Showing posts with label Non Destructive Testing for Civil Engineering. Show all posts
Showing posts with label Non Destructive Testing for Civil Engineering. Show all posts

Thursday, August 12, 2010

Outline for Lecture of CEC 716


Students who are taking the course of “Transport Planning and Modeling”, please refer and download of lecture notes, presentations and materials from the online source of this course in COMES (click this link). You must register to admin of COMES (Course Management System, Faculty of Engineering, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta).

The outline of this course can be accessed from the link below:

Outline of CEC 716: Transport Planning and Modeling

(Gambar: kemacetan transportasi, sumber: http://rickyrithoma.blogspot.com)

COMES:

Tuesday, July 14, 2009

Seismic Analysis: Gaussian Derivative wavelet transform


Signal reconstruction of surface waves on SASW measurement using Gaussian Derivative wavelet transform ...(http://www.springerlink.com/content/h77856n3k45h8772/)

Satu makalah penelitian yang mengangkat topik pemprosesan isyarat lanjut menggunakan algoritma transformasi Continuous Wavelet Transformation (CWT) turunan Gaussian. Analisis CWT digunakan untuk membangun plot waktu-frekuensi dari suatu isyarat seismik. Plot CWT 2-D ini bisa digunakan untuk mendeteksi berbagai mode gelombang yang terekam dalam sensor geophone/accelerometer. Selanjutnya, menggunakan teknik penyaringan sederhana, isyarat seismik sintetik dalam dimunculkan semula melalui algoritma invers CWT turunan Gaussian tersebut.

Selengkapnya, dapat dibaca di: doi:10.2478/s11600-009-0015-8, Journal Acta Geophysica, (ISSN 1895-6572 (Print) 1895-7455 (Online)) Volume 57, Number 3 / September, 2009 , Halaman 616-635.

Monday, June 29, 2009

Riset Hibah Bersaing 2009

Alhamdulillah, tahun 2009 ini, aku dipercaya kembali oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional RI untuk menjalankan kontrak penelitian dalam skema pembiayaan Hibah Bersaing. Terdapat dua proyek penelitian yang mana aku bergabung di dalamnya.

"Pembangunan Sistem dan Instrumen Portable Multi-Channel Tomography of Surface Waves (PMTSW) untuk Pengukuran Kekuatan dan Anomali Struktur Perkerasan Jalan", adalah proyek penelitian pertama, oleh kelompok peneliti: Sri Atmaja Putra, Siegfried, Slamet Riyadi dan Gunawan Handayani; dan aku menjadi Ketua Peneliti. Proyek ini meneruskan program penelitian "Teknologi Seismik untuk Perkerasan Jalan" di UMY yang telah dimulai sejak tahun 2004. Ini adalah proyek penelitian keempat dalam program penelitian tersebut yang didanai oleh pihak luar UMY. Target utama dari penelitian ini adalah menghasikan prototipe alat seismik untuk penilaian modulus dan anomali jalan.


Proyek kedua, adalah "Pengembangan Teknik Pengukuran Lapangan Terpadu Seismik dan Geo-Listrik untuk Potensi Likuifaksi pada Tanah Berpasir dan Lokasi Patahan". Proyek in diketuai oleh Surya Budi Lesmana dengan anggota Sri Atmaja Putra, Anita Widianti dan Joko Wintolo. Target proyek ini adalah menggabungkan dua teknik, seismik dan geolistrik, yang keduanya adalah teknik geofisika, untuk pemetaan potensi likuifaksi tanah berpasir pada lokasi yang berdekatan dengan patahan.

Semoga, atas izin Allah, kedua penelitian ini berjalan dengan baik dan bisa menghasilkan outcomes yang bermanfaat untuk kemaslahatan ummat, dan pengembangan ilmu pengetahuan-teknologi di Indonesia.

Monday, June 9, 2008

Episode Riset Jalan Terus

Meskipun terseok-seok (bahasa puitisnya, hehehehe...), riset tentang teknik SASW untuk evaluasi jalan di Indonesia tetap berjalan. Masalah teknis, tentang pendanaan, masih menjadi sebagian besar kendala dalam perjalanan episode kedua riset kami. Meskipun demikian, episode riset kedua ini harus tetap berjalan.

Alhamdulillah ... kolegaku, telah memulai pengukuran dengan salah satu alat yang kami gunakan dalam riset ini di Bandung. Dua mahasiswaku juga telah dikirimkan ke sana untuk bergabung, sekaligus mereka bisa mengambil data untuk tugas akhirnya. Tinggal nanti, kami akan melakukan pengukuran ulang menggunakan alat SASW yang sedang kami tingkatkan kemampuan teknisnya untuk pengukuran modulus elastisitas jalan, rasio pelemahan bahan (damping), koefisien pengurangan (attenuation) dan profil lapisan serta ketebalan jalan. Kajian numerik dan simulasi tentang teknologi SASW untuk evalausi jalan bisa diambil dari paper kami disini.

Tujuan riset kami adalah menyusun satu instrumen mobile-SASW yang bisa difabrikasi dengan ilmuan lokal dan tentunya, komponen lokal. Sehingga, teknologi ini menjadi murah dan bisa digunakan oleh pihak terkait untuk melakukan pemeriksaan jalan dan menjalankan program PMS (pavement management system).

Dua proposal baru pun telah kami siapkan untuk mencari pendanaan riset di tahun 2009. Semoga, Allah membantu usaha ini.

Friday, December 21, 2007

Riset "Rampung", Diseminasi Tahun Pertama

"Pengembangan Metode Integrated-Spectral-Analysis-of-Surface-Wave (SASW) untuk Evaluasi Nilai Modulus Elastisitas Struktur Perkerasan Jalan di Indonesia" merupakan judul riset kami yang didanai oleh Direktorat Pendidikan Tinggi di bawah DP2M melalui Program Hibah Bersaing 2007 (Nomor SP2H : 139/SP2H/PP/DP2M/III/2007); lihat sinopsis penelitiannya disini. Kemarin, 17 hingga 19 Desember 2007, kami diberikan kesempatan untuk diundang dalam seminar pemantauan penelitian. Kami diberikan kesempatan untuk memaparkan hasil dan capaian penelitian tahun pertama dalam presentasi pendek. Dua orang pemahas mengomentari dan memberikan masukan capaian penelitian kami. Rencana tahun kedua-pun kami paparkan untuk mendapatkan masukan. Presentasi hasil penelitian tersebut dapat diakses disini.
Secara lengkap, hasil seminar diseminasi penelitian tahun pertama di atas diposting khusus dalam; http://labtransportumy.wordpress.com. Semoga bermanfaat !

Saturday, September 22, 2007

Measurement of Subgrade Stiffness using SASW Method.


Pengetahuan mengenai kondisi sebenarnya dari kekuatan dan kekakuan tanah di tempat (in situ) sangat penting. Karena, kondisi sebenarnya digunakan sebagai dasar dalam pengawasan jalan dan evaluasi struktur perkerasan sehingga dapat ditentukan suatu marjin yang aman untuk jalan. Jalan memiliki perilaku deformasi sebagai awal kerusakan dini yang bisa diketahui melalui penurunan nilai kekakuan modulus. Parameter ini sangat penting untuk menentukan kekuatan dasar yang masih tersisa pada struktur jalan.

Untuk mengukur nilai modulus ini, diperlukan suatu pengujian yang kompleks. Pengujian laboratorium untuk mengukur nilai modulus elastisitas bahan setiap lapisan pada struktur kurang diminati karena mahal dan memerlukan waktu lama dalam proses pengujiannya. Tambahan lagi, bahwa pengujian laboratorium berbasis parameter terkontrol, sehingga proses sampling perlu perhatian yang khusus, disamping itu tegangan pada kondisi lapangan (khususnya tegangan terkekang) perlu menjadi perhatian yang serius. Dengan demikian, pembebanan yang berlaku pada sampel merupakan representasi kondisi pembebanan lapangan. Berbasis untuk menyelesaikan permasalahan ini, beberapa teknik pengujian lapangan saat ini gencar untuk dikembangkan. Salah satu kebaikan dari pengujian lapangan adalah kondisi tegangan dan drainasi tidak perlu dimodelkan atau diasumsikan karena pengujian langsung kepada struktur jalan. Lagi pula, pengkondisian sampling dapat diminimalisasikan.

Jika berhitung secara ekonomis, investasi pengujian lapangan hampir sama dan bahkan beberapa instrumen memiliki nilai yang lebih tinggi. Namun apabila dilihat dari cakupan pekerjaan monitoring dan pemeliharaan jaringan jalan yang luas, maka teknik lapangan ini bisa dinilai lebih efisien. Kendatipun demikian, teknik lapangan yang dikembangkan harus berbasis tidak merusak jalan atau dikenal sebagai non destructive testing (NDT).

Salah satu pengujian yang dikembangkan oleh S.A.Rosyidi dan tim peneliti dari LATEI UMY Indonesia; Puslitbang Jalan dan Jembatan Dep. Pekerjaan Umum Indonesia, Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), Malaysia dan Institut Teknologi Bandung, untuk teknologi baru bagi pemeliharaan jaringan jalan di Indonesia, adalah metode yang dikenal sebagai spectral analysis of surface wave (SASW) atau metode analisis spektrum gelombang permukaan. Parameter kekakan melalui modulus geser dan elastik diukur pada regangan <0.001%. Makalah lengkap menngenai kajian, metode, analisis dan cara intepretasinga diberikan dalam :
http://labtransportumy.wordpress.com

Monday, September 10, 2007

Masih harus pake "NGEBOR" ... ?

Masih harus pake "NGEBOR" untuk "tahu" stratifikasi tanah ? Potongan artikel di bawah ini menjelaskan metode seismik yang diaplikasikan untuk mendapatkan stratifikasi tanah untuk survei geometrik jalan (pada terowongan atau galian khusus) tanpa harus melakukan pengeboran.


Metode pengeboran dan pengujian penetrasi standar (standard penetration test, SPT) biasa digunakan untuk mengetahui stratifikasi tebal dan kapasitas dukung lapisan tanah di setiap profil lapangan. Prosedur kerja kedua metode tersebut memerlukan waktu yang cukup lama maka investigasi lapangan hanya dimungkinkan untuk sedikit lokasi terpilih dengan interval jarak diantara titik dan ruang yang luas sehingga informasi tebal lapisan tanah dan kekuatan dukungnya tidak dapat diperolehi secara terperinci. Oleh karena itu diperlukan suatu metode pengujian yang mampu memberikan nilai akurasi sebagaimana metode pengeboran dan sekaligus pengujian SPT dan lebih cepat, hemat serta mampu menampilkan stratifikasi profil yang lebih terperinci. Metode perambatan gelombang adalah salah satu pengujian lapangan yang telah digunakan untuk mengevaluasi dengan nilai sensitifitas tinggi pada investigasi sub permukaan. Artikel ini bertujuan untuk menunjukkan prosedur pengujian dan mengkaji kemampuan metode pembiasan gelombang seismik (seismic refraction method) untuk menginvestigasi sub-permukaan pada suatu rencana proyek pembangunan jalan di Malaysia. Metode analisis data pembiasan gelombang menggunakan metode GRM yang dikembangkan oleh Geosoft. Data gelombang yang dianalisis adalah waktu kedatangan pertama gelombang P. Selanjutnya kecepatan gelombang P secara mudah dapat ditentukan dari selisih waktu perambatan diantara sensor. Hasil yang diperolehi menunjukkan bahwa metode pembiasan gelombang P menghasilkan spektrum gelombang yang menggambarkan secara terperinci stratifikasi profil lapangan. Zona-zona lapangan yang keras dinilai dengan perambatan gelombang P yang semakin cepat sedangkan zona lemah ditunjukkan dengan spektrum kecepatan gelombang yang rendah. Formasi Kubang Pasu dalam kasus studi di Malaysia, menunjukkan variasi kualitas tanah dan batuan yang ditunjukkan secara jelas dalam spektrum gelombang P. Hasil analisis seismik menunjukkan indetifikasi profil yang baik yang ditunjukkan dengan kesesuaian dengan hasil pengeboran dan uji SPT. Metode pembiasan gelombang seismik dapat digunakan untuk mengevaluasi stratifikasi dan kekakuan setiap lapisan profil tanah tanpa memberikan kerusakan pada struktur tanah, dihasilkan secara cepat dan memberikan informasi profil yang lebih terperinci. Metode ini juga direkomendasikan sebagai salah satu metode pengujian yang ramah lingkungan.


Tuesday, July 24, 2007

FIELD PROCEDURES OF SASW METHOD FOR GEOTECHINCAL INVESTIGATION

This article is taken from a part of book draft: Rosyidi, S.A., Taha, M.R., Chik, Z. & Nayan, K.A.M., 2007, Seismic Surface Wave Method for Geotechnical Engineering.
1. INTRODUCTION

The goal of field measurement in the SASW testing is to determine the phase differences between two receivers over a wide range in frequencies. A completed investigation of each soil site using the SASW testing consists of the following phases :
1. field testing,
2. developing of the an experimental dispersion curve, and
3. inversion of the dispersion curve to generate a site profile.

The objective of this paper is to describe the field procedures for conducting the SASW measurement in the soil site for geotechnical investigation. The discussion about the field testing and configuration phase is presented herein.

2. TESTING EQUIPMENT

The testing configuration used in the field is shown in Figure 1. The measurement configuration consists of a source, two receivers and a data acquisition unit. The brief explanation of each equipments of SASW method are discussed in the following section.















Figure 1. SASW testing configuration

a. Source

A source for SASW measurement should be able to generate energy of surface waves over a wide range in frequencies with adequate amplitude so that they can be detected by the receivers. In this measurement, the type of transient source is used. The transient source corresponds to impact sources like small hand held hammer, sladge hammer and drop weight. These impact sources are the most common for SASW measurements. The reason is portability, ruggedness and ease of use. In general, the heavier impact source will generate the lower frequencies. However, the same source does not always generate the same frequency at all site. Besides, the material and weight of the impact source, there are other factors which control the range of generated frequencies. These factors include the stiffness of the material profile and the impact hammer strikes (Nazarian, 1984; Joh, 1996). Consequently, the selection of the impact source is often made after trying several sources in situ.

For sampling the shallow depth, the maximum frequency excited is of most important. It is not necessary to transfer much energy to the medium because the receivers and the source are placed close to one another. High frequencies translate to short wavelength, which correspond to the shallower depths of sampling. For determining of the soil properties of relatively deep layers, the energy couple into the medium is of greater importance.

b. Receiver

Selection of appropriate receivers is necessary in any seismic tests. There are two types of receivers which are usually used in the SASW measurement: velocity transducers (geophones) and acceleration transducers (accelerometers). The geophones are coil-magnet system. A mass is attached to a spring and a coil is connected to the mass. The geophone system can be considered as a one-degree-of-single-freedom system. The limit of lower frequencies which is translate to sampling of deeper layers is limited by the natural frequency of the receivers as well as frequencies being generated by the source.

c. Spectral Analyzer unit

A convenient recording device for performing SASW measurement is a spectral analyzer. Spectral analyzer is a digital oscilloscope that, by means of a microprocessor attached to it, has the ability to perform signal analysis directly in either the time or frequency domain. The spectrum operations should be set up in a spectral analyzer device before starting a measurement. The spectrum operation of transfer function, coherence function, cross power and auto power are needed to display in the analyzer.

3. FIELD TESTING

The general procedure used in performing the SASW testing in the soil site can be summarized as follows:
  • Determine a series of receiver spacings required to obtain the necessary range of the waveleghts to sample the soil site. The spacings are based on guess or a priori information of the shear wave velocity profile (velocities and depths) of the material at the site. For the shortest wavelength, the receiver spacing is set to one to three times of the minimum wavelength. If a measured phase spectrum has good quality up to only two cycles, the receiver spacing to generate the minimum wavelength for example one meter, has to be shorter than two times or two meters. For largest wavelength, the receiver spacing is set to a half or a third of the maximum wavelength. Once the minimum receiver spacing is determined, the next spacing is conventionally determined by doubling the previous receiver spacing. This calculation is followed until the maximum receiver spacing is reached. Doubling the receiver spacing has been found to given enough overlapping of the wavelengths between the adjacent receiver spacing to determine a robust dispersion curve. The SASW measurements usually start with smallest receiver spacing.

  • Select a source and receivers appropriate for the frequency range under consideration. The frequency range is strongly influenced by the receiver spacing. The frequency range is calculated using the relationship between shear wave velocity, wavelength and frequency.

  • Place the receivers at the locations determined by the common receiver midpoint configuration illustrated in Figure 2. Before place the receivers, an imaginary centerline for the receiver array is selected. Two receivers are placed with an equal distance from the centerline. For a better measurement, the distance between the source and near receiver is equal to the distance between two receivers (Figure 2). This configuration can reduce the near field effect in the measurement. The receivers should be well coupled to the material (soil site) so that both receivers monitor the ground motion correctly and no disruptive phase shifts happen because of different receiver responses.

Figure 2. The common receiver midpoint configuration

  • Use the mechanical source to excite the ground and obtain the resulting vertical responses at two receivers. The signal averaging which is summing multiple measurements in the frequency domain is preferred to eliminate random noise and incoherent signals.
  • Calculate phase velocities at several frequencies from the phase spectrum, if the phase spectrum can be determined in situ by a spectrum analyzer. Check if the calculated phase velocities are reasonable agreement with initial assumption. It is a good strategy to have two or four cycles in the phase spectrum to have good resolution in the dispersion curve (Joh, 1996).
  • Reverse the location of the source at each receiver spacing whenever possible. The measurements using the reversed location of the source are called reverse measurement and the measurement with original location of the source are called forward measurement. The result of the forward and the reverse measurement are averaged in the frequency domain to minimize the effects of dipping layers, to reduce effects of lateral inhomogeneity between the source and the receiver, and to compensate for any potential phase differences in the measurement equipment.
  • Change the measurement set-up to the next receiver spacing while maintaining the common midpoint between the receivers, and repeats steps 2 to 6 until the measurements for all receiver spacing are completed.

4. SUMMARY

The testing procedures of the SASW measurement were briefly reviewed. The field measurements of SASW were summarized to cover the testing equipment, SASW configuration and field testing procedures.

REFERENCE

Joh, S.H., 1996, Advances in interpretation and analysis techniques for spectral-analysis-of-surface-waves (SASW) measurements, Ph.D. dissertation, the University of Texas at Austin.
Nazarian, S., 1984, In situ determination of elastic moduli of soil deposites and pavement systems by spectral-analysis-of-surface-waves method, Ph.D. dissertation, the University of Texas at Austin.