Pendahuluan
Dalam dunia geoteknik, pemahaman terhadap sifat mekanik batuan sangat penting untuk memastikan kestabilan struktur seperti lereng, fondasi, terowongan, dan bendungan. Salah satu parameter mekanik paling mendasar adalah Uniaxial Compressive Strength (UCS) atau kekuatan tekan uniaxial, yang menggambarkan seberapa besar tegangan tekan maksimum yang dapat ditahan batuan sebelum mengalami keruntuhan.
Apa itu Uniaxial Compressive Strength (UCS)?
Uniaxial Compressive Strength (UCS) adalah nilai maksimum tegangan tekan yang bisa ditahan oleh sampel batuan ketika dibebani hanya dari satu arah, tanpa tekanan lateral. Nilai UCS dihitung berdasarkan gaya maksimum saat keruntuhan dibagi dengan luas penampang melintang dari sampel.
Rumus sederhana:
UCS = Pₘₐₓ / A
(Pₘₐₓ = gaya maksimum, A = luas penampang)
Satuan umum: MPa (megapascal)
Baca juga artikel terkait : Peran Uji Triaxial Cyclic dalam Analisis Kekuatan Dinamik Tanah
Prosedur Pengujian UCS
Persiapan Sampel:
Sampel batuan dibuat berbentuk silinder (diameter 38–50 mm) dengan rasio panjang terhadap diameter (L/D) sekitar 2:1. Ujung sampel diratakan.Pengujian:
Sampel ditempatkan di alat uji tekan. Beban diberikan secara perlahan hingga sampel mengalami keruntuhan. Tegangan maksimum dicatat sebagai nilai UCS.Pengamatan Tambahan:
Mode keruntuhan (axial, konjugat, melintang)
Deformasi vertikal (menggunakan LVDT bila tersedia)
Faktor yang Mempengaruhi Nilai UCS
Jenis batuan (granit, basalt, batupasir, batulempung, dll.)
Kadar air atau kelembaban
Porositas dan densitas batuan
Struktur diskontinu (retakan, foliasi)
Arah pembebanan terhadap struktur batuan
Rentang Nilai UCS Berdasarkan Jenis Batuan
| Jenis Batuan | Rentang UCS (MPa) |
|---|---|
| Batulempung Lunak | 1–5 |
| Batupasir | 10–100 |
| Batugamping | 30–250 |
| Granit | 100–250+ |
| Basalt | 150–400 |
Aplikasi UCS dalam Geoteknik
Desain Terowongan & Tambang: Menentukan kebutuhan sistem penyangga.
Analisis Lereng Batuan: Menilai potensi keruntuhan lereng.
Fondasi pada Batuan: Menentukan daya dukung batuan.
Klasifikasi Massa Batuan: Sebagai input pada sistem RMR dan Q-system.
Analisis Numerik: Parameter input pada simulasi FEM/DEM.
Alternatif Saat UCS Tidak Bisa Diuji Langsung
Jika sampel batuan intak sulit diperoleh (misalnya terlalu lapuk atau retak), metode alternatif meliputi:
Point Load Test (PLT) dengan konversi empiris ke UCS
Korelasi UCS dengan porositas, kecepatan gelombang ultrasonik, atau Schmidt Hammer
Kesimpulan
UCS adalah salah satu parameter paling penting dalam desain geoteknik berbasis batuan. Meskipun metode pengujiannya sederhana, hasilnya memiliki pengaruh besar terhadap keselamatan dan efisiensi proyek. Oleh karena itu, pemahaman terhadap nilai UCS dan faktor-faktor yang memengaruhinya menjadi sangat penting bagi insinyur geoteknik.