Intensitas dan Magnitude gempa

(1)

DINAMIKA TANAH DAN KEGEMPAAN

TKS-24084

MINGGU KE – 6

Disusun oleh:

Yusep Muslih Purwana Prodi Teknik Sipil FT UNS

Lab. Mekanika Tanah FT UNS, Jl Ir Sutami 36 a Surakarta 1 By: Yusep Muslih Purwana

Prodi Teknik Sipil FT UNS

(2)

Ukuran Gempa?

By: Yusep Muslih Purwana

Prodi Teknik Sipil FT UNS 2

Ukuran gempa dinyatakan dalam:

1. Intensitas

2. Magnitude

3. Energi

(3)

DEFINISI

Intensitas Gempa: Ukuran kualitatif kekuatan gempa di suatu tempat yang ditentukan berdasarkan kerusakan hasil pengamatan efek gempa bumi di tempat tersebut

Magnitude Gempa: ukuran kuantitatif energi yang dilepaskan dari sumber gempa saat terjadi gempa

Energi Gempa :

Magnitude dan Energi gempa berukuran tunggal, sedangkan

intensitas gempa berukuran variasi tergantung letak daerah yang ditinjau.

By: Yusep Muslih Purwana 3

(4)

Intensitas Gempa

- Cara pengukuran yang paling tua

- Ukuran kekuatan gempa berdasarkan kerusakan hasil pengamatan efek gempabumi (kualitatif).

- Berdasarkan atas kerusakan yang diobservasi dan reaksi manusia

- Penentuan intensitas gempa dilakukan dengan 2 cara;

1) Observational Intensity 2) Instrumental Intensity

(5)

Observational Intensity

- Didasrkan pada efek kerusakan yang terjadi di suatu daerah - Lebih bersifat subjektif sebab sangat tergantung juga pada

kualitas struktur yang terkena gempa.

- Terkadang dilakukan menggunakan interview

- Setelah ditemukan peralatan yang advanced, pengukuran dgn cara ini kurang signifikan.

- Penggunaan intensitas gempa secara observasi masih dipakai dan bermanfaat utk study history gempa dan seismic hazard assessment

(6)

Beberapa Scala Intensitas

• Schiantorelli (1783), Sarconi (1784), Sieberg (1912)

• Rossi-Forrel (RF) Intensity, tahun 1880 an  skala I sd X

• Modified Mercalli, mulai dipakai tahun1931

• Japanese Meteorogical Agency (JMA)di Jepang

• Medvedev-Spoonheuer-Karnik (MSK), di Eropa Tengah dan Timur

(7)

Intensitas Gempa MMI, RF, JMA, MSK

(8)

Intensitas Gempa Skala MMI

(9)

9

Intensitas Gempa Skala MMI

By: Yusep Muslih Purwana Prodi Teknik Sipil FT UNS

(10)

Intensitas European Macroseismic Scale

(Grunthal, 1998)

(11)

Environmental Seismic Intensity

(12)

ISOSEISMAL MAP

• Adanya variasi kerusakan gempa suatu daerah.

• Berepa daerah memiliki tingkat kerusakan yang sama

• Titik-titik dengan intensitas yang sama disebut

Isoseismal

• Peta berisi isoseismal disebut isoseismal map

(13)

Isoseismal*

(Robert Mallet)

13

*Berdasar: 1) Perasaan manusia, 2) Respon objek, 3) Kerusakan bangunan, 4) Kerusakan lingkungan

(14)

Instrumental Intensity

• Intensitas Gempa dapat diobservasi dengan data

accelerogram (ground-shaking record).

• Accelerogram biasanya

dipasang di daerah yang dekat dengan sumber gempa aktif utk menangkap ground shaking

• Accelerogram memiliki informasi yang signifikan

mengenai ground shaking serta karakteristiknya pada lokasi berbeda

• Parameter ground motion yg dihasilkan secara kualitatif dapat menggambarkan intensitas gempa

(15)

Instrumental Intensity

ShakeMap Intensity SMI (Wald, 1999)

• Adalah pengukuran intensitas berdasarkan ground shaking

characteristic

• Biasanya berupa

percepatan dan kecepatan

(16)

Magnitude Gempa

- Untuk mengatasi kekurangan pada pengukuran kualitatif, telah dibuat pengukuran secara kuantitatif

- Menggunakan instrument modern utk mengukur ground motion selama gempa

- Magnitude gempa menyatakan besarnya energi seismik yang dipancarkan oleh sumber gempa

- Bererapa pengukuran magnitude: 1) Richter 2) Surface wave 3) Body wave 4) Moment magnitude

(17)

17

Magnitude vs Intensity

(18)

Richter Magnitude (M _L )

• Disebut magnitude local karena

dipakai untuk gempa local California.

Namun sekarang (paling) banyak dipakai untuk daerah lainnya secara meluas.

• Menggunakan Wood-Andersen seismometer (perode natural 0.8 s, damping factor 80%) yang terletak 100 km dari epicenter

• Formula:

dimana

A: amplitude maksimum (mm).

Ao: gempa terkecil yang terbaca

• Untuk jarak epicenter > 100 km, Ao mempunyai nilai tertentu

18

R = 100 km

Misalnya Ao = 0.001 mm, maka M_L= 0 A = 0.001 mm,

M_L= 1 A = 0.01 mm, M_L= 2 A = 0.1 mm M_L= 3 A = 1 mm, M_L= 4 A = 10 mm, M_L= 5 A = 100 mm.

M_L= 6 A = 1 m

(19)

19

Richter Magnitude (M _L )

(20)

Typical Hubungan antara M

_L

dengan a

_max

dan durasi ground shaking

(21)

Surface Wave Magnitude (M _S )

• Berdasarkan amplitode gelombang

• Dipakai secara luas

menggunakan amplitodo

gelombang Rayleigh dengan periode 20 s

• Umum digunakan utk gempa dangkal < 70 km. Gempa sedang sampai kuat

• Seismograph terletak tidak lebih dari 1000 km dari epicenter

Formula:

Dimana A adalah amplitudo

ground movement (micrometer), dan D adalah epicentral

distance, dalam derajad

M_S = log A + 1.656 log D + 1.818

(22)

Surface Wave Magnitude (M _S )

(23)

Body Wave Magnitude (m _b )

• Digunakan berdasar amplitude gelombang P

• Dimana A adalah amplitudo maximum ground movement (micrometer)

• T dalah periode gelombang P

(24)

Moment Magnitude (M _w )

Kanamori 1977

• Untuk gempa sangat besar, dengan momen magnitude diatas 6, magnitude

Richter, Surface dan body wave menjadi tidak sensitif

• Mw digunakan untuk mengukur gempa yang sangat besar.

• Dimana Mo adalah seismic moment (N.m)

• =

 m adalah shear modulus bidang sesar

• A adalah area sesar terjadi slip

• D adalah displacement rata rata sesar

(25)

Perbandingan Skala Magnitude

Bolt (1989):

1. Untuk gempa dangkal dengan magnitude 3 - 7, gunakan M_L dan M_b

2. Untuk gempa 5 – 7.5 gunakan M_s

3. Untuk gempa > 7.5 gunakan M_w

(26)

Energi Gempa

• Energi seismic selama gempa biasanya didekati dengan formula empiric:

• Dimana:

E dalam ergs, 1 erg = 7.5 x 10^-8 lb-ft

• Magnitude 5 menunjukkan pelepasan energy 0.001 x energy Magnitude 7.

• Menurut Kanamori (1983), persamaan ini dapat diaplikasikan utk moment magnitude, sehingga apabila pada persamaan di atas Ms diganti dengan Ms maka energy yang dipaskan selama gempa sbanding dengan moment seismic.

(27)

Energi Gempa

Sebagai perbandingan, energy yang dilepaskan bom atom Hiroshima setara dengan magnitude 6, Gempa Chile (1960) sebesar M_w 9.5, atau 178000 x Hiroshima

(28)

Intensitas dan Magnitude gempa - Spada UNS

DINAMIKA TANAH DAN KEGEMPAAN