STUDI KETIDAKHOMOGENAN DENGAN TOMOGRAFI ULTRASONIK PADA BLOK BETON TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh : HERMAN NIM : 22113016 ( Geomekanika ) PROGRAM MAGISTER REKAYASA PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2016 STUDI KETIDAKHOMOGENAN DENGAN TOMOGRAFI ULTRASONIK PADA BLOK BETON Oleh HERMAN NIM : 22113016 ( Program Studi Rekayasa Pertambangan ) Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Tanggal Maret 2016 Pembimbing 1 Pembimbing 2 Dr. Eng. Nuhindro Priagung Widodo, M.T Prof. Dr. Irwandy Arif, M.Sc. i ABSTRAK STUDI KETIDAKHOMOGENAN DENGAN TOMOGRAFI ULTRASONIK PADA BLOK BETON Tomografi adalah sebuah teknik penggabungan perpotongan berbagai data hasil pengukuran dan dalam penelitian ini gelombang ultrasonik digunakan sebagai sumber energinya, dapat disebut sebagai tomografi ultrasonik. Algoritma tomografi komputasi yang digunakan ada dua, yaitu teknik rekonstruksi aljabar ART (Algebraic Reconstruction Technique) dan SIRT (Simultaneous Iterative Reconstruction Technique). Tujuan penelitian ini adalah mempelajari kedua teknik tomografi dan kemudian membandingkannya pada blok, diantaranya blok beton, blok gypsum, dan blok batugamping. Selain itu blok untuk uji biaksial juga dibuat, dimana pengujian gelombang ultrasonik dilakukan pada saat pembebanan biaksial, pengukuran sendiri dilakukan searah dengan lubang bukaan. Pembebanan sendiri dilakukan pada dua kondisi, yakni kondisi pembebanan pertama tegangan pada arah vertikal sebesar 8.5 MPa dan tegangan pada arah horizontal 2.5 MPa, sedangkan untuk kondisi kedua tegangan hidrostatis 10 MPa diberikan. Gelombang yang ditimbulkan dan direkam dengan bantuan PUNDIT (Portable Unit non-destructive Digital Indicating Tester) yang bekerja pada frekuensi 82 kHz, gelombang longitudinal. Hasil penelitian menunjukkan algoritma rekonstruksi SIRT memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan ART. Dimana pada rekonstruksi SIRT warna kontur sebaran kecepatan gelombang ultrasonik yang dihasilkan lebih konsisten, selain algoritma ART dan SIRT, jaringan syaraf tiruan (JST) juga digunakan sebagai analisis pendamping. Dari percobaan JST dapat menirukan pola data yang diberikan yang ditunjukkan pada gambar dan korelasi antara hasil rekonstruksi dan hasil pembelajaran dengan JST. Pada pengujian biaksial dicari hubungan antara nilai faktor kekuatan dan kecepatan gelombang, pada kondisi pembebanan pertama gelombang ultrasonik yang diperoleh tidak dapat mendiferensiasi nilai kuat Tarik dan kuat tekan yang ditunjukkan dengan koefisien determinasi atau hubungan antara dua variabel yang lemah sebesar 0,32, sedangkan pada kondisi pembebanan kedua diperoleh koofisien determinasi yang lebih baik 0,76, dimana peningkatan nilai faktor kekuatan diiringi dengan meningkatnya nilai kecepatan gelombang ultrasonik. Kata kunci: Gelombang ultrasonik, uji tak merusak, tomografi ultrasonik, teknik rekonstruksi aljabar. ii ABSTRACT STUDY OF INHOMOGENEOUS WITH ULTRASONIC TOMOGRAPHY WITH CONCRETE BLOCK Tomography is a technique of combination of cross sectional imaging from various measurement data, and in this study ultrasonic are used as the source, can be referred as ultrasonic tomography. Tomography computing algorithms that use in this research is ART (Algebraic Reconstruction Technique) and SIRT (Simultaneous Iterative Reconstruction Technique) The objective of this research is to study both algorithm and compare them to the several blocks, concrete block, gypsum block, and limestone block. The block for biaxial test was also made, where the testing of ultrasonic wave while biaxial load, the measurement itself is done in the same direction line with the tunnel opening. Imposition itself is done on two conditions, where the first condition the vertical stress of 8.5 MPa, and the horizontal stress 2.5 MPa, whereas for second condition the hydrostatic stress of 10 MPa is given. The waves were generated and recorded with PUNDIT (Portable Unit non-destructive Digital Indicating Tester) that work with longitudinal stress 82 kHz frequency. The results showed reconstruction with SIRT show better results compared to ART, as shown by the wave velocity distribution in the contour color, where SIRT provide a more consistent color. One of the alternatives that can be used to evaluate the conditions in the rock are artificial neural networks (ANN), from experiments ANN can reproduce similar pattern of the data provided. Biaxial test was also conducted, physical testing and numerical, of the physical testing, ultrasonic wave velocity measurements performed to obtain the velocity distribution in biaxial loading conditions of the sample, while the numeric testing done based on the physical test and obtained the strength factor. The correlation between the speed of the wave and the strength factor is obtained, for the first condition the ultrasonic wave can not differentiating the value of tensile strength and compressive strength with coefficient of determination 3.2, whereas the second condition is obtained a stronger connection than the first condition with correlation coefficient 0.76, where an increase the value of strength factor is accompanied by increase the value of ultrasonic velocity. Keyword: Ultrasonic Wave, NDT, Ultrasonic Tomography, Algebraic Reconstruction Technique.