Path: TopS3-DissertationsPhysics-FMIPA2015

ANALISA RESPON GELOMBANG ELASTIK PADA BATUPASIR TERKOMPAKSI LEMAH YANG TERSATURASI AIR MELALUI PEMODELAN DAN PENGUKURAN LABORATORIUM

ANALYSIS OF ELASTIC WAVES RESPONSES FOR WATER SATURATED WEAKLY COMPACTED SANDSTONES BASED ON MODELING AND LABORATORY MEASUREMENT

PhD Theses from JBPTITBPP / 2018-02-13 14:43:46
Oleh : THAQIBUL FIKRI NIYARTAMA (NIM : 30210006), S3 - Physics-FMIPA
Dibuat : 2015, dengan 7 file

Keyword : pemodelan Biot, saturasi air, kecepatan gelombang elastik, amplitudo

Disertasi ini menguraikan tentang kajian respon gelombang elastik pada batupasir terkompaksi lemah yang tersaturasi air berdasarkan hasil pemodelan dan eksperimen pada sampel batuan Ngrayong. Pemodelan perambatan gelombang elastik pada medium tersaturasi fluida berdasarkan pendekatan Biot dengan metode beda hingga tiga dimensi (3D) telah dikembangkan pada disertasi ini. Parameter densitas fluida efektif   fl  dan modulus bulk fluida efektif   fl K digunakan untuk menggantikan fluida fase tunggal berdasarkan pendekatan Biot pada medium tersaturasi penuh. Pemodelan medium yang tersaturasi sebagian untuk selanjutnya dapat dilakukan menggunakan pendekatan dua fase fluida.



Perambatan gelombang Biot (selanjutnya disebut FD_Biot) yang dilakukan dalam penelitian ini sensitif terhadap saturasi air. FD_Biot menunjukkan perubahan nilai



kecepatan gelombang P (Vp) serta pergeseran dan penurunan amplitudo.



Pemodelan FD_Biot telah dikomparasikan dengan program SU dan Cabrillo 1.0 pada frekuensi rendah maupun frekuensi tinggi dengan nilai kesesuaian di atas 0,9. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa kecepatan gelombang P (Vp) berkurang secara signifikan pada awal proses imbibisi dibandingkan dengan nilai Vs pada derajat saturasi yang sama. Hasil eksperimen telah memperlihatkan adanya



perbedaan waktu tempuh gelombang dan perubahan amplitudo pada setiap derajat saturasi. Amplitudo puncak pertama dan kedua dari gelombang P mengalami penurunan pada imbibisi air (Sw) 0,1 s.d. 0,45 untuk sampel B2 dan B5, sedangkan



pada sampel B7 pada 0,1 s.d. 0,6, puncak amplitudo kembali naik setelah derajat imbibisi. Pergeseran puncak amplitudo yang mengindikasikan adanya atenuasi juga terlihat pada hasil eksperimen.



Hasil pemodelan dan eksperimen memperlihatkan penurunan Vp pada Sw 0,1 s.d. 0,8. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya volume air yang meningkatkan nilai densitas batuan secara keseluruhan. Sedangkan, modulus bulk relatif konstan



karena adanya pengaruh gelembung udara dalam pori batuan serta kontribusi mineral lempung (Nontronite) di dalam batuan. Gelembung udara terdeteksi dari hasil citra μCT dari batuan Ngrayong setelah saturasi air. Perubahan Vp terhadap saturasi air hasil eksperimen belum dapat dijelaskan dengan baik oleh pemodelan FD_Biot maupun pendekatan lain. Hasil pemodelan dan pendekatan Gassman-Hill dan Gassmann-Wood masih lebih tinggi di atas nilai hasil eksperimen.

Deskripsi Alternatif :

This dissertation describes the analysis of elastic properties responses on weakly compacted sandstones saturated with water based on modeling and experimental of



Ngrayong rock samples. 3D finite difference method for modeling of elastic wave propagation in fluid-saturated medium by means of Biot's theory has been developed in this study. Effective fluid density   fl  and effective fluid bulk modulus   fl K were used to replace the monophasic fluid to comply model on the



Biot’s theory for fully saturated rocks. In accordance with the objectives of this study, the two-phase fluid mixing approach was then applied for modeling of



partially saturated medium.



The modeling of Biot wave propagation showed that the elastic wave signals that were sensitive to the degree of water saturation. The signals output of FD_Biot



program displayed variations on P wave velocity and amplitude shift. The FD_Biot modeling was compared with the modeling of elastic medium (Seismic Un*x) and



poroelastic medium (Cabrillo 1.0) at low and high frequencies with correlation factor (R) values larger than 0.9.



Our experiment showed that the P wave velocity (Vp) was reduced significantly at the beginning of the imbibition process as compared with the value of Vs at the same degree of saturation. The variations on travel times and the amplitude changes were detected at any degree of saturation. The first and second amplitude peaks of P wave decreases as water imbibition (Sw) increases in the range of 0.1 to 0.45 for B2 and B5 samples, and 0.1 to 0.6 for B7 sample, amplitude peaks increase again afterwards. The shifting of peaks that indicated attenuation were also observed in the experimental.



The modeling and experimental results showed the decrease of Vp in Sw 0.1 to 0.8. It could be explained by the rise of water volume that increased the overall density of the rock. Meanwhile, the bulk modulus was relatively remains constant due to the presence of air bubbles and contribution of clay mineral (Nontronite) in the porous rock. Air bubbles were detected from the image of a rock μCT Ngrayong after fully water saturation.



The changing of Vp due to water saturation in the experimental results could not be explained by either the FD_Biot modeling and other approaches. The results of modeling and approaches Gassman and Gassmann-Hill-Wood was higher above the experimental results. The modeling and experiments results showed a similar tendency for changes amplitude due to water saturation.

Copyrights : Copyright (c) 2001 by Perpustakaan Digital ITB. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS3 - Physics-FMIPA
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Tim Pembimbing:



    Prof. Dr. rer. nat. Umar Fauzi.



    Dr. Ir. Fatkhan, MT., Editor: Alice Diniarti

File PDF...