Peak Ground Acceleration PGA Fungsi Atenuasi

dimana: y : spectra acceleration g M W : moment magnitude rrup : jarak terdekat ke rupture km H : kedalaman km Zt : tipe sumber gempa 0 untuk interface, dan 1 untuk intraslab Zss : Shallow Soil kedalaman ke batuan dasar kecepatan dalam 30m dari permukaan 2. Fungsi atenuasi Atkinson dan Boore Fungsi atenuasi Atkinson dan Boore 2003 ini digunakan untuk sumber gempa subduksi. Fungsi atenuasi ini dapat digunakan untuk analisis bahaya gempa di berbagai daerah di dunia dengan moment magnitude antara 5 sampai 8,3 untuk zona subduksi baik untuk interface maupun intraslab. Bentuk dari fungsi atenuasi tersebut adalah sebagai berikut: log = + + ℎ + − log + + + 4 R = √ − 5 = 0,0072410 0,507M 6 S C = 1 untuk NEHRP type soil B 360Vs760 ms dan S C = 0, untuk tipe tanah lain S D = 1 untuk NEHRP type soil C 180Vs360 ms dan S D = 0, untuk tipe tanah lain S E = 1 untuk NEHRP type soil D Vs180 ms dan S D = 0, untuk tipe tanah lain g = 10 1,2 – 0,13M untuk interface dan g = 10 0,301 – 0,01M untuk intraslab sl = 1 untuk PGArx ≤ 100 cms 2 atau frekuensi 1 Hz 1 f -1 PGArx -100400 untuk 100 ≤ PGA rx ≤ 500 cms 2 atau frekuensi 1f 2 Hz 1- f -1 untuk PGA ≥ rx 500 cms 2 1 f 2 Hz 1 - PGArx -100400 untuk 100 PGArx500 cms 2 atau frekuensi f ≥Hz 0 untuk PGA ≥ 500 cms 2 atau frekuensi f ≥2 Hz dimana: y = PGA cms 2 M = Momen Magnitudo dengan M = 8,5 untuk interface dengan M 8,5 dan M= 8,0 untuk intraslab dengan M 8,0 H = kedalaman sumber gempa, jika h 100 maka h= 100 km D fault = jarak terdekat dengan titik sumber yang diproyeksi ke permukaan km PGA TX = prediksi PGA di bedrock NEHRP type soil B cms. C1 = 2,991 C2 = 0,03235 C3 = 0,00759 C4 = -0,00206 C5 = 0,19 C6 = -0,24 C7 = 0,29 3. Fungsi atenuasi Zhao Persamaan atenuasi Zhao ini dapat digunakan untuk sumber gempa subduksi. Kedalaman maksimum untuk interface adalah 50 km. Bentuk dari fungsi atenuasi tersebut adalah sebagai berikut: log = + − log + ℎ − ℎ + + + + log + 7 r = x+ c expM W 8 dimana: y : PGA cms 2 Mw : moment magnitude X : jarak dari sumber ke lokasi km h : focal depth km FR : parameter reverse-fault hanya digunakan untuk shallow crustal event reverse-faulting, selain itu 0. S1 : parameter tectonic type source digunakan hanya untuk interface event,selain itu 0 SS : hanya digunakan untuk intraslab event, selain itu 0 SSL : magnitude-independent pada intraslab untuk menghitung jarak gelomang seismik C k : Konstanta siteclass h c :Konstanta kedalaman 125 km a : 1,101 b : -0,00564 c : 0,0055 d : 1,080 e : 0,01412 Penjelasan rinci yang berkaitan dengan fungsi atenuasi yang digunakan untuk analisis sumber gempa patahan diantaranya adalah: 4. Fungsi atenuasi Boore dan Atkinson Fungsi atenuasi ini digunakan untuk sumber gempa shallow crustal strike slip, reverse dan normal. Fungsi atenuasi ini dapat digunakan untuk M = 5-8, jarak 200 km, dan V s30 = 180-1300 ms. Bentuk dari fungsi atenuasi tersebut adalah sebagai berikut: ln = + , + , , �� T 9 Untuk M ≤ Mh = + + + + − ℎ + − ℎ ² 9a Untuk M Mh = + + + + − ℎ 9b . = [ + − ] + − 10 dimana: R = √ ² + ℎ² 11 dimana U, SS, NS dan RS adalah fault type untuk unspecified, strike-slip, normal dan reverse-slip. F S = F L + F NL 12 dimana masing-masing F L untuk linear F NL untuk nonlinear. Untuk linear: F L = b lin lnVs30V ref 13 Untuk nonlinear: a. pga4nl ≤ a 1 F NL = bnl ln pga_low0,1 13a b. a 1 pga4nl ≤ a 2 FNL = bnl ln pga_low0,1 + c [ lnpga4nla1] 2 + d [ lnpga4nla 1 ] 3 13b c. pga4nl a 2 F NL =bnl ln pga4nl0,1 13c Untuk bnl: a. V s30 ≤ V 1 bnl = b 1 14a b. V 1 V s30 ≤ V 2 bnl = b 1 -b 2 ln Vs30V 2 lnV 1 V 2 + b 2 14b c. V 2 V s30 Vref bnl = b2 ln Vs30Vref ln V 2 Vref 14c d. V s30 ≥ Vref bnl = 0 c = 3 ∆y - b nl ∆x ∆x 2 15 d = - 2∆y - b nl ∆x ∆x 3 16 ∆x = lna 2 a 1 17 ∆y = bnl ln a 2 pga_low 18 dimana: pga4nl = estimasi awal PGA g untuk Vref =760 ms dengan F S = 0 V ref = reference velocity 760 mssesuai dengan NEHRP V 1 = 180 ms V 2 = 300 ms a 1 = 0,03g a 2 = 0,09 g pga_low = 0,06 g Mh= 6,75 blin= -0,36 b 1 = -0,64 b 2 = -0,14 Mref= 4,5 Rref= 1 c1= -0,6605 c2= 0,1197 c 3 = -0,01151 h= 1,35 e 1 = -0,53804 e 2 = -0,5035 e 3 = -0,75472 e 4 = -0,5097 e 5 = 0,28805 e 6 = -0,10164 e 7 = 0 σ= 0,052 ϮU= 0,265 ϮM= 0,26 σTU= 0,566 σTM= 0,56 5. Fungsi atenuasi Campbell dan Bozorgnia Fungsi Atenuasi ini berlaku untuk sumber seismik kerak dangkal strike slip, reverse atau normal. Model regresi persamaan ini dikembangkan menggunakan data strong-motion dibandingkan dengan magnitudo, jarak 0 sampai200 km menggunakan data 1561 dari 64 peristiwa gempa utama untuk M antara 4,3 sampai 7,9 dan jarak rupture antara 0,1 sampai 199 km. Data gempa dikombinasikan dari gempa bumi dangkal yang terletak pada daerah tektonik aktif di seluruh dunia. Persamaan atenuasi adalah sebagai berikut: lnY = ƒ mag +ƒ dis + ƒ flt + ƒ hng +ƒ site + ƒ sed 19 dimana Fmag adalah fungsi berdasarkan magnitudo Fmag = C + C 1 M untuk M 5,5 20a C + C 1 M + C 2 M-5,5 untuk 5,5 ≤ M ≤ 6,5 20b C + C 1 M + C 2 M-5,5 + C 3 M-6,5 untuk M 6,5 20c F dis merupakan fungsi berdasarkan pada jarak dari titik ukur ke sumber gempa F dis = C 4 + C 3 M ln √ ² + ² 21 F flt merupakan fungsi berdasarkan tipe patahan Fflt = C 7 F Rv . F flt,z + C8 F NM 22 Fflt,z = Z Tor untuk Z Tor 1 1 untuk Z Tor 1 F hng merupakan fungsi berdasarkan efek hanging wall Fhng = C 9 F hng , R + F hng , M + F hng , Z + F hng , 23 F hng,R = 1 untuk Rjb = 0 24a [ max +√ ²+ − max √ ²+ ] untuk Rjb 0, Z Tor 1 24b − untuk Rjb 0, Z Tor ≥ 1 24c F hng, M = untuk M ≤ 6,0 2 – M-6,0 untuk 6,0 M 6,5 25 1 untuk M ≥ 6,5 F hng, Z = 0 untuk Z Tor ≥ 20 − untuk 0 Z Tor 20 26 F hng, = 1 untuk ≤ 70 9 − � untuk 70 27 F site adalah fungsi berdasarkan shallow site F site = C 10 ln � + K 2 {ln [A1100 + C � n ]} untuk Vs30 K 1 28a C 10 + K 2 n ln � untuk K 1 Vs301100 28b C 10 + K 2 n ln � untuk Vs30 1100 28c F sed adalah fungsi berdasarkan deep site Fsed = C 11 Z 2,5 – 1 untuk Z 2,5 1 29a untuk 1 ≤ Z 2,5 ≤ 3 C 12 K 3 e -0,75 [1- e -0,25 Z 2,5 – 3 ] untuk Z 2,5 3 29b dimana: M = Moment magnitude y = PGA g c = -1,715 c 1 = 0,5 c 2 = -0,53 c 3 = -0,262 c 4 = -2,118 c 5 = 0,17 c 6 = 5,6 c 7 = 0,28 c 8 = -0,12 c 9 = 0,49 c 10 = 1,058 c 11 = 0,04 c 12 = 0,61 k 1 = 865 k 2 = -1,186 k 3 = 1,839 TLnYintraslab= 0,478 TLnYinterface = 0,219 Tc = 0,166 TT = 0,526 Tarb = 0,551 P = 1 Ztor = 3 δ = 90 V S30 = 1500 ms Z 2.5 = 1 F rv = 0 F nm = 0 h = 3 η = 1,18 C = 1,88 6. Fungsi atenuasi Chiou dan Youngs Persamaan atenuasi ini dapat digunakam untuk sumber gempa yang terletak di shallow crustal strike slip, reverse dan normal. Persamaan ini dikembangkan dari data strong-motion, menggunakan 3551 data dari 173 gempa utama dan gempa susulan sebagai informasi tambahan untuk membuat model koefisien, jarak rupture maksimal sampai 70 km untuk menghindari data bias, data ini dikombinasikan dari data gempa dangkal, khususnya pada zona sesar aktif di seluruh dunia. Fungsi atenuasi Youngs 1997 adalah sebagai berikut: ln Y ref ij = C 1 + C 1a F RV1 + C 1b F NMi + C 7 Z TORi – 4 + C 2 M i – 6 + � −� � ln 1 + e cncM – Mi + C 4 lnR RUPij + C 5 coshC 6 M i – C HM ,0 max + C 4a – C 4 ln √ ² � + ² + { Cᵧ1 + �ᵧ cosh[ � −�ᵧ , ] }.R RUPij + C 9 .Fhwij.tanh .cos ²� 9 . {1- √ ² + ² � + , } 30 ln Y ij = lnY ref ij + ϕ 1 . min ln , 0 + ϕ 2 . {e ϕ² min Vs30 ij , 1130 -360 – e ϕ 3 1130-360 } . ln η+ � � + ϕ 5 1- cosh[ � .max , . −� ] + � cosh[ , .max , . − ] + η i +  ij 31 dimana: M = Moment magnitude R RUP = Jarak terdekat ke bidang rupture km R X = koordinat lokasi km diukur tegak lurus terhadap patahan dari proyeksi di permukaan F HW Hanging wall = 1 untuk R X ≥ 0 dan 0 for R X Z TOR = Depth to top of rupture km V s30 = Rata-rata kecepatan gelombang geser pada kedalaman 30 m ms Z 1,0 = kedalaman saat V S30 =1,0 kms m. F RV = Reverse-faulting 1 untuk 30º ≤ λ ≤ 150º kombinasi reverse dan reverse- oblique, selain itu 0 F NM = Normal faulting: 1 untuk - 120º ≤ λ ≤ -60º tidak termasuk normal- oblique, selain itu 0 c 1 = -1,2687 c 1a = 0,1 c 1b = -0,255 c n = 2,996 c m = 4,184 c 2 = 1,06 c 3 = 3,45 c 4 = -2,1 c 4a = -0,5 c rb = 50 c hm = 3 c 5 = 6,16 c 6 = 0,4893 c 7 = 0,0512 c 7a = 0,086 c 9 = 0,79 c 9a = 1,5005 c 10 = -0,3218 c γ1 = -0,00804 c γ2 = -0,00785 c γ3 = 4 φ 1 = -0,4417 φ 2 = -0,1417 φ 3 = -0,00701 φ 4 = 0,102151 φ 5 = 0,2289 φ 6 = 0,014996 φ 7 = 580 φ 8 = 0,07 T 1 = 0,3437 T 2 = 0,2637 To 1 = 0,4458 To 2 = 0,3459 To 3 = 0,8 η= 0

3.6 Logic Tree

Pendekatan dengan menggunakan logic tree memungkinkan untuk penggunaan beberapa alternatif metode atau model dengan menentukan faktor bobot yang menggambarkan persentase kemungkinan keakuratan relatif suatu model terhadap model lainnya. Pemakaian logic tree dalam Seismic Hazard Analysis SHA sangat diperlukan akibat adanya faktor ketidakpastian dalam pengelolaan data untuk analisis seismic hazard. Dengan adanya model treatment ini, data, parameter sumber gempa, dan model atenuasi yang digunakan bisa diakomodir dengan bobot sesuai dengan ketidakpastiannya. Dalam menggunakan logic tree, satu analisis resiko gempa diselesaikan untuk kombinasi model atau parameter yang berkaitan dengan tiap ujung cabang. Hasil tiap analisis diberi nilai bobot kemungkinan relatif dari kombinasi cabang, dengan hasil akhir diambil sebagai penjumlahan dari nilai bobot masing-masing. Model logic tree yang dipakai disesuaikan dengan model sumber gempa yang digunakan. Model untuk sumber gempa sesar, subduksi dan background seperti yang terlihat pada Gambar 5, 6 dan 7. Gambar 5 . Model logic tree untuk sumber gempa patahan Fault Gambar 6 . Model logic tree untuk sumber gempa subduksi Megathrust. Gambar 7 . Model logic tree untuk sumber gempa Background Tim Revisi Gempabumi Indonesia, 2010.

3.7 Amplifikasi

Amplifikasi merupakan perbesaran gelombang seismik yang terjadi akibat adanya perbedaan yang signifikan antar lapisan. Lapisan tanah yang lunak dapat menyebabkan getaran gempa yang lebih besar dibandingkan dengan lapisan tanah yang lebih keras pada waktu dilewati oleh gelombang gempa. Hal ini disebut dengan penguatan efek gelombang gempa. Nakamura 2000 menyatakan bahwa nilai faktor penguatan amplifikasi tanah berkaitan dengan perbandingan kontras impedansi lapisan permukaan dengan lapisan di bawahnya. Bila perbandingan kontras impedansi kedua lapisan tersebut tinggi maka nilai faktor penguatan juga tinggi, begitu pula sebaliknya Solikhin dan Suantika, 2008. Tingkatan besarnya efek guncangan amplifikasi dibagi menjadi empat tingkat zona amplifikasi: 1. Zona amplifikasi sangat tinggi 9 kali warna merah Daerah yang memiliki kerentanan paling tinggi terhadap terjadinya kerusakan wilayah jika dilanda gempabumi. Zona ini mengalami penguatan getaran gempabumi paling tinggi 9 kali. Pada zona ini, lapisan sedimen lunaknya soft soil paling tebal. 2. Zona amplifikasi tinggi 7-9 kali warna kuning Daerah yang memiliki kerentanan tinggi terhadap terjadinya kerusakan wilayah jika dilanda gempabumi. Zona ini memiliki penguatan getaran gempabumi tinggi 7-9 kali. Pada zona ini, lapisan sedimen lunaknya soft soil tebal.