1. 3/2/2017
1
Pengantar Mekanika
Batuan
KBK Geoteknik
Materi Kuliah
Pertemuan 1
- Kontrak perkuliahan, Materi, Cara Penilaian, Aturan
- Ulas balik batuan (siklus & kelompok batuan)
- Definisi mekanika batuan dan peranan-nya di bidang
teknik sipil
Pertemuan 2
Propertis fisik & parameter mekanik batuan (indeks,
porositas, permeabilitas, kuat geser, berikut pengujian
laboratorium terkait)
Pertemuan 3
Klasifikasi massa batuan (RQD, stand up time, RMR,
JSCE)
2. 3/2/2017
2
Materi Kuliah
Pertemuan 4 - 6
- Tegangan batuan di lapangan
- Ulas balik kondisi tegangan dan regangan pada
batuan
- Pengukuran tegangan & regangan di lapangan
Pertemuan 7
- Perilaku tegangan & regangan batuan
- Kriteria keruntuhan (Batuan Utuh, Kriteria Hoek-
Brown, Mohr-Coulomb)
Pertemuan 8
Evaluasi Tengah Semester
Materi Kuliah
Pertemuan 9 - 10
- Ketidakkontinyuan Batuan
- Proyeksi hemisfer (stereografi) ketidakkontinyuan
batuan
Pertemuan 11-13
- Aplikasi mekanika batuan pada stabilitas lereng
- Analisis stabilitas lereng batuan (mekanisme
keruntuhan, analisis planar/baji/toppling)
Pertemuan 14-15
- Aplikasi mekanika batuan galian terowongan
- Aplikasi mekanika batuan pada fondasi bangunan
Pertemuan 16
Evaluasi Akhir Semester
3. 3/2/2017
3
Kriteria Penilaian
tentatif
UTS 50%
UAS 50%
Komponen Nilai sd UTS
Ujian 50
Tugas 35%
Partisipasi 10%
Kehadiran 5%
syarat kehadiran untuk mengikuti ujian harus
dipatuhi!!
Rujukan
1. Hudson J.A., Harrison J.P., 2000, Engineering
Rock Mechanics, An Introduction to the
Principles
2. Goodman, R.E. 1989, Introduction to Rock
Mechanics
5. 3/2/2017
5
Batuan?
Suatu bahan yang terdiri dari mineral padat berupa massa yang
berukuran besar ataupun berupa fragmen-fragmen (ASTM)
Geologiawan
Mineral dan
bahan organis
yang bersatu
membentuk kulit
bumi
Suatu bahan yang
keras dan koheren/
terkonsolidasi dan sulit
digali dengan cara biasa
Insinyur Sipil
• Batuan mengalami pelapukan yang progresif membentuk
material tanah
Inclination angle of fracture (θ)
strength
Intact rock
θ
Inclination angle of fracture (θ)
strength
Intact rock
θ
Inclination angle of fracture (θ)
strength
Intact rock
θ Rock mechanics
Soil mechanics
Batuan vs Tanah
6. 3/2/2017
6
Definisi Mekanika Batuan
Mekanika batuan
Ilmu yang mempelajari mekanika pada
batuan/massa batuan
Mekanika?
Ilmu yang mempelajari tentang keseimbangan dan
pergerakan suatu massa benda, akibat beban statis
maupun dinamis.
…Definisi Mekanika Batuan
(pendapat beberapa ahli)
• Ilmu yang mempelajari dampak gaya pada batuan.
Dampak tegangan, regangan, energi tersimpan,
retakan, deformasi, hidrogeologi (Coates, 1966)
• Ilmu yang mempelajari perilaku batuan baik secara
teoritis maupun terapan (US National Committee On
Rock Mechanics).
• Ilmu yang mempelajari reaksi batuan apabila dikenai
suatu gangguan (Hudson & Horrison).
• Ilmu yang mempelajari distribusi gaya-gaya dalam
dan deformasi akibat gaya luar pada suatu batuan
(Budavari)
7. 3/2/2017
7
Mekanika Tanah vs Mekanika Batuan
Mekanika Batuan Mekanika Tanah
Batuan memiliki ukuran
sebanding dengan ukuran
lazim di dunia rekayasa atau
dapat lebih besar
Ukuran partikel tanah dapat
sangat kecil dibandingkan
ukuran terkecil yang biasa
dipakai di dunia rekayasa
Ketidakkontinyuan pada
batuan tidak selalu terhubung
Tanah terbentuk dari partikel-
partikel diskrit, jadi
ketidakkontinyuannya
terhubung
• Batuan dan tanah terbentuk dari bermacam partikel mineral
dan organik. Pada batuan, partikel-partikel tersebut masih
terikat/tersementasi dengan kuat.
• Kondisi awal tegangan (pre-existing in situ stress) penting
diketahui di mekanika batuan.
• Keberadaan retakan (fracture) pada masa batuan sangat
menentukan kekuakatan, kekakuan, perilaku keruntuhan, dan
permeabilitas massa batuan.
Mekanika Batuan vs Mekanika Batuan Rekayasa
• Jika mekanika batuan dipelajari secara khusus, maka tidak ada
pembahasan rekayasa.
• Potensi keruntuhan pada suatu massa batuan bukan suatu hal yang
buruk ataupun baik hanya sekedar fakta mekanis.
Potensi keruntuhan suatu massa batuan bisa baik atau buruk. Jika
terjadi pada terowongan jalan, secara teknis itu hal yang buruk. Jika
terjadi pada sistem blok terowongan pertambangan, hal tersebut
jadi baik, karena memang diharapkan untuk runtuh. Konteks
“rekayasa” memberi arti lebih lanjut.
• Jadi, mekanika batuan rekayasa menerapkan suatu subyek pada
mekanika batuan, karena adanya tujuan rekayasa.
• Pentingnya perilaku massa batuan ada pada pikiran seorang
insinyur, bukan di mekanikanya.
8. 3/2/2017
8
Rekayasa Mekanika Batuan vs Rekayasa Batuan
Mekanika Batuan Rekayasa lebih menekankan studi
mekanika batuan dalam konteks rekayasa, dari pada
dari segi konteks proses alaminya di lapisan kerak bumi.
Rekayasa Batuan proses rekayasa (desain) terhadap
batuan/massa batuan, khususnya dalam hal
pembuatan struktur konstruksi di/dalam massa
batuan, seperti perkuatan lereng batuan di tepi jalan,
fondasi dam, terowongan kereta, tambang mineral,
pemboran minyak dll.
9. 3/2/2017
9
Mekanika Batuan dan Bidang Ilmu Berdekatan Lain
(Rangkuman)
• Mekanika batuan (rock mechanics)
Studi tentang statika dan dinamika batuan/massa batuan.
• Rekayasa mekanika batuan (rock mechanics engineering)
Studi tentang statika dan dinamika batuan/massa batuan (mekanika
batuan) dalam konteks rekayasa.
• Rekayasa batuan (rock engineering)
Melibatkan proses desain/rekayasa material batuan, khususnya
struktur konstruksi pada massa batuan.
• Geologi struktur (structural geology)
Berhubungan dengan deskripsi dan analisis struktur massa batuan.
• Geologi rekayasa (engineering geology)
Studi tentang geologi dengan antisipasi akan diaplikasikan ke rekayasa.
• Mekanika tanah (soil mechanics)
Studi tentang statika dan dinamika tanah.
• Rekayasa geoteknik (geotechnical engineering)
Proses rekayasa yang melibatkan batuan dan tanah.
TA3111MekanikaBatuan–Batuan&Mekanika
Batuan
Development Of Engineering
Geomechanics In Indonesia
10. 3/2/2017
10
Distribution of Metallic, Non-metallic Minerals
and Coal in IndonesiaTA3111MekanikaBatuan–Batuan&Mekanika
Batuan
Definisi Mekanika Batuan
Menurut Talobre
1. Mekanika batuan - teknik & juga sains yg tujuannya mempelajari behaviour
batuan di tempat asalnya agar dapat mengendalikan pekerjaan yang dibuat
pada batuan tsb seperti penggalian dibawah tanah dan lain-lainnya.
2. Mekanika Batuan merupakan gabungan dari:
□ Teori + pengalaman + pekerjaan/pengujian di laboratorium + pengujian
in- situ.
1. Mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi yg didefinisikan oleh
Talobre sebagai sains deskriptif yg mengidentifikasi batuan & mempelajari
sejarah batuan.
2. Mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi terapan - banyak
mengemukakan problem yg paling sering dihadapi oleh para geologiawan
di proyek bendungan, terowongan. Dengan mencari analogi-analogi,
terutama dari proyek-proyek yang sudah dikerjakan dapat menyelesaikan
kesulitan-kesulitan yang dihadapi pada proyek yang sedang dikerjakan.
Meskipun penyelesaian ini masih secara empiris dan kualitatif.
11. 3/2/2017
11
TA3111MekanikaBatuan–Batuan&Mekanika
Batuan
Definisi Mekanika Batuan
Menurut Coates (Canada)
1. Mekanika adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada sebuah benda -
percepatan, kecepatan, perpindahan.
2. Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya terhadap batuan
Q Efek utama Geologiwan - perubahan bentuk.
Q Efek utama Geofisika aspek dinamis dari perubahan volume & bentuk - gelombang
seismik.
3. Bagi para insinyur, mekanika batuan adalah :
□ Analisis dari beban atau gaya yang dikenakan pada batuan.
□ Analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam tegangan (stress), regangan (strain)
atau enersi yang disimpan,
□ Analisis akibat dari dampak dalam tersebut, yaitu rekahan (fracture), aliran atau
deformasi dari batuan.
TA3111MekanikaBatuan–Batuan&Mekanika
Batuan
Definisi Mekanika Batuan
Menurut Hudson & Harrison
▪ Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari reaksi batuan
yang apabila padanya dikenai suatu gangguan. Dalam hal
material alam, ilmu ini berlaku untuk masalah deformasi
suatu struktur geologi, seperti bagaimana lipatan, patahan,
dan rekahan berkembang begitu tegangan terjadi pada
batuan selama proses geologi.
▪ Beberapa tipe rekayasa yang melibatkan mekanika batuan
adalah pekerjaan sipil, tambang dan perminyakan.
▪ Topik utama mekanika batuan adalah batuan utuh, struktur
batuan, tegangan, aliran air, dan rekayasa, yang ditulis
secara diagonal dari kiri atas ke kanan bawah pada Gambar
berikut Garis ini sering disebut sebagai diagonal utama.
Semua kotak lainnya menunjukkan interaksi antara satu
dengan lainnya.
12. 3/2/2017
12
Beberapa persoalan pada mekanika batuan
Dam
Lubang bukaan Tambang bawah
tanah
tunnel
Tambang bawah
tanah
kuari
Aplikasi Mekanika Batuan
BATU SEBAGAI MATERIAL KONSTRUKSI
agregat utk perkerasan jalan
aggregat utk smeen and aspal beton
crushed rock(batu pecah) utk base dan sub base
ballast utk rel kereta api
filter and bedding materials utk dam dan jalur pipa
armour stone utk bangunan pemecah gelombang dan
dam
