BAB II

SIFAT FISIK BATUAN

2.1 Tujuan

Untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari batuan. Cara ini dapat digunakan

terhadap batuan yang tidak mudah hancur, mengambang, dan melekat satu dengan

yang lainnya, serta yang tidak meresap air bila dipanaskan.

2.2 Teori Dasar

Mekanika tanah adalah salah cabang disiplin ilmu geomekanika yang

mempelajari sifat-sifat mekanik tanah. Tanah merupakan hasil pelapukan dari

batuan. Jika suatu batuan berasal dari material yang tak terkonsolidasi, seharusnya

mengikuti aturan mekanika tanah. Pola perilaku tanah dan batuan dipengaruhi oleh

kehadiran air dan udara; terutama air. Klasifikasi teknis yang umum untuk tanah

berbutir halus melibatkan grafik plastisitas dimana batas likuid diplot berlawanan

terhadap indeks plastisitas.

Dengan diketahui genesis tanah, maka kekuatannya ataupun

kelemahannyamakin mudah dipelajari, makin mudah pula diketahui daerah

penyebarannya untuk setiapjenis tanah karena terkait dengan penyebaran batuan

induknya, topografinya, iklimsekitarnya, organisme yang tumbuh/hidup di dalamnya

dan sebagainya, sehingga jelasdapat diketahui penyebaran wilayah tempat

berlangsungnya proses pembentukan tiapjenis tanah yang bersangkutan (perhatikan

pelapukan di daerah basah dan kering).

Jadi Ilmu yang diterapkan dalam geomekanika ini ialah lebih ditekankan pada

kemampuan analisis maupun praktis untuk tujuan penelitian maupun aplikasi praktis

pada proyek-proyek konstruksi bawah tanah (pengumpulan data/test lapangan dan

laboratorium, pemodelan/simulasi, design).

2.2.1 Sifat-sifat Batuan

Batuan digolongkan menjadi tiga bagian besar, yaitu batuan beku, batuan

sedimen, dan batuan metamorf. Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari

hasil penyejukan magma yang panas dan cair. Batuan sedimen merupakan batuan

yang paling banyak tersingkap di permukaan bumi, batuan sedimen adalah batuan

yang terbentuk karena proses diagenesis dari material batuan lain yang sudah

mengalami sedimentasi. Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk dari batuan

sebelum yang mengalami proses perubahan tekanan dan suhu yang tinggi.

Sifat-sifat batuan dibagi menjadi beberapa bagian yaitu diantaranya adalah :

Heterogen

Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda

Ukuran dan bentuk partikel atau butir berbeda di dalam batuan

Ukuran bentuk dan penyebaran void berbeda di dalam batuan

Discontinu

Massa batuan di alam tidak kontinu (diskontinu) karena adanya bidang-

bidang lemah (crack, joint, fault,  fissure) di mana kekerapan, perluasan 

dan  orientasi dari bidang-bidang lemah tersebut tidak kontinu.

Anisotrop

Karena sifat batuan yang heterogen, diskontinu, anisotrope maka untuk

dapat menghitung secara matematis misalnya sebuah lubang

bukaanyang  disekitarnya terdiri dari batuan B1, B2, B3, diasumsikan

batuanekivalenB’ sebagai pengganti batuan B1, B2, B3 yang mempunyai

sifat homogen, kontinu dan isotrop.

Terdapat beberapa jenis kekuatan batuan, yaitu :

1. Kuat kompresif tak tertekan (uniaksial) yang diuji dengan suatu silinder atau

prisma terhadap titik pecahnya

2. Kuat tarik (tensile strength) ditentukan dengan uji Brazilian dimana suatu

piringan ditekan sepanjang diameter atau dengan uji langsung yang meliputi

tarikan sebenarnya atau bengkokan dari prisma batuan.

3. Kuat geser (shear strength) yang diuji secara langsung dalam suatu “shear

box” atau diukur sebagai komponen pecahan kompresi.

2.2.2 Ruang Lingkup Mekanika Batuan

Problem mekanika batuan dapat disebabkan oleh aktivitas manusia dan

gejala alamiah.Persoalan rekayasa yang umumnya berkaitan dengan peran

mekanika batuan mulai dari tahap para-rancangan hingga tahap operasional.Bidang-

bidang rekayasa dimana disiplin mekanika batuan berperan penting ialah:

Rekayasa pertambangan: penentuan metode penggalian (rock cutting),

pemboran dan peledakan batuan, stabilitas lereng batuan, stabilitas

timbunan overburden, stabilitas terowongan dan lombong (stoping)

Indrustri minyak bumi: pemboran (oil drilling), rock fracturing.

Rekayasa sipil: pondasi jembatan dan gedung bertingkat, undergroung

powerhouse, undergroung stroage,tunnel dangkal dan dalam, longsoran

lereng batu, pelabuhan, airport, bendung, dsd.

Lingkungan hidup: rock fracturing kaitannya dengan migrasi polutan akibat

limbah industri.

2.3 Pengujian Densitas, Porositas, Berat Jenis, Kadar Air, dan Derajat

Kejenuhan

Untuk menentukan sifat fisik batuan, diperlukan perconto batuan untuk

dilakukan pengujian, pembuatannya dijelaskan sebagai beriku :

a. Di Laboratorium

Pembuatan percontoh dilaboratorium dilakukan dari blok batu yang diambil

dari lapangan yang dibor dengan penginti laboratorium. Percontoh yang

didapat berbentuk silinder dengan diameter pada umumnya antara 50-70 mm

dan tingginya dua kali diameter tersebut. Ukuran percontoh dapat lebih besar

dari ukuran yang disebut diatas tergantung dari maksud pengujian.

b. Di Lapangan

Dari hasil pemboran inti (core drilling) langsung kedalaman batuan yang akan

diselidiki dilapangan didapat inti yang berbentuk silinder. Inti tersebut

langsung dapat digunakan untuk pengujian dilaboratorium dengan syarat

tinggi percontoh minimal dua kali diameternya. Setiap percontoh yang

diperoleh kemudian diukur diameter dan tingginya, dihitung luas permukaan

dan volumenya.

2.4 Alat dan Bahan

a. Desikator yang digunakan untuk menyedot udara yang ada pada pori-pori

specimen.

b. Pemanas (oven) dengan temperature 1500C – 1100C, digunakan untuk

memanaskan specimen selama kurang lebih 24 jam.

c. Jangka sorong, untuk mengukur diameter dan panjang specimen.

d. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gr.

e. Pompa vacuum, untuk menjenuhkan specimen.

f. Stop watch.

2.5 Prosedur

a. Siapkan ± 6-7 specimen yang berbentuk silinder.

b. Volume batuan di ukur dengan menentukan dimensinya menggunakan

jangka sorong.

c. Specimen dijenuhkan dalam tabung vacuum dengan daya isap kurang dari

0,008 kgf/cm2 selama 24 jam.

d. Batuan diangkat dari tempat pemvacuman setelah penjenuhan selama 24

jam.

e. Batuan dicuci untuk menghilangkan kotoran yang menempel pada batuan

tersebut dan dikeringka dengan kain lab bersih dan kering.

f. Kemudian dilakukan penimbangan untuk mengetahui berat jenuh tergantung

pada tiap-tiap batuan.

g. Dilakukan penimbangan berat jenuh pada tiap-tiap batuan.

h. Selanjutnya batuan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 1050C – 110oC

selama kurang lebih 24 jam.

i. Setelah di oven kurang lebih 24 jam batuan diangkat dari oven untuk

melakukan penimbangan berat kering, dilakukan setelah batuan itu di

dinginkan terlebih dahulu.

DAFTARPUSTAKA

Affan, “Sifat Fisik Batuan”,2014, http://afanmining10.blogspot.com/2014/03/sifat-

fisik-batuan.html di akses pada tanggal 06 maret 2015

Dasuhas Miner, “Sifat Fisik Batuan”, https://dasuha.wordpress.com/tag/sifat-fisik-

batuan/ di akses pada tanggal 06 maret 2015