Identifikasi Karakteristik Tanah dan Struktur Kecepatan Gelombang Geser Menggunakan Data Mikrotremor di Daerah Lembang, Jawa Barat

Adelia Fatimah; Sesar Prabu Dwi Sriyanto; Bambang Sunardi; Wandono Wandono

doi:10.36435/jgf.v20i1.521

Adelia Fatimah Stasiun Geofisika Manado, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Sesar Prabu Dwi Sriyanto BMKG
Bambang Sunardi Stasiun Geofisika Yogyakarta, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Wandono Wandono Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

DOI: http://dx.doi.org/10.36435/jgf.v20i1.521

Keywords

Sesar Lembang, HVSR, eliptisitas gelombang Rayleigh, Vs30

Abstract

Lembang menjadi salah satu daerah yang memiliki tingkat bahaya kegempaan yang tinggi karena terletak dekat dengan struktur Sesar Lembang. Sebagai langkah mitigasi, dilakukan identifikasi karakteristik tanah lokal dan pemodelan struktur kecepatan gelombang geser di wilayah ini. Hal ini sangat penting untuk identifikasi daerah-daerah dengan potensi kerentanan bahaya gempabumi yang tinggi berdasarkan efek tanah lokalnya, serta untuk perencanaan dan pengembangan infrastruktur bangunan tahan gempa. Investigasi ini dilakukan menggunakan metode HVSR dan pemodelan inversi eliptisitas gelombang Rayleigh. Data yang digunakan pada metode-metode tersebut adalah data mikrotremor. Data mikrotremor dikumpulkan dengan menempatkan seismograf portabel di 26 titik lokasi pengukuran selama 30 menit untuk masing-masing titik. Hasil dari analisis HVSR menunjukkan bahwa secara umum bagian utara daerah penelitian memiliki nilai indeks kerentanan seismik yang lebih tinggi daripada bagian selatan. Pola sebaran indeks kerentanan seismik ini selaras dengan pola sebaran nilai amplifikasi yang tinggi dan frekuensi dominan tanah yang rendah di bagian utara daerah penelitian. Pemodelan inversi eliptisitas gelombang Rayleigh menggunakan kurva keluaran HVSR menghasilkan struktur kecepatan gelombang geser hingga kedalaman 30 meter di masing-masing titik. Secara umum, kecepatan gelombang geser yang berkisar antara 118-560 m/s meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman. Kecepatan gelombang geser rata-rata hingga kedalaman 30 meter (Vs30) ini dapat dijadikan sebagai acuan untuk menilai klasifikasi jenis tanah di lokasi pengukuran. Berdasarkan data yang diperoleh, jenis tanah di seluruh titik pengukuran termasuk dalam jenis tanah sedang dengan rentang nilai Vs30 antara 194.48 m/s – 246.23 m/s.

References

Afnimar, Yulianto, E., and Rasmid. (2015): Geological and tectonic implications obtained from first seismic activity investigation around Lembang fault. Geoscience Letters, 2:4. doi: https://doi.org/10.1186/s40562-015-0020-5

Akkaya, I. (2020): Availability of seismic vulnerability index (Kg) in the assessment of building damage in Van, Eastern Turkey. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 19, pp. 189-204. doi: https://doi.org/10.1007/s11803-020-0556-z

Badan Pusat Statistik (BPS). (2020): Kecamatan Lembang dalam angka. Bandung Barat: BPS Kabupaten Bandung Barat.

Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2019): SNI 1726:2019 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung. Jakarta: BSN

Daryono, M.R., Natawidjaja, D.H., Sapiie, B., Cummins, P.R. (2019): Earthquake geology of the Lembang fault, West Java, Indonesia. Tectonophysics, 751, pp. 180-191. doi: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.12.014

Harsuko, M.R.C., Zulfakriza, Nugraha, A.D., Muzli, Sahara, D.P., Puspito, N.T., Husni, Y.M., Prabowo, B.S., and Sarjan, A.F.N. (2020): Analysis of H/V ratio curve to estimate seismic hazard vulnerability in Lombok island, West Nusa Tenggara, Indonesia. Jurnal Geofisika, 18, pp. 1-6. doi: https://doi.org/10.36435/jgf.v18i1.432

Huang, H.C. and Tseng, Y.S. (2002): Characteristics of soil liquefaction using H/V of microtremors in Yuan-Lin Area, Taiwan. TAO, 13, pp. 325-338.

Issaadi, A., Semmane, F., Yelles-Chaouche, A., Galiana-Merino, J.J., Layadi, K. (2020): A shear-wave velocity model in the city of Oued-Fodda (Northern Algeria) from Rayleigh wave ellipticity inversion. Applied Sciences, 10. doi: https://doi.org/10.3390/app10051717

Junursyah, G.M.L., and Agustya, G. (2017): Geological structure interpretation of Gunung Batu area, Lembang, based on the correlation of surface data, resistivity, and geomagnetic. Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral, 18, pp. 171-182.

Lee, W.H.K., Kanamori, H., Jennings, P.C., and Kisslinger, C. (Eds.) (2003): International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology, Part B. London: Academic Press.

Maghami, S., Sohrabi-Bidar, A., Bignardi, S., Zarean, A., and Kamalian, M. (2021): Extracting the shear wave velocity structure of deep of “Qom” Basin (Iran) employing HVSR inversion of microtremor recordings. Journal of Applied Geophysics, 185. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2020.104246

Marjiyono and Afnimar. (2011): Mikrozonasi bahaya gempa bumi di wilayah Kota Bandung berdasarkan data mikrotremor. Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral, 21, pp. 41-49.

Meilano, I., Abidin, H.Z., Andreas, H., Gumilar, I., Sarsito, D., Hanifa, R., Rino, Harjono, H., Kato, T., Kimata, F., and Fukuda, Y. (2012): Slip rate estimation of the Lembang fault West Java from geodetic observation. Journal of Disaster Research, 7, pp. 12-18. doi: https://doi.org/10.20965/jdr.2012.p0012

Nakamura, Y. (1989): A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using micro-tremor on the ground surface. Quarterly Report of Railway Technical Research Inst. (RTRI), 30, pp. 25-33.

Nugraha, A.D., Supendi, P., Prabowo, B.S., Rosalia, S., Erlangga, Husni, Y.M., Widiyantoro, S., Puspito, N.T., and Priyono, A. (2019): The recent small earthquakes around Lembang fault, West Java, Bandung, Indonesia. IOP. Conference Series: Journal of Physics, 1204. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1204/1/012083

Parolai, S., Bormann, P., and Milkereit, C. (2002): New relationships between Vs, thickness of sediments, and resonance frequency calculated by the H/V ratio of seismic noise for the Cologne Area (Germany). Bulletin of Seismological Society of America, 92, pp. 2521-2527.

Pawirodikromo, W. (2012): Seismologi Teknik dan Rekayasa Kegempaan. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Pranata, B., Yudistira, T., Saygin, E., Cummins, P.R., Widiyantoro, S., Brahmantyo, B., and Zulfakriza. (2018): Seismic microzonation of Bandung basin from microtremor horizontal-to-vertical spectral ratios (HVSR). AIP Conference Proceedings, 1987. doi: https://doi.org/10.1063/1.5047289

Pranata, B., Yudistira, T., Widiyantoro, S., Brahmantyo, B., Cummins, P.R., Saygin, E., Zulfakriza, Rosalia, S., Cipta, A. (2020): Shear wave velocity structure beneath Bandung basin, West Java, Indonesia from ambient noise tomography. Geophysical Journal International, 220, pp. 1045-1054. doi: https://doi.org/10.1093/gji/ggz493

Sambridge, M. (1999): Geophysical inversion with a neighbourhood algorithm-I. Searching a pa-rameter space. Geophysical Journal International, 138, pp. 479-494. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1999.00876.x

SESAME. (2004): Site effects assessment using ambient excitations. European Comission-Research General Directorate Project No. EVGI-CT-2000-00026 SESAME.

Sriyanto, S.P.D., and Ifantyana, I. (2018): Analisis efek tapak lokal pada lokasi stasiun seismik di pulau Jawa. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 14, pp. 68-73.

Sunardi, B., Naimah, S., Haryoko, U., Rohadi, S., Sulastri, and Rasmid. (2018): Vs30 mapping and soil classification in the southern part of Kulon Progo using Rayleigh wave ellipticity inversion. Journal of Geospatial Information Science and Engineering, 1, pp. 58-64. doi: https://doi.org/10.22146/jgise.39780

Sungkono, S., and Santosa, B.J. (2011): Karakterisasi kurva horizontal-to-vertical spectral ratio: Kajian literatur dan pemodelan. Jurnal Neutrino, 4. doi: https://doi.org/10.18860/neu.v0i0.1662

Supendi, P., Nugraha, A.D., Puspito, N.T., Widiyantoro, S., and Daryono. (2018): Identification of active faults in West Java, Indonesia, based on earthquake hypocenter determination, relocation, and focal mechanism analysis. Geoscience Letters, 5:31. doi: https://doi.org/10.1186/s40562-018-0130-y

Vessia, G., Rainone, M.L., Santis, A.D., and D’Elia, G. (2020): Lesson from April 6, 2009 L’Aquila earthquake to enhance microzoning studies in near-field urban areas. Geoenvironmental Disasters, 7:11. doi: https://doi.org/10.1186/s40677-020-00147-x

Wang, S., and Hao, H. (2002): Effects of random variations of soil properties on site amplification of seismic ground motions. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22, pp. 551-564. doi: https://doi.org/10.1016/S0267-7261(02)00038-6

Warnana, D.D., Soemitro, R.A.A., and Utama, W. (2011): Application of microtremor HVSR method for assessing site effect in residual soil slope. International Journal of Basic and Applied Science, 11, pp. 100-105.

Yusran, A., Simanjuntak, A.V.H., Umar, M., Rizal, S., and Syukri, M. (2020): A microtremor survey to identify seismic vulnerability around Banda Aceh using HVSr analysis. Elkawnie: Journal of Is-lamic Science and Technology, 6, pp. 342-358.