Taruna, Rian Mahendra (2026) Perilaku Likuifaksi Pasir Pemenang Berbasis Model Gerakan Tanah Regional Dan Keterkaitannya Dengan Bentuk Butiran. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 7001212002-Doctoral.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
7001212002-Doctoral.pdf Download (16MB) |
Abstract
Fenomena likuifaksi akibat gempa magnitudo 7,0 pada 5 Agustus 2018 di Pemenang, Lombok Utara, menyajikan sebuah permasalahan geoteknik yang signifikan, yang ditandai dengan manifestasi kerusakan yang luas seperti penurunan tanah dan pergeseran lateral. Permasalahan ini menuntut adanya kajian yang mendalam, terutama mengenai perilaku likuifaksi pasir Pemenang yang hingga saat ini belum terkarakterisasi secara komprehensif. Investigasi yang mengintegrasikan model gerakan tanah (GMPE) regional yang baru dikembangkan dan analisis kuantitatif bentuk butiran merupakan kebaruan yang disajikan dalam penelitian ini. Penelitian ini diawali dengan pengembangan GMPE regional baru untuk gempa kerak dangkal di Nusa Tenggara Barat (NTB), yang bertujuan untuk memperoleh estimasi beban seismik yang andal sebagai dasar bagi analisis ketahanan likuifaksi di lapangan dan laboratorium. Selanjutnya, investigasi lapangan dilakukan dengan menggunakan Cone Penetration Test (CPT) untuk mengkarakterisasi kondisi in situ dan mengidentifikasi lapisan berpotensi likuifaksi. Perilaku mekanis dari sampel pasir Pemenang yang diambil dari lapisan kritis tersebut kemudian diinvestigasi secara mendalam di laboratorium melalui serangkaian uji triaksial statis dan siklis, serta dianalisis secara kuantitatif morfologi butirannya menggunakan analisis citra Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa model GMPE regional (BSSA14- NTB) yang dikembangkan terbukti menghasilkan estimasi yang lebih akurat dibandingkan model-model global. Aplikasi dari model yang lebih andal ini menghasilkan estimasi Peak Ground Acceleration (PGA) di Pemenang sebesar 0,54g, sebuah level guncangan yang sangat berpotensi untuk memicu likuifaksi. Berdasarkan estimasi PGA tersebut, analisis data CPT secara kuantitatif mengidentifikasi lapisan pasir lanauan dangkal di Pemenang sebagai zona kritis yang sangat rentan likuifaksi. Kerentanan ini diperkuat lebih lanjut oleh hasil analisis sifat fisik, yang menunjukkan bahwa gradasi pasir Pemenang memenuhi kriteria tanah yang rentan likuifaksi.
Namun, hasil uji triaksial mengungkap sebuah perilaku yang lebih kompleks. Pengujian secara statis menunjukkan bahwa pasir Pemenang memiliki ketahanan yang tinggi terhadap flow liquefaction, yang dibuktikan oleh perilaku dilatif yang dominan dan nilai sudut gesek keadaan kritis (ϕcs) yang sangat tinggi, yaitu 36,6°. Sebaliknya, pengujian secara siklis mengonfirmasi bahwa material yang sama sangat rentan terhadap pembebanan dinamis, dengan mekanisme kegagalan undamentalnya adalah mobilitas siklis. Penjelasan untuk perilaku kontras ini ditemukan melalui analisis morfologi butiran. Karakterisasi kuantitatif menunjukkan bahwa pasir Pemenang memiliki morfologi yang sangat menyudut. Analisis regresi komparatif kemudian menemukan adanya korelasi negatif dan signifikan secara statistik antara sudut gesek keadaan kritis dengan parameter roundness. Kesesuaian titik data pasir Pemenang pada garis tren regresi kemudian secara definitif menunjukkan bahwa ketahanan tinggi pasir ini terhadap flow liquefaction merupakan konsekuensi dari bentuk partikelnya yang sangat menyudut.
================================================================================================================================================
The liquefaction phenomenon induced by the 7.0 magnitude earthquake on August 5, 2018, in Pemenang, North Lombok, presents a significant geotechnical problem, characterized by widespread damage manifestations such as ground subsidence and lateral spreading. This problem demands an in-depth investigation, particularly concerning the liquefaction behavior of Pemenang sand, which has not yet been comprehensively characterized. The novelty presented in this research is the application of a comprehensive framework that integrates a newly developed regional ground motion model (GMPE) and a quantitative particle shape analysis. This research commences with the development of a new regional GMPE for shallow crustal earthquakes in West Nusa Tenggara (NTB) to obtain a reliable seismic load estimation, which serves as a basis for liquefaction resistance analyses in both field and laboratory settings. Subsequently, a field investigation using the Cone Penetration Test (CPT) was conducted to characterize the in situ conditions and identify potentially liquefiable layers. The mechanical behavior of Pemenang sand samples, retrieved from the critical layer, was then investigated in-depth in the laboratory through a series of static and cyclic triaxial tests, and their particle morphology was quantitatively analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM) images. The results show that the newly developed regional GMPE (BSSA14-NTB) provides a more accurate estimation compared to global models. The application of this more reliable model yields a Peak Ground Acceleration (PGA) estimate in Pemenang of 0.45g, a level of shaking highly capable of triggering liquefaction. Based on this PGA estimate, the quantitative CPT analysis identified a shallow silty sand layer in Pemenang as a highly susceptible critical zone. This susceptibility was further supported by the physical properties analysis, which indicated that the gradation of Pemenang sand meets the criteria for liquefiable soils. However, the triaxial test results revealed a more complex behavior. Static tests demonstrated that Pemenang sand possesses a high resistance to flow liquefaction, evidenced by a dominant dilative behavior and a very high critical state friction angle (ϕcs) of 36.6°. Conversely, cyclic tests confirmed that the same material is highly susceptible to dynamic loading, with its fundamental failure mechanism being cyclic mobility. The explanation for this contrasting behavior was found through particle morphology analysis. Quantitative characterization showed that Pemenang sand has a highly angular morphology. A comparative regression analysis then found a statistically significant negative correlation between the critical state friction angle and the roundness parameter. The consistency of the Pemenang sand data point with this regression trend line definitively demonstrates that the high resistance of the sand to flow liquefaction is a consequence of its highly angular particle shape.
| Item Type: | Thesis (Doctoral) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | likuifaksi, persamaan prediksi gerakan tanah, uji triaksial statis, uji, liquefaction, ground motion prediction equation, static triaxial test, cyclic triaxial test, grain shape triaksial siklis, bentuk butiran, liquefaction, ground motion prediction equation, static triaxial test, cyclic triaxial test, grain shape |
| Subjects: | Q Science > QC Physics Q Science > QE Geology > QE538.8 Earthquakes. Seismology Q Science > QE Geology > QE598 Land subsidence |
| Divisions: | Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45001-(S3) PhD Thesis |
| Depositing User: | Rian Mahendra Taruna |
| Date Deposited: | 09 Jan 2026 02:46 |
| Last Modified: | 09 Jan 2026 02:46 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/129388 |
Actions (login required)
 |
View Item |