1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Salah satu

BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Salah satu aplikasi yang memerlukan metode geofisika untuk memodelkan
bawah permukaan adalah bidang geoteknik. Geoteknik membutuhkan metode
geofisika untuk pengklasifikasian jenis tanah. Kecepatan gelombang S (Vs),
kecepatan gelombang P (Vp), Poisson’s Ratio (σ) dan Densitas (ρ), merupakan
parameter terpenting dalam pengklasifikasian jenis tanah. Ada berbagai macam
metode untuk mengidentifikasikan Vs, salah satunya adalah metode P-S logging.
Namun metode ini kurang cocok diaplikasikan di daerah urban karena akuisisi
data yang sulit dan juga membutuhkan biaya operasional yang mahal.
Metode geofisika lain untuk pengidentifikasian Vs adalah dengan
memanfaatkan gelombang permukaan, kemudian menginversikannya menjadi
profil kecepatan gelombang S. Metode analisis gelombang permukaan
menawarkan proses aplikasi yang jauh lebih mudah dan murah dibandingkan
metode P-S logging. Selain itu, metode analisis gelombang permukaan memiliki
Signal to Noise (S/N) ratio yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan metode
seismik konvensional (metode seismik refraksi dan metode seismik refleksi). Hal
ini disebabkan karena kedua metode seismik konvensional tersebut memanfaatkan
gelombang badan (body-waves) sebagai sinyal dan gelombang permukaan
(Surface-wave) dianggap sebagai noise. Gelombang badan merambat sangat cepat
di dalam tanah, selain itu gelombang ini juga mempunyai amplitudo yang sangat
kecil jika dibandingkan dengan gelombang permukaan.
Penelitian terhadap analisis gelombang telah dimulai sejak awal tahun
1950an oleh Van der Pol (1951) yang kemudian lebih dikenal dengan nama
metode Continuous Surface Wave (CSW). Kemudian pada awal tahun 1980an
diperkenalkan metode Spectral Analysis of Surface Waves (SASW) (Heisey dkk.,
1982) yang memanfaatkan sifat dispersif dari gelombang permukaan. Namun
kedua metode ini hanya mengasumsikan fundamental mode – gelombang
Rayleigh saja, sedangkan properti gelombang lainnya seperti higher mode dan
gelombang badan diabaikan.
Sehingga kedua metode ini belum dapat
1
menjelaskan keheterogenan lapisan bawah permukaan dengan baik. Oleh sebab
itu, muncul metode baru bernama MASW (Multichannel Analysis of Surface
Waves) (Park dkk., 1999).
MASW adalah metode seismik konvensional yang memanfaatkan
gelombang permukaan sebagai sinyal utamanya. Gelombang permukaan
mempunyai amplitudo yang sangat besar dibandingkan dengan gelombang badan.
Hal ini menyebabkan gelombang permukaan adalah gelombang paling kuat
diantara gelombang lainnya. Selain itu, gelombang permukaan merambat sangat
lambat dengan waktu rambat yang panjang di dalam tanah. Hal inilah yang
menyebabkan MASW mempunyai S/N ratio lebih tinggi dibandingkan metode
seismik lainnya.
Beberapa keunggulan MASW antara lain proses akuisisi data yang mudah
dan murah, proses processing data yang mudah, serta interpretasi yang mudah.
Prosedur MASW secara umum dibagi menjadi tiga tahap utama. Tahap pertama
adalah akuisisi data untuk mendapatkan data lapangan berupa gelombang
permukaan. Tahap kedua adalah picking kurva dispersi yang dihasilkan dari
perhitungan spektrum fase kecepatan semu. Dan tahap terakhir adalah inversi
gelombang permukaan untuk mendapatkan profil gelombang-S terhadap
kedalaman.
Berdasarkan sumbernya, MASW dibagi menjadi dua jenis, MASW aktif
dan MASW pasif. MASW aktif menggunakan sumber yang dapat dikontrol
seperti palu dan weight drop. MASW aktif dapat menangkap informasi antara
frekuensi 5-100 Hz, sehingga dapat memberikan profil Vs hingga kedalaman 30
meter di bawah permukaan. MASW pasif, atau dikenal juga sebagai metode ReMi
(Refraction Microtremors) (Louie,2001), memanfaatkan pasang surut air laut,
lalu lintas, aktifitas manusia, dan aktifitas alam lainnya sebagai sumber. MASW
pasif dapat menangkap informasi
antara frekuensi 1-30 Hz, sehingga dapat
memberikan profil Vs yang lebih dalam dari MASW aktif, bahkan hingga
kedalaman lebih dari 50 meter di bawah permukaan.
Namun, baik metode MASW aktif maupun MASW pasif, masing-masing
memiliki kelemahan. Kelemahan metode MASW aktif adalah penetration depthnya yang dangkal. Hal ini disebabkan oleh sumber (source) yang digunakan
2
memiliki frekuensi yang cukup besar sehingga tidak bisa menjangkau kedalaman
yang cukup dalam. Berbeda halnya dengan metode MASW pasif yang
memanfaatkan ambient noise sebagai source-nya. Metode MASW pasif dapat
menjangkau kedalaman yang lebih dalam dibandingkan metode MASW aktif. Hal
ini disebabkan oleh rendahnya frekuensi ambient noise yang ditangkap. Namun,
untuk kedalaman yang dangkal, metode MASW pasif resolusinya tidak sebaik
MASW aktif. Oleh karena itu, dengan mengkombinasikan metode MASW aktif
dengan MASW pasif, diharapkan dapat menutupi kekurangan masing-masing
metode tersebut.
I.2. Batasan Masalah
Fokus penelitian ini adalah untuk memodelkan kecepatan gelombang geser
(Vs) hasil kombinasi dari metode MASW aktif dan MASW pasif. Selain itu, fokus
penelitian ini juga untuk membandingkan metode MASW aktif dan MASW pasif;
baik akuisisi, processing hingga interpretasinya. Penelitian ini hanya terbatas pada
5 titik lokasi karena sulitnya ditemukan lahan kosong pada area perkotaan. Tiga
titik lokasi berada di Formasi C3 dan dua titik lokasi berada di Formasi Q. Kelima
titik penelitian tersebut berada di daerah perkotaan yang berlokasi di Aveiro,
Portugal.
I.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
1. Membuat model kecepatan gelombang geser (Vs) untuk lapisan dekat
permukaan hasil kombinasi dari metode MASW aktif dan MASW
pasif di beberapa titik penelitian
2. Mengkarakterisasikan tanah di 2 formasi yang berbeda yaitu formasi
C3 yang berumur Cretacious dan formasi Q yang berumur
Quarternary.
3