Metode Horizontal To Vertical Spectral Ratio [PDF]

Citation preview

METODE HORIZONTAL TO VERTICAL SPECTRAL RATIO (HVSR) HVSR merupakan metode yang memperlihatkan hubungan antara spektrum H/V dengan ellipticity curve dari gelombang permukaan Rayleigh. Spektrum H/V adalah perbandingan antara spektrum Fourier komponen horizontal dan vertikal dari mikrotremor. Ellipticity Rayleigh merupakan perbandingan spektral dari amplitudo komponen horizontal terhadap vertikal (Aki dan Richards, 2002). Pada tahun 1989, Nakamura mencoba memisahkan efek geologi dari efek sumber gelombang dengan meminimalisir spektrum komponen horizontal dengan komponen vertikal pada titik ukur yang sama. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa rekaman pada stasiun yang berada pada batuan keras, nilai maksimum rasio spektrum komponen horizontal terhadap vertikalnya mendekati 1. Sedangkan pada stasiun yang berada pada batuan lunak, nilai maksimumnya mengalami perbesaran (amplifikasi), yaitu lebih besar dari 1. Berdasarkan kondisi tersebut maka Nakamura merumuskan sebuah fungsi transfer HVSR mikrotremor. Faktor amplifikasi dari gerakan komponen horizontal dan vertikal di permukaan tanah sedimen berdasarkan pada gerakan seismik di permukaan tanah yang bersentuhan langsung dengan batuan dasar diarea cekungan dilambangkan dengan 𝑇𝐻 dan 𝑇𝑉 (Nakamura, 2000). Besarnya faktor amplifikasi horizontal 𝑇𝐻 adalah 𝑇𝐻 = 𝑆𝐻𝑆 𝑆𝐻𝐵 dengan 𝑆𝐻𝑆 adalah spektrum komponen horizontal di permukaan tanah, 𝑆𝐻𝐵 adalah spektrum dari komponen horizontal pada dasar lapisan tanah. Besarnya faktor amplifikasi 𝑇𝑉 adalah: 𝑇𝑉 = 𝑆𝑉𝑆 𝑆𝑉𝐵



dengan 𝑆𝑉𝑆 adalah spektrum dari komponen gerak vertikal di permukaan tanah dan 𝑆𝑉𝐵 adalah spektrum dari komponen gerak vertikal di bawah permukaan tanah. Beberapa asumsi yang digunakan dalam metode HVSR yaitu sebagai berikut (Nakamura, 2008): a. Mikrotremor sebagian besar terdiri dari gelombang geser. b. Komponen vertikal gelombang tidak diamplifikasi lapisan tanah lunak dan hanya komponen horizontal yang teramplifikasi. c. Batuan dasar (basement) menyebarkan gelombang ke segala arah. d. Gelombang Rayleigh diasumsikan sebagai noise mikrotremor dan diusulkan metode untuk mengeliminasi efek gelombang Rayleigh. e. gelombang Rayleigh pada rekaman mikrotremor digunakan untuk komponen vertikal dan horizontal pada rentang frekuensi (0,2-2,0 Hz), sehingga rasio spektrum antara komponen horizontal dan vertikal di batuan dasar mendekati nilai satu. 𝑆𝐻𝐵 𝑆𝑉𝐵 ≈ 1 jika dibulatkan menjadi 𝑆𝐻𝐵 𝑆𝑉𝐵 = 1 Karena rasio spektrum antara komponen horizontal dan vertikal di batuan dasar mendekati nilai satu, maka gangguan yang terekam pada permukaan lapisan tanah akibat efek dari gelombang Rayleigh dapat dihilangkan, sehingga hanya ada pengaruh yang disebabkan oleh struktur geologi lokal atau site effect (𝑇𝑆𝐼𝑇𝐸). 𝑇𝑆𝐼𝑇𝐸 menunjukkan puncak amplifikasi pada frekuensi dasar dari suatu lokasi. Berdasarkan persamaan diatas diperoleh 𝑇𝑆𝐼𝑇𝐸 = 𝑇𝐻 𝑇𝑉 =𝑆𝐻𝑆 𝑆𝑉𝑆 sehingga



𝑆𝐼𝑇𝐸 sebagai



berikut:



√(𝑆𝑛𝑜𝑟𝑡ℎ−𝑠𝑜𝑢𝑡ℎ)^2 )+ (𝑠𝐸𝑎𝑠𝑡−𝑊𝑒𝑠𝑡 )^2



𝐻𝑉𝑆𝑅 = 𝑇𝑆𝐼𝑇𝐸 =



𝑠𝑠𝑣



Persamaan diatas menjadi dasar perhitungan rasio spektrum mikrotremor komponen horizontal terhadap komponen vertikalnya atau Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR).