Uji Cepat Rambat Gelombang Konstanta Elastis Ultrasonik Batuan
SNI 2485:2015 Metode Uji Cepat Rambat Gelombang Dan Konstanta Elastis Ultrasonik Batuan Di Laboratorium
Standar ini adalah revisi dari SNI 03-2485-1991, Benda uji batu, Metode pengujian laboratorium cepat rambat ultrasonik dan konstanta elastis merupakan adopsi identik melalui metode penulisan ulang (rewrite) yang disertai dengan terjemahan dari standar ASTM D 2845-08, Standard test method for laboratory determination of pulse velocities and ultrasonic elastic constant of rock. Untuk tujuan istilah international standar diganti dengan National Standard dan diterjemahkan menjadi standar nasional.
SNI 2485:2015 Uji Cepat Rambat Gelombang Konstanta Elastis Ultrasonik Batuan
| SNI 2485:2015 Metode Uji Cepat Rambat Gelombang Dan Konstanta Elastis Ultrasonik Batuan Di Laboratorium |
|
|---|---|
| No. Urut |
: 52 |
| Bahasa | : Bahasa Indonesia |
| Halaman | : 32 Halaman |
| Format | : Pdf |
| Sumber | : Badan Standarisasi Nasional |
| Nomor | : SNI 2485:2015 |
| Sifat | : GRATIS |
Abstrak
Metode uji cepat rambat gelombang dan konstanta elastis ultrasonik benda uji batuan di laboratorium ini merupakan penyempurnaan SNI 03-2485-1991 dengan melakukan perubahan narasi, format, dan penyempurnaan tabel serta contoh hasil uji.
Maksud metode uji cepat rambat gelombang dan konstanta elastis ultrasonik benda uji batuan ini adalah untuk mengukur waktu guna mendapatkan kecepatan gelombang yang merambat melalui batuan baik gelombang yang arah penjalarannya lurus (longitudinal) maupun gelombang yang arah penjalarannya bersifat sejajar dengan permukaan gelombang.
Tujuan metode uji cepat rambat gelombang dan konstanta elastik ultrasonik benda uji batuan adalah untuk mendapatkan parameter modulus Young (E), modulus geser (G), angka Poisson (μ), modulus volumetrik (K) dan konstanta Lame (λ)
Parameter tersebut dapat digunakan antara lain untuk perencanaan fondasi atau terowongan, batu rip-rap pada lereng bendungan serta rubble mound breakwater
Ruang Lingkup
Metode uji ini menjelaskan peralatan dan prosedur pengukuran di laboratorium untuk kecepatan rambat pada gelombang tekan dan geser dalam batuan (1) dan penentuan konstanta elastis ultrasonik (Catatan 1) dari batuan isotropik atau contoh batuan lain yang agak anisotropik.
Metode uji ini berlaku untuk pengukuran kecepatan gelombang baik pada batuan isotropik maupun anisotropik, meskipun kecepatan yang diperoleh pada batuan anisotropik dalam jumlah yang besar dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti arah, jarak tempuh, dan diameter transduser.
Konstanta elastis ultrasonik dihitung dari pengukuran kecepatan gelombang dan massa jenis. Batasan anisotropi yang diizinkan untuk perhitungan konstanta elastis dan prosedur untuk menentukan tingkat anisotropi telah ditetapkan.
Nilai yang dinyatakan dalam satuan SI harus dianggap sebagai standar. Nilai dalam tanda kurung merupakan konversi matematika untuk satuan inci-pon yang disediakan hanya untuk informasi dan tidak dianggap sebagai standar.
Standar ini tidak dimaksudkan untuk mengatasi masalah keselamatan, jika ada, sehubungan dengan penggunaannya. Pemakai standar ini bertanggung jawab untuk menetapkan cara keselamatan dan kesehatan, dan menentukan batas penerapan aturan sebelum menggunakannya.
Dokumen Acuan
D 653 Terminology Relating to Soil, Rock, and Contained Fluids
D 2216 Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass
D 3740 Practice for Minimum Requirements for Agencies Engaged in Testing and/or Inspection of Soil and Rock as Used in Engineering Design and Construction
D 6026 Practice for Using Significant Digits in Geotechnical Data
E 691 Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine the Precision of a Test Method
Ringkasan Metode Uji
Detail prosedur penting untuk penentuan kecepatan ultrasonik yang diukur dalam jarak dan waktu tempuh gelombang tekan dan geser dalam contoh batuan termasuk syarat peralatan, tipe transduser yang diusulkan, metode persiapan, dan efek dari geometri benda uji dan ukuran butiran. Konstanta elastis dapat dihitung untuk batuan isotropik atau batuan yang agak anisotropik, sedangkan anisotropi dinyatakan dalam variasi kecepatan gelombang dengan arah dalam batuan.
Arti Dan Kegunaan
Keunggulan utama dari pengujian ultrasonik adalah bahwa pengujian tersebut menghasilkan kecepatan gelombang tekan dan gelombang geser, dan nilai ultrasonik untuk konstanta elastis benda uji batuan isotropik homogen yang utuh. Konstanta elastis tidak dihitung untuk batuan dengan anisotropi nyata yang digambarkan oleh prosedur dalam metode uji ini.
Nilai konstanta elastis sering tidak sesuai dengan nilai konstanta yang ditentukan dengan metode laboratorium statis atau metode in-situ. Kecepatan gelombang yang diperoleh, kadang tidak sesuai dengan kecepatan seismik, tapi memberikan perkiraan yang baik. Evaluasi ultrasonik dari sifat batuan berguna untuk prediksi awal sifat statis. Metode uji ini berguna untuk mengevaluasi efek tegangan uniaksial dan kejenuhan air terhadap kecepatan gelombang. Pada akhirnya, sifat tersebut berguna untuk rekayasa desain.
Metode uji yang dijelaskan di sini tidak sesuai untuk mengukur penurunan tegangan gelombang dan walaupun kecepatan getaran dapat digunakan untuk menentukan konstanta elastis material dengan tingkat anisotropi tinggi, prosedur tersebut tidak dibahas disini.
Peralatan
Umum - Setiap komponen elektronik peralatan pengujian (Gambar 1) sebaiknya memiliki impedansi yang cocok satu dengan lainnya dan diberi pelindung untuk memastikan perpindahan energi yang efisien. Untuk mencegah kerusakan pada peralatan, voltase yang dimasukkan tidak boleh melewati batas maksimum yang diizinkan.
Unit pembangkit gelombang - Unit ini harus terdiri dari alat pembangkit gelombang elektronik dan bila diperlukan sebuah amplifier voltase eksternal. Keluaran voltase dalam gelombang berbentuk kotak atau gelombang sinus sudah cukup memadai. Alat pembangkit harus memiliki keluaran voltase dengan nilai maksimum setelah penambahan tegangan sekurang-kurangnya 50 V untuk beban impedansi 50-Ω. Lebar gelombang diharapkan berkisar antara 1µ sampai dengan 10µs.
Nilai pengulangan gelombang dapat ditetapkan pada 60 pengulangan setiap detik atau kurang walaupun dianjurkan untuk menentukan kisaran sebesar 20 pengulangan sampai dengan 100 pengulangan setiap detik. Alat pembangkit gelombang juga harus mempunyai keluaran gelombang pembangkit untuk memicu osiloskop. Akan terjadi penundaan keluaran gelombang utama terkait dengan keluaran gelombang pembangkit dengan kisaran minimum antara 0 µs sampai dengan 20 µs.
Transduser – Transduser harus terdiri dari pemancar yang mengubah gelombang listrik menjadi gelombang mekanik dan penerima yang mengubah gelombang mekanik menjadi gelombang listrik. Kondisi lingkungan seperti suhu sekeliling, kadar air, kelembapan dan tumbukan harus dipertimbangkan dalam pemilihan elemen transduser.
Preamplifier – Voltase preamplifier diperlukan jika keluaran voltase dari transduser penerima relatif rendah atau alat penayang dan pencatat waktu relatif tidak sensitif. Untuk mempertahankan kenaikan waktu yang cepat, respon frekuensi Preamplifier harus menurun tidak lebih dari 2 dB pada rentang frekuensi dari 5 kHz sampai 4 kali frekuensi resonansi penerima. Suara internal dan tambahannya juga harus dipertimbangkan dalam memilih sebuah Preamplifier. Osiloskop dengan keluaran sinyal vertikal dapat digunakan untuk memperkuat sinyal penghitung elektronik.
Alat penayang dan pencatat waktu - Voltase gelombang yang digunakan pada transduser pengirim dan keluaran voltase dari transduser penerima akan ditampilkan pada osiloskop sinar katoda untuk pengamatan visual bentuk gelombang. Osiloskop harus memiliki respon datar antara frekuensi 5 kHz dan 4 kali frekuensi resonansi dari transduser.
Prosedur
Penentuan jarak rambatan dan densitas - Tandai posisi transduser pada benda uji sehingga garis yang menghubungkan pusat bidang kontak transduser tidak miring lebih dari 2° (sekitar 0,1 in. dalam 3 in (1 mm dalam 30 mm)) terhadap garis tegak lurus pada salah satu permukaan. Kemudian ukur jarak rambatan gelombang dari pusat ke pusat bidang kontak transduser dengan toleransi 0,1%.
Kondisi kadar air - Kondisi kadar air dari sampel harus dicatat dan dilaporkan sebagaimana dijelaskan dalam 10.1.3.
Naikkan keluaran voltase yang dihasilkan oleh pembangkit gelombang, hasil amplifier sensitivitas osiloskop dan penghitung sampai tingkat optimal, sehingga gelombang awal yang tinggi memungkinkan pengukuran waktu yang lebih akurat. Tingkat optimum berada sedikit dibawah kebisingan elektro magnetik yang besarannya tidak bisa ditoleransi atau dapat memicu alat hitung berada pada sensitivitas pemicu terendah.
Osiloskop digunakan dengan sirkuit waktu tunda untuk menampilkan baik gelombang langsung dan rambatan gelombang pertama, dan untuk mengukur waktu rambat. Biasanya, yang ditampilkan pada oskiloskop terdiri dari transisi lengkung jejak horizontal voltase nol diikuti oleh suatu jejak curam yang lebih kurang linier. Pilihkan waktu tunda pertama secara konsisten untuk pengukuran pengujian dan penentuan waktu nol. Lakukan pemilihan pada awal daerah transisi lengkung atau pada garis potong voltase nol pada garis lurus rambatan pertama.
Penghitungan dimulai karena dengan memicu gelombang langsung pada alat pengirim yang dipicu untuk berhenti apabila rambatan gelombang pertama mencapai alat penerima. Karena diperlukan perubahan tegangan listrik untuk memicu penghitungan, maka hal ini tidak dapat mendeteksi secara akurat penundaan pertama gelombang.
Tentukan waktu nol pada sirkuit termasuk transduser dan alat pengukur waktu rambatan dan tambahkan koreksi waktu rambatan yang terukur. Faktor ini tetap konstan untuk batuan dengan tingkat tegangan tertentu jika karakteristik sirkuit tidak berubah. Tentukan waktu nol yang sesuai untuk mendeteksi setiap perubahan.
Karena rambatan pertama terjadi pada gelombang tekan, maka pendeteksian relatif mudah dilakukan. Akan tetapi, rambatan gelombang geser mungkin dikaburkan oleh getaran yang disebabkan oleh bunyi dering transduser dan pantulan gelombang tekan. Amplitudo gelombang geser yang relatif terhadap gelombang tekan dapat ditingkatkan dan waktu rambatannya dapat ditentukan lebih akurat dengan ketebalan elemen tranduser geser.
Untuk benda uji yang mengalami tegangan uniaksial, rambatan pertama gelombang tekan biasanya diketahui dengan baik. Namun, penentuan yang tepat terhadap rambatan pertama gelombang geser benda uji di bawah tekanan menjadi rumit karena moda konversi pada bidang kontak kedua sisi permukaan pelat dan pada batas bebas benda uji
Konstanta elastik ultrasonik – Batuan harus isotropik atau sedikit anisotropik jika akan menghitung konstanta elastik ultrasonik (Section 9). Untuk memperkirakan tingkat anisotropi batuan, ukur kecepatan gelombang tekan dalam tiga arah ortogonal, dan pada arah keempat yang berorientasi pada 45° salah satu dari tiga arah terdahulu jika diperlukan sebagai pembanding. Buat pengukuran ini dengan geometri yang sama, yaitu, antara semua permukaan datar yang parallel atau melingkar diameter
Laporan
Laporan harus mencakup hal-hal berikut :
a. Identifikasi benda uji termasuk tipe batuan dan lokasi
b. Densitas benda uji
c. Indikasi umum kondisi kadar air sampel pada saat pengujian seperti pada saat diterima, jenuh, kering suhu laboratorium dan kering oven. Disarankan jika memungkinkan untuk menghitung kondisi kadar air lebih teliti dan melaporkannya sebagai kandungan air atau derajat kejenuhan.
d. Derajat anisotropi dinyatakan sebagai persentase deviasi maksimum kecepatan gelombang tekan kecepatan rata-rata yang ditentukan dari pengukuran tiga arah.
e. Tingkat tegangan benda uji
f. Perhitungan kecepatan gelombang untuk gelombang tekan dan gelombang geser dengan arah pengukurannya.
g. Perhitungan konstanta elastik ultrasonik (jika diinginkan dan jika derajat anisotropi tidak lebih besar dari batas yang ditentukan)
h. Media penghubung antara tranduser dan benda uji.
i. Data lain seperti sifat fisik, komposisi, petrografi, jika ditentukan.
j. Untuk membandingkan nilai hasil perhitungan atau hasil pengukuran dalam batas tertentu, nilai hasil perhitungan atau pengukuran sebaiknya dibulatkan ke desimal terdekat yang tertuang dalam batas spesifikasi sesuai dengan ketentuan ASTM D 6026
Download SNI 2485:2015 Metode Uji Cepat Rambat Gelombang Dan Konstanta Elastis Ultrasonik Batuan Di Laboratorium
| Password winrar : www.sipilgo.com |
Apabila sobat Sipilgo ingin mengikuti atau berlangganan artikel dari kami silahkan mengunjungi di :
| Telegram | Youtube |
Post a Comment for "Uji Cepat Rambat Gelombang Konstanta Elastis Ultrasonik Batuan"