rancangan dan stabilitas penggalian

45
Terjemahan : RANCANGAN DAN STABILITAS PENGGALIAN 7.1. STABILITAS KEMIRINGAN PADA TANAH DAN SATUAN 7.1.1. Pendekatan Analisis Rancangan Analisis kemiringan pada tanah dan batuan dapat dibuat melalui prinsip-prinsip mekanik tanah atau batuan. Pada kebanyakan kasus, material pada dinding kemiringan dapat lebih mudah diidentifikasi sama seperti pada tanah atau batuan. Bagaimanapun keduanya akan lebih cepat karena karakteristik yang khas, tanah dapat menyerupai struktur batuan atau sebaliknya. Karena diperlukan, kasus yang khas ini harus diidentifikasi melalui penelitian atau observasi yang kritis oleh para ahli, karena tidak ada kejelasan yang pasti untuk menetapkan perbedaan keduanya. Langkah yang penting dalam menyelesaikan masalah kemiringan adalah mendefenisikannya secara normal, masalah yang telah diidentifikasi, penyelesaiannya bisa ditemukan atau didapatkan perkiraan yang rasional. Rancangan analisis dinding kemiringan dinyatakan dengan evaluasi tegangan atau gaya pada dinding dan kemampuan material pada dinding untuk mempertahankan

Upload: anchajie

Post on 11-Jun-2015

1.326 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Terjemahan :

RANCANGAN DAN STABILITAS PENGGALIAN

7.1. STABILITAS KEMIRINGAN PADA TANAH DAN SATUAN

7.1.1. Pendekatan Analisis Rancangan

Analisis kemiringan pada tanah dan batuan dapat dibuat melalui prinsip-

prinsip mekanik tanah atau batuan. Pada kebanyakan kasus, material pada dinding

kemiringan dapat lebih mudah diidentifikasi sama seperti pada tanah atau batuan.

Bagaimanapun keduanya akan lebih cepat karena karakteristik yang khas, tanah dapat

menyerupai struktur batuan atau sebaliknya. Karena diperlukan, kasus yang khas ini

harus diidentifikasi melalui penelitian atau observasi yang kritis oleh para ahli, karena

tidak ada kejelasan yang pasti untuk menetapkan perbedaan keduanya. Langkah yang

penting dalam menyelesaikan masalah kemiringan adalah mendefenisikannya secara

normal, masalah yang telah diidentifikasi, penyelesaiannya bisa ditemukan atau

didapatkan perkiraan yang rasional.

Rancangan analisis dinding kemiringan dinyatakan dengan evaluasi tegangan

atau gaya pada dinding dan kemampuan material pada dinding untuk

mempertahankan tegangan atau gaya. Selanjutnya faktor-faktor yang mempengaruhi

analisis rancangan dapat dibagi dalam dua kategori yaitu :

Faktor yang mempengaruhi tegangan dan faktor yang mempengaruhi

kemampuan dari dinding untuk mempertahankan tegangan. Untuk lebih sederhananya

kemampuan dari dinding untuk mempertahankan tegangan diistilahkan sebagai

kekatan dari tanah atau batuan.

Diharapkan ada perbedaan yang mendasar antara analisis dari tanah dan batuan

dalam identifikasi pada permukaan yang rusak. Tanah secara umum tidak mempunyai

identitas pada bidang yang rusak. Bagaimanapun beberapa lapisan tanah pada dinding

kemiringan mempunyai kekuatan yang berbeda. Dinding kemiringan tanah terdiri dari

lappisan tipis diatas permukaan tanah yang tebal, tanah liat, atau permukaan tanah

Page 2: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

diatas batu kerikil atau material yang lain. Selanjutnya tanah umumnya tidak

mempunyai kerusakan potensial yang merupakan kelemahan yang dapat diidentifikasi

melalui observasi. Di lain pihak, secara normal batuan mengandung kerusakan yang

merupakan kelemahan dalam bentuk patahan, kekurangan, penyatuan, kerusakan ikatan

atau pemutusan yang lain dibandingkan batuan utuh yang dapat ditemukan melalui

observasi dan tes contoh batuan. Jika kerusakan permukaan tidak dapat diidentifikasi,

prinsip mekanik tanah harus digunakan karena dalam mekanik tanah, kerusakan

permukaan biasanya dapat diterima. Jika telah diidentifikasi selanjutnya prinsip

mekanik batuan harus digunakan.

7.1.2. Analisis Tegangan Atau Gaya Pada Kemiringan

Seluruh metode yang ada untuk analisis kemiringan tanah didasarkan pada

interprestasi kriteria kerusakan dari Coulomb dan Navier Coulomb. Biasanya

diistilahkan sebagai tegangan total dan kriteria tegangan efektif ( bag.6.1 ). Kriteria

tegangan total dapat digambarkan dengan diagram pada gambar 7.1A, yang

menghubungkan tegangan total = S ; kohesi = C ; tegangan normal = σ ; dan sudut

friksi dalam = , dalam bentuk persamaan :

S = C + σ tan ( sec.6.1 )...........( 1 )

Kriteria tegangan efektif mempertimbangkan “ kekuatan badan “ dalam

material yang telah dibentuk melalui tekanan pori air = U, yang mengurangi tegangan

normal pada kerusakan bidang. Hal ini ditunjukkan melalui grafik pada gambar 7.1 B

dan melalui persamaan :

S = C’ + (σ – U ) tan ’ ( 2 )

C’ dan ’ berbeda dengan C dan σ pada kriteria tegangan total, dimana keduanya

berhubungan dengan fungsi tegangan efektif (σ – U ).

Banyak metode yang berbeda untuk menetukan tegangan pada tanah.

Bagaimanapun perbedaan utama menggambarkan penampang yang berbeda pada

kerusakan permukaan yang dapat diterima. Metode analisis kemiringan yang dibahas

Page 3: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

pada bagian ini menganggap permukaan yang rusak dalam bentuk sirkular, beberapa

yang lain berupa potongan geometrik beraturan atau tidak beraturan.

Analisis kestabilan pada bidang yang rusak dalam bentuk sirkuler dibahas

secara mendetail oleh Bishop, Bishop dan Morganstern, Blake, Fellenius, Jennings

dan Steffan, Terzaghi dan Peck. Pembaca lebih menyukai gambaran yang mendetail

dari teknik ini.

Seperti yang ditunjukkan pada sec.6.1, tiap metode memperhatikan kriteria

kerusakan oleh coulomb dan menerima permukaan yang rusak, dan analisa dua

dimensi dan tidak memperhatikan batasan samping. Metode yang lebih lengkap dari

analisis menggunakan uji kemiringan tanah dimana kerusakan dapat terjadi lebih dari

satu bidang atau tempat lain yang sirkular dalam bagian yang menyilang. Metode

analisis terbaru yang diterima hampir pada semua kondisi lapangan disebut teknik

unsur terbatas. Teknik ini dikembangkan dari kemiringan tanah dan batuan.

Teknik unsur terbatas menggunakan model matematika pada medium

kontinue dalam jumlah besar dari unsur-unsur yang berhubungan. Model persamaan

ini diperoleh dari linierisasi menggantikan persamaan dalam teori elastilitas.

bagaimanapun karena tiap unsur mempunyai sifat mekanik yang berbeda, model ini

membentuk struktur geologi yang lengkap sering ditemukan pada batuan. Karena

ketepatan perhitungan yang dibuat dari model tergantung pada jumlah uinsur,

pemecahan yang tepat hanya diperoleh melalui komputer yang mempunyai memori

dan penyimpanan data yang memungkinkan.

Page 4: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Untuk unsur berbentuk segitiga ( gambar 7.2 ), hubungan dua dimensi untuk

menggantikan U, pada titik tertentu dari unsur tersebut adalah :

Ux = A0 + A1x + A2y

Uy = B0 + B1x +B2y ( 3 )

Dimana x dan y adalah koordinat, dan A1 dan B2 konstan.

Hubungan antara tegangan = e dan shear stress = dan Navier mengganti

persamaan (F) = (L) menjadi

( e ) = ( I1 ) ( U )

( T ) = ( I 2 ) ( e )

( F ) = ( I 3) ( T )

dimana ( L ) = Lij = ( I3)(I2)(I1). Persamaan ini harus dilinierkan dengan mengganti

operator differensial ( I1) dengan operator algebraik, ( I 1 ) sehingga :

( e) = ( I1 ) ( U )

dan gaya ( F ) pada titik unsur bentuk segitiga disebut titik nodal.

Page 5: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Karena ( L ) tergantung pada konstanta elastis batuan atau tanah, tiap unsur

mempunyai sifat-sifat sendiri. Selanjutnya model matematika dapat disesuaikan untuk

beberapa kondisi yang ditemukan pada batuan atau tanah. Unsur-unsur dapat dimodel

dengan kondisi terbatas yang spesifik. Oleh sebab itu bidang geologi yang

mempunyai kekurangan, atau beban bervariasi dan pergeseran kondisi, sapat diterima

dalam penyelesaian masalah.

7.1.3. Analisis Kekuatan Tanah Dan Kemiringan Batuan

Langkah pertama dalam prosedur penentuan “ kekuatan “ dari tanah atau

batuan adalah menyeleksi sampel. Secara nyata, potensial kemiringan dinding harus

dipaparkan untuk menentukan bahan-bahan pada dinding khususnya pada kmiringan

tanah, tabel air, lensa air atau ciri-ciri yang lain mempengaruhi analisis tegangan dan

analisis kekuatan. Seringkali sampel untuk penentuan sifat unsur dapat ditemukan

selama fase eksplorasi pada penelitian. Pengalaman para ahli geologi biasanya dapat

menentukan kerusakan permukaan yang potensial melalui pengamatan dan kebiasaan

mereka dalam meneliti unsur-unsur tanah dan batuan. Pada kenyataannya Terzaghi

dan Peek mempunyai dasar. Rancangan dari struktur perlu sebagai dasar garis empiris

sederhana, tetapi garis ini dapat digunakan secara aman hanya oleh para ahli yang

berpengalaman. Pernyataan mereka dapat dikembangkan melalui uraian yang

berhasil dalam analisis rancangan yang sering kali berhubungan langsung dengan

kualitas dan perbedaan dari pengalaman.

Seringkali eksplorasi mineral disertai dengan pemboran inti dan rancangan

para ahli dapat digunakan oleh ahli geologi dan sebagai contoh untuk menguji dan

mengetes inti sebelum digunakan untuk analisis mineral dan geologi. Tes tanah untuk

permeabilitas, tes kekuatan – tekanan, dan tes potongan langsung dan tekanan –

triaxial dijelaskan dalam literatur ( sebagai contoh Ref.6 ) dan untuk ringkasannya

tidak dijelaskan disini. Tes untuk kekuatan rongga pada dinding batuan tidak

dicantumkan dan akan digambarkan lebih jelas kemudian.

Page 6: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Sudah jelas bahwa bidang potensial atau bagian yang rusak seharusnya

diketahui dan kandungan batuan pada bidang tersebut harus diuji menggunakan

beberapa orientasi seperti perhitungan tegangan bidang dari beberapa metode yang

telah disebutkan sebelumnya atau seleksi metode yang lain menggunakan rancangan

para ahli. Pada kebanyakan kasus, kerusakan pada bidang mungkin besar untuk

sampel sederhana sehingga bidang tersebut tidak dapat diuji ( seperti kerusakan pada

daerah eksploitasi yang besar ). Dalam hal ini rancangan para ahli dalam usaha untuk

pengujian batuan yang berkeping begitu pula untuk pengujian pada tanah.

Pengujian unsur-unsur pada dinding batuan seharusnya disetai pengamatan

jumlah, goresan, dan lubang pada daerah geologi. Kelemahan yang lain seperti

kerusakan, patahan, penyatuan atau kelemahan yang lain berupa kerusakan mekanik

pada keseluruhan batuan. Metode yang dapat digunakan yaitu fotografi, seismik, dan

observasi pemboran inti, pemotongan atau pemaparan yang lain. Kekuatan dari

kelemahan mekanik seringkali diperkirakan melalui pengamatan. Sebagai contoh,

jika selama pemboran inti struktur yang rusak akan memecahkan inti, struktur ini

lebih lemah daripada struktur yang tidak mengalami pemecahan inti. Demikian juga

jika permukaan batuan meledak biasanya kerusakan diikuti struktur bidang yang

spesifik, jarang terjadi bersamaan pada struktur bidang atau menyilang pada batuan

utuh. Pemecahan biasanya disebut sebagai kelemahan bidang

Dalam kasus yang lain kekuatan relatif dari kerusakan mekanik tidak nyata.

Page 7: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Biasanya dapat diuji di laboratorium atau tempat uji batuan. Salah satu atau kedua

tipe pengujian batuan dapat menggunakan perkiraan yang resional dari kekuatan

unsur-unsur pada dinding kemiringan yaitu tes penekanan terbatas atau tidak terbatas.

Untuk uji tak terbatas, sampel batuan dapat dipotong dari unsur –unsur yang

terdapat pada dinding. Bahan percobaan dapat dipotong dari sampel, akhirnya

membentuk persegi dan lempeng dan diuji kerusakannya dengan mesin penguji. Hal

ini merupakan uji yang sederhana tetapi dinding kemiringannya hanya mempunyai

gaya uniaxial. Bagaimanapun tegangan pemecahan dari sampel yang bermuatan

uniaxial lebih kurang daripada kekuatan pemecahan sampel yang bermuatan triaxial

dan sebagai tambahan adalah hasil yang aman dari pengujian pada kondisi uniaxial.

Pada kenyatannya pada kondisi biaxial mempunyai kemiringan dinding yang spesifik.

Untuk perkiraan yang lebih tepat dari tekanan pemecahan pada batuan

terbatas ditemukan dengan uji kerusakan triaxial. Pada tes ini inti batuan dibuat

menjadi lempeng yang berhubungan satu sama lain dan dimasukkan dalam mantel

bertekanan. Tekanan pada mantel harus dapat mewakili tekanan yang ditemukan pada

dinding kemiringan dan tekanan pemadatan = σ , harus mempunyai petunjuk yang

tetap sesuai prinsip tekanan pada dinding.

Kedua tes, baik tes uniaxial maupun tes biaxial dapat memberi informasi

tentang kelemahan struktur ( patah, kerusakan bidang, dll ) pada batuan. Pada tes

yang pertama dari kekuatan struktur pada dinding kemiringan, penelitian dan

pengujian inti para ahli geologi menunjukkan bahwa sampel yang seukuran dengan

tangan yang mempunyai patahan dengan beberapa penyilangan dan lubang seperti

patahan yang ditemukan pada permukaan yang terpapar mengelilingi rongga terbuka.

Uji dari sampel yang tidak tertutup pada bidang yang patah dengan sudut kurang dari

60o lebih kuat dibandingkan bidang yang patah dengan sudue lebih dari 60o. Karena

batuan mempunyai kekuatan yang relatif, maka dinding kemiringan tegak

mempunyai sudut 64o diatas ketinggian 450 kaki dan 61o diatas ketinggian 550 kaki.

Melihat hasil tersebut, maka rasional untuk menganggap bahwa studi tentang

Page 8: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

kerusakan sampel dan uji batuan harus menunjukkan hasil yang sama dan dipercaya

untuk dinding kemiringan yang lain. Bagaimanapun, pada waktu bagian ini dibuat,

tidak ada penelitian lebih lanjut yang dapat dicatat.

7.1.4. Rancangan Kemiringan Tanah Dan Batuan

Konsep tentang rancangan tidak langsung menyatakan bahwa kekuatan dari

struktur tergantung pada gaya atau tekanan dari subjek. Perbandingan antara kekautan

dengan tegangan kritis ( tegangan kerusakan ) seringkali disebut faktor keamanan dan

perbandingan lebih dari menyatakan kondisi yang aman. Bagaimanapun faktor

keamanan adalah harga yang sesungguhnya tidak diketahui dan tidak tentu.

Seringkali nilai dari faktor keamanan meningkat jika ada kerusakan geologi

pada subjek, batuan diketahui mempunyai kelemahan dan hasilnya tidak menentu jika

sampel meningkat tegangannya.

Rancangan kemiringan tanah biasanya adalah proses interaktif. Merupakan

perbandingan antara gaya geser dan momen gaya. Momen atau gaya yang

mempertahankan geseran pada jumlah tertentu dinyatakn sebagai permukaan yang

rusak. Pada suatu kondisi pertemuan sudut kemiringan menghasilkan gaya atau

momen pada permukaan yang rusak lebih kurang gaya tahanannya, momen atau

kekuatan, rancangan kemiringan sudut dipertimbangkan sebagai faktor keamanan.

Page 9: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Pada kemiringan tanah,faktor keamanan adalah perbandingan antara gaya tahana dan

gaya geser. Karena analisis ini adalah proses interaktif data grafik dan elektronik

yang diolah seringkali digunakan untuk mendapat penyelesaiannya.

Satu metode yang sederhana dari analisis kemiringan adalah lingkaran geser.

Menganggap bahwa permukaan yang rusak berbentuk lingkaran (lingkaran 3

dimensi). Dan kerusakan permukaan yang kritis ( faktor keamanan ) telah ditentukan.

Kemudian sudut kemiringan dengan faktor keamanan yang besar menyebabkan

spesifikasi para ahli lebih memuaskan dalam menyeleksi momen geser dan momen

tahanan diuraikan pada gambar 7.4. momen geser = Wa, dan momen tahana Rr

dimana

R = C + n tan Dan C = gaya tahanan kohesi yang paralel dengan bidang ( gambar 7.4 )

n = gaya normal ( gambar 7.4 )

= tan R/ n’ ( gambar 7.4 )

n tan = tahanan friksi

S = panjang ( gambar 7.4 ) ( 6 )

Dan C, gaya tahanan total adalah hasil dari unit kekuatan kohesi, panjang dan

unit lebar dari bagian ( gambar 7.4 ). Momen tahanan total ( karakteristik kekuatan

tanah ) dapat dihitung di laboratorium atau uji di lapangan dan tahanan gaya pada

bidang adalah

’ = c’ + n tan ’ ( 7 )

dimana c’ dan tan ’ diperoleh dari hasil uji ini. Faktor keamanan (f ) diperoleh dari

f = Rr = ( C’ + n tan ’ ) r Wa Wa

Metode sederhana yang lain untuk analisis adalah metode pembagian petak

(irisan) diuraikan pada gambar 7.5. Kemiringan dibagi kedalam bagian tersendiri dan

tidak saling mempengaruhi atau memiliki gaya yang tidak seimbang pada batas antara

Page 10: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

bagian irisan. Gaya geser dan tahanan dihitung tiap bagian irisan, pengembangan

bagian irisan dan momen dan gaya tahanan sama besar seperti pada analisis

lingkaran. Metode bagian irisan termasuk pengetahuan yang perlu untuk menentukan

kekuatan yang tidak homogen (gaya tahanan) pada kerusakan bidang dan

memungkinkan pembentukan variasi oleh pengaruh pori air (yaitu tabel air yang tidak

seimbang ).

Untuk menguraikannya, survei piezometrik serta tingkatan dan aliran air

termasuk didalamnya pengolahan di laboratorium dan pengukuran untuk penentuan

tegangan 9netral, σ – U = σ’. Aksi satu tekanan oleh pori air dapat dihitung dan

gaya rembesan dapat diketahui, gaya pada tiap irisan dapat dihitung sendiri-sendiri.

Sebagai contoh irisan-irisan yang ditunjukkan pada gambar 7.5, jika dekat pinggir

kemiringan kurang efektif oleh air dibanding dekat dengan ujung dan perbedaannya

mungkin dapat dihitung.

Rancangan kemiringan batuan. Rancangan kemiringan batuan membuat harga

untuk tegangan alami tak terganggu pada batuan sebelum pembentukan rongga

terbuka atau dinding kemiringan. Pembentukan kemiringan membagi-bagi tegangan

tersebut untuk itu perkiraan tegangan lapangan perlu sebelum perhitungan rancangan

dimulai. Metode perkiraan atau pengukuran tegangan dilampirkan pada bagian 6.25

dan 6.27. tegangan horisontal bidang adalah faktor penting dalam rancangan rongga.

Bagaimanapun, potongan batuan dan kemiringan disisi bukit sering sedikit

Page 11: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

dipengaruhi oleh tegangan horisontal pada batuan. Dari penglaman dan hasil

pengukuran yang telah dijelaskan pada daerah dari bidang yang menguntungkan

dinding kemiringan dengan permukaan cekung lebih stabil dibandingkan permukaan

yang cembung. Hasil penelitian ini didukung oleh kenyataan bahwa desakan batuan

biasanya mempunyai tegangan patahan yang tinggi. Selanjutnya, kecuali kemampuan

batuan yang tinggi, dinding kemiringan yang cembung seharusnya dihindari jika

memungkinkan.

Pengetahuan tentang tegangan dan pengujian kerusakan geologi menetapkan

kebutuhan minimum untuk analisis kemiringan melalui teknik unsur terbatas.

Sebagai contoh batuan yang kandungannya terbatas ( kerusakan, patah, penyatuan )

yang menguntungkan atau tidak menguntungkan telah diorientasi untuk kemiringan

dan atau kestabilan. Jika uji laboratorium dilakukan untuk memperoleh kekuatan

relatif dari kerusakan dan sifat fisika batuan. Faktor-faktor ini mungkin

dipertimbangkan untuk analisis unsur terbatas dan akan membantu ketepatan

perkiraan untuk kestabilan.

Sebagai pertimbangan, dalam contoh ini, kerusakan yang tidak

menguntungkan telah diorientasi untuk kestabila ( gambar 7.6a ) mempunyai

kekuatan yang cukup dimana gaya atau komponen-komponen tegangan bersama

kerusakan planar lebih kurang. Uji laboratorium atau lapangan membutuhkan

pembuatan luncuran pada bidang. Dibawah kondisi ini, kemiringan akan stabil.

Dilain pihak jika tes kekuatan menunjukkan bidang tidak mempunyai gaya tahanan.

Selanjutnya kemungkinan kemiringan sudut akan stabil pada sudut yang sama pada

kerusakan planar. Perlu sebagai tambahan akhir untuk mendukung kemiringan

dinding. Contohnya tipe analisis yang tertera pada literatur ini.

Karena pengujian kekuatan massa batuan tidak dikembangkan mendekati

tingkat perkiraan yang tepat, seharusnya dilakukan beberapa pertimbangan termasuk

memperkirakan faktor keamanan pada dinding kemiringan. Untuk menguraikannya

pertimbangkan kasus yang sangat sederhana pada uji triaxial jumlah inti pada sampel

Page 12: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

dari kemiringan dinding yang menunjukkan patahan batuan terjadi pada tekanan 1000

hingga 200 psi dan kerusakan rongga terjadi pada 53o.

Pada 50o, sudut kemiringan dinding kebih kurang dari sudut pada kerusakan

planar dan akan menghasilkan tegangan sekitar 2 hingga 10 kaki lebih kurang dari

egangan dinding kemiringan. Pada gilirannya, tegangan horisontal dan vertikal

memegang peranan pada batuan yang tidak terganggu. Biasanya uji kekuatan

menunjukkan kekuatan batuan pada satu bidang dan kelemahannya yang lain dan

rancangan para ahli harus mendapatkan daerah yang mempunyai kekurangan pada

dinding kemiringan dan dari perhitungan tegangan, pemilihan sudut dan konfigurasi

menghasilkan keuntungan perbandingan tegangan – kekuatan untuk daerah ini. Jika

Page 13: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

daerah ini dekat dengan ujung kemmiringan, penambahan batas diperlukan untuk

konfigurasi dasar dari rongga.

7.1.5 Kontrol Kemiringan

Kemiringan sering dikontrol dengan dukungan yang dibuat. Beberapa

pendekatan untuk kemiringan tanah, seperti saluran air ( pada tekanan rongga yang

nyata ), pertahanan dinding ( untuk dukungan akhir ), menguatkan tiang pancang,

pengayak kawat ( untuk mengontrol batuan kecil pada kemiringan batu kerikil )

diperlihatkan pada literatur ( gambar 7.7 )

Kemiringan batuan juga dikontrol melalui saluran ( untuk mengurangi kunci

tekanan air ) dengan mempertahankan dinding dan sistem pendukung lain. Biasanya

untuk kemiringan tanah. Bagaimanapun praktikum terbaru untuk kemiringan batuan

Page 14: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

diperkuat dengan baut yang panjang (gambar 7.7 ). Perubahan terbaru kebanyakan

menggunakan kontrol kemiringan para insinyur sipil. Sistem ini lebih efektif jika

dinding kemiringan relatif rendah, kemiringan pada sudut yang lebih besar daripada

kerusakan geologi planar yang termasuk dalam penggalian dan batuan yang tidak

patah cukup menyediakan landasan yang baik untuk tiang pancang atau kabel yang

digunakan untuk membantu. Dibawah kondisi ini, terjadi peningkatan tahanan gaya

geser paralel dengan bidang ( gambar 7.7d ).

Seringkali, terbukanya lubang menyebabkan kemiringan menjadi tidak stabil,

dan bagian yang tidak stabil dikontrol dengan serpihan sehingga berat dari daerah

yang rusak berkurang dengan penggalian bahan yang dekat dengan pinggir dinding

kemiringan.

Mekanisme kontrol terbaru yang lain menggunakan fenomena tentang

tegangan retakan biasanya terbentuk disekitar pinggir kemiringan sebelum kerusakan

terjadi dalam bentuk serpihan juga bunyi batuan yang muncul karena kerusakan pada

dinding, dan kasus ini dicatat dalam hitungan mengganti daerah yang kemiringan

yang rusak, dan atau laju bunyi ( jumlah bunyi batuan per unit waktu ). Kebih sukses

digunakan untuk memperkirakan tingkat kestabilan kemiringan. Pada industri

tambang, istilah kemiringan yang rusak digunakan untuk kondisi dimana dinding

mempunyai luncuran atau geseran yang maju untuk meningkatkan operasi

pertambangan yang normal yang biasanya terhambat atau tidak berkelanjutan. Dalam

istilah mekanik batuan kerusakan biasanya terjadi jika pada kenyataannya panjangnya

tidak sama. Dua definisi yang cocok jika kerusakan kemiringan dipertimbangkan

pada kondisi jika ujung berbentuk kembali atau tegangan keretakan (atau tanda-tanda

kekurangan yang lain dari satu rangkaian atau kehilangan keseimbangan) dan geseran

adalah perpindahan batuan yang cukup besar untuk membuat dinding kemiringan

yang besar kemungkinannya digunakan pada kegiatan pertambangan atau struktur

teknik sipil.

Tidak hanya penelitian dalam metode mikroseismik dan pemindahan perhitu

Page 15: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

ngan yang menjadi bukti dalam prediksi pergeseran. Tetapi juga memungkinkan

pengembangan beberapa jenis batu yang mungkin dapat menggunakan kemiringan

lain. Penggantian perhitungan disekitar ujung adalah tegangan keretakan yang

menyilang ditunjukkan oleh laju pergerakan pergeseran ( sekitar 1 inchi perhari )

akan meningkat jika pergeseran terjadi, dan akan menurun jika daerah pergeseran

diatur dan diperkirakan sama. Laju bunyi mikroseismik sekitar 50 bunyi per jam

pergeophone menunjukka tipe laju dasar untuk kemiringan stabil pada penggalian.

Bunyi untuk kemiringan yang stabil tidak berubah jika ditambang pada bunyi 3 – 5

perjam pergeophone. Laju bunyi antara 200 – 500 perjam menunjukkan kemiringan

dan pergesran yang tidak stabil. Meskipun laju ini banyak tergantung pada

sensitivitas peralatan, lokasi dari geophone dan karakteristik transmisi bunyi dari

batuan. Pada kenyataannya bahwa laju bunyi meningkat beberapa kali jika dinding

kemiringan mendekati kerusakan awal, dan metode dapat membuktikan kegunaannya

dibawah kondisi dan penggunaan yang tepat.

Sebagai kesimpulan, rancangan kemiringan dan teknologi kontrol dapat

berkembang cepat dalam beberapa tahun. Tapi pengalaman geologi struktur, mekanik

kerusakan, analisis tegangan dan uji laboratorium yang teliti tetap menjadi kriteria

utama untuk keberhasilan.

7.2. RANCANGAN DAN KESTABILAN PENGGALIAN BATUAN

DIBAWAH PERMUKAAN TANAH

7.2.1 Masalah Dan Pendekatan

Dari sudut pandang ahli, dibawah tanah seperti bahan-bahan tambang, lubang,

terowongan dan ruang-ruang untuk tujuan kemiliteran dan untuk penyimpanan

makanan bahan-bahan kimia, minyak cair dan gas dan untuk tujuan industri dan sipil,

mungkin telah dipertimbangkan struktur penggalian pada batuan utuh. Sebelum

penggalian, tegangan pada batuan ( mengenai tegangan bidang ) dihasilkan dari berat

yang melebihi beban dan gaya gempa yang mungkin terjadi. Setelah penggalian,

Page 16: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

tegangan disekitar batuan yang kosong tergantung pada bidang tegangan, sayatan,

dan sifat mekanik batuan. Kestabilan dari struktur tergantung pada kemampuan

batuan dan sistem pendukung untuk mempertahankan tegangan lebih lanjut. Masalah

evaluasi kestabilan struktur batuan membutuhkan pengetahuan tentang bidang

tegangan, perbedaan tegangan bervariasi pada sayatan terbuka, sifat mekanik batuan

dan sistem pendukung, jika dibutuhkan.

7.2.2 Tegangan Bidang

Jika tidak ada penentuan tegangan bidang maka dapat dibuat lubang

eksplorasi dari permukaan dengan kedalaman beberapa ratus kaki melalui

pengukuran langsung. Komponen vertikal dari tegangan bidang = Sk, dapat dihitung

dari Sk = γh, dimana γ adalah satuan berat dan h adalah kedalaman vertikal. Sk

adalah tekanan dan sebab jumlah ositif. Perkiraan bahwa Sk ditemukan dari tes

hidrofraktur (kebanyakan dalam sedimentasi batuan), sama baiknya dengan

penentuan langsung setelah ada kemungkinan jalan masuk, umumnya nilai yang

cocok telah dihitung, meskipun memberikan kedalaman yang bervariasi dalam

tegangan komponen vertikal yang terjadi diatas daerah lokal ( lihat bagian 6.2.5 ).

Oleh sebab itu daerah yang diperpanjang, perhitungan nilai Sk harus memuaskan

untuk tujuan rancangan awal.

Komponen horisontal adalah tegangan bidang = Sh, dengan persamaan Sh =

MSk, dimana M adalah nilai konstan yang tergantung pada sifat batuan, cabang

pembatas dan gaya tektonik, jika ada. Hal berikutnya, memperpanjang permukaan

bumi mungkin dipertimbangkan cabang pembatas. Tidak ada perubahan bentuk

cabang yang mungkin jika tidak ada tegangan gempa dan jika susunan batuan pada

titik ini homogen, isotropik,dan elastis linier M = x / ( 1-x ) dimana x adalah

perbandingan poisson. Untuk nilai perbandingan poison 0,33 M= ½ dan Sh = ½ Sx;

dan jika x = 0,5 maka M = 1 dan tegangan bidang hidrostatik. Jika susunan batuan

tidak bercabang Sh=0. Kondisi ini terjadi dekat permukaan yang terjal jika gaya

Page 17: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

gempa ( tekanan ) ada, M akan mempunyai nilai yang lebih besar dan pada nilai

perbandingan poison untuk batuan.

Kemudian nilai tegangan komponen horisontal tidak dapat ditentukan dari

pengukuran langsung setelah penentuan jalan masuk dibawah permukaan tanah atau

mengambil kesimpulan dari uji yang lain sebagai contoh pada beberapa instansi yang

mengambil kesimpulan dari uji patahan hidrolik jika Sh lebih besar atau lebih kecil

dari Sx, jika potongan yang diperoleh dalam inti dari lubang eksplorasi vertikal, maka

dapat dinyatakan bahwa Sh adalah pada dasarnya besar dari Sx.

Jika potongan atau data hidrofraktur tidak ada, dapat dinyatakan untuk tujuan

rancangan awal yaitu :

Untuk kebanyakan batuan beku dan metamorf dan untuk kekuatan pengendapan yang

tinggi dari batuan ( kekuatan tekanan utuh lebih besar dari 800 psi ) M = 0,5 hingga

1,0. Meskipun nilai M 1,5 lebih besar dari perhitungan.

Untuk batuan yang kekuatan elastisnya rendah seperti serpihan dan garam, M

= 0,8 hingga 1,0. Nilai M ini lebih besar dari nilai perbandingan Poison yang telah

ditentukan dari inti sampel utuh, tetapi lebih mendekati pernyataaan dengan

penentuan tegangan bidang yang dibuat dalam penggalian dibawah permukaan tanah.

Page 18: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Nilai M yang tinggi menandakan sifat-sifat plastis pada batuan setelah

waktu geologi. Proses ini memperbolehkan beberapa persamaan tegangan vertikal

dan horisontal.

7.2.3 Sifat Geologi Dan Mekanik Batuan

Berbagai metode klasifikasi batuan didasarkan pada sifat geologi dan

mekanik, yang digambarkan pada bagian 6.2.2. bagaimanapun hasil klasifikasi tidak

berhubungan dengan penggunaan oleh para ahli. Masalahnya disini adalah bagaimana

mempertimbangkan pengaruh sifat batuan terhadap kestabilan penggalian dibawah

tanah. Seringkali pernyataan ini harus dijawab selama atau untuk menyelesaikan

eksploirasi. Oleh sebab itu sato pemboran inti ( atau lubang eksploirasi ) sangat

penting untuk dipelajari. Pada beberapa instansi, penambahan informasi diperoleh

dari penyelidikan.

Tabel 7.1 menuliskan informasi tentang sifat geologi dan mekanik yang

diperoleh dari studi tentang inti. Jarak patahan adalah perhitungan jarak antara yang

rusak dengan inti. Jarak patahan adalah perhitungan jarak antara yang rusak dengan

inti, kerusakan baru dikeluarkan melalui pengeboran, tetapi yang termasuk patahan

dalam geologi jika mempunyai bagian yang diperkuat. Kualitas rancangan batuan

didefinisikan sebagai panjang bunyi, relatifitas patahan, inti perpanjang lubang inti,

ditentukan dengan hanya selembar inti dengan panjang lebih dari 4 inci ( Deere &

Miller ).

Pada tabel diatas indeks kerusakan dan indeks dispersi telah dicatat ( Me

Mahon ). Indeks kerusakan didefinisikan sebagai prosentase daerah total pada

permukaan yang terpapar yang telah tersusun pada permukaan. Jika permukaan yang

terpapar mempunyai sudut lebih dari 20o berarti ketegakan lebih mendekati patahan

batuan yang menyatu. Indeks dispersi patahan didefinisikan sebagai daerah tertutup

dan perbedaan kontur pada proyeksi daerah yang sama pada arsiran patahan.

Dinyatakan sebagai prosentase daerah yang ditutup oleh beberapa kontur sampel acak

Page 19: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

dari penyebaran yang seragam pada beberapa titik, penentuan kontur dengan

beberapa metode.

Setelah jalan masuk bawah tanah memungkinkan, uji sifat mekanik secara in-

situ (sebagai contoh, kotak pengocok dan mantel untuk beban) yang telah dibuat

untuk mendukung hasil uji laboratorium.

Pertimbangan masalah rancangan yang tepat untuk klasifikasi batuan

mengikuti karakteristik mekanik melalui gambaran geologi. Untuk perlakuan ini

mengikuti pembagian yang telah dipertimbangkan :

1. Elastis. Batuan elastis diperkirakan elastis linier dan isotropik mekanik dan

homogen pada semua titik. Contohnya pendekatan spesifikasi ini pada bentuk

yang besar dari batuan beku seperti granit, diorite, dan basal. Beberapa bentuk

Page 20: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

yang besar dari batu metamorf seperti marmer dan kwarsa, beberapa batuan

sedimen seperti batuan dengan bahan dasar kapur ( marl dan kapur ), batu

berpasir dan serpihan, breksi dan konglomerat.

2. Berlapis–lapis. Untuk mengklasifikasikan batuan berlapis. Batuan dengan tiap

lapisan sebagai tambahan elastis linier, isotropik dan homogen harus

mempunyai ketebalan yang lebih kecil dibanding dimensi lapisan tanah

terbuka yang telah dipertimbangkan, dan ikatan antara lapisan harus lemah.

Lapisan adalah pemisahan oleh bagian-bagian umumnya paralel dengan dasar.

Tetapi bidang dasar itu endiri tidak perlu membentuk mekanik yang terputus

yang mungkin mengelompokkannya sebagai bagian banyak batuan sedimen

dan beberapa batuan metamorf termasuk dalam kelompok ini.

3. Elastoplastis. Batuan elastoplastis besar, homogen dan isotropik tetapi

kelebihan beban, karakteristik perubahan bentuk menyimpang secara nyata

dari linier evaporasi seperti garam, trona, dan boraks adalah contoh tipe ini.

4. Patahan. Batuan patahan mempunyai bentuk yang besar dimana jarak antara

patahan harus lebih kecil daripada dimensi lapisan tanah terbuka yang telah

dipertimbangkan dan jika ikatan menyilang pada bidang patahan harus kebih

kurang dari batuan induk. Pada perlakuan ini terhjadi pemecahan pada batuan,

kemudian ahli geologi membuat sumber ( meniadakan parting ) sehingga

disebut fraktur. Selanjutnya penyatuan atau kerusakan adalah tipe bagian dari

patahan. Patahan juga mungkin dihasilkan dari ledakan atau tekanan yang

disesuaikan. Patahan mempunyai kekuatan ikatan dari nol hingga nilai yang

lebih besar dari batuan induk.

7.2.4 Klasifikasi Lapisan Tanah Terbuka

Dalam pertimbangan rancangan atau masalah kestabilan lapisan tanah terbuka

dalam batuan dapat dibagi kedalam dua kelompok besar yaitu penunjang sendiri dan

penunjang buatan. Penunjang sendiri yang terbuka adalah satu dalam tegangan

struktur yang menyebabkan dinding, tiang atau bagian yang tidak terjadi terbuka.

Page 21: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Spesifikasi ini tidak menghalangi penggunaan pendukung ringan seperti stuffle atau

tiang pancang. Tapi mensyaratkan bahwa perlengkapan hanya untuk penunjang lokal

dan tidak mempunyai pengaruh nyata pada tegangan dalam struktur penunjang

sendiri. Sisten penunjang terdiri dari peralatan, lapisan, kumpulan, pemenuhan, dll

yang ditempatkan pada bidang terbuka. Pada penunjang buatan sampel dalam bagian

dari beban batuan dipindahkan ke sistem penunjang. Kemudian pembukaan dari

batuan membutuhkan penunjang yang tidak stabil, meskipun pembukaan batuan yang

ditambah sistem penunjang mungkin stabil. Bagian ini mempertimbangkan rancangan

sistem penunjang atau membutuhkan spesifikasi penunjang.

Kelompok yang termasuk pembukaan tergantung pada beberapa faktor

termasuk sifat batuan, kedalaman dan ukuran yang terbuka. Faktor-faktor ini dapat

memberi petunjuk untuk perbedaan yang besar. Sebagai contoh dalam batuan yang

tidak bergabung, arah kedalaman 500 kaki mungkin dibutuhkan untuk penunjang

berat, bagaimanapun arah kekuatan pada ukuranyang sama di kedalaman 10.000 kaki

akan tidak tergantung pada penunjang A 5 x 7 kaki arahnya tidak tergantung pada

penunjang. Bagaimanapun, diantarai stupe yang lebih besar dimensinya akan longsor

dengan bebas.

Waktu juga merupakan faktor yang harus dipertimbangkan. Dalam arti,

penunjang terbuka tergantung pada jarak waktu dari hari ke tahun dan kemudian

menjadi tidak stabil. Kemudian rancangan terbuka yang ditujukan untuk digunakan

harus dipertimbangkan. Dalam artian mungkin mempertahankan bagian terbuka

hanya cukup untuk memperbaiki bagian yang rusak sebaliknya dalam rancangan oleh

ahli sipil seperti pembukaan untduk stasiun kekuatan bawah tanah, penggalian harus

menyisakan dalam jangka waktu yang tidak terbatas.

Kasus sejarah yang berhubungan dengan sifat-sifat geologi dan mekanik

tertera pada tabel 7.1 untuk menunjang masalah yang tidak lengkap, khususnya kasus

yang menunjang pengujian dalam istilah sifat-sifat yang dapat dihitung. Tabel 7.2

memberikan jumlahkedalaman dan dimensi dari stop penunjang tunggal yang besar,

bersama dengan data-data sifat batuan, dan pada tabel 7.3 memberikan kumpulan

Page 22: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

data-data untuk stopes yang longsor. Strees juga membutuhkan penunjang batuan jika

bagian yang terbuka tetap dijaga. Perbandingan dari tabel sama baiknya dengan data

yang berhubungan dengan penunjang dasar. Dinyatakan bahwa satu sifat yang lebih

penting adalah membedakan antara tanah dengan atau tanpa penunjang jarak patahan.

Persamaan atau hal yang lebih penting dalam penentuan jika tanah akan diolah tanpa

penunjang adalah kekuatan ikatan, tingkat pengendapan patahan menyilang atau

bidang yang terbagi. Sayang sekali ikatan kekuatan yang terjadi secara insitu tidak

dapat dihitung. Oleh sebab itu kekuatan yang tertera hanya perkiraan. Ukuran daerah

yang terbuka ( span ) juga penting untuk diindikasikan. Sebagai contoh perbandingan

data yang diberikan untuk puncak tambang daerah B pada tabel 7.2 dengan

mengumpulkan data pada tabel 7.3. Pada kasus utama, arah dengan span 12 – 14 kaki

tanpa penunjang. Mengingat pada beberapa batuan dan beberapa kedalaman stope

dengan span 200 kaki yang akan longsor. Sebenarnya tidak ada data yang diperoleh

untuk menguji pengaruh kedalaman.

Page 23: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Tabel 7.4 dibuat oleh Deere dkk berhubungan dengan batuan, RQD yaitu

untuk tipe penunjang buatan ( perlengkapan ) dibutuhkan dalam menggali

terowongan dengan span20 – 40 kaki. Jika dinyatakan bahwa penunjang ringan tidak

cukup besar berpengaruh pada tekanan disekitar batuan ( tetapi jarang kehilangan

penunjang disekitar batuan yang terbuka ). Mengingat medium dan berat mendukung

untuk menahan bagian yang terlalu berlebihan muatannya. Selanjutnya RQD lebih

besar dari 50 % menyatakan secara tidak langsung kualitas batuan yang membuka

dengan span 20 – 40 kaki akan didukung sendiri. Perlu diingat bahwa RQD kurang

dari 50 % pada beberapa bukaan membutuhkan penunjang.

Mc Mahon dan Kondrick menghubungkan RQD dengan indeks cavabilitas

dari tanah yang diblok ( gambar 7.10 ). Indeks cavabilitas diperoleh dari pengalaman

selama penelitian. Pada tabel ini, RQD 50 % cocok dengan indeks cavabilitas 7. Dari

Page 24: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

pengamatan yang dibuat pada waktu yang sama, tanah dengan indeks cavabilitas 7

tidak membutuhkan penunjang dengan lebar arah 12 kaki.

Selanjutnya kombinasi faktor-faktor harus dipertimbangkan dalam

menentukan klasifikasi tanah dalam istilah yang membutuhkan penunjang, termasuk

ukuran bidang terbuka, dalamnya bidang terbuka, jarak penyatuan atau RQD,

kekuatan ikatan silang patahan, dan kekuatan dari batuan lengkap.

7.2.5 Kriteria Kerusakan

Daerah terbuka dibawah tanah ( struktur ) mempunyai kekurangan jika tidak

memuaskan dalam persyaratan untuk struktur penunjang sendiri. Kriteria ini

menyatakan secara tidak langsung terdiri dari dinding, tiang dan unsur struktur lain

yang mempunyai patahan atau pembentukan kembali dengan kelebihan dalam batas

toleransi. Kemudian untuk bukaan dengan penunjang sendiri, spesifikasi untuk

kerusakan struktur dapat dihubungkan dengan kriteria untuk unsur batuan yang rusak,

spesifikasi dan kondisi mekanik dibawah bahan-bahan padat yang pasti oleh patahan

atau pembentukan kembali beberapa batasan spesifik. Spesifikasi mungkin dalam

istilah tegangan, laju perubahan tegangan, strain, laju perubahan strain atau beberapa

jumlah kombinasi.

Beberapa kriteria bertujuan untuk bahan-bahan rapul, yaitu bahan-bahan yang

pasti mudah patah. Penggunaan kriteria ini untuk rancangan pembukaan dibawah

tanah, dipertimbangkan strukturnya sederhana, seperti lubang berbentuk lingkaran

pada batuan yang seragam. Didasarkan pada tegangan bidang biaxial, gambar 7.11,

dimana σq dan σt adalah tangen dan T max, diberikan dengan persamaan Tmax = σq

– σr / 2 pada permukaan terowongan ( atau pada permukaan yang terbuka ). σr = 0

pada permukaan yang terbuka, batuan dalam tegangan uniaxial dan shear stress

maksimum ½ tegangan tangensial.

Tujuan kriteria tegangan geser maksimum oleh postulat Coulomb bahwa

kerusakan yang terjadi pada bahan saat titik tegangan geser maksimum sama atau

lebih besar dari kekuatan geser, So. Pada batas terowongan,

Page 25: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

T max = σ - Фr 2

Pada permukaan terowongan (adalah pada permukaan yang terbuka), σr = 0 ;

Pada permukaan yang terbuka, batuan dalam tegangan uniaxial dan shear stress

maksimum ½ tegangan tangensial.

Tujuan kriteria tegangan geser maksimum sama adalah lebih besar dari

kekuatan geser, maka pada batas terowongan, T max = σ/2, oleh sebab itu prediksi

kriteria kerusakan akan terjadi saat tegangan geser mempunyai jarak σ 250.

Selanjutnya Coulomb memodifikasi kriteria tersebut dengan menetapkan kerusakan

yang terjadi saat tetapan tegangan geser beraksi pada bidang kerusakan, dibaca

sebagai nilai Tγ = So’ + π σ (disebut sebagai kriteria kerusakan Coulomb, dimana

σ adalah aksi tegangan normal yang menyilang pada bidang yang rusak, So’ adalah

tegangan kekuatan unsur, adalah sudut antar bidang kerusakan normal dengan

arah σ, π adalah koefisien serpihan dalam, π = tan dimana adalah sudut

serpihan dalam (tampak pada bagian 6.2.3). Gambaran Mohr untuk kondisi Coulomb

pada permukaan yang terbuka dan diperlihatkan pada gambar 7.12.

Pada gambar 7.13 menunjukkan kerusakan permukaan disekitar lingkaran

terbuka pada tegangan bidang uniaxial yang didasarkan pada tegangan geser

maksimum ½ bagian yang kiri dari gambar menunjukkan kumpulan permukaan yang

rusak, didasarkan pada kriteria Coulomb dan dengan π = 1,0. Umumnya permukaan

yang rusak pada mine dan terowongan tidak cukup tegas untuk menetapkan

kebenaran dari kriteria-kriteria ini, sebagai contoh ; keretakan axial dalam tes tekanan

yang tidak terbatas untuk sampel dicatat oleh Fairhurst dan Cook mungkin

bertanggung jawab terhadap kerusakan tipe “kulit bawang” didiskusikan oleh

Cording dan lebih sering tentang pengamatan pada terowongan dan drift, dimana

kerusakan yang sungguh nyata dari proses tersebut dapat dihasilkan dari kombinasi

ke-2 mekanisme kemudian dapat dimulai dengan geseran maksimum dan

diperbanyak dengan keretakan axial.

Page 26: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian
Page 27: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

7.2.6 Faktor-Faktor Keamanan

Pada bagian ini, faktor keamanan didefinisikan sebagai perbandingan

tegangan kerusakan pada kerja tegangan. Pada perancangan ini tidak ada penunjang,

faktor keamanan dapat digambarkan karena tegangan dalam keadaan insitu dan

kekuatan batuan hanya dapat diperkirakan. Kemudian jika F adalah faktor keamanan,

kriteria dari kerusakan spesifik pada bagian terdahulu menjadi :

σ e x Fs ≤ Co dan

│ σt │ x Fs ≤ │ To │

dimana σe dan σt adalah masing-masing merupakan tekanan kritik dan tegangan

regangan dan Co dan To adalah merupakan kekuatan tekanan dan regangan.

Pada pembukaan untuk tujuan industri atau militer, sebenarnya tidak ada

kerusakan batuan yang dapat diterima. Oleh sebab itu faktor keamanan konservatif

digunakan faktor keamanan 2 hingga 4 dan dijamin dapat memenuhi kebutuhan untuk

komponen-komponen struktural dalam kompresi. Bagaimanapun, nilai yang rendah

adalah bukti hanya untuk batuan yang tidak mengalami patahan. Dalam bidang

pertambangan beberapa kerusakan batuan dapat ditoleransi oleh adanya penunjang,

sebagai contoh; lepasnya batuan pada tiang dan permukaan dinding dapat diperbaiki

oleh kelengkapan periodik dan patahan yang dipertimbangkan dapat dikembangkan

dalam komponen dalam tekanan (mis; pilar).

7.2.7 Rancangan Bukaan Tunggal Pada Batuan Elastis

Jika distribusi tegangan pada sekitar batuan pada pembukaan lapisan tanah

tidak dipengaruhi oleh permukaan yang lain, hal ini dipertimbangkan untuk

pembukaan tunggal, sebagai contoh terowongan yang diisolasi, drift dan stopes.

Masalah perancangan ini adalah penentuan tegangan kritis atau maksimum di sekitar

daerah yang terbuka, maka untuk kestabilan pembukaannya tegangan kritis harus

lebih kurang daripada kekuatan batuan.

Page 28: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

Tangensial, jari-jari dan tegangan geser ; σ, σr dan r, secara berurutan

(gambar 7-11) diberikan dengan ;

σ = Sh + Sv 1 + n 2 _ Sh - Sv 1 + 3n 4 2 r2 2 r4 cos 2 ......... (10)

σ = Sh + Sv 1 - a 2 + Sh - Sv 1 - 4a 4 + 3a 4 2 r2 2 r2 r4 cos 2 ......... (11)

dan

r = Sh + Sv 1 + 2a 2 _ 3a 4 2 r2 r4 Sin 2 .......................... (12)

Persamaan ini menunjukkan bahwa ; (1) Komponen dari tegangan yang tidak

tergantung pada elastis konstan pada medium; (2) komponen-komponen dari

tegangan tidak tergantung pada ukuran lubang karena jari-jari lubang yang tampak

dalam persamaan hanya dalam perbandingan tanpa dimensi, dimana jarak spesifik

dari batas lubang dan (3) konstribusi komponen-komponen dan tegangan Sh dan Sv

adalah tambahan atau substraktif tetapi sebaliknya tergantung satu sama lain. Hal ini

disebut sebagai prinsip superposisi.

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

Page 29: Rancangan Dan Stabilitas Penggalian

UNIVERSITAS HASANUDDIN

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK GEOLOGI

TAMBANG UMUM (terjemahan)

“RANCANGAN DAN STABILITAS PENGGALIAN”

O l e h

Bachtiar Chandra R.

D 6 1 1 9 8 0 6 1

M A K A S S A R

2 0 0 1