Seismogram sintetik perambatan gelombang biot pada struktur sesar dan lensa pasir

NIYARTAMA, Thaqibul Fikri, Dr. Sismanto

2004 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Simulasi perambatan gelombang Biot pada medium porus elastik yang tersaturasi fluida telah dilakukan menggunakan metode pendekatan beda hingga untuk melihat perambatan gelombang Biot pada medium berstruktur sesar dan lensa pasir melalui snapshot dan seismogram sintetik. Metode beda hingga terpusat diterapkan pada dua persamaan diferensial gelombang dilatasi Biot untuk menghitung nilai dari fungsi gelombang. Sumber dibangkitkan dengan turunan pertama fungsi Gauss dan diaplikasikan ke dalam model. Fungsi redaman dipakai untuk mengurangi pengaruh bidang batas. Parameter model yang dibuat menggunakan parameter batu gamping dan batu pasir. Kemiringan bidang sesar divariasi dari 10o, 45o, 65o, 90o, dan 115o sedangkan ketebalan struktur lensa pasir divariasi dari 1, 2, 3, 4, 5, 10, dan 20 titik kisi. Visualisasi perambatan gelombang Biot ditampilkan dalam bentuk snapshot dan hasil rekaman perambatan gelombangnya ditampilkan dalam seismogram sintetik. Seismogram sintetik dan snapshot memperlihatkan terjadinya gelombang P, S, serta gelombang P yang mengalami refleksi, refraksi, dan difraksi. Kecepatan gelombang P dan S yang merambat pada batu pasir adalah 3686 m/s dan 2082 m/s, dengan kecepatan model teoretisnya adalah 3438 m/s dan 1903 m/s, sedangkan kecepatan gelombang P dan S yang merambat pada medium batu gamping adalah 4092 m/s dan 2217 m/s, dengan kecepatan model teoretisnya adalah 3874 m/s dan 2167 m/s. Refleksi dan difraksi gelombang pada lensa pasir bergantung pada ketebalan lensa pasir. Peristiwa refleksi terjadi pada ketebalan lensa pasir di atas 5 titik kisi atau 15 meter. Difraksi gelombang dapat terjadi apabila ketebalan lensa pasir di atas 4 titik kisi atau 12 meter.

The simulation of Biot wave propagation in a fluid saturated porouselastic medium has been conducted by applying finite difference approach method in order to observe its propagation in medium with fault structure and sand lens structure from its synthetic seismograms and snapshots. Central finite difference method is applied in two Biot’s dilatational differential equations to calculate the value of the wave function. The source generated by the first derivative of Gaussian function and applied the model. The damping function is used in order to minimize the effect of the boundaries. The model parameter is created using those of limestone and sandstone. The dip of the fault is varied from 10o, 45o, 65o, 90o, and 115o, and the thickness of the lens structure is varied from 1, 2, 3, 4, 5, 10, and 20 grid points. The visualizations of Biot wave propagation are displayed in the form of snapshot and the results of the wave propagation record are presented in synthetic seismograms. Synthetic seismograms and snapshots show the appearances of P wave, S wave, and P wave which experiences reflection, refraction, and diffraction. The P wave and S wave propagates in sandstone at the velocities of 3686 m/s and 2082 m/s, while the velocities of its theoretical model are 3438 m/s and 1903 m/s. Meanwhile, the P wave and S wave which propagates in limestone medium have velocity of 4092 m/s and 2217 m/s, while the velocities of its theoretical model are 3874 m/s and 2167 m/s. The thickness variation of the sand lens has effect to the wave reflection and wave diffraction, when the thickness of the sand lens is larger than 5 grid points or 15 metres, the reflection is visible. The wave diffraction is visible if the thickness of the sand lens larger than 4 grid points or 12 metres.

Kata Kunci : Seismogram Sintetik,Gelombang Biot,Metoda Beda Hingga, Biot wave, finite difference method, synthetic seismograms, P wave, S wave