PowerPoint Sunusu - Sakarya Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği

Transkript

A liquefaction susceptibility map - excerpt of USGS map for the San Francisco Bay Area. Many areas of concern in this region are also densely urbanized.
Depremle Yaşamak (SAU004)
Doç. Dr. Murat UTKUCU
Sakarya Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü
18.10.2012
Dr.Murat UTKUCU, SAÜ-Jeofizik
1
4.3.2. İkincil deprem tehlikeleri

İkincil deprem tehlikeleri:
1. Zemin sıvılaşması (Soil liquefaction),
2. Yer kaymaları (Land slides), Kaya ve çığ düşmeleri (rock and
snow avalanches)
3. Tsunamiler (deprem dalgaları)
4. Yangınlar
Zemin sıvılaşması

Suya doygun pekişmemiş (nuconsolidated) zeminlerin (yani gevşek
kum ve killerin) yineleyen (devirsel) yükler altında hacimsel azalma
eğilimlerinden dolayı artan gözenek sıvı basıncı nedeniyle etkin
gerilimin (effective gerilim) düşmesi sonucunda katı durumdan sıvı
bir duruma geçmeleridir.

Burada devirsel (cycled load) yük bir deprem yüklemesi ise bu
durumda deprem yer hareketi sıvılaşması söz konusudur. Deprem
kaynaklı zemin sıvılaşması kentlerde deprem riskine katkısı olan en
önemli ikincil tehlikedir.
18.10.2012
2
 Sıvılaşma
büyük
olasılıkla
drenajın iyi olmadığı siltli kum
veya kum ve çakıl gibi gevşek ya
da yarı gevşek taneli zeminler
geçirimsiz sedimenlarla örtülü
olduğu ya da bu tür seviyeler
içerdiğinde oluşur.
 Sıvılaşma hassasiyeti yüksek
olan çökeller bir kaç metre
kalınlıktaki yataklarda yer alan
suya doygun genç (Holosen yaşlı
yani
geçmiş
10000
yılda
çökelmiş) benzer taneli silt ve
kumlardır. Bu tür çökeller daha
çok
nehir
yatakları
ve
kumsallarda ve rüzgarlarl ile
toplanmış
kum
ve
silt
birikintilerinde görülür.

18.10.2012
Yanda: Adapazarı kenti akarsu fasiyesleri (Bol vd. 2005).
3

18.10.2012
Geologic time scale. Time
subdivisions and geologic ages in
millions of years (Ma) are after the
Geological Society of America 1999
Geologic Time Scale (image from
Stoffer, 2006).
4
 Adapazarı’nda, derin ve sığ sondaj kuyu yerleri ve yıkılmış ve ağır hasar
görmüş binaların sondajların ilk 10 m’lik kısmındaki sıvılaşma kapasiteli
zemin (kum ve siltli kum) oranları ile karşılaştırılmaları. Noktalı çizgili
eğri içindeki alan sıvılaşma kaynaklı temel yer değiştirmesinin yaygın
görüldüğü alandır (Bakır vd. 2002, Bul. Seism. Soc. Am.).
18.10.2012
5
 Adapazarı’nda, kötü zemin koşullarının
deprem yer hareketi üzerinde etkisinin ve
zemin sıvılaşmasının derslik örnekleri
yaşanmıştır.
 Adapazarı havzası plio-pleistosen yaşlı
eski bir göl havzası (!) olup bu havza
Sakarya nehrinin genç alüvyonları ile
örtülmüştür. Zemin sıvılaşması nedeniyle
binalar bir kat yerin içine gömülmüş, kum
fışkırmaları görülmüş ve kaldırımlar ve
yollarda dalgalanmalar olmuştur. Bazı
binalar sıvılaşma yüzünden pencereleri
bile hasar görmemiş bir şekilde temeliyle
yan yatmıştır.
 Bununla birlikte 1967 Mudurnu Vadisi
depreminin ardından yeni iskan yeri olarak
önerilen şehir merkezinin B-KB kesiminde
sağlam zeminli tepelik alanda hasar yok
denecek kadar az olmuştur.

18.10.2012
Yanda: Adapazarı’nda bir sondajda S dalga hızının
derinlikle değişimi (Bakır vd. 2002).
6


18.10.2012
Adapazarı baseni doğu batı
doğrultusunda 2-B yapısı ve
bu yapı üzerinde hesaplanan
deprem dalgaları. (Goto vd.
2002).
Basenin derin olduğu yani
temel kayanın derinde olması
durumunda yer hareketi
genliği artmakta ve süresi
uzamaktadır.
7
 Sıvılaşma çeşitli şekillerde olabilir.
Yanda: Yatay yayılma (lateral
spreading). Yer altındaki bir tabakanın
sıvılaşması sonucu yüzeysel blokların
yatay hareketi. Yaygın olarak 0.3-3
derece eğimlerde oluşur. Özellikle
nehir kenarları vb. yerlerdeki köprü,
boru hattı ve yapılara zarar
verir.Yukarıda 1999 izmit depremi
sırasında Sakarya nehri kenarında
yatay yayılma.
18.10.2012
8
 1999 İzmit depreminde Gölcük’de körfez sahilinde sıvılaşma
kaynaklı yatay yayılma sonucu gelişen açılma çatlakları ve zemin
oturması (EERI Special Supplement, 2000).
18.10.2012
9

18.10.2012
1995 Kobe depremi sonrası.. On the port islands
settlement was so pervasive that any structure built
on deep pilings, like this elevated roadway, appeared
to have risen a full meter. The world's longest
suspension bridge, under construction but having
such foundations, was hardly damaged at all. (from a
report by J.-P. Bardet at USC and others at Gifu
Univ.; used by permission)
10
 1964 Great Alaska (Mw=9.3) depremi
sırasında Anchorage altındaki kum
tabakalarındaki ve kil zemin içindeki kum
ve silt banlarındaki sıvılaşma çok sayıda
yıkıcı yer kaymalarına yol açmıştır.
Duyarlı kil tabakası içinde dağılmış
sıvılaşma bant ve mercekleri dayanımın
satabilite için gerekli seviyenin altına
düşmesine neden olmuştur.
 Yanda, 1964 depremi sırasında bir otoyol
temeli altındaki zemindeki yatay yayılma
temelin ayrılmasına yol açarak büyük
çatlaklar oluşturmuştur
18.10.2012
11

Genellikle bir yapı altındaki sığ bir zemin tabakasının sıvılaşması sonucu
yukarıda 1964 Nigata (Japonya) depreminde gözlendiği gibi zemin
taşıma kaybı (loss of bearing strength) oluşabilir. Yapıların eğilmesine ve
oturmasına neden olur. Sıvılaşma çok önceleri bilinmesine rağmen 1964
Nigata ve Alaska depremleri sismolog ve deprem mühendislerinin
dikkatlerini sıvılaşmaya tam olarak yoğunlaştırmasına yol açmıştır.
Earthquake of June 16, 1964, Niigata, Japan: The M 7.4 earthquake killed 26 and destroyed 3,018 houses and
moderately or severely damaged 9,750 in Niigata prefecture. Liquefaction-Differential Settlements: Aerial
view of leaning apartment houses in Niigata produced by soil liquefaction and the behavior of poor
foundations. Most of the damage was caused by cracking and unequal settlement of the ground such as
is shown here. About 1/3 of the city subsided by as much as 2 meters as a result of sand compaction.
18.10.2012
12

18.10.2012
1999
İzmit
depremi
sonrası
Adapazarı’nda
zeminin
taşıma
kapasitesi kaybı şeklindeki sıvılaşması
(Yandaki E.Yalçınkaya izniyla ve üstte
Bakır vd 2002’den). Üstteki resimde
4-katlı binada oturma miktarı çökme
0.8 m
13

1999 Düzce depremi sonrası. Evim tek katlı bir şey olmaz demeyin.
Sıvılaşma potansiyelini dikkate alın… (Demirtaş vd., DAD raporu)
18.10.2012
14
 Sıvılaşmanın en zarar verici şekli, Yer yüzeyinde ya da deniz tabanında
3 dereceden büyük eğimli yamaçlarda neden olduğu yer akmalarıdır.
Suya doygun sedimanların sıvılaşması ve eğim aşağı hareket
etmesidir. Onlarca km genişliğinde materyal saatte onlarca km hızla
yamaç aşağı hareket eder. Yıldız: deprem dış merkezi.
 Deniz altında oluşanları deniz altı yer kayması (submarine land slide)
ya da turbide sediman akımı (turbidity currents) olarak bilinir. En bilinen
örneği 1929 Grand Bank (M7.2) depremi sonrasında Newfoundland
açıklarında kıtasal yamacınDr.Murat
akması
şeklinde yaşanmıştır.
18.10.2012
UTKUCU, SAÜ-Jeofizik
15

 Depremin dakiklar sonrasında 12 transatlantik telefon/telgraf kablosu toplam
28 yerde kopmuştur. Her bir kesikliğin tam yer ve zamanlarından suya
doygun sedimanların 60-100 km/saat hızla denizaltı yer kayması (turbidity
current) oluşturduğu belirlenmiştir. 28 can kaybı yaşanmıştır.
 Depremce tetiklenen denizaltı kayması (200 km^3) çamur ve kum taşıyan bir
turbidity current’e dönüşmüş ve yaklaşık 1000 km doğuya hareket etmiştir
(Fine vd. 2005, Marine Geol.).
 Bu akma Kanada tarihindeki en kötü sonuçlu 3-8 m, genlikli tsunamiyi
oluşturmuş Newfoundland-Burin yarımadasında genlik 13 m’ye kadar
çıkmıştır. Üstte, bu depremin modellenen tsunamisinin 1 saat aralıklarla
hareketi ve sonrası.

Turbidity suda asılı bağımsız katı taneciklerce neden olunan bulanıklıktır. Turbidite, turbidite akıntıları sonucu
çökelen çökellerin oluşturduğu jeolojik formasyonlardır (Üstte en sağda).
18.10.2012
16
 Deprem yer hareketi gözenek sıvı basıncını yükseltmesi etkin
gerilmeyi düşürür ve kumun (zeminin) makaslama dayanımını
azaltır.
 Eğer kumun üzerinde kuru bir toprak ya da geçirimsiz katman varsa
su fazlalığı çevreleyen katmanların içindeki çatlaklardan yüzeye
çıkar ve beraberinde sıvılaşmış kumu da getirerek “kum kaynaması
(sand boils)” ya da “kum volkanı (sand volcanoes)” olarak bilinen
yapıları oluşturur.
18.10.2012
17

Sun Fransisco körfezi çevresinde sıvılaşma kapasitesi haritası.
18.10.2012
18
 San Fransisco şehrinde
alçak seviyelerde yapılan
dolgularda 1906 SF depremi
sırasındaki
sıvılaşma
sonucu yıkım ve zemin
çökmeleri. (G.K. Gilbert,
USGS photo).
 1906
SF
depremi
sonrasında doldurulan sığ
bir
körfezin
dolgu
malzemeleri üzerindeki The
Marina District semtinde
1989 Loma Prieta depremi
sırasında sıvılaşma sonucu
büyük
zarar
meydana
gelmiştir (USGS foto).
18.10.2012
19
Yer kaymaları, kaya ve çığ düşmeleri
 Depremin kuvvetli yer hareketi doğal yamaçların (eğimlerin)
zayıflamasına hareket etmesine neden olabilir. Sonuç olarak oluşan
yer kaymaları ve kaya-çığ düşmelerinin bir çok büyük deprem dağlık
alanları etkilediğinden deprem afetine önemli katkıları olabilir.
 Japonyada 1964 sonrası oluşan M>6.8 depremler sonucundaki can
kayıplarının yarıdan fazlasının depremlerce tetiklenen yer kaymaları
nedenli olduğu belirlenmiştir.
 Depremlerin magnitüdleri ile yer kayması dağılımının korelasyonu yer
kaymalarının M=4’den küçük depremlerce tetiklenmelerinin olası
olmadığını ancak bu eşikten sonra yer kaymalarından etkilenmesi
olası maksimum alanın hızlıca arttığı ve M=9.2’de 500.000 km2’ye
ulaştığını göstermiştir.
 Genellikle nemli dağlık bölgelerde toprak ve kayanın eğim aşağı
hareketi ile oluşurlar.
18.10.2012
20



1965 Seattle Washington depremi (M6.5) sonrasında Union Pacific
Railway hattında hasar. Deprem 7 can kaybına ve 12.5milyon $
maddi kayba neden olmuştur (solda).
Demiryolu hasarı 121 m’lik kesimde yamaç kenarı dolgusunun
hareketi sonucu oluşmuştur. Episantrdan uzaklık 60 km’den fazladır.
Photo Credit: University of California, Berkeley
1999 Düzce depremi sonrasında gelişen yer kayması İstanbulAnkara bölünmüş karayolu Bolu Dağı geçişinin geliş istikametini
kapanmasına yol açmıştır (Sağda) (Demirtaş vd., DAD raporu).
18.10.2012
21
 Kaya düşmeleri depremlerce neden olunan
en yaygın yamaç duraysızlığıdır. Kaya
parçaları içeren bir hacmin oluşturduğu kaya
çığı (rock avalanche) tehlikeli ve ölümcüldür.
 M=6.0 ve daha büyük depremlerin kaya çığı
oluşturma riski yüksektir. Kaya çığlarında
kaya hacmi yüzlerce km/saat’lik hızla
kaynağından bir kaç km uzağa yer
değiştirebilir.
 Yer kaymaları ile ilgili rapor edilen ölümlerin
%90’ı kaya çığı, hızlı toprak akmaları ve
kaya düşmeleri nedeniyledir.
18.10.2012
22
 Şimdiye kadar kaydedilen en
büyük yer kayması denizde olan
M7.7’lik bir depremin tetiklediği
Peru’daki Nevados Huascaran
(6654 m) dağı yamaçlarından
kitlevi kaya ve çığ düşmesidir.
 Kaya ve çamurdan oluşan 50-100
milyon m3’lük malzeme 30 m
yüksekliğinde bir dalga halinde
100 km/sn’yi aşan bir hızla
hareket etmiş ve Yungay ve
Ranrahirca kasabalarını ve bazı
köyleri 10m kalınlığında toprak
altında bırakarak 18000 can
kaybına neden olmuştur.
18.10.2012
23
18.10.2012
24
Depremle Yaşamak
(JFM )
Doç. Dr. Murat UTKUCU
Sakarya Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği
Bölümü
18.10.2012
25
Tsunamiler
“Tsu“
liman
anlamında
“harbor”
“Nami“ dalga
anlamında
 Tsunami, öncelikle depremlerin neden olduğu yer hareketine tepki
olarak okyanuslarda veya sahil bölgelerinde oluşan çok uzun dalga
boyu ve periyodundaki bir dizi okyanus dalgasına verilen isimdir.
 Yer kaymaları (depremler nedeni ile de oluşabilir), volkanik patlama ve
fışkırmalar ve nükleer patlamalar da tsunami üretebilir.
 Okyanus tabanındaki düşey deprem faylanması üstteki su kütlesini yer
değiştirtir ve oluşa büyük dalgalar her yönde yayılır.
 Küresel ölçekte sonuçları olan önemli bir ikincil deprem tehlikesidir.
18.10.2012
26
 Tsunaminin başlangıç büyüklüğüne etki eden faktörler:
 Deprem sırasında deniz tabanına ulaşan düşey yer hareketi
miktarı (bir kaç metre mertebesinde),
 Depremin magnitüdü (özellikle M>7.5) ve sığ odak derinliği
 Faylanma özellikleri (faylanma tipi, faylanma boyutları gibi),
 sediment çökmeleri ve
 ikincil faylanmalarla kontrol edilir.
 Tsunamilerin başlangıç anından sonraki büyüklüğüne etki eden
faktörler:
 Deprem kaynağı civarında su derinliği,
 Okyanus batimetrisi ve
 Sahil hattı şeklidir
18.10.2012
27
 Tsunami hızı su derinliğine
bağlıdır. Derin okyanusta bir
yolcu
uçağı
hızında
(800km/sn civarı), uzun dalga
boylu ve düşük genliklidir.
 Sahile yaklaştıkça derinlikteki
azalma ile hızı azalır, dalga
boyu kısalır ve genliği artar.
 Sahile ilk ulaşan dalga sıklıkla
en yüksek dalga değildir.
 Yanda çeşitli depremlere ait
tsunami
dalga
kayıtları
marigramlar (mareogram).
18.10.2012
28
Kaynak: Lynette Cook
Kalutara Beach, Sri Lanka
Kalutara Beach, Sri Lanka
From: Digital Globe
Aşağı çekilme etkisi
From: Nature Publishing Group
18.10.2012
 Tsunami dalgası gelmeden deniz
suyu geri çekilebilir ve tsunami
habercisidir.
 Tsunami dalgası sahilden dik bir
basamak gibi görünür.
 Bir çok tsunami bir kaç saat süren
dalga serisi olarak gelir
 Dalgalar
arasındaki
zaman
aralığında karayı işgal eden önceki
bir dalganın geri çekilmesi gelen
dalganın gelişine göre daha çok
hasar yapar.
29
BİLGİNİN GÜCÜ



Sri Lankalı Victor Desosa,
köyü Galbokka’nın
sakinlerini kurtarmıştır.
Çünkü su çekilmesinin
tsunami habercisi olduğunu
ve ne yapması gerektiğini
biliyordu. Sadece 1 köylüsü
tsunamide öldü.
Köyü yakınındaki köylerde
can kaybı oranı nüfuslarının
%70 – 90 arasında
değişmekteydi
18.10.2012
30
 Solda:
Pasifik
çevresinde
tsunami
lokasyonları. İÖ 47’den bu yana meydana
gelmiş 1274 tsunami. A)Gri dairelerin çapı bir
derece karelik enlem-boylam içindeki olay
sayısıyla orantılıdır. B) Önemli uzak tsunami
kaynakları. Daireler etkilenen alan ve deprem
magnitüdüne bağlı olarak büyümektedir
(Lockridge, 1985, 1985b). Sağda: Pasifik
çevresindeki
tsunamilerin
kökenlerinin
bölgelere göre sınıflandırılması.
18.10.2012
31
 Solda: Geçmiş 2000 yıl boyunca Pasifik çevresinde meydana gelmiş
tsunamilerin nedenleri. Sağda: Geçmiş 2000 yıl boyunca Pasifik
okyanusundaki en büyük can kayıplarına neden olan tsunamiler.
 2004 Sumatra depremi Hint okyanusu çevresinde Endonezya, Sri Lanka,
Hindistan, Tayland, Maldivler, Somali, Myanmar, Malezya, Madagaskar,
Şeyseller ve Kenya gibi ülkeleri etkilemiştir. Tatilde bulunan bir çok
Avrupalı turistte (500 İsveçli, 500 Alman) ölmüştür.
18.10.2012
32
 200 bin üzerinde ölüm, 125 bin
yaralı, 45 bin kayıp meydana
gelmiş ve 1 milyon üzerinde insan
yer değiştirmiştir. Yanda tsunami
öncesi ve sonrası.
 2004 Sumatra depremi tsunamisi
kayıtlı
tarihin
en
ölümcül
tsunamisidir. 2004 öncesinde
Pasifikteki en ölümcül tsunami
1782
depremi
sonrasında
yaşanan ve 50.000’ne yakın
ölüme yol açan tsunamidir.
18.10.2012
33

Atlantik okyanusundaki en büyük tsunami 1755 Lizbon depreminin
neden olduğu tsunamidir. Sarsıntı yıkımı, çıkan yangın ve tsunami
vurması sonucu toplam can kaybı 100.000’ni aşmıştır.
18.10.2012
34
 1929 Grand Banks depremi
sonrası oluşan denizaltı yer
kaymasının tsunami
oluşturması.
 Japonya’da tsunami
tehlikesi. 1993 depremi
sonrasında gelişen
tsunaminin etkilediği alan
ve dalga yükseklikleri.
Dalga yüksekliklerindeki
değişime dikkat ediniz.
Okushiri Island, 1993
18.10.2012
35

18.10.2012
1990’lı yıllarda dünya
çapında meydana gelmiş
deprem kaynaklı önemli
tsunamiler.
36


Solda MÖ1410-MS1999 yılları arasında Türkiye ve çevresinde
meydana gelmiş 57 tsunami (Altınok ve Ersoy 2000).
Sağda Atatürk Havalimanı güneyinde Yeşilköy sahilinde 2, 2.5 ve 3
m’lik tsunami dalgalarının işgal edeceği hesaplanan karasal alanlar
(Alpar vd.)
18.10.2012
37

Son 2000 yılda Marmara’da 16 depremin tsunami ürettiği ve bunlardan
6’sının hasar oluşturduğu rapor edilmiştir (Ambraseys, 2002). Haritada
küçük ve büyük oklar bunların olası lokasyonlarını göstermektedir.
18.10.2012
38
1906 SF depremi yangını
1989 Loma Prieta depremi sonrası
Yangınlar:
 Deprem sarsıntısının gaz borularına,
elektrik hatlarına ve yanıcı kimyevi
maddelerin depolarına zarar vermesi
yangınlara yol açabilir. 1906 San
Francisco, 1923 Konto (Tokyo) ve
1995 Kobe depremleri sonrası çıkan
yangınlar önemli örnekleridir.
 1999 İzmit depremi sonrası Tüpraş
rafinerisinde
çıkan
yangın
da
Türkiye’deki önemli bir örnektir.
18.10.2012
39
 1995 Kobe depremi sonrasındaki
yangında Kobe şehrinin önemli bir
kısmı yanmıştır. Kopan gaz hatlarında
Gaz hatlarında çıkan yangınlara
yolların yıkılması/tıkanması sonucu
müdahale edilememiş ve bu can
kayıplarında önemli artışa neden
olmuştur.
18.10.2012
40
Gelecek ders görüşmek üzere…
TEŞEKKÜRLER
Dr. Murat UTKUCU

PowerPoint Sunusu - Sakarya Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği

Transkript

Benzer belgeler

Lodumlu - Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma

Romeo ve Juliet: Kendimizi Kavrama: Bir 9

09.07.2012 ml=6.0 akdeniz depremi tsunami bilgilendirme notu

1 Figen İşbir 441 İsmail Rauf Kösemen 575 Emin Serkan Gültekin 2

İndir - Kandilli Rasathanesi

Ders Notu-7