ANALISIS PENGARUH VARIASI BEBAN NORMAL TERHADAP PARAMETER KUAT GESER LANGSUNG PADA BATU TUFF DI KECAMATAN PRAMBANAN, KABUPATEN SLEMAN, PROVINSI DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

Abstract

Dalam kegiatan penambangan, khususnya penambangan yang menerapkan sistem tambang terbuka, kemantapan lereng merupakan suatu aspek penting yang perlu diperhatikan berkaitan dengan target produksi dan faktor keamanan. Desain lereng yang baik adalah desain lereng yang dapat mencapai target produksi dan memiliki faktor keamanan yang dapat dipercaya. Untuk memperoleh desain lereng yang baik maka perlu memperhatikan karakteristik massa batuan. Faktor penting dalam karakteristik massa batuan terkait perancangan lereng yakni faktor intrinsik batuan diantaranya kohesi (c) dan sudut gesek dalam ().

Nilai kohesi (c) dan sudut gesek dalam () didapatkan dari hubungan persamaan regresi linier tegangan geser dari berbagai variasi beban normal hasil uji kuat geser langsung. Kekuatan geser batuan pada uji kuat geser langsung dipengaruhi oleh faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik, faktor intrinsik berasal dari batuan tersebut yakni nilai kohesi (c) dan sudut gesek dalam () sedangkan faktor ekstrinsik salah satunya adalah tegangan normal yang diberikan pada uji kuat geser langsung.

Batas pemberian tegangan normal maksimum pada uji kuat geser langsung telah dilakukan pada penelitian terdahulu yakni 12,5% (Saptono, 2012), 20% (Grasseli, 2001), dan 15% (Ladanyi dan Archambault, 1970) dari kuat tekan uniaksial. Oleh karena itu peneliti melakukan penelitian pada uji kuat geser langsung dengan memvariasikan pemberian beban normal sehingga didapatkan batas maksimum tegangan normal yang masih diijinkan pada batu tuff lokasi penelitian serta menentukan pemberian beban normal optimum pada uji geser langsung batu tuff lokasi penelitian dengan menghubungkan kriteria Mohr & Coulomb terhadap kriteria Hoek-Brown.

Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium diketahui bahwa batu tuff hasil penelitian memiliki nilai kuat tekan uniaksial rata-rata conto batu tuff sebesar 4370 kPa, sedangkan untuk uji kuat geser langsung pada beban normal (0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2) kN masing masing didapatkan tegangan geser sebesar (670,59; 931,97; 1335,36; 1474,89; 1460,68; 1547,17) kPa pada kondisi peak dan (353,59; 527,68; 923,24; 1090,44; 1080,43; 1190,99; 1152,98) kPa pada kondisi residu. Untuk nilai intrinsik batu tuff pada uji kuat geser langsung dengan menggunakan variasi beban normal (0,2; 0,4; 0,6) kN, (0,4; 0,6; 0,8) kN, (0,6; 0,8; 1,0) kN dan (0,8; 1,0; 1,2) kN menghasilkan kohesi masing-masing variasi beban normal (315,21; 453,88; 1158,70; 1297,50) kPa dengan sudut gesek dalam (69,40; 64,45; 27,96; 17,41)o pada kondisi peak, sedangkan pada kondisi residu didapatkan nilai kohesi (35,94; 21,79; 700,7; 848,97) kPa dan sudut gesek dalam (66,19; 65,31; 33,53; 23,41)o.

Berdasarkan hasil analisis dari uji kuat geser langsung yang telah dilakukan, terjadi peningkatan tegangan geser yang tidak signifikan ketika beban normal yang diberikan melebihi 0,8 kN. Sedangkan untuk faktor intrinsik batuan terjadi kecenderungan peningkatan yang signifikan pada nilai kohesi batuan dan penurunan yang signifikan pada sudut gesek dalam ketika beban normal yang diberi lebih besar 0,8 kN atau pada pengujian dengan luas permukaan geser conto 15,65 cm2 maka n sebesar 511,18 kPa. Hal ini membuktikan bahwa untuk uji kuat geser langsung pada batu tuff batas pemberian beban normal 0,8 kN atau 511,18 kPa atau ±12,5% dari kuat tekan uniaksial batu tuff lokasi penelitian yakni 4370 kPa, sehingga hasil penelitian Saptono (2012) mengenai pemberian tegangan normal yang masih diijinkan sebesar 12,5% dari kuat tekan uniaksialnya sangat sesuai untuk diterapkan pada pengujian kuat geser langsung pada batuan tuff lokasi penelitian.

Berdasarkan grafik kesesuain antara Mohr & Coulomb dengan Hoek-Brown dan nilai kohesi dan sudut gesek dalam batu tuff lokasi penelitian, maka peneliti merekomendasikan untuk pemberian beban normal optimum pada uji kuat geser langsung pada batu tuff lokasi penelitian yakni (0,4;0,6;0,8) kN.

Kata Kunci : Sistem Tambang Terbuka, Faktor Keamanan, Uji Kuat Geser Langsung, dan Beban Normal.