DINAMIKA TANAH DAN KEGEMPAAN

(1)

KODE MK: 08013152053

INTRODUCTION

Disusun oleh:

Yusep Muslih Purwana Prodi Teknik Sipil FT UNS

Lab. Mekanika Tanah FT UNS, Jl Ir Sutami 36 a Surakarta

By: Yusep Muslih Purwana

Prodi Teknik Sipil FT UNS 1

(2)

Mengapa Kita Harus Belajar Teknik Kegempaan??

Prodi Teknik Sipil FT UNS

2

(3)

Structural/non structural Damages

3

Gempa Lombok 2018

(4)

Failure due to collapsed soil/foundation

4

(5)

Uplifting

5

(6)

Subsidence

6

(7)

Landslide

7

Gempa Lombok 2018

(8)

Liquefaction

8

(9)

Ground Cracking

9

(10)

Tsunami

10

(11)

11

(12)

Tingkat Kerusakan Akibat Gempa

Tingkat kerusakan akibat gempa tergantung:

1.Ukuran dan durasi gempa 2.Jarak focus

3.Sifat material tanah (local site condition) 4.Sifat material dari struktur

12

(13)

GROUND SHAKING

• Frekuensi getaran gempa berbeda satu dengan lainnya

• Gelombang gempa dengan frekuensi tinggi akan berpengaruh pada bangunan dengan ketinggian rendah

• Gelombang gempa dengan frekuensi rendah cenderung berpengaruh besar pada bangunan tinggi

• Intensitas gempa tergantung pada material lapisan tanah. Lapisan tanah lebih lunak cenderung mengakibatkan amplifikasi daripada lapisan keras

• Respon bangunan thdp gempa:

- kayu, cenderung fleksible dan relative tahan gempa

- Beton tanpa tulangan sangat berresiko thdp keruntuhan

13

(14)

Gempa-Gempa Besar Dunia

14

(15)

Gempa-Gempa besar dunia

15

(16)

20 Gempa Terbesar (USGS)

16

(17)

20 Gempa Terbesar (USGS)

17

(18)

Catatan Gempa Besar Dunia

18

(19)

Catatan Gempa Besar Dunia

(20)

Catatan Gempa Dunia 2000-2006 USGS

20

(21)

Frekuensi Gempa Dunia

21

(22)

Gempa Besar Dunia Lainnya

22

(23)

Kejadian Gempa Tahunan Dunia

23

(24)

24

(25)

25

(26)

Data Gempa Indonesia 100 tahun

26

(27)

Sumber Gempa Indonesia

27

(28)

Gempa Besar Terkini Indonesia

28

(29)

Catatan Gempa Besar di Sumatra

(30)

Kerusakan Akibat Gempa

• Sapuan Tsunami

• Uplifting dan Amblesan (subsidence)

• Kerusakan Bangunan

• Longsoran (landslide)

• Liquefaction

• Ground Cracking

30

(31)

Kuliah Dinamika Tanah dan Kegempaan ini

BUKAN UNTUK MELAWAN GEMPA

TETAPI

untuk kepentingan disain bangunan terkait dengan beban gempa

31

(32)

Karena Gempa adalah fenomena:

1. Tidak bisa dilawan

2. Tidak bisa ditentukan waktunya 3. Tidak bias ditentukan besarnya

32

MENGAPA?

(33)

Topik Bahasan

• Introduction Kejadian Kegempaan dunia dan Indonesia

• Teori Vibrasi

• Engineering seismology (teori plat tektonik, identifikasi sumber gempa)

• Strong Ground Motion

• Wave Propagation

• Dynamic Soil Properties

• Seismic Hazard Analyses (Review Teori Probabilitas, Gumbel, DSHA, PSHA)

• Site Response Analyses

• Liquefaction

• Seismic analyses for Slope

33

(34)

Referensi

1. Socuoglu and Akkar, Basic Earthquake Enginering

2. Basic Geotechnical Eartquake Engineering, Kamalesh Kumar, New Age, 2008

3. Geotechnical Earthquake Engineering, Kramer, Prantice Hall, 1996

4. Seismologi Teknik dan Rekayasa Kegempaan, Widodo Pawirodikromo, Pustaka Pelajar, 2012

5. Referensi lain dari internet

34

(35)

TEORI PLAT TEKTONIK

(36)

Dinamika Struktur Bumi

• Bumi dianggap memiliki 3 lapisan utama: Core (Inti), Mantle (Selimut) dan Crust (Kerak)

• Core terdiri dari inner core padat dan outer core berupa cair

• Mantle terletak antara core dengan kerak bumi;

terdiri dari bagian lower, transitional dan upper.

• Crust terletak di bagian paling luar setebal 0 – 75 km

• Gelombang seismic dipercaya bermula dari pertemuan antara mantle dan cust

• Ketebalan crust bervariasi antara 7 km di bawah samudra, 30 km di bawah benua, dan bisa lebih tebal di bawah pegunungan

Yusep Muslih Purwana

Prodi Teknik Sipil UNS

36

(37)

TEORI LAPISAN BUMI

37

(38)

Lithosphere dan Astheosphere

• Lapisan terluar dari bumi adalah lithosphere dan asthenosphere.

• Lithosphere bersifat keras kaku, membentuk crust dan bagian terluar dari outer mantle.

Lapisan ini memiliki ketebalan lk 125 km.

• Asthenosphere bersifat lemah dan

deformable, terletak di bawah lithosphere

• Ketebalan CRUST bervariasi antara 7 km di bawah samudra, 30 km di bawah benua, dan bisa lebih tebal di bawah pegunungan.

Struktur pembentuk crust adalah basalt dan granite

38

(39)

Suhu Lapisan Bumi

39

(40)

Mengapa Plate bergerak?

• Bagian dalam bumi (Core dan mantle) berupa cair bersuhu sangat tinggi dan selalu bergerak konveksi suhu.

• Mekanisme konveksi suhu ini juga menyebabkan pergerakan lithosphere

• Jadi, tabrakan antar plat benua terjadi di bagian lithosphere ini akibat

mekanisme konveksi suhu di bagian dalam bumi.

• Pergerakan antar plat bisa saling menjauh (diverge) atau mendekat (converge)

40

(41)

Teori Pergerakan Benua

Alfred Wagener

41

(42)

Teori Pergerakan Benua

(Hipotesis Alfred Wagener)

• Teori Pergeseran benua (continental drift) merupakan gagasan Alfred L. Wegener buku berjudul The Origin of Continent and Oceans(1912). Isinya, benua tersusun dari batuan sial (silisium-alumunium) yang terapung pada batuan sima (silisium-magnesium) yang lebih besar berat jenisnya. Pergerakan benua itu

menuju khatulistiwa dan juga ke arah barat.

• Menurutnya awalnya bumi merupakan benua raksasa berupa pangea (artinya "semua daratan") yang

dikelilingi oleh Panthalassa ("semua lautan"). Selanjutnya, 200 juta tahun yang lalu Pangaea pecah menjadi benua-benua yang lebih kecil yang kemudian bergerak menuju ke tempatnya seperti yang dijumpai saat ini.

• Hipotesis ini berdasar pada: 1) Kecocokan garis pantai, 2) Kecocokan pegunungan 3) Kecocokan tipe dan umur batuan 4) Kecocokan deposit glacier. Dan 4) Kecocokan fosil

42

(43)

Yusep Muslih Purwana Prodi Teknik Sipil

UNS 43

(44)

Kesesuaian Garis Pantai

44

Contoh:

Garis Pantai Amerika Selatan sesuai dengan garis

pantai Afrika Barat

(45)

Kesesuaian Tipe dan Umur Batuan

45

(46)

Plat Tectonik Dunia

46

(47)

Pergerakan Plat Tektonik

47

(48)

Movement Rate of Plates

48

(49)

Catatan Aktifitas Gempa Bumi

UNS 49

(50)

Interkasi Plat Tektonik

Pertemuan plat tektonik berinterkasi di dengan 3 cara:

1. Divergent

2. Convergent  Subduksi, misalnya sepanjang pantai Pasifik dari

Amrerika Selatan dan Tengah;

Busur Karibia. Biasanya plat yang lebih muda kalah dan tenggelam 3. Horisontal, misalnya sesar San

Andreas di California (antara plat Amerika Utara dan Pasifik), dan sesar North Anatolian di Turki (Plat Anatolian dan Eurasian)

50

(51)

Interaksi antar Plat

51

(52)

Teori Pergerakan Benua (Sea-floor spreding)

• Magma naik mendorong punggung bukit di laut

• Punggung bukit terbelah menjadi 2 bagian

• Magma yang keluar mendingin dan membentuk lempengan samudra yang baru

• Contoh proses ini terjadi pada

pemisahan antara Afrika dan Amerika Selatan

52

(53)

Plate Motion Mechanisms

53

(54)

Subduksi

• Ada beberapa bagian dari plat lithosphere yang naik dan ada juga yang turun

• Apabila 2 plat bertabrakan dengan proses disebut subduction. Kejadian seperti ini sering mengakibatkan gempa besar.

• Pada daerah sekitar subduksi ini terkadang terdapat aktifitas vulkanik.

54

(55)

Subduksi

UNS 55

(56)

Elastic Rebound Theory

56

(57)

Penilaian

• Kehadiran Kulian

• UTS dan UAS : 80 %

• Quis, PR, presentasi dan diskusi : 20%

57

(58)

Terimakasih

58