Pengaruh Magnitude Moment Terhadap Potensi Likuefaksi Tanah Loose Sand Jenuh Air Menggunakan Model UBC3D-PLM

Pengaruh Magnitude Moment Terhadap Potensi Likuefaksi Tanah Loose Sand Jenuh Air Menggunakan Model UBC3D-PLM

Yuki Achmad Yakin¹, Desti Santi Pratiwi², Farhan Tri Jaelani³

1,2,3Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional, Bandung Indonesia

*Koresponden email: yuki@itenas.ac.id¹, destisantipratiwi@itenas.ac.id²

Diterima: 14 Februari 2023 Disetujui: 10 Maret 2023

Abstract

Liquefaction is a decrease in the shear strength of the soil caused by an increase in pore water pressure until it is equal to the strength value of the soil. The Plaxis 2D application with the UBC3D-PLM model is used in this study to analyze the effect of the magnitude moment on soils with liquefaction potential, the effect of the magnitude moment on the increase in pore water pressure ratio, the effect of different soil densities, and the effect of the depth of loose soil on the potential for liquefaction. The effect of moment magnitude on liquefaction potential is obtained from the results of data modeling analysis. The analysis results show that the potential for liquefaction increases with the magnitude of the moment. On the other hand, the liquefaction probability is lower when the moment magnitude is smaller. This study shows that an earthquake with a magnitude of 6.95 (Mw) occurs in loose and medium-dense soils. Meanwhile, an earthquake with a moment magnitude of 5.5 (Mw) only occurs on soils with loose density. Meanwhile, the earthquake with a moment magnitude of 4.27 (Mw) did not experience liquefaction at any soil density.

Keywords: liquefaction, earthquake, magnitude, loose sand, plaxis 2D Abstrak

Likuefaksi adalah peristiwa turunnya kekuatan geser tanah yang disebabkan meningkatnya tekanan air pori hingga sama besar dengan nilai kekuatan tanah. Aplikasi Plaxis 2D dengan model UBC3D-PLM digunakan dalam penelitian ini untuk menganalisis pengaruh magnitude moment terhadap tanah yang berpotensi likuefaksi, menganalisis pengaruh magnitude moment terhadap rasio peningkatan tegangan air pori, menganalisis pengaruh kepadatan tanah yang berbeda dan menganalisis pengaruh kedalaman tanah loose terhadap potensi terjadinya likuefaksi. Pengaruh magnitude moment terhadap potensi likuefaksi didapatkan dari hasil analisis pemodelan data. Hasil analisis menunjukkan bahwa potensi likuefaksi meningkat dengan besarnya magnitude moment. Di sisi lain, probabilitas likuefaksi lebih rendah ketika besaran magnitude moment lebih kecil. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa gempa dengan magnitude sebesar 6,95 (Mw) terjadi pada tanah dengan kepadatan loose dan medium dense. Sementara gempa dengan magnitude moment sebesar 5,5 (Mw) hanya terjadi pada tanah dengan kepadatan loose saja. Sedangkan gempa dengan magnitude moment sebesar 4,27 (Mw) tidak mengalami likuefaksi pada kepadatan tanah manapun.

Kata Kunci: likuefaksi, gempa bumi, magnitude, tanah pasir lepas, plaxis 2D

1. Pendahuluan

Indonesia merupakan sebuah negara kepulauan di Kawasan Asia Tenggara, yang sangat sering mengalami gempa tektonik yang diakibatkan oleh peristiwa tumbukan antar lempeng tektonik. Lempeng- lempeng tektonik yang membentuk relif kepulauan Indonesia adalah lempeng samudera benua Indo- Australia, lempeng benua Eurasia dan lempeng samudera Pasifik. Zona tumbukan antar lempeng itu disebut zona aktif subduksi, yaitu suatu lempeng menumbuk lempeng yang lain dari arah bawah, Adapula, zona aktif transduksi, yaitu pergerakan lateral lempeng, membentuk zona patahan geser contohnya patahan Palu – Koro yang membelah daratan Sulawesi Tengah [1].

Likuefaksi merupakan salah satu masalah yang ditimbulkan oleh gempa bumi. Tekanan air relatif rendah sebelum terjadinya gempa bumi. Selain itu, perambatan beban dinamis yang ditimbulkan oleh gempa bumi meningkatkan tekanan air ke titik di mana partikel tanah dapat bergerak satu sama lain.

Kekuatan geser tanah menurun secara signifikan dan kapasitasnya untuk mendukung fondasi bangunan atau struktur berkurang ketika hal ini terjadi. Penurunan tanah dan peristiwa kegagalan lereng adalah dua masalah tanah lain yang dapat ditimbulkan oleh likuefaksi [2].

Sebagian besar, likuefaksi hanya terjadi pada tanah berpasir dengan kepadatan sangat lepas hingga sedang yang jenuh air. Selain kondisi tanah, terjadinya likuefaksi juga ditentukan oleh kekuatan gelombang gempa. Dengan demikian, potensi likuefaksi dipengaruhi oleh gelombang gempa dan kepadatan tanah.

Lokasi penelitian ini berada di Kota Palu, Provinsi Sulawesi Tengah, pasca gempa tektonik pada tahun 2018. Gempa tektonik ini diakibatkan oleh pergerakan Sesar Palu-Koro, yang termasuk jenis sesar geser (strike-slip fault) dengan arah sesar memanjang barat laut – tenggara. Batuan dasar di daerah tersebut adalah batuan beku instrusif granit dan granodiorite, sedangkan batuan sedimen klastiknya adalah batu pasir yang termasuk formasi Pakuli. Batu pasir ini adalah hasil dari proses pemadatan sedimen tanah pasir lepas [3].

Permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana pengaruh magnitude moment terhadap terhadap tanah pasir lepas jenuh air dengan menggunakan material model UBC3D-PLM pada program Plaxis 2D, pengaruh magnitude moment terhadap rasio peningkatan tegangan air pori, pengaruh kepadatan tanah yang berbeda dan pengaruh kedalaman lapisan tanah loose sand terhadap potensi likuefaksi.

2. Landasan Teori Tanah

Tanah merupakan benda alam yang terdapat di permukaan kerak bumi. Terdiri dari bahan mineral yang terbentuk oleh pelapukan batuan dan bahan organik yang dibentuk oleh pelapukan sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang dimana merupakan media atau tempat tumbuhnya tumbuhan dengan ciri-ciri tertentu yang terjadi sebagai akibat gabungan pengaruh, bahan induk, faktor iklim, jasad hidup, bentuk kawasan, dan waktu yang diperlukan tumbuhan untuk tumbuh. membentuk. [4].

Ukuran partikel tanah dapat berkisar antara kurang dari 0,001 mm hingga lebih dari 100 mm. Masing- masing ukuran tanah memiliki sebutan yang berbeda, dimulai dengan partikel terkecil, seperti lanau, lempung, pasir, dan untuk batuan yang paling keras dan partikel paling besar, seperti kerikil, cobbles dan boulders.

Gempa Bumi

Gempa bumi merupakan hasil pelepasan energi secara tiba-tiba dari dalam perut bumi, yang menimbulkan getaran di permukaan. Gempa vulkanik dan tektonik merupakan jenis gempa yang sering terjadi. Dengan meletusnya gunung berapi, keluarnya magma dari kerak bumi menyebabkan gempa bumi dan getaran di lapisan tanah. Tanah yang jenuh air dapat mengalami kegagalan struktural sebagai akibat dari hilangnya daya dukung akibat gempa bumi [5].

Likuefaksi

Fenomena likuefaksi adalah hilangnya kekuatan dan kekakuan lapisan tanah dan beralih dari keadaan padat ke keadaan cair karena peningkatan tekanan air pori yang disebabkan oleh beban dinamis seperti gempa bumi. Fenomena likuifaksi disebabkan oleh gempa bumi di daerah dengan lapisan pasir lepas dan muka air tanah dangkal (kurang dari 9,0 m). Fenomena likuifaksi dipengaruhi oleh besar dan lamanya guncangan serta jarak dari pusat gempa [6].

Tegangan efektif berkurang ketika guncangan gempa yang menyebabkan peningkatan tegangan air.

Ketika tegangan efektif berkurang, modulus pasir juga berkurang. Akibatnya, tanah berpasir menjadi mencair. Hal ini menyebabkan bangunan roboh, miring ataupun longsor karena tanah tidak mampu menahan beban di atasnya [7].

Ketika gempa terjadi, likuefaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah [8].

a. Karakteristik getaran

Kerentanan tanah terhadap likuefaksi ditentukan oleh besarnya tegangan dan regangan yang ditimbulkan oleh gempa bumi, yang berhubungan dengan besarnya gempa. Semakin besar getaran gempa, semakin besar peluang untuk terjadinya likuefaksi.

b. Elevasi muka air tanah

Likuefaksi lebih berpotensi terjadi pada lokasi dengan muka air tanah rendah.

c. Jenis tanah

Saat terjadi gempa bumi, tanah dengan kepadatan pasir lepas hingga pasir sedang biasanya berpotensi besar untuk terjadinya likuefaksi.

d. Gradasi ukuran butiran

Proses likuefaksi akan lebih mudah untuk tanah dengan partikel berbentuk lingkaran daripada tanah dengan partikel bersudut. Hal ini dikarenakan memadatkan tanah pada partikel bulat lebih sederhana.

Metode Analisis Likuefaksi

Metode yang digunakan dalam penelitian ini untuk mengetahui potensi likuefaksi yang terjadi pada

UBC3D ini ditingkatkan dari model UBCSAND [9]. Model UBCSAND adalah model dua dimensi untuk mensimulasikan likuefaksi pada tanah berpasir. Rumus yang diterapkan didasarkan pada teori plastisitas dengan aturan pengerasan regangan hiperbolik dan metode Duncang - Chang yang telah dimodifikasi.

Akumulasi tekanan air pori berlebih selama periode percepatan seismik yang telah ditentukan diperhitungkan dalam model UBC3D ini [10]. Parameter – parameter yang digunakan dalam material model UBC3D-PLM bisa terlihat pada Tabel 1 [9].

Tabel 1. Parameter Untuk Material Model UBC3D-PLM Stiffness parameters :

Factor of elastic bulk modulus [-]

Factor of elastic shear modulus [-]

factor of plastic shear modulus [-]

me Index of elastic bulk modulus [-]

ne Index of shear elastic modulus [-]

np Index of shear plastic modulus [-]

pref Pressure Reference [kN/m²]

Strength parameters :

ϕcv Constant volume friction angle [°]

ϕp Peak friction angle [°]

c Cohesion [kN/m²]

Advanced parameters :

Rf Failure ratio [-]

(N1)60 Corrected SPT value [-]

fdens Densification factor [-]

fEpost Post-liquefaction factor [-]

Sumber : PLAXIS 2D-Reference Manual Perubahan plastis ke elastis

Peristiwa non-linear terjadi ketika sifat elastis berada pada permukaan luluh (yield surface). Modulus geser elastis (G) dan modulus elastisitas curah (K) adalah parameter pengendalinya. nilai 𝐾_𝐵^𝑒 dan 𝐾_𝐺^𝑒 dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 1 dan Persamaan 2 [11].

K_G^e = 21,7 x 20 x (N¹)600,333 (1) K_B^e = 0,7 x K_G^e (2) Dimana:

K_G^e = Shear Elastic Modulus Factor [ - ] K_B^e = Bulk Elastic Modulus Factor [ - ]

(N1)60 = Corrected SPT Value [ - ]

Korelasi Nilai (ϕp) dan (ϕcv)

Parameter sudut geser puncak (ϕp) dan sudut geser volume konstan (ϕcv) dapat diketahui dengan melaksanakan uji laboratorium seperti uji geser langsung atau uji triaxial. Namun jika pengujian tidak memungkinkan karena beberapa sebab, parameter ini dapat ditemukan dengan menggunakan Persamaan 3 [11].

Φp = ϕcv + ^(𝑁1)60

10 + (0;^{(𝑁1)60−15}

5 ) (3) Dimana:

Φp = Peak Friction Angle [ ° ]

ϕcv = Constant Volume Friction Angle [ ° ]

(N1)60 = Corrected SPT Value [ - ]

K^∗B^e K^∗G^e K^∗G^p

Faktor Kepadatan

Perilaku pasir saat mengalami beban geser siklik dimodelkan dengan menggunakan faktor kepadatan. Nilai dari K_G^p dapat dicari dengan menggunakan rumus berdasarkan nilai SPT seperti pada Persamaan 4 [11].

K_G^p = K_G^e x (N1)602 x 0.003 + 100 (4) Dimana:

K_G^p = Plastic bulk modulus factor [ - ]

K_G^e = Elastic Shear Modulus Factor [ - ] (N1)60 = Corrected SPT Value [ - ] Parameter Lanjutan

Faktor kepadatan Faktor kepadatan fdens, adalah pengali yang mengontrol penskalaan faktor modulus geser plastik selama pemuatan sekunder. Kisaran nilai yang dapat diterima adalah 0 – 1. Ketika nilai dibawah 1 maka K_G^p menjadi lebih rendah. Disarankan untuk menggunakan nilai fdens sebesar 1 karena variasi densifikasi tidak secara signifikan mempengaruhi pemicu likuefaksi [10].

fepost adalah parameter untuk menyesuaikan perilaku pasca likuefaksi. Kisaran yang dapat diterima dari fepost adalah 0 – 1 dan nilai yang direkomendasikan untuk digunakan pada pemodelan likuefaksi adalah 0,2 – 1 [10].

Rasio kegagalan (Rf) memiliki nilai default = 0,9 tetapi dapat juga diperkirakan dari uji test SPT dengan menggunakan Persamaan 5 [12].

Rf ≈ 1,1 ((N1)60)^-0,15 (5)

Dimana:

Rf = Rasio Failure [ - ]

Tegangan Efektif

Gaya angkat (uplit) yang disebabkan oleh tekanan hidrostatis air akan berpengaruh pada tanah jika terendam air. Berat efektif tanah adalah berat tanah yang tergenang air, dan tegangan efektif adalah tegangan yang disebabkan oleh berat efektif tanah di dalam tanah. Tegangan yang mempengaruhi perubahan volume, kekuatan geser, atau penurunan tanah disebut tegangan efektif. [13].



'v =



’v0 – u (6)

Dimana:



'v = Tekanan vertikal efektif ketika perhitungan dinamik [kN/m²]



'v0 = Tekanan vertikal efektif awal sebelum gerakan seismic [kN/m²]

u = Tekanan air pori tanah (kN/m²) [kN/m²]

Rasio Tekanan Air Pori Berlebih (ru,p)

Likuefaksi dapat didefinisikan melalui rasio tekanan pori berlebih (𝑟𝑢,p), yang mewakili rasio tekanan pori berlebih dan tegangan vertikal efektif awal pada kedalaman tertentu [14]. dalam PLAXIS 2D material model UBC3D-PLM,𝑟u,p didefinisikan :

ru,p’ = 1 - ^𝜎′𝑣

𝜎′𝑣₀

(7) Dimana:



'^v = Tekanan vertikal efektif ketika perhitungan dinamik [kN/m²]



''^v = Tekanan vertikal efektif awal sebelum gerakan seismic [kN/m²]

Saat rasio tekanan air pori berlebih (ru,p’) lebih besar dari 0,7 maka lapisan tersebut terjadi likuefaksi [14].

3. Metode Penelitian

Sebuah flowchart diperlukan untuk penelitian ini untuk menunjukkan perkembangan penelitian dari awal hingga hasilnya. Gambar 1 merupakan flowchart penelitian.

Gambar 1. Diagram Bagan Alir Penelitian Sumber : Hasil Analisa Data (2022) 4. Hasil dan Pembahasan

Pembuatan model geometri untuk analisa potensi terjadinya likuefaksi membutuhkan data-data parameter tanah seperti nilai spt, kedalaman muka air tanah dan data gempa. Data yang dipakai pada penelitian tugas akhir ini yaitu data pengujian tanah di lapangan berupa Standar Penetration Test (SPT) sebanyak 3 titik pengeboran pada pekerjaan penyelidikan tanah Petobo, Palu. Adapun parameter yang digunakan pada penelitian ini setiap lapisan tanah dapat ditunjukkan pada Tabel 2.

Mulai

Rumusan Masalah

Studi Literatur

Pengumpulan Data

1. Data Tanah 2. Data Gempa

Pemodelan dengan 3 varian gempa 1. Magnitude Moment

(Mw) = 6,95 2. Magnitude Moment

(Mw) = 5,50 3. Magnitude Moment

(Mw) = 4,27

Pemodelan dengan varian kedalaman 1. Kedalaman tanah

loose 4 m 2. Kedalaman tanah

loose 6 m 3. Kedalaman tanah

loose 9 m

A A A

Analisis Pemodelan Menggunakan Material Model UBC3D-PLM

Selesai Tegangan Efektif

Menghitung Nilai Excess Pore Pressure Ratio (ru)

Analisis dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

A A A

Tabel 2. Parameter Lapisan Tanah Borlog BH-P4B

Parameter Satuan Loose Sand Medium Dense Dense Medium Dense Very Dense

Kedalaman m 0 - 6 6 - 12,5 12,5 - 14 14 - 18 18 - 30

ϒunsat kN/m³ 17 19 20 19 21

ϒsat kN/m³ 18 20 21 20 22

K*B^e [-] 623,43 820,44 993,99 790,47 953,90

K*G^e [-] 890,61 1172,06 1419,98 1129,25 1362,72

K*G^p [-] 300,39 1472,25 5363,25 1157,29 4044,72

me [-] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

ne [-] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

np [-] 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

ϕcv ^o 35,12 36,15 33,85 36,35 34,57

ϕp ^o 35,99 39,08 41,40 38,65 40,89

(N1)60 [-] 8,66 19,76 35,15 17,67 31,06

fdens [-] 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

fEpost [-] 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

Rf [-] 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90

Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Untuk data gempa diambil dari web peer.berkeley.edu. Pada Tabel 3 berikut adalah klasifikasi gempa bumi berdasarkan kekuatannya menurut USGS (United States Geological Survey) [15].

Tabel 3. Klasifikasi besarnya kekuatan gempa Magnitude Kekuatan Gempa

0.0 – 3.0 Gempa Micro 3.0 – 3.9 Gempa Minor 4.0 – 4.9 Gempa Ringan 5.0 – 5.9 Gempa Sedang

6.0 – 6.9 Gempa Kuat

7.0 – 7.9 Gempa Mayor

> 8.0 Gempa Sangat Kuat Sumber : United States Geological Survey

Berdasarkan kategori gempa bumi tersebut, dalam penelitian ini diambil gempa dengan berkekuatan kecil, sedang dan besar. Berikut adalah beberapa rekaman-rekaman gempa yang akan digunakan pada pemodelan ini :

1. Gempa El-Centro [16]

Gempa El-Centro adalah gempa yang terjadi di California. Termasuk sebagai salah satu gempa terkuat dengan nilai magnitude 6,95 dengan durasi gempa 53,71 detik. Groundmotion gempa El-Centro dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Groundmotion gempa El Centro Sumber : web peer.berkeley.edu.

2. Gempa Ferndale City [16]

Gempa Ferndale City pada tahun 1938. Gempa ini bermagnitude 5,5 dengan durasi gempa 40 detik.

Groundmotion gempa Ferndale City dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Groundmotion gempa Ferndale City Sumber : web peer.berkeley.edu.

3. Gempa Yorba Linda [16]

Gempa ini terjadi di tahun 2002 di Yorba Linda, dengan nilai magnitude 4,27 dengan durasi gempa 37 detik. Groundmotion gempa Yorba Linda dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Groundmotion gempa Yorba Linda Sumber : web peer.berkeley.edu.

Output dari pemodelan yang dilakukan dengan penggunaan program Plaxis 2D yaitu rasio tekanan air pori berlebih (Excess Pore Pressure Ratio) atau ru. Dibawah ini merupakan terpapar grafik-grafik nilai ru berbanding dengan dynamic time untuk beberapa model.

Hasil Analisis Borehole BH-P4B (Mw = 6,95)

Analisis dilakukan menggunakan magnitude momen (Mw) dengan besaran 6,95 selama 53,71 detik.

Output yang dihasilkan dari program Plaxis 2D ini merupakan grafik penurunan tegangan efektif setiap lapisan tanah. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 5 untuk borehole BH-P4B.

Gambar 5. Tegangan efektif pada setiap lapisan tanah (Mw = 6,95) Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Pada Gambar 6 menggambarkan grafik rasio tekanan air pori berlebih (Excess Pore Pressure Ratio) yang dihasilkan dari grafik tekanan tanah vertikal.

Gambar 6. Grafik perbandingan Excess Pore Pressure Ratio (Mw=6,95) Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Berdasarkan Gambar 6 dapat dilihat bahwa nilai rasio tekanan air pori berlebih (ru,p’) di lapisan tanah dengan kepadatan loose pada kedalaman 0-6 m dan lapisan tanah dengan kepadatan medium dense pada kedalaman 6-12,5 m dan 14-18m mengalami likuefaksi. Hal tersebut diindikasikan dengan nilai ru,p’

melebihi nilai 0,7. Sedangkan lapisan tanah dengan kepadatan dense dan very dense tidak mengalami likuefaksi. Dapat disimpulkan bahwa pada titik borehole BH-P4B dengan gempa sebesar 6,95 magnitude yang mengalami likuefaksi yaitu pada lapisan tanah dengan kepadatan loose dan medium dense.

Hasil Analisis Borehole BH-P4B (Mw = 5,5)

Analisis dilakukan menggunakan magnitude momen (Mw) dengan besaran 5,5 selama 40 detik. Output yang dihasilkan dari program Plaxis 2D ini merupakan grafik penurunan tegangan efektif setiap lapisan tanah. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 7 untuk borehole BH-P4B.

Gambar 7. Tegangan efektif pada setiap lapisan tanah (Mw = 5,5) Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Pada Gambar 8 menggambarkan grafik rasio tekanan air pori berlebih (Excess Pore Pressure Ratio) yang dihasilkan dari grafik tekanan tanah vertikal.

Gambar 8. Tegangan efektif pada setiap lapisan tanah (Mw = 5,5) Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Berdasarkan Gambar 8 bahwa nilai rasio tekanan air pori berlebih (ru,p’) di lapisan tanah dengan kepadatan loose pada kedalaman 0-6 m mengalami likuefaksi. Hal tersebut diindikasikan dengan nilai ru,p’

melebihi nilai 0,7. Sedangkan lapisan tanah dengan kepadatan medium dense, dense dan very dense tidak mengalami likuefaksi. Dapat disimpulkan bahwa pada titik borehole BH-P4B dengan gempa sebesar 5,5 magnitude yang mengalami likuefaksi yaitu pada lapisan tanah dengan kepadatan loose.

Hasil Analisis Borehole BH-P4B (Mw = 4,27)

Analisis dilakukan menggunakan magnitude momen (Mw) dengan besaran 4,27 selama 37 detik.

Output yang dihasilkan dari program Plaxis 2D ini merupakan grafik penurunan tegangan efektif setiap lapisan tanah. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 9 untuk borehole BH-P4B.

Gambar 9. Tegangan efektif pada setiap lapisan tanah (Mw = 4,27) Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Pada Gambar 10 menggambarkan grafik rasio tekanan air pori berlebih (Excess Pore Pressure Ratio) yang dihasilkan dari grafik tekanan tanah vertikal.

Gambar 10. Tegangan efektif pada setiap lapisan tanah (Mw = 4,27) Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Berdasarkan Gambar 10 dapat dilihat bahwa nilai rasio tekanan air pori berlebih (ru,p’) di lapisan tanah dengan kepadatan loose pada kedalaman 0-6 m mengalami likuefaksi. Hal tersebut diindikasikan dengan nilai ru,p’ melebihi nilai 0,7. Sedangkan lapisan tanah dengan kepadatan medium dense, dense dan very dense tidak mengalami likuefaksi. Dapat disimpulkan bahwa pada titik borehole BH-P4B dengan gempa sebesar 5,5 magnitude yang mengalami likuefaksi yaitu pada lapisan tanah dengan kepadatan loose.

Perbandingan Magnitude Moment (Mw)

Berdasarkan variasi 3 magnitude momen, perbedaan nilai rasio tekanan air pori berlebih (Excess Pore Pressure Ratio) atau ru,p’ ditunjukkan pada Tabel 4 hingga Tabel 6.

Tabel 4. Perbandingan Nilai ru,p’ Antara Variasi Mw = 6,95 dengan Mw = 5,5 Kedalaman

[m]

Magnitude Moment (Mw) Perbedaan Rata - Rata Perbedaan

6,95 5,5

2 1,00 1,00 0% 23%

4 1,00 0,76 24%

8 0,89 0,54 39%

10 0,81 0,59 27%

13 0,28 0,22 23%

20 0,20 0,15 24%

Sumber : Hasil Analisa Data (2022)

Tabel 5. Perbandingan Nilai ru,p’ Antara Variasi Mw = 6,95 dengan Mw = 4,27 Kedalaman

[m]

Magnitude Moment (Mw)

Perbedaan Rata - Rata Perbedaan

6,95 4,27

2 1,00 0,02 98%

98%

4 1,00 0,03 97%

8 0,89 0,01 99%

10 0,81 0,01 98%

13 0,28 0,01 98%

20 0,20 0,00 98%

Tabel 6. Perbandingan Nilai ru,p’ Antara Variasi Mw = 5,5 dengan Mw = 4,27 Kedalaman

[m]

Magnitude Moment (Mw)

Perbedaan Rata - Rata Perbedaan

5,5 4,27

2 1,00 0,02 98%

97%

4 0,76 0,03 96%

8 0,54 0,01 98%

10 0,59 0,01 98%

13 0,22 0,01 97%

20 0,15 0,00 98%

Sumber : Hasil Analisa Data (2022) 5. Kesimpulan

Tanah pasir jenuh air akan memiliki potensi likuefaksi jika mengalami gempa. Hal itu tergantung juga kepada besaran gempanya. Semakin tinggi magnitude moment maka semakin tinggi potensi untuk terjadinya likuefaksi. Pada magnitude besar, tanah yang berpotensi untuk mengalami likuefaksi adalah tanah pasir dengan tingkat kepadatan loose hingga medium, sementara untuk magnitude sedang, hanya tanah pasir dengan kepadatan loose saja yang berpotensi untuk mengalami likuefaksi, dan untuk magnitude kecil, tidak terjadi likuefaksi baik pada kepadatan tanah loose sampai very dense.

Terdapat perbedaan nilai rasio tekanan air pori berlebih berdasarkan pengaruh antar magnitude moment, dimana tekanan air pori, yang diakibatkan magnitude besar dan sedang, mengalami peningkatan yang signifikan untuk terjadinya likuefaksi sedangkan tekanan air pori yang diakibatkan oleh magnitude kecil tidak signifikan untuk terjadinya likuefaksi. Magnitude moment sangat berpengaruh terhadap rasio peningkatan tekanan air pori dikarenakan tekanan air pori naik seketika pada saat terjadi gempa bumi, terkadang melebihi kekuatan tanah, yang biasanya menghasilkan guncangan yang sangat kuat dan secara mendadak.

Berdasarkan nilai rasio tekanan air pori berlebih yang dihasilkan, lapisan tanah yang mengalami likuefaksi sangat bergantung kepada kedalaman lapisan tanah tersebut. Hal ini ditunjukkan dengan terjadinya penurunan nilai rasio tekanan air pori berlebih pada lapisan tanah yang lebih dalam, dimana pada tanah yang lebih dalam potensi terjadinya likuefaksi itu kecil.

6. Daftar Pustaka

[1] R. P. Koesoemadinata, (2020). An Introduction Into The Geology Of Indonesia: General Introduction and Vol. I, General Introduction and Part 1 Western Indonesia, Bandung: Ikatan Alumni Geologi ITB.

[2] Atmaja, S. (2020). Analisis Potensi Likuifaksi Tanah Berbasis Teknik Gelombang Seismik.

Yogyakarta : The Phinisi Press Yogyakarta.

[3] R. P. Koesoemadinata, (2020). An Introduction Into The Geology Of Indonesia: General Introduction and Vol. II, Part 2 and Part 3 Central and Eastern Indonesia, Bandung: Ikatan Alumni Geologi ITB.

[4] Yulipriyanto, H. (2010). Biologi Tanah dan Strategi pengolahannya. Yogyakarta: Graha ilmu.

[5] Ariandi, E, Manoppo, F., dan R Sumampouw, J.E. (2019). “Kajian Potensi Likuifaksi Pada Sekitar Pondasi Jembatan Prategang di Sawangan.” Jurnal tekno 17 : 21.

[6] Jefferies, M., & Been, K. (2015). Soil Liquefaction A Critical State Approach, second edition.

London : CRC Press.

[7] Muntohar, A.S. (2010). Mikrozonasi Potensi Likuefaksi dan Penurunan Tanah akibat Gempa Bumi.

Yogyakarta: LP3M Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

[8] Pawirodikromo, Widodo. (2012). Seismologi Teknik Rekayasa Kegempaan. Yogyakarta:Pusaka Pelajar.

[9] Tsegaye, A, (2010). Plaxis liquefaction model (UBC3D). Technical Report. Plaxis B.V, Delft, The Netherlands.

[10] Galavi, V., Petalas, A., Brinkgreve, R.B.J. (2013). Finite Element Modelling of Seismic Liquefaction in Soils. Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA Vol.44 No.3

[11] Makra, A. (2013). Evaluation of the UBC 3D-PLM Constitutive Earthquake Induced Liquefaction on Embankment Dams.Msc Thesis, TU Delft, The Netherlands.

[12] Beaty, M.H., Byrne, P.M. (2011). UBCSAND Constitutive Model version 904ar. UBCSAND Constitutive Model on Itasca UDM Web Site, page 69.

[13] Darwis, (2018). Dasar-Dasar Mekanika Tanah. Yogyakarta: Pena Indis.

[14] Laera, A., Brinkgreve, R.B.J. (2015). Liquefaction Analysis with the Use of the Finite Element Code Plaxis. Proceedings: the 5^th IAGIG Annual Meeting of Young Geotechnical Engineers, Rome, Italy.

[15] Earthquake Hazards. (2019). Magnitude Types. Diunduh dari https://www.usgs.gov/programs/ eart hquake-hazards/magnitude-types. [Diakses pada 27 November 2022]

[16] PEER. (2011). Ground Motion Database. Diunduh dari https://ngawest2.berkeley.edu/spectras/566 788/searches/589339/edit [Diakses pada 12 Juni 2022]