Perpustakaan Digital ITB

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.