aktİf masw yÖntemİyle zemİnİn sİsmİk hiz yapisinin ... · adlandırılan dane boyu...

9
3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı 14-16 Ekim 2015 DEÜ İZMİR AKTİF - MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ BELİRLENMESİ S. Mutlu 1 , M. Tün 2 , E. Pekkan 3 , B. Ecevitoğlu 4 , Y. Güney 5 1 Araştırma Görevlisi, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 2 Yardımcı Doçent Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 3 Yardımcı Doçent Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 4 Profesör Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 5 Profesör Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir Email: [email protected] ÖZET: Türkiye, üzerinde bulunduğu aktif tektonik yapı nedeniyle sürekli bir deprem tehlikesi altındadır. Ülkemizde son 16 yıl içerisinde meydana gelen ve büyüklüğü 7’ nin üzerinde olan Gölcük, Düzce ve Van depremlerinde ciddi can ve mal kayıpları yaşanmıştır. Bu depremler, yapı kalitesinin önemini ve yerel zemin koşullarının bilinmesinin gerekliliğini acı bir şekilde göstermiştir. Bu yüzden inşası planlanan yapılar için yerel zemin koşullarının belirlenmesi, depremden dolayı oluşabilecek hasarların önlenmesi veya en aza indirilmesi bakımından önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Anadolu Üniversitesi Yunus Emre Kampüsü sınırları içerisinde inşası planlanan “Sınav Merkezi” binasının zemininin mühendislik özelliklerini belirlemek amacıyla 2 adet MASW (Çok Kanallı Yüzey Dalgaları Analizi) çalışması yapılmıştır. 48 kanallı kayıtçı kullanılarak alınan ölçümlerde jeofon aralığı 2 m’dir. Enerji kaynağı olarak ise 500 kg kütleli ağırlık düşürme cihazı kullanılmıştır. Her bir profil için 2 adet uzak ofset, 2 adet yakın ofset ve bir tane orta atış olmak üzere toplamda 5 atış yapılarak veriler toplanmıştır. Sonuç olarak, her iki sismik serim için yer altı hız modeli ortaya çıkarılmıştır. Kullanılan 500 kg’ lık ağırlık düşürme sismik enerji kaynağı yardımıyla yaklaşık 100 m derinlikten veri elde edilebilmiştir. Bu güçlü sismik kaynak yardımıyla elde edilen verilerin kalitesi ve nüfuz derinliği bu yönüyle, klasik olarak yapılan MASW ölçümlerine göre önemli bir üstünlük sağlamaktadır. Ayrıca çalışma alanı içerisinde 10 adet 30 m’ lik zemin sondajı yapılmıştır, bu sondajlardan elde edilen veriler 3 boyutlu modellenmiştir. Son olarak, MASW ölçümünden çıkan sonuçlar ile korele edilerek karşılaştırılmış ve tutarlı sonuçlar verdiği görülmüştür. Çalışma sahasının, inşası planlanan yapı için zemininin uygun olduğu ve herhangi bir zemin iyileştirme işlemine gereksinim duyulmadığı belirlenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: MASW, Zeminin Dinamik Özellikleri, Zemin Sondajı. 1. GİRİŞ Türkiye doğal afetlerin etkin olduğu ülkelerden biridir. Ülkemiz topraklarının büyük bölümü hasara ve can kaybına neden olan deprem tehlikesi altındadır. Geçmişte meydana gelen depremler sonucu yaşanan kayıplar bu tehlikenin en önemli göstergesidir. 1999 7.4-Gölcük, 7.2-Düzce ve 2011 7.2-Van depremleri, binlerce insanın hayatını kaybetmesine ve milyarlarca Türk Lirası tutarında maddi hasarlara neden olmuştur. Bu nedenle mevcut yerleşim yerlerinin ve yerleşime açılacak alanların zemin özelliklerinin ve deprem etkisi altındaki davranışlarının önceden bilinmesi son derece önemlidir. Bu bağlamda yeraltı sismik hız yapısının ve buna bağlı olarak hesaplanan yer mühendislik parametrelerinin değerlendirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Elastik yer mühendislik parametrelerinin belirlenmesi için, zeminin ilk birkaç metre derinliğini hedef alan araştırmalar yeterli olduğu halde, dinamik yer mühendislik parametrelerinin belirlenmesi için, birkaç on, hatta birkaç yüz metre derinliğe nüfuz edebilen araştırmalar yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, Anadolu Üniversitesi Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü bünyesinde geliştirmiş ve Hisarlar firması ile ortaklaşa üretilen 500 kg kütleli ağırlık düşürme sismik enerji kaynağı kullanılarak MASW yöntemi uygulanmıştır.

Upload: others

Post on 09-Mar-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

AKTİF - MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ

BELİRLENMESİ

S. Mutlu1, M. Tün2, E. Pekkan3, B. Ecevitoğlu4, Y. Güney5

1 Araştırma Görevlisi, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir

2 Yardımcı Doçent Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 3 Yardımcı Doçent Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir

4 Profesör Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 5 Profesör Doktor, Yer ve Uzay Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir

Email: [email protected]

ÖZET:

Türkiye, üzerinde bulunduğu aktif tektonik yapı nedeniyle sürekli bir deprem tehlikesi altındadır. Ülkemizde son

16 yıl içerisinde meydana gelen ve büyüklüğü 7’ nin üzerinde olan Gölcük, Düzce ve Van depremlerinde ciddi

can ve mal kayıpları yaşanmıştır. Bu depremler, yapı kalitesinin önemini ve yerel zemin koşullarının

bilinmesinin gerekliliğini acı bir şekilde göstermiştir. Bu yüzden inşası planlanan yapılar için yerel zemin

koşullarının belirlenmesi, depremden dolayı oluşabilecek hasarların önlenmesi veya en aza indirilmesi

bakımından önem taşımaktadır.

Bu çalışmada, Anadolu Üniversitesi Yunus Emre Kampüsü sınırları içerisinde inşası planlanan “Sınav Merkezi”

binasının zemininin mühendislik özelliklerini belirlemek amacıyla 2 adet MASW (Çok Kanallı Yüzey Dalgaları

Analizi) çalışması yapılmıştır. 48 kanallı kayıtçı kullanılarak alınan ölçümlerde jeofon aralığı 2 m’dir. Enerji

kaynağı olarak ise 500 kg kütleli ağırlık düşürme cihazı kullanılmıştır. Her bir profil için 2 adet uzak ofset, 2

adet yakın ofset ve bir tane orta atış olmak üzere toplamda 5 atış yapılarak veriler toplanmıştır.

Sonuç olarak, her iki sismik serim için yer altı hız modeli ortaya çıkarılmıştır. Kullanılan 500 kg’ lık ağırlık

düşürme sismik enerji kaynağı yardımıyla yaklaşık 100 m derinlikten veri elde edilebilmiştir. Bu güçlü sismik

kaynak yardımıyla elde edilen verilerin kalitesi ve nüfuz derinliği bu yönüyle, klasik olarak yapılan MASW

ölçümlerine göre önemli bir üstünlük sağlamaktadır. Ayrıca çalışma alanı içerisinde 10 adet 30 m’ lik zemin

sondajı yapılmıştır, bu sondajlardan elde edilen veriler 3 boyutlu modellenmiştir. Son olarak, MASW

ölçümünden çıkan sonuçlar ile korele edilerek karşılaştırılmış ve tutarlı sonuçlar verdiği görülmüştür. Çalışma

sahasının, inşası planlanan yapı için zemininin uygun olduğu ve herhangi bir zemin iyileştirme işlemine

gereksinim duyulmadığı belirlenmiştir.

ANAHTAR KELİMELER: MASW, Zeminin Dinamik Özellikleri, Zemin Sondajı.

1. GİRİŞ

Türkiye doğal afetlerin etkin olduğu ülkelerden biridir. Ülkemiz topraklarının büyük bölümü hasara ve can

kaybına neden olan deprem tehlikesi altındadır. Geçmişte meydana gelen depremler sonucu yaşanan kayıplar bu

tehlikenin en önemli göstergesidir. 1999 7.4-Gölcük, 7.2-Düzce ve 2011 7.2-Van depremleri, binlerce insanın

hayatını kaybetmesine ve milyarlarca Türk Lirası tutarında maddi hasarlara neden olmuştur. Bu nedenle mevcut

yerleşim yerlerinin ve yerleşime açılacak alanların zemin özelliklerinin ve deprem etkisi altındaki davranışlarının

önceden bilinmesi son derece önemlidir. Bu bağlamda yeraltı sismik hız yapısının ve buna bağlı olarak

hesaplanan yer mühendislik parametrelerinin değerlendirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Elastik yer mühendislik

parametrelerinin belirlenmesi için, zeminin ilk birkaç metre derinliğini hedef alan araştırmalar yeterli olduğu

halde, dinamik yer mühendislik parametrelerinin belirlenmesi için, birkaç on, hatta birkaç yüz metre derinliğe

nüfuz edebilen araştırmalar yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, Anadolu Üniversitesi Yer ve Uzay Bilimleri

Enstitüsü bünyesinde geliştirmiş ve Hisarlar firması ile ortaklaşa üretilen 500 kg kütleli ağırlık düşürme sismik enerji kaynağı kullanılarak MASW yöntemi uygulanmıştır.

Page 2: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

Sismik ve geoteknik veriler ile mevcut yerleşim bölgelerinde deprem anında zeminde meydana gelebilecek

deformasyon biçimleri ve yerel zemin koşullarının deprem dalgalarına olan etkileri belirlenebilmektedir. Ayrıca

inşası planlanan yapılar için de zemin mühendislik parametreleri kullanılarak kentsel mikrobölgeleme

çalışmaları yapılabilmektedir. Yüzey jeolojisi bilgilerine dayanılarak (eski alüvyon-yeni alüvyon) farklı zemin

mühendislik özelliklerine sahip bir alanda belirlenen geoteknik ve jeofizik yöntemler kullanılmıştır. Bu

çalışmada, zemin mühendislik özelliklerini belirlemek amacıyla yapılan jeofizik yöntemlerden MASW uygulanmıştır. Geoteknik yöntemlerden ise zemin sondajı yapılmıştır

Eskişehir ili son yıllarda önemli gelişmeler göstermiştir, bunda yapılan yatırımların, nüfus artışının ve

yapılaşmanın etkisi büyüktür. Bu nedenle, inşası planlanan yapılar için o bölgedeki zemin problemlerinin çok iyi

irdelenmesi ve yapılan mühendislik ölçümleri ile zemin açısından problemli ise uygun çözümler ile bu

olumsuzluklar giderilmelidir.

Mühendislik amaçlı zemin çalışmalarında, temel kaya derinliğinin ve zeminlerin fiziksel özelliklerinin

saptanmasında geniş ölçüde sismik yöntemler kullanılır. Bilinen sismik yöntemler günümüzde ihtiyaç duyulan

yer mühendislik parametrelerini elde etmede son derece etkin olarak kullanılsa da, bu yöntemlerin yetersiz

oldukları ve çözülmeyi bekleyen problemlerinin olduğu açıktır. Zeminlerin fiziksel özelliklerini tanımlamak

üzere yapılan çalışmalarda geoteknik yöntemler jeofizik yöntemlere göre daha çok tercih edilirler. Güncel olarak

kullanılan jeofizik yöntemler yüksek teknoloji gerektiren, maliyetli ve bir o kadar da yoruma açıktır. Geoteknik

yöntemler ise daha çok mekanik çalışmalara dayalı, ülkemizde üretilebilen teknolojiyle uygulanabilir ve jeofizik

yöntemlere göre veri analizi daha kolay olarak bilinirler. Ancak geoteknik yöntemlerin saha uygulamaları jeofizik yöntemlere göre oldukça uzun zaman alır ve bir o kadar da maliyetlidir.

1.1. Çalışma Alanı

Çalışmanın yapıldığı bölge Eskişehir’de bulunmaktadır. Eskişehir, ikinci derece deprem bölgesi olup, deprem

afeti tarafından tehdit altında olan, aynı zamanda da hızla büyümekte olan bir şehirdir. Bölgede Eskişehir İli’ne

güneybatıdan giren ve şehrin merkezinden geçerek doğudan şehri terkeden Porsuk Nehri bulunmaktadır.

Bölgede ki diğer bir akarsu ise Porsuk Çayı’nın yan kolu olan Sarısu Çayı’dır. Yerleşim alanında yaklaşık doğu -

batı yönünde uzanım gösteren ve doğuya doğru akış gösteren Sarısu Çayı, Eskişehir şehir merkezinin kuzey

bölümünün zeminini oluşturan alüvyal malzemenin taşınmasında ve depolanmasında etkin olmuştur (Seyitoğlu

ve diğ., 2015) (Şekil 1. ve Şekil 2.).

Şekil 1. Türkiye’ Nin Neotektonik Konumu İçinde Eskişehir Fay Zonu (Seyitoğlu ve diğ., 2015)

Page 3: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

Şekil 2. Eskişehir’in Jeomorfolojisi ve önceki çalışmalara göre çizilmiş aktif fay hatları (Altunel and Barka,

1998; Ocakoğlu, 2007; Emre et al., 2011)

Eskişehir ve çevresinin jeolojisi, genel olarak en yaşlı birimden en genç olan birime doğru, Karkın Formasyonu,

Mamuca Formasyonu, Porsuk Formasyonu, Ilıca Formasyonu ve Akçay Formasyonu olmak üzere beş adet

jeolojik formasyondan oluşmaktadır. Temel kaya birimleri ve Orta-Üst Miyosen çökelleri üzerinde uyumsuz

olarak bulunan, Pleyistosen yaşlı Eski Alüvyon (Akçay) Formasyonu ve Pliyosen yaşlı Yeni Alüvyon (Porsuk)

formasyonu ile örtülmektedir. Akçay formasyonu, kil, silt, kum ve çakılların gevşek tutturulmasıyla

oluşmaktadır. Formasyon, havza çevresinde yükseltilerde teraslar şeklinde görülmektedir. Porsuk formasyonu

ise, Sarısu Çayı, Porsuk Nehri ve yan kollarının getirip ovada biriktirdiği malzemeden oluşmaktadır. Bu birim,

Eskişehir kent merkezinin büyük bir kısmını kapsamaktadır. (Şekil 3.)

Şekil 3. Eskişehir Jeoloji Haritası ve Çalışma Alanı (Tosun ve diğ., 2011’ den değiştirilmiştir)

Çalışma alanının küçük ölçekli jeoloji haritası ve uydu görüntüsü Şekil 4. te verilmiştir.

Page 4: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

a) b) Şekil 4. Çalışma Alanının; a) Jeoloji Haritası, b) Uydu Görüntüsü

2. ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ BELİRLENMESİ

Yapılan çalışmalar 1-D boyutlu bir ortamda Vs hızının en etkin parametre olduğunu göstermektedir. Bu

parametreyi elde etmek için kullanılan klasik sondaj yöntemi, maliyetli ve çevre de tahribat yapan bir yöntemdir.

Son 15 yıldır kullanılmaya başlayan ve yüzey dalgalarının analizine dayalı yüzey dalgaları ters çözümü yöntemi

ülkemizde de yeni yeni uygulanmaya başlanmıştır. Yüzey dalgası yöntemlerinin gelişimi, kuramsal temelleri ve

mühendislik problemlerine uygulanışı Socco ve Strobbia (2004) tarafından özetlenmiştir. Yüzey dalgaları

sismolojide çok eskiden beri kabuk ve üst mantonun yapısının araştırılmasında kullanıla gelmekle birlikte, yapı-

yeri incelemelerinde makaslama dalgası hızlarının saptanması gibi sığ amaçlar için kullanımı Yüzey

Dalgalarının Spektral Analizi (Spectral Analysis of Surface Waves) (SASW) yönteminin geliştirilmesi ile

başlamıştır (Nazarian and Stokoe, 1984; Stokoe and Nazarian, 1985; Gucunski and Woods, 1991; Tokimatsu et

al., 1992). Daha sonra geliştirilen diğer bir aktif kaynaklı yöntem “Yüzey Dalgalarının Çok Kanallı Analizi” (MASW) (Park et al., 1999) olmuştur.

Yüzey dalgaları dikey heterojen bir ortamda dispersiftirler. Hızları frekansın fonksiyonu olarak değişir ve bu

özellik penetrasyon derinliğini kontrol eder (Aki and Richards, 2002). Bu dispersiyon özelliği bir ters çözüm işlemi ile Vs’ nin derinliğe bağlı elde edilmesinde kullanılabilmektedir (Herrmann, 1994; Wathelet et al., 2004).

Yapılacak olan sondaj çalışmaları esnasında ve sonrasında yapılan arazi, laboratuvar deneyleri ile yerleşime yeni

açılacak olan bölgelerin zemin parametreleri belirlenmektedir. Belirlenecek bu parametreler sayesinde,

zeminlere ait olan taşıma kapasiteleri, yerleşime açılacak alandaki yapıların temel tipleri, deprem esnasında

yapılara hasar verebilecek sıvılaşma riskinin olup olmadığı, yapılarda zaman içerisinde meydana gelebilecek

oturma miktarı gibi yapı ve zemine ait bilgiler elde edilecektir. Bu özelliklerin belirlenmesi ile yerleşime

açılacak olan bölgelere güvenli yapıların yapılması hedeflenmektedir. Böylelikle yeni inşa edilecek yapılarda

kullanılan hatalı yapımın önüne geçilerek daha güvenli yapılaşma sağlanacaktır. Sonuç olarak elde edilen doğru ve güvenli parametreler sayesinde afet risk çalışmaları kapsamında yerleşime uygun alanlar belirlenebilmektir.

3. VERİ

3.1. MASW

Sahada gerçekleştirilen jeofizik çalışmaları MASW aktif kaynak yüzey dalgası ölçümleridir. MASW yönteminde

yine belirli uzaklıktan bir sismik kaynak ile Rayleigh dalgası oluşturulmakta, yeraltındaki tabakaların Vs hız

değişimlerinden kaynaklanan dispersiyon eğrisi çizilerek ters çözüm yapılmaktadır (Kır, 2007).

Page 5: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

MASW yöntemleri ile yeraltındaki formasyonların derinlikleri, tabakaların kalınlıkları, eğimi, kırık, fay,

süreksizlik zonları, tabaka hızları ve elde edilen bu bilgilerden yeraltı yapısının dinamik ve elastik

parametrelerini bulmak mümkündür (Kır, 2007).

Yapı-yeri incelemelerinde S dalgası hızlarını elde edebilmek için yeni bir yöntem olan MASW yöntemi ile dar

alanlarda kırılma yönteminin etki derinliğinden daha fazla derinlerden bilgi alınması yanı sıra, sinyal/gürültü

oranının yetersiz kaldığı şehir içi çalışmalarında ihtiyaç duyulan 30 m. ve üstü derinliklerden bilgi

alınabilmesine olanak sağlamaktadır. Yönetmeliklerde 30 m. araştırma derinliği yeterli görülmekle birlikte,

zemin hakim periyodunun belirlenebilmesi için en az 760 m/sn. hız değerine sahip katmana kadar sismik hızların

belirlenebilmesi de bu yöntemle mümkündür. Bu sayede MASW yöntemi ile elde edilebilen parametrelere ek

olarak zemin hakim periyodu da yüksek doğrulukla hesaplanabilmektedir. Ayrıca, doğal zemine gerek

duyulmaksızın asfalt, beton, kaldırım, tas zemin v.b. ortamlarda da jeofonların satıhla iyi bir bağlantısı

sağlanarak ölçüm alınabilmektedir.

MASW Yöntemi, yüzey dalgalarının çok kanallı analizi maliyeti düşük çevreyle olan uyumu sayesinde tercih

edilebilecek yöntemlerden birisidir. Aktif kaynak uygulamalarında doğrusal hat boyunca dizili jeofonlara belirli

uzaklıktan balyozla vurulması sonucunda sismik dalgalar kaydedilir (Şekil 5.).

Şekil 5. MASW yönteminde temel işlem adımları (Dikmen ve diğ., 2009)

Sahada elde edilen aktif kaynak yüzey dalgası kayıtları arazide toplandıktan sonra veri işlem aşamasına

geçilir.

İlk aşamada değişik frekanslara karşılık gelen faz hızları program vasıtası ile çizdirilir. İşlem sonucunda

dispersiyon eğrisi elde edilir.

Elde edilen dispersiyon eğrisinin yine program vasıtası ile frekans aralıkları belirlenir.

Farklı modellerde ters çözüm uygulanarak derinliğe bağlı S dalgası hızları hesaplanır.

Love (SH) ve Rayleigh (P-SV) modlarının yatay bileşenleri birlikte bulunurken, düşey bileşenlerin sadece

Rayleigh yüzey dalgalarından etkilenirler (Wathelet et. al, 2007).

Titreşimle yapılan ortam çalışmalarının çoğu sadece Rayleigh modlarının düşey bileşenleriyle ilgilenirler

(Wathelet et. al, 2004).

Rayleigh faz hızları genellikle dalganın düşey bileşenlerinin deneysel dispersiyon eğrisinden elde edilirler.

Ortamdaki titreşimler her yönde yayılabilirler. Love dispersiyon eğrisi hesabı iki yatay bileşenin ölçümünü

gerektirir ve bu ölçümü yapmak kayıtların Rayleigh ve Love dalgalarının ikisini birden içerdiğinden oldukça

zordur (Wathelet et. al. 2004).

MASW çalışmalarının yapıldığı lokasyonlar Şekil 6. da görülmektedir. Veri toplama çalışmaları sırasında

çekilen bazı fotoğraflar Şekil 7. de verilmiştir.

MASW yönteminin uygulama detayları aşağıda verilmektedir.

Page 6: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

Kaynak: Ağırlık Düşürme (500 kg) ve Balyoz (8 kg)

Jeofon Sayısı: 48

Jeofon Frekansı: 4.5 Hz

Jeofon Aralığı: 2 m

Kayıt Uzunluğu: 2 s

Örnekleme Aralığı: 1 ms

Profil Uzunluğu: 94 m

Şekil 6. MASW yöntemlerinin uygulandığı 2 hattı gösteren harita

Şekil 7. Çalışmalar sırasında çekilen fotoğraflar

Page 7: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

3.2. Standart Penetrasyon Testi

Zemin kesitleri kullanılarak, zemin tabakalarının mühendislik özelliklerinin belirlenmesi mühendislik açısından

vazgeçilmez bir öneme sahiptir. Standart Penetrasyon Testi (SPT), en yaygın kullanılan dinamik penetrasyon

testlerinden biridir. Ham SPT hesaplamalarda kullanılmadan önce düzeltilmiş N değerlerine çevrilmesi

gerekmektedir. Bu işlem için genellikle Türkiye’nin ince taneli zeminleri için kullanılan “SPT

N60=0.75*CR*N” eşitliği önerilmektedir. Bu eşitlikte N, SPT vuruş sayısı, CR düzeltme katsayısıdır.

Zemin sondajının yapıldığı lokasyonlar Şekil 8. da görülmektedir.

Arazi sondajlarında her 1,5 m de Standart Penetrasyon deneyi yapılmıştır.

Bu sondajlardan alınan örselenmiş numuneler üzerinde, zemin sınıflandırma deneyleri olarak da

adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıştır.

Deneylerden elde edilen sonuçlara göre derinliğe karşı zemin sınıfları tanımlanmıştır.

3Boyutlu modelleme amacıyla düzeltilmiş SPT N60 ve zemin sınıfı verileri kullanılmıştır (Şekil 9.).

Şekil 8. Zemin Sondajı Yapılan Noktaları Gösteren Harita

Şekil 9. Zemin Sondajı verilerinden alınan kesitlerin profilleri

Page 8: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

4. SONUÇ VE ÖNERİLER

Yüzey dalgalarının çok kanallı analizi, maliyeti düşük ve çevreyle olan uyumu ile tercih edilen yöntemlerden

birisidir. Veri işlem aşamalarının hızlı ve kolay bir şekilde çözüm elde ettiğini ortadadır. Model denemeleri

sonucu, derinliğe göre sismik hızdaki değişim artıkça dispersiyonunda arttığı gözlemlenmiştir.

Zemin Etüdü sondajı kapsamında, hakim litoloji Pliokuvaterner yaşlı Çok katı Siltli Kil, sıkı Siltli Kum, Sıkı

çakıllı Kum olarak belirlenmiştir

DH1 ve DH2 numaralı sondajlarda yaklaşık 11 m de yeraltı suyuna girilmiştir.

MASW ölçümünden çıkan sonuçlar ile SPT’ elde edilen modeller karşılaştırıldığında tutarlı sonuçlar verdiği

görülmüştür.

Çalışma sahasının, inşası planlanan yapı için zemininin uygun olduğu ve herhangi bir zemin iyileştirme işlemine

gereksinim duyulmadığı belirlenmiştir.

Kentsel yerleşim alanlarında yeterli miktarda boş alanların olmamasından dolayı sismik açılım yapılamamakta,

dolayısıyla üst seviyelerin sismik Vs hızı sağlıklı bir şekilde belirlenememektedir. Bu sonuç olası bir deprem

durumunda zemin probleminden kaynaklı karşılaşılabilecek risklerin öngörülebilmesine engel olmasının yanında

yanlış yöntem veya yanlış uygulamadan dolayı güvenli alan olarak görülen zeminlerde gerekli tedbirlerin

alınmamasına neden olabilmektedir. Yer mühendislik parametrelerinin de hızlı ve güvenilir biçimde

belirlenmesine imkân tanıyacak bu yöntemler, sismik mikrobölgeleme çalışmalarında yaygın bir şekilde

kullanılabilecektir.

Ülkemizdeki yerleşime uygun olmayan alanlardaki depreme dayanıksız mevcut yapı stokundan dolayı, meydana

gelen depremler karşısında ne derece sosyal ve ekonomik kayıplara maruz kaldığı bilinmektedir. Bunun en

büyük nedenlerinden birisi yerleşime uygun olmayan (zemin büyütme katsayısı yüksek, rezonans etkisi

oluşturabilecek zeminler gibi) zeminlerin yerleşime açılmış olmasıdır. Bugünlerde ülkemiz “kentsel dönüşüm”

başlığı adı altında ciddi bir planlama ve şehirleşme çalışmasına başlamıştır. Bu çalışmaların amacına

ulaşabilmesi ve halkın güvenli yapılar oluşturulabilmesi için yapılacak tüm çalışmalar, harcanacak tüm bütçe

amaca yönelik olmalıdır. Sağlıklı yapılar üretmeyi amaçlayan çalışmaların en önemli adımı, zemini doğru

tanımlamaktır.

KAYNAKLAR

Aki, K. 1957. Space and time spectra of stationary stochastic waves with special reference to microtremors.

Bulletin of the Earthquake Research Institute, 35, p. 415-457.

Altunel E, Barka A (1998). Neotectonic activity of Eskişehir Fault Zone between İnönü and Sultandere. Geol

Bull Turkey 41:41–52 (in Turkish with English abstract).

Dikmen Ü., Başokur A. T., Akkaya İ. and Arısoy M. Ö.. Selection of Optimum shot distance in multi-channel

analysis of the surface wave method, Yerbilimleri, 31 (1), 23–32, 2009.

Emre Ö, Duman, TY, Özalp S (2011). 1:250.000 scale active fault map series of Turkey, Eskişehir (NJ 36-1)

Quadrangle. Serial number: 15. Ankara, Turkey: MTA.

Gucunski N. and Woods R.D., Inversion of Rayleigh wave dispersion curve for Spectral Analysis of Surface

Waves (SASW) test. Proceedings of the 5th Conference on Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 1991,

Karlsuhe,pp. 127–138.

Herrmann, R. B., Computer Programs in Seismology. St Louis University, 1994, volume IV.

Page 9: AKTİF MASW YÖNTEMİYLE ZEMİNİN SİSMİK HIZ YAPISININ ... · adlandırılan dane boyu dağılımı, kıvam limitleri ve doğal su içeriği deneyleri yapılmıtır. Deneylerden

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

14-16 Ekim 2015 – DEÜ – İZMİR

Kır, A. E., 2007. Yer Mühendislik Parametrelerinin İyileştirme Öncesi ve Sonrasında Jeofizik Yöntemlerle

Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.

Nazarian, S. and Stokoe II, K.H., In Situ Shear Wave Velocities From Spectral Analysis of Surface Waves.

Proceedings of the World Conference on Earthquake Engineering, v. 8, San Francisco, 1984, Calif., July 21-28.

Ocakoğlu F, Açıkalın S, Gökçeoğlu C, Nefeslioğlu HA, Sönmez H (2007). Back-analysis of the source of the

1956 Eskisehir Earthquake using attenuation equation and damage data. B Eng Geol Env 66: 353–360.

Park, C.B., Miller, R.D., and Xia, J., Multichannel analysis of surface waves (MASW). Geophysics, 1999, 64,

800-808.

Socco, L.V. and Strobbıa, C., Surface-wave method for near-surface characterization: a tutorial. Near Surface

Geophysics, 2004, 2, 165-185.

Stokoe, K. and Nazarian, S. (1985) Use of Raleigh Waves in liquefaction Studies, in, R.D. Woods, ed.,

Measurement and use of Shear Wave Velocity for Evaluating Dynamic Soil Properties. ASCE, N.Y., 1-17.

Tokimatsu K., Tamura S. and Kojıma H., Effects of multiple mode on Rayleigh wave dispersion characteristics.

Journal of Geotechnical Engineering, American Society of Civil Engineering, 1992, 118, 1529–1543.

Tosun, H., Seyrek, E., Orhan, A., Savas„ H., and Türköz, M.: Soil liquefaction potential in Eski¸sehir, NW

Turkey, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 1071–1082, doi:10.5194/nhess-11-1071-2011, 2011.

Wathelet, M., Jongmans, D., and Ohrnberger, M., Surface wave inversion using a direct search algorithm and its

application to ambient vibration measurements. Near Surface Geophysics, 2004, 2:211–221.

Wathelet M., Jongmans D. and Ohrnberger M., Sylvette Bonnefoy-Claudet Array performances for ambient

vibrations on a shallow structure and consequences over Vs inversion Journal of Seismology, August 14, 2007.