ATENUASI

TUGASAKHIRSEMESTER BENCANAALAMDANREKAYASAGEMPA

“ATENUASI” Editedby....

Igun’z

[email protected] 0274-9194045

Iwan gunawan 08914017

UJIAN SEMESTER AKHIR BENCANA ALAM DAN REKAYASA KEGEMPAAN JAWABAN NO 1 1. Persamaan atenuasi usulan dari beberapa peneliti. Atenuasi adalah gerakan tanah ( ground motion attenuation) adalah proses/rumusan yang mana suatu gerakan tanah akibat gempa (percepatan, kecepatan, simpangan) ataupun intensitas gempa akan mengecil pada jarak yang semakin jauh dengan sumber gempa. Secara matematis atenuasi gerakan tanah adalah suatu hubungan antara suatu parameter gempa (percepatan, kecepatan, simpangan, intensitas gempa, ukuran gempa) dengan jarak ke lokasi pencatat gempa (jarak episenter, jarak hiposenter, jarak terdekat) (Widodo - Seismologi dan Teknik Kegempaan). Kejadian-kejadian gempa yang terjadi saat ini oleh beberapa ahli dikelompokkan menjadi : a) Kelompok atenuasi menurut mekanisme gempa shallow crustal earthquake : (Tabel dan grafik terlampir) 

Sabetta dan Pugliese (1987)

Merupakan studi atenuasi berdasarkan gempa di Italia yang kebanyakan merupakan jenis shallow crustal earthquake. earthquake . Karakter gempa tersebut mirip dengan gempa-gempa yang terjadi di western USA karena secara seismotektonik kedua tempat tersebut hampir sama. Beberapa parameter seperti jenis patahan dan jenis tanah juga dipertimbangkan karena akan dapat mempengaruhi dan memberikan efek terhadap persamaan atenuasi. Model Atenuasi : Percepatan Tanah : 1. Jarak Terdekat : log (ah) = -1.562 + 0.306 Ms - log (Rc2+5.82)0.5+0.169S' (Rc2+5.82)0.5+0.169S' 2. Jarak Episenter : log (ah) = -1.845 + 0.363 Ms - log (Rc2+5.02)0.5+0.195S' Kecepatan Tanah : 1


1. Jarak Terdekat : log (vh) = -0.71 + 0.455 M - log (Rc2+3.62)0.5+0.133S' (Rc2+3.62)0.5+0.133S' 2. Jarak Episenter : log (vh) = -0.828 + 0.489 M - log (R c2+3.92)0.5+0.116S' S = 0 untuk stiff sites S = 1 untuk jenis tanah lain (shallow&deep ( shallow&deep deposits) deposits) 

Espinosa (1980)

Data yang digunakan oleh Espinosa adalah Gempa yang terjadi di Western USA (shallow crustal earthquake in active region). region ). Data tersebut kemudian Dihubungkan dengan ukuran gempa dalam ML. Model Atenuasi : ML = a + b log(ah) + c logR Dengan R adalah jarak episenter dalam km, dan ah adalah percepatan tanah dalam cm/dt² Secara umum usulan atenuasi : Untuk R < 10 km

ML = 3.29 + log(ah) + 0.06 logR

Untuk 10 < R < 60 km

ML = 1.76 + log(ah) + 1.59 logR

Untuk 60 < R < 300 km ML = -0.61 + log(ah) + 2.93 logR 

Hasegawa, Basham dan Berry (1981)

Menggunakan data dari Western USA, USA, Western Canada dan Eastern Canada meskipun tidak memiliki kondisi geologi yang sama persis namun secara geografis Western Canada merupakan sambungan dari Western USA. Daerah California merupakan daerah gempa dangkal (shallow ( shallow crustal earthquake), earthquake), di daerah tektonik aktif dengan mekanisme gempa Strike-Slip. Semakin ke utara, misalnya North-Western USA kondisi tektoniknya berubah menjadi subdaksi, kemudian dikenal sebagai Megathrust. Western Canada termasuk wilayah megathrust ini sehingga antara North-Western USA dan Western Canada mempunyai kesamaan kondisi tektonik tetapi berbeda dengan California. Model Atenuasi : Western Canada

ah = 10 e 1.3M R -1.5 2


vh = 0.0004 e 2.3M R -1.30 Eastern Canada

ah = 3.4 e 1.3M R -1.1 vh = 0.00018 e 2.3M R -1.0

Dengan ah adalah percepatan tanah dalam cm/dt 2 , vh adalah kecepatan tanah dalam cm/dt, M adalah ukuran gempa dan R adalah focal/hypocenter distance.



Ambraseys & Srbulov (1994)

Menggunakan data dari worldwide. worldwide. Tidak dipertimbangkan efek geologi lokasi setempat, namun bila dipertimbangkan secara statistik tidak signifikan untuk PGA. Mean magnitude gempa dipertimbangkan 6.0±0.7. Rata-rata direkam dari d<100 km, dengan focal depth, depth, h<25 km. Mean focal depth adalah 10±4 km. Hanya digunakan rekaman dengan PGA>0.01 g. Rekaman terutama berasal dari SMA-1 yang berlokasi pada ground floor atau basement bangunan atau struktur dan pada area free-field. free-field.

Model Atenuasi : log a = -1.58 + 0.260 Ms + -0.00346 (d2 + 16)0.5 + (- 0.625 log((d2 + 16)0.5)) 

Sharma & Free (1995)

Menggunakan data dari rekaman gempa-gempa di E.N. America dengan membagi berdasarkan 2 kategori jenis tanah yaitu rock dan soil. soil. Tidak menggunakan ML atau MB disebabkan berbagai alas an, salah satunya adalah nilai tertinggi dari ML dan MB berada pada magnitude tertinggi (ML, MB > 6). Model Atenuasi : log(ah) = C1 + C2M + C3M2 + C4 log R + C5 R +C6S R = √d² + h₀² Dengan ah dalam g, C1 = -3.4360, C2 = 0.8532, C3 = -0.0192, C4 = -0.9011, C5 = -0.0020, C6 = -0.0316, h0 = 4.24 dan σ = 0.424 3


S = 0 Rock S = 1 Soil 

Gulkan & Kalkan (2002)

Menggunakan data dari gempa-gempa di Turki dengan pembagian 3 kategori site yaitu soft soil, soil, rock. Hanya menggunakan rekaman dari gempa kecil yang direkam pada jarak dekat dibanding gempa yang besar untuk meminimalisir dampak dari perbedaan wilayah pada atenuasi dan untuk menghindari dampak perkembangan yang kompleks dari jarak yang berasal dari jarak yang panjang. Model Atenuasi : ln Y = -0.682 + 0.253(M-6) + 0.036(M-6)² - 0.562 ln ((r²cl + 4.48²) ½) - 0.297 ln (Vs/1381) Dengan Y dalam g 

Fukushima dan Tanaka (1990)

Menggunakan data gempa yang berasal dari gempa jarak menengah Jepang dan ditambah dengan data gempa jarak dekat dari USA dan beberapa Negara. Model Atenuasi : log(ah) = 1.3 + 0.41 M - log(R + 0.302 . 100.41M) - 0.0034 R 

Chang et al. (2001)

Menggunakan data dari beberapa kejadian gempa di Taiwan. Informasi yang didapat mengenai kondisi site sangat terbatas sehingga tidak dipertimbangkan efek kondisi tanah setempat. Menggunakan data strong motion dari Central Weather Bureu dari tahun 1994 – 1998 karena data tersebut lebih baik dibandingkan data lama yang ada. Model Atenuasi : ln A = c1+c2 M - c3 ln Dp - (c4-c5 Dp)ln De dengan A (cm/dt2), c1= 2.8096, c2=0.8993, c3=0.4381, c4=1.0954, c5=0.0079, σ= 0.60 De=264.4, Dp= 1.1- 43.7 km 4


b) Kelompok atenuasi menurut mekanisme gempa subduction earthquake : (Tabel dan grafik terlampir)



McVerry et al. (1993) & McVerry et al. (1995)

Ditemukan bahwa gerakan tanah pada gempa sebelumnya secara signifikan lebih tinggi dibandingkan gerakan yang diprediksi melalui persamaan dari data W.N. America. Hanya termasuk rekaman gempa Mw yang diketahui karena buruknya korelasi antara ML dan Mw di New Zealand. 140 rekaman gempa berasal dari reverse faulting . Gempa dalam akan menghasilkan PGA yang secara signifikan lebih tinggi dibandingkan gempa dangkal pada jarak yang ( r ) yang sama. Model Atenuasi : Type A

log10 PGA = a + b Mw - cr - d log10 r

Type B

log10 PGA = a + b Mw - d log10 r

Type C

log10 PGA = a + b Mw - cr - log10 r



Patwardhan dkk (1978)

Berdasarkan data dari 23 kejadian gempa subdaksi dengan 32 rekaman yang terjadi di Jepang dan Amerika Selatan. Jenis tanah yang diperhitungkan adalah jenis stif soil. Atenuasi yang dihasilkan dinyatakan dalam level mean dan median. Model Atenuasi : ln(an) = ln(363) + 0.587 Ms - 1.05 ln(R + 0.864 e0.463 Ms) 

Chang et al. (2001)

Model Atenuasi : ln A= c'1+ c'2M-c'3lnDp-c'4ln Dh dengan A(cm/dt2), c'1= 4.7141, c'2=0.8468, c'3=0.17451, c'4=1.2972, σ=0.56 Dh= 272.4, Dp= 39.9-146.4 km 5


c) Data gempa Yogyakarta 27 Mei 2006 disajikan oleh Elnashai dkk (2006). (Tabel dan grafik terlampir) Plot percepatan tanah untuk gempa Yogyakarta 27 Mei 2006 dengan data yang disajikan Elnashai dkk (2006) menggunakan usulan atenuasi dari Ambraseys & Srbulov (1994) karena data yang digunakan pada usulan tersebut menggunakan data worldwide. worldwide. Meskipun dianggap kurang akurat namun

mempertimbangkan

pengelompokan

jenis

shallow

crustal

earthquake yang umum. log a = -1.58 + 0.260 Ms + -0.00346 (d 2 + 16)0.5 + (- 0.625 log((d2 + 16)0.5)) Bila pada data Elnashai dkk data gempa yang diketahui adalah Ms = 6.3, d = 20 km, km, maka : log a = -1.58 + 0.260 (6.3) + -0.00346 (20 2 + 16)0.5 + (- 0.625 log((202 + 16)0.5)) log a = -0.83104 a = 0.147558 g = 144.6069 cm/dt² Selain itu diplotkan pula data gempa Yogyakarta pada usulan atenuasi dari Fukushima dan Tanaka (1990) sebagai pembanding. Usulan atenuasi ini diajukan untuk jarak dekat (near ( near field). field). log(ah) = 1.3 + 0.41 M - log(R + 0.302 . 100.41M) - 0.0034 R log(ah) = 1.3 + 0.41 (6.3) – log(20 + 0.302 . 10 0.41 . 6.3 ) – 0.0034 . 20 log(ah) = 2.465548 a = 292.1107 cm/dt² = 0.298072 g Terlihat bahwa percepatan tanah dari kedua usulan tersebut cukup jauh berbeda. Hal ini dikarenakan berbedanya parameter yang dipertimbangkan dari kedua usulan tersebut sehingga hasilnyapun kurang akurat bila diterapkan untuk gempa Yogyakarta.

Dari beberapa usulan model atenuasi yang diajukan oleh para ahli dapat dilihat bahwa penelitian mengenai atenuasi dengan pengelompokan 6


berdasarkan mekanisme gempa lebih banyak usulan untuk shallow crustal earthquake. Setiap gempa memiliki karakter sendiri-sendiri. Respon tanah pada reverse fault, strike-slip fault di shallow crustal earthquake akan mempunyai karakter yang berbeda demikian juga gempa-gempa yang lain. Karakter shallow Karakter shallow crustal earthquake di daerah geologi aktif (active (active region) region) dan stable plate continent juga akan berbeda. Masing-masing usulan mengenai atenuasi memiliki parameter yang berbeda-beda sehingga penerapan usulan tersebut seharusnya sesuai dengan karakter usulan atenuasi yang diajukan. Seperti pengaruh jenis tanah yang berbeda akan memiliki dampak perbedaan atenuasi. Dari hasil analisis para ahli menunjukkan bahwa PGA di atas rock site lebih tinggi dibandingkan PGA pada soil-site. soil-site. Pada batuan yang keras penyerapan energi dapat berlangsung lebih efektif sehingga gelombang gempa dapat beratenuasi lebih cepat. Parameter lainnya adalah jarak episenter dan jenis patahan. Nilai koefisien dari masingmasing parameter tersebut tentunya akan berbeda-beda pada masing-masing usulan, hal ini tergantung pada penelitian para ahli di suatu wilayah tertentu. Percepatan tanah adalah parameter gerakan tanah akibat gempa yang paling sering digunakan. Hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa suatu gaya akan terjadi pada suatu massa yang bergerak yang mempunyai percepatan. Gaya merupakan hal yang penting di dalam mekanika rekayasa, baik yang bersifat statik maupun dinamik, maka jelas bahwa percepatan tanah merupakan hal yang sangat penting. Dari beberapa usulan para ahli tersebut terlihat bahwa lebih banyak yang menggunakan percepatan tanah sebagai parameter dari atenuasi. Plot grafik disajikan dalam bentuk perbandingan antara percepatan tanah dengan jarak. Terlihat bahwa semakin jauh jarak dari sumber gempa maka atenuasi akan semakin kecil. Jika perbandingan yang dilakukan adalah antara percepatan tanah dengan magnitudo, semakin besar nilai magnitudo maka semakin besar pula atenuasi yang terjadi. 7

ATENUASI

Recommend Documents