Analysis of microtremors forsite amplification characteristics and ground motion in Yogyakarta Indonesia

NAING, Tun, Promotor Dr. Subagyo Pramumijoyo

2010 | Disertasi | S3 Teknik Geologi

Penelitian ini difokuskan terutama pada analisa respon dinamik 1-D dengan analisa linier ekuivalen berdasarkan hasil sekunder survei mikrotremor pada 243 tempat dan data dari 9 lubang bor, untuk menentukan amplifikasi tempat dan karakteristik gerakan tanah kuat di selatan Depresi Yogyakarta, Indonesia. Program DYNEQ, versi 3,25 yang dikode oleh Dr. Nozomu Yoshida pada tahun 2004 digunakan untuk analisa respon dinamik ini. Pertama-tama, profil bawah permukaan 2-D, struktur kecepatan gelombang geser dan informasi tentang ketebalan atau kedalaman sedimen dari batuan dasar engineering dievaluasi berdasarkan data dari survei mikrotremor pada 243 tempat, data dari 9 lubang bor, hasil SPT dan laboratorium dikombinasikan dengan Program Bunsanf – HV – Matsuo. Kemudian, analisa respon seismik dilakukan berdasarkan pada struktur kecepatan gelombang S, properti sedimen, informasi kedalaman dan 2 gerakan gempabumi pada batuan dasar engineering; gerakan gempabumi yang dipilih (gempabumi Kamo pada tahun 2004, Maks. Akselerasi 232 gals) dan gerakan gempabumi buatan dari gempabumi Yogyakarta pada tahun 2006. Peta amplifikasi, 2 peta periode predominan, 2 peta PGA, peta PGV dan peta PGD dihasilkan sebagai sumbangan yang besar. Secara umum, faktor amplifikasi berkisar antara 3 dan 5 menurut hasil yang didapatkan dari analisa respon. Ketebalan sedimen lokal yang teramati memiliki pengaruh yang besar pada karakteristik amplifikasi dan secara relatif daerah yang beramplifikasi tinggi bertepatan dengan daerah yang mengalami kerusakan besar pada gempabumi Yogyakarta tahun 2006. Secara umum, periode predominan berkisar antara 0,3 hingga 1,3 detik dan daerah yang beramplifikasi tinggi berhubungan dengan penyebaran periode predominan yang tinggi. Nilai PGV berkisar antara 4 cms-1 dan 21 cms-1, dan teramati memiliki korelasi yang baik dengan penyebaran kerusakan pada gempabumi Yogyakarta. Peta PGD menunjukkan pergerakan terbesar pada bagian selatan daerah tersebut, khususnya sepanjang Patahan Opak. Daerah pergerakan sedang yang terlokalisasi juga tersebar diseluruh daerah penelitian. Nilai PGA didapatkan dari gerakan gempabumi yang dipilih menunjukkan 180 gals hingga 520 gals dan yang didapatkan dari gerakan buatan menunjukkan 140 gals hingga 420 gals. Kedua peta PGA tersebut menunjukkan kecocokan dengan penyebaran kerusakan selama gempabumi Yogyakarta tahun 2006 dan validasi menggunakan peta bahaya seismik lainnya serta peta daerah seismik juga menunjukkan kecocokan yang kurang lebih baik.

This research mainly focuses on 1-D dynamic response analysis by equivalent linear analysis based on secondary results of microtremors survey at 243 sites and data from nine boreholes, for determination of site amplification and strong ground motion characteristics in southern Yogyakarta Depression, Indonesia. The DYNEQ Program, version 3.25, coded by Dr. Nozomu Yoshida in 2004 was used for 1D dynamic response analysis. First of all, 2-D subsurface profiles, shear wave velocity structures and information about sediment thickness or depth of engineering bedrock were evaluated based on data from microtremors survey at 243 sites, data from nine boreholes, SPT results and laboratory results, combining with Bunsanf – HV – Matsuo Program. Then, 1-D seismic response analysis had been performed based on S-wave velocity structures, sediment properties, depth information and two earthquake motions at engineering bedrock; selected earthquake motion (2004 Kamo earthquake, Max Acc. 232 gals) and synthetic earthquake motion of 2006 Yogyakarta earthquake. The amplification map, two predominant period maps, two PGA maps, a PGV map and a PGD map are resulted as main contributions. The amplification factor is generally ranging between 3 and 5 according to results derived from response analysis. It is observed that thickness of local sediments has great influence on amplification characteristics and high amplification zones relatively coincide with high damage areas during 2006, Yogyakarta earthquake. The predominant period is generally from 0.3 s to 1.3 s and high amplification zones are related to distribution of high predominant period. The PGV values are ranging between 4cms-1 and 21cms-1, and are observed good correlation to damage distribution of Yogyakarta earthquake. PGD map shows highest displacement in eastern part of the area, especially along Opak fault. The localized moderate displacement areas are also distributed throughout the studied areas. The PGA values derived from selected earthquake motion shows 180 gals to 520 gals and derived from synthetic motion shows 140 gals to 420 gals. Both PGA maps show well agreement with damage distribution during 2006, Yogyakarta earthquake and validation with other seismic hazard maps and seismic zone maps shows more or less good agreement.

Kata Kunci : Mikrotremor,Lubang bor,Kecepatan gelombang geser,Analisa respon,Amplifikasi,Gerakan tanah kuat, microtremors, boreholes, shear wave velocity, response analysis, amplification, strong ground motion