vibrasi pada peledakan

VIBRASI PADA PELEDAKAN

Vibrasi Akibat Peledakan :

1. Gelombang seismik

2. Parameter gelombang

3. Parameter getaran

1. Gelombang Seismik→ Gelombang yang menggambarkan perjalanan

energi melalui bumi yang padat.- Gelombang Badan (body wave)- Gelombang permukaan (Surface wave)

Gelombang badan merambat melalui massa batuan, menembus ke bagian dalam massa batuan :- Gelombang tekan (Compressional wave)- Gelombang geser (shear wave)

Compression wave comprassion

Gelombang tekan adalah jenis gelombang tekan-tarik yang akan menghasilkan pemadatan(kompresi) dan pemuaian (dilatasi) pada arah yang sama dengan arah perambatan gelombang.

shear

wave direction

Gelombang geser adalah gelombang yang melintang (transversal) yang bergetar tegak lurus pada arah perambatan gelombang

Gelombang Permukaan → gelombang yang merambat di atas permukaan batuan tetapi tidak menembus batuan karena tertahan oleh kondisi fisik dan geometris dalam perjalanannya menuju bagian dalam massa batuan.

Gelombang ini menghasilkan gerakan tanah terbesar dan merupakan pembawa energi yang besar.

Kedalaman yang dipengaruhi oleh gerak gelombang adalah ± satu panjang gelombang.- Gelombang love- Gelombang reyleigh

Gelombang seismik → gelombang yang elastis

Elastis → sifat dari material yang dapat memperoleh kembali bentuk dan ukuran semula setelah dikenakan deformasi.

Batuan sangat elastis dan menghasilkan gelombang elastis/seismik bila mengalami deformasi.

Deformasi dapat terjadi :

- perubahan volume karena kompresi

- perubahan bentuk karena geseran

Kegiatan peledakan selalu menghasilkan getaran/gelombang seismik.

Tujuan peledakan : untuk memecahkan batuan.

Pekerjaan ini membutuhkan energi yang cukup sehingga melebihi/melampaui kekuatan /batas elastis batuan. Proses pemecahan batuan akan berjalan terus sampai energi yang dihasilkan oleh bahan peledak makin lama makin berkurang dan menjadi < kekuatan batuan → proses pemecahan batuan berhenti.

2. Parameter gelombangSifat-sifat dasar yang menguraikan gerakan

gelombang.Gelombang seismik disebut gelombang

harmonik dan gerakannya dinyatakan :y = A sin ( t)

Dimana :y = simpangan pad sembarang waktut = waktuA= amplitudo (perpindahan terbesar)= 2f

T = periode (siklus)

f = jumlah getaran per detik, frekuensi

L = V.T

L = jarak dari crest ke crest / trough ke trough

V = kecepatan perambatan

T = periode gelombang

Tf

1

3. Parameter GetaranEnergi peledakan akan membentukgelombang tekan → deformasi plastis batuan → batuan hancur.Sebagian gelombang merambat menembus bumi atau batuan →

gelombang tegangan regangan di dalam batas zona elastis batuan.

Gelombang yang menjalar di dalam zonaelastis ini tidak dapat memecahkan batuantetapi hanya merupakan getaran saja→ sifat dasar dari gerakan yang digunakan untuk menguraikan karakter dari

gerakan tanah.a. Perpindahan (displacement/D) : jarak dimana partikel batuan bergerak

dari posisi semula. ke suatu titik yang dikehendaki dalam waktu tertentu b. Kecepatan (velocity/V) : pergerakan partikel batuan ketika meninggalkan

posisi semula inci/sec atau mm/det.• Percepatan : perubahan kecepatan partikel. Gaya yang digunakan

getaran partikel dengan percepatan partikeld. Frekuensi (F) adalah jumlah gerak bolak balik partikel dalam satu detik,

diukur dalam hertz (Hz)

• Hubungan parameter-parameter tersebut adalah :

.

F

VD

..2

FV ..2

D

VF

..2

Energi sisa dapat berdampak pada lingkungan, terutama energi suara dan energi seismik.

Energi seismik → menghasilkan gelombang seismik yang menyebabkan timbulnya getaran peledakan.

Apabila getaran yang ditimbulkan cukup besar maka selain dapat dirasakan oleh kita juga dapat menimbulkan kerusakan-kerusakan pada struktur bangunan disekitar lokasi tersebut.

ENERGIPELEDAKAN

ENERGI TERPAKAI ENERGI SISA

ENERGIKEJUT

ENERGI GASENERGIPANAS

ENERGISINAR

ENERGISUARA

ENERGISEISMIK

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Vibrasi :1. Jumlah muatan bahan peledak → muatan ditambah,

tingkat getaran bertambah.

2. Jarak antara titik ledakan dan titik pengamatan → jarak dari tempat peledakan bertambah besar, getaran akibat peledakan semakin kecil

Perhitungan Umum Scaled Distance

Dimana : D = jarak dari tempat peledakan ke bangunanW = muatan maksimum bahan peledak per waktu

tundaSD > 50 → kondisi getaran aman atau kerusakan yang akan terjadi kecilSD = 50 → batas peledakan yang aman untuk getaran

W

DSD

PERTIMBANGAN FREKUENSI GETARAN TANAH

1. Frekuensi alami• Struktur, perumahan atau bangunan

industri, akan bergerak secara alami.• Suatu struktur akan terpengaruh oleh

gelombang getaran ketika frkuensi struktur tersebut sama dengan frekuensi gelombang getaran.

2. Perubahan frekuensi getaran oleh kondisi geologi

Komposisi tanah/batuan antara lokasi peledakan dengan struktur terdekat → mempengaruhi frekuensi dan besarnya gelombang getaran.

Ketebalan overburden antara daerah peledakan dengan struktur yang terdekat

Daerah perlapisan tanah yang tebal akan menghasilkan getaran tanah 10 X lebih besar dari lapisan tanah yang tipis di atas batuan

Jika jarak daerah peledakan bertambah, frekuensi getaran yang tinggi biasanya akan berkurang atau menghilang

3. Perubahan frekuensi getaran oleh peledakan

ketebalan overburden: → penambahan gelombang tekan yang telah dipantulkan, selang waktu tunda antara lubang tembak dalam peledakan dapat menyebabkan penguatan frekuensi tertentu dari getaran.

Gelombang tekan dari proses detonasi dari tiap lubang bisa mencapai permukaan sehingga pada waktu yang tepat dapat memperkuat gelombang permukaan.

Urutan proses detonasi dapat menyebabkan frekuensi tertentu dilemahkan melalui proses inferensi yang saling lemahkan

Rancangan peledakan dengan tujuan menghasilkan iferensi yang saling melemahkan pada frekuensi yang rendah, maka getaran tanah dapat dikontrol.

KERUSAKAN AKIBAT PELEDAKAN YANG DIHUBUNGKAN DENGAN GETARAN

TANAH

1. Klasifikasi Kerusakan *) • Batas ambang kerusakan – retakan kecil,

rontoknya cat, perpanjangan retakan lama (13 – 70 mm/det)

• Kerusakan kecil/ringan – rontoknya plester,retakan pada bangunan batu disekitar tembok/beton, retakan dengan lebar 3 mm (70 – 140 mm/det)

• Kerusakan besar/menyeluruh – runtuhnya bangunan batu, terbukanya rekahan kecil, kerusakan struktur (>140 mm/det)

*) sumber Dyno Nobel

2.Acuan Kriteria Kerusakan(Internasional)**)

3. KepMenLH No. : Kep-49/MENlh/11/1996 **)

a. BAKU TINGKAT GETARAN MEKANIK

b. BAKU TINGKAT GETARAN KEJUT

4. Bahan Usulan Rancangan Standar Getaran Peledakan di Tambang Terbuka

HUBUNGAN JARAK DENGAN JUMLAH BAHAN PELEDAK

Besar getaran pada suatu lokasi tergantung pada jarak lokasi tersebut dari pusat peledakan dari jumlah bahan peledak yang dipakai perperiode (delay).

Rumus empiris yang di untuk GV dimana intensitas merupakan fungsi dari jarak, berat bahan peledak maksimum per delay dan kondisi lokal, adalah :

n

W

DkPPV

2/1

Dimana PPV = peak particle velocity, mm/sD/W1/2 = Scaled Distance (SD)k,n = konstanta yang harganya tergantung dari

kondisi lokal dan kondisi peledakan (site constants)

Nilai-nilai untuk H, a dan b,disederhanakan menjadi:

6,1

5,0100

W

Dv

Hubungan antara jarak (D) dan jumlah bahan peledak (W0,5) dinamakan Scaled Distance (SD)= D/W0,5

6,1

5,01143

W

Dv

V satuan US

V satuan metric (SI)

W

dSD

SD = Scaled Distanced = jarak dari peledakan ke bangunan (m)W = Isian bahan peledak maksimum per delay (kg)

Batas SD menurut USBM yang dipakai adalah SD = 50.

Harga SD > akan lebih aman, karena semakin jauh jaraknya akan lebih aman dibandingkan dengan jarak yang lebih dekat.

Intensitas Ground Vibration

• Faktor-faktor yang mempengaruhi1. Type bahan peledak2. Berat bahan peledak3. Pola dan inisiasi lobang tembak4. Jarak dari peledakan5. Arah perambatan energy6. Struktur geology

Dari penelitian disimpulkan bahwa Intensitas Ground Vibration tergantung kepada berat handak maksimum yang meledak perinterval waktu. (lamanya interval waktu adalah 8 millisecond)

• Kerusakan akibat ground vibration

Peak Particle Velocity mm/s

Jenis Kerusakan

190 50% persen kemungkinan terjadi kerusakan berat pada plesteran.110 - 170 Kerusakan kecil : keretakan halus setebal rambut pada plesteran dan

melebarnya retakan yang lama50 Kriteria keamanan untuk rumah tinggal oleh USBM0.5 Batas minimum untuk dapat dirasakan orang

• Rekomendasi USBM mengenai angka PPV 50 mm/s adalah sbb:– Nilaiprobabilistik, artinya dibawah 50 mm/s kemungkinan kerusakan akan kecil dan jika lebih kemungkinan

kerusakan adalah tinggi– Berlaku untuk perumahan pada kondisi yang baik– Nilai PPV adalah diamati diluar bangunan, bukan nilai yang diukur pada suatu lokasi di dalam bangunan– Tidak tergantung kepada frekwensi dalam batas tertentu yaitu 20 – 60 Hz.

ppvFrequency

relationmm/s Hz

3 10 Sensitive structure3 - 8 10 - 50 Domestic Houses

8 - 10 50 - 100 Industrial Structure10 - Densely built-up areas In Tunnel Blasting25 - Sparesly built-up areas12 <12 All buildings In Surface coal mining13 <40 Older Houses19 <40 Modern Houses50 >40 All Structure

Czechoslovakia 10 - -8 10 - 60 Sensitive Structure

8 - 13 60 - 9018 -

In sand, gravel, and Clay

35 - In Slate, moraine, soft limestone

70 -In Granite, hard limestone

2 - Historical building and monument

10 - House and low-rise residential buildings

25 - Commercial and industrial buildings or structures of reinforced concrete or steel contructions

Australia

ppv is the vector sum of three velocity

components measured at the same instant

Recommended Safe Blast Vibration Limits

U.K

USA

Switzerland

Sweden

Type of Structure RemarkCountry

Germany