PENGOLAHAN DATA MIKROTREMOR MIKROTREMOR Abda’u m fath (F1D314044 (F1D314044 )
ABSTRAK Akuisisi data geofisika sangat berperan penting dalam hal bertujuan untuk memberikan pengetahuan dalam melihat struktur dibawah permukaan. Analisis mikrotremor yang dilakukan di wilayah sekitaran halaman fakultas sains dan teknologi universitas universitas jambi bertujuan untuk menentukan nilai nilai frekuensi natural dari suatu bangunan dan tanah di yang berada dibawah permukaan , menentukan resonansi bangunan dan tanah terhadap gelombang gempa serta sert a menentukan tingkat tin gkat kerentanan suatu bangunan bangunan terhadap gelombang gempa. Akusisi lapangan dilakukan pada satu bangunan dengan titik yang dilakukan berjumlah dua Pengukuran Mikrotremor digunakan untuk megetahui karakteristik dinamis kondisi geologi lokal menganalisis karakteristik tanah, yaitu frekuensi natural (fo). Pengolahan data mikrotremor menggunakan software Geopsy dengan menggunakan meotde HVSR (Horrizon to Vertikal Spectral Ratio). Digunakan pula analisis spektrum dan RDM sebagai perbandingan dalam penentuan frekuensi natural bangunan dan didapatkan kesimpulan bahwa bahwa analisis FSR dalam penentuan frekuensi natural bangunan lebih baik daripada analisis spektrum dan RDM. Kata Kunci — — Mikrotremor, Mikrotremor, frekuensi natural, rasio redaman, indeks kerentanan
Ab A bstr str act
I. PENDAHULUAN
Gempa merupakan bencana yang sering kali menimbulkan kerusakan pada bangunan, karena dapat menimbulkan penurunan kekuatan dan kekakuan dari bangunan tersebut. Untuk merancang bangunan tinggi gempa adalah salah satu sebab yang sangat diperhitungkan mengingat gempa tersebut akan mengakibatkan guncangan dan goyangan yang dapat merusak struktur bangunan. Gedung dari fakultas sains dan teknologi adalah gedung bertingkat yang mempunyai 2 lantai Gedung fakultas sains dan teknologi UNJA terdapat di wilayah Jambi yang memiliki kepadatan bangunan cukup tinggi, Struktur pembangunan Gedung fakultas sains dan teknologi ini
dibangun apakah sudah memenuhi standart tahan gempa sesuai dengan karakteristik zona gempa daerah jambi Atas dasar studi literatur potensi bahaya gempa bumi dan tingkat tingkat risiko kerusakan bangunan masih terbatas, maka penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan gambaran tentang tingkat kerentanan suatu bangunan. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan frekuensi natural bangunan dan menentukan rasio redaman gedung fakultas sains dan teknologi . Serta menghubungkan frekuensi natural dan rasio redaman untuk megetahui kerentanan gedung fakultas sains dan teknologi II. DASAR TEORI Mikrotremor merupakan getaran tanah selain gempa bumi, bisa berupa
getaran akibat aktivitas manusia maupun aktivitas alam. Jadi mikrotremor bisa terjadi karena getaran akibat orang yang sedang berjalan, getaran mobil, getaran mesinmesin pabrik, getaran angin, gelombang laut atau getaran alamiah dari tanah. Mikrotremor mempunyai frekuensi lebih tinggi dari frekuensi gempabumi, periodenya kurang dari 0,1 detik yang secara umum antara 0.05 – 2 detik dan untuk mikrotremor periode panjang bisa 5 detik, sedang amplitudenya berkisar 0,1 – 2,0 mikron.
Implementasi mikrotremor adalah dalam bidang prospecting, khususnya dalam merancang bangunan tahan gempa, juga dapat dipakai untuk investigasi struktur bangunan yang rusak akibat gempa. Dalam merancang bangunan tahan gempa sebaiknya perlu diketahui periode natural dari tanah setempat untuk menghindari adanya fenomena resonansi yang dapat memperbesar (amplifikasi) getaran jika terjadi gempabumi. Mikrotremor juga dapat dipakai untuk mengetahui jenis tanah atau top soil berdasarkan tingkat kekerasannya, dimana semakin kecil periode dominan tanah maka tingkat kekerasannya semakin besar atau tanah yang mempunyai periode dominan semakin besar semakin lunak atau lembek sifatnya. Para ahli bangunan Cina mengklasifikasikan jenis tanah menjadi 4 macam berdasarkan periode dominan naturalnya, adalah: bad rock atau hard rock, medium hard rock, medium soft soil dan soft soil (clay). Keempat macam jenis tanah itu berturut-turut mempunyai periode dominan natural: kurang dari 0,1 detik; 0,1 – 0,4 detik; 0,4 – 0,8 detik dan lebih dari 0,8 detik.
Untuk melakukan pengukuran periode dominan tanah natural sebaiknya dilakukan pada saat getaran tremor yang lain seminimal mungkin, misalnya pada waktu malam hari dimana aktivitas manusia tidak ada, sehingga diharapkan getaran yang terekam benar-benar getaran asli dari tanah. Pengukuran Mikrotremor
Pada dasarnya pengukuran mikrotremor dapat dilakukan dengan alat pencatat gempabumi atau seismograf. Namun karena mikrotremor mempunyai karakteristik berbeda dengan gempabumi baik periode maupun amplitudenya, maka untuk mengukur parameter-parameter mikrotremor digunakan seismograf khusus yang disebut mikrotremormeter. Mikrotremometer terdiri dari dua komponen pengukur yaitu, pengukur amplitude dan pengukur periode. Pada komponen pengukur amplitude biasanya terdiri dari tiga pilihan, yaitu amplitude simpangan, kecepatan dan percepatan. Sedang pada komponen pengukur periode atau frekuensi mikrotremormeter dilengkapi dengan alat pencacah sampel frekuensi berupa tape recorder beserta alat digital analyzer. Pada saat ini perkembangan alat pencatat gempabumi sangat pesat, sehingga dengan seismograf tipe digital periode bebas (digital broad band seismograph), pengukuran mikrotremor dapat dilakukan, karena selain periode mikrotremor yang dapat dipisahkan, alat ini juga dilengkapi dengan program analisis spektrum. Karakteristik Tanah
Karakteristik tanah permukaan suatu tempat sangat penting artinya dalam pengkajian masalah seismologi. Dari hasil pengukuran mikrotremor untuk mengetahui karakteristik tanah di berbagai tempat di Jepang, Amerika dan negara-negara yang pernah dilanda gempa besar ternyata ada hubungan antara karakteristik tanah dengan penjalaran gelombang gempa yang sampai pada permukaan.
Faktor penting yang digunakan untuk mengestimasi efek lokal yang diakibatkan oleh gempa bumi adalah hubungan antara frekuensi natural suatu bangunan dengan frekuensi natural lapisan sedimen dimana bangunan tersebut dibangun. Sehingga bisa diketahui nilai resonansi bangunan yang nantinya bisa diestimasi kerentanannya terhadap gelombang gempa
Apabila periode bangunan sama dengan periode gempa yang sampai di permukaan, maka akan terjadi resonansi dan interferensi getaran sehingga meningkatkan intensitas kerusakan akibat gempa. Berdasarkan hal tersebut maka dalam pembangunan gedung-gedung atau bangunan penting harus memperhitungkan tingkat faktor karakteristik tanah yang meliputi: jenis tanah permukaan, percepatan tanah maksimum dan periode dominan tanah permukaan yang bersangkutan.
Analisis Mikrotremor FSR Pengolahan data yang digunakan pada pengukuran bangunan menggunakan metode FSR (Floor Spectral Ratio) Dalam menentukan fungsi transfer bangunan, tidak direkomendasikan menggunakan horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR), walaupun kemungkinan perkiraan frekuensi wajar dalam beberapa kasus. Namun tidak pada dasar teori penerapan mikrotremor bangunan karena tidak dapat memberikan asumsi bahwa horizontal dan vertical spectral adalah sama pada permukaan tanah. Ini sangat berbahaya jika amplifikasi tanah sangat kuat secara signifikan.
Efek lokal Terhadap Gempa Bumi Pengaruh efek lokal terhadap gempa menunjukkan bahwa kerusakan struktur bangunan akibat gempa dan intensitas goncangan tanah selama gempa secara signifikan dipengaruhi oleh kondisi geologi, kondisi tanah setempat dan banyaknya jumlah korban jiwa yang diakibatkan oleh gempa bumi sangat signifikan [2]. Batuan sedimen yang lunak diketahui memperkuat gerakan tanah selama gempa dan karena itu rata-rata kerusakan yang diakibatkan lebih parah dari pada lapisan keras [3]. Artinya batuan sedimen merupakan faktor amplifikasi amplitudo gelombang gempa. Kota modern yang dibangun di atas sedimen lunak akan mudah mengalami kerusakan akibat amplifikasi gelombang gempa.
Pada analisis HVSR sedimen mungkin terkontaminasi respon bangunan, sehingga identifikasi resonansi dimungkinkan salah.. Skema model metode FSR Dimana H(ɷ) adalah karakter bangunan(amplifikasi bangunan), S×× respon getaran dari bangunan dan Sɋɋ respon getaran dari bangunan. Metode metode FSR ini yaitu metode fungsi transfer dari tiap lantai antara spektral bangunan dan spektral tanah. Fungsi transfer dari struktur telah diperkirakan oleh rasio spektral struktur dan spektral tanah atau spektral bidang bebas, ini disebut floor spektral rasio (FSR).Menurut Gosar metode Floor Spectral Ratio (FSR) merupakan metode standart. Untuk evaluasi kekuatan bangunan yang disebabkan
getaran seismic dan karakteristik pembangunan dapat dilakukan dengan pencatatan rekaman mikrotremor. Indeks kerentanan struktur terhadap bencana gempa dapat mengestimasi dengan menggunakan sudut drift. Hal tersebut terkait dengan percepatan gempa input dan perpindahan dari setiap lantai [4]. Parameter ini diperkirakan dari frekuensi dasar dan amplitudo dari setiap lantai yang diperoleh fungsi transfer dari struktur. Fungsi transfer dari struktur telah diperkirakan oleh rasio spektral struktur dan spektral tanah atau spektral bidang bebas, ini disebut floor spektral rasio
tertentu dan fixed duration (length) mencapai rata-rata randomec. Komponen random akan di filter. Representasi domain frekuensi menunjukkan puncak dominan dari system
II. METODOLOGI Pada praktikum kali ini dilakukan dengan beberapa tahapan yang dapat dilihat pada Gambar berikut ini :
(FSR).Menurut Gosar metode Floor Spectral Ratio (FSR)merupakan metode standart. Untuk evaluasi kekuatan bangunan yang disebabkan getaran seismic dan karakteristik pembangunan dapat dilakukan dengan pencatatan Ambient. Gambar 2. Skema model-n lantai struktur dan bentuk modenya. E. Analisis Mikrotremor RDM Metode random decrement merupakan teknik yang paling popular dalam survei geotknik dan geofisika digunakan untuk identifikasi karakteristik dinamik dan deteksi kerusakan suatu bangunan dari respon suatu gempa. Konsep RDM adalah respon dinamis dari sebuah system untuk sebuah eksitasi acak Tujuannya yaitu membatalkan komponen acak untuk mendapatkan kurva getaran bebas yang buruk dari perkiraan damping dan frekuensi natural.RDM dikenal sebagai metode transform serangakaian waktu acak dalam pengurangan energy dari getaran bebas struktur bangunan Sebuah ilustrasi skematis dari RDM diperlihatkan pada yang menunjukkan proses untuk memperoleh random decrement. Pada tingkat amplitude
Gambar 1. Flowchart
PEMBAHASAN
Pada penilitian kali ini menggunakan alat mikrotermor dengan jumlah 2 titik yang akan diambil pada saat akuisisi data lapangan. Pada pelaksanaanya dilakukan di dua tempat yang pertama di dalam halama gedung fst dan disamping halaman gedug fst.dari 2 data tersebut akan dilakukan pengolahan data menggunakan software geospy. Pengolahan data mikrotremor menggunakan software Geopsy dengan menggunakan meotde HVSR (Horrizon to Vertikal Spectral Ratio) untuk memperoleh frekuensi natural sedimen.
Gambar 3. Grafik spektrum titik pengukuran 1
Pengukuran 2
III. HASIL DAN ANALISIS Pada penelitian ini, penulis membuat model bawah permukaan dengan metode pemodelan ke depan dan pemodelan inversi. Gambar diseleksi
Pengukuran 1
Gambar diseleksi
2.
4.
Sinyal window yang
Sinyal window yang
Gambar 5. Grafik spektrum titik pengukuran 2
V. KESIMPULAN
1. Mikrotremor adalah getaran harmonik alami tanah yang terjadi secara terus menerus, terjebak dilapisan sedimen permukaan, terpantulkan oleh adanya bidang batas lapisan dengan frekuensi yang tetap, disebabkan oleh getaran mikro di bawah permukaaan tanah dan kegiatan alam lainnya. 2. Mikrotremor terdiri dari dua komponen pengukur yaitu pengukur amplitude dan pengukur periode. 3. Berdasarkan hasil analisis HVSR nilai frekuensi natural pada titik pertama yaitu 1,7 Hz dan faktor amplifikasi 2,67. Maka indeks kerentanan sesimik kg = A/fo = 1.57. Nilai frekuensi natural pada titik kedua yaitu 1,8 Hz dan faktor amplifikasi 2,61. Maka indeks kerentanan sesimik kg = A/fo = 1.45.
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Utoyo. 2007. Geografi: membuka Cakrawala Dunia. Bandung: PT. Setia Purna Inves Kusky, Timothy M. 2008. Earthquake: Plate Tectonics and Earthquake Hazards. New York: Facts on File, Inc. Sills, Alan D. 2003. Earth Science the Easy Way. New York: Baron’s Educational Series, Inc.
https://www.researchgate.net/publication/279500730_Analisis_Mikrotremor_untuk_Evaluasi _Kekuatan_Bangunan_Studi_Kasus_Gedung_Perpustakaan_ITS
