1 Jurnal Tugas Akhir
Analisa Soil Liquefaction akibat Gempa Bumi berdasar Data SPT di Wilayah Pesisir Pacitan Faisal Indra1), Dr. Ir. Wahyudi, M. Sc.,2), Dr. Eng. Kriyo Sambodho,ST. M. Sc.2)
Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan ITS Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Keputih Sukolilo – Surabaya 60111
E-mail: [email protected] Abstrak
Tugas akhir ini membahas kemungkinan terjadinya soil liquefaction akibat gempa bumi di wilayah pesisir kota pacitan. Hasil analisa butiran tanah menunjukkan bahwa kondisi tanah di lokasi studi sebagian besar adalah pasir yang mempunyai kecenderungan mudah mengalami soil liquefaction. Langkah lebih lanjut adalah menganalisa potensi terjadinya soil liquefaction secara kuantitatif. Analisa ini dilakukan dengan menggunakan hasil Standard Penetration Test (SPT) yang didapatkan dari pengujian di lima titik Soil Boring (SB) di lokasi studi. Analisa soil liquefaction dilakukan dengan menghitung Safety Factor dengan menggunakan data periode gempa 6 tahunan di titik SB 1 sampai SB 5. Dari hasil analisa didapatkan bahwa soil liquefaction terjadi saat M = 4.7 dengan nilai amax
0.36 dan saat M = 5.1 dengan nilai amax 0.89
.
Kata-kata kunci: soil liquefaction, SPT, butiran tanah, magnitude. 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang rentan mengalami bencana alam yang disebabkan oleh banjir, tsunami, gempa bumi, tanah longsor, letusan gunung berapi. Frekuensi kejadian bencana tersebut bisa dikatakan tidak sedikit yaitu 121 kali kejadian gempa bumi pada tahun 2010. Dalam catatan BMKG pada April 2010 terjadi 7,2 SR di Sumatera Utara, tepatnya pada episentrum 2.236° LU 97.046°BT. Akibat yang ditimbulkan sangat besar, dilaporkan bahwa 145 rumah mengalami kerusakan ringan, dua unit bangunan sekolah rusak berat, dua lainnya rusak ringan, dan 12 warga Sinabang, Kabupaten Simuelue mengalami luka berat dan ringan.
Gempa berpotensi menimbulkan berbagai macam fenomena alam. Salah satu diantaranya adalah soil liquefaction yang dapat menyebabkan penurunan tanah, yang selanjutnya dapat mengakibatkan kerusakan struktur di atasnya, seperti
dermaga, breakwater, struktur bangunan pantai yang lain. Pacitan terletak di koordinat 110º 55‟ - 111º 25‟ BT dan 7º 55‟ - 8º 17‟ LS berbatasan langsung dengan Samudera Hindia di sebelah selatan, dimana terdapat pertemuan lempeng tektonik yang sangat berpotensi terjadi gempa. Seperti halnya gempa yang terjadi Bantul pada tahun 2006 dan yang terbaru Tasikmalaya pada tahun 2009 yang berkekuatan
1. Mahasiswa Teknik Kelautan ITS 2. Dosen Teknik Kelautan ITS
7,3 SR dengan pusat gempa 142 kilometer barat daya Tasikmalaya, kedua daerah tersebut terletak di bagian selatan Pulau Jawa.Tentunya, sebelum mencapai semua itu diperlukan kepastian bahwa daerah tersebut strategis dan kemungkinan terjadinya bencana alam yang dapat merusak infrastruktur. Salah diantaranya adalah gempa bumi yang dapat mengakibatkan Soil Liquefaction.
Gambar 1.1 Penurunan tanah akibat gempa bumi di East Bay, California (1989)
2 Gambar 1.2 Peta pesisir kota Pacitan
1.2 Perumusan Masalah
Dalam tugas akhir ini akan dikaji permasalahan yang berkaitan dengan terjadinya soil liquefaction akibat Gempa Bumi. Adapun permasalahannya adalah : 1. Bagaimana korelasi antara soil liquefaction
akibat gempa bumi dengan properti tanah berdasar data SPT ?
2. Bagaimana korelasi antara magnitude dengan parameter yang menyebabkan terjadinya soil liquefaction akibat gempa bumi di Pesisir kota Pacitan ?
1.3 Tujuan
Tujuan Penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Mengetahui korelasi antara soil liquefaction
akibat gempa bumi dengan properti tanah berdasar data SPT.
2. Mengetahui korelasi antara magnitude dengan parameter yang menyebabkan terjadinya soil liquefaction akibat gempa bumi berdasar data SPT di Pesisir kota Pacitan.
1.4 Manfaat
Hasil Penelitian dalam tugas akhir ini diharapkan :
1. Dapat diketahui mekanisme soil liquefaction akibat gempa bumi yang ditinjau dengan menggunakan data Standard Penetration Test (SPT).
2. Dapat dijadikan rujukan untuk instansi terkait atau pihak yang akan melakukan penelitian lebih lanjut di bidang pantai terutama yang membahas soil liquefaction akibat gempa bumi.
1.5 Batasan Masalah
Untuk memfokuskan ruang lingkup permasalahan diatas, maka permasalahan dibatasi pada hal-hal berikut :
1. Data gempa yang digunakan dari Stasiun Geofisika Klas II, Tretes.
2. Data tanah yang diolah adalah data Standard Penetration Test (SPT).
3. Soil Liquefaction yang terjadi diasumsikan hanya akibat gempa bumi.
4. Daerah penelitian terletak di daerah pesisir kota Pacitan.
5. Analisa Soil Liquefaction hanya sampai perhitungan Safety Factor (SF).
SB 1
SB 5 SB 4
SB 3 SB 2
3
2. DASAR TEORI
2.1 Soil Liquefaction
Banyak penelitian sebelumnya yang membahas tentang soil liquefaction, baik hubungannya dengan perubahan tekanan pori, tegangan geser maupun efek dari gempa bumi diantaranya oleh Toshio Iwasaki, Seed and Idriss.
Pada umumnya soil liquefaction dapat diartikan sebagai fenomena dimana massa tanah hilang dalam presentase yang sangat besar pada tahanan gesernya akibat beban monotik, siklik, maupun beban kejut dimana beban tersebut mengalir seperti sebuah cairan hingga tegangan geser partikel tersebut rendah seperti berkurangnya daya dukung geser yang dimilikinya (Sladen et al.,1985).
Fenomena soil liquefaction lebih mudah dipahami apabila mengacu pada Gambar 2.1 serta persamaan 2.1 hingga persamaan 2.8 berikut:
Gambar 2.1 Ilustrasi Sederhana Penjabaran Fenomena Soil Liquefaction: a. Gambar Skematis Mengenai Gaya-Gaya Yang Bekerja di dalam tanah
(The Japanese Geotechnical Society, 1998); b.Interaksi Gaya-Gaya Yang Bekerja di dalam tanah ;
c. Vektor Gaya-Gaya Yang Bekerja di dalam tanah Dari gambar 2.1 dapat diketahui hubungan antara gaya normal (N dalam newton), gaya geser (F dalam newton) dan sudut geser (𝛷)
tan Φ = 𝐹𝐴 (2.1)
dengan memperhitungkan faktor tekanan air ( u dalam N/m2), maka persamaan (2.1) dapat dituliskan sebagai berikut:
F = (N – Au) tan Φ (2.2)
Dimana A adalan luasan efektif dalam m2. Apabila kita membagi kedua ruas pada persamaan (2.2) dengan A, maka didapatkan :
𝐹 𝐴 = ( 𝑁 𝐴 – u ) tan Φ (2.3) dengan : 𝐹 𝐴 = τ (2.4) 𝑁 𝐴 = σ (2.5)
dimana τ adalah tegangan geser tanah (N/m2) dan σ
adalah tegangan total (N/m2)
Subtitusi Persamaan (2.4) dan ( 2.5) ke dalam Persamaan (2.3) menghasilkan :
τ = ( σ – u ) tan Φ (2.6)
Tegangan total adalah fungsi dari tegangan efektif dan tekanan air pori dan dapat
σ = σ‟ + u (2.7)
maka persamaan (2.6) dapat ditulis sebagai berikut:
τ = σ‟ tan Φ (2.8)
Dari persamaan (2.6) dan (2.8) dapat diindikasikan bahwa soil liquefaction dapat terjadi apabila tekanan air pori naik hingga mendekati harga tegangan total. Hal ini akan menyebabkan hilangnya tegangan efektif (σ‟= 0) sehingga tanah cenderung bersifat seperti benda cair.
2.2 Mengevaluasi terjadinya Soil Liquefaction akibat Gempa Bumi
2.2.1 Pengaruh Ukuran Butiran Tanah Terhadap Soil Liquefaction
Tanah memiliki ukuran diameter butiran tanah beragam.Dan soil liquefaction hanya terjadi pada butiran tanah berpasir. Sedangkan pada butiran kasar (gravels) dan butiran halus (clay), sulit untuk terjadi liquefaction. Granulometri yang seragam dengan: 0,20 mm < D50 ≤ 0,40 mm adalah sensitive terhadap
liquefaction. Bentuk butiran yang bulat atau bundar, relative lebih jelek daripada yang berbentuk pipih atau „angular‟ bila dikaitkan dengan liquefaction. Hal ini merupakan awal langkah mengetahui potensi soil liquefaction Dimana menggunakan data diameter butiran tanah yang terbagi antara daerah yang mudah terliquefaksi, paling mudah terliquefaksi dan daerah yang tidak terliquefaksi. Tampak bahwa zone tanah terliquefaksi terletak pada butiran pasir halus.
4 Gambar 2.2 menunjukkan pengaruh dari
granulometri butiran tanah terhadap liquefaction.
Gambar 2.2 Potensi liquefaction berdasar diameter butiran tanah (Oka, F, 1995)
2.2.2 Mengevaluasi Soil Liquefaction berdasarkan Data SPT
Diatas telah dijelaskan bahwa Soil Liquefaction bisa diakibatkan oleh faktor pemicu yang utama adalahterjadinya gempa bumi dan beban siklis yang disebabkan oleh gelombang laut pada suatu area tertentu. Dimana energi yang ditimbulkan tersebut dapat menyebabkan tanah kehilangan kohesivitasnya dan cukup untuk mengakibatkan soil liquefaction. Dalam tugas akhir ini hanya menganalisa Soil Liquefaction akibat gempa bumi,dimana Metode yang digunakan adalah metode yang diperkenalkan oleh Youd et al,2001 .Langkah – langkah sebagai berikut :
a) Menentukan tegangan geser siklis dari partikel tanah
Berdasarkan Seed and Idriss (1971 ) didapatkan rumus untuk menghitung Cyclic Stress Ratio (CSR) : CSR = (τav / σ‟vo) = 0.65 (amax/ g) ( σvo/ σ‟vo) rd (2.9)
di mana :
amax : horizontal percepatan di permukaan tanah
akibat gempa bumi g : percepatan gravitasi σvo : overburden vertikal total
σ‟vo : overburden vertikal efektif
rd : koefisien pengurangan stress.
Koefisien rd untuk fleksibilitas tanah profil (Liao
dan Whitman,1986):
rd = 1.0 - 0.00765z for z ≤ 9.15 m
(2.10a)
rd = 1.174 - 0.0267z for 9.15 m < z ≤ 23 m
(2.10b)
z : kedalaman di bawah permukaan tanah dan dinyatakan dalam satuan meter.
Nilai rata-rata dari rd dihitung dari persamaan (2.10)
dan digambarkan dalam Gambar (2.3) merupakan nilai rata-rata dan rentang yang telah ditentukan oleh Seed and Idriss (1971). rd yang dihitung dari
persamaan (2.10) adalah rata-rata dari rentangan yang besar dari rd dan nilai rentangan rd meningkat sesuai
dengan kedalaman (Gelosorkhi 1989). Untuk perhitungan nilai rd digunakan persamaan (T. F
Blake, 1996):
rd =
(1.000 −0.4113 𝑧0.5+ 0.04052 𝑧+0.001753 𝑧1.5 (1.000 −0.4177 𝑧0.5+ 0.05729 𝑧−0.006205 𝑧1.5+ 0.001210 𝑧2)
(2.11)
Gambar 2.3 perbandingan antara rd versus kurva
kedalaman dikembangkan oleh Seed dan Idriss (1971) dengan penambahan grafik nilai rata-rata dari
5 Sedangkan nilai percepatan horizontal akibat gempa
bumi (amax)dihitung dengan menggunakan persamaan
(Joyner and Boore,1981) :
amax = -1.02 + 0.249 M –log R – 0.00255 R (2.12)
R = jarak episentrum (km) M = Magnitude gempa
b) Menentukan CRR dari nilai (N1)60
Setelah didapatkan nilai (N1)60 dari uji SPT untuk
evaluasi resistensi Liquefaction maka dapat dicari nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) dengan rumus (Rauch,1998) : CRR = 1 34− N1 60+ N1 60 135 + 50 10. N1 60+45 − 1 200 (2.13)
Persamaan (2.12) valid untuk (N1)60 < 30. Untuk
(N1)60 ≥ 30, butiran tanah menjadi padat sehingga
diklasifikasikan sebagai non-liquefiable yaitu tidak akan terjadi liquefaction.
c) Faktor koreksi lain.
Beberapa faktor yang mempengaruhi hasil SPT selain karakteristik butir, (Skempton,1986)
Gambar 2.4 Kurva hubungan CRR dan (N1)60 untuk
gempa dengan magnitude 7,5 dari data histori kasus Liquefaction (Seed et al, 1985)
(N1)60 = NmCNCECBCRCS (2.14)
Dimana
Nm = diukur ketahanan penetrasi standar
CN = faktor untuk menormalkan Nm ke referensi
umum efektif overburden stress CE = koreksi untuk palu rasio energi (ER)
CB = faktor koreksi untuk diameter lubang bor
CR = faktor koreksi untuk panjang batang
CS = koreksi untuk samplers liners
d) Menentukan Magnitude Scaling Factor (MSFs)
Dengan persamaan (2.13) hanya dapat dipakai untuk magnitude 7,5 ,maka untuk magnitude lebih kecil dan lebih besar dari 7,5 dapat dilihat hubungan MSFs dengan Magnitude pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Kurva hubungan MSFs dan Magnitude (Youd and Noble,1997)
a. Menentukan Safety Factor
Setelah didapatkan nilai CRR, CSR, MSF maka tahap selanjutnya adalah menentukan nilai Safety Factor dengan rumus (Seed dan Idriss, 1982):
6 SF tersebut merupakan komponen terpenting
dalam perhitungan untuk memprediksi terjadi atau tidaknya soil liquefaction. Jha dan Suzuki (2008) memberikan sebuah hubungan antara besarnya harga SF dengan fenomena soil liquefaction yang akan terjadi, jika harga SF ≤ 1, maka dapat dipastikan pada daerah tersebut akan mengalami soil liquefaction, tetapi bila harga SF > 1, maka tidak akan terjadi liquifaksi tanah pada daerah tersebut.
2.4 Standard Penestration Test ( SPT )
Uji Penetrasi Standar (SPT) adalah metode umum dalam pengujian in situ yang digunakan untuk menentukan sifat geoteknik bawah permukaan tanah. Ini adalah tes sederhana dan murah untuk memperkirakan kepadatan relatif tanah dan perkiraan parameter kekuatan geser. Deskripsi dan prosedur SPT menggunakan tabung sampel standar berdinding tebal ke dalam tanah di dasar lubang dengan pukulan dari slide palu dengan berat standar dan jarak jatuh.
Tabung sampel berupa tabung besi berukuran 150 mm didorong ke dalam tanah dan kemudian jumlah pukulan yang diperlukan untuk tabung untuk masing-masing menembus 150 mm (6 inch) sampai dengan kedalaman 450 mm (18 inch) dicatat. Jumlah pukulan yang diperlukan untuk kedua dan ketiga 6 inch penetrasi dilaporkan sebagai nilai SPT blowcount, umum disebut sebagai "perlawanan penetrasi standar" atau "N-value".
N-value memberikan indikasi kepadatan relatif dari tanah bawah permukaan,dan digunakan dalam geoteknik korelasi empiris untuk memperkirakan kekuatan geser approxiamative sifat tanah tersebut.
Alat untuk Uji SPT ini dinamakan “split spoon sample”.
Standar Uji yang dipakai antara lain British Standard 1377-7:1990, ASTM D3441, ASTM D1586 – 08 a
Gambar 2.6 Mekanisme Standard Penetration Test
7 3.HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengolahan Data
3.1.1 Menentukan Pengaruh Grain Size terhadap Potensi Soil Liquefaction
Gambar 3.1 Korelasi Stratigrafi
Berdasarkan data tanah (grain size) dapat diketahui bahwa lapisan tanah d SB-1 sampai SB-5 memiliki karakteristik butiran tanah yang berkisar antara 0,20 mm < D50 ≤ 0,40 mm dan berupa pasir sehingga
termasuk dalam liquefable (berpotensi liquefaction),dan dapat ditunjukkan dalam gambar 4.11 – gambar 4.15 yang merupakan grafik hubungan antara karakteristik grain size dengan potensi liquefaction pada setiap SB.
Gambar 3.2 Grafik Hubungan antara Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 1
Gambar 3.3 Grafik Hubungan antara Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 2
Gambar 3.4 Grafik Hubungan antara Karakteristik Grain Size dengan Potensi
Liquefaction pada SB 3
Gambar 3.5 Grafik Hubungan antara Karakteristik Grain Size dengan Potensi
8 Gambar 3.6 Grafik Hubungan antara Karakteristik
Grain Size dengan Potensi Liquefaction pada SB 5 3.1.2 Perhitungan Cyclic Resistance Ratio (CRR) Berdasarkan data tanah dari pemboran SPT yang dilakukan di daerah pesisir kota Pacitan terutama Pantai Teleng Ria dan Pantai Pancer, dapat diketahui harga CRR untuk masing-masing SB dengan menggunakan persamaan 2.12 dan dapat diketahui bahwa harga Cyclic Resistance Ratio dari nilai (N1)60 untuk masing-masing SB dan untuk variasi kedalaman .
Gambar 3.7 Grafik Hubungan N-Value dengan CRR 3.1.2. Perhitungan Cyclic Stress Ratio (CSR) Setelah diketahui harga CRR dari setiap SB yang ditinjau, langkah selanjutnya adalah mengestimasi harga CSR dengan menggunakan persamaan 2.9 serta berdasarkan variasi yang telah ditetapkan sebelumnya. Hasil dari perhitungan CSR ditunjukan oleh Tabel 4.8-4.12 sebagai berikut :
Tabel 4.8 Perhitungan CSR Untuk SB1 dengan variasi kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR amax CSR
1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058 2 0.08 0.065 0.07 0.057 0.09 0.073 3 0.08 0.073 0.07 0.064 0.09 0.082 4 0.08 0.078 0.07 0.068 0.09 0.088 5 0.08 0.053 0.07 0.046 0.09 0.059 6 0.08 0.087 0.07 0.076 0.09 0.098 7 0.08 0.087 0.07 0.076 0.09 0.098 8 0.08 0.088 0.07 0.077 0.09 0.099 9 0.08 0.089 0.07 0.078 0.09 0.100 10 0.08 0.088 0.07 0.077 0.09 0.099
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574 2 0.36 0.294 0.89 0.726 3 0.36 0.329 0.89 0.813 4 0.36 0.352 0.89 0.869 5 0.36 0.236 0.89 0.584 6 0.36 0.392 0.89 0.969 7 0.36 0.390 0.89 0.964 8 0.36 0.397 0.89 0.981 9 0.36 0.401 0.89 0.992 10 0.36 0.397 0.89 0.982
Tabel 4.9 Perhitungan CSR Untuk SB 2 dengan variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR
a
max CSR1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058 2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072 3 0.08 0.071 0.07 0.062 0.09 0.080 4 0.08 0.075 0.07 0.066 0.09 0.085 5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059 6 0.08 0.084 0.07 0.073 0.09 0.094 7 0.08 0.083 0.07 0.072 0.09 0.093 8 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.094 9 0.08 0.085 0.07 0.074 0.09 0.096 10 0.08 0.084 0.07 0.074 0.09 0.095
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574 2 0.36 0.288 0.89 0.712 3 0.36 0.320 0.89 0.791 4 0.36 0.340 0.89 0.840 5 0.36 0.236 0.89 0.583
9 Depth amax CSR amax CSR
6 0.36 0.376 0.89 0.931 7 0.36 0.372 0.89 0.920 8 0.36 0.376 0.89 0.928 9 0.36 0.382 0.89 0.944 10 0.36 0.380 0.89 0.940 Tabel 4.10 Perhitungan CSR Untuk SB 3 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR
a
max CSR1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058 2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072 3 0.08 0.071 0.07 0.062 0.09 0.080 4 0.08 0.075 0.07 0.066 0.09 0.085 5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059 6 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092 7 0.08 0.081 0.07 0.071 0.09 0.092 8 0.08 0.083 0.07 0.072 0.09 0.093 9 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.094 10 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.093
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574 2 0.36 0.288 0.89 0.713 3 0.36 0.320 0.89 0.790 4 0.36 0.339 0.89 0.837 5 0.36 0.235 0.89 0.582 6 0.36 0.369 0.89 0.912 7 0.36 0.367 0.89 0.907 8 0.36 0.371 0.89 0.918 9 0.36 0.375 0.89 0.927 10 0.36 0.370 0.89 0.915 Tabel 4.11 Perhitungan CSR Untuk SB 4 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR
a
max CSR1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058 2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072 3 0.08 0.072 0.07 0.063 0.09 0.081 4 0.08 0.076 0.07 0.067 0.09 0.086 5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059 6 0.08 0.084 0.07 0.073 0.09 0.094 7 0.08 0.083 0.07 0.072 0.09 0.093 8 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.094 9 0.08 0.084 0.07 0.074 0.09 0.095 10 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.093
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574 2 0.36 0.289 0.89 0.715 3 0.36 0.322 0.89 0.796 4 0.36 0.343 0.89 0.847 5 0.36 0.236 0.89 0.583 6 0.36 0.377 0.89 0.932 7 0.36 0.372 0.89 0.920 8 0.36 0.375 0.89 0.928 9 0.36 0.378 0.89 0.935 10 0.36 0.373 0.89 0.923 Tabel 4.12 Perhitungan CSR Untuk SB 5 dengan
variasi Kedalaman dan amax
Depth amax CSR amax CSR
a
max CSR1 0.08 0.052 0.07 0.045 0.09 0.058 2 0.08 0.064 0.07 0.056 0.09 0.072 3 0.08 0.071 0.07 0.063 0.09 0.080 4 0.08 0.076 0.07 0.067 0.09 0.086 5 0.08 0.052 0.07 0.046 0.09 0.059 6 0.08 0.084 0.07 0.073 0.09 0.094 7 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092 8 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092 9 0.08 0.083 0.07 0.073 0.09 0.093 10 0.08 0.082 0.07 0.072 0.09 0.092
Depth amax CSR amax CSR
1 0.36 0.232 0.89 0.574 2 0.36 0.288 0.89 0.713 3 0.36 0.322 0.89 0.795 4 0.36 0.343 0.89 0.848 5 0.36 0.236 0.89 0.583 6 0.36 0.378 0.89 0.934 7 0.36 0.369 0.89 0.912 8 0.36 0.369 0.89 0.912 9 0.36 0.373 0.89 0.923 10 0.36 0.370 0.89 0.914 3.1.3 Perhitungan nilai MSFs
Berdasarkan data rekaman gempa yang telah ada, maka dapat diolah untuk mengetahui nilai MSFs dengan memplot tabel 2.2 . Dan Hasil ploting dapat diketahui pada tabel 4.28
Tabel 4.13 Nilai MSFs Amax (m/s2) Magnitude (SR) MSFs 0.08 4.9 1.53 0.07 3.9 1.69 0.09 4.5 1.57 0.36 4.7 1.54 0.89 5.1 1.51
10 3.1.4 Perhitungan nilai SF (Safety Factor)
Setelah dari perhitungan sebelumnya didapatkan harga parameter-parameter CRR dan CSR, berikutnya adalah mengestimasi SF dengan menggunakan persamaan 2.14. SF merupakan parameter terpenting dan mutlak harus diperhitungkan dalam proses identifikasi bahaya yang disebabkan oleh proses soil liquefaction. Hasil perhitungan SF selengkapnya ditunjukan oleh pada gambar 3.8- gambar 3.12 dan dapat diketahui bahwa harga SF untuk masing-masing SB dan untuk variasi kedalaman dan magnitude untuk beberapa variasi ada yang SF >> 1, tetapi juga ada beberapa variasi yang SF << 1 yang berarti diindikasikan terjadi soil liquefaction .
Gambar 3.8 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 1 Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Gambar 3.9 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 2 Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Gambar 3.10 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 3 Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
11 Gambar 3.11 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 4
Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman
Gambar 3.12 Grafik Nilai Safety Factor Untuk SB 5 Dengan Variasi Magnitude dan Kedalaman Dari perhitungan Safety Factor diatas berdasarkan data gempa periode 6 tahun, diindikasikan terjadi soil liquefaction dalam 6 tahun terakhir, diantaranya saat Magnitude = 4.7 dengan nilai amax 0.36 dan saat
Magnitude = 5,1 dengan nilai amax 0.89 .
4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan
Untuk menjawab perumusan masalah yang telah dikemukakan di awal, dapat diambil beberapa kesimpulan dari hasil analisa dan pembahasan yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, yaitu:
1. Korelasi antara soil liquefaction akibat gempa bumi dengan properti tanah berdasar data SPT adalah berbanding lurus yaitu semakin besar nilai (N1)60, maka nilai Cyclic
Resistance Ratio (CRR) juga semakin besar. Dan ini berarti kemungkinan untuk terjadinya soil liquefaction semakin kecil. 2. Korelasi antara nilai magnitude terhadap
parameter yang menyebabkan terjadinya soil liquefaction adalah berbanding terbalik yaitu semakin besar nilai magnitude, maka nilai Safety Factor (SF) akan semakin kecil. Dan ini berarti kemungkinan untuk terjadinya soil liquefaction semakin besar.
3. Dari tanah yang diperoleh di 5 titik Soil Boring didapatkan nilai grain size (butiran tanah) sangat Liquefable dan berupa pasir.
4.2 Saran
Beberapa hal yang dapat disarankan pada akhir tugas akhir ini adalah :
1. Dalam perhitungan dinyatakan beberapa titik (Soil Boring) SB diindikasikan terjadi soil liquefaction saat gempa pada magnitude tertentu, tetapi tingkat penurunan tanah yang terjadi akibat soil liquefaction belum diperhitungkan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai hal tersebut agar bisa dipastikan bahwa kondisi tanah di daerah tersebut masih dapat dikategorikan aman atau tidak saat soil liquefaction terjadi.
DAFTAR PUSTAKA
Aydin, A and Beroya M. “Seismic hazard analysis of Laoag City, Nortern Philippines for liquefaction potensial assessment”. Journal of Geotechnical Engineering, 96, 28–42. 2008
Boore, Joyner. “Peak ground Motion characteristics”. Special Issue of Soils and Foundations. Japanese Geotechnical Society. 7-14. 1996
Castro et al. “Liquefaction Evaluation Procedure: Closure to Discussion”. Journal of Geotechnical Engineering, 114, 2, 251–259. 1988.
Chassagneux et al. “Methodology for Liquefaction Hazard Studies: New Tool andRecent Applications”. BRGM, Thematic Centre for Natural Geological Risks, PII: S 0 2 6 7 - 7 2 6 1 ( 9 8 ) 0 0 0 1 3 – X. 1998.
12 Das, B. M. Principles of Geotechnical Engineering.
PWS Publishers. New York. 1985.
Irawan, B. “Analisa Resiko Terhadap Pipa Gas Bawah Laut Kodeco Akibat Soil Liquefaction Sedimen Dasar Laut”.Teknik Kelautan ITS. 2010. Iwasaki, Toshio. “Soil Liquefaction Studies in Japan”. 1964.
Jefferies, Mike and Ken Been. Soil Liquefaction. Taylor & Francis. Abingdon, Oxon. 2006.
Jha, S. K. and Kiichi Suzuki. “Reliability Analysis of Soil Liquefaction Based on Standard Penetration Test”. Computers and Geotechnics, 36 (2009) 589-596. 2008.
Oka, F, Soil Mechanics Lecture, Morikita Publishing Company, Tokyo, Japan (in Japanese). 1995.
Sladen et al. “Back Analysis of The Nerlerk Berm Liquefaction Slides”. Canadian Geotechnical Journal, 22, 4, 579–588. 1985.
The Japanese Geotechnical Society. Remedial Measures Against Soil Liquefaction. A.A. Balkema. Rotterdam, Netherlands.1998.
Youd,T.L. et al. ”Liquefaction Resistance soils: Summary Report from The 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils”. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 127, No.8, pp.817-833. 2001.
