IV-1 BAB IV DATA DAN PENGOLAHAN DATA 4.1. Klasifikasi Massa Batuan Nilai Rock Mass Rating (RMR) yang didapatkan dari tim Geoteknik PT. CSD disekitar massa titik-titik pantau DCKN 1 – 25 dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 4.1 Nilai RMR massa batuan pada titik-titik pantau di sekitar daerah yang diamati No Titik Pantau RMR No Titik Pantau RMR 1 DCKN O1 43 14 DCKN O14 38 2 DCKN O2 30 15 DCKN O15 30 3 DCKN O3 30 16 DCKN O16 43 4 DCKN O4 43 17 DCKN O17 35 5 DCKN O5 43 18 DCKN O18 39 6 DCKN O6 45 19 DCKN O19 38 7 DCKN O7 44 20 DCKN O20 41 8 DCKN O8 50 21 DCKN O21 45 9 DCKN O9 55 22 DCKN O22 43 10 DCKN O10 46 23 DCKN O23 43 11 DCKN O11 44 24 DCKN O24 46 12 DCKN O12 41 25 DCKN O25 37 13 DCKN O13 38 RMR massa batuan di sekitar decline Cikoneng berkisar dari 30 hingga 55. Dengan kata lain, massa batuan berada dalam kelas III, atau fair rock, dan kelas IV, atau poor rock. 4.2. Sifat Fisik dan Mekanik Massa Batuan Untuk keperluan analisis plastic zone dalam pemodelan numerik, dibutuhkan data sifat-sifat fisik dan mekanik massa batuan di sekitar decline Cikoneng. Data- data didapatkan dari beberapa sumber dan dapat dilihat pada Tabel 4.2. Kriteria IV-2 runtuh Generalized Hoek-Brown digunakan pada materal bijih, polymictic breccia, andesitic breccia, dan andesite, sedangkan kriteria runtuh Mohr-Coulomb digunakan pada material breccia chlorite dan tanah. 4.3. Karakteristik Penyangga Selain data sifat fisik dan mekanik massa batuan, diperlukan juga karakteristik penyangga dalam pemodelan numerik untuk memodelkan penyanggaan terowongan. Data-data didapatkan dari beberapa sumber dan dapat dilihat pada Tabel 4.3. Karakteristik penyangga pada tabel 4.3 digunakan untuk memodelkan penyanggaan yang saat ini telah dipasang di terowongan decline Cikoneng. Tabel 4.2 Sifat fisik dan mekanik batuan di sekitar decline Cikoneng Jenis Batuan Unit Weight Modulus Young Poisson Ratio Intact Comp. Strength mb s Sudut Gesek Dalam Kohesi (MN/m3) (MPa) (MPa) (°) (MPa) Bijih *) 0.0231 10703 0.06 61.32 1.03 0.0006 Polymictic Breccia **) 0.0271 985.6 0.14 51.07 0.374 4.54E-05 Andesitic Breccia **) 0.027 1100 0.25 75 0.89185 8.84E-05 Andesite **) 0.027 1257 0.25 75 0.554 0.0001 Breccia Chlorite *) 0.0228 5392 0.11 28.3 1.142 Tanah ***) 0.027 500 0.3 4.5 0.033 *) Penelitian tugas akhir Winarno, P.P.A. (2015) **) Penelitian rhesis Hakim, R.N. (2014). Estimasi Hoek & Brown Criteria (1984) berdasarkan data litologi batuan dan RMR PT. CSD (2008) dengan nilai RMR = 41 dan faktor kerusakan (D) = 0.8 untuk Andesite; RMR =35 dan D = 0.5 untuk Andesitic Breccia Widodo, N.P. (2008); RMR = 39 dan D = 0.8 untuk Polymictic Breccia ***) Natural Slope Probles Related to Roads in Java, Indonesia. Heath, W. dan Saroso, B.S. 4.4. Strain Terowongan Decline Cikoneng Untuk keperluan analisis balik, diperlukan sebuah data lapangan yang bisa digunakan untuk kalibrasi hasil pemodelan numerik. Dalam hal ini, digunakan data hasil pengukuran pergerakan massa batuan menggunakan alat convergencemeter yang didapatkan langsung dari PT. CSD. Data yang didapat dari pengukuran menggunakan convergencemeter adalah lebar terowongan tiap harinya. Data lebar terowongan yang didapat adalah hasil pengukuran mulai dari tanggal 1 Januari 2015 IV-3 hingga 21 Juni 2015. Lebar terowongan pada hari ke-n (D n) dan lebar awal terowongan (D 0) dapat memberikan nilai strain ε dengan menggunakan persamaan: �= & 4−& � & 4 (4.1) Tabel 4.3 Karakteristik penyangga yang digunakan dalam pemodelan numerik decline Cikoneng Jenis Penyangga Bolt Shotcrete*),***) Reinforcement Beam**) Thickness (m) - 0,2 - Spacing (m) 1 - 1 Out-of-plane Spacing (m) 1 - - Young’s Modulus (Mpa) 200000 7780.3 200000 Poisson Ratio - 0,25 0,265 Compressive Strength (Mpa) - 28,5 400 Tensile Strength (MPa) - 2,85 400 Section Depth (m) - - 0,25 Area (m 2 ) - - 0,009143 Moment of Inertia (m 4 ) - - 1,07e-004 Length (m) 2,4 - - Diameter (mm) 25 - - Tensile Capacity (MN) 0,1 - - Residual Tensile Capacity (MN) 0,05 - - *) Penelitian tugas akhir Winarno, P.P.A. (2015) **) http://www.nssmc.com/en/product/stainless/sushshaped_steel_size.html ***) Numerical Analysis of Shotcrete Reinforcement. Perman, F. dan Sjoberg, J. ****) SNI 03-1729-2002. Tata cara perencanaan struktur bangunan gedung *****) Perman, F. & Sjojberg, J. Numerical analysis of shotcrete reinforcement Gambar 4.1 menunjukkan strain pada titik pantau DCKN 14 sebesar 0,999%. Titik pantau ini digunakan dalam analisis karena tepat berada pada garis penampang 5100 N yang akan dimodelkan dalam program finite element. Pernah terjadinya pergerakan dinding terowongan yang besar mengindikasikan telah terbentuknya zona plastis pada massa batuan di sekitar terowongan. Maka data strain yang didapat menggunakan data pengukuran convergencemeter adalah data IV-4 yang dicocokkan dalam analisis balik menggunakan program numerik untuk menentukan nilai karakteristik massa batuan yang berada di dalam zona plastis. Gambar 4.1 Strain yang terjadi pada massa batuan di titik pantau DCKN 14 pada decline Cikoneng 4.5. Perkiraan Squeezing Batuan Hoek dan Marinos (2000) melakukan prediksi squeezing massa batuan di sekitar bukaan bawah dengan melihat strain yang terjadi pada batas terowongan (persamaan 3.16). Dengan cara yang sama dilakukan analisis potensi squeezing yang terjadi pada massa batuan di sekitar decline Cikoneng. Gambar 4.2 menunjukkan strain untuk decline Cikoneng, dalam kondisi dengan penyangga rock bolts dan shotcrete yang telah terpasang, mengalami squeezing adalah 0.139% untuk atap, 0.038% untuk dinding,dan 0.041% untuk titik pada 45° dari dinding ke arah atap. 0,999% 0,000% 0,200% 0,400% 0,600% 0,800% 1,000% 1,200% 0 50 100 150 Strain (%) Day Strain DCKN 14 IV-5 depth 80 m D 5.39 m density 0.0271 MN/m3 s 1 m mi 19 sigci 51.36 MPa rockbolt constant 0.354 GSI 34 pi 0.354 Mpa sigcm 4.91751 MPa shotcrete constant 10.6 k 1.2 pi 2.069 MPa sigv 2.168 MPa sigh 2.6016 MPa total pi 2.423 MPa sig 45 ° 2.579085 MPa atap 0.001387 0.139% dinding 0.000381 0.038% 45° dari dinding 0.00041 0.041% Gambar 4.2 Spreadsheet perhitungan kriteria strain decline Cikoneng untuk mengalami squeezing 4.6. Pemodelan Numerik Menggunakan Metode Finite Element Pemodelan numerik decline Cikoneng dilakukan menggunakan program Phase2. Tahap pertama pemodelan yang dilakukan adalah tahap untuk menentukan plastic zone 1 yang pada kenyataannya ditandai dengan pernah terjadinya deformasi besar pada dinding terowongan decline Cikoneng di masa lalu. Upaya penanganan telah dilakukan dengan cara membentuk kembali terowongan sehingga memiliki bentuk dan lebar seperti semula. Dengan pergerakan yang masih tetap terjadi hingga yang saat ini terpantau, maka dilakukan tahap kedua untuk untuk memodelkan kondisi terowongan pada saat ini. Pada tahap ini, analisis balik dilakukan dengan mempertimbangkan penurunan kekuatan massa batuan di dearah plastic zone 1. Tahap ketiga dilakukan saat hasil pemodelan numerik pada tahap kedua sama dengan hasil pemantauan lapangan.