TUGAS RESUME GEOTEKNIK Roy E Hunt - Geologic Hazards A Field Guide or Geotec!nical Engineers
O"EH # KE"AS $
AN$I SU%IAN &USUF
'()**)*))*++
M, MIRA %RATAMA %RATAMA
'()**)*))*+. '()**)*) )*+.
FER$INAN$ NA%ITU%U"U
'()**)*))*/'
RONE"
'()**)*))*0'
ME""IN$A ARISAN$&
'()**)*))*0(
TRI FE1RIANTO
'()**)*))*0.
FAKU"T AKU"TAS TEKNIK GEO"OGI UNI2ERSITAS %A$3A$3ARAN ')*+
"andslides and Ot!er Failure *,* %enda!ulu %enda!uluan an *,*,* General *,*, *,*,' ' Haza Hazard rd Reco Recogn gnit itio ion n
Gaya Gaya gravit gravitas asii selal selalu u ada ada pada pada massa massa tanah tanah atau atau batua batuan n pada pada leren lereng. g. Bila Bila gaya gaya garavitasi garavitasi lebih besar dari kekuatan massa akan mengakibatkan mengakibatkan kondisi yang tidak seimbang dan dapat menyebabkan pergerakan pada lereng. Kegagalan lereng terjadi dalam berbagai bentuk, klasifikasi jenis je nis dan bentuk kegagalan kegag alan lereng terbagi terbag i menjadi :
Tipe dan bentuk kegagalan lereng Hubungan antara kondisi gelogi dan potensi kegagalan lereng Signifikansi kegiatan lereng atau jumlah dan laju pergerakan lemen stabilitas lereng Karakteristik bentuk kegagalan lereng !lihat Bagian ".#$ %enerapan analisis matematis !lihat Bagian ".&$
Tabel "." Klasifikasi Kegagalan 'ereng
(aktor utama klasifikasi meliputi:
Bentuk Gerakan : (all, slide, aliran slide ! longsoran $ , arus Bentuk permukaan kegagalan : )r* + shape, planar, tidak teratur, tidak jelas assa assa koh kohere erensi nsi : koh koher eren, en, dengan dengan strukt struktur ur asli asli pada pada dasar dasarnya nya utuh utuh meski meskipun pun
dislokasi, atau tidak koheren, dengan struktur asli han*ur -onstitution : Satu atau beberapa blok, atau massa heterogen tanpa blok
#
%enye %enyebab bab Kega Kegagal galan an : Kekua Kekuata tan n tarik tarik atau atau kekuat kekuatan an geser geser meleb melebihi ihi sepanj sepanjan ang g permukaan kegagalan, atau penggalian hidrolik, atau kekuatan yang berlebihan rembesan
(aktor lain yang perlu dipertimbangkan termasuk :
assa perpindahan : umlah perpindahan dari /ona kegagalan, yang dapat bervariasi
dari ringan sampai ke*il. enis Bahan : Blok batu atau lembaran tebal, *ampuran *ampuran batu dan tanah !puing+puing$,
pasir, silts, blok dari tanah liat over*onsolidated, over*o nsolidated, atau lumpur lumpu r !tanah lemah kohesif$. Tingkat pergerakan selama kegagalan : Bervariasi dari sangat lambat dan hampir tidak kelihatan hingga sangat *epat, seperti pada Tabel ".# .
Tabel ".# Ke*epatan Gerakan untuk Slope Kegagalan (ormsa
Slo4e Aci5ity
Slope Slope a*tivit a*tivity y berkait berkaitan an dengan dengan jumlah jumlah dan laju pergerakan pergerakan lereng lereng yang terjadi terjadi.. %erg %ergera erakan kan lereng lereng dapat dapat terj terjadi adi se*ara se*ara tiba+ tiba+ti tiba ba di leren lereng g stabi stabil, l, meski meskipun pun serin sering g kali kali perlahan+lahan melalui beberapa tahap. umlah dan tingkat pergerakan bervariasi dengan tahap kegagalan untuk beberapa bentuk kegagalan.
'ongsoran pada kegagalan lereng dapat diklasifikasikan oleh lima tahapan kegiatan : ". Slope st stabil
&
#. arly (ailure Stage : terjadi rayapan dengan atau tanpa ketegangan retakan di permukaan !tabel ".&$. Ke*epatan rayapan umumnya beberapa in*i pertahun Tabel ".& Kondisi geologi dan Bentuk Khas Kegagalan 'ereng
&. 0ntermediate (ailure stage : terjadi pergerakan dan blok mulai terpisah. Ke*epatan gerakan dapat berkisar hingga sekitar 1*m2hari, dan akan lebih *epat bila musim hujan dan badai, dan akan berkurang saat kering. Gerakan dipengaruhi pula oleh banjir, gelombang tinggi, dan gaya gempa. 'ereng ini dapat tetap utuh dalam kondisi ini selama bertahun+tahun. 3. %artial total failure : blok besar dan sebagian massa tidak stabil telah bergerak berpindah lokasi 1. -omplete (ailure : seluruh massa tidak stabil telah berpindah ke lokasi akhirnya
*,*,+
Rating t!e Hazard and t!e Ris6
Kegagalan lereng yang ada dan potensial harus dievaluasi dari segi tingkat bahaya dan resiko. Keben*anaa menga*u pada kegagalan lereng sendiri dalam hal besarnya potensi dan probabilitas kejadian. 4isiko menga*u pada konsekuensi dari kegagalan pada aktivitas manusia. 3
4ating keben*anaan adalah besarnya potensi dan peluang kegagalan. Besarnya menga*u pada volume material yang mungkin gagal, ke*epatan gerakan, dan luas lahan yang mungkin akan terpengaruh. Hal ini terkait dengan geologi, topografi, dan kondisi *ua*a. 4ating keben*anaan atau bahaya terbagi menjadi tidak ada bahaya, bahaya rendah, bahaya sedang, dan bahaya tinggi. 4ating dasar resiko adalah jenis proyek dan konsekuensi dari kegagalan. 4ating resiko terbagi menjadi tidak ada resiko, resiko rendah, resiko sedang, resiko tinggi, dan resiko sangat tinggi.
*,*,/
Ele7ent o Slo4e Sta8ility
Se*ara sederhana kegagalan lereng adalah hasil dari gaya gravitasi yang bekerja pada massa yang bisa merambat perlahan, jatuh bebas, longsoran, atau aliran. Stabilitas dapat bergantung pada sejumlah variabel yang kompleks, yang dapat ditempatkan kedalam empat kategori umum sebagai berikut : ". #. &. 3.
Topografi : dalam hal kemiringan dan tinggi lereng Geologi : dalam hal struktur dan kekuatan material -ua*a : dalam hal kekuatan rembesan, ke*epatan dan kuantitas run+off )ktivitas seismik : karena mempengaruhi gaya inertial dan rembesan
ekanisme massa longsoran 5iagram pada gambar ".6 mengilustrasikan konsep kegagalan lereng yang terjadi saat kekuatan pendorong lebih besar dari penahan.
Gambar ".6 Gaya yang bekerja pada silinder dan planar permukaan kegagalan. !a$ permukaan kegagalan silinder rotasi dengan panjang '. (aktor keamanan terhadap geser, (S. !b$ kegagalan baji sederhana di permukaan planar dengan panjang '. !7 %erhatikan bah8a ekspresi untuk (S umumnya dianggap tidak memuaskan, lihat teks$. 1
5alam gambar , berat 9 massa dibatasi oleh potongan ab* sebagai kekuatan pendorong, gaya penahannya yaitu kekuatan geser s sepanjang bidang gelin*iran. (S biasanya didefinisikan sebagai
Geo7etri "ereng 9Ga78ar *,:a; 5rifing for*e dan runoff bertambah seiring bertambahnya kemiringan lereng dan
ketinggian. Kuantitas runoff dan velo*ity berhubungan langsung dengan jumlah erosi, dan diba8ah kondisi tertentu dapat menyebabkan hydrauli* e;*avation, menghasilkan avalan*hes dan flo8. (ormasi geologi sering kali memiliki karakteristik inklinasi yang tidak stabil, sebagai *ontoh tanah residual pada &<+3<=, *olluvium pada "<+#<=, dan tentunya berdiri tegak terhadap ketinggian tertentu. 0nklinasi bertambah akibat :
%engupasan lereng saat proses pembangunan yang seharusnya diatur oleh analisis dan pertimbangan rosi, sebagai hasil pengupasan lereng bagian ba8ah oleh ombak atau gelombang %ergerakan tektonik, dapat mema*u terjadinya longsor
Ketinggian Lereng Ketinggian lereng bertambah akibat adanya filling pada pun*ak lereng, erosi diba8ah dasar
lereng, atau aktifitas tektonik. 5riving for*e turut terpengaruhi akibat berubahnya ketinggian lereng ini. !gambar ".6$
>
(igure ".? (aktor utama yang memperngaruhi kestabilan lereng Stru6tur Material 9Ga78ar *,:8; Struktur material mempengaruhi jenis, lokasi, bentuk, dan bentk dari longsor
permukaan yang mungkin terjadi, dan dapat dikategorikan kedalam dua kategori utama yaitu: uniform dan nouniform. aterial @niform aterial uniform terdiri dari satu jenis tanah atau batuan, utuh dan bebas dari diskontinuitas. 5ilihat dari aspek stabilitas lereng, material uniform terbatas untuk formasi tanah tertentu. 4otational failure normal terjadi dengan kedalaman dari failure surfa*e tergantung pada lokasi phreati* surfa*e dan dengan variasi kekuatan dengan kedalaman, flo8 umum terjadi tanah berbutir halus. Aonuniform aterial (ormasi dengan berbagai ma*am lapisan material, dan diskontinuitas dieprlihatkan oleh perlapisan, joint, shear, fault, foliasi, dan sli*kensides dapat terlihat di nonuniform. (aktor perngontrol untuk stabilitas adalah orientasi dan ketahanan dari diskontinuitas, dimana itu semua memperlihatkan permukaan bidang lemah di lereng. %lanar slides terjadi sepanjang kontak antar dipping dari lapisan batuan sedimen dengan joint, fault, shear /one, sli*kensides, dan foliasi. 5imana dposit yang relatif tipis dari tanah menumpuk lereng permukaan batuan, progressive failure mungkin terjadi dan dapat berkembang menjadi debris avalan*hes. Keta!anan Material 9Figure *,:8;
Ketahanan material membantu resisting for*e sepanjang bidang gelin*ir dan seringkali harganya ditentukan oleh test. 'ereng seringkali longsor pada range dari ketahanan, berma*am dari peak sampai residual, dan terdistribusi sepanjang bidang gelin*ir. 'ereng yang pernah mengalami longsor akan memiliki ketahanan mendekati residual, tergantung pada 8aktu restitusi yang ada setelah terjadinya longsor tersebut. %elapukan kimia sering terjadi pada tanah residual sepanjang diskontinuitas pada massa batuan, ini dapat menjelaskan beberapa kejadian longsor yang terjadi se*ara tiba+tiba pada massa batuan yang terlihat stabil untu k8aktu yang *ukup lama. Te6anan Re78esan 9Figure *,:c; Tekanan rembesan dapat mengurangi resisting for*e sepanjang bidang gelin*ir atau
menambah driving for*e. %ada umumnya, tekanan rembesan akan bertambah seiring bertambahnya inflitrasi air hujan dan pengisian reservoir air tanah, dimana akan meningkatkan 8ater table atau phreati* surfa*e. Kenaikan muka air tanah adalah isu yang 8ajar. Cariable yang mempengaruhi kenaikan ini adalah *urah hujan yang terakumulasi dan meningkatkan saturasi ba8ah permukaan untuk periode tertentu, intensitas dari badai, tipe dan densitas dari vegetasi di permukaan, tipe drainase dari material geologi, kemiringan lereng dan fitur topographi lain. Gempa pun dapat meningkatkan pore+air pressures, seiring dengan bertambahnya pore8ater pressures. Runo 9Figure *,:d; Kuantitas dan velositas dari sebuah runoff menjadi faktor utama dalam proses erosi,
dan dapat menyebabkan avalan*hes dan flo8s. 0ntensitas badai, kejenuhan ba8ah permukaan, vegetasi, kemiringan lereng dan fitur topographi lain juga turuu mempengaruhi runoff. Banyak avalan*hes dan flo8 yang terjadi akibat dari hydrauli* e;*avation selama berlangsungnya hujan2badai yang intens, umum terjadi di /ona iklim tropis dan semiarid. )ir bergerak menuruni lereng tanah yang terurai akibat tekanan rembesan, dan seiring dengan bertambahnya volume dan velositas, kapasitas untuk mengerosi tanah akan semakin tinggi. S*ar yang ditinggalkan debris avalan*hes terlihat di (igure "."<
6
(igure "."< Singkapan batuan yang tererosi akibat runoff *,' Kara6teristi6 1entu6 "ongsoran *,',* Raya4an 4ayapan bergerak lambat, deformasi tak kasat mata pada material lereng diba8ah
tekanan level rendah, dimana normalnya berefek hanya pada sedikit bagian lereng, namun dapat berupa deep+seated jika ditemukan /ona lemah. 4ayapan merupakan hasil dari gravitasi dan tekanan rembesan, men*iptakan kondisi yang memungkinkan terjadinya sliding. 4ayapan merupakan karakteristik dari material kohesif dan massa soft ro*k pada lereng agak *uram sampai *uram.
*,',' 3atu!an atuhan adalah longsor dadakan pada lereng vertikal atau mendekati vertikal yang
melibatkan satu atau beberapa blok material yang jatuh bebas dari ketinggian. Toppling atau overturning dari massa batuan juga umumnya terjadi bersamaan dengan jatuhan. %ada tanah, ?
jatuhan diakibatkan oleh pengupasan lereng akibat gelombang atau erosi ombak dan biasanya dibantu oleh tekanan pori. %ada massa batuan, jatuhan diakibatkan oleh pengupasan lereng oleh erosi ataupun manusia untuk keperluan pengembangan jalan misalnya. atuhan mejadi karakteristik khusus pada lereng vertikal atau hampir vertikal yang berada pada kondisi lemah ataupun massa batuan yang telah terkekarkan. Sebelum total failure tejadi, seringkali dia8ali oleh adanya retakan+retakan, setelah terjadi total failure, massa batuan yang masih fresh akan tersisa dan talus debris akan terakumulasi di dasar lereng.
(igure "."# %ohon yang bengkok kemudian tumbuh lurus men*irikan adanya pergerakan tanah se*ara perlahan dalam 8aktu yang lama !Bandung, ava$ *,',+ "ongsoran %lanar 4ada Masa 1atuan Bentuk longsoran planar pada massa batuan meliputi :
'un*uran blok yang melibatkan satu unit dan ukurannya relatif ke*il !photo, (igure
"."1$. 'un*uran Slab yang melibatkan satu unit dan ukurannya relatif ke*il sampai sangat
besar !photo, (igure ".">$. 9edge failure sepanjang perpotongan bidang melibatkan satu atau lebih unit dengan
ukuran ke*il sampai sangat besar !(igure ".6"$ 'ongsoran tranlasional : elun*ur sebagai unit, beberapa unit, melun*ur sepanjang
satu atau lebih bodang planar !(igure ".#b$. 'un*uran massa batuan maasive melibatkan beberapa unit, dengan ukuran ke*il
sampai sangat bear, seringkali dalam velositas tinggi !(igure "."$. 'un*uran Blok dan slab dapat menjadi perusak, namun lun*uran massa batuan massive seringkali menjadi ben*ana di daerah pegunungan, dan banyak diantaranya tidak dapat di*egah hanya untuk dihindari.
"<
(igure "."1 'un*uran blok granite dengan ukuran ke*il !4io 5e aneiro, Bra/il$
(igure "."S*ar di lun*uran Gros Centre dilihat di Grose Centre 4iver, 9yoming )gustus "? Kena74a6an 'ongsoran planar adalah karakteristik dari :
'apisan batuan sedemen dengan dipping selaras atau hampir selaras dengan
skemiringan lereng. 0ni menghasilkan blok glide atau lun*uran massive massa batuan (ault, foliasi, shear atau joint terbentuk sepanjang bidan lemah atau perpotongan dari
permukaan lereng %erpotongan joint menghasilkan 8edge failure, dimana sering terjadi di tambang open+pit ""
Hard 4o*k yang telah terkekarkan menghasilkan blo*k glide ;ofoliation pada massa granit menghasilkan slab glide Sebelum longsor total terjadi, retakan sering terjadi akibat dari slight displa*ement Setelah longsor total terjadi, blok dan slab terpisah dari fresh s*raps. 'ongsoran massive batuan meninggalkan permukaan yang minim vegatasi, bervariasi dalam lebar dari sempit sampai lebar dan dengan massa debris yang banyak pada dasar lereng. ereka dapat berhenti melun*ur jauh dari lereng seiring dengan besarnya velositas dari gerakannya. *,',/ Slides rotasi di Roc6
5alam bentuk slide rotasi , massa berbentuk *ekungan dimulai dengan kegagalan rotasi sepanjang permukaan pe*ah silinder. %ada akhir kegagalan , massa telah bergerak se*ara substansial , dan lereng *uram tetap di atas. %enyebab utama yaitu peningkatan
kemiringan
lereng
,
pelapukan
,
dan
pasukan
rembesan.
*,',0 Slides rotasi dala7 Tana!
Bentuk umum pergeseran tanah adalah rotasi terhadap beberapa atau lebih dan dibatasi oleh permukaan yang berbentuk silinder. %enyebab utama adalah kekuatan rembesan dan peningkatan kemiringan lereng , dan randa struktur di tanah residual . Biasanya , baik volume massa yang terlibat atau jarak yang ditempuh besar , karena itu, konsekuensi ben*ana ke*il terjadi meskipun slide kemerosotan menyebabkan kerusakan besar untuk struktur . akibat dari pergerakan tanah ini biasanya dapat distabilkan
atau
diperbaiki
.
*,',< %enye8aran lateral dan %rogresi Kegagalan
Kegagalan lateralis spreading adalah bentuk kegagalan planar yang terjadi di kedua tanah dan massa batuan . Se*ara umum, strain massa sepanjang permukaan planar , merupakan /ona lemah. )khirnya , blok semakin membebaskan diri sebagai gerakan retrogresses arah kepala . %enyebab utama adalah kekuatan rembesan , kemiringan lereng meningkat dan tinggi , dan erosi pada jari kaki . Kegagalan dalam mode ini pada dasarnya tidak dapat diprediksi dengan analisis matematis , karena seseorang tidak dapat mengetahui dimana titik retak ketegangan pertama akan mun*ul , membentuk blok pertama . Aamun demikian , kondisi potensi ketidakstabilan dikenali "#
, karena karakteristik tanah tertentu dan formasi batuan . Kegagalan biasanya berkembang se*ara bertahap , yang melibatkan volume besar , tapi bisa tiba+tiba dan terjadi ben*ana. *,',( $e8ris Slides
5ebris slide melibatkan massa tanah dan fragmen batuan .Bergerak sebagai satu unit atau nomor unit sepanjang permukaan planar. 5ebris slide sering terjadi progresif dan dapat berkembang menjadi longsoran atau arus. %enyebab utamanya adalah peningkatan kekuatan rembesan dan ke*enderungan kemiringan , dan kejadian ini meningkat se*ara substansial oleh vegetasi stripping.5engan massa yang sangat besar dapat terlibat dengan *ara bertahap mengembangkan gerakan progresif, tetapi pada 8aktu failure total satu blok dapat terjadi tiba+tiba
=onto! dari Kerusa6an yang 8esar
-ollivium pada Shale lereng The %ennington serpih dari -umberland dataran tinggi di Tennessee dan strata sedimen di )ppala*hian dataran tinggi %ennsylvania barat mengembangkan tebal *olluvial overburden, yang merupakan sumber masalah geser dalam pemotongan dan pengisian sisi+ bukit . Sifat masalah kemiringan dan Geologi beserta solusinya dijelaskan se*ara rin*i oleh 4oyster !"?&, "??$ dan Hamel !"?6<$.
*,',. $e8ris A5alanc!es
5ebris avalan*hes adalah gerakan yang sangat *epat dari tanah dan debris batuan yang mungkin, atau mungkin tidak, dimulai dengan pe*ahnya sepanjang permukaan failure. Semua vegetasi dan tanah yang gembur dan material batuan dapat tergerus dari permukaan suatu batuan. %enyebab utama adalah tingginya rembesan, hujan deras, lelehan salju , sno8slides, gempa bumi, dan *reep yang mana se*ara bertahap dihasilkan dari lapisan batuan.(ailure terjadi tiba+tiba dan tanpa peringatan yang mana pada dasarnya tidak terduga ke*uali untuk pemberitahuan bah8a akan terdapatnya ben*ana. fek dapat menjadi ben*ana di daerah built+up di lereng *uram yang tinggi di ba8ah kondisi geologi yang sesuai =onto! dari Kerusa6an yang 8esar
Ranrahirca and Yungay, Peru
"&
Salah satu ben*ana debris yang paling besar dalam sejarah modern terjadi di %egunungan )ndes %eru pada tanggal "< anuari "?>#. 5alam jangka 8aktu menit, &1<< orang meninggal dan tujuh kota, termasuk 4anrahir*a, yang terkubur di ba8ah lapisan es, air, dan puing+puing !*5onald dan (let*her, "?>#$. )valan*he dimulai dengan runtuhnya Gla*ier 1"# dari pun*ak &<< m, Aevada Huas*aran. 5ipi*u oleh men*airnya & juta ton es dan mengalir menuruni tebing mengangkat debris dan tumpah keluar ke lembah yang relative subur pada elevasi 3<<
*,',: $e8ris Flo>s
5ebris flo8s memiliki kesamaan dengan debris avalan*he , ke*uali kuantitas air yang diba8a oleh debris flo8 yang menyebabkan mengalir seperti lumpur . Bahkan perbedaan diantara debris flo8 dan debris avalan*he *ukup sulit . %enyebab utamanya adalah hujan lebat , runoff tinggi dan material permukaan yang loose .
*,',*) Roc6-Frag7ent Flo>s
Sebuah massa batuan bisa tiba+tiba loose dan bergerak menuruni lereng
pada
ke*epatan tinggi yang mana berasal dari hasil failure dari /ona bed lemah atau /ona di lereng yang lebih rendah menyebabkan hilangnya daya dukung pada assa diatasnya. %elemahan bisa berasal dari pelapukan, frost 8edging, atau penggalian. (ailure terjaditiba+tiba, tidak terduga, dan dapat menjadi ben*ana.
=onto! dari Kerusa6an yang 8esar
Turtle ountain Slide pada musim semi "?<& menghan*urkan sebagian besar kota (rank , )lberta , Kanada . 'ebih dari &< juta m& reruntuhan batu berpindah menuju ba8ah lereng dan keluar ke dasar lembah untuk jarah lebih dari " Km dalam 8aktu kurang dari # menit .Gunung ini adalah limb dari suatu antiklin yang terdiri dari batu kapur dan serpih . (ailure yang terjadi se*ara tiba tiba dimulai pada perlapisan dalam serpih yang lebih rendah
*,',** Soil and Mud Flo>s
Tanah dan udflo8 umumnya melibatkan massa tanah jenuh bergerak sebagai *airan kental, namun se8aktu+8aktu bisa terdiri dari massa kering. %enyebab utamanya adalah "3
gempa bumi yang menyebabkan tinggi pori udara tekanan !loess$ atau tekanan air pori tinggi, pen*u*ian garam dari tanah liat laut meningkatkan sensitivitas mereka, diikuti oleh kondisi *ua*a buruk, lateral yang penyebarannya diikuti oleh keruntuhan mendadak struktur tanah, dan *urah hujan yang tinggi pada massa pen*airan atau penarikan tiba+tiba aliran air banjir. )rus terjadi tiba+tiba, tanpa peringatan, dan dapat mempengaruhi daerah yang luas dengan konsekuensi ben*ana.
=onto! dari Kerusa6an yang 8esar
". udflo8 )*ho*allo , 'a %a/ Bolivia 5ipi*u dari gempa bumi beberapa ribu tahun yang lalu , di tepi Bolivia )ltiplano pada elevasi 3<<< meter tergelin*ir dan mengalir menuruni lembah 4io 'a %a/ pada ketinggian sekitar "1<< meter lebih rendah . )ltiplano adalah sisa sisa bed dari danau kuno . Dang mana mungkin saja perpanjangan dari danau Titi*a*a , didasari oleh lapisan tebal pasir dan kerikil di ba8ahnya yang setidaknya beberapa ratus meter dari tanah liat dan endapan danau silts, interbedded dengan tanah liat asal vulkanik. #. %rovinsi Euebe* , Kanada Terletak di Saint ean Cianney pada 3 ei "?" . assa dari lempung gla*iomarine menjadi
*air sepenuhnya menghan*urkan
banyak rumah
dan
menyebabkan &" kematian pada korban . 4obohnya lereng pada lempung di daerah laut Fuebe* terkonsentrasi di daerah yang dikaitkan dengan re/im aliran air tanah akibat adanya lembah di permukaan batuan yang mendasarinya !Tavenas et al., "?"$. 'embah+lembah menyebabkan aliran gradien ke atas dan tekanan artesis di jari kaki lereng. Bagian atas dari profil tanah dikenakan untuk perkolasi ke ba8ah permukaan air karena adanya strata pasir. %enurunan perkolasi dan aliran ke atas menghasilkan pen*u*ian intens tanah liat, mengakibatkan penurunan kekuatan geser undrained dan peningkatan sensitivitas . Studi lapangan memiliki menunjukkan hubungan erat antara konfigurasi batuan dasar dan sifat deposit tanah liat di ba8ahnya. &. Fui*k -lays di Aor8egia Sekitar 3<.<<< km# Aor8egia memiliki deposito tanah liat gla*iomarine yang terbaring di atas permukaan yang tidak teratur dari granit gneiss, mirip dengan kondisi yang ada di Fuebe*. Selama masa postgla*ial, daerah telah terangkat sehingga permukaan ini naik sekitar
"1
"6< m di atas permukaan laut. Khas stratigrafi men*akup 1 sampai m kaku . Aormalnya pe*ahan lempung tersebut berkonsolidasi dengan lempung marine yang lebih lunak yang meluas hingga kedalaman lebih dari < meter pada lokasi tertentu .
*,',*' Ketida6sta8ilan "antai Sa7udera General
Berbagai bentuk kegagalan lereng telah ditemui di lepas pantai , termasuk rotation slide dan shallo8 slump , flo8s , dan depresi runtuhan. %enyebab utamanya adalah gempa bumi , gelombang laut !badai$ yang menginduksi tekanan ba8ah laut , beban pengendapan terakumulasi se*ara *epat dan diferensial di atas sedimen yang lemah, serta degradasi biokimia bahan organik membentuk sejumlah besar gas insitu yang melemahkan tanah dasar laut. Kegagalan lepas pantai !ro*k failure$ dapat terjadi tiba+tiba dan tak terduga, menghan*urkan platform produksi minyak, kabel ba8ah laut, dan pipa. )rus besar yang disebut turbidity *urrent bisa bergerak jarak yang sangat jauh. -ontoh :
Teluk )laska Teluk eksiko
*,+ %enilaian "ereng *,+,* U7u7 Tu?uan
%enilaian dari suatu lereng yang ada tidak stabil atau berpotensi tidak stabil , atau lereng yang akan dipotong , memberikan dasar untuk pemilihan *ara pera8atan lereng . %ilihan penanganan membutuhkan perkiraan bentuk failure, volume material yang terlibat, serta tingkat bahaya dan risiko. %enilaian dapat didasarkan pada analisis kuantitatif dalam situasi tertentu, tetapi dalam banyak kasus harus didasarkan pada evaluasi kualitatif karakteristik lereng dan lingkungan faktor termasuk *ua*a dan aktivitas seismik . Fa6tor Kunci &ang Men?adi %enilaian
Sejarah aktivitas slope failure lokal sebagai akibat dari konstruksi, kondisi *ua*a ,aktivitas seismik, atau faktor lain, dalam hal failure bentuk dan besaran . ">
Kondisi Geologi termasuk bentuk potensial failure terkait dan kesesuaian untuk analisis matematis, faktor kekuatan geser material !konstanta, variabel , atau subyek
pada perubahan atau pen*airan$ , dan kondisi air tanah. Geometri lereng dalam hal pengaruh ke*enderungan , tinggi , dan bentuk pada
kekuatan potensial rembesan, limpasan, dan volume failure. %ermukaan indikasi ketidakstabilan seperti rayapan, s*ars, poin rembesan , dan
retakan akibat tegangan. Tingkat aktivitas lereng yang ada. (aktor *ua*a ! *urah hujan dan suhu $ dalam hal hubungan antara sejarah dan kondisi *ua*a jangka panjang baru+baru ini
dalam pandangan aktivitas lereng, stabilitas
lereng potong yang ada, tingkatan tanah, dan kemiringan rembesan . *,+,' Sta8ilitas Analisis # Se8ua! Tin?auan Sing6at %rinsi4 U7u7 Hu8ungan dasar
)nalisis stabilitas lereng dengan prosedur matematika hanya berlaku untuk evaluasi kegagalan dengan menyatukan bersama beberapa permukaan yang
didefinisikan .
'ongsoran, flo8, jatuhan, dan kegagalan progresif tidak dapat dinilai se*ara matematis dalam kondisi sekarang ini. Shear failure terjadi ketika tahanan geser yang tersedia di sepanjang permukaan beberapa failure lereng dilampaui oleh tekanan geser dikenakan pada permukaan kegagalan.
Se*ara statistik bentuk failure dapat diklasifikasikan sebagai :
0nfinity slope gerak translasi di bidang paralel ke permukaan tanah yang panjangnya lebih besar dibandingkan dengan kedalaman di ba8ah permukaan ! efek
akhir dapat diabaikan $ ! orgenstern dan Sangrey , "?6$ . (inite Slope , permukaan planar + perpindahan dari satu atau lebih blok , atau bentuk
8edgeshaped sepanjang permukaan planar dengan panjang terbatas. (inite Slope, permukaan melengkung + rotasi sepanjang permukaan melengkung kira kira seperti busur melingkar, log + spiral, atau bentuk silinder.
"i7it E@uili8riu7 Analysis
(aktor keamanan terhadap pe*ahan, diberikan sebagai :
"
S!ear Strong Factors %ara7eter Ke6uatan
%arameter dasar kekuatan adalah sudut geser dalam !$ dan kohesi *. (ri*tional Shear Strength maksimum : S7a B N Tan C Tegangan Total dan Tegangan Ee6ti
Setelah memperhitungkan tekanan antar pori !@$ : S7a B 9 N - U ; Tan C Kriteria Failure
Kriteria ohr + -oulomb mendefinisikan failure dalam hal satuan kekuatan geser dan jumlah tekanan sebagai berikut : S B c D n tan C S B c D n tan C 9 *0 ;
Mode Failure Surace dan Hu8ungan Sta8ilitas Ininite Slo4e Analysis
0nfinite slope dan gaya yang bekerja pada sebuah elemen di lereng diilustrasikan pada Gambar ".>&. 5alam masalah infinite slope, baik ketinggian lereng maupun panjang permukaan failure 5iperhitungkan saat material rendah kohesinya.
Hubungan kesetimbangan antara dan sudut kemiringan untuk berbagai kondisi kohesi diberikan pada Gambar ".>3, di mana T adalah total geser resistensi, diringkas sebagai berikut: "6
'ereng kering : i I !angle of repose untuk pasir$, T I A tan 'ereng basah : i I , T I AJ tan J, dan
(S I !9 *os i$ tan J2 9 sin i
4embesan paralel pada lereng dengan permukaan air bebas bertepatan dengan
permukaan tanah Kondisi infinite slope bisa berada di tanah dengan kohesi yang berfungsi untuk meningkatkan sudut lereng yang stabil i. Kondisi ini umumnya terjadi di mana ketebalan lapisan posisi permukaan kegagalan yang dapat berkembang dibatasi oleh batas ba8ah dari bahan yang lebih kuat.
Finite Slo4e# %er7u6aan %lanar Failure
Kasus ": %ermukaan planar failure tunggal dengan lokasi diasumsikan melibatkan satu blok dan tidak ada tekanan air !Gambar ".>1$. (S I !9 *os i$ tan 2 9 sin i Kasus #: blok tunggal dengan *left+8ater pressure dan kohesi sepanjang permukaan failure dengan lokasi diasumsikan !Gambar ".>>$: (S I *) L !9 *os i + @$ tan M 2 9 sin i L C
"?
di mana ) adalah luas dasar blok, C total tekanan air bersama di 8ajah hulu blok, @ tekanan air total yang bekerja pada daerah basis !tekanan air batas$, * kohesi, bertindak atas daerah basis dan 9 berat total blok, berdasarkan Nt. Kasus &: Simple 8edge bekerja bersama satu permukaan failure terus menerus dengan kohesi dan tekanan air, lokasi permukaan failure dikenal !Gambar ".>$: (S I -' L !9 *os O + @$ tan M 2 9 sin O di mana ' adalah panjang permukaan failure. Kasus 3: Simple 8edge dengan retakan akibat tegangan dan *left+8ater pressure C dan @. (S I cL+!W *os O+U +V sin O$ tan M2 W sin O+V *os O 5imana, L I ! H + z $ *ose* O, U I "2#N8 z 8 ! H + z $ *ose* O, V I "2#N8 z 8#, W I "2#Nt H # P"+! z 2 H $#M*otO+*ot iQ
atau W I "2#Nt H # P"+ z 2 H $# *ot O !*ot O tan i+"$M
#<
Eart!@ua6e Forces
etode pseudostati* telah menjadi pendekatan yang konvensional sejak dahulu.kestabilan dari massa yang melun*ur ditentukan untuk kondisi loading stati* dan efek dari kekuatan gempa di masukan termasuk ekuivalen kekuatan hori/ontal yang mengenai massa terssebut.kekuatan hori/ontal dapat mengekspresikan produk dari beban mass yang melun*ur dan sebuah koefisien seismi* yang menunjukanfraksi dari akselerasi yang dikarenakan oleh gravitasi. Teknik analisis dinamik menyediakan hasil yang lebih realistiktetatpi memeliki validitas yang terbatas.
*,+,+, Slo4e =!aracteristic
%enaksiran kuaitatif dari lereng menyediakan dasar untuk memprediksi potensi runtuh dan memilih metode pera8atan ,dan untuk mengevaluasi aplikasi dari solusi matematika Kondisi Geologi (aktor signifikan #"
+material yang membentuk lereng!pada batuan:tipe dan derajat pelapukan$ dan juga Engineering Properties
+
5iskontinuitas
formasi,seperti
pada
lereng
batuan
adalah
kekar,gerusan,perlapisan,folasi,sesar,sli*kensides dan permukaan batuan + kondisi air tanah +kekar pada massa batuan yang ada di lereng *uram dapat terbentuk di air terjun,longsoran,salju longsor dan aliran. + tanah reidu pada lereng moderat sampai *uram dengan iklim yang basah dapat runtuh se*ara progresif. +-olluvium umumnya tidaka stabil pada lereng yang ada di iklim basah dam jika terpotong dapat runtuh dalam volume yang besar,biasanya se*ara progresif.
Slo4e Geo7etry
lemen signifikan dari geometri slope adalah in*linasi,tinggi dan bentuk.aspek dari inklinasi dan tinggi berhubungan dengan titik tertentu pada lereng. Topographi* ;pression 5alam lereng natural maupun potongan,ekspresi topografi mempunyai pengaruh yang kuat tentang dimana keruntuhan akan terjadi sejak landform menyediakan *ontrol natural dalam infiltrasi dan runoff dari air hujan. 'o*ation of -ut on Slope %otongan pada bagian ba8ah perpendi*ular pada strikenya akan stabil pada in*linasi yang lebih *uram daripada potongan yang dibuat parallel dengan strikenya. Surace =ondition
Seepage %oint Rbservasi Seepage point harusnya dibuat berdasarkan konsiderasi dari kondisi *ua*a ynag terjadi saat pekan+pekan juga permusim pada tahun tersebut dan sejsrah iklim regionalnya. Cegetation 5ensitas dari vegetasi adalah fa*tor penting dalam kestabilan lereng. 0ndi*ations of 0nstability (itur
permukaan
yang mengindikasi ketidakstabilan
termsuk
batang pohon yang
bengkok,tiang dan pagar yang bengkok dan retakan sepanjang lereng Slo4e Acti5ity
5egrees of )*tivity ##
'ereng terdapat pada berma*am aktifitas yang dapat mempengaruhi dalam runtuhnya lereng tersebut.
*,+,/ Fa6tor =uaca
Korelasi dari hujan dan kegagalan lereng Siginifikansi Saturasi tanah dan hujan adalah fa*tor utama dalam kegagalan lereng dan mempengaruhi insiden,bentuk dan magnitudenya.mengevaluasi data hujan sangat penting dalam mengantisipasi dan memprediksi kegagalan lereng Tiga )spek %enting ". Siklus klimat sepanjang tahun #. )kumulasi hujan &. 0ntensitas badai Berdasarkan intensitas hujanya, Guidi*ini dan 08asa memaparkan bah8a: +
Hujan dengan 0ntensitas ekstrim,"# lebih banyak daripada intensitas tahunan
+
rata rata atau lebih.dapat menyebabkan lkegagalan lereng natural di area tersebut. Hujan dengan intensitas sampai "# dari rata rata pertahun ketika siklus presipitasi norma ataupun lebih tinggi dapat menyebabkan kegagalan,tetapi jika tingkat presipitasi lebih rendah dari rata rata pertahun.kegagalan jarang terjadi
+
8alaupun dengan intensitas samapai "# H@jan dengan intensitas 6 atau kurang umunya tidak menyebabkan kegagalan lereng
E5aluating Eisting =ut Slo4e Sta8ility
Sering untuk mengevaluasi sebuah potongan lereng yang terlihat stabil untuk menformulasi keputusan apakah hal tersebut benar Temperature Temperatur beku dan adanya pembekuan pada lereng tanah dan batuan sangat signifikan.pembekuan tanah dapat menyebabkan runtuhnya lereng tersebut,atau pada musim semi ndntinya akan membuat tekanan air tinggi yang dapat menyebabkan keruntuhan.
*,+,0 Hazard Ma4s and Ris6 Asses7ent
Tujuan
#&
%eta keben*anaan dapat menyediakan dasar untuk mengestabilisasi bentuk dari pera8atan yang dibutuhkan dan juga menyediakan untuk pera8atan dalam pekerjaan di masa depanya. Ha/ard 4ating Systems %ada akhir akhir ini berma*am organisasi telah mengembangkan system reting ben*ana.di )merika Serikat yang paling umum digunakan adalah 4o*kfall Ha/ard 4ating Systems !4H4S$ The Slope (ailure Ha/ard ap 1 tingkat ben*ana digunakan untuk mendeskripsi kondisi : ". Sangat Tinggi : keruntuhan besar se*ara relatifakan menutup jalan .lereng sangat *uram dengan tanah residual atau *olluvial tipis yang menutupi batuan, dan
air substansial yang mempenetrasi massa batuan menyebabkan
ketidakstabilan dan keruntuhan. #. Tinggi : Keruntuhan besar se*ara relative mungkin
akan menutup
jalan.keruntuhan telah terjadi pada tanah residua tau *olluvial pada lereng dengan ke*uraman sedang. &. Sedang:@mumnya keruntuhan
tidak
akan
menutup
jalan
se*ara
penuh.keruntuhan ke*il terjadi pada tanah residu pada lereng *uram . 3. Ke*il:%otongan ke*il pada lereng yang kuat dan stabil.dapat terjadi beberapa erosi tetapi umumnya tidak ada masalah serius pada lereng. 1. Ao Ha/ard: bagian ba8ah batuan kuat atau potongan ke*il pada tanah yang kuat. %erla6uan untu6 "ereng Fa6tor dasar
(aktor pertama yang perlu dipertimbangkan dalam tujuan pemilihan perlakuan kemiringan, dapat terbagi menjadi dua kategori : %erlakuan preventif yang diterapkan untuk daerah stabil, tetapi berpotensi tidak stabil, nat+ lereng @ral atau lereng yang akan dipotong atau ke sisi+bukit. %erlakuan 4emedial atau korektif yang diterapkan untuk ketidakstabulan, pergerakan lereng atau kemiringan yang gagal enghindari Bahaya 4esiko yang Tinggi
#3
Kondisi: 5imana kegagalan pada dasarnya tidak dapat diprediksi atau di*egah dengan *ara yang 8ajar dan konsekuensi terhadap daerah yang berpotensi ben*ana, seperti di pegunungan daerah komprehensif slide planar atau longsoran, atau lereng di iklim tropis yang jatuh pada puing+puing longsoran, atau lereng jatuh pada pen*airan dan arus, dimana bahaya dihindari. Metode
etode stabilisasi lereng dapat diterapkan dalam lima kategori umum : ". engubah geometri lereng untuk mengurangi kekuatan pendorong atau meningkatkan penolakan . # . Kontrol permukaan resapan air untuk mengurangi rembesan . & . Kontrol rembesan internal untuk mengurangi kekuatan pendorong dan peningkatan kekuatan . 3 . emberikan retensi untuk meningkatkan kekuatan tolak . 1 . eningkatkan kekuatan tanah dengan injeksi . 5alam sejumlah kasus injeksi bubur kapur ke dalam lubang bor yang sudah selesai telah menangkap gerakan lereng sebagai hasil peningkatan kekuatan dari reaksi kimia dengan tanah liat ! Handy dan 9illiams, "?>U Broms dan Bo8man , "??$ . eningkatkan kekuatan tanah liat di air asin , namun, ditemukan menjadi rendah. Mengu8a! Geo7etri Slo4e
Ke*enderungan Slope )lami 5alam banyak kasus , kemiringan alami merupakan ke*enderungan jangka panjang yang maksimum, tetapi dalam kasus lain lereng tidak stabil. Ke*enderungan lereng yang ada harus diperhatikan selama di lapangan , karena peningkatan ke*enderungan dengan memotong dapat mengakibatkan kegagalan. Kontrol %er7u6aan Air
%ermukaan air dapat dikendalikan untuk menghilangkan atau mengurangi infiltrasi dan memberikan erosi pro+lindungan. 'angkah+langkah eksternal umumnya efektif, namun hanya jika lereng yang stabil dan tidak ada sumber internal air menyebabkan pasukan rembesan berlebihan #1
%engendalian Re78esan Intern
Sistem drainase internal dipasang untuk menurunkan tingkat pisometrik ba8ah potensi atau permukaan geser yang ada, tanah longsor dan kegagalan lereng lainnya. %embangunan tanggul sisi + bukit menggunakan bahan yang lambat mengering dapat diharapkan untuk memblokir drainase alami dan penguapan . Studi 4egional dilakukan untuk memberikan dasar untuk peren*anaan ekspansi perkotaan , transjaringan portation , perkembangan luas , dll. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi daerah+daerah yang rentan terhadap kegagalan lereng , dan jenis , besaran , dan kemungkinan terjadinya. Studi "ereng $aera! dan Total
Tujuan dari fase a8al investigasi , baik untuk studi regional atau untuk studi 8ilayah tertentu, adalah untuk mengantisipasi bentuk, besaran , dan insiden kemiringan kegagalan. 4uang lingkup penelitian meliputi pengumpulan data yang ada , generasi data baru melalui teranalisis hujan , pengintaian lapangan, dan evaluasi Studi $etail %e7otongan %engIsian atau Kegagalan di Area
Studi rin*i daerah dari pemotongan yang diusulkan atau mengisi , atau kegagalan , dilakukan setelah stabilitas seluruh lereng dinilai . Seluruh kemiringan sering keliru dan diabaikan dalam studi pemotongan dan sisi + bukit mengisi , dan sangat penting di medan pegunungan . E4lorasi
Survei seismik refraksi yang paling berguna adalah jika batu memotong , dan ada batu di tanah yang membuat penggambaran batuan dasar sulit dilakukan pengujian dan per*obaan inti pengeboran . Test dan inti pengeboran , dan lubang uji yang dibuat untuk memperbaiki sampel , termasuk sampel yang terganggu, untuk pengujian laboratorium . 5alam Koluvium , residu , dan saprolit , sampel terbaik Sering dari lubang tes, tetapi biasanya terbatas pada kedalaman "< sampai "1 kaki ! & sampai 1 m$ karena pertimbangan penggalian praktis. 5alam pengujian in situ dilakukan dalam bahan dari mana sampel sulit terganggu atau mungkin untuk mendapatkan Instru7entasi dan %e7antauan
Gerakan permukaan yang dipantau oleh survey jaring , tiltmeters !di bangku$ , konvergensi meter , e;tensometers permukaan , dan fotografi darat . )kurasi berkisar dari <,1 sampai ".< #>
mm untuk e;tensometers , sampai &< mm untuk geodimeter , dan &<< mm untuk theodolite ! Bla*k8ell et al . , "?1 $ . Sistem G%S terus memantau dan merekam gerakan lereng . 5eformasi Ba8ah %ermukaan dimonitor dengan in*linometers , defle*tometers , geser strip indikator , ka8at baja dan berat dalam lubang bor , dan perangkat emisi akustik . )kurasi untuk e;tensometers dan in*linometers biasanya berkisar <,1+",< mm , tetapi akurasi sangat tergantung pada pola deformasi dan dalam banyak kasus tidak bisa dianggap lebih baik dari 1 sampai "< mm . Tekanan pori + air dipantau dengan %ie/ometers . Semua instrumen harus dipantau berkala dan data diplot sebagai didapatkan untuk menunjukkan perubahan kondisi . gerakan per*epatan yang paling signifikan Tana! Su8sidence Runtu!an dan %engang6atan
Hal yang berbahaya pada gerakan tanah vertikal subsiden*e , kolaps , dan berputar , untuk sebagian besar, adalah hasil kegiatan manusia yang mengubah kondisi lingkungan. Kejadian alam , seperti gempa bumi dan gerakan tektonik , juga mempengaruhi permukaan dari 8aktu ke 8aktu. Subsiden*e , kolaps , dan pengangkatan yang merupakan ben*ana kegagalan lereng atau gempa yang dapat menghilangkan kehidupan , tetapi jumlah kerusakan properti yang setiap tahun menghasilkan kemungkinan melebihi dari bahaya lain.. Sebuah prediksi positif terjadinya mereka biasanya sangat sulit , dan ketidakpastian selalu ada , meskipun kondisi yang menguntungkan bagi mereka pembangunan dapat segera dikenali. Gerakan tanah dipertimbangkan disebabkan oleh beberapa perubahan internal dalam ba8ah permukaan seperti ekstraksi *airan atau padatan , larutan batu atau penyemenan agen di tanah , erosi , atau perubahan fisikokimia . utasi yang diba8a oleh penerapan beban permukaan dari kegiatan konstruksi ! yaitu, tanah hasil pemukiman, bangunan, dll $ tidak akan dipertimbangkan di sini.
%e7adatan A6uier
enurunkan tingkat air tanah mengurangi efek apung air , sehingga meningkatkan berat efektif tanah dalam kedalaman di mana air tanah memiliki diturunkan . Sebagai *ontoh, untuk tanah jenuh penuh , gaya apung air adalah >#,3 %-( ! " t 2 m&$ 5an jika tabel air diturunkan "<< ft ! &< m $ , peningkatan tegangan efektif pada tanah yang mendasari akan &,< TS( ! &< t 2 m&$ , umlah yang signifikan. ika dipratekan di tanah yang terlampaui , kompresi terjadi dan permukaan semakin datar. 5alam evaluasi efek pada strata berlapis pasir dan tanah liat , #
perubahan tingkat pisometrik di setiap kompresibel strata dinilai untuk memungkinkan penentuan perubahan dalam efektif stres dalam stratum . Kompresi di pasir dasarnya langsung U tanah kohesif menunjukkan penundaan 8aktu karena mereka menguras perlahan saat konsolidasi. umlah penurunan , oleh karena itu, adalah fungsi dari penurunan dalam pisometrik tingkat , yang menentukan peningkatan tekanan overburden dan kompresibilitas strata . @ntuk tanah liat subsiden*e adalah fungsi 8aktu. fek %ermukaan Subsiden*e di daerah permukaan subsiden*e dari ekstraksi fluida adalah fenomena umum dan mungkin terjadi untuk beberapa derajat di lokasi di mana sejumlah besar air , minyak , atau gas dihapus. 0stilah menjadi sulit karena gerakan permukaan biasanya ke*il , didistribusikan di daerah yang luas dalam bentuk piring, dan meningkatkan se*ara bertahap selama kurun 8aktu bertahun+tahun . %e7antauan %er7u6aan
Se*ara tradisional , subsiden*e telah diukur se*ara berkala menggunakan survei dengan metode yang normal. Bila bagian yang terlibat prosedur yang memakan 8aktu , mahal , dan sering lengkap . Sejak tahun "??# , beberapa kota besar telah memantau amblesan dengan 0nS)4 !Syntheti* )perture 4adar 0nterferometri*$. Gambar S)4 saat ini diperoleh oleh Badan )ntariksa ! S) $ satelit ropa . Kota dipetakan men*akup Houston , %hoeni; , dan 'as Cegas di )merika Serikat , dan eksiko -ity. %eta+peta 0nS)4 baru menyediakan baru dan aspek penting dari pola spasial subsiden*e tidak jelas pada konvensional pemetaan ! Bell et al . , #<<#$ Kejadian banjir juga meningkat di *ekungan interior di mana gradien sungai yang dipengaruhi oleh penurunan . Sesar atau patahan pertumbuhan terjadi di sekitar pinggiran daerah mereda . eskipun penempatan yang tidak tepat relatif ke*il , mereka dapat *ukup untuk menyebabkan stress dalam struktur dan badai ba8ah tanah saluran air dan selokan sanitasi , dan tiba+tiba tetes di jalan raya . minyak ekstraksi dapat menyebabkan gerakan sepanjang kesalahan utama yang ada . Terjadinya fisiografis eskipun penurunan dapat terjadi di setiap lokasi di mana sejumlah besar *airan yang diekstrak , dampaknya telah dirasakan paling kuat di 8ilayah pesisir dan pedalaman *ekungan . ketika tanah deplesi substansial melebihi resapan , tabel air menurun dan subsiden*e terjadi . ilaya! %esisir
#6
Banyak *ontoh kota+kota pesisir mereda dan penderitaan banjir dapat ditemukan di menyala + erature , dan penarikan dari ba8ah kota+kota pesisir dengan ketinggian rendah dalam referensi dengan permukaan laut harus dilakukan dengan hati+hati %erta78angan 1a>a! %er7u6aan
kstraksi bahan seperti batu bara , garam , belerang , dan gipsum dari lunak batu sering menghasilkan penurunan tanah selama operasi penambangan atau , di kali, bertahun+tahun setelah operasi telah berhenti . Subsiden*e juga dapat terjadi selama pertambangan batu keras dan tero8ongan
Ke6uatan Siat 1atu8ara
)nalisis kapasitas %ilar memerlukan data pada sifat kekuatan batubara . Berbagai ma*am nilai telah diperoleh oleh peneliti baik dengan menguji spesimen di laboratorium , atau dengan ba*k+ analisis di mana kekuatan yang diperlukan untuk mendukung atap yang ada dikalkulasikan untuk kondisi dimana kegagalan tidak terjadi. Solusi Batuan Tanah subsiden*e dan runtuhnya massa batuan larut dapat hasil dari kegiatan alam , di kali dibantu oleh manusia , atau dari *airan yang disebabkan oleh manusia atau ekstraksi padat. Berkapur batu , seperti batu gamping , dolomit , gipsum , halit , dan anhidrit , tunduk pada solusi oleh air, yang menyebabkan pembentukan rongga berbagai bentuk dan ukuran . 5alam tertentu kondisi , permukaan tanah di atas rongga tersebut reda atau bahkan runtuh , di kedua Kasus membentuk lubang. Kebahayaan 5istribusi geografis tersebar luas , dan ada banyak *ontoh dalam literature kerusakan struktur dan bahkan kematian yang disebabkan oleh runtuhnya tanah di atas batu larut . -ontohnya adalah penghan*uran rumah+rumah di pusat (lorida ! So8ers , "?1$ , yang penyelesaian mendadak garasi tujuh lantai di Kno;ville , Tennessee ! A4 , "?6$ U dan pondasi dan kegagalan struktural di )kron , Rhio , department store yang mengakibatkan " mati dan "< terluka ! A4 , "?>?$ (enomena dan %engembangan Solusi ',/ Solution o Roc6 ',/,* General Signiicance
#?
Tanah subsiden*e dan runtuhnya massa batuan larut dapat hasil dari kegiatan alam, pada 8aktu yang dibantu oleh manusia, atau dari *airan yang disebabkan oleh manusia atau ekstraksi padat. Batu berkapur, seperti batu gamping, dolomit, gipsum, halit, dan anhidrit, tunduk pada solusi dengan air, yang menyebabkan pembentukan rongga berbagai bentuk dan ukuran. T!e Hazard
5istribusi geografis tersebar luas. Kejadian runtuh jauh lebih sedikit dibanding untuk kegagalan lereng, namun demikian diketahuinya potensi ini penting, terutama karena potensi itu mungkin akan meningkat di daerah tertentu. Keruntuhan tidak terjadi sebagai fenomena alam, tetapi kejadian meningkat se*ara substansial di setiap daerah tertentu dengan peningkatan penarikan air tanah. ',/,' Solution %!eno7enon and $e5elo47ent =!aracteristics o "i7estone For7ations
General
Kapur, yang paling umum mengalami perkembangan rongga, didistribusikan se*ara luas di seluruh dunia. Terjadinya, struktur, dan geomorfologi batuan karbonat se*ara singkat di terangkum dalam bagian ini. Rock Purity and a!ity Gro"th
Kapur yang lebih murni, biasanya ditemukan sebagai bed tebal padat. batu 8ell+indurated adalah yang paling rentan terhadap pertumbuhan rongga. Setidaknya >< dari batu harus terbuat dari bahan karbonat untuk pengembangan karst, dan kemurnian ?< atau lebih diperlukan untuk pengembangan penuh !-orbel, "?1?$. Batukapur t idak murni bersifat berlapis tipis dan interbedded dengan serpih dan tahan terhadap
larutan. ointing: )ir Tanah bergerak di batu sepanjang joints, yang biasanya merupakan hasil dari regangan pelepasan energi !sisa dari a8al kompresi$ yang terjadi selama pengangkatan dan rebound setelah pembongkaran oleh erosi. &<
=a5ity Gro>t! Su8sidence and =olla4se
#olution
Kegiatan larutan ini jauh lebih besar di iklim lembab dengan vegetasi lebat dibandingkan di daerah beriklim kering dengan vegetasi tipis. Geologic onditions and a!ity Gro"th $or%
bed horisontal mengembangkan rongga vertikal dan hori/ontal di sepanjang joints, yang tumbuh menjadi gua+gua selama solution berlangsung. %ertumbuhan gua biasanya ke atas, penurunan permukaan terjadi ketika atap mulai bias, atau ketika batu pe*ah di gua memberikan dukungan parsial, men*egah keruntuhan total. Ketika atap gua tidak memiliki lengkungan yang memadai untuk mendukung tekanan overburden, kolaps terjadi dan sinkhole terbentuk 5ipping bed mengembangkan rongga di sepanjang dips joint men*iptakan permukaan batu yang sangat tidak teratur, ditandai dengan %inna*les. Ketika rongga tumbuh, overburden bergerak ke dalam kekosongan, membentuk lengkungan tanah. %ada pertumbuhan lebih lanjut ar*h runtuh dan menghasilkan ambles. %ada tanah granular, tanah tiba+tiba masuk ke rongga dengan raveling, dimana ar*h bermigrasi *epat ke permukaan, akhirnya runtuh &atural Rate o' a!ity Gro"th
5alam sebuah analisis diasumsikan bah8a >< dari *urah hujan tahunan, atau << mm 2 tahun, memasuki lapisan atas tanah dan seluruh jumlah karbon dioksida dikembangkan !Ter/aghi, "?"&$
ollapse auses #u%%arized
-
4untuhnya rongga batu kapur dapat hasil dari: %eningkatan rentang ar*h dari pertumbuhan rongga sampai kekuatannya tidak *ukup
-
untuk mendukung berat overburden. %eningkatan berat overburden atas ar*h dengan meningkatnya saturasi dari hujan
←
musim gugur atau sumber lain, atau dari tanah penurunan, yang menghilangkan gaya apung air. &"
-
asuknya tanah granular dengan raveling ke dalam rongga dekat permukaan batu. )plikasi beban ke permukaan dari struktur, fills, dll Geo7or4!ic Features o Karst Karst menga*u se*ara umum pada karakteristik, fitur daerah mudah dikenali yang
←
←
berkembang di kapur murni. ←
Karst muda ditandai dengan banyak lubang+lubang pembuangan dan depresi serta
←
deranged dan intermittent drainase. Karst matang adalah karakteristik iklim tropis lembab. Bentuk lahan ini terdiri dari
←
sejumlah bukit membundar,dan *uram. Karst yang terkubur diilustrasikan oleh 4TS *itra (lorida, menunjukkan banyak danau yang telah mengisi depresi subsiden*e
Ground>ater %u74ing Eects #igni'icance
←
←
%enarikan )ir Tanah sangat memper*epat pertumbuhan rongga dalam batuan larut, dan menurunkan 8ater table serta meningkatkan tekanan overburden. )ktivitas akhir, yang se*ara substansial meningkatkan beban pada lengkungan yang terbentuk se*ara alami, mungkin adalah penyebab utama penurunan tanah dan keruntuhan di daerah kapur !%rokopo8i*, "?>$.
',/,+ In5estigation %reli7inary %!ases
- Pengu%pulan (ata - )nalisis Land'or% *e+erapa indikator +atuan ca!ernous adalah drainase Per%ukaan Land'or% $oto &ada E!aluasi )"al
-
E4lorations
&#
- Geo'isika - U-i penge+oran dan Pits - Pro+e Rotary dan Percussion Penge+oran E5aluation and Analysis
*asic Ele%ents
lemen+elemen berikut harus dipertimbangkan:
- bedding Batu - Ketebalan overburden dan properti dan variasi ketebalan - Karakteristik permukaan Bedro*k - 4ongga dalam massa batuan - Karakteristik )r*h - Kedalaman air tanah dan kondisi 8ithdra8al
',/,/ Su44ort o Surace Structures A5oid t!e Hig! Hazard =ondition
4elokasi proyek harus dipertimbangkan di mana rongga besar dan berada pada kedalaman yang relatif dangkal, atau di mana batuan larut dalam tapi dilapisi oleh tanah yang berujuk pada raveling. Foundation Treat7ents
- *eton (ental - Grouting - Pondasi dala%
',0 Soil Su8sidence and =olla4se ',0,* General =auses
Subsiden*e pada tanah adalah hasil dari # kategori, yaitu:
-
Kompresi menga*u pada pengurangan volume yang terjadi di ba8ah tekanan terapan
-
dari penataan grain pada tanah kohesi atau konsolidasi pada tanah kohesif. -ollapse merupakan konsekuensi dari penutupan tiba+tiba void, atau kekosongan.
&&
T!e Hazard
Subsiden*e dari kompresi atau keruntuhan tanah adalah bahaya yang relatif ke*il, menghasilkan distorsi struktural dari pemukiman diferensial. rosi %iping membentuk saluran rembesan di bendungan tanah dan lereng dan dalam hasil kasus yang parah runtuhnya tero8ongan pipa dapat mempengaruhi stabilitas sebuah bendungan tanah atau lereng alam atau dipotong. ',0,' =olla4si8le or Metasta8le Soils =olla4se Mec!anis7s
.e%porary /nternal #oil #upport
5ukungan tanah internal, yang dianggap memberikan kekuatan sementara, berasal dari sejumlah sumber. Termasuk kapiler ketegangan, yang memberikan kekuatan sementara di tanah kohesi halus jenuh sebagian ollapse auses
%embasahan menghan*urkan obligasi kapiler, larut dari *ementing agen, atau melembutkan obligasi lempung dan jembatan di struktur terbuka. %eningkatan saturasi di ba8ah beban yang digunakan dapat mengakibatkan penyelesaian gradual, atau dalam keruntuhan mendadak seiring ikatan tanah melemah. Beban yang digunakan magnitudo kritis dapat menyebabkan keruntuhan tiba+tiba struktur tanah ketika obligasi break dalam tipe getas gagal, bahkan pada kadar air alami. Susce4ti8le Soils
Loess
'oess adalah deposit )eolian halus. 'embah )lluvium: semi kering sampai 0klim Kering %ada iklim kering, hujan deras sesekali memba8a tanah halus dan garam larut ke lantai lembah untuk membentuk danau sementara. Studi subsiden*e dari keruntuhan tanah dilaksanakan oleh @S Bureau of 4e*lamation &3
!@SB4$ untuk mengevaluasi masalah dan solusi untuk pembangunan saluran air -alifornia di San oaEuin Calley of -alifornia !-urtin, "?&$. San oaEuin Calley tanah dijelaskan oleh -urtin !"?&$. ereka memiliki tekstur yang mirip dengan loess, ditandai dengan rongga antara butir yang ditahan di tempat oleh ikatan lempung, dengan rongga gelembung yang terbentuk oleh udara yang entrapped, bukaan interlaminar dalam sedimen tipis berlaminasi, dan retak poligonal belum terisi dan void yang ditinggalkan oleh disintegrasi dari vegetasi entrapped . Residual #oils
menemukan lempung berpori seringkali dapat dilakukan dengan analisis medan. Tiga faktor yang tampaknya mengatur perkembangan struktur terbuka, yang lemah: 8aktu yang relatif kering panjang diikuti dengan hujan deras musim panas, elevasi tanah relatif tinggi di bergulir, daerah perbukitan dengan permukaan air *ukup dalam, dan readily lea*hable materials.
',0,+ %redicting =olla4se %otential
Tahapan a8al
%engumpulan 5ata )nalisis 'andform
;plorations
@ji %engeboran dan Sampling @ji tangan sederhana Tes Bidang Beban kejenuhan tanah Skala penuh atau tes beban pelat
%engujian laboratorium
Kepadatan Aatural @ji Konsolidasi normal &1
@ji Konsolidasi ganda
',0,/ Treat7ent and Su44ort o Structures E5aluate t!e $egree o Hazard and Ris6
Kondisi rendah bahaya, di mana potensi besaran runtuhnya ke*il dan dapat
ditoleransi, atau kemungkinan untuk pembasahan tanah yang signifikan rendah. Kondisi moderate+bahaya, di mana besaran potensi runtuhnya tidak diinginkan tapi
probabilitas untuk pembasahan tanah substansial rendah. Kondisi tinggi bahaya, di mana besaran potensi runtuhnya tidak diinginkan dan probabilitas terjadinya tinggi.
←
Reduce t!e Hazard
en*egah tanah pembasahan dan struktur pendukung pada pondasi dangkal diran*ang untuk nilai bantalan diijinkan *ukup di ba8ah tekanan kritis untuk menghindari runtuh pada kadar air alami. 'ime stabili/ation telah digunakan di Tu*son, )ri/ona, untuk memperlakukan tanah *ollapsible yang menyebabkan kerugian dalam pembangunan perumahan !Sultan, "?>?$. Hydro*ompa*tion untuk pre*onsolidate tanah *ollapsible adalah solusi yang digunakan oleh -alifornia 5epartemen 9ater 4esour*es untuk pembangunan saluran air -alifornia !-urtin, "?&$. Cibroflotation adalah eksperimen sebelum pembangunan saluran air -alifornia, tapi pemadatan yang memadai tidak diperoleh dalam tanah halus sepanjang lintasan jalan. %emadatan dinamis melibatkan penurunan 6 + "<+ton blok tamping dari ketinggian &<+"#< ft !?+&> m$. A5oid t!e Hazard
Struktur pemukiman yang sensitif dapat didukung pada pondasi dalam yang melampaui /ona potensi runtuh atau, jika tanah *ollapsible meluas ke kedalaman terbatas, pondasi dangkal dapat didirikan di muka bumi padat terkontrol mengisi setelah tanah *ollapsible digali. ',0,0 %i4ing Soils and $is4ersi5e =lays General
&>
Tanah rentan terhadap erosi piping dan dispersi bukan penyebab penurunan skala besar. Tanah runtuh dapat terjadi, namun, ketika saluran yang dihasilkan dari piping dan dispersi tumbuh hingga @kuran signifikan. %i4ing %!eno7ena
Piping %engacu pada erosi tanah yang dise+a+kan oleh aliran air tanah ketika aliran %uncul pada %uka +e+as dan %e%+a"a partikel0partikel tanah dengan itu1 Ke-adian dari deposit ala% adalah hasil dari air %asuk dari per%ukaan, %engalir %elalui %assa tanah di sepan-ang zona te%+us atau lu+ang lainnya, akhirnya keluar %elalui per%ukaan +ank sungai atau lereng cura% lainnya1 $is4ersi5e =lays
2ccurrence
Tero8ongan erosi dari pipa dalam bendungan bumi dibangun dengan tanah lempung tertentu adalah kejadian yang relatif umum yang dapat se*ara serius mempengaruhi stabilitas tanggul !Sherard et al., "?#$ .he Pheno%enon
'empung dispersif mengikis dengan adanya air dengan dispersi maupun gaya deflo**ulation. 5alam tanah lempung tertentu di mana ikatan elektrokimia lemah, kontak dengan air menyebabkan partikel individu untuk melepaskan atau mengurai. #oil #uscepti+ility
%roperti utama yang mengatur kerentanan terhadap dispersi tampaknya menjadi jumlah kation natrium terlarut dalam air pori relatif terhadap jumlah kation utama lainnya !kalsium dan magnesium$, yaitu, semakin tinggi persentase kation natrium, kerentanan yang lebih tinggi untuk dispersi . %re5ention o %i4ing and $is4ersion
%iping dalam lempung dispersif digunakan dalam konstruksi tanggul dapat di*egah oleh desain yang tepat dari filter untuk mengontrol rembesan internal dan dengan menggunakan &
bahan+bahan yang tidak rentan terhadap fenomena tersebut. 5imana piping sudah terjadi mungkin perlu untuk merekonstruksi tanggul menggunakan desain dan bahan yang tepat, jika menempatkan filter di outlet tidak efektif. ',< Hea5e in Soil and Roc6 ',<,* General Origins o Ground Hea5e
Heave se*ara regional terjadi berasal dari aktivitas tektonik$, Se*ara lokal Heave terjadi dari stress release dalam penggalian batu, ekspansi dari pembekuan, dan perluasan dari pembengkakan di tanah atau batuan T!e S>elling Hazard
#"elling in Geologic 3aterials
Tanah liat dan mineral tertentu mudah mengalami perubahan volume, menyusut saat kering, atau pembengkakan saat basah. Ketika dalam keadaan kering, atau ketika less than fully saturated, beberapa lempung memiliki afinitas luar biasa untuk kelembaban, dan dalam beberapa kasus mungkin membengkak untuk meningkatkan volume hingga &< atau lebih. (a%age to #tructures
Tanah angkat adalah masalah serius untuk struktur yang didukung pada pondasi dangkal, atau pondasi dalam jika mereka tidak terisolasi dari tanah pembengkakan. Hasil Heave dalam mengangkat dan meretakan lantai dan dinding, dan dalam kasus yang parah, dalam pe*ahnya *olumns. 0ni juga memiliki efek yang merugikan pada pavements. Geogra4!ic $istri8ution
#"elling #oils
%embengkakan tanah pada umumnya terkait dengan iklim kering seperti yang terjadi di )ustralia, 0ndia, 0srael, )merika Serikat, dan banyak negara di )frika. #"elling in Rocks
%embengkakan pada batuan, terkait terutama pada serpih liat dan serpih laut. &6
',<,' S>elling in soil $eter7ining S>ell %otential
*asic Relationships
(enomena adsorpsi dan pembengkakan yaitu kompleks dan tidak dipahami dengan baik, tetapi tampaknya menjadi dasarnya a8al mula fisikokimia. %otensi S8ell berkaitan dengan persentase bahan dalam fraksi liat !didefinisikan sebagai kurang dari # V m, <.<<# mm $, kehalusan fraksi tanah liat, struktur tanah liat , dan jenis mineral tanah liat. lay )cti!ity
%otensi S8ell telah diberikan oleh Skempton !"?1&$ dalam hal aktivitas yang didefinisikan sebagai the ratio of the plasti*ity inde; to the per*ent finer by 8eight than # Vm. Prediction 'ro% /nde4 .ests
Setiap permukaan tanah liat dengan indeks plastisitas %0 #1 ! -H tanah liat $ dan kadar air alami relatif rendah mendekati batas plastis harus dianggap memiliki potensi S8ell !membengkak$ En5iron7ental Factors
*asic $actors - Kedalaman 8ater+tabel - 0klim - Topografi En!iron%ental hanges ause #ur'ace 3o!e%ents %enurunan kelembaban, menyebabkan susut dan fissuring , hasil dari: - Berkepanjangan dry spells atau pemompaan air tanah menghasilkan
penurunan 8ater+table. - %ertumbuhan pohon dan vegetasi memproduksi hilangnya kelembaban lain
-
dengan transpirasi. %anas dari struktur seperti tungku, tanaman boiler, dll, menghasilkan pengeringan.
%eningkatan kelembaban, menyebabkan pembengkakan dan mengangkat hasil , dari :
-
-urah hujan dan kenaikan permukaan air. %engeboran lubang , seperti untuk pile foundations, melalui 8ater+table yang ada yang memungkinkan perembesan ke dalam tanah liat strata yang lebih &?
-
rendah ! A4 , "?>?$ . 4etarding penguapan dengan menutup tanah dengan struktur atau a pavements
-
. Thermo+osmosis , atau fenomena dimana kelembaban berpindah dari /ona
-
hangat di luar area bangunan ke /ona dingin di ba8ah bangunan. Kondensasi dari saluran air, selokan, storm drains, dan kanal. %enghapusan vegetasi yang meningkatkan kerentanan terhadap fissuring dan
menyediakan akses untuk air . .i%e $actor
',<,+ S>elling in Roc6 Masses Marine and =lay S!ale
haracteristics
ontmorillonite adalah konstituen umum dari laut dan tanah liat serpih, sehingga serpih ini memiliki potensi yang membengkak tinggi. ereka biasanya ditemukan han*ur dan rusak parah dan mi*rofissured dari pelapukan dan perluasan mineral lempung. )kibatnya, bagian mereka dangkal terdiri dari massa fragmen keras dalam matriks tanah . Klasifikasi bahan+bahan tersebut baik sebagai tanah residual atau lapuk batuan sulit karena sifat dan karakteristik mereka Ot!er Roc6s
Pyritic #hales
Heaving dari pembengkakan hitam, piritik serpih karbonan dilaporkan telah menyebabkan kerusakan struktur di Rtta8a Kanada !Grattan + Belle8 dan den , "?1$. Gneiss and other %eta%orphic rocks mungkin berisi jahitan dari montmorillonite yang sulit
untuk pondasi dalam, tero8ongan, dan lereng. ',<,/ Treat7ents to %re5ent or Mini7ize S>elling and Hea5e Foundations
E4ca!ations
3<
Bagian yang ke*il praktis harus dibuka pada serpih, dan infiltrasi air yang di*egah. %embukaan harus segera ditutupi dengan beton pondasi, beton *y*lopi*, atau tanah yang dipadatkan (eep 'oundations, yang umumnya dibor memperpanjang ba8ah /ona permanen kejenuhan
menghilangkan pengangkatan heave. #hallo" rigid %at or 5rigid6 interconnected continuous 'ootings dapat mengalami undergo
sebagai satu unit, tetapi mereka memberikan perlindungan terhadap gerakan berbeda ketika kaku . etode lain, seringkali tidak memuaska , termasuk : o o o
%reflooding untuk permit e;pansion. 0njeksi dengan kapur beberapa telah berhasil %enggalian bagian atas lempung pembengkakan tanah liat
Floors
'antai harus terdiri dari pelat stru*tural, tidak bersentuhan dengan bahan e;pansive atau didukung di free+drining kerikil yang memungkinkan untuk bernapas. %a5e7ents
%ondasi untuk
pavements dibuat dengan *ara menggali tanah agak mendalam, yang
tergantung pada aktivitas tanah liat dan kondisi lingkungan, dan mengganti bahan dengan tanah granular bersih, dengan tanah yang sama dipadatkan pada sisi basah optimum, atau dengan tanah yang sama di*ampur dengan kapur.
1A1 + +,* Introduction +,*,* General T!e Hazard
Ge%pa +u%i adalah getaran terdeteksi per%ukaan +u%i aki+at gelo%+ang seis%ik yang dihasilkan oleh pelepasan ti+a0ti+a energi dari dala% +u%i 1 #eis%ologi adalah il%u ge%pa +u%i dan 'eno%ena terkait 7 Richter , 89:;<1
3"
Engineering As4ect
Ele%en penting dari studi ge%pa %eliputi distri+usi geogra'is dan terulangnya ke-adian 1 posisi se+agai%ana ditentukan oleh 'okus dan pusat ge%pa 1 .enaga yang diukur dengan intensitas atau +esarnya 1 )tenuasi dari gaya dengan -arak dari 'okus 1 (urasi gaya 1 Karakteristik gaya yang diukur dengan 7 8 < a%plitudo perpindahan dala% hal percepatan horizontal dan !ertikal aki+at gra!itasi dan 7 = < ko%ponen 'rekuensi Karakteristik Respon struktur rekayasa dan tanah 1
$aktor kerusakan ge%pa yang perlu diperti%+angkan ter%asuk
*esaran , isi 'rekuensi, dan durasi acara 1 Kedekatan dengan daerah penduduk1 kondisi geologi sete%pat 1 praktek konstruksi lokal 1
+,*,' Geogra4!ic $istri8ution orld>ide
(istri+usi u%u% Hu+ungan antara zona ge%pa +u%i dan le%peng tektonik 7lihat La%piran )1>< di+erikan pada Ga%+ar
3#
+,*,+ O8?ecti5es and Sco4e O8?ecti5es
Tujuan dari bab ini adalah untuk merangkum dan menghubungkan semua aspek gempa bumi termasuk penyebabnya, karakteristik, dan efek permukaan, untuk memberikan dasar untuk mengenali potensi bahaya dalam, untuk menyelidiki gempa komprehensif, dan untuk meminimalisir konsekuensinya. Sco4e
(enomena gempa dijelaskan dalam hal distribusi geografis, lokasi yang ditentukan oleh fokus dan pusat gempa, kekuatannya diukur dengan intensitas dan besarnya, redaman kekuatan dengan jarak, dan penyebabnya dan prediktabilitas. Selain itu, tanah dan respon struktural untuk kekuatannya, termasuk efek pada lingkungan geologi seperti kesalahan dan 8arping kerak bumi, pen*airan dan penurunan, kerusakan lereng, tsunami, dan sei*hes juga dipertimbangkan. +,' Eart!@ua6e Ele7ents +,',* T!e Source Tectonic Eart!@ua6es
Gempa tektonik adalah yang berhubungan dengan overstress alam yang ada di kerak Kebanyakan gempa bumi hasil dari gerakan yang terjadi di sepanjang lempeng yang berdekatan terdiri dari kerak bumi atau litosfer, seperti 'empeng %asifik mensubduksi ba8ah 'empeng )merika @tara. Teori 4ebound elastis digambarkan oleh 4i*hter !"?16$: Sumber energi untuk gempa tektonik potensi energi yang tersimpan dalam batuan kerak selama pertumbuhan panjang ketegangan. Ketika stres elastis yang menyertainya terakumulasi di luar kompetensi bebatuan, ada fraktur, yang terdistorsi blok lalu snap kembali ke kondisi ekuilibrium, dan ini produ*es gempa bumi . Plastic Yielding
%ada kedalaman sekitar & mil atau lebih, tekanan lithostati* kira+kira sama dengan kekuatan batu besar pada suhu !1<< V -$ dan tekanan hadir. gempa bumi tampaknya umumnya dikaitkan dengan lempeng tektonik dan menyebarkan gerakan dasar laut. 2olcanic Acti5ity
gunung berapi umumnya terletak di dekat tepi lempeng. Gempa bumi besar yang pada satu 3&
8aktu dikaitkan dengan aktivitas gunung berapi, tetapi biasanya ada pemisahan sekitar "#< mil !#<< km$ atau lebih antara sabuk gunung berapi aktif dan aktivitas tektonik besar. Ot!er Natural =auses
inor arth bergetar melalui area permukaan yang relatif ke*il dapat sesekali dikaitkan dengan runtuhnya tambang atau gua+gua, kegagalan kemiringan besar seperti longsoran, atau meteorit yang menyerang Bumi. Hu7an-Induced =auses
Reser!oirs
%engisian reservoir di belakang bendungan, membentuk danau dari urutan "<< m atau lebih mendalam, men*iptakan perubahan stres dalam kerak yang mungkin besarnya memadai di 8ilayah yang luas untuk mendorong gempa bumi, terutama di mana patahan yang dekat, atau dalam, daerah reservoir . (eep0Well Withdra"al and /n-ection
Sesar dan tremor ke*il terjadi di bidang minyak 9ilmington, 'ong Bea*h, -alifornia, berhubungan dengan ekstraksi minyak Underground 3ine ollapses
4untuhnya Salt dan batubara telah dilaporkan termonitor sebagai gempa bumi tingkat rendah &uclear E4plosions
'edakan nuklir ba8ah tanah menyebabkan gempa tremor yang mudah terdeteksi. Focus and E4icenter
&o%enclature
Gempa bumi diklasifikasikan berdasarkan kedalaman fokus sebagai berikut:
←
Aormal atau dangkal: <+< km enengah: <+&<< km. 5eep: 'ebih dari &<<
+,',' Seis7ic a5es Origin
Kejadian gempa bumi menyebabkan pelepasan energi yang bergerak sebagai sho*k depan atau pulse regangan melalui bumi, yang dianggap sebagai media elastis. ika energi gelombang menghasilkan perpindahan dalam bahan geologi dalam batas elastis 33
mereka, bahan kembali ke Colume asli mereka dan bentuk setelah gelombang energi telah le8at. Gelombang tersebut kemudian disebut gelombang elastis. ereka menyebarkan melalui bumi dan sepanjang permukaan sebagai berbagai jenis gelombang seismi* a5e Ty4es
Gelo%+ang pri%er atau ko%presi 7gelo%+ang P< yang dihasilkan oleh initial shock, yang %enerapkan gaya tekan ke %aterial, %enye+a+kan gerakan gelo%+ang di %ana partikel +ergerak +olak0+alik dala% arah propagasi #hear, %elintang, atau gelo%+ang sekunder 7gelo%+ang #< yang dihasilkan di %ana pulse tekanan a"al, atau gelo%+ang P yang dihasilkannya, pe%ogokan per%ukaan +e+as atau peru+ahan %ateri dala% arah lain dari +iasanya #ur'ace Wa!es or Long Wa!es 7L Wa!es<
Gelombang panjang berjalanan sepanjang permukaan bebas dari padatan elastis yang dibatasi oleh udara atau air. gelombang 4ayleigh !4$ menyebabkan partikel bergerak se*ara vertikal dalam orbit elips, atau push up, pull do8n dalam arah propagasi. gelombang love !F$ menyebabkan partikel bergetar melintang ke arah muka gelombang, tanpa perpindahan vertikal.
%ro4agation 2elocity
Ke*epatan di mana gelombang seismik berjalan melalui Bumi disebut sebagai ke*epatan propagasi, yang dapat dinyatakan dalam hal modulus elastisitas dan densitas bahan untuk gelombang % !Cp$ dan gelombang S !Cs$ =!aracteristics
Gelombang seismik dapat dijelaskan oleh jumlah gerak getaran, yaitu, amplitudo, panjang gelombang, periode, dan frekuensi. )mplitudo dan frekuensi adalah dua parameter yang umum digunakan untuk menentukan gerak getaran dalam studi Gempa. )mplitudo adalah perpindahan dari rata+rata posisi atau onehalf perpindahan maksimum. %anjang gelombang W adalah jarak antara dua pun*ak. %eriode T adalah 8aktu getaran lengkap, atau 8aktu perjalanan gelombang jarak !W$ (rekuensi f adalah jumlah getaran per detik !atau osilasi dalam hal siklus per unit 8aktu$, yang diberikan biasanya dalam hert/ !H/$ dengan satuan siklus per detik 31
+,',+ Ground Motion Ele7ents
Gerakan tanah terjadi seiring gelombang seismik men*apai permukaan, dan dijelaskan dalam hal ini dari beberapa elemen yang berasal dari karakteristik gelombang seismik, termasuk perpindahan, ke*epatan, dan per*epatan. Strong Ground Motion
Gerakan tanah yang kuat menga*u pada tingkat getaran tanah yang diproduksi seperti gelombang seismik yang men*apai permukaan. 0ni memiliki efek pada struktur, dan diterapkan di kedua modus horisontal dan vertikal. -hara*teristi*s dari ground motion
)%plitude Wa!elength $re?uency )cceleration (uration
$etecting and Recording
#eis%ographs
)mplitudo gelombang seismik terdeteksi dan ter*atat pada seismograf. Sebuah seismometer, bagian deteksi instrumen, dibangun di atas batu dan termasuk massa stabil dalam bentuk pendulum, yang teredam. )ccelerographs
Tujuan dari seismograf strong+motion adalah untuk memberikan kriteria tanah+respon dalam area of interest untuk desain dinamis struktur. +,',/ Intensity and Magnitude Eart!@ua6e Strengt! Measure7ents
5ua skala yang berbeda biasanya digunakan untuk memberikan ukuran kekuatan gempa yang terkait dengan gaya gerakan tanah di permukaan:
0ntensitas adalah nilai kualitatif berdasarkan respon dari orang+orang dan benda+benda di permukaan bumi. agnitude adalah nilai kuantitatif dihitung dari data seismogram. Saat ini, sejumlah bentuk yang berbeda diakui oleh seismolog.
←
Intensity 9I or MM;
←
3odi'ied 3ercalli #cale o' /ntensity 733<
3>
Skala 0ntensitas dikembangkan sebagai dasar untuk katalogisasi kekuatan suatu peristi8a untuk perbandingan dengan yang lainnya, dan perubahan yang berlaku dengan jarak !atenuasi$ dari pusat gempa. (ata Presentation
%eta 0soseismal dipersiapkan untuk daerah ben*ana menunjukkan /ona intensitas yang sama. Magnitude 9M;
.he Richter #cale
Konsep besarnya dikembangkan pada tahun "?&1 oleh -( 4i*hter untuk menentukan total energi gelombang seismik terpan*ar dari fokus berdasarkan data instrumen untuk gempa bumi dangkal di -alifornia selatan. 3agnitude #cales lain
*ody "a!e %agnitude ! 3 b$ #ur'ace "a!e %agnitude ! 3 s$ 3o%ent %agnitude ! 3 9$
#igni'icance o' 3agnitude
)mplitudo sangat bervariasi di antara Gempa yang Bumi berbeda. %eningkatan dalam satu langkah magnitudo telah ditemukan berkorelasi dengan peningkatan &< kali energi yang dilepaskan sebagai gelombang seismi* !Bolt dkk., "?1$. Seis7ic Ris6 Ma4s
Xona & dianggap sebagai yang menjalankan berisiko tinggi terhadap gempa bumi yang merusakU /ona #, risiko sedang, /ona ", risiko rendah, dan /ona <, pada dasarnya tidak ada risiko.
+,',0 Attenuation $escri4tion
)tenuasi adalah pembusukan atau disipasi energi atau intensitas bergetar dengan jarak dari sumber, terjadi seiring gelombang seismik berjalan melalui Bumi, dan hasil dalam intensitas situs eksitasi batu. Esti7ations
3
.heoretical Relationships
Hubungan teoritis digunakan untuk mengembangkan hubungan redaman di daerah di mana terdapat terbatasnya strong motion re*ordings. Engineering 3odels
-ampbell !#<<&$ menjelaskan empat model untuk shallo8 a*tive *rust di Barat )merika @tara, tiga untuk shallo8 stabil *rust di Timur )merika @tara, dan beberapa model lain untuk ropa, epang, dan di seluruh dunia. Graphs and harts
Sebuah keluarga kurva redaman memberikan magnitudo dan per*epatan sebagai fungsi jarak dari sumber untuk barat, tengah, dan timur )merika Serikat =o77ents
)tenuasi tidak berhubungan dalam banyak kasus kedalaman fo*al, fokus kegiatan yang sangat dangkal akan dirasakan di daerah yang relatif ke*il. +,',< A74liication $escri4tion
Ground )%pli'ication $actor
0ntensitas Site sering diperkuat oleh kondisi tanah. %eningkatan per*epatan tanah sehubungan dengan batuan dasar eksitasi disebut faktor amplifikasi tanah. #ta+le #oil onditions
5alam kondisi di mana tanah yang stabil !nonliEuefiable$, pengaruh kondisi tanah lokal pada gerakan tanah dapat berupa amplifikasi yang dinamis, yang dapat mengakibatkan peningkatan amplitudo pun*ak di permukaan atau di dalam lapisan tertentu.
Inluencing Factors
#oil .ype and .hickness
Xeevaert !"?#$ menyimpulkan bah8a di lembah e;i*o -ity, akselerasi di lakustrin tanah adalah sekitar dua kali lebih besar daripada di pasir kompak dan kerikil yang mengelilingi lembah. $oundation (epth
36
Gerakan tanah biasanya diberikan untuk permukaan tetapi desain membutuhkan gerakan tanah di tingkat dasar. #ource distance
%ara amplifikasi pada jarak dekat dari sumber tampaknya lebih dipengaruhi oleh ekspresi topografi dan struktur geologi daripada kondisi tanah setempat. Ground A74liication Factors
(aktor amplifikasi tanah paling andal diperoleh dari akselerogram dari situs atau dari situs yang memiliki kondisi yang sama, dan bahkan ini harus dievaluasi dalam terang sumber jarak dan kedalaman pondasi. +,',( $uration
5urasi gempa kuat memainkan peran langsung dalam kerusakan yang disebabkan oleh gempa bumi. 0ni adalah fungsi dari ukuran kesalahan pe*ah dan patahan, jalur dari sumber ke situs, dan situs geologi. +,',. Recurrence and Forecasting General
Prediction *asis
Sejumlah faktor yang dipertimbangkan dalam kegiatan fore*asting:
)nalisis statistik data historis !analisis kekambuhan$. %engukuran gerakan kesalahan, 8arping kerak, dan stres meningkat. %erubahan ke*epatan gelombang seismik !teori dilatan*y$. %erubahan medan magnet bumi dan sifat geofisika lainnya.
#eis%ic Risk )nalysis
)nalisis resiko gempa didasarkan pada prosedur statistik dan probabilistik untuk menilai kemungkinan lokasi, magnitudo, kejadian, dan frekuensi kejadian gempa bumi.
Statistical Analysis and Recurrence E@uations
Li%iting $actors
%rediksi suatu peristi8a untuk lokasi tertentu selama investigasi biasanya didasarkan pada analisis statistik peristi8a sejarah ter*atat, namun keterbatasan dalam ketepatan prediksi tersebut harus diakui. General Recurrence Relationships
3?
(rekuen (rekuensi si terjadi terjadinya nya gun*anga gun*angan n dari setiap magnit magnitudo udo yang diberikan diberikan bagi dunia pada umumnya dan sebagian besar 8ilayah terbatas yang telah dipelajari se*ara kasar sekitar 6 sampai "< kali gun*angan sekitar satu kali lipat lebih tinggi. Early arning Indicators
General
%erubahan geologi yang terjadi dengan 8aktu meliputi:
perpindahan kesalahan, kesal ahan, miring, atau 8arping dari dar i permukaan. peningkatan Stres di d i /ona sesar atau batuan permukaan. p ermukaan. (luktuasi medan gravitasi atau magnet di atas tingkat normal %erubahan 8aktu kedatangan gelombang % transien %erubahan emisi radon dari tanah dan air ba8ah permukaan.
(ilatancy .heory
Teori dilatan*y !atau Cp 2 Cs anomali, atau metode rasio ke*epatan seismik$ didasarkan pada pengamatan bah8a bah 8a 8aktu kedatangan ked atangan gelombang gelo mbang % sementara perjalanan per jalanan melalui kerak bumi menga mengalam lamii penur penuruna unan n se*ara se*ara berta bertahap hap bila bila diban dibandin dingka gkan n dengan dengan 8akt 8aktu u kedat kedatang angan an gelombang S, sampai tepat sebelum gempa bumi. #ur'ace Warping
Rverstresses di *rust menyebabkan 8arping permukaan bumi, yang mungkin mendahului sebuah gempa bumi. Research and 3onitoring 3onitoring &et"orks /nstru%en +er+asis ruang ga%+ar gerakan +u%i untuk %ili%eter, %ili%eter, %engukur penu%pukan la%+at de'or%asi sepan-ang patahan, dan pe%etaan tanah de'or%asi setelah ge%pa +u%i1 +,+, EFEK %ERMUKAAN %A$A GEO"OGI "INGKUNGA 3.3.1. SESAR General
*agian Penting dari .eknik .eknik Kege%paan
Gempa bumi dangkal, biasanya merupakan gempa yang paling merusak, yang sering dikaitkan dengan terjadinya sesar, yang dapat terdiri dari rekahan utama, atau suatu sistem dari dari bebera beberapa pa reta retakan kan tamb tambaha ahan. n. 0dent 0dentifi ifika kasi si sesar sesar merup merupaka akan n elem elemen en penti penting ng dalam dalam penelitian yang bertujuan untuk mengevaluasi kemungkinan terjadinya gempa dan besarnya gempa yang terjadi 1<
Korelasi telah dibuat dari data gempa di beberapa 8ilayah geografis !terutama di )merika Serikat$ untuk mengembangkan sejumlah hubungan:
%anjang retakan sesar vs magnitude gempa. arak dari sumber sesar vs per*epatan gravitasi %erpindahan Sesar vs magnitude.
Ele%en0Ele%en Pe%+ela-aran #esar
Sela Selama ma stud studii kete ketekn knik ikan an untu untuk k desa desain in seis seismi mik, k, aspe aspek+ k+as aspe pek k beri beriku kutt yang yang berhubungan dengan de ngan faulting, perlu dipertimbangkan: d ipertimbangkan:
0dentifikasi positif bah8a sesar ada. )ktivitas %atahan: menetapkan sesar yang mampu dengan menilai jika berpotensi aktif atau tidak aktif. umlah %ergeseran dan bentuk !dip+slip, strike+slip, dll$ yang mungkin diharapkan. agn agnit itud udee Gemp Gempaa yang yang mu mung ngki kin n diha dihasi silk lkan an oleh oleh rupt ruptur ur !ter !terka kait it deng dengan an panjang patahan$. %erkiraan lokasi pelemahan akibat dari sesar
1"
Aktifitas Sesar (Sesar (Sesar Aktif) Aktif)
5alam pengenalan bah8a peristi8a gempa dangkal berhubungan dengan patahan, tetapi banyak patahan kuno tidak mengalami gaya stress dan karena patahan itu mati atau tida tidak k akti aktiff dan dan tida tidak k mu mung ngki kin n menj menjad adii sumb sumber er gun* gun*an anga gan, n, sehi sehing ngga ga perl perlu, u, untu untuk k memprediksi gempa bumi, untuk mengidentifikasi patahan aktif, baik yang berpotensi aktif atau tidak aktif !mati$. Kriteria desain seismik seringkali didasarkan untuk mengidentifikasi sesar aktif atau berpotensi aktif dan karakteristiknya. #esar *erpotensi )kti'
@.S. @.S. Au*l Au*lear ear 4egul 4egulat atory ory -omm -ommis issio sion n !A4!A4-,, #<< #<<&$ &$ mende mendefi finis nisika ikan n Sumb Sumber er Tektonik berpotensi aktif sebagai struktur tektonik yang dapat menghasilkan gerakan getaran tanah tanah dan dan deform deformas asii permu permukaa kaan n tekto tektonik nik,, sepert sepertii sesar sesar atau atau lipat lipatan an.. Hal Hal ini ini diangg dianggap ap berpotensi aktif jika ada kehadiran deformasi permukaan pe rmukaan atau dekat+permukaan yang bersifat bersifa t berulang dalam sekitar 1<<.<<< tahun, atau setidaknya sekali dalam kira+kira &1.<<< tahun terakhir, jika ada hubungan yang 8ajar dengan aktivitas gempa bumi yang berkelanjutan, atau jika ada koneksi ke sumber tektonik berpotensi aktif. 0nternational 0nternational )tomi* nergy nergy -ommission -ommission !0)-$ !0)-$ menganggap sesar berpotensi berpotensi aktif jika telah mengalami pergerakan pada akhir Kuarter, jika ada bukti topografi berupa permukaan yang pe*ah, jika ada kejadian instrumental yang direkam dan strategis, jika ada penjalaran sepanjang sepan jang sesar, atau jika terhubung ke patahan patah an yang berpotensi berpoten si aktif. Klasi'ikasi dan /denti'ikasi
Kriteria umum untuk mengenal sesar aktif ditunjukkan oleh tabel berikut:
1#
etode untuk menentukan umur minimal dari pergeseran patahan dapat dilihat dari tabel berikut:
Sistem pengklasifikasian aktivitas sesar berdasarkan data yang tersedia dapat dilihat pada tabel berikut:
1&
Pergeseran Patahan
%erpindahan maksimum !5$ sepanjang panjang pe*ahan patahan untuk )merika Barat dapat diperkirakan !A4-, "??$ oleh hubungan yang dikembangkan oleh 9ells dan -oppersmith !"??3$:
reep 7.ingkat Gelincir<
Sebelum atau setelah gempa bumi, gerakan lambat dapat terjadi di sepanjang sesar !penjalaran tektonik$, yang bisa berkisar dari beberapa milimeter sampai beberapa sentimeter atau lebih setiap tahun. patahan gelin*ir ini terjadi pada patahan yang diisi dengan pe*ahan dari /ona pe*ah pe*ah sebelum sebelumnya nya sebagai sebagai energi energi regangan regangan yang terakum terakumulas ulasii dalam dalam batuan batuan di ba8ah /ona pe*ahan. -reep biasanya tidak terjadi di sepanjang sepanjan g garis luas, melainkan terbatas pada 8ilayah tertentu. -reep digunakan untuk memperkirakan perulangan gempa, terutama dalam analisis seismi* ha/ard !S*h8art/ dan -oppersmith, "?6>$. Panjang Bidang Pecah Pecah
13
Kita dapat memperkirakan besarnya potensi gempa bumi dengan mengasumsikan mengasumsikan bah8a patahan p atahan akan pe*ah sepanjang s epanjang identifikasi panjang pe*ahan, atau mungkin hanya satu setengah sampai sepertiga dari panjangnya, tergantung tergantung pada aktivitas dan tingkat risiko yang terlibat. terlibat. 5urasi gon*angan dalam gempa bumi yang besar sangat bergantung bergantung pada panjang patahan. Semakin panjang patahan, semakin besar durasi 8aktu di mana gelombang seismik men*apai lokasi tertentu.
3.3.2. PERILA! "A#A$
)tas )tas dasa dasarr resp respon on terh terhad adap ap gera geraka kan n batu batuan an dasa dasarr, tana tanah h diba dibagi gi menja enjadi di dua kelas umum:
Tanah Tanah Stabil Stabil menjala menjalani ni deforma deformasi si menjadi menjadi elastis elastis dan plastis plastis tapi tapi berfungs berfungsii untuk untuk
meredam seismik gerak dan masih mempertahankan beberapa tingkat kekuatan. Tanah tidak stabil merujuk pada pemadatan pemadatan tiba+tiba atau kehilangan kehilangan kekuatan akibat pen*airan siklik.
Siat Kara6teristi6 Tana! di 8a>a! Si6lus Regangan
3odulus geser G adalah hubungan antara tegangan geser dan regangan geser, yang
terjadi terjadi dalam dalam amplitu amplitudo do ke*il, ke*il, seperti seperti beban beban gempa. gempa. /nternal rasio reda%an ( atau @ berkaitan dengan disipasi energi selama siklik. odulus geser dan redaman adalah karakteristik karakteristik paling penting yang diperlukan diperlukan untuk analisis kebanyakan kebanyakan situasi. Kekuatan Kekuatan dan hubungan tegangan+regangan pada umumnya harus dipertimbangkan untuk deformasi besar seperti yang diproduksi oleh hantaman gelombang laut di atas tumpukan+didukung struktur. Poisson rasio A diperlukan untuk deskripsi respon dinamik tanah, tetapi bervariasi dalam
rela relati tiff deka dekatt deng dengan an bata batass dan dan hany hanyaa sedi sediki kitt memp mempen enga garu ruhi hi resp respon on seis seismi mik. k. Hal Hal ini ini merupak merupakan an frekuens frekuensii dalam dalam kisaran kisaran pada rekayasa rekayasa gempa, gempa, dan, berbeda berbeda dengan dan G, tidak tidak sensiti sensitiff terhada terhadap p efek thi;otr thi;otropi* opi*.. 4entang 4entang umu umum m adalah adalah YI<,#1+< YI<,#1+<,&1 ,&1 untuk untuk tanah tanah kurang kohesi dan YI<,3+<,1 untuk tanah kohesif.
Rea6si tana! ter!ada4 1e8an $ina7is
11
)8alnya, siklus pembebanan berulang menyebabkan deformasi sebagian ireversibel, terlepas dari ketegangan amplitudo, dan kurva load+unload, tegangan+regangan tidak sesuai. Selanjutnya, Selanjutnya, setelah beberapa siklus yang sama pada amplitudo tegangan ke*il, perbedaan antara kurva reload berturut *enderung menghilang dan kurva tegangan+regangan menjadi loop tertutup. Hal ini dapat dijelaskan oleh dua parameter: %odulus geser , didefinisikan oleh rata+rata rata+rata kemiringan, kemiringan, dan rasio reda%an, didefinisikan didefinisikan oleh rasio area tertutup yang spesifik. spesifik. Hal ini men*erminkan energi yang harus dimasukkan ke dalam tanah untuk mempertahankan keadaan stabil dari getaran bebas. Si6lus S!ear Ter6ait Kara6teristi6 Ge74a
Karakteristik Karakteristik si%ple shear stress0strain pada strain rendah penting dalam analisis karena amplitudo regangan Gempa bumi biasanya tidak melebihi melebihi "<+3 atau "<+1, dan biasanya di kisaran "<+" hingga "<+&. Strain yang lebih tinggi mungkin terjadi selama respon situs terhadap terhadap gempa gempa besar, besar, namun namun jumlah jumlah siklus siklus pada amplit amplitudo udo regangan regangan tinggi tinggi *enderun *enderung g sedikit. sedikit. %engaru %engaruh h jumlah jumlah siklus siklus pada amplitu amplitudo do regangan regangan rendah rendah tidak tidak besar besar. %engaruh %engaruh frekuensi pemuatan diabaikan dalam kisaran ditemui di sebagian besar gempa bumi, yaitu <," sampai #< H/. )mplitudo regangan karakteristik yang paling signifikan. odulus geser nyata berkurang dengan denga n peningkatan amplitudo amplitud o regangan !Taylor and 'arkin, "?6$. Modulus S!ear dan Rasio Reda7an
$aktor yang 3e%pengaruhi &ilai &ilai
(aktor utama yang mempengaruhi nilai modulus geser dan rasio redaman di semua tanah adalah amplitudo shear strain, efektifitas a8al rata+rata tegangan utama, rasio pori, tingkat tegangan geser, geser, dan jumlah siklus loading. &ilai tanah kohesi' dipengaruhi dipengaruhi juga oleh sejarah stres !R-4$, derajat kejenuhan, parameter kekuatan efektif, thi;otropy, dan suhu. )mplitudo regangan geser mempengaruhi modulus geser sebagai berikut:
Tanah Tanah kurang kurang kohesi: kohesi: Shear modu modulus lus G menurun menurun lumayan lumayan untuk untuk amplit amplitudo udo yang
lebih besar dari "<+3, diba8ah itu G hampir konstan. Tanah Tanah kohesif: kohesif: G berkuran berkurang g dengan dengan peningka peningkatan tan amplit amplitudo udo di semua semua tingkata tingkatan n !(a**ioli dan 4esendi/, "?>$.
Pengukuran &ilai
1>
Tes laboratorium digunakan untuk mengukur variasi dalam modulus geser dan redaman sebagai fungsi dari amplitudo tegangan+regangan sampai tingkat kepentingan gerakan yang kuat. Tes insitu atau tes lapangan berupa survei seismik gelombang langsung, yang menyediakan kompresi dan ke*epatan gelombang shear yang G dan sifat dinamis lainnya dihitung. Karena modulus diperoleh pada amplitudo rendah daripada yang dikenakan oleh gempa bumi, mereka *enderung agak lebih tinggi daripada kenyataan. Ailai yang diperoleh dari pengujian insitu diperke*il dengan membandingkan hasil dengan yang diperoleh untuk tanah yang sama dari pengujian laboratorium. 4entang regangan perkiraan untuk tes laboratorium dan lapangan gempa dibandingkan pada Gambar berikut.
3.3.3. S!BSI%E#&E A#% LI'!EA&"I#
Gempa yang disebabkan getaran bisa menjadi penyebab beberapa fenomena yang signifikan dalam pengendapan tanah, termasuk:
1
%emadatan tanah granular mengakibatkan penurunan permukaan, yang kadang+ kadang
terjadi di daerah yang sangat besar. likuifakasi dari pasir halus dan pasir berlumpur, yang mengakibatkan hilangnya kekuatan dan menyebabkan struktur untuk berkembang atau bahkan berbalik dan
lereng jatuh. 4eduksi pelunakan kekuatan, tanah kohesif !regangan pelunakan$, yang menghasilkan penyelesaian struktur yang dapat terus selama bertahun+tahun dan juga hasil dari formulir likuifaksi.
Su8sidens A6i8at Ko74a6si
Penye+a+
Siklus Shear strain yang mengubah densitas tanah granular, mengakibatkan penurunan. Gerakan horisontal disebabkan oleh gun*angan yang menyebabkan pemadatan selama siklus yang relatif dekat, bahkan jika Siklus Shear strain relatif ke*il. %er*epatan vertikal lebih dari "g diperlukan untuk menyebabkan densifikasi pasiryang signifikan dan yang jauh lebih besar daripada kebanyakan per*epatan permukaan selama gempa bumi. $aktor Kerentanan
Sebagaimana di*atat dalam pembahasan likuifaksi ba8ah, kerentanan tanah terhadap pemadatan selama getaran tanah tergantung pada gradasi tanah, kepadatan relatif atau rasio pori, tekanan keliling, amplitudo tegangan geser atau regangan geser, dan jumlah siklus stres atau durasi. %emadatan subsidensi dan pen*airan adalah terkait erat, perbedaan utama dalam kejadian adalah kemampuan bahan untuk menjadi kering selama siklus pembebanan. %emadatan terjadi dengan drainase tanah yang baik.
Feno7ena "i6uia6si
#iklus Likui'aksi pada .anah Granular
16
(ide'enisikan Siklus likuifaksi menga*u pada respon tanah saat dikenai beban dinamis atau
eksitasi oleh gelombang geser sementara, yang berakhir pada hilangnya kekuatan dan masuk ke keadaan *air. !Siklus likuifaksi berbeda dari pen*airan yang terjadi selama aliran ke atas dimana air di ba8ah kondisi statis.$ (i-elaskan ika pasir jenuh terkena getaran tanah akan *enderung kompak dan mengurangi
volume, jika pasir tidak dapat mengering *ukup *epat, penurunan volume menghasilkan peningkatan tekanan pori. Ketika tekanan air pori meningkat sampai sama dengan tekanan overburden, stres yang efektif diantara partikel tanah menjadi nol, pasir benar+benar kehilangan kekuatan geser, serta memasuki keadaan *air . Keter-adian 9ylie dan Streeter !"?> $ membuat hipotesis bah8a gerakan geser tanah
menyebabkan butir tanah slip atau sliding, yang melemahkan kerangka tanah sementara dan menyebabkan modulus terbatas untuk berkurang. %ada saat pembalikan shear, partikel tidak tergelin*ir, sehingga kerangka pulih pada kekuatan aslinya, tetapi dalam sedikit bentuk konsolidasi. Konsolidasi mengurangi volume pori, sehingga *enderung meningkatkan tekanan pori dan mengurangi stres yang efektif dalam kerangka tanah. odulus geser dan tegangan geser maksimum tergantung pada tegangan efektif, gun*angan horisontal menyebabkan ke*enderungan tegangan efektif nol, dan karenanya terjadi pen*airan. 5rainase oleh perkolasi *enderung mengurangi kenaikan tekanan pori dan menyebabkan stabilisasi. Respon .anah (enomena ini dapat terjadi dalam deposito permukaan atau terkubur di strata.
ika berkembang di kedalaman, tekanan hidrostatik berlebih di /ona *air akan menghilang oleh aliran air ke atas. Gradien hidrolik )suffi*iently besar akan menimbulkan pen*airan *epat lapisan diatas. Hasilnya di8ujudkan di permukaan dengan pembentukan bengkakan dan spouts lumpur dan pengembangan kondisi ZEui*ksand[. Saat permukaan tanah men*air dan berdiam di daerah dengan muka air tanah yang tinggi, air akan sering mengalir dari *elah bengkakan dan membanjiri permukaan. Bahkan jika pen*airan permukaan tidak terjadi, pen*airan ba8ah permukaan dapat mengakibatkan pengurangan substansial dalam kapasitas dukung lapisan atasnya. E'ek per%ukaan dapat terjadi seperti yang ditunjukkan oleh kejadian di )laska dan epang
pada tahun "?>3 dan -hili tahun "?><. Bangunan menjadi menurun dan miring, pulau+pulau tenggelam , lahan kering menjadi danau besar, jalan dan daerah lainnya menjadi turun,
1?
gerakan diferensial terjadi antara jembatan dan pondasi, dan truk dan kendaraan lain bahkan tenggelam ke dalam tanah . .anah Kohesi' Lunak
'iEuefa*tion parsial dapat dikatakan terjadi pada tanah kohesif lunak. Gelombang longitudinal, karena karakteristik mereka atas kompresi dan dilatasi, menyebabkan tekanan pada pori+air dalam tanah lempung jenuh. Tekanan pori seismik diinduksi mengurangi kekuatan geser tanah, dan kemudian daya dukung, mengakibatkan kegagalan parsial atau total. 5eformasi dari lunak menjadi tanah liat konsistensi menengah dari eksitasi horisontal akan dasarnya murni geser !Xeevaert, "?#$. Ter?adinya "i6uia6si
(istri+usi Geogra'is
0nsiden likuifaksi tidak besar dibandingkan dengan sejumlah besar gempa bumi yang terjadi setiap tahun. -ontoh 'ikuifaksi dengan magnitudo yang umumnya lebih besar dari >,&.
epang: ino F8ari !"6?"$, Tohnankai !"?33$, (ukui !"?36$, Aiigata !"?>3$, dan
Toka*hioki !"?>6$. )merika Serikat: Santa Barbara !"?#1, Bendungan Sheffield$, l -entro !"?3<$, San (ran*is*o !"?1$, San (ernando !"?"$, Can Aorman 4eservoir 5am, San
(ran*is*o !"?"$. 'ainnya: -hile !"?><$, )laska !"?>3$, dan -ara*as !"?>$.
$aktor Geologi dan Kerentanan
(aktor geologi yang mempengaruhi kerentanan terhadap likuifaksi adalah sedimentasi proses, usia pengendapan, sejarah geologi, kedalaman muka air tanah, gradasi, kedalaman burial, kemiringan tanah, dan kedekatan muka bebas. %otensi kerentanan untuk tanah dari berbagai asal+usul geologi dari segi usia dirangkum dalam Tabel &."<. Kerentanan terlihat menurun seiring pertambahan umur endapan, yang men*erminkan prestressing oleh pemindahan overburden atau densifikasi oleh gempa bumi kuno, meningkat. Kerentanan terbesar ditemui di daerah pesisir di mana alluvium granular berbutir halus dominan, sering dengan penahanan yang terbatas, dan di mana aluvium terbaru mun*ul lebih rentan daripada ><
alluvia tua. 'ikuifaksi lepas pantai harus dipertimbangkan karena dasar laut dapat menjadi tidak stabil akibat gempa atau kekuatan gelombang selama badai besar.
Fa6tor %otensi "i6uia6si
Gradasi Seperti ditunjukkan dalam Gambar &.&3, pasir halus dan pasir berlumpur yang
paling rentan, terutama ketika mereka bergradasi buruk, %ermeabilitas relatif rendah dan drainase lambat. Kondisi air tanah: @ntuk menjadi rentan, lapisan harus berada di ba8ah tingkat air tanah dan dijenuhkan, atau mendekati, tanpa kemampuan untuk mengalirkan se*ara bebas. Kepadatan relati' : 5J)ppolonia !"?<$ menyarankan likuifaksi yang mungkin >"
terjadi di mana nilai+nilai 54 yang setinggi 1< selama per*epatan tanah \ <," g, tapi untuk pasir dengan 54 di kisaran 1 atau lebih likuifaksi itu tidak mungkin. Kondisi +atas drainase dan stratigra'i tanah : (aktor+faktor ini mempengaruhi tingkat kenaikan tekanan
pori. )"al tekanan e'ekti' o!er+urden: uga dikenal sebagai efek kedalaman, tekanan ini mempengaruhi kerentanan. (urasi, a%plitudo dan periode induksi getaran : (aktor+faktor ini mempengaruhi potensi 'ikuifaksi. Tampaknya likuifaksi tidak terjadi pada <," g atau kurang.
Kondisi .anah .anah Rentan : 5ari sebuah studi empat ri8ayat kasus, Seed !"?1$ menyimpulkan bah8a
'ikuifaksi terjadi pada relatif seragam, tanah kohesi yang ukuran "< adalah antara <,<" dan <,#1 mm, dan koefisien keseragaman adalah antara # dan "<. Se*ara umum, tanah liEuefiable memiliki S%T A nilai ]#1. Xeevaert !"?#$ menganggap bah8a dalam kondisi dari lunak menjadi tanah lempung menengah menjalani 'ikuifaksi parsial, meskipun mereka tidak menjadi *airan di permukaan tanah. Banyak jenis lempung dan lempung lanauan rentan terhadap 'ikuifaksi di lereng. >#
.anah nonsuscepti+le : Kerikil dan kerikil berpasir, terlepas dari nilai+nilai A !Seed, "?1$,
kaku dan sampai lempung keras atau pasir kompak, terlepas dari yang terletak pada permukaan tanah atau lereng, tampaknya nonsus*eptible likuifaksi. %redi6si %otensi "i6uii6asi
Rasio yclic #tress
4asio tegangan siklik !-S4$ pada setiap kedalaman di tanah menyebabkan likuifaksi dapat dihitung dengan akurasi yang 8ajar dari hubungan yang diberikan oleh Seed et al. !"?61$:
Hal ini didefinisikan sebagai rasio rata+rata tegangan geser hori/ontal !Wh$ yang disebabkan oleh gempa bumi dengan tekanan overburden efektif a8al !^J<$. _ma; adalah per*epatan hori/ontal pun*ak pada permukaan tanah, g per*epatan karena gravitasi, ^vo total stres overburden vertikal pada lapisan ba8ah pertimbangan, ^Jvo efektif stres overburden vertikal pada lapisan ba8ah pertimbangan, dan rd faktor pengurangan stres !dari 'iao dan 9hitman, "?6>$.
>&
3.3.*. EGAGALA# SLPE Slo4e Ala7i
#lide (e+ris dan Longsoran
'ongsoran debris dangkal mungkin merupakan bentuk paling umum dari kegagalan lereng selama gempa bumi dan bisa sangat banyak di medan berbukit atau pegunungan. Pe%ekaran Lateral
%ada umumnya di dataran rendah di sepanjang badan air, hasil pemekaran lateral menyebabkan kerusakan besar, terutama untuk jembatan dan pipa. Selama gempa )laska tahun "?>3, #>> jembatan rusak berat sebagai konsekuensi lateral pemekaran dataran banjir terhadap saluran sungai. )liran
)liran bisa jadi sangat besar pengaruhnya dalam kondisi tertentu. Selama tahun "?#< gempa bumi di Kansu, -ina, formasi loess jatuh, mengubur seluruh kota. Ternyata, penyebabnya adalah perkembangan tekanan pori+udara yang tinggi. )liran debris, yang membentang dari jarak #1 km menuruni lembah 4io 'a %a/ dekat 'a %a/, Bolivia, dianggap hasil dari gempa bumi kuno. 2''shore
Gempabumi selama Aovember "?#? dianggap penyebab besar kekeruhan saat ini di lepas pantai Ae8foundland. Hal ini dispekulasi bah8a bagian dari Kontinental Shelf pe*ah dari Grand Banks, di*ampur dengan air laut dan membentuk aliran yang pindah keba8ah lereng sepanjang kenaikan benua ke dasar laut yang lebih rendah untuk jarak sekitar ><< mil. !Hodgson, "?>3$. *endungan *u%i dan .anggul
ika tanggul bumi, seperti untuk dukungan jalan, roboh selama gempa bumi, biasanya disertai dengan pemekaran lateral karena kegagalan pondasi seperti yang terjadi di San (ran*is*o dan kota+kota pesisir )laska seperti yang dijelaskan dalam bab sebelumnya. Bendungan Bumi, ketika dibangun dengan baik, dapat menahan gun*angan menengah, dari urutan <,# g atau >3
lebih, tanpa efek merugikan. Bendungan dibangun dari tanah lempung pada tanah liat atau batu fondasi dapat menahan gun*angan yang sangat kuat mulai <,&1+<,6 g !dari I 6,1 event$ dengan tidak ada kerusakan jelas. 4esiko terbesar kerusakan atau kegagalan terletak pada bendungan terbuat dari bahan kohesi jenuh yang dapat dihan*urkan gun*angan kuat. Metode Analisis
)nalisis (ina%is
Karakteristik gerak dikembangkan pada batuan yang mendasari tanggul dan tanah pondasi selama gempa diperkirakan, respon dari pondasi batu eksitasi dasar dievaluasi, dan tekanan dinamis diinduksi dalam elemen per8akilan tanggul tersebut dihitung. Sampel yang me8akili dari tanggul dan pondasi tanah menjadi subyek pengujian laboratorium diba8ah gabungan dari kondisi stres dan tekanan dinamis preearthEuake disertakan untuk memungkinkan penilaian dari pengaruh+indu*ed gempa tekanan pada potensi likuifaksi dan deformasi. 5ari data, deformasi dan stabilitas bagian bendungan dianalisis. )nalisis Pseudostatik
5alam pendekatan konvensional, stabilitas dari potensi berat longsoran ditentukan untuk kondisi pembebanan statis dan efek dari gempa bumi di*atat dengan termasuk gaya vertikal dan horisontal ekuivalen yang bekerja pada massa. Gaya hori/ontal dan vertikal !Gambar &.&6$ adalah produk dari berat dan koefisien seismik k ! dan k h. fek dari tekanan pori tidak dianggap, dan penurunan kekuatan tanah di*atat hanya se*ara tidak langsung. Berbagai aplikasi dari koefisien k dapat ditemukan dalam literatur. Tampaknya masuk akal saja untuk mengurangi kekuatan tolakan dengan menambahkan k !", atau mempertimbangkan bah8a per*epatan vertikal gravitasi kurang dari akselesari horisontal, <.>k v9, dan untuk meningkatkan kekuatan pendorong dengan menambahkan istilah 9 !kh *os O$ ke persamaan anbu ini yakni sebagai berikut:
%emilihan koefisien seismik adalah empiris. Setelah meninjau berbagai peneliti, disarankan agar nilai yang diberikan dalam Tabel &."# dianggap 8ajar.
>1
3.3.+. "S!#A,I %A# SEI&$ES Tsuna7i
Tsunami adalah gelombang laut yang panjang yang dapat men*apai ketinggian yang besar ketika mereka menghadapi garis pantai, di mana mereka merupakan bahaya yang sangat besar. @mumnya terkait dengan gempa bumi, mereka juga hasil dari tanah longsor ba8ah laut. Seismolog umumnya sepakat bah8a mereka biasanya men*erminkan beberapa perubahan mendadak dalam topografi dasar laut seperti up+thrusting atau do8ndropping sepanjang patahan, atau sering longsoran dari material tidak terkonsolidasi menuruni paparan benua. ereka berpotensi sangat merusak. 5i laut : Tsunami dapat disebabkan oleh gempa bumi di dekatnya, atau seperti yang sering terjadi, oleh gempa bumi dengan episenter ribuan kilometer jauh dari jarak mereka akhirnya mempengaruhi. ereka tidak pernah diamati oleh kapal di laut karena di laut terbuka, amplitudo gelombang hanya satu meter atau lebih. ereka melakukan perjalanan pada ke*epatan yang besar, dari << km 2 jam atau lebih
>>
9ilayah pesisir: Besarnya tsunami pada sumbernya berhubungan dengan besarnya gempa. Ketika tiba di garis pantai, gelombang laut dipengaruhi oleh kondisi dasar lepas pantai, arah gelombang, dan konfigurasi garis pantai. %anjang gelombang yang ditekankan dalam teluk, terutama di mana mereka memiliki kedalaman yang relatif dangkal dan pembatasan topografi. -orong gelombang ke teluk dan membangun ke ketinggian yang besar. engandung energi yang luar biasa, 8avefront bergerak sampai ke pantai, pada 8aktu men*apai beberapa kilometer ke daratan. %un*ak ini diikuti oleh palung selama ada penarikan besar di permukaan laut, memperlihatkan dasar laut jauh di ba8ah tingkat surut. Setelah selang 8aktu &< menit sampai satu jam, tergantung pada periode gelombang, air naik dan pun*ak gelombang kedu , sering lebih tinggi dari yang pertama, menyerang pantai. @rutan ini mungkin berlanjut selama beberapa jam, dan gelombang ketiga atau keempat terkadang menjadi yang tertinggi. Pelayanan Peringatan (ini
Setelah tsunami yang sangat merusak pada tahun ".?3>, layanan peringatan dini didirikan oleh @SGS dan berpusat di Ha8aii. Ketika stasiun seismograf di Ha8aii menunjukkan Samudera %asifik gempa fokus, pesan radio dikirim ke stasiun lainnya %a*ifi* seismograf meminta data yang mana untuk menentukan pusat gempa. -ukup 8aktu tersedia untuk menghitung ketika gelombang tsunami akan tiba dan untuk memperingatkan masyarakat di 8ilayah pesisir. Prediksi *encana
Beberapa prosedur untuk mengevaluasi bahaya tsunami yang diberikan oleh Synolakis !#<<&$. Se*ara kualitatif ada beberapa kondisi bahaya tinggi untuk dievaluasi: sejarah tsunami 5aerah dan kemungkinan terulangnya. Gempa yang dekat dengan darat: kemungkinan terulangnya dan besarnya. Konfigurasi Garis pantai: garis pantai tidak teratur dengan teluk panjang dan sempit
dan perairan yang relatif dangkal tampaknya lebih rentan daripada pesisir dataran saat terkena gelombang tsunami yang dihasilkan oleh gempa bumi yang besar.
#eiches
Sei*hes mun*ul saat pergerakan tanah memulai osilasi air dari satu sisi ke sisi lain dari badan >
air yang tertutup atau sebagian tertutup, seperti danau, teluk, atau kanal. Sei*hes yang besar terbentuk ketika periode kehadiran berbagai gun*angan2 gempa bertepatan dengan periode alami dari tubuh air, yang merupakan fungsi dari kedalaman, dan membuat resonansi. 3.3.-. BE#&A#A G!#!#GAPI Eru4si
'etusan, aliran lava, dan partikel yang terlempar ke atmosfer menghadirkan aspek yang berbahaya dari aktivitas gunung berapi. 5alam #<<< tahun terakhir, telah ada sedikit letusan luar biasa dan merupakan ben*ana. t. Cesuvius meletus pada ? asehi dan menghan*urkan kota kuno %ompeii. ont %ele di artiniEue meletus hebat pada tahun "?<#, menghan*urkan kota St %ierre tetapi dua orang yang selamat. Krakatau di 0ndonesia benar+ benar meledak pada tahun "66& yang mungkin menjadi ledakan alam terbesar dalam sejarah. Aliran "a5a
)liran lava mungkin adalah penyebab paling umum dari suatu bentuk penghan*uran. -ontohnya adalah pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama 0slandia !A4, "?>$. Ketika pekerjaan seharga ` 31.<<<.<<< itu hampir selesai, situs itu tergun*ang selama sekitar satu tahun dengan tremor, dan kemudian retakan terbuka ",> km jauhnya dan memuntahkan lava, yang mengan*am instalasi. 4upanya, lava dikandung oleh tanggul yang didirikan di sekitar area pabrik. "a!ar
'ahar telah menjadi perhatian dalam beberapa tahun terakhir sebagai bahaya geologi yang penting. 0stilah lahar menggambarkan *ampuran panas atau dingin fragmen air dan batuan yang mengalir menuruni lereng gunung berapi. 5alam mode yang paling merusak massa ini sangat besar dan bergerak pada ke*epatan tinggi. Bahaya terbesar ada di mana gunung berapi memiliki penutup berupa salju yang tebal yang dapat men*air oleh aktivitas gunung berapi.
>6
+,/, $ESAIN TAHANAN GEM%A1UMI 9SUATU GAM1ARAN $ASAR; 3.*.1. PE#%A$!L!A# %ergera6an Tana!
Gaya (ina%is
Sejumlah besar energi yang dilepaskan selama gempa berjalan menuju Bumi dapat dilihat sebagai berbagai jenis gelombang seismik dengan berbagai frekuensi osilasi dan amplitudo atau pergeseran. %artikel+partikel osilasi dalam gelombang memiliki ke*epatan dan mengerahkan kekuatan karena adanya per*epatan gravitasi !lihat Bagian &.#.&$. Gempa gerakan tanah untuk analisis struktural biasanya ditandai dengan per*epatan pun*ak tanah !atau fraksi daripadanya$, respons spektra, dan ri8ayat 8aktu per*epatan. 5alam batuan dan material geologi lainnya yang hampir elastis, kekuatan dinamis ini menghasilkan deformasi sementara, yang ditemukan di ba8ah strain rendah dari gelombang seismik. Kepentingan dalam sifat material tersebut terletak terutama dalam kemampuan mereka untuk mengirimkan gelombang seismik. 5alam endapan yang lebih lemah, seperti alluvium, *olluvium, dan )eolian tanah, eksitasi batuan dasar ditransmisikan ke tanah dan biasanya diperkuat. Selain itu, beberapa material merespon kekuatan shear *y*li* dengan densifying, liEuefying, atau mengurangi kekuatan geser !tanah yang tidak stabil$. 5ampak dari gaya dinamis, dapat dibagi menjadi dua kategori:
fek pada struktur terhadap gaya yang dikirim melalui tanah, yang mengakibatkan
getaran tanah. fek pada material geologi itu sendiri, terutama dalam bentuk respon terhadap gaya geser *y*li*.
Pengukuran Lapangan
%ergeseran Tanah !amplitudo$, dipakai perhitungan 4it*her, dan untuk menghitung besarnya, diukur dengan seismograf. Gaya yang dikenakan pada struktur, dalam hal ini per*epatan gravitasi, yang memiliki komponen horisontal dan vertikal, diukur dengan akselerograf.
>?
Hu8ungan Kerusa6an %er7u6aan
%enghan*uran akibat gempa terkait dengan sejumlah faktor termasuk magnitudo, jarak ke daerah+daerah penduduk, durasi peristi8a, geologi lokal dan kondisi topografi, serta praktek konstruksi lokal.
3.*.2. RESP# S"R!"!RAL Kara6teristi6 U7u7
Reaksi .erhadap Pergerakan .anah Yang *esar
Gaya dinamis dikenakan pada struktur oleh pergerakan tanah yang kuat. 4espon struktural berkaitan dengan interaksi antara karakteristik struktur dalam hal massa, kekakuan, dan kemampuan meredam, serta karakteristik gerakan tanah dalam hal pengaruh kombinasi antara amplitudo per*epatan tanah, komponen frekuensi mereka, dan durasi. %eredaman menga*u pada suatu resistensi yang mengurangi atau menentang getaran dengan penyerapan energi. @nsur+unsur pergerakan tanah adalah amplitudo ), perpindahan y, frekuensi f !H/$, dan periode T !detik$, dan turunan ke*epatan v serta per*epatan _.
Energi Yang (itrans%isikan Ke #truktur
Ke*epatan getaran maksimum yang dikenakan oleh gelombang elastis saat mele8ati ba8ah struktur dalam bentuk frekuensi *ir*ular " serta amplitudo, adalah:
%er*epatan terbesar terhadap struktur yang dikenai adalah,
Gaya terbesar yang digunakan untuk struktur yang ditemukan saat per*epatan dinyatakan dalam massa. Hal ini memungkinkan untuk pengembangan suatu ekspresi yang berkaitan dengan gaya per*epatan gravitasi, frekuensi, dan amplitudo sebagai berikut:
dimana 9 adalah berat. Hal ini terlihat bah8a gaya bervariasi sebagai kuadrat dari frekuensi. nergi kinetik adalah yang dimiliki oleh sebuah tubuh berdasarkan ke*epatannya. nergi dari suatu tubuh adalah jumlah kerja yang bisa dilakukan untuk mela8an gaya yang dikenakan padanya, dan kerja adalah produk dari gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan massa dan jarak tempuh dimana berat tersebut dipindahkan. nergi kinetik diungkapkan oleh, <
dimana v adalah ke*epatan dimana struktur bergerak bolak+balik seperti berjalannya gelombang seismik !'eet, "?><$. nergi ditransmisikan ke struktur dapat di8akili dalam beberapa *ara:
Gerak amplitudo !pergeseran$, frekuensi atau per*epatan !hasil dari kombinasi
amplitudo dan frekuensi$. Gaya di mana energi mampu menggerakkan struktur. nergi itu sendiri, didefinisikan berdasarkan pergerakan yang menghasilkan !energi
kinetik$.
Getaran .anah dan )nalisis
Basis eksitasi struktur dari getaran tanah menghasilkan defleksi horisontal dan vertikal selama beberapa interval 8aktu dan menerapkan strain, stress, dan gaya internal pada elemen struktur. 0ntensitas getaran tergantung pada per*epatan maksimum tanah, karakteristik frekuensi, dan durasi. )nalisis membutuhkan pengertian dari pergerakan sistem berupa fungsi yang tergantung pada 8aktu, dan penentuan gaya yang dikenakan pada anggota struktural.
3ode Respon
Struktur menunjukkan berbagai mode respon terhadap gerakan tanah tergantung pada karakteristik mereka. %er*epatan horisontal pun*ak tanah berkaitan erat dengan gaya lateral terhadap struktur dan merupakan nilai yang digunakan untuk mendekati efek gempa. %er*epatan vertikal gerakan tanah dapat menyebabkan penghan*uran kolom. Selama per*epatan ke ba8ah dari suatu struktur, stres pada kolom lebih rendah dari kondisi statis. Ketika pergerakan berbalik dan menjadi ke atas, per*epatan dihasilkan, hal inilah yang mengakibatkan gaya ke ba8ah tambahan yang menambah beban pada kolom. %ergeseran 5iferensial di ba8ah struktur dapat menyebabkan distorsi dan kegagalan anggota yang longitudinal. (rekuensi, dalam kaitannya dengan frekuensi alami dari elemen struktur, mengatur respons struktur. (rekuensi rendah !8aktu yang lama$ menyebabkan struktur yang tinggi menjadi bergoyang. 'ama getaran atau aplikasi berulang dari gaya menyebabkan kelelahan pada komponen struktur !dan terus meningkatnya tekanan pori tanah$. Rea6si $ina7is Stru6tur
4eaksi dinamis suatu struktur terhadap pergerakan tanah diatur oleh karakteristik periode T atau frekuensi getaran struktural yang berhubungan dengan massa struktur, kekakuan, dan kemampuan peredaman. "
Karakteristik Periode
Sangat kaku, " tingkatan struktur : <." detik !frekuensi sangat tinggi, f I "< H/$. Struktur yang relatif kaku 3 sampai > tingkatan: <,3+<,1 detik !fI# H/$. Struktur yang relatif fleksibel #< sampai &< tingkatan: ",1 sampai #,1 detik !fI <,1
H/$. Struktur Sangat fleksibel di mana deformasi lebih berpengaruh daripada kekuatan
pengaturan pola, serta pembebanan oleh angin menjadi penting: & sampai 3 detik atau lebih tinggi !sangat rendah, f I<,#1 H/$.
Gaya pada )nggota #truktur
Beban statis menghasilkan stress dan defleksi. Beban 5inamis menghasilkan defleksi 8aktu yang bervariasi, yang melibatkan per*epatan. Gaya inersia menahan gerakan, yang harus ditentukan untuk solusi masalah dinamika struktur. Sistem lengkap tentang gaya inersia yang bekerja dalam suatu struktur ditentukan dengan mengevaluasi per*epatan, serta pergeseran, yang bertindak pada setiap titik dalam struktur. Pe%+elokan *entuk #truktur : %embelokan bentuk struktur dapat dijelaskan dalam
hal idealisasi lumped+mass maupun koordinat pergeseran umum. 5alam idealisasi lumped+ mass, diasumsikan bah8a seluruh massa struktur terkonsentrasi di sejumlah titik diskrit, yang terletak dengan baik untuk me8akili karakteristik struktur, di mana per*epatan dievaluasi untuk menentukan kekuatan internal yang berkembang dalam sistem.
#ingle0(egree0o'0$reedo% #yste%
Gerak translasi ditentang oleh unsur+unsur tanpa bobot yang memiliki konstanta total K !kekakuan$ serta perangkat peredaman yang mengadsorbsi energi dari sistem. 4edaman gaya - sebanding dengan ke*epatan massa. Dang mendasari periode T dapat diperlihatkan oleh,
Selama gempa bumi, gerakan dipengaruhi oleh beban eksternal % !t$ yang ditentang oleh gaya inersia (0, sebuah redaman gaya (5, dan gaya elastis (s. Gaya tahanan sebanding dengan per*epatan, ke*epatan, serta perpindahan massa yang diberikan dalam bentuk diferensial dari perpindahan v terhadap 8aktu sebagai berikut: (0Iv
!turunan kedua$,
-vI(5
!turunan pertama$,
serta
(sI
Kv.
Euilibrium
mengharuskan, #
dimana gaya % !t$ adalah per*epatan masukan tanah, sama dengan produk dari massa dan per*epatan, atau
3ulti0(egree0o'0$reedo% #yste%s
Gaya E6sternal
Gaya eksternal yang bekerja pada struktur dapat ditentukan atas dasar pendekatan konvensional atau sederhana atau pendekatan yang komprehensif. 5alam hal struktur, spektrum desain, redaman, dan desain tekanan adalah spesifik. %endekatan ini menjadi praktek standar untuk semua struktur berisiko tinggi seperti pembangkit listrik tenaga nuklir, gedung berlantai 1<, bendungan besar, jembatan gantung yang panjang, dan platform pengeboran lepas pantai, yang terlepas dari lokasi.
&
3.*.3. SI"E GR!#% A"R RESP#
$esain $asar
Kriteria desain seismik didasarkan pada karakteristik gerakan tanah, termasuk per*epatan, frekuensi konten, dan durasi getaran, yang biasanya diberikan untuk eksitasi batuan atau tanah yang kuat. Kondisi tanah berpengaruh terhadap nilai+nilai ini.
A6selerasi Ma6si7u7
%er*epatan hori/ontal pun*ak !%GH)$ dianggap terkait erat dengan gaya lateral terhadap struktur, dan merupakan nilai biasanya digunakan untuk mendekati kekuatan gempa. %er*epatan vertikal pun*ak !%GC)$ telah diterima se*ara umum sebagai sekitar satu setengah dari per*epatan hori/ontal yang berarti, tapi dekat dengan patahan dip+slip, pe*ahan tersebut mungkin jauh lebih besar.
Konten Fre6uensi
%er*epatan maksimum terjadi ketika periode gerakan tanah !frekuensi$ mendekati atau sama dengan periode struktur dan resonansi terjadi. )mplitudo gerakan tanah menurun seiring dengan jarak antara geometri spreading dan disipasi gesekan !atenuasi$. (rekuensi tinggi !periode pendek$ yang dekat dengan sumber, pada jarak sekitar "<< km merupakan periode getaran yang lebih lama dari gelombang 4ayleigh !"+& s$ yang menyebabkan tanah bergetar.
Pendekatan (esain 7Hudson, 89B=<
5alam sistem frekuensi tinggi !\ 1 H/$, hubungan antara per*epatan tanah horisontal dan gaya lateral pada struktur mengatur pola. Sistem 0ntermediate ! " H/$ dan frekuensi rendah !]<,# H/, 8aktu yang lama$ meliputi sebagian bangunan dan pekerjaan teknis. %er*epatan tanah saja tidak dianggap sebagai pendekatan yang baik dari gaya lateral yang sebenarnya. Selain pun*ak per*epatan tanah, ke*epatan tanah maksimum untuk frekuensi menengah dan perpindahan tanah maksimum untuk frekuensi rendah harus ditentukan. $urasi
5urasi, ukuran jumlah siklus, terkait dengan kelelahan pada struktur dan memiliki pengaruh besar pada jumlah dan tingkat kerusakan. 3
Ee6 Kondisi Tana!
$aktor )%plikasi .anah
%er*epatan eksitasi Batuan dasar umumnya meningkat magnitudonya seiring dengan kenaikan ketebalan tanah dan penurunan kekakuan tanah. (aktor maksimum amplifikasi tanah umumnya berkisar antara " dan # untuk gerakan yang kuat, dan merupakan fungsi dari 8aktu !Bagian &.#.>$. fek pada (rekuensi Kondisi tanah lokal menyaring gerak agar memperkuat frekuensi tersebut yang berada pada atau dekat frekuensi fundamental dari profil tanah !9hitman dan %rotonotarios, "?$, tetapi frekuensi yang berkurang oleh redaman. Berbagai gempa bumi mungkin memiliki per*epatan pun*ak yang sama tetapi jika mereka terjadi dengan periode yang berbeda, respon tanah akan berbeda dan kerusakan struktural mungkin selektif.
$aktor Lain
fek Kedalaman: dibahas pada topik &.#.>. Subsiden*e and liEuefa*tion dibahas pada topik &.&.&. Slope failures dibahas pada topik &.&.3.
+,/,/ RES%ON S%E=TRA
Sebuah respon spektrum adalah plot dari nilai maksimum per*epatan, ke*epatan, dan respon perpindahan yang terbatas oleh #ingle0(egree0o'0$reedo% #yste% yang tergantung pada 8aktu eksitasi dinamis, namun tidak terbatas pada gerakan tanah. Ailai+nilai respon maksimum dinyatakan sebagai fungsi dari periode alami yang tidak teredam untuk diberikan redaman. %erkiraan per*epatan respon spektrum, ke*epatan, dan perpindahan nilai mungkin dihitung dari satu sama lain dengan asumsi hubungan sinusoidal. Ailai yang telah dihitung kadang+kadang disebut sebagai pseudo+per*epatan, pseudo+ ke*epatan relatif, atau nilai+nilai respon spektrum perpindahan pseudo+relatif !@S)-, "???$. Sebuah *ontoh dari respon spektrum menunjukkan perpindahan maksimum, maksimum pseudo+ke*epatan, dan maksimum pseudo+per*epatan disajikan pada grafik tripartit logaritmik diberikan pada Gambar &.3&.
1
4espons spektra biasanya digunakan untuk menggambarkan karakteristik getaran gempa pada suatu lokasi. )da dua bentuk respons spektra, standar atau normal pada lokasi tertentu. 4espon Spektra biasanya merupakan plot per*epatan g vs berbagai periode untuk tingkat redaman tertentu.
A4li6asi
4espons spektra yang digunakan sebagai input dalam analisis dinamik sistem elastis linier, dimana merupakan *ara mudah untuk mengevaluasi gaya lateral maksimum yang berkembang dalam struktur terhadap gerakan dasar yang diberikan. ika struktur berperilaku sebagai #ingle0(egree0o'0$reedo% #yste%, per*epatan maksimum dan gaya inersia maksimum dapat ditentukan langsung dari respon spektrum per*epatan jika periode dasar struktur diketahui. 5an juga berguna untuk membandingkan respon struktur dalam gempa >
bumi di mana kondisi tanah bervariasi, atau untuk membandingkan sejumlah gempa di daerah yang sama, sebagai fungsi dari kondisi tanah dan periode alami.
3.*.+. A#ALISIS SEIS,I $A/AR%
.u-uan dan Cenis #truktur
Berkaitan dengan konsekuensi kerusakan !resiko$.
Struktur konvensional, risiko sedang, termasuk ren*ana industri, bangunan sedang+
tinggi, pembangkit listrik bahan bakar fosil, bendungan sedang+tinggi, dll Struktur 'ifeline, risiko sedang hingga tinggi, termasuk jalan raya, kereta api,
tero8ongan, kanal, pipa !gas dan bahan bakar *air, air, dan limbah$, tenaga listrik, dll Struktur %enting masyarakat, berisiko tinggi, termasuk sekolah dan rumah sakit. Struktur inkonvensional, dengan risiko tinggi+sangat tinggi, termasuk pembangkit listrik tenaga nuklir, Bangunan 1< lantai, jembatan lama, bendungan besar, platform pengeboran lepas pantai, dan lain+lain
Ke-adian ge%pa dan 3agnitudo
Berkaitan dengan bahaya.
Bahaya Tinggi: (rekuensi kejadian sering, magnitudo tinggi !0\C0$ )tau sesekali
dengan magnitudo tinggi !0\C000$. Xona & dan 3 pada Gambar &."&. Bahaya Sedang: (rekuensi Sering 0IC0 dan keseringan keterjadian 0IC00. Xona #)
dan #B pada Gambar &."&. Bahaya yang rendah: @mumnya daerah tanpa aktivitas, atau kejadian jarang melebihi 0IC, dan Kegiatan biasanya rendah. Xona < dan " dalam Gambar &."&.
Metode Analisi Ko74re!ensi
(eter%inistic #eis%ic Hazard )nalysis 7(#H)<
%endekatan ini pada lokasi tertentu menggunakan sumber gempa yang diketahui !biasanya patahan$ *ukup dekat dengan lokasi dengan data seismik dan geologi yang tersedia untuk mempersiapkan model sejarah gerakan tanah di lokasi. Satu atau lebih gempa bumi ditentukan oleh magnitudo dan lokasi, dan biasanya diasumsikan terjadi pada bagian dari sumber terdekat terhadap lokasi. Gerakan tanah diperkirakan deterministik, mengingat besarnya, jarak sumber+ke 'okasi, dan kondisi lokasi !@S)-, "??1$.
Pro+a+ilistic #eis%ic Hazard )nalysis 7P#H)<
%endekatan ini menggunakan elemen dari 5SH) dan menambahkan penilaian terhadap potensi gerakan tanah selama jangka 8aktu yang ditentukan. %robabilitas atau frekuensi terjadinya gempa bumi berkekuatan berbeda pada setiap sumber gempa yang signifikan dan unsur ketidakpastian se*ara langsung diperhitungkan dalam analisis. Gerakan tanah yang dipilih berdasarkan probabilitas dengan magnitude yang diberikan selama masa keaktifan struktur atau untuk suatu periode tertentu kembali !@S)-, "??1$. )nalisis Waktu0#e-arah
6
4espon spektrum Tipe superposisi sepenuhnya dihitung terhadap multimode dinamis dari perilaku struktur, tetapi terbatas pada rentang perilaku elastis linier dan hanya menyediakan nilai maksimum dari jumlah respon. etode 8aktu sejarah digunakan untuk menghitung deformasi, tegangan, dan gaya dari bagian yang lebih akurat mengingat sifat tergantung 8aktu dari respon dinamis untuk gempa gerakan tanah !@S)-, #<<&$.
3.*.- %ESAI# GE,PA B!,I
5esain Gempa bumi biasanya didefinisikan sebagai spesifikasi gerakan tanah sebagai dasar untuk kriteria desain dalam memberikan ketahanan terhadap gempa bumi yang sedang tanpa kerusakan, dan memberikan perla8anan terhadap sebuah peristi8a besar tanpa terjadinya keruntuhan. #truktur standar 7Uni'or% *uilding ode, 899B<
5esign Base arthEuake !5B$: Bangunan seharusnya tidak runtuh akibat gempa bumi
dengan probabilitas lebih dari"< dalam 1< tahun. Rperational Base arthEuake !RB$: Bangunan seharusnya tidak runtuh dalam gempa bumi dengan probabilitas yang lebih dari 1< dalam 1< tahun.
Struktur standar !@S)-, "???$
Rperational Basis arthEuake !RB$: merupakan gempa dengan probabilitas yang lebih dari 1< selama masa keaktifan struktur, yang terjadi dengan sedikit atau
tidak adanya kerusakan serta tanpa gangguan atau kehilangan layanan. a;imum 5esign arthEuake !5$ adalah tingkat maksimum gerakan tanah yang mana struktur diran*ang, dan struktur mengalami gempa tanpa ben*ana besar, meskipun kerusakan parah atau kerugian ekonomi dapat ditoleransi.
Pe%+angkit Listrik .enaga &uklir
5ua tingkat @tama yang diberikan oleh @.S. Au*lear 4egulatory -ommission !@SA4-$:
Rperational Basis arthEuake !RB$ adalah getaran gerakan tanah yang melalui fitur keamanan pembangkit listrik dan harus tetap fungsional saat pembangkit listrik
tetap beroperasi. Safe+shutdo8n arthEuake !SS$ adalah getaran terbesar yang dibayangkan bisa terjadi setiap saat di masa depan. Rperator harus mampu memadamkan pembangkit listrik se*ara aman setelah peristi8a seperti itu, bahkan jika beberapa komponen pembangkit listrik rusak. ?
%ende6atan dala7 Sele6si
Pendekatan standar
Struktur konvensional di daerah bahaya gempa rendah didasarkan pada pemilihan nilai untuk g, dan biasanya nilai+nilai tersebut diperoleh dari publikasi yang ada seperti kode bangunan nasional atau lokal, atau resiko gempa dan peta probabilitas seperti Gambar &."3. )tau, jika tidak ada kriteria yang dipublikasikan, karena mungkin situasi di banyak negara, g dapat diperkirakan dari *atatan intensitas atau magnitudonya dengan konversi, menggunakan hubungan seperti Gambar &."&, Tabel &."3, atau %ersamaan &."<. 5i daerah asing tanpa kode bangunan, jika tingkat bahaya diragukan, maka penelitian respon situs dilakukan.
Pendekatan Ko%prehensi'
5esain struktur konvensional atau struktur di /ona bahaya tinggi !Bagian &.3.1$ didasarkan pada pemilihan nilai g untuk pun*ak efektif horisontal dan vertikal, konten frekuensi, dan durasi. 5ata yang ada dikumpulkan dan ditinjau dalam radius sekitar #<< mil !&#< km$ !A4-, "??$ dari struktur yang diusulkan, termasuk katalog laporan intensitas dan magnitudo gempa, *atatan kekuatan+gerakan, peta geologi, patahan yang diketahui, dan informasi lainnya, dan studi respon situs dilakukan.
Studi Res4on "o6asi
)nalisis %erulangan !Bagian &.#.6$ dilakukan untuk menentukan kemungkinan kembalinya peristi8a berbagai magnitudo ke tempat di mana gempa telah terjadi di masa lalu !sumber, biasanya diberikan sebagai pusat gempa$. %eristi8a magnitudes yang signifikan dengan periode ulang 1< atau "<< tahun biasanya dipilih, tergantung pada pentingnya struktur dan 6<
jenis struktur. ngineering 'ifetimes untuk berbagai jenis konstruksi diberikan dalam Tabel &."1. intensitas Situs 0s, diperkirakan oleh penerapan hukum redaman dan hubungannya !lihat Bagian &.#.1$ seperti Gambar &.">, atau dikenakan oleh keaktifan patahan dan kemudian dilemahkan terhadap lokasi.
Ketika informasi tersebut tersedia, semua patahandalam beberapa jarak tertentu dari situs harus diidentifikasi dari segi jarak, magnitudo maksimum, dan jenis patahan. Beberapa hubungan antara kerusakan konstruksi terhadap sumber maksimum dan terhadap jarak lokasi dalam hal per*epatan, magnitudo, dan intensitas diberikan pada Tabel &.".
6"
3.*.0. A#ALISIS SIL S"R!&"!RE I%E#"II&A"I# (SSI) Analisis Hal S4ace
%endekatan a8al untuk analisis SS0 adalah analisis Half Spa*e !Seed et al., "?1$. fek pada tanah terhadap respon struktur yang di8akili oleh serangkaian mata air dan dashpots !penyerap energi$ dalam teori half+spa*e di sekitar struktur ditunjukkan pada Gambar &.3>. %endekatan ini memiliki keterbatasan ketika diterapkan pada struktur ba8ah permukaan dan paling baik digunakan untuk menganalisis struktur permukaan.
Analisis Metode Finite Ele7ent
6#
%rosedur analisis ini digambarkan oleh analisis sampel struktur utama untuk pembangkit listrik tenaga nuklir yang disajikan oleh 0driss dan Sadigh !"?>$, seperti yang ditunjukkan pada Gambar &.3?. Gerakan tanah ditentukan pada tingkat dasar. Langkah 8: Karena gerakan kontrol ditentukan biasanya di beberapa titik di ba8ah
permukaan pada bidang bebas, analisis dekonvolusi diperlukan untuk menentukan gerakan batuan yang kompatibel. )sumsi yang paling penting dalam analisis dekonvolusi adalah,
4espon lokasi didominasi oleh getaran shear dari ba8ah, dan semua mode lain
dari energi seismik diabaikan. Getaran shear adalah tidak searah dan situs merespon dengan keadaan regangan yang
datar. Bentuk lintasan tegangan+regangan merupakan siklus. Tidak ada pergeseran residual. 6&
Tidak ada likuifaksi.
Langkah = Gerakan batuan dasar dari 'angkah " kemudian digunakan untuk analisis system
struktur tanah, yang mengarah ke evaluasi gerakan pada setiap titik yang dipilih seperti dasar struktur, lantai operasi, dll
+,0, IN2ESTIGASI # STRUKTUR %ENTING %A$A $AERAH $ENGAN TINGKAT KE1EN=ANAAN TINGGI 3.+.1. PE#%A$!L!A#
@ntuk menetapkan desain gempa %SH) dilakukan. etodologi ini mengkuantifikasi bahaya pada situs dari semua gempa dari seluruh magnitudo yang mungkin terjadi, di semua jarak yang signifikan dari situs yang penting, sebagai probabilitas dengan memperhatikan frekuensi terjadinya !Thenhaus dan -ampbell, #<<&$. @nsur+unsur dari %SH) diberikan pada Gambar &.1<. Salah satu elemen, The 'ogi* Tree adalah digambarkan dalam Gambar &.1". uga memberikan sebuah pendekatan sistematis untuk mengevaluasi daerah dengan sejumlah sumber seismik dan sejarah gempa. Tujuan 0nvestigasi adalah pada dasarnya konstruksi yang aman dan ekonomis, yang memerlukan:
0dentifikasi dan pen*egahan bahaya geologi !menghindari, mengurangi, atau menghilangkan$. stimasi desain gempabumi. %embentukan kriteria desain pondasi. valuasi respon struktur beban dinamis.
63
3.+.2. "A$AP AAL
61
Seis7isitas
4evie8 data yang sudah ada adalah langkah pertama dalam mengevaluasi tingkat bahaya. %eta kegempaan 5unia berguna untuk proyek+proyek di Aegara manapun sebagai gambaran untuk menentukan lokasi situs umum dalam kaitannya dengan tepi lempeng. %eta resiko gempa atau peta mikro/onasi memberikan data pada tingkat potensi bahaya dan respon tanah. Kode bangunan nasional dan lokal memberikan informasi tentang *riteria desain.
"ing6ungan Ala7
.u-uan dan Ruang Lingkup
Tujuan dari tinjauan data yang ada adalah identifikasi faktor alam yang penting yang mempengaruhi kesesuaian lokasi situs dari sudut pandang derajat kebahayaan dan mengantisipasi masalah dasar yang potensial. 0tem yang menarik merupakan fisiografi, iklim, dan geologi.
$isiogra'i
0nformasi tentang fisiografi diperoleh dari peta topografi dan *itra remote+sensing. Beberapa asosiasi yang sangat umum dapat berupa:
5aerah %egunungan: karakteristik fitur ini adalah keruntuhan lereng, variabel daerah
geologi, intensitas sistem sesar permukaan, dan di beberapa lokasi, gunung berapi. 5ataran 'uas dan daerah besar lainnya yang mengalami pengurangan relief: geologi regional *enderung lebih seragam, namun batugamping dan kondisi potensi runtuhnya lebih umum, distribusi sistem patahan kurang menonjol serta kurang
diidentifikasi. 'embah Sungai adalah daerah banjir dengan tanah berpotensi liEuefiable di flood8ay, /ona pastoral, serta muara, dan kondisi pondasi yang relatif tidak baikU
serta sistem patahan kurang menonjol dan dapat diidentifikasi se*ara luas. 5aerah pesisir menunjukkan variasi geologi yang besar, tetapi mungkin berisi liEuefiable serta tanah dinyatakan tidak stabil, tergantung pada lokasi dan konfigurasi, mungkin mengalami bahaya tsunami.
/kli%
0klim berkaitan dengan bahaya dan kondisi geologi, sebagai alat bantu atau sebagai persyaratan untuk suatu prediksi. Beberapa asosiasi yang khas adalah evaluasi bahaya banjir, 6>
jenis dan kedalaman pengembangan tanah residual, dan potensi keruntuhan lereng, keruntuhan tanah, dan tanah ekspansif.
Kondisi Geologi Regional dan Lokal Kondisi regional men*akup informasi mengenai jenis dan struktur batuan !patahan, banjir,
dll$, dan bahaya dari keruntuhan lereng, penurunan tanah atau keruntuhan dari *airan atau ekstraksi padat atau karena penyebab alami, 8arping dan tilting regional, dan gunung berapi. Kondisi lokal men*akup informasi tentang fisiografi dan geologi. valuasi kondisi dapat
menghasilkan rekomendasi untuk mengabaikan situs tersebut dan memilih lokasi lain jika kendala yang dinilai terlalu parah. Kendala yang paling parah adalah patahan lokal yang aktif serta bengkok, potensi likuifaksi yang tinggi, lereng tidak stabil atau berpotensi tidak stabil berskala besar, vulkanisme, runtuhnya tanah, dan potensi tsunami.
3.+.3. S"!%I %E"AIL #%ISI GELGI LAL %A# REGI#AL Studi %ata!an
Persiapan Peta Geologi #truktur
5ata dari literatur dan teknik analisis daerah yang digunakan untuk menyiapkan sebuah peta yang menunjukkan semua struktur tektonik, termasuk kelurusan, dalam #<< mil situs tersebut, dengan tujuan utama men*ari semua patahan serta hubungan panjang jarak.
/n!estigasi Patahan )kti'
0nvestigasi dimulai dari dekat situs dan semakin luas untuk menemukan desain patahan aktif. %enilaian diperlukan untuk mengevaluasi signifikansi kelurusan atau panjang patahan, jarak, bukti patahan, dll yang berkaitan dengan kebutuhan penyelidikan rin*i untuk mengevaluasi keaktifan suatu patahan tertentu.
Identii6asi 1encana Uta7a "ainnya
%otensi banjir Stabilitas lereng %enurunan dan ambrukan tanah, patahan, induksi aktivitas seismi* dari ekstraksi fluida )mbrukan tanah akibat longsoran oleh batuan yang soluble 'ikuifaksi dan potensi subsidens
6
Site Tana! dan Studi Fondasi
.u-uan $or%asi tanah enentukan stratigrafi dan jenis tanah, mengidentifikasi potensi kompresi
tanah, dan mengukur kekuatan statis dan dinamis, sifat deformasi, dan permeabilitas. $or%asi +atuan: Tentukan stratigrafi dan jenis batuan, serta mengidentifikasi tingkat dan
besarnya pelapukan dan distribusi serta sifat diskontinuitas. engukur sifat teknis yang bersangkutan. Kondisi air tanah enemukan kondisi statis, serta kondisi artesis dan menentukan
kandungan kimia air. valuasi kerentanan terhadap perubahan dengan 8aktu dan *ua*a, atau kondisi transient lainnya.
E4plorasi
)nalisis 'ahan dan pengamatan lapangan dilakukan untuk menyediakan data untuk peta geologi rin*i dari kondisi permukaan. Stratigrafi diselidiki dengan geofisika, uji pengeboran, paritan, pits, dll. Sampel untuk identifikasi dan pengujian laboratorium diperoleh dari pengeboran, paritan, dan pit.
Pengukuran properti
Sifat statis dan dinamis diukur saat di lapangan dan di laboratorium. Terutama siklus modulus geser serta rasio rasio untuk studi SS0. Strain yang sangat rendah dalam tes seismik in situ harus berkorelasi dengan hasil laboratorium untuk memperoleh simulasi dengan strain gempa.
/nstru%entasi
%ie/ometers dipasang sebagai prosedur standar untuk memantau fluktuasi air tanah. 0nstrumentasi lainnya dapat dipasang untuk memonitor lereng alami, bidang runtuhan tanah atau penurunan tanah, atau sesar aktif maupun yang berpotensi aktif, tergantung pada 8aktu yang tersedia untuk penelitian.
3.+.*. EAL!ASI %A# A#ALISIS %redi6si %ergera6an Tana!
Gerakan Batuan harus diubah menjadi gerakan tanah baik di permukaan atau pada pondasi tingkat. Hal ini biasanya di*apai dengan baik dengan menerapkan faktor amplifikasi, atau 66
dengan analisis SS0 berdasarkan sifat dinamis tanah terukur. (rekuensi dan durasi harus dipertimbangkan. (aktor amplifikasi tanah bervariasi tergantung jenis tanah, ketebalan, dan kondisi batas rigid !yaitu, konfigurasi permukaan batuan dasar$. Kondisi tanah biasanya menyebabkan amplifikasi, tetapi pada 8aktu terjadi pelemahan, per*epatan maksimum terjadi pada periode yang berbeda untuk jenis tanah yang berbeda dan ketebalan yang berbeda saat gempa yang sama. Kerusakan yang terjadi selektif dan bervariasi sesuai dengan kekakuan bangunan, tinggi, serta periode antara faktor+faktor lain, seperti jenis konstruksi dan kualitas.
Kriteria $esain Fondasi dan Res4on Stru6tur
#eleksi dan E!aluasi $ondasi
valuasi ini ter*ipta dari tanah berpotensi tidak stabil untuk menentukan kemungkinan penurunan, likuifaksi, atau pengurangan kekuatan permanen ketika mereka mengalami gaya geser dinamis. valuasi men*akup kemungkinan mengembangkan tegangan geser yang tinggi dalam tanah lempung lunak, yang dapat menyebabkan pe*ahnya pondasi dalam, dan kemungkinan keruntuhan tanggul.
/nput #eis%ik untuk (esain Respon
Sebuah analisis desain seismik dapat bervariasi dari yang relatif sederhana di mana hanya kekuatan per*epatan hori/ontal yang diterapkan pada struktur, sampai suatu masalah yang kompleks di mana semua elemen gerakan tanah dipertimbangkan.
#eis%ic Hazard )nalysis 7*agian >1D1:<
@ntuk fondasi yang didukung oleh batuan atau tanah keras, respon dievaluasi dengan metode gerakan+8aktu atau analisis respon spektrum. @ntuk struktur yang didirikan pada tanah yang relatif dalam dan lemah, feedba*k dari osilasi struktural dievaluasi dengan analisis SS0 atau faktor amplifikasi tanah. Gerakan batuan dasar, diberikan dalam bentuk g, yang bervariasi dengan periode, digunakan untuk mengevaluasi gerakan pada setiap titik, seperti dasar struktur, dan menggunakan nilai modulus geser dinamis serta rasio redaman tanah.
3.+.+. E"ERBA"ASA# IL,! SAA" I#I Kara6teristi6 Ge74a8u7i
E'ek $ocal0(epth
6?
%rosedur untuk menentukan desain gempa dianggap kurang valid pada benua barat )merika Serikat, di mana gempa bumi modern umumnya dangkal dan berhubungan dengan patahan. %enerapan pada pristi8a menengah + mendalam, yang biasanya tidak berhubungan dengan patahan permukaan, tidak didefinisikan dengan baik.
Prediksi Keter-adian
Hubungan antara intensitas dan magnitudo sangat umum, sehingga konversi / terhadap 3or g adalah perkiraan terbaik. Suatu prediksi terulangnya 3 dan interval 8aktu harus dianggap sebagai perkiraan yang meluas pada sebagian besar daerah.
Reda%an
4edaman, merupakan elemen penting dalam mengevaluasi data dari suatu peristi8a yang ada, tergantung dari banyaknya variabel seperti topografi, geologi, panjang bidang sesar, dan kedalaman.
Res4on dan Kondisi Tana!
/denti'ikasi dan E!aluasi Kapa+ilitas Patahan
Sesar tidak selalu meluas ke permukaan, sehingga identifikasi yang meyakinkan bisa menjadi sulit. stimasi kapabilitas memiliki banyak ketidakpastian, dan pengetahuan tentang penyebab dan dasar untuk mengantisipasi pergerakan patahan belum baik. %atahan, yang dianggap mati, serta tidak dipelajari dengan seksama, tiba+tiba bisa menjadi aktif.
Respon .anah
(ondasi dan kondisi topografi pada lokasi yang bervariasi dan memerlukan pertimbangan ketika akselerogram dievaluasi. Hubungan antara per*epatan pun*ak dan efektif horisontal, per*epatan vertikal, frekuensi, dan durasi tidak ditetapkan untuk berbagai kondisi geologi dan topografi, termasuk efek jarak dan kedalaman pondasi. %engaruh kondisi tanah belum didefinisikan dengan baik, meskipun tanah umumnya dianggap memperkuat keadaan eksitasi batuan, tetap saja ada laporankasus redaman. Hubungan antara jenis tanah, kedalaman, efek pelapisan, konfigurasi batas batuan dasar, dan karakteristik respon per*epatan dan frekuensi ini belum baik.
?<
