RPS Mekanika Batuan [PDF]

Citation preview

UNIVERSITAS HASANUDDIN



Kode Dokumen



FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI S1 TEKNIK PERTAMBANGAN RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER MATA KULIAH (MK) Mekanika Batuan



KODE 303D6213



OTORISASI



Pengembang RPS



Rumpun MK Geomekanika



BOBOT (sks) T=3 P=1



Koordinator RMK Dr.Eng. Purwanto, S.T., M.T.



SEMESTER 5



Tgl Penyusunan 17 November 2019



Ketua PRODI Dr.Eng. Purwanto, S.T., M.T.



Nirmana Fiqra Qaidahiyani Capaian Pembelajaran (CP)



CPL-PRODI yang dibebankan pada MK To be able to apply principles of knowledge and technology in developing technical design of mining. (LO-5) To be able to integrate principles of physics and mathematics in reviewing mining geomechanics. (LO-8) Capaian Pembelajaran Mata Kuliah (CPMK) CPMK-1 Mahasiswa mampu menentukan tegangan normal dan tegangan geser serta memperoleh nilai sifat fisik batuan secara sistematis. (LO-8) CPMK-2 Mahasiswa mampu menentukan nilai sifat mekanis batuan dan melakukan klasifikasi massa batuan secara sistematis. (LO-5) Sub-Capaian Pembelajaran Mata Kuliah (Sub-CPMK) 1 Mahasiswa mampu menafsirkan mekanika batuan dan menjelaskan bidang aplikasi mekanika batuan dengan benar. (CPMK-1) 2 Mahasiswa mampu menguraikan konsep tegangan dan regangan serta mampu mengasosiasikan hubungan tegangan dan regangan pada batuan dengan benar. (CPMK-1) 3 Mahasiswa mampu menentukan tegangan normal dan tegangan geser pada suatu bidang dua dimensi secara tepat dan sistematis. (CPMK-1) 4 Mahasiswa mampu mengidentifikasi sifat fisik dan mekanis batuan dengan benar. (CPMK-1) 5 Mahasiswa mampu melaksanakan uji sifat fisik di laboratorium dengan benar dan menentukan nilai parameter sifat fisik batuan secara tepat. (CPMK-1) 6 Mahasiswa mampu melaksanakan uji UCS di laboratorium dengan benar dan menentukan nilai parameter sifat mekanis batuan berdasarkan hasil uji UCS secara tepat. (CPMK-2) 7 Mahasiswa mampu melaksanakan uji kuat tarik tak langsung (Brazilian) di laboratorium dengan benar dan menentukan nilai kuat tarik batuan berdasarkan hasil uji Brazilian secara tepat. (CPMK-2) 8 Mahasiswa mampu melaksanakan uji geser langsung di laboratorium dengan benar dan menampilkan persamaan kuat geser batuan Mohr-Coulomb secara tepat berdasarkan hasil uji geser langsung. (CPMK-2)



9



Deskripsi Singkat MK Bahan Kajian / Materi Pembelajaran



Pustaka



Dosen Pengampu



Matakuliah Syarat Syarat Mata Kuliah



Mahasiswa mampu menentukan nilai kohesi dan sudut gesek dalam batuan serta menampilkan persamaan selubung keruntuhan MohrCoulomb secara tepat berdasarkan hasil uji triksial di laboratorium. (CPMK-2) 10 Mahasiswa mampu menentukan nilai tegangan in situ secara teoretis dengan tepat. (CPMK-2) 11 Mahasiswa mampu menentukan kelas suatu massa batuan secara benar dan sistematis. (CPMK-2) Mekanika Batuan adalah mata kuliah yang memuat konsep dasar mekanika batuan, sifat fisik dan mekanis batuan, serta tegangan in situ dan klasifikasi massa batuan. 1. Definisi Mekanika Batuan 2. Analisis Tegangan 3. Analisis Regangan 4. Hubungan Tegangan dan Regangan 5. Tegangan dalam Dua Dimensi 6. Lingkaran Mohr 7. Sifat Fisik Batuan 8. Sifat Mekanis Batuan 8.1 Uji Kuat Tekan Uniaksial (UCS) 8.2 Uji Kuat Tarik Tak Langsung (Brazilian) 8.3 Uji Geser Langsung 8.4 Uji Triaksial 9. Tegangan In Situ 10. Klasifikasi Massa Batuan Utama : 1. Rai, M.A. Kramadibrata, S. dan Watimena, R.K. 2011. Mekanika Batuan. Institut Teknologi Bandung, Bandung. Pendukung : 2. Goodman, R.E. 1989. Introduction to Rock Mechanics. 3. Jaeger, J.C. Cook, N. G.W. Zimmerman, R. W. 2007. Fundamentals of Rock Mechanics. 4. Hoek, E. 2006. Practical Rock Engineering. 5. Ulusay, R. 2014. The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007-2014. ISRM: Springer. 6. Bieniawski, Z. T. 1989. Engineering Rock Mass Classifications. 7. NGI. 2015. Using The Q-System. Dr.Eng. Purwanto, S.T., M.T. Ir. Djamaluddin, M.T. Nirmana Fiqra Qaidahiyani, S.T., M.T. Mekanika Teknik Geoteknik Tambang



2



Sub-CPMK Pekan (Kemampuan akhir tiap Ketahapan belajar)



Penilaian Indikator



(1) 1



2-3



(2) Mahasiswa mampu menafsirkan mekanika batuan dan menjelaskan bidang aplikasi mekanika batuan dengan benar.



Mahasiswa mampu



(3) Definisi mekanika batuan dari berbagai sumber dan penarikan kesimpulan sendiri, serta penjelasan bidang pekerjaan yang membutuhkan asesmen mekanika batuan



Penjabaran konsep



Kriteria & Bentuk (4) Bentuk: Tugas Mencari definisi mekanika batuan melalui beberapa referensi dari berbagai buku dan jurnal serta bidangbidang aplikasinya. Rubrik: 1. Definisi mekanika batuan berdasarkan ISRM dan pendapat dari minimal 2 (dua) ahli serta penarikan kesimpulan sendiri. 2. Bidang-bidang pekerjaan sebanyak minimal 6 (enam) bidang yang membutuhkan asesmen mekanika batuan. Bentuk: Tugas



Bentuk Pembelajaran, Metode Pembelajaran, Penugasan Mahasiswa, [ Estimasi Waktu] Daring (online) Luring (offline) (5) - Responsi - Diskusi - Kajian pustaka



(6) - Kuliah - Diskusi - Kajian pustaka



Materi Pembelajaran [ Pustaka ] (7) 1. Definisi Mekanika Batuan



Bobot Penilaian (%) (8) 7 TB: C2: 1,0



PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



TM: 3 x 50 menit PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



Pustaka: 1, 2, 4



- Tutorial



- Kuliah



2. Analisis Tegangan



KKNI: ST3: 0,4 KU1: 0,6



2x7



3



4-5



menguraikan konsep tegangan dan regangan serta mampu mengasosiasikan hubungan tegangan dan regangan pada batuan dengan benar.



tegangan dan regangan tiga dimensi serta keterkaitan hubungan tegangan dan regangan pada batuan



Menjabarkan konsep tegangan dan regangan tiga dimensi serta menunjukkan hubungan tegangan dan regangan pada batuan.



Mahasiswa mampu menentukan tegangan normal dan tegangan geser pada suatu bidang dua dimensi secara tepat dan



Rubrik: 1. Semua komponen tegangan tiga dimensi dinyatakan dalam matriks tegangan benar. 2. Semua komponen regangan tiga dimensi dinyatakan dalam matriks regangan benar. 3. Hubungan tegangan dan regangan tepat berdasarkan bentuk umum dari Hukum Hooke. Penentuan tegangan Bentuk: Kuis normal dan tegangan Menentukan geser pada suatu tegangan normal dan bidang dua dimensi, tegangan geser pada baik secara analitis suatu bidang dua maupun grafis dimensi, baik secara



- Self-directed learning PT: 2 x (3 x 60 menit) BM: 2 x (3 x 60 menit)



- Tutorial - Self-directed learning PT: 2 x (3 x 60 menit) BM: 2 x (3 x 60 menit)



- Self-directed learning



3. Analisis Regangan 4. Hubungan Tegangan dan Regangan



TM: 2 x (3 x 50 menit) PT: 2 x (3 x 60 menit) BM: 2 x (3 x 60 menit)



Pustaka: 1, 3



- Kuliah - Self-directed learning



5. Tegangan dalam Dua Dimensi 6. Lingkaran Mohr



TM: 2 x (3 x 50 menit) PT: 2 x (3 x 60 menit)



Pustaka: 1, 3



TB: C2: 1,0 KKNI: KU1: 0,3 KU4: 0,3 KK4: 0,4



2x7 TB: C3: 1,0 4



sistematis.



6



Mahasiswa mampu mengidentifikasi sifat fisik dan mekanis batuan dengan benar.



analitis maupun grafis menggunakan lingkaran Mohr. Rubrik: 1. Perhitungan tegangan normal dan tegangan geser pada suatu bidang dua dimensi tepat secara analitis. 2. Penentuan tegangan normal dan tegangan geser pada suatu bidang dua dimensi tepat secara grafis menggunakan lingkaran Mohr. Pengelompokan sifat Bentuk: Kuis fisik dan mekanis Mengelompokkan batuan berdasarkan sifat fisik dan hasil uji laboratorium mekanis batuan berdasarkan hasil uji laboratorium yang berbeda-beda. Rubrik: 1. Parameter sifat fisik pada batuan sudah tepat, terdiri atas: bobot jenis natural,



BM: 2 x (3 x 60 menit)



- Tutorial - Self-directed learning PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



KKNI: KU1: 0,3 KU4: 0,3 KK4: 0,4



- Kuliah - Self-directed learning



7. Sifat Fisik Batuan 8. Sifat Mekanis Batuan



TM: 3 x 50 menit PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



Pustaka: 1, 2, 3, 5



7,5 TB: C2: 0,4 C3: 0,6 KKNI: KU1: 0,5 KU4: 0,5



5



7



Mahasiswa mampu melaksanakan uji sifat fisik di laboratorium dengan benar dan menentukan nilai parameter sifat fisik batuan secara tepat.



Praktik uji sifat fisik di laboratorium dan penentuan nilai parameter sifat fisik batuan



bobot jenis kering, bobot jenis jenuh, kadar air natural, kadar air jenuh, derajat kejenuhan, porositas, dan void ratio. 2. Identifikasi sifat mekanis batuan berdasarkan hasil uji laboratorium sudah tepat, terdiri atas: uji UCS, uji kuat tarik tak langsung (Brazilian), uji geser langsung, dan uji triaksial. Bentuk: Tugas laporan praktikum Mempraktikkan uji sifat fisik di laboratorium dan menentukan nilai parameter sifat fisik batuan. Rubrik: 1. Penyajian data pengujian sifat fisik minimal 3 (tiga) sampel. 2. Pengolahan data pengujian sifat



- Responsi - Cooperative learning PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



-



Kuliah Praktikum Responsi Cooperative learning



TM: Teori + Praktikum TM: (1 x 50) + (2 x 100) menit PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



7. Sifat Fisik Batuan Pustaka: 1, 2, 3, 5



7,5 TB: C3: 1,0 KKNI: ST3: 0,25 KU1: 0,25 KU4: 0,25 KK4: 0,25



6



fisik minimal 3 (tiga) sampel untuk penentuan nilai parameter sifat fisik batuan sudah tepat, yang meliputi: bobot jenis natural, bobot jenis kering, bobot jenis jenuh, kadar air natural, kadar air jenuh, derajat kejenuhan, porositas, dan void ratio. 8 9



Evaluasi Tengah Semester / Ujian Tengah Semester Mahasiswa mampu Praktik uji UCS di Bentuk: Tugas melaksanakan uji UCS laboratorium dan laporan praktikum di laboratorium dengan penentuan nilai Mempraktikkan uji benar dan menentukan parameter sifat UCS di laboratorium nilai parameter sifat mekanis batuan dan menentukan mekanis batuan berdasarkan hasil uji parameter sifat berdasarkan hasil uji UCS mekanis batuan UCS secara tepat. berdasarkan hasil uji UCS. Rubrik: 1. Penyajian data uji UCS dan kurva teganganregangan minimal 3 (tiga) sampel. 2. Pengolahan data uji UCS minimal 3



- Responsi - Cooperative learning



PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



-



Kuliah Praktikum Responsi Cooperative learning



TM: Teori + Praktikum TM: (1 x 50) + (2 x 100) menit PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



8. Sifat Mekanis Batuan 8.1 Uji Kuat Tekan Uniaksial (UCS) Pustaka: 1, 2, 3, 5



7,5 TB: C3: 1,0 KKNI: ST3: 0,25 KU1: 0,25 KU4: 0,25 KK4: 0,25



7



10



11



Mahasiswa mampu melaksanakan uji kuat tarik tak langsung (Brazilian) di laboratorium dengan benar dan menentukan nilai kuat tarik batuan berdasarkan hasil uji Brazilian secara tepat.



Mahasiswa mampu melaksanakan uji geser langsung di laboratorium dengan benar dan menampilkan



Praktik uji kuat tarik tak langsung (Brazilian) di laboratorium dan penentuan nilai kuat tarik batuan berdasarkan hasil uji Brazilian



Praktik uji geser langsung di laboratorium dan persamaan kuat geser batuan MohrCoulomb



(tiga) sampel untuk penentuan nilai kuat tekan, modulus Young, dan nisbah Poisson sudah tepat. Bentuk: Tugas laporan praktikum Mempraktikkan uji kuat tarik tak langsung (Brazilian) di laboratorium dan menentukan nilai kuat tarik batuan berdasarkan hasil uji Brazilian. Rubrik: 1. Penyajian data uji Brazilian minimal 3 (tiga) sampel. 2. Pengolahan data uji Brazilian minimal 3 (tiga) sampel untuk penentuan nilai kuat tarik batuan sudah tepat. Bentuk: Tugas laporan praktikum Mempraktikkan uji geser langsung di laboratorium dan menentukan nilai



- Responsi - Cooperative learning PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



- Responsi - Cooperative learning PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70)



-



Kuliah Praktikum Responsi Cooperative learning



8. Sifat Mekanis Batuan 8.2 Uji Kuat Tarik Tak Langsung (Brazilian)



7 TB: C3: 1,0 KKNI: ST3: 0,25 KU1: 0,25 KU4: 0,25 KK4: 0,25



TM: Teori + Praktikum TM: (1 x 50) + (2 x 100) menit PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



Pustaka: 1, 2, 5



-



8. Sifat Mekanis Batuan 8.3 Uji Geser Langsung



TB: C3: 1,0



Pustaka: 1, 2, 5



KKNI:



Kuliah Praktikum Responsi Cooperative learning



7,5



8



persamaan kuat geser batuan Mohr-Coulomb secara tepat berdasarkan hasil uji geser langsung.



12



Mahasiswa mampu menentukan nilai kohesi dan sudut gesek dalam batuan serta menampilkan persamaan selubung keruntuhan MohrCoulomb secara tepat



berdasarkan hasil uji geser langsung



parameter kuat geser batuan.



Rubrik: 1. Penyajian data uji geser langsung minimal 3 (tiga) sampel. 2. Pengolahan data uji geser langsung minimal 3 (tiga) sampel dan penyajian grafik untuk penentuan nilai parameter kuat geser batuan sudah tepat, yang terdiri atas: kohesi dan sudut gesek dalam. 3. Persamaan kuat geser batuan Mohr-Coulomb sudah tepat berdasarkan hasil uji geser langsung. Penentuan nilai Bentuk: Tugas kohesi dan sudut Menentukan nilai gesek dalam batuan kohesi dan sudut serta persamaan gesek dalam batuan selubung keruntuhan serta persamaan Mohr-Coulomb selubung keruntuhan berdasarkan hasil uji Mohr-Coulomb triaksial di berdasarkan hasil uji



menit



TM: Teori + Praktikum TM: (1 x 50) + (2 x 100) menit PT: 1 x 60 menit BM: Teori + Praktikum BM: (1 x 60) + (2 x 70) menit



- Tutorial - Cooperative learning



- Kuliah - Cooperative learning



8. Sifat Mekanis Batuan 8.4 Uji Triaksial



TM: 3 x 50 menit PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



Pustaka: 1, 2, 3, 5



PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



ST3: 0,25 KU1: 0,25 KU4: 0,25 KK4: 0,25



7 TB: C3: 1,0 KKNI: KU1: 0,35 KU4: 0,3



9



berdasarkan hasil uji triksial di laboratorium.



13



Mahasiswa mampu menentukan nilai tegangan in situ secara teoretis dengan tepat.



laboratorium



Kalkulasi nilai tegangan in situ vertikal dan horizontal secara teoretis



triaksial di laboratorium. Rubrik: 1. Penyajian grafik hasil uji triaksial minimal 3 (tiga) sampel dan penentuan selubung keruntuhan Mohr-Coulomb benar. 2. Penentuan nilai kohesi dan sudut gesek dalam batuan serta persamaan selubung keruntuhan Mohr-Coulomb sudah tepat. Bentuk: Kuis Menghitung tegangan in situ vertikal dan horizontal secara teoretis. Rubrik: 1. Penentuan nilai tegangan in situ vertikal tepat secara teoretis. 2. Penentuan nilai



KK4: 0,35



- Tutorial - Self-directed learning PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



- Kuliah - Self-directed learning TM: 3 x 50 menit PT: 3 x 60 menit BM: 3 x 60 menit



9. Tegangan In Situ Pustaka: 1, 4



7 TB: C3: 1,0 KKNI: KU1: 0,35 KU4: 0,3 KK4: 0,35



10



14-15 Mahasiswa mampu menentukan kelas suatu massa batuan secara benar dan sistematis.



Penentuan kelas suatu massa batuan berdasarkan klasifikasi Rock Mass Rating (RMR) dan QSystem



tegangan in situ horizontal tepat secara teoretis. Bentuk: Tugas Menentukan kelas suatu massa batuan berdasarkan klasifikasi RMR dan Q-System. Rubrik: 1. Penentuan nilai setiap parameter RMR benar sesuai kondisi suatu massa batuan. 2. Penentuan kelas suatu massa batuan benar berdasarkan klasifikasi RMR. 3. Penentuan nilai setiap parameter dalam Q-System benar sesuai kondisi suatu massa batuan. 4. Penentuan nilai Q dan kualitas massa batuan benar berdasarkan grafik Q-System. 5. Rekomendasi penyanggaan



- Tutorial - Cooperative learning PT: 2 x (3 x 60 menit) BM: 2 x (3 x 60 menit)



- Kuliah - Cooperative learning



10. Klasifikasi Massa Batuan Pustaka: 1, 6, 7



TM: 2 x (3 x 50 menit) PT: 2 x (3 x 60 menit) BM: 2 x (3 x 60 menit)



2x7 TB: C3: 1,0 KKNI: KU1: 0,35 KU4: 0,3 KK4: 0,35



11



pada suatu kondisi massa batuan benar berdasarkan grafik Q-System. 16



Evaluasi Akhir Semester / Ujian Akhir Semester



Catatan : 1.



Capaian Pembelajaran Lulusan PRODI (CPL-PRODI) adalah kemampuan yang dimiliki oleh setiap lulusan PRODI yang merupakan internalisasi dari sikap, penguasaan pengetahuan dan ketrampilan sesuai dengan jenjang prodinya yang diperoleh melalui proses pembelajaran. 2. CPL yang dibebankan pada mata kuliah adalah beberapa capaian pembelajaran lulusan program studi (CPL-PRODI) yang digunakan untuk pembentukan/pengembangan sebuah mata kuliah yang terdiri dari aspek sikap, ketrampulan umum, ketrampilan khusus dan pengetahuan. 3. CP Mata kuliah (CPMK) adalah kemampuan yang dijabarkan secara spesifik dari CPL yang dibebankan pada mata kuliah, dan bersifat spesifik terhadap bahan kajian atau materi pembelajaran mata kuliah tersebut. 4. Sub-CP Mata kuliah (Sub-CPMK) adalah kemampuan yang dijabarkan secara spesifik dari CPMK yang dapat diukur atau diamati dan merupakan kemampuan akhir yang direncanakan pada tiap tahap pembelajaran, dan bersifat spesifik terhadap materi pembelajaran mata kuliah tersebut. 5. Indikator penilaian kemampuan dalam proses maupun hasil belajar mahasiswa adalah pernyataan spesifik dan terukur yang mengidentifikasi kemampuan atau kinerja hasil belajar mahasiswa yang disertai bukti-bukti. 6. Kreteria Penilaian adalah patokan yang digunakan sebagai ukuran atau tolok ukur ketercapaian pembelajaran dalam penilaian berdasarkan indikator-indikator yang telah ditetapkan. Kreteria penilaian merupakan pedoman bagi penilai agar penilaian konsisten dan tidak bias. Kreteria dapat berupa kuantitatif ataupun kualitatif. 7. Bentuk penilaian: tes dan non-tes. 8. Bentuk pembelajaran: Kuliah, Responsi, Tutorial, Seminar atau yang setara, Praktikum, Praktik Studio, Praktik Bengkel, Praktik Lapangan, Penelitian, Pengabdian Kepada Masyarakat dan/atau bentuk pembelajaran lain yang setara. 9. Metode Pembelajaran: Small Group Discussion, Role-Play & Simulation, Discovery Learning, Self-Directed Learning, Cooperative Learning, Collaborative Learning, Contextual Learning, Project Based Learning, dan metode lainnya yg setara. 10. Materi Pembelajaran adalah rincian atau uraian dari bahan kajian yg dapat disajikan dalam bentuk beberapa pokok dan sub-pokok bahasan. 11. Bobot penilaian adalah prosentasi penilaian terhadap setiap pencapaian sub-CPMK yang besarnya proposional dengan tingkat kesulitan pencapaian sub-CPMK tsb., dan totalnya 100%. 12. TM=Tatap Muka, PT=Penugasan terstruktur, BM=Belajar mandiri.



12