%
Colombia9%
25%
Top Ten Hard Coal Producers Top Ten Hard Coal Producers (2008 Estimate (2008 Estimate –– Mt Mt ‐‐World Coal Institute 2010World Coal Institute 2010
eknik
South Africa4%
Poland2% Colombia
011, Geo
te
Australia
Russia4%
Indonesia4%
4% Kazakhstan2%
2% Colombia1%
esem
ber2
China50%
USA
India9%
Australia6%
pton
o, 6 De USA
18%
S. Sap
Top Coal Importers Top Coal Importers (2008 Estimate Mt (2008 Estimate Mt ‐‐World Coal Institute 2010)World Coal Institute 2010)
eknik
Japan
PR China8% UK
9%
SteamGermany
6%
PR China8%
UK
Cooking
011, Geo
te Japan32%
KoreaChinese Taipei
India8%
Germany9%
9% Japan40%
India20%
5%
esem
ber2 Korea
19%15%
Korea17%
Chinese Taipei4%
pton
o, 6 De
Japan34%Germany
9%
PR China8% UK
8%
Total of Which
S. Sap
Korea18%
Chinese Taipei12%
India11%
9%
18%
Produksi Batubara Indonesia (1)Produksi Batubara Indonesia (1)eknik
350.00
326
Indonesian Coal Production
011, Geo
te
250.00
300.00
259
280 292
302 312
326
Growth rata2 = 17%/tahunDari 1990‐2009 produksi naik 2355%
esem
ber2
150.00
200.00
190
214
234
Juta TON
Dari 2000‐2009 produksi naik 336%
pton
o, 6 De
50.00
100.00
50 55 62 74 77
93 103
113 129
152
S. Sap
0.00
50.00
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
11 14 23 28 33
42 50 55
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2015
TAHUN PRODUKSI 2010‐up : proyeksiSumber : ESDM
Produksi Batubara Indonesia (2)Produksi Batubara Indonesia (2)eknik
Coal Issues in Indonesia
011, Geo
te
Domestic coal supply should be guaranteed
esem
ber2 guaranteed
Optimizing national
pton
o, 6 De
income
S. Sap
• Indonesia is one of the largest coal exporter• So far 70% of coal production is exported
6
Data Tenaga Kerja Data Tenaga Kerja Kontrak Karya /PKP2B 2005Kontrak Karya /PKP2B 2005 20102010
eknik
Kontrak Karya /PKP2B 2005Kontrak Karya /PKP2B 2005‐‐20102010
PERUSAHAAN GENERASI 2005 2006 2007 2008 2009 2010*
011, Geo
te TKI TKA TKI TKA TKI TKA TKI TKA TKI TKA TKI TKAII 1.245 16 1.224 1.074 6 1.065 6 1.043 7 544 5III 467 9 420 7 445 5 580 9 1.208 18 639 11IV 4.515 107 9.396 8.440 145 4.874 73 4.481 70 4.338 64
I V 11.091 230 16.396 238 16.276 259 14.621 239 13.967 212 3.326 75KONTRAK
esem
ber2 VI 1.345 34 2.316 104 3.159 103 2.093 67 1.934 76 1.526 75
VII 483 7 4.897 16 1.795 28 1.366 30 1.109 29 404 4Sub Total 19.146 403 34.649 365 31.189 546 24.599 424 23.742 412 10.777 234TotalI 6.233 71 6.824 86 6.996 70 7.741 65 8.601 68 8.886 72
KARYA
19.549 35.014 31.735 25.023 24.154 11.011
pton
o, 6 De
II 2.382 71 2.940 88 3.228 74 3.296 67 3.510 56 3.483 25II PKP2B III 2.211 45 3.374 35 4.370 40 4.733 84 4.905 72 3.823 52
Sub Total 10.826 187 13.138 209 14.594 184 15.770 216 17.016 196 16.192 149TotalKK 4.704 74 6.866 141 2.129 58
11.013 13.347 14.778 15.986 17.212 16.341
S. Sap II PKP2B 7.021 5 60.816 157 56.225 159 78.853 186 82.130 226 78.525 225Sub Total 7.021 5 60.816 157 56.225 159 83.557 260 88.996 367 80.654 283Total
TOTALSumber : DPMB Dirjen Minerbapabum
SUB KONTRAKTOR
7.026 60.973 56.384 83.817 89.363 80.937 37.588 109.334 102.897 124.826 130.729 108.289
2010* sampai triwulan I
CekunganCekungan IndonesiaIndonesia
eknik
Ce u gaCe u ga do es ado es a
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
8
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
9
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
10
Kebutuhan Tenaga KerjaKebutuhan Tenaga Kerja( kt MINERBA)( kt MINERBA)
eknik
(sektor MINERBA)(sektor MINERBA)
U t k d t 2005 2009 PKP2B ti
011, Geo
te • Untuk data 2005-2009, PKP2B : setiap kenaikan produksi 2,000 ton (rata-rata) akan diperlukan tambahan 1 Man Power
esem
ber2 diperlukan tambahan 1 Man Power
• Sampai tahun 2013 dari 2009 akan diperlukan tambahan tenaga kerja sekitar 50 000 orang
pton
o, 6 De tambahan tenaga kerja sekitar 50,000 orang
(pemilik konsesi + kontraktor)• 2 000 ton/year dengan asumsi SR = 5:1 dan
S. Sap • 2,000 ton/year, dengan asumsi SR = 5:1 dan
working hours 8 jam/day, 350 day/year berarti produktivity mp sekitar 4.1 bcm/hrsp odu v y p se . bc / s
Tambang Terbuka FMI Tambang Terbuka FMI ‐‐MineralMineral
eknik
gg
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
12
Tambang Terbuka Newmont Tambang Terbuka Newmont ‐‐MineralMineraleknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
13
Tambang Terbuka KPC Tambang Terbuka KPC ‐‐ BatubaraBatubara
eknik
gg
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
14
Tambang AdaroTambang Adaroeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
15
Tambang Terbuka Adaro Tambang Terbuka Adaro ‐‐ BatubaraBatubaraeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
16
Tambang Terbuka Senakin ‐ Batubaraeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
17
Longsoran pada lereng tambangb k
eknik
terbuka
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
18
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
19
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
20
Bagian Lereng Tambang Batubara Tutupaneknik
011, Geo
te
βLereng Lowwall
Jenjang penahanh
x y
esem
ber2
α α
βhHH
Lereng HighwallJalan tambang
Jalan tambangJenjang penahan
pton
o, 6 De
S. Sap
21
eknik
kontinu ketidakmenerusan kontinu
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
Batuan utuh(intack)
Batuan sangatterkekarkan
S. Sap
22
Relation of Discontinuity Spacing and Size of The ProblemRelation of Discontinuity Spacing and Size of The Problem
When the problem domain is
eknik
pmuch smaller than rock blocks(excavation of rock by drilling)
Discontinuity propertiesgovern
011, Geo
te
Intact rock material
esem
ber2
pton
o, 6 De
When the structure is much larger
S. Sap
Rock mass properties
When the structure is much largerthan the blocks
Rock mass properties
RockRock Bedding plane
eknik
011, Geo
teesem
ber2
bedding planes in sedimentary rockJoint
Foliation
pton
o, 6 De Foliation
S. Sap columnar joints in igneous rock
foliation in metamorphic rock
Uncertainty of RocksUncertainty of Rockseknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
Intact rock
S. Sap
Uncertainty of RocksUncertainty of Rockseknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
PengaruhPengaruh SkalaSkalaeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
Pengaruh efek skala (Cunha, 1990)
400
500
BasaltprophyryBasalt mafic
S. Sap
200
300
UC
S, M
Pa
UCS = 6025 D‐0,85
0
100
0 25 50 75 100 125 150 175Diameter, mm
UCS = 2630 D-0,58 Kekuatan batuan terhadap Pengaruh skala(Kramadibrata & Jones, 1993)
27
KelongsoranKelongsoran LerengLereng Tunggal Tunggal padapada Mudstone Mudstone didi Pit RAPit RAeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
Longsor lereng tunggal mudstone pada22 Maret 2010 di Lowwall PIT RA
Massa batuan longsor dan pecahkib k k b k b
S. Sap 22 Maret 2010 di Lowwall PIT RA ,
Tinggi lereng = 12 m , α = 48o
Beberapa boulder terdapat diantaramaterial longsoran.
akibat kekar berkembang yang dibuktikan akibat faktor cuaca.
28
PengaruhPengaruh KekarKekar padapada LongsoranLongsoran LerengLerengeknik
011, Geo
te
H
esem
ber2
pton
o, 6 De
S2
S. Sap
FnKeterangan: S1 = spasi kekar 1S2 = spasi kekar 2S3 = spasi kekar 3
Fs29
eknik
011, Geo
te
KarakterisasiKarakterisasi BidangBidang KekarKekar
esem
ber2 KarakterisasiKarakterisasi BidangBidang KekarKekar
pton
o, 6 De
S. Sap
30
eknik
Massa Massa BatuanBatuan
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
31
PeralatanPeralatan PengukuranPengukuran OrientasiOrientasi BidangBidang KekarKekareknik
011, Geo
te
Palu Geologi
esem
ber2
Meteran 5 m
Kompas Geologi
pton
o, 6 De
Clipbroad
S. Sap
Meteran 25 mKompas Geologi
32
Pengukuran karakterisasi massa batuanPengukuran karakterisasi massa batuaneknik • Pengukuran orientasi kekar dengan menggunakan kompas
geologi dan yang diukur adalah kemiringan dan arah
011, Geo
te geologi dan yang diukur adalah kemiringan dan arahkemiringan (dip and dip direction),
• Pengukuran jarak antar kekar dengan menggunakan
esem
ber2 meteran dengan metoda scanline. Pada metoda ini, meteran
dibentangkan sepanjang dinding pengamatan. Hasil daripengamatan ini adalah berupa arah dan kemiringan kekar
pton
o, 6 De p g p g
serta jarak semu antar bidang kekar• Prosedur pengukuran jarak kekar menggunakan sistem
b b t d d t l d i bid k k
S. Sap pembobotan pada sudut normal dari bidang kekar.
33
PenentuanPenentuan OrientasiOrientasi DenganDengan KompasKompaseknik
α
N β di
Dip directionα + 90o
011, Geo
te N β dip Dip direction
esem
ber2
pton
o, 6 De
Dipβ
S. Sap
34
ProsedurProsedur PengukuranPengukuran KekarKekareknik • Garis bentangan, membentuk arah dan kemiringan
• Setinggi mata pengamat
011, Geo
te
gg p g• 10 kali jarak rata-rata kekar atau panjang minimum 30 m• Variasi orientasi keluarga kekar• Kerataan permukaan singkapan massa batuan
esem
ber2 Kerataan permukaan singkapan massa batuan
• Ketersediaan muka singkapan massa batuan lain yang saling tegaklurus
• Jenis batuan
pton
o, 6 De
• Keadaan air tanah• Cuaca• Ketersediaan peralatan
S. Sap
p
35
Penentuan spasi (ISRM, 1981)Penentuan spasi (ISRM, 1981)
eknik
S3
α
011, Geo
te Scanline
d3
esem
ber2
S3 = d3 sinα
S 1
pton
o, 6 De
J2S1 S2
Set no. 2
Set no. 1
Set no.3
S. Sap
J1
J1
J1
J2
S1
36
Pengukuran Kekar Dengan ScanlinePengukuran Kekar Dengan Scanlineeknik
011, Geo
te
d14
esem
ber2
θ4θθ2
pton
o, 6 De
J14
θ1A B1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
S. Sap
SCANLINE
37
Penggunaan faktor koreksi untuk jarak kekarPenggunaan faktor koreksi untuk jarak kekareknik
• αf/βf = arah dip dan dip muka lereng
011, Geo
te • αs/βs = arah dip dan dip garis bentangan• αd/βd = arah dip dan dip bidang kekar• αn/βn = arah dip dan dip yang normal terhadap bidang kekar
esem
ber2 • θ = susudt normal terhadap kekar dan garis bentangan
• θ – α = Nilai rata-rata θ untuk kekar keluarga A• W = faktor bobot Terzaghi = 1/cos θ
pton
o, 6 De
• i-m = Nomor jalur• Ji-m = jarak semu kekar untuk nomor jalur im• d(im)= jarak duga kekar atau sebenarnya untuk jalur im
S. Sap • dxw = jarak duga kekar rata-rata dari satu keluarga kekar
• dsw = bobot rata-rata jarak sebenarnya kekar dari garis bentangan
38
BlangkoBlangko PengambilanPengambilan Data Data PengukuranPengukuran JarakJarak KekarKekareknik
Pengukuran kekar
011, Geo
te Pengukuran kekarScanline αs : ……… βs : ………..
Face αf : ……… βf : …………
esem
ber2 No. Dip Direction
αdDip βd Jarak semu αn
αd±180βn
90-βdθ i-m ji-m di-m
N…oE o m o o o m m
pton
o, 6 De
S. Sap
39
ContohContoh, , PenentuanPenentuan JarakJarak AntarAntar KekarKekareknik
αf =195 βf =50 αs =285 βs =2
bid diskont Joint no. αd βd Jarak Joint αn βn cos(αn‐αs) cos βn cos βs sin βn sin βs abs[cos θ] θ i‐m ji‐m d(im) dxw
o o terukur, m αd + 180 90 ‐ βd ( o ) m m m
A 1 75 61 255 29 0.87 0.87 1.00 0.48 0.03 0.77 39.29
A 2 40 54 0 15 220 36 0 42 0 81 1 00 0 59 0 03 0 36 68 76 1 2 0 15 0 09
011, Geo
te A 2 40 54 0.15 220 36 0.42 0.81 1.00 0.59 0.03 0.36 68.76 1 ‐ 2 0.15 0.09
A 3 18 32 0.22 198 58 0.05 0.53 1.00 0.85 0.03 0.06 86.71 2 ‐ 3 0.22 0.05
A 4 50 80 0.50 230 10 0.57 0.98 1.00 0.17 0.03 0.57 55.21 3 ‐ 4 0.50 0.16
A 5 45 89 0.13 225 1 0.50 1.00 1.00 0.02 0.03 0.50 59.98 4 ‐ 5 0.13 0.07
B 48 136 75 316 15 0.86 0.97 1.00 0.26 0.03 0.84 33.23 A 0.18
esem
ber2 B 49 152 85 0.30 332 5 0.68 1.00 1.00 0.09 0.03 0.68 47.00 48 ‐ 49 0.30 0.23
B 50 145 58 0.25 325 32 0.77 0.85 1.00 0.53 0.03 0.67 48.11 49 ‐ 50 0.25 0.17
B 51 150 60 0.20 330 30 0.71 0.87 1.00 0.50 0.03 0.63 50.99 50 ‐ 51 0.20 0.13
B 52 105 80 0.20 285 10 1.00 0.98 1.00 0.17 0.03 0.99 8.00 51 ‐ 52 0.20 0.17
C 78 215 63 35 27 ‐0.34 0.89 1.00 0.45 0.03 0.29 73.22 B 0.31
pton
o, 6 De
C 79 232 82 0.50 52 8 ‐0.60 0.99 1.00 0.14 0.03 0.59 53.79 78 ‐ 79 0.50 0.22
C 80 208 66 0.15 28 24 ‐0.22 0.91 1.00 0.41 0.03 0.19 78.98 79 ‐ 80 0.15 0.06
C 81 221 56 0.42 41 34 ‐0.44 0.83 1.00 0.56 0.03 0.34 69.90 80 ‐ 81 0.42 0.11
C 82 196 47 0.27 16 43 ‐0.02 0.73 1.00 0.68 0.03 0.01 89.37 81 ‐ 82 0.27 0.05
D 116 274 50 94 40 ‐0.98 0.77 1.00 0.64 0.03 0.73 43.19 C 0.21
S. Sap D 117 320 48 0.20 140 42 ‐0.82 0.74 1.00 0.67 0.03 0.59 54.20 116 ‐ 117 0.20 0.13
D 118 334 60 0.16 154 30 ‐0.66 0.87 1.00 0.50 0.03 0.55 56.61 117 ‐ 118 0.16 0.09
D 119 334 38 0.40 154 52 ‐0.66 0.62 1.00 0.79 0.03 0.38 67.90 118 ‐ 119 0.40 0.19
C 0.27
teta‐A = 63.33 w‐A = 2.23
teta‐B = 45.27 w‐B = 1.42 0.44 dsw 0.24
teta‐C = 63.01 w‐C = 2.20
teta‐D = 48.80 w‐D = 1.52
40
eknik
Keterangan :
θ b [ ( ) β β + i β i β ]
011, Geo
te cos θ = abs [cos(αn – αs) cos βn cos βs + sin βn sin βs]αs = arah dip garis bentanganβs = dip garis bentanganαd = arah dip kekar
esem
ber2 αd arah dip kekar
βd = dip kekarαd < 180, αn = αd + 180αd > 180, αn = αd – 180
pton
o, 6 De ,
βn , βn = 90 – βd
S. Sap
41
RQD RQD HasilHasil PengukuranPengukuran KekarKekar AdalahAdalah::eknik
011, Geo
te
Spasi kekar, A = 0.18 mSpasi kekar, B = 0.31 mSpasi kekar C = 0 21 m
esem
ber2 Spasi kekar, C = 0.21 m
Spasi kekar, D = 0.27 mSpasi kekar rata-rata sebenarnya = 0.24 mFrekuensi kekar λ= 1/spasi = 4 17 kekar/m
pton
o, 6 De
)11.0(100 1.0 += − λλeRQD
Frekuensi kekar, λ= 1/spasi 4.17 kekar/m
RQD, = 93.38%
S. Sap
42
PengukuranPengukuran KondisiKondisi KekarKekar (ISRM 1981)(ISRM 1981)eknik
1. Penentuan kekasaran bidang (joint roughness coefficient) dengan cara
011, Geo
te membandingkan bentuk permukaan terhadap chart kekasaran Barton.2. Penentuan kekuatan bidang (joint compressive strength) dengan cara
memberikan penekanan di bidang kekar batuan dengan alat Schmidt
esem
ber2 Hammer dan penenakan di bidang kekar pada material sejenis tanah
dengan menggunakan Penetrometer.3. Penentuan kemenerusan kekar (persistence)
pton
o, 6 De
4. Penentuan tingkat pelapukan (weathering)5. Penentuan lebar celah dan material pengisi di kekar 6 Penentuan kondisi air
S. Sap 6. Penentuan kondisi air
43
Cara Cara penentuanpenentuan kekasarankekasaran (JRC)(JRC)eknik
011, Geo
te
10 cm
esem
ber2
pton
o, 6 De
10 cm
S. Sap
Joint Roughness Coefficient JRC, (Barton, 1977)
44
PeralatanPeralatan PenentuanPenentuan Joint Compressive StrengthJoint Compressive Strengtheknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
Schmidt hammer
45
KemenerusanKemenerusaneknik Kemenerusan diukur sebagai panjang kemenerusan
bidang kekar yang nampak pada daerah lerengyang dibedakan menjadi dua kemenerusan yaitu:
011, Geo
te < 0.6 H dan > 0.6 H, H = tinggi lereng (m)
esem
ber2
0 6 H
pton
o, 6 De < 0,6 H
S. Sap
< 0,6 H
46
PenentuanPenentuan Tingkat Tingkat PelapukanPelapukan (Weathering)(Weathering)eknik
• Pada massa batuan sering mengalami pelapukan di permukaan. Untukk i k l k d k d M l i d
011, Geo
te menentukan tingkat pelapukan dengan menggunakan metode Manual index test, yaitu (ISRM, 1981; Hencer and Martin, 1982)
- FreshSlightl eathered (Schmidt Rebo nd “N”
esem
ber2 - Slightly weathered (Schmidt Rebound “N”
> 45)- Moderately weathered ( 25 < “N” < 45)- Highly weathered (“N” < 25) Fresh
pton
o, 6 De
- Completed weathered ( < 250 kPa)- Residual soil
Highly weathered
S. Sap
47
PenentuanPenentuan LebarLebar CelahCelah Dan Material Dan Material PengisiPengisieknik • Lebar celah (aperture) adalah jarak tegak
lurus pemisahan pada kekar yang terbuka
011, Geo
te lurus pemisahan pada kekar yang terbuka. Kondisi lebar celah ini dapat terisi oleh material
esem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
Cloced discontinuity Open discontinuity Filled discontinuity
48
PenentuanPenentuan kondisikondisi airaireknik
• Prosedur penentuan kondisi air b d k d k di i b
011, Geo
te berdasarkan pada kondisi massa batuan, pada kasus ini yaitu pada dinding lereng kering
esem
ber2
menetes
Kondisi air Deskripsi
I Dinding kekar kering
II Ada tetesan air di bidang kekar
pton
o, 6 De
III Aliran kecil
IV Aliran kuat
V Aliran besar
S. Sap
Mengalirkecilkecil
49
eknik
011, Geo
te
KegiatanKegiatan LaboratoriumLaboratorium
esem
ber2 KegiatanKegiatan LaboratoriumLaboratorium
pton
o, 6 De
S. Sap
50
Samples PreparationSamples Preparationeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
51
Physical Properties DeterminationPhysical Properties Determinationeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
52
Ultrasonic Velocity TestUltrasonic Velocity Testeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
53
UCS testUCS testeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
54
Point Load TestPoint Load Testeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
55
UTS Indirect TestUTS Indirect Testeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
56
TriaxialTriaxial TestTesteknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
57
TriaxialTriaxial testtesteknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
58
Direct Shear TestDirect Shear Testeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
59
Direct Shear Test Large ScaleDirect Shear Test Large Scaleeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
60
Large Scale Direct Shear ApparatusLarge Scale Direct Shear Apparatus(Designed by: S. Kramadibrata; Suparman. Y dan Saptono. S; 2009; Laboratory of
Geomechanics & Mining Equipment, ITB)
eknik Equipment Specification:
Height = 1.85 mWidth 1 10
g q p , )
011, Geo
te Width = 1.10 mLength = 2.35 mWeight = 2.50 tonShear Force Maximum = 500 kNNormal Force Maximum = 500 kN
esem
ber2
Mudstone ‐ 25x 25 cmNormal load: 10 kNFailure shear load: 57 kN
pton
o, 6 De
S. Sap
Piston Normal Force Piston Shear Force Power Pack
No of piston 9 2 Horse Power 5.5 kW
Piston diameter
61
Piston diameter (cm) 7 17 Maximum Force 500 kN
Piston stroke (cm) 15 30
Piston capacity (kN) 300 350
eknik
011, Geo
te
KlasifikasiKlasifikasi MassaMassa BatuanBatuan
esem
ber2 KlasifikasiKlasifikasi Massa Massa BatuanBatuan
pton
o, 6 De
S. Sap
62
KlasifikasiKlasifikasi Massa Massa BatuanBatuan Rock Mass RatingRock Mass Rating((BieniawskiBieniawski, 1989), 1989)
eknik A. PARAMETER KLASIFIKASI DAN PEMBOBOTANNYA
Parameter Selang Nilai
Indeks Kekuatan P i L d (MP ) >10 4 - 10 2 - 4 1 - 2 Untuk nilai yang kecil
di k i h il UCS
011, Geo
te
1. Kekuatan Batuan Utuh
Point Load (MPa) 10 4 10 2 4 1 2 dipakai hasil UCS
Kuat Tekan Tekan Uniaksial (MPa) >250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 5 - 25 1 - 5 <1
Pembobotan 15 12 7 4 2 1 0
esem
ber2
2. Rock Quality Designation (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 <25Pembobotan 20 17 13 5 3
3.Spasi Rekahan >2m 0.6 - 2m 0.2 - 0.6m 60 - 200mm <60mm
Pembobotan 20 15 10 8 5Permukaan Agak kasar Agak kasar Slickensides/g Gouge lemah tebal
pton
o, 6 De
4. Kondisi Rekahan
Permukaan sangat kasar, tidak menerus tidak reng-gang dan tidak lapuk
Agak kasar, rengangan <1mm, agak lapuk
Agak kasar , renggangan <1mm, sangat lapuk
Slickensides/gouge <5mm, renggangan 1 - 5mm, menerus
Gouge lemah, tebal >5mm atau renggangan 5mm, menerus
Pembobotan 30 25 20 10 0
S. Sap
5. Air Tanah
Aliran /10m panjang terowongan (L/min.) Tidak ada <10 10 - 25 25 - 125 >125
Tek. Pori/Teg. Utama Max. 0 <0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.5 >0.5
Keadaan Umum kering lembab basah menetes mengalir
Pembobotan 15 10 7 4 0
63
B PENGARUH ORIENTASI JURUS DAN KEMIRINGAN PADA PEMBUATAN TEROWONGAN
eknik
B. PENGARUH ORIENTASI JURUS DAN KEMIRINGAN PADA PEMBUATAN TEROWONGAN
Arah jurus tegak lurus sumbu terowongan Arah jurus sejajar sumbu terowongan
Kemiringan 0°-20° tidak memperhatikan kemiringan
Maju searah kemiringan Maju melawan kemiringan
45° - 90° 20° - 45° 45° - 90° 20° - 45° 45° - 90° 20° - 45°Sangat Menguntung- Sedang Tidak Sangat tidak Sedang Tidak
011, Geo
te
gmenguntung-
kan
g gkan
g Tidak menguntung-
kan
gmenguntung-
kan
gmenguntungkan
C. PENYESUAIAN PEMBOBOTAN UNTUK ORIENTASI KEKARSangat Menguntungkan Sedang Tidak Sangat tidak
esem
ber2 Orientasi Jurus dan Kemiringan
Sa gatmenguntungkan
e gu tu g a Seda g damenguntungkan
Sa gat t damenguntungkan
PembobotanTerowongan 0 -2 -5 -10 -12Pondasi 0 -2 -7 -15 -25Lereng 0 -2 -25 -50 -60
pton
o, 6 De
D. KELAS MASSA BATUAN DARI PEMBOBOTAN TOTAL
Pembobotan 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 <21Nomor kelas I II III IV VPe e i S t B ik B ik Sed B k S t B k
S. Sap Pemerian Sangat Baik Baik Sedang Buruk Sangat Buruk
Kohesi (kPa) >400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 <100Sudut GesekDalam (o) >45 35 – 45 25 – 35 15 – 25 <15
64
eknik
Panduan untuk klasifikasi bidang kekar
Persistensi < 1 m 1 – 3 m 3 – 10 m 10 – 20 m > 20 m
011, Geo
te mBobot 6 4 2 1 0
Pemisahan bukaan (aperture) none < 0.1
mm0.1 – 1.0
mm 1 – 5 mm > 5 mm
esem
ber2 Bobot 6 5 4 1 0
Kekasaran Very rough Rough Slightly rough Smooth Slickenside
dBobot 6 5 3 1 0
pton
o, 6 De Bobot 6 5 3 1 0
Isian (gouge) noneHard
filling < 5mm
Hard filling > 5 mm
Soft filling <
5mm
Soft filling > 5mm
B b t 6 4 2 2 1
S. Sap Bobot 6 4 2 2 1
Pelapukan Unweathered
Slightly weathere
d
Moderately weathered
Highly weathere
d
Decomposed
Bobot 6 5 3 1 0
65
Pembobotan Parameter Sistem Slope Mass Pembobotan Parameter Sistem Slope Mass Rating Rating (Romana,1985)(Romana,1985)
eknik A. PARAMETER KLASIFIKASI DAN PEMBOBOTANNYA
Parameter Selang Nilai
Indeks Kekuatan P i L d (MP ) >10 4 - 10 2 - 4 1 - 2 Untuk nilai yang kecil
di k i h il UCS
011, Geo
te
1. Kekuatan Batuan Utuh
Point Load (MPa) 10 4 10 2 4 1 2 dipakai hasil UCS
Kuat Tekan Tekan Uniaksial (MPa) >250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 5 - 25 1 - 5 <1
Pembobotan 15 12 7 4 2 1 0
esem
ber2
2. Rock Quality Designation (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 <25Pembobotan 20 17 13 5 3
3.Spasi Rekahan >2m 0.6 - 2m 0.2 - 0.6m 60 - 200mm <60mm
Pembobotan 20 15 10 8 5Permukaan Agak kasar Agak kasar Slickensides/g Gouge lemah tebal
pton
o, 6 De
4. Kondisi Rekahan
Permukaan sangat kasar, tidak menerus tidak reng-gang dan tidak lapuk
Agak kasar, rengangan <1mm, agak lapuk
Agak kasar , renggangan <1mm, sangat lapuk
Slickensides/gouge <5mm, renggangan 1 - 5mm, menerus
Gouge lemah, tebal >5mm atau renggangan 5mm, menerus
Pembobotan 30 25 20 10 0
S. Sap
5. Air Tanah
Aliran /10m panjang terowongan (L/min.) Tidak ada <10 10 - 25 25 - 125 >125
Tek. Pori/Teg. Utama Max. 0 <0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.5 >0.5
Keadaan Umum kering lembab basah menetes mengalir
Pembobotan 15 10 7 4 0
66
DeskripsiDeskripsi KelasKelas SMR SMR dandan ProbabilitasProbabilitas KelongsoranKelongsoraneknik Description SMR Class
Class N Vb Va IVb IVa IIIb IIIa IIb IIa Ib Ia
011, Geo
te Description Very bad Bad Fair Good Very good
Stability Completely unstable unstable Partially stable stable Completely stable
failures Big planar or soil like Planar or Big Wedges Some joint or Some blocks None
many wedges
esem
ber2 Support Reexcavtion Important corrective Systematic Occasional None
Probable Failure According SMR ValuesPlane Failure Very big Major None
pton
o, 6 De y g j
Wedge Failure Many Some Very Few None
Toppling Major Minor None
Mass Faulure Possible None
S. Sap
SMR 10 15 15 20 30 40 45 50 55 60 65 70 75 80 90 100
67
Pembobotan Parameter SistemKlasifikasi GSI Pembobotan Parameter SistemKlasifikasi GSI (Hoek,1995) (Hoek,1995)
eknik A. PARAMETER KLASIFIKASI DAN PEMBOBOTANNYA
Parameter Selang Nilai
011, Geo
te
1. Kekuatan Batuan Utuh
Indeks Kekuatan Point Load (MPa) >10 4 - 10 2 - 4 1 - 2 Untuk nilai yang kecil
dipakai hasil UCS
Kuat Tekan Tekan Uniaksial (MPa) >250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 5 - 25 1 - 5 <1
esem
ber2 Pembobotan 15 12 7 4 2 1 0
2. Rock Quality Designation (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 <25Pembobotan 20 17 13 5 3
3. Spasi Rekahan >2m 0.6 - 2m 0.2 - 0.6m 60 - 200mm <60mm
Pembobotan 20 15 10 8 5
pton
o, 6 De
4. Kondisi Rekahan
Permukaan sangat kasar, tidak menerus tidak renggang dan tidak lapuk
Agak kasar, rengangan <1mm, agak lapuk
Agak kasar , renggangan <1mm, sangat lapuk
Slickensides/gouge <5mm, renggangan 1 - 5mm, menerus
Gouge lemah, tebal >5mm atau renggangan 5mm, menerus
S. Sap
Pembobotan 25 20 12 6 0
68
Deterioration Due to Weathering of Surface Coarse Deterioration Due to Weathering of Surface Coarse SandstoneSandstone
eknik
SandstoneSandstone
011, Geo
te
23 F b 2010
esem
ber2
4 February 2010
23 February 2010
pton
o, 6 De
S. Sap
698 March 2010
69
Rock Mass StrengthRock Mass Strengtheknik
• Penggunaan metode untuk massa batuan sangat buruk perlu
011, Geo
te
gg g pdirubah (Hoek, Wood and Shah, 1992) dan, terbukti, pengembangan klasifikasi baru yang disebut dengan the Geological Strength Index (Hoek Kaiser and Bawden
esem
ber2 Geological Strength Index (Hoek, Kaiser and Bawden,
1995; Hoek 1995; Hoek and Brown 1997). • Suatu pencerahan pengembangan kriteria dan persamaan yang
pton
o, 6 De
diusulkan pada berbagai tahapan pada pengembangan inidiberikan Hoek and Brown (1997).
S. Sap
70
PerhitunganPerhitungan KohesiKohesi dandan SSudutudut GGesekesek DalamDalamberdasarkanberdasarkan KriteriaKriteria HoekHoek & Brown& Brown
eknik
berdasarkanberdasarkan KriteriaKriteria HoekHoek & Brown& Brown
)]()1()21[( 1'3
'3' σσαασ α+−++
=−
nbnbci msmsc
011, Geo
te )2)(1/()(6(1)2)(1( 1'3 αασααα α ++++++ −
nbb msmc
⎤⎡ + −1' )(6 α
esem
ber2
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡++++
+= −
−1'
3
131'
)(6)2)(1(2)(6sin α
α
σααασαφ
nbb
nbb
msmmsm
pton
o, 6 De
Keterangan:c’ : Kohesi efektifφ’ : Sudut gesek dalam efektif
S. Sap σ1’ & σ3’ : Tegangan efektif maksimum dan minimum pada saat longsor
σci : Kuat tekan UCS batuan utuhmb , s dan α : Konstanta massa batuan Hoek & Brownb ,
71/74
eknik
011, Geo
te
AnalisisAnalisis
esem
ber2 AnalisisAnalisis
pton
o, 6 De
S. Sap
72
KLASIFIKASI MASSA BATUANKLASIFIKASI MASSA BATUAN
eknik
• RMR ‐ Rock mass rating (Bieniawski, 1976 & 1989)
011, Geo
te • MRMR ‐Mining rock mass rating (Laubscher, 1977 &1990)
RMS R k t th (Sl b 1980)
esem
ber2 • RMS ‐ Rock mass strength (Sleby, 1980)
• SMR ‐ Slope mass rating (Romana, 1985)• SRMS ‐ Slope rock mass rating (Robertson, 1988)
pton
o, 6 De p g ( , )
• CSMR ‐ Chinese system for SMR (Chen, 1995)• GSI ‐ Geological strength index (Hoek et al, 1995)
S. Sap • M‐RMR ‐Modified rock mass classification (Unal,
1996)• BQ ‐ Index of rock mass basic quality (Lin 1998)BQ Index of rock mass basic quality (Lin, 1998)
73
GrafikGrafik PenentuanPenentuan FaktorFaktor KeamananKeamanan LerengLerengeknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
Grafik dari Hoek & Bray, 1981 Grafik dari Li, et al., 200874/74
PerhitunganPerhitungan KemantapanKemantapan LerengLereng DenganDengan MotodeMotodeKeseimbanganKeseimbangan GayaGaya UntukUntuk LerengLereng HighwallHighwall
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
75
PerhitunganPerhitungan KemantapanKemantapan LerengLereng DenganDengan MotodeMotodeKeseimbanganKeseimbangan GayaGaya UntukUntuk LerengLereng LowwallLowwall
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
76
Model Model LerengLereng, , MotodeMotode NumerikNumerik untukuntuk LerengLereng TunggalTunggaleknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
77
PerhitunganPerhitungan KemantapanKemantapan LerengLereng DenganDengan MotodeMotodeNumerikNumerik untukuntuk LerengLereng TunggalTunggal
eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
78
eknik
011, Geo
te
PeralatanPeralatan pemantauanpemantauan
esem
ber2 pp
lerenglereng
pton
o, 6 De
S. Sap
PemantauanPemantauan
eknik • Menurut Brady dan Brown (1993), ada empat tujuan umum
pemantauan dalam hubungannya dengan geomekanika, yaitu:
011, Geo
te
p g y g g , y– Untuk mendapatkan besar dan variasi parameter
geoteknik, misalnya muka air tanah, bentuk permukaan, dan seismic events, sebelum dimulainya sebuah pekerjaan rekayasa;
esem
ber2 – Untuk meyakinkan keselamatan selama konstruksi dan operasi
melalui pemberian peringatan terjadinya, misalnya, deformasi massa batuan, tekanan air tanah, dan beban pada penyangga yang berlebihan;
pton
o, 6 De penyangga, yang berlebihan;
– Untuk memeriksa validitas asumsi, model konseptual dan nilai parameter tanah atau massa batuan, yang digunakan pada perhitungan cadangan;
S. Sap – Untuk mengendalikan pelaksanaan ground treatment dan
tindakan perbaikan.
Pengaruh tingkat tegangan normal terhadap Proses Pengaruh tingkat tegangan normal terhadap Proses R (R i 1993)R (R i 1993)
eknik
Rayapan (Rai, 1993)Rayapan (Rai, 1993)
4
011, Geo
te
3
esem
ber2
egan
gan
ε
pton
o, 6 De
Re
1
2
S. Sap
Waktu tO
1
KriteriaKriteria
eknik
• Kurva 1 : tidak terjadi rayapan
011, Geo
te
j y p• Kurva 2 : stabil (tidak failure) • Kurva 3 : Kestabilan semu karena suatu saat dapat terjadi
esem
ber2 failure
• Kurva 4 : tidak stabil mengarah ke failure
pton
o, 6 De
S. Sap
PolaPola perpindahanperpindahan untukuntuk perilakuperilaku perpindahanperpindahanhorisontalhorisontal ((MercerMercer and and StaceyStacey, 2008), 2008)
eknik
Stage 1Pre‐CollapsePrimary Rock Mass
Stage1/ 2Transition
Stage 3Pre‐CollapseSecondary Rock Mass
Stage 4Pre‐Collapse
Mining event at time t
Legend
En
011, Geo
te
yCreep mode
Regressionbehavior
Creep mode
Collapse of failurerock mass
Mining event at time tn
Collapse point
esem
ber2
Stage 3Onset of FailureTo collapseProgressive behavior
Onset of failurePoint (OOF)
E18E17E16E15E14E13E12E11
pton
o, 6 De
Stage 5Post‐Mining/Recovery Mode
Elastic rebound andStabilisation of
Transient creep(Strain hardening)Initial response
ntal Displacem
ent
S. Sap Stabilisation of
Non‐failed rock massInitial response
Transient creep(Strain hardening)
Steady state creep(Strain hardening)H
orison
+
‐ 0
t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18t11 Time
Displacement monitoringDisplacement monitoringeknik • “Total Station”: Electronic Distance
Measurement (EDM) + Theodolite
011, Geo
te Measurement (EDM) + Theodolite
• “DGPS” Different Global Positioning System: Base station + measuring stations
esem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
Slope Stability RadarSlope Stability Radareknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
Slope Stability RadarSlope Stability Radar
eknik
Slope Stability RadarSlope Stability Radar
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
86
Surface rod extensometer (Crackmeter)Surface rod extensometer (Crackmeter)eknik
011, Geo
teesem
ber2 Vibrating wire displacement
gauge (or a vernier for manual readings or a linier transducer) accuracy < 1 mm
pton
o, 6 De
S. Sap
Tension crack
Borehole Inclinometer (Slope indicator)Borehole Inclinometer (Slope indicator)eknik
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
Borehole Inclinometer (Slope indicator)Borehole Inclinometer (Slope indicator)eknik
Graduated Electric cable
011, Geo
te
P t bl b
Graduated Electric cable
Readout Unit (PDa)
esem
ber2 Portable probe
Casing
Accu
pton
o, 6 De
Readout Unit (PDa)
S. Sap Caps for guide casing
eadou U ( a)
TerimakasihTerimakasiheknik TIDAK ADA PERJUANGAN
YANG SIA-SIA……
011, Geo
teesem
ber2
pton
o, 6 De
S. Sap
90
