makaslama dalga hızı ile konik penetrasyon testi sonucu

Transkript

ANKARA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
MAKASLAMA DALGA HIZI İLE KONİK PENETRASYON TESTİ SONUCU
HESAPLANAN GEOTEKNİK PARAMETRELER ARASINDAKİ İLİŞKİLER
Zafer SAL
JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ANKARA
2010
Her hakkı saklıdır
TEZ ONAYI
Zafer SAL tarafından hazırlanan “Makaslama Dalga Hızı İle Konik Penetrasyon
Testi Sonucu Hesaplanan Geoteknik Parametreler Arasındaki İlişkiler” adlı tez
çalışması 23.02.2010 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Ankara
Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı’nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak
kabul edilmiştir.
Danışman
: Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Jüri Üyeleri
:
Başkan
: Doç Dr. Mehmet Emin CANDANSAYAR
Ankara Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği ABD
Üye
:Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Ankara Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği ABD
Üye
:Yrd. Doç. Dr. Cemal ATAKAN
Ankara Üniversitesi, İstatistik ABD
Yukarıdaki sonucu onaylarım
Prof. Dr.Orhan ATAKOL
Enstitü Müdürü
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
MAKASLAMA DALGA HIZI İLE KONİK PENETRASYON TESTİ SONUCU
HESAPLANAN GEOTEKNİK PARAMETRELER ARASINDAKİ İLİŞKİLER
Zafer SAL
Ankara Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Makaslama
dalga
hızı
değeri,
tüm dünyaca
geoteknik-deprem
mühendisliği
uygulamalarında anahtar parametre olarak kabul edilmektedir. Günümüzde verimli
sonuç verici bir proje ancak entegre yöntemlerin düzenli ve ihtiyatlı kullanımı ile hayata
geçirilebilir. Konik Penetrasyon Testi (CPT) ve Sismik Konik Penetrasyon Testi
(SCPT) zeminlerde kullanılabilecek en güvenilir yerinde uygulamalardandır. Eskişehir
ili Tepebaşı merkez ilçesi sınırları içerisinde toplam 37 kuyuda yapılan CPT testinden
derinliğe bağlı olarak elde edilen konik uç direnci (qc), konik çeper sürtünmesi (fs) ve
sürtünme oranı (Rf) değerleri ve aynı noktalarda toplam 37 kuyuda yapılan SCPT
testinden derinliğe bağlı olarak elde edilen makaslama dalga hızı (Vs) değerleri
kullanılarak zemin türüne göre Vs-(qc, fs ve Rf) arası deneysel bağıntılar geliştirilmiştir.
Şubat 2010, 64 sayfa
Anahtar Kelimeler: Makaslama dalga hızı, konik uç direnci, konik çeper sürtünmesi,
sürtünme oranı, regresyon, ilişki katsayısı
i
ABSTRACT
Master Thesis
CORRELATION BETWEEN SHEAR WAVE VELOCITY AND GEOTECHNICAL
PARAMETERS BASED ON CONE PENETRATION TEST AND SEISMIC CONE
PENETRATION TEST
Zafer SAL
Ankara University
Graduate School of Natural and Applied Sciences
Department of Geophysical Engineering
Supervisor: Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Shear wave velocity is one of the important parameters in geotechnical community and
in civil engineering applications. Nowadays, effective project must be implemented
only by regular and prudent usage of integrated methods together. Cone Penetration
Test (CPT) and Seismic Cone Penetration Test (SCPT) can be used as an effective insite
investigation methods in learning about soil properties. Cone tip resistance (qc), Cone
sleeve friction (fs) and friction ratio (Rf) obtained by CPT’s and shear wave velocity
(Vs) data obtained by SCPT’s carried out in Tepebaşı-Eskişehir district at 37 different
locations were used in statistical analyze to develope empirical relationships according
to soil types between Vs and qc, fs and Rf.
February 2010, 64 pages
Key Words : Shear wave velocity, cone tip resistance, sleeve friction, friction ratio,
regression, correlation coefficient
ii
TEŞEKKÜR
Çalışmalarımı yönlendiren, araştırmalarımın her aşamasında bilgi, önerileri ile beni
yönlendiren danışman hocam Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik
Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN’e, Çanakkale
Onsekizmart Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü
Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Emin ULUGERGERLİ’ye, çalışmalarım süresince
desteklerini
esirgemeyen
Ankara
Üniversitesi
Mühendislik
Fakültesi
Jeofizik
Mühendisliği Bölümü Bölüm Başkanı Prof. Dr. Ahmet Tuğrul BAŞOKUR’a, ayrıca
birçok fedakarlıklar göstererek beni destekleyen eşim, kızım, annem ve babama en derin
duygularla teşekkür ederim.
Zafer SAL
Ankara, Şubat 2010
iii
İÇİNDEKİLER
ÖZET.................................................................................................................................i
ABSTRACT.....................................................................................................................ii
TEŞEKKÜR....................................................................................................................iii
SİMGELER DİZİNİ........................................................................................................v
ŞEKİLLER DİZİNİ......................................................................................................vii
ÇİZELGELER DİZİNİ..................................................................................................ix
1. GİRİŞ............................................................................................................................1
2. KURAMSAL TEMELLER........................................................................................4
2.1 Uygulanan İstatistiksel Çalışmalar…………………..............................................4
2.2 Öncel Çalışmalar…………………….......................................................................9
2.3 Konik Penetrasyon Deneyi……………………………………………………….13
2.4 Sismik Konik Penetrasyon Deneyi………………………………………………19
3. MATERYAL VE YÖNTEM....................................................................................24
3.1 Çalışma Alanı………………..................................................................................24
3.2 Çalışma Alanının Jeolojisi.....................................................................................25
3.2.1 Eski alüvyon………………………………………………………………….....27
3.2.2 Yeni alüvyon…………………………………………………………………….28
3.3 Eskişehir ve Civarının Sismotektonik Özellikleri……………………………..30
3.4 Geoteknik Sondajlar, CPT, SCPT, Sismik Araştırmalar
Laboratuar Deneyleri…….………………………………….………………...…32
3.5 Çalışma Alanı Zemininin Dane Boyu Dağılımı…………………………...…….38
3.6 Çalışma Alanındaki Zemin ve Kaya Türlerinin Geoteknik
Özellikleri……….…………………………………………………..…………….39
3.6.1 İnce taneli zeminler……………………………………………………...…......40
3.6.2 İri taneli zeminler……………………………………………………………....41
3.7 İstatistiksel değerlendirmeler………………………………................................42
3.7.1 Zemin özelliklerini tanımlayan istatistiksel
değerlendirmeler…..……………………………………...…………………….43
3.7.2 Konik uç direnci ile makaslama dalga hızı arasındaki
ilişkinin incelenmesi……..……………………………………………...…....…45
3.7.3 Konik çeper sürtünmesi ile makaslama dalga hızı
arasındaki ilişkinin incelenmesi……….……………………………………....50
3.7.4 Sürtünme oranı ile makaslama dalga hızı
arasındaki ilişkinin incelenmesi……….…………………...………………….53
4. BULGULAR VE TARTIŞMA.................................................................................56
5. SONUÇLAR...............................................................................................................58
KAYNAKLAR…………………………………………………………………..…….61
ÖZGEÇMİŞ...................................................................................................................64
iv
SİMGELER DİZİNİ
a
A
AIGM
AL
AN
AS
AT
AU
c
Cc
CPT
Cu
Dr
DMT
DT
D60, D50
e0
Fc
Fs
fs
ft
Gmax
G°0.2%
ISRM
KAFZ
L
MASW
mv
Mw
NEHRP
N30
OCR
Pa
PI
R
Rf
RST
RQDt
SASW
SBPM
Sc
Sabit Alan Çarpanı
Baldi et al (1986) ve Jamiolkowski (1988) ilişkisindeki 4-10
Arasında Değişen Katsayı
Afet İşleri Genel Müdürlüğü
Sürtünme Kolunun Alt Kesit Alanı (mm2)
Konik Ucun Net Kesit Alanı (mm2)
Sürtünme Kolu Alanı (mm2)
Konik Ucun Toplam Kesit Alanı (mm2)
Sürtünme Kolunun Üst Kesit Alanı (mm2)
Kohezyon (kg/cm2)
Sıkışma İndisi
Konik Penetrasyon Deneyi
Üniformluk Katsayısı
Bağıl Yoğunluk (%)
Dilatometre Deneyi
Yerinde Yoğunluk Deneyi
Dane Boyutu (mm)
Boşluk Oranı
Konik Uca Etkiyen Kuvvet (kgf)
Sürtünme Koluna Etkiyen Yanal Sürtünme Kuvveti (kgf)
Konik Çeper Sürtünmesi Değeri (MPa)
Boşluk Suyu Basıncına Bağlı Olarak Düzeltilmiş Yanal Sürtünme
(MPa)
En Büyük Makaslama Modülü (MPa)
% 0.2 Deformasyon Düzeyi İçin Maksimum Makaslama Modülü
(MPa)
Uluslar arası Kaya Mekaniği Standartı
Kuzey Anadolu Fay Zonu
Sismik Konik Penetrasyon Testi Uygulamasında Kaynak-Alıcı
Uzaklığı (m)
Yüzey Dalgalarının Çok Kanallı Analizi
Hacimsel Sıkışma Katsayısı (kgf/cm2)
Deprem Moment Büyüklüğü
National Earthquake Hazard Reduction Program
Standart Penetrasyon Deneyinde 30 cm İçin Darbe Sayısı
Aşırı Konsolidasyon Oranı
Atmosferik Basınç (MPa)
Plasitisite İndisi
Regresyon Analizinde İlişki Katsayısı
Sürtünme Oranı
İsveç Otoram Sondalama Deneyi
Kuramsal Kaya Kalitesi Değeri (%)
Yüzey Dalgalarının Spektral Analizi
Presiyometre Deneyi
Ön Oturma Basıncı Değeri (kg/cm2)
v
SCPT
SPT-N
St
QAl1
QAl2
Qn
qc
qt
t
tm
Uu
u
UBC 2000
UD
USC
σvo’, σ’v, σv
Vp
Vs
Vˆs
Vˆ
sL
Vˆs U
V sU
V sL
YASS
x
z
Ø
Sismik Konik Penetrasyon Deneyi
Standart Penetrasyon Deneyi Darbe Sayısı
Duyarlılık
Eski Alüvyon
Yeni Alüvyon
Normalleştirilmiş Edilmiş Uç Direnci (MPa)
Konik Uç Direnci (MPa)
Boşluk Suyu Basıncına Bağlı Olarak Düzeltilmiş Konik Uç
Direnci (MPa)
Sismik Sinyalin Sismik Alıcıya Varış Zamanı (sn)
Zeminlerin Makaslama Dayanımı (kg/cm2)
Sürtünme Kolunun Üst Kesit Alanına Etkiyen Boşluk Suyu
Basıncı (t/m2)
Boşluk Suyu Basıncı (t/m2)
Uniform Building Code 2000
Bozulmamış Numune
Birleştirilmiş Zemin Sınıflaması
Etkin Gerilme (kPa)
Boyuna Dalga Hızı (m/sn)
Kayma/Makaslama Dalga Hızı (m/sn),
Regresyon Denklemindeki Makaslama Dalga Hızı (m/sn)
Regresyon Denklemindeki Alt Limit Dalga Hızı (m/sn)
Regresyon Denklemindeki Üst Limit Dalga Hızı (m/sn)
Üst Limit Makasla Dalga Hızı (m/sn)
Alt Limit Makaslama Dalga Hızı (m/sn)
Yeraltısuyu Seviyesi (m)
Sismik Uygulamada Atış Mesafesi (m)
Sismik Alıcının Bulunduğu Derinlik (m)
İçsel Sürtünme Açısı (°)
vi
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 2.1 Koni çeşitleri (Coduto 2005)
a. Mekanik koni (Begemann konisi), b. Elektrik konisi (Fugro konisi)……………...…..14
Şekil 2.2 Mekanik konik penetrometre ucuna örnekler (Dutch manto
konisi)…………………………………………..…………...……………...15
Şekil 2.3 Kamyona monteli CPT sondaj düzeneği (Coduto, 2005)
Kamyonun içine yerleştirilmiş bir hidrolik kriko, kamyonun ağırlığını tepki olarak kullanmak
suretiyle koniyi zemine sürer……………………………………………………...16
Şekil 2.4 Eskişehir yerleşim yerinde kullanılan CPT ekipmanı (Ayday vd. 2001)........16
Şekil 2.5 qc ve fs değerlerinin u’ya bağlı düzeltilmesinde kullanılan
parametrelerin sonda üzerinde şematik gösterimi (Larsson 1995)……..……17
Şekil 2.6 Tipik sismik penetrometre kesiti……………………………………………..21
Şekil 2.7 SCPT ekipmanı ile sismik sinyalin oluşturulması (Beliceli 2006)…………...22
Şekil 2.8 Kayma dalga hızının hesabı (Beliceli 2006)…………………………...…….22
Şekil 3.1 Çalışma alanı konumu, geoteknik ve sismik araştırma
Lokasyonları (Dikmen 2009)………………………………………………...24
Şekil 3.2 Eskişehir ve civarına ait genel stratigrafik kesit………….…………………..26
Şekil 3.3 Çalışma alanı jeoloji haritası (Ayday vd. 2001)...……………………………27
Şekil 3.4 Tepebaşı Mahallesi’nde yüzeylenen eski alüvyon (Ayday vd. 2001)………..28
Şekil 3.5 Hasan Polatkan Bulvarı sonu yeni alüvyon profili (Ayday vd. 2001)…….....29
Şekil 3.6 Eskişehir yerleşim yeri ve civarı Deprem Bölgeleri Haritası………………...30
Şekil 3.7 Çalışma sahası ve çevresi sismotektonik haritası (Dikmen 2009)...………....31
Şekil 3.8 Konik penetrasyon testi (CPT) ile elde edilmiş tipik bir
zemin profili ve ölçülen değişkenlerin derinlikle
değişimleri, Hal Binası (Ayday vd. 2001)...………………………………….34
Şekil 3.9 SCPT uygulaması ile hesaplanmış kayma dalga hızı logu (Ayday vd. 2001)
a. Sol vuruş değerleri (Gazi İlköğretim Okulu), b. Sağ vuruş değerleri
(Gazi İlköğretim Okulu)………………………………………………….……….35
Şekil 3.10 Kil-siltli kil zeminde (a) makaslama dalga hızı, (b) uç direnci,
(c) yanal sürtünme katsayısı ve (d) sürtünme oranı histogramları………… 43
Şekil 3.11 Killi kum zeminde (a) makaslama dalga hızı, (b) uç direnci, (c) yanal
sürtünme katsayısı ve (d) sürtünme oranı histogramları……………..…….44
Şekil 3.12 Kil-siltli kil zeminde konik uç direnci qc – makaslama
dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki……………………………………………..45
Şekil 3.13 Kil-siltli kil zeminde konik uç direnci qc – makaslama
dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki…………………………………………..…46
Şekil 3.14 Kil-silt zeminde konik uç direnci qc – makaslama
Şekil 3.15 Killi kum zeminde konik uç direnci qc – makaslama
dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki………………………...………………...…49
dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki……………………………………...………50
Şekil 3.18 Kil-silt zeminde konik çeper sürtünmesi fs – makaslama dalga hızı (Vs)
arasındaki ilişki……………………………..………………………………51
vii
Şekil 3.19 Killi kum zeminde konik çeper sürtünmesi fs – makaslama dalga hızı (Vs)
arasındaki ilişki……………………………………………..………………52
Şekil 3.20 Kil-silt zeminde sürtünme oranı Rf – makaslama dalga hızı (Vs)
arasındaki ilişki………………………………………...……………………54
Şekil 3.21 Killi kum zeminde sürtünme oranı Rf – makaslama dalga hızı (Vs)
arasındaki ilişki………………………………………………...……………55
viii
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 2.1 Farklı zemin türleri için Vs, Gmax, qc ve fs arasındaki ilişkileri
veren çalışmalar …......…………………………………………………….9
Çizelge 3.1 Çalışma alanında gerçekleştirilen CPT ve SCPT uygulama
lokasyonları………….......………………………………………………..36
Çizelge 3.2 CPT kuyularında ölçülen yeraltısuyu seviyeleri (YASS)……..……….....37
Çizelge 4.1 Kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için qc-Vs,
fs-Vs, Rf-Vs ilişkilerinin korelasyon katsayıları (r)……………….…........56
Çizelge 4.2 Kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için elde edilen qc-Vs,
fs-Vs, Rf-Vs arasındaki ilişki fonksiyonları…………………..………......57
ix
1. GİRİŞ
Mühendislik yapıların projelendirilmesi aşamasında çeşitli zemin değişkenlerine göre
yapılan analizler sonucu elde edilen sonuçların doğrudan yapı projesine yansıtılması
gerekir. Bu amaçla Standart Penetrasyon Deneyi (SPT), Konik Penetrasyon Deneyi
(CPT), Presiyometre Deneyi, Plaka Yükleme Deneyi vb. inşaat mühendisliği
uygulamalarının yanı sıra, sismik (sismik refrakiyon, MASW, SASW, PS logging,
SCPT vb), elektrik, yerradarı gibi jeofizik yöntemler de geoteknik projelerde sıkça
kullanılmakta ve elde edilen sonuçlar mühendislik yapısının oturacağı alandaki temel
mühendisliği uygulamalarında temel verileri oluşturmaktadır. Makaslama dalga hızı
değeri, tüm dünyaca geoteknik-deprem mühendisliği projelerinde anahtar parametre
olarak kabul edilmektedir. Makaslama dalga hızı değerleri günümüz çağdaş yapı
deprem yönetmeliklerinde (NEHRP, Eurocode-8, UBC 2000 vb) zemin sınıflarının
belirlenmesi, düşük deformasyon düzeylerindeki kayma modülünün ve elastisite
modülünün hesaplanması, sıvılaşma ve taşıma gücü analizlerinde kullanılmaktadır.
Makaslama dalga hızının güvenilir bir şekilde hesaplanmasında kullanılabilecek
yöntemlerden biri de Sismik Konik Penetrasyon Deneyidir (SCPT). Geoteknik
mühendisliğinde temel hedeflerden biri hızlı ve güvenilir sonuç almaktır. Etkili bir proje
entegre yöntemlerin düzenli ve ihtiyatlı kullanımı ile hayata geçirilebilir. Gerek CPT,
gerekse
SCPT
uygun
zeminlerde
ve
projelerde
kullanılabilecek
en
etkili
uygulamalardandır. CPT, geoteknik mühendisliği uygulamalarında tercih edilen ve ince
taneli (kohezyonlu) zeminlerde faydalı sonuçlar veren bir (in situ) deneydir. Deney,
standart ölçülere sahip bir konik ucun zemine sabit hızla batırılması esnasında zeminin
koni ucuna yansıttığı direncin ölçülmesi esasına dayanır. Deneyde 10 cm2 yüzey alanı
ve 60° uç açısı bulunan bir konik ucun hidrolik güç ile sabit hızla (2 cm/sn) zemin içine
itilir. Zeminin sonda ucuna gösterdiği direnç ve sondanın yanal yüzeyinde oluşan
sürtünme kuvvetinin ölçümü yapılır. İtme hızı, tüm deneylerde ve tüm zemin türlerinde
deney süresince sabit ve 20 ± 5 mm/sn’dir (ISSMFE-IRTP, 1989). CPT uygulaması ile
ölçülen konik uç direnci (qc) ve çeper sürtünmesi değerleri (fs), mühendislik yapıların ve
özellikle kazık projelendirilmesi yapılan temel mühendisliği uygulamalarında zemin
sınıflandırması, zemin taşıma gücü, zemin oturması, kazık/grup kazık ucu taşıma gücü
1
hesapları gibi statik analizlerde ve sıvılaşma gibi dinamik analizlerde yaygın
kullanılmaktadır.
Bununla birlikte CPT ekipmanına dahil edilen bir sismik penetrometre yardımıyla
yerinde doğrudan kayma/makaslama dalga hızı (Vs) değerleri ölçülebilmekte ve deney
SCPT adını almaktadır. SCPT’de penetrometre konik ucunun hemen arkasında birbirine
1.0 m ara mesafe ile yerleştirilmiş olan yatayda iki yönde (x,y) ve düşeyde bir yönde (z)
üçlü bir jeofon sistemine sahip iki sismometre yardımıyla Vs değeri istenilen derinlikte
ölçülebilmektedir. Sismik ölçümün yapılacağı derinlikte konik uç penetrasyonu
durdurulmakta ve zemin yüzeyine yerleştirilen bir kirişe bir balyoz aracılığı ile verilen
darbe yardımıyla makaslama dalgası oluşturulmakta ve deneyin yapıldığı derinlikte
penetrometre sisteminde yer alan sismometreler aracılığı ile makaslama dalgasının
jeofonlara ulaşma zamanı kaydedilmektedir. Sismometrelerin bağlı olduğu sistemin
zemin içerisinde hidrolik baskı yoluyla itilmesi, sismometrelerin zemin ile tam bir
mekanik temasını sağlamaktadır. Bu mekanik temas, sismik sinyalin net olmasını
sağlamakta ve çevreden kaynaklı gürültüyü de önlemektedir. Ayrıca sismometrenin
konumu ve derinliği çok hassas bir şekilde kontrol edilmektedir. Kiriş-balyoz
kaynağından sismometrelere dalganın ulaşma zamanı 1.0 m’lik aralıklar ile kayıt
edildiğinden, birbiri ile 1.0 m ara mesafede yerleştirilmiş jeofon kayıtları arasındaki
zaman farkından makaslama dalgasının 1.0 m’lik ara mesafelerdeki yol alma süreleri
hesaplanabilmektedir. Bu şekilde makaslama dalga hızının zemin profili içerisinde
derinlikle değişimi ölçülebilmektedir. SCPT uygulaması ile hesaplanan Vs değerinin
geoteknik/deprem mühendisliği uygulamalarında anahtar parametre olduğu tüm
araştırmacılar tarafından kabul edilmektedir. “National Earthquake Hazards Reduction
Program-Uniform Building Code (NEHRP–UBC)” ve “TS EN 1998-1 (Eurocode 8)”
gibi çağdaş deprem yönetmelikleri içerisinde zemin sınıflarının belirlenmesinde öncel
parametre Vs değeridir. Ayrıca Vs sıvılaşma analizleri ve deprem tepki analizlerinde
kullanılan temel parametrelerden biridir.
Bu tez çalışmasında, ikinci dereceden deprem bölgesinde yer alan Eskişehir ili Tepebaşı
merkez ilçesi sınırları içerisinde toplam 37 kuyuda yapılan CPT deneyinden derinliğe
bağlı olarak elde edilen qc ve fs değerleri ve aynı noktalarda yapılan SCPT deneyinden
2
derinliğe bağlı olarak elde edilen Vs değerleri kullanılarak Vs-(qc, fs ve Rf) arası
istatiskisel ilişkiler incelenmiş ve zemin türüne göre ampirik bağıntılar geliştirilmiştir.
SCPT uygulamasının yapıldığı 37 kuyunun 9 adetinde geçilen birim “kil ve siltli kil”,
28 adetinde ise “kil-kum ve kil-siltli kil-kum” birimi hakimdir.
3
2. KURAMSAL TEMELLER
2.1 Uygulanan İstatistiksel Çalışmalar
Mühendislik problemlerinde olasılık-istatistik yöntemlerinin kullanılması, önümüze
çıkan sorunların gerçekçi bir çözüme kavuşturulmasında oldukça önemlidir.
Mühendislik uygulaması ile belirlenen geoteknik parametrelerin rastgele değişkenler
olarak kabul edilerek kuramsal yaklaşımla ele alınması birçok problemde yeterli çözüm
sağlamamaktadır. Bir rastgele değişkenin olasılık dağılımını tam olarak belirleyebilmek
için o değişkene ait mümkün olabilecek gözlemlerin tümünden oluşan toplamının
gözlenmiş olması gerekmektedir (Bayazıt ve Oğuz, 1985).
Rastgele değişimlerin frekans analizinin yapılması veri yorumlanmasında çok
önemlidir. Belirli grafik özelliklerindeki bazı fonksiyonlar birçok rastgele değişkenin
dağılımlarını oldukça iyi ifade ettikleri görülmektedir. Mühendislik sorunu için bir
dağılım fonksiyonu seçildikten sonra eldeki örneğe dayanarak bu fonksiyonun bağımsız
değişkenlerinin seçilen fonksiyona uyup uymadığının saptanmasına çalışılır. Seçilen
fonksiyonun uyumuna karar verirken özellikleri hakkındaki bilgi ve deneyim önemlidir.
Karar verilirken eldeki örneklerden belirlenen histogram ile seçilen olasılık-yoğunluk
fonksiyonunun karşılaştırılması yapılır.
CPT ve SCPT deneyleri ile ölçülen qc, fs ve Vs geoteknik değişkenler arasındaki ilişkiler
incelenirken de öncelikli olarak bu değişkenlerin sıklık dağılımlarının incelenmesi
gerekmektedir.
Belirtilen bu geoteknik değişkenlerin sıklık dağılımları incelenirken gözlem sonuçlarını
tek bir değerde tanımlayabilmek amacıyla geoteknik değişkenlerin aritmetik ortalaması
ve varyansı hesaplanmalı ve ardından varyansın karekökü alınarak standart sapma
değeri belirlenmelidir.
Mühendislik uygulamalarında çoğu zaman aralarında istatistik anlamda bir ilişki
bulunan birden fazla rastgele değişkeni birlikte ele almak gerekir. Birçok problemde iki
4
ya da daha çok rastgele değişkenin aynı gözlem sırasında aldıkları değerlerin
birbirinden bağımsız olmadığı ve dolayısıyla bu değişkenler arasında bir ilişki
bulunduğu görülür. İki değişken arasında bir ilişki bulunması, bu değişkenlerden birinin
diğerinden etkilenmesi ya da her iki değişkenin başka değişkenlerden beraber
etkilenmelerinden kaynaklanır (Bayazıt ve Oğuz, 1985).
Bahsi geçen bu ilişkiler, her zaman deterministik yaklaşımda olmayabilir.
Değişkenlerden biri belli bir değer aralığında iken, diğerinin her zaman aynı değeri
alacağı söylenemez (Tün, 2003). İlişkide dikkate alınmayan diğer değişkenlerin
etkisiyle bu değer az çok farklı olabilir. Değişkenler arasında deterministik olmayan
bağıntının ortaya çıkartılması ve biçiminin belirlenmesi mühendislik uygulamalarında
önemlidir.
Bağıntı kullanılarak bir değişkenin alacağı değeri diğer bir değişkenin bilinen
değerlerine bağlı olarak kestirmek mümkün olur. Yapılan kestirim gerçek değeri tam
doğrulukla vermemekle beraber en yakın tahmin olur. Kestirilen değerin gerçek
değerden olan farkının, yani hata payının belli bir olasılıkla hangi sınırlar içerisinde
olacağı söylenebilir. Burada bahsedilen bağıntıyı tanımlayan matematiksel ifadeye
regresyon modeli adı verilir.
Çeşitli zemin parametrelerinin arazi veya laboratuar şartlarındaki değerleri arasındaki
ilişkiler, mühendislere gerek tasarım sırasında ışık tutmakta, gerekse çeşitli yöntemler
ile bulunan sonuçların tutarlılığını kontrol etme imkanı sağlamaktadır (Sivrikaya ve
Toğrol, 2009).
Arazi deneyleri yaygın şekilde aşağıda belirtilen durumlarda kullanılmaktadır:
•
Zeminlerin mühendislik özelliklerinin belirlenmesinde,
•
Zemin türü ve arazi profilinin belirlenmesinde,
•
Zemin davranışının kestiriminde,
•
Temel tasarımında,
•
Sıvılaşma potansiyeli kestiriminde,
•
Zemin iyileştirmelerinin kontrolünde.
5
Birçok alanda olduğu gibi, mühendislik uygulamalarında da örneklerin alınması,
deneylerin yapılmasındaki güçlükler ve yüksek maliyet nedeniyle sınırlı bilgiyle
yetinilmesi yoluna gidilmektedir. Bu yüzden; zemin parametrelerini mümkün olduğu
kadar az ve kolay elde edilebilen bilgiler ile belirlenmesi tercih edilmektedir.. Bu
bağlamda; ön tasarım aşamasında arazi deneylerinin sonuçlarından, mühendislik
parametrelerinin değerlerini tahmin etmek için çeşitli araştırmacılar tarafından
geliştirilmiş deneysel bağıntılar kullanılmaktadır.
Deneysel veya yarı-deneysel bağıntıların kullanımında çok dikkatli olunmalıdır.
Literatürde tavsiye edilen arazi deneyinden elde edilen değişken ile zemin mühendislik
özellikleri arasındaki ilişki, karmaşık ve yoruma açık hususlar olduğu gözlenmiştir
(Sivrikaya, 2003). Bunları kullanırken aşağıda belirtilen 4 husus çok önemlidir:
•
Regresyon modelindeki zeminin mühendislik özelliğinin, hangi deney tipi
sonuçları kullanılarak elde edildiği önemlidir. Her deney tipinden elde
edilen sonuçlar farklı olabileceğinden, geliştirilecek korelayon da farklı
olacaktır.
•
Regresyon modelinde kullanılan arazi değişkenlerinin, düzeltmeleri içerip
içermediği bilinmelidir.
•
Regresyon modeli elde edilirken, yapılan regresyon analizlerinde kaç veri
çifti kullanıldığı, korelasyon katsayısının ne olduğu ve bu ilişkilerin
anlamlılığı gibi istatistiksel analizlerin bilinmesi gerekir.
•
Regresyon modelinin hangi zemin sınıfı için geçerli olduğu belirtilmelidir.
Belirtilen bu hususlar dikkate alınmadan regresyon modellerini kullanmak, geoteknik
mühendisini yanlış sonuçlara ve dolayısıyla da ekonomik olmayan ya da güvenli
olmayan tasarımlara sevk edecektir. Geoteknik mühendisliğinde regresyon analizinin
temel amacı, zemin ya da kayayı tanımlayan değişkenler arasında anlamlı bir ilişki
bulunup bulunmadığının araştırılması ve böyle bir ilişki mevcut ise bu ilişkiyi ifade
eden matematiksel ifadeyi yani regresyon modelini belirlemek ve bu denklem
yardımıyla yapılacak kestirimlerin hata sınırlarını belirlemektir. Regresyon modelleri
kullanırken, özellikle istatistiksel değişkenleri (veri sayısı, korelasyon katsayısı ve
korelasyon denkleminin standart hatası) bilmek gerekmektedir.
6
Genellikle mühendislik alanında yapılan araştırmalarda, bir değişken başka değişkenler
yardımıyla tanımlanır. Değişkenler arasında bir ilişki olup olmadığını, eğer varsa bu
ilişkinin şeklini, yönünü ve derecesini araştırmak için istatistiğin regresyon ve
korelasyon analizi metotları kullanılır. Eğer değişkenler arası bir ilişkinin olduğu
bulunabiliyorsa, bu ilişki en iyi şekilde ancak bir matematiksel fonksiyon olarak
tanımlanabilir. Bu fonksiyon; ilişkinin şekline göre doğrusal veya doğrusal olmayan
denklem ile ifade edilebilir. Hangi tür fonksiyonun daha uygun olacağı elde edilen
serpilme diyagramının şeklinden anlaşılabilir (Bayazıt, 1996).
Regresyon analizi, iki değişken arasındaki ilişkinin yalnızca şeklini (en uygun doğru
veya eğri denklemini) belirlerken; kuvveti, yönü ve doğrunun veya eğrinin verilere
uygunluğunun derecesi hakkında bilgi vermez. İlişkinin yönünün, derecesinin ve
istatistiksel olarak anlamlılığının tayini korelasyon yoluyla yapılmakta ve örneklem
korelasyon katsayısı (R) ile ifade edilmektedir.
R’nin değeri -1 ile + 1 arasında değişebilmektedir. Mutlak değerinin 1 olması iki
değişkenin arasında fonksiyonel tam bir ilişki olduğunu, 0 olması ise değişkenlerin
birbirlerinden ilişkisiz olduğunu gösterir. R’nin mutlak değeri 0’dan 1’e doğru
büyüdükçe ilişki kuvvetlenir. R’nin eksi işaretli olması değişkenlerden birinin
artmasıyla diğerinin azaldığını gösterir. Korelasyon katsayısının (R) karesine eşit olan
“belirtme katsayısı” (R2), bağımlı değişkenin (Y) varyansının bağımsız değişkenin
değişiminden kaynaklanan yüzdesini verir. Bu nedenle R2, regresyon bağıntısının
anlamlılığının bir ölçüsüdür. R2’nin değeri 1’e yaklaştıkça regresyonun anlamlılığı
giderek artar (Toğrol ve Toğrol, 1967).
Ayrıca ede edilen regresyon denkleminin standart hatası (SE), elde edilen sonuçların
doğru veya eğri üzerinde hangi aralıkta değiştiğini göstermektedir. Tek başına R2 veya
SE anlam ifade etmez. Geliştirilen modelin istatistiksel anlamlılık açısından en uygun
olduğuna karar vermek için, geliştirilen modelin aynı anda hem en yüksek R (R=1) veya
R2 (R2=1)’ye ve hem de en düşük SE (SE=0)’ye sahip olması beklenir.
7
Tez çalışmasında; kil-silt, kil-kum ağırlıklı olan ve Ayday ve diğ (2001) tarafından yeni
alüvyon olarak tanımlanan birim üzerinde gerçekleştirilmiş olan SCPT uygulaması ile
hesaplanan Vs değeri ile CPT uygulaması ile ölçülen qc, fs ve hesaplanan Rf değişkenleri
arasındaki regresyon denklemleri elde edilmiş ve korelasyon katsayıları belirlenmiştir.
Çalışma alanında 37 farklı lokasyonda SCPT uygulaması yapılmış ve toplam 150 farklı
seviyede Vs değeri hesaplanmıştır. Çalışma alanında hakim zemin türü kil-silt ve kilkumdur. Tez çalışmasında öncelikli olarak CPT’den elde edilen qc, fs ve Rf değerleri
SCPT’den hesaplanan Vs değerinin frekans histogramları belirlenmiştir. Dağılımları
belirlenen değişkenler değerlendirilerek geoteknik değişkenler arası regresyon
denklemlerinin oluşturulmuştur.
qc, fs, Rf ve Vs frekans histogramları elde edildikten sonra, zemin değişkenlerinin
olasılık dağılım modellerinin bulunmasına çalışılmış ve geoteknik değişkenler arası
ilişkilerin doğrusal, logaritmik veya üstel dağılımlardan hangisini gösterdiğine karar
verilmeye çalışılmıştır. Bu işlem çalışma alanını oluşturan farklı zemin türleri için ayrı
ayrı gerçekleştirilmiş ve korelasyon katsayılarına göre uyumun olup olmadığı
araştırılmıtır.
8
2.2 Öncel Çalışmalar
Çizelge 2.1 Farklı zemin türleri için Vs, Gmax, qc ve fs arasındaki ilişkileri veren
çalışmalar
Yazar
İlişki
Zemin Türü
Sykora and Stokoe Vs = 0.52qc+134
(1983)
Vs = 54.8qc0.29
(qc, kg/cm2; Vs, m/sn)
İyisan ve Ansal Vs = 0.9qc+160
(1993)
Vs = 45qc0.41
(qc, kg/cm2; Vs, m/sn)
İyisan (1996)
Vs = 55.3qc0.377
Vs = 0.7qc+218
Vs = 41qc0.212σv461
(qc, kg/cm2; σv , t/m2; Vs,
m/sn)
Na et al (2005)
Vs/qc = 922Qn-0.84
Gmax /qc= 183Qn-0.73
(Qn = (qc/pa)/( σvo′/pa))
(qc, MPa; σvo′ , kPa; Vs, m/sn)
Anagnostopoulos Gmax= 62qc1.15
et al (2003)
Gmax= 50qc1.05
Gmax=58qc1.17
Hegazy
and Vs = 13.18qc0.192(σvo′)0.179
Mayne (1995)
Vs = 12.02qc0.319(fs)-0.0466
Vs=(10.1-logqt-11.4)1.67(fs/qt
100)0.3
(qt, kPa; fs, kPa)
Mayne and Rix Vs = 9.44(qt0.435/e00.532)
(1995)
(qt, kPa; Vs, m/sn)
Sınır Koşulları
(8<PI<300,
2<St<200+,
1<OCR<100+)
eo=68(qt0.818/Vs1.88)
Vs=1.75(qt)0.627
Baldi et al (1986) Go=Aqc
ve Jamiolkowski (Go, MPa; qc=MPa
(1988)
A=4-10 aralığı)
Baldi et al. (1989)
Kum
Tüm
% 81
Kil
Kum
Tüm
%80
%75
%82
Kum
Kum
%93.6
%73.6
Mekanik konic %84
%82
uç
Elektrik konik %85
uç
Tüm konik uç
Kum
Kum
Tüm Zeminler
İntak ve Fisürlü %83.2
Killer
Kil
Kohezyonsuz
zeminler
Vs = 277qt0.13(σvo′)0.27
(qt, MPa; σvo′ ,MPa; Vs, m/sn)
9
İlişki
Katsayısı
%78
%78
Kum ve İntak
Kil
%73.6
n=481
Çizelge 2.1 Farklı zemin türleri için Vs, Gmax, qc ve fs arasındaki ilişkileri veren
çalışmalar (devam)
Beliceli (2006)
Mayne (2006)
Tün (2003)
Vs = 47.27qc0.17
Tüm Zeminler %52
(qt, kPa; Vs, m/sn)
Vs=118.8 log(fs)+18.5
(fs, kPa; Vs, m/sn)
Vs=52.674 ln(qc)+109.29 Tüm Zeminler %95
Vs=246.91 e-0.1068Rf
Tüm Zeminler %93
Vs : Kayma dalga hızı, qc,qt : Konik uç direnci , fs : Konik çeper sürtünmesi, Rf: Sürtünme
Oranı, σv, σvo′: Efektif gerilme, Qn : Normalize edilmiş konik uç direnci, pa : Atmosferik basınç
(0.1 MPa veya 100 kPa), e0 : Boşluk oranı, PI : Plastisite indisi, OCR : Aşırı konsolidasyon
oranı, St : Duyarlılık
Vs, qc ve fs arasındaki ilişkiler çeşitli araştırmacılar tarafından incelenmiştir. Çizelge
2.1’ de bu çalışmalardan elde edilen oniki ampirik ilişki gösterilmiştir. Bu ilişkiler genel
itibariyle Vs ile qc arasındaki korelasyonları içerse de Baldi vd. (1989), Hegazy ve
Mayne (1995), İyisan (1996) ve Mayne (2006) gibi araştırmacılar fs veya efektif gerilme
(σ’v) değerini de bağıntılara eklemişlerdir. Bununla birlikte, Mayne and Rix (1995),
ilişkiye boşluk oranı (eo) değerini de ekleyerek bağıntının kullanılabileceği zemin türleri
için plastisite indisi (PI) ve aşırı konsolidasyon oranına (OCR) bağlı olarak sınır
koşulları geliştirmiştir.
qc’nin Vs ile değişiminin yanı sıra boyuna dalga hızı, Vp ve Gmax ile değişimini de
inceleyen çeşitli araştırmacılar olmuştur. Baldi vd. (1986), Jamiolkowski vd. (1988),
Anagnostopoulos vd. (2003) ve Na vd. (2005) Gmax ile qc arasında ampirik ilişkiler
kurmuşlardır. Bununla birlikte, Nauroy vd. (1998) ve Puech vd. (2002) Vp ile qc
arasındaki ilişkileri incelemişlerdir. Ancak bunlar Çizelge 2.1’ e eklenmemiştir.
İyisan ve Ansal (1993), 13.03.1992 Erzincan Depremi sonrasında, Erzincan’da aşağı
kuyu (down-hole) ve karşıt kuyu (cross-hole) sismik deneyleri sonucu elde ettikleri Vs
değeri ile aynı sahada yapılan CPT uygulaması sonucu hesaplanan qc değeri arasında
tüm zemin tipleri için geçerli ampirik ilişkiler geliştirmişlerdir. Çalıştıkları sahada
birimler; farklı seviye ve kalınlıklarda düşük plastisiteli siltli yer yer kumlu ve çakıllı
kil-killi silt (CL/ML), siltli çakıllı kum ya da kumlu çakıl (GM/GC, GW/GP, SM/SC,
SP/SM) şeklindedir. İyisan ve Ansal (1993), zemin kesitinde yer alan ve ortalama bir
hıza (m/sn) sahip tabaka içinde; ortalama bir qc değeri alarak Vs ile arasında doğrusal ve
10
doğrusal olmayan ilişkiler geliştirmişlerdir. Yaptıkları regresyon analizinde korelasyon
katsayısı % 81’dir. Elde ettikleri ilişki incelendiğinde, daha önce geliştirilen bağıntılara
göre İyisan ve Ansal (1993) bağıntısının daha büyük Vs değerleri verdiği görülmektedir.
Bunun sebebi, arazide uygulanan deney tekniklerinin farklılıklarından ve kullanılan veri
sayısından kaynaklanmaktadır. Ayrıca elde ettikleri bağıntıda zemin cinsi, derinlik ve
yeraltısuyu seviyeleri gibi faktörler dikkate alınmamıştır.
Sykora ve Stokoe (1983) tarafından ABD’de kumlu zeminler için Vs ve qc arasında
doğrusal ve doğrusal olmayan ilişkiler geliştirilmiştir. Geliştirilen ilişki CPT ve sismik
uygulamaların sonuçlarının kullanılmasıyla elde edilmiş ve korelasyon katsayısı % 78
olarak hesaplanmıştır.
İyisan (1996), Erzincan’da yapılan aşağı kuyu (down-hole) ve karşıt kuyu (cross-hole)
sismik deneyleri ile CPT uygulamasının sonuçlarını kullanarak
Vs ve qc arasında
doğrusal ve doğrusal olmayan ilişkiler geliştirmiştir. Elde ettiği ilişkilerde zemin tipi,
tane boyu (D50, mm), efektif örtü gerilmesi (σv, t/m2) ve derinliği dikkate almışlardır.
Çalıştıkları sahada zemin profili; siltli kum, kumlu çakıl, çakıllı kum ve bazı
lokasyonlarda siltli kumlu kil şeklindedir. İyisan (1996), Vs ve qc arasında killi birimler
için doğrusal olmayan bir ilişki; kumlu birimler için ise doğrusal bir ilişki geliştirmiştir.
Ayrıca Vs ve qc arasındaki ilişkiye efektif örtü gerilmesini de ekleyerek tüm zemin
tipleri için doğrusal olmayan bir ilişki elde etmiştir. Killi zeminler için geliştirilen
ilişkinin korealasyon katsayısı % 80, kumlu zeminler için % 75, efektif örtü
gerilmesinin eklendiği tüm zeminler için geçerli olan ilişki ise % 82’dir. Vs ve qc
arasında doğrusal olmayan ilişkiye efektif örtü gerilmesinin eklenmesi sonucu
korelasyon katsayısının arttığı gözlenmektedir.
Na vd. (2005), Singapur’da “Changi Uluslararası Havaalanı” içerisinde yer alan bir test
sahasının çeşitli insitu deneyler uygulamış ve geoteknik değişkenler arasında
korelasyonlar geliştirmiştir. Test sahasındaki hakim birim kum dolgudur. Jamiolkowski
(1995)’e göre kumlu birimde qc değeri; kumun minerolojik kompozisyonu, efektif
gerilme seviyesi ve in-situ yoğunluk ile kontrol edilir. Na (2002) qc’nin temel olarak insitu yoğunluk, üniformluk katsayısı (Cu) ve D60 değerine bağlı olduğunu bulmuştur. Na
11
vd. (2005), qc değeri ile relatif yoğunluk (Dr), içsel sürtüne açısı (ø), % 0.2 deformasyon
düzeyi için kayma modülü (Gc0.2%), % 0.001 deformasyon düzeyi için maksimum
kayma modülü (Gmax) ve Vs arasında ilişkiler geliştirmiştir. Bu amaçla uygulanan arazi
deneyleri; CPT, SCPT, dilatometre deneyi (DMT),
in-situ yoğunluk deneyi (DT),
presiyometre deneyi (SBPM) ve İsveç otoram sondalama deneyi (RST) şeklindedir. Na
vd. (2005) Vs ve Gmax ile normalize edilmiş uç direnci (Qn) arasında doğrusal olmayan
ilişkiler geliştirmiştir. Vs ve Qn arasındaki ilişkide korelasyon katsayısı % 93.6, Gmax ile
olan ilişki de ise % 73.6’dır.
Hegazy ve Mayne (1995), 24 lokasyondan elde edilen verileri kullanarak Vs ile qc ve fs
arasında doğrusal olmayan ilişkiler kurmuştur. Vs ve qc arasındaki ilişki de yerinde
efektif gerilme (σv) değeri de bağıntıya eklenmiştir. İlişkilerin geliştirildiği zemin tipi
kumlardır.
Anagnostopoulos vd. (2003), tüm zemin tiplerinde geçerli olan ve 107 test noktasından
alınan verileri kullanarak hem elektrik konik uç hem de mekanik konik uç (Begeman
tipi) için Gmax ile qc arasında ilişkiler geliştirmiştir. Çalışılan zemin profili; % 54 kilmarn, % 20 silt, % 20 kum ve % 6 çakıllı kum şeklindedir. Gmax değerleri, Seismocone
ve karşıt kuyu sismik deneyleri ile elde edilen Vs değerleri kullanılarak hesaplanmıştır.
Her iki konik uç ve tüm zemin tipleri için geliştirilen doğrusal olmayan ilişkinin
korelasyon katsayısı % 85’dir. Mekanik ve elektrik konik uç için ayrı ayrı geliştirilen
ilişkilere bakıldığında korelasyon katsayılarında düşme görülmektedir.
Baldi vd. (1986) ve Jamiolkowski vd. (1988) kohezyonsuz zeminlerde geçerli olan Gmax
ile qc arasında doğrusal bir ilişki geliştirmişlerdir. Bağıntıdaki A değeri, 4 ile 10
arasında değişen bir katsayıdır. Baldi vd. (1989), Vs ile qc arasında efektif jeostatik
gerilime (σv) bağlı olarak temiz kumlar ve sağlam killer için geçerli olan doğrusal
olmayan bir ilişki geliştirmiştir.
Mayne ve Rix (1995), sağlam ve fisürlü killi birimden oluşan 31 farklı sahadan elde
ettiği verileri kullanarak plastisite indisi (8<PI<300), duyarlılık (2<St<200+) ve aşırı
konsolidasyon gerilmesine (1<OCR<100+) bağlı olarak Vs ile qc arasında boşluk
12
oranını da (e0) dikkate alarak doğrusal olmayan ve korelasyon katsayısı % 83.2 olan bir
ilişki geliştirmiştir.
Mayne (2006), Vs ile fs arasında logaritmik bir ilişki geliştirmiştir.
Beliceli (2006), Eskişehir yerleşim yerinde gerçekleştirilen CPT ve SCPT verilerini
kullanarak Vs ile qc arasında doğrusal olmayan bir ilişki geliştirmiştir. Kullanılan
veriler toplam 37 lokasyondan elde edilmiştir. İlişki geliştirilirken zemin profili ve
yeraltısuyu seviyesi dikkate alınmamış ve korelasyon katsayısı % 52 olarak elde
edilmiştir. % 52 korelasyon katsayısı oldukça düşük olup bağıntıda gözle görülür bir
uyumsuzluğa işarettir.
Tün (2003) Eskişehir yerleşim yeri için 37 lokasyonda yapılan SCPT ve CPT verilerinin
kullanarak Vs-qc ve Vs-Rf arasında logaritmik ve üstel ilişkiler geliştirmiştir. Tün
(2003) toplam 245 seviyedeki veriyi kullanarak Vs-qc arasında korelasyon katsayısı 0.95
olan logaritmik bir ilişki, Vs-Rf arasında ise korelasyon katsayısı 0.93 olan üstel bir
ilişki bulmuştur.
2.3 Konik Penetrasyon Deneyi (CPT)
Konik penetrasyon deneyi (Schmertmann 1978, De Ruiter 1981, Meigh 1987,
Robertson ve Campanella 1989, Briaud ve Miran 1991), geoteknik mühendisliği
projelerinde oldukça yaygın kullanılan bir arazi deneyidir. ASTM D3441-98 standartı
ile uygulaması tanımlanmıştır. Bu deney ile ilgili ilk gelişmelerin çoğunluğu 1930’larda
ve yine 1950’lerde Batı Avrupa’da olmuştur. Çok değişik uygulama şekli ve düzeneği
kullanılmasına rağmen günümüzde kullanılan standart, Hollanda’da yapılan projelerden
çıkmış olup, bu nedenle “Dutch Konisi” olarak da adlandırılmaktadır.
Şekil 2.1 ’de görüldüğü gibi mekanik koni ve elektrik koni olmak üzere yaygın olarak
kullanılan iki çeşit koni bulunmaktadır. Her ikisi de 35.7 mm çapında ve 60° tepe açılı
koni şekilli bir uç ve 35.7 mm çaplı 133.7 mm uzunluktaki bir silindirik kol olmak üzere
iki kısımdan oluşmaktadır. Bir hidrolik ünite bu probu zemin içine sürer (ilk pozisyon)
13
ve sonra iç çubuklara bir kuvvet uygulanır. Bu uygulama konik ucu (Şekil 2.2) aşağıya
doğru uzatılmış pozisyona hareket ettirir.
Konik ucu uzatılmış pozisyona hareket
ettirmek için gerekli kuvvetin konik ucun kesit alanına bölümü qc olarak tanımlanır. Bu
iki adımlı işlemi sürekli tekrarlayarak, qc verileri farklı derinlikler için hesaplanır. qc
koni üzerine etkiyen toplam kuvvetin koninin kesit alanına (10 cm2) bölümü, fs kol
yüzeyine etkiyen toplam sürtünme kuvvetinin çeper alanına (150 cm2) bölümüdür.
Çeper sürtünmesi genellikle sürtünme oranı (Rf) cinsinden ve (fs/qc) x 100 olarak ifade
edilir.
Bu iki koninin çalışma şekli biraz farklı olup, mekanik koni aşamalı olarak zemine
sürülür ve yaklaşık 20 cm aralıklarda fs ve qc ölçümleri alınır. Elektrik koni ise, içinde
birim deformasyon ölçer aparatlar bulunduğu için derinliğe bağlı olarak fs ve qc sürekli
ölçebilir. CPT iki durumda da zemin profilini Standart Penetrasyon Testindekinden
(SPT) çok daha büyük hassasiyetle belirleyebilmektedir.
Şekil 2.1 Koni çeşitleri (Coduto 2005)
a. Mekanik koni (Begemann konisi), b. Elektrik konisi (Fugro konisi)
14
Şekil 2.2 Mekanik konik penetrometre ucuna örnekler-Dutch manto konisi (ASTM
2000)
CPT düzenekleri çoğu zaman Şekil 2.3’de görüldüğü gibi çift dingilli kamyona monte
edilir. Bu kamyonlarla tipik olarak 10-20 tonluk (100-200 kN) itki kuvveti sağlamak
mümkündür. Daha küçük ve paletli taşıyıcılar üzerine monte edilmiş düzeneklerde
mevcuttur. Eskişehir yerleşim yeri için yapılan CPT ve SCPT çalışmasında paletli
ekipman kullanılmıştır (Şekil 2.4). En yüksek baskı kuvveti 20 tondur. Konik
penetrometrenin çapı 10 cm2 dir.
15
Şekil 2.3 Kamyona monteli CPT sondaj düzeneği (Coduto, 2005)
Kamyonun içine yerleştirilmiş bir hidrolik kriko, kamyonun ağırlığını tepki olarak kullanmak
suretiyle koniyi zemine sürer
Şekil 2.4 Eskişehir yerleşim yerinde kullanılan paletli CPT ekipmanı (Ayday vd. 2001)
CPT uygulaması ile elde edilen qc ve fs değerleri boşluk suyu basıncı (u) değerine göre
düzeltilmektedir (Larsson 1995). Düzeltmede kullanılan değişkenlerin sonda üzerindeki
şematik gösterimi Şekil 2.5’de verilmiştir.
16
Şekil 2.5 qc ve fs değerlerinin u’ya bağlı olarak düzeltilmesinde kullanılan değişkenlerin
sonda üzerinde şematik gösterimi (Larsson 1995)
Konik uç direnci (qc):
qc=Fc/AT
qc (MPa), Fc (kgf), AT (mm2)
(2.1)
bağıntısıyla verilir. Burada Fc, konik uca etkiyen kuvvet; AT ise konik ucun toplam kesit
alanını göstermektedir.
Boşluk suyu basıncına bağlı olarak düzeltilmiş konik uç direnci (qt):
qt=qc + u(1-a)
qc (MPa), qt (MPa), u (t/m2)
(2.2)
a=AN/AT
AT (mm2), AN (mm2)
(2.3)
bağıntısıyla verilir. Burada u: boşluk suyu basıncı, a: sabit alan çarpanı ve AN: konik
ucun net kesit alanını göstermektedir.
17
Yanal sürtünme (fs):
fs (MPa), Fs (kgf), AS (mm2)
fs=Fs/As
(2.4)
bağıntısıyla verilir. Burada Fs: sürtünme koluna etkiyen yanal sürtünme kuvveti ve As:
sürtünme kolunun alanını göstermektedir.
Boşluk suyu basıncına bağlı olarak düzeltilmiş yanal sürtünme (ft):
ft= fs – ((uAL- uuAu)/As)
fs (MPa), ft (MPa),AL , AU , AS (mm2), u (t/m2)
(2.5)
bağıntısıyla verilir. Burada AL: sürtünme kolunun alt kesit alanı, Au: sürtünme kolunun
üst kesit alanı ve uu: sürtünme kolunun üst kesit alanına etkiyen boşluk suyu basıncını
göstermektedir.
CPT deneyinden dolaylı olarak elde edilen ve yorumlamada doğrudan kullanılan
Sürtünme Oranı (Rf):
Rf (%)=(ft/qt).100
Rf (%),ft (MPa), qt (MPa)
(2.6)
bağıntısı ile ifade edilir.
CPT üzerinde çok kapsamlı araştırmalar yapılmış ve buna bağlı olarakda gelişmeler
kaydedilmiş olup (Robertson ve Campanella 1983), bu yüzdende uygulamacı mühendis
için giderek daha faydalı olmaya başlamıştır. Diğer arazi deneylerine göre birçok
avantajı olsa da, CPT’nin en azından üç önemli dezavantajı vardır:
•
Zemin numunesi alınamadığından zemin üzerinde ayrıntılı inceleme fırsatı
yoktur,
•
Önemli miktarda çakıl içeren zeminlerde kullanılamaz veya kullanılsa bile
verdiği sonuçlar güvenli değildir,
•
Bu deneydeki penetrasyon maliyeti sondaj kuyusu açmaktan daha az olsada,
CPT deneyini gerçekleştirmek için özel bir sondaj düzeneği oluşturmak
gereklidir.
Bununla birlikte CPT, özellikle zemin profilini değerlendirmede faydalı ve ucuz bir
yöntemdir. Derinliğe bağlı olarak verileri (elektrik koni ile) sürekli kayıt
edilebildiğinden, CPT stratigrafideki küçük değişimleri de tespit edebilir. Bu nedenle,
18
yer altı araştırmasının ilk aşamasında mühendisler çoğunlukla CPT kullanmakta ve
ikinci aşamadaki sondaj ve numune alımı işlemlerinden önemli ölçüde tasarruf
etmektedirler. CPT’den ayrıca zeminin mühendislik özelliklerini değerlendirmede
deneysel ilişkiler kullanarakta yararlanılabilir. Kohezyonsuz zeminlerde kullanılması
öngörülen ilişkiler genellikle daha doğru olup, bu nedenle de daha yaygın olarak
kullanılmaktadır. Aşırı boşluk suyu basıncının olmasından ve başka nedenlerden dolayı
kohezyonlu zeminlerde çoğu zaman doğruluk derecesi daha azdır. Ancak, piyezokoniler
ile bu problemin üstesinden gelinebilir. CPT sonuçları ile temel davranışı arasında
doğrudan ilişki kuran modeller de vardır. Bu tip ilişkiler özellikle derin temellerin
tasarımında, sürtünmeli kazık projelendirmelerinde son derece faydalıdır.
CPT yönteminde Robertson ve Campanella (1983) tarafından verilen ilişki modeli
kullanılarak zemin sınıflaması yapmak mümkündür. Bunun yanında kayma dayanımı ile
konik uç direnci arasında (Robertson ve Capanella 1983), relatif sıkılık (Dr) ile konik uç
direnci arasında (Kulhawy ve Mayne 1990), SPT-N değeri ile konik uç direnci arasında
(Kulhawy ve Wayne 1990) ilişkiler mevcuttur.
2.4 Sismik Konik Penetrasyon Deneyi (SCPT)
SCPT uygulaması, standart bir CPT konik ucuna sismik algılayıcının eklenmesi ile elde
edilen SCPT probu yardımıyla yapılır. Penetrometre konik ucun hemen arkasında
birbirine 1 m ara mesafe ile yerleştirilmiş olan, yatayda iki ve düşeyde bir yönde üçlü
jeofon sisteminteki iki sismometre aracılığıyla Vs hızı istenilen derinliklerde
hesaplanabilmektedir. Sismik penetrometre tipik kesiti Şekil 2.6’da verilmiştir.
Temel zemininin geodinamik değişkenlerinin belirlenmesi amacıyla SCPT ölçümü
düşeyde 1.0 m ara mesafeyle gerçekleştirilebilir. Sismik ölçümün yapılacağı derinlikte
konik uç penetrasyonu durdurulmakta ve yüzeye yerleştirilen bir kirişe bir balyoz
aracılığıyla verilen darbe ile kayma dalgası oluşturulmakta ve deneyin yapıldığı
derinlikte penetrometre sisteminde yer alan algılayıcılar aracılığı ile kayma dalgasının
jeofonlara ulaşma zamanı kayıt edilmektedir. Jeofonların bağlı olduğu sistemin zemin
içerisinde hidrolik baskı yolu ile itilmesi, sismometrelerin zemin ile tam bir mekanik
19
temasını sağlamaktadır. Bu durum elde edilen sinyalin oldukça net olmasını sağlamakla
birlikte çevre gürültüsünden dolayı meydana gelen sismik sinyallerdeki gürültüyü
önlemektedir. Buna ilaveten jeofonların konumu ve derinliği hassas bir şekilde kontrol
edilebilmektedir. Kiriş-balyoz kaynağından jeofonlara sismik dalganın ulaşma zamanı
1.0 m’lik aralıklarla kayıt edildiğinde, birbiri ile 1.0 m ara mesafede yerleştirilmiş
jeofon kayıtları arasındaki zaman farkından kayma dalgasının 1.0 m’lik mesafelerdeki
yol alma süreleri hesaplanabilmektedir. Bu şekilde kayma dalgası hızının zemin profili
içerisindeki
derinlikle
değişimi
ölçülebilmektedir.
oluşturulması Şekil 2.7’de verilmiştir.
20
SCPT
ile
sismik
sinyalin
Şekil 2.6 Tipik sismik penetrometre kesiti
21
Şekil 2.7 SCPT ekipmanı ile sismik sinyalin oluşturulması (Beliceli 2006)
SCPT ile Vs hızının hesaplanmasını gösterir şematik gösterim Şekil 2.8’de verilmiştir.
Şekil 2.8 Kayma dalga hızının hesabı (Beliceli 2006)
22
SCPT ile üretilen kayma dalga hızı:
Vs = (L2-L1)/(t2-t1)
Vs (m/sn), L (m), t (sn)
(2.7)
Li=(zi2+xi2)1/2
L (m), z (m), x (m)
(2.8)
bağıntısıyla hesaplanır. Bu bağıntıda L: Kaynak-alıcı uzaklığı, t: Sismik sinyalin sismik
alıcıya varış zamanı, z: Sismik alıcının bulunduğu derinlik, x: Atış mesafesidir.
23
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1 Çalışma Alanı
Çalışma alanı Eskişehir ili Tepebaşı merkez ilçe belediyesi sınırını kapsamaktadır (Şekil
3.1). Çalışma alanı, kuzeyde Muttalip mahallesi, güneyde Meşelik mevkii, doğuda
Organize Sanayi Bölgesi, batıda Muratkent arasında kalmaktadır. D-B yönünde 17.9
km, K-G yönünde ise yaklaşık 10 km’dir.
Şekil 3.1 Çalışma alanı konumu, geoteknik ve sismik araştırma lokasyonları (Dikmen
2009)
Çalışma alanının denizden yüksekliği 779 m ile 800 m arasında değişmektedir. En
önemli akarsuyu Porsuk Çayı’dır. Güneyden gelerek çalışma alanına giren Porsuk Çayı,
24
çalışma alanını D-B yönünde ikiye böler (Şekil 3.1). Çalışma alanında yerleşimin
yoğunlaştığı lokasyonlarda genellikle arazi düz ve eğim açısı 5°’den azdır. Yerleşim
yerinin güneyinde topoğrafyanın yükselmesi ile birlikte eğimde artmakta ve eğim 10°20° arasında değişmektedir. Çalışma alanı Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Deprem
Bölgeleri sınıflamasına göre ikinci dereceden risk alanındadır ve 1999 İzmit
Depremi’nde (M=7.4) hasar görmüştür.
3.2 Çalışma Alanının Jeolojisi
Çalışma alanının jeolojisi, Anadolu Üniversitesi Uydu ve Uzay Bilimleri Araştırma
Enstitüsü tarafından “Eskişehir Yerleşim Yerinin Yerleşim Amaçlı Jeoloji ve Jeoteknik
Etüt Raporu” kapsamında ayrıntılı olarak incelenmiş ve tüm litolojik birimler yerinde
gözlenmiştir. Çalışma alanının stratigrafik kolon kesiti Şekil 3.2’de ve ayrıntılı jeoloji
haritası Şekil 3.3’de verilmiştir. Çalışma alanında CPT ve SCPT uyguaması yapılan
Eski Alüvyon (QAl1) ve Yeni Alüvyon (QAl2) birimin özellikleri, alt bölümlerde
verilmiştir.
25
Şekil 3.2 Eskişehir ve civarına ait genel stratigrafik kesit
26
Şekil 3.3 Çalışma alanı jeoloji haritası (Ayday vd. 2001)
3.2.1 Eski alüvyon (QAl1)
Bu birim, yeni alüvyon ile birlikte Eskişehir yerleşim alanının önemli bir bölümünü
kaplar. Eski alüvyon, D-B veya KB-GD yönünde uzanan eski akarsuların taşıyıp
bıraktığı tortullardan oluşmuştur (Şekil 3.4). En iyi gözlenebildiği yüzeylemeler,
Anadolu Üniversitesi Yunusemre Yerleşkesi içinde bulunan atölye binalarının
arkasındaki yarmalar, Eskişehir Anadolu Lisesi’nin ve Çevre Yolu’nun civarı, Küçük
Sanayi Sitesi’nin güneybatısında bulunan yerlerdir. Bu birim, tamamen Tepebaşı
Belediyesi’ne ait mahalleleri kapsar. Bu belediyenin sınırları içinde bulunan Şirintepe,
Seyrantepe ve Uluönder Mahalleleri’nin tamamı; Çamlıca Mahallesi’nin kuzey tarafları
(Yunuskent) hariç tüm alanları; Zincirkuyu Mahallesi’nin kuzey tarafları; Yeşiltepe
Mahallesi’nin orta ve güney kesimleri; Esentepe Mahallesi’nin orta kesimleri bu birimin
üzerinde bulunur (Ayday vd. 2001).
27
Şekil 3.4 Tepebaşı Mahallesi’nde yüzeylenen eski alüvyon (Ayday vd. 2001)
Eski alüvyonun en üst seviyesi killi ve kireçtaşı birikiminden oluşan ince sert bir
seviyeden oluşur. Tüm yüzeylemelerde bu durumu görmek mümkündür. Bu seviyenin
asit ile köpürdüğü, mercek ile taze yüzeyine bakıldığında içinde kil boyutunun üzerinde
başka malzemelere ait taneler ve boşluklar olduğu gözlenir. Bu seviyenin rengi
beyazdır. Bu seviyenin altında ince kum-silt, iri kum seviyeleri gelir. Seviyelerin
kalınlıkları 5-15 cm arasındadır ve devamlı tabakalanma gösterirler. Bu seviyelerin
altında konglomera gözlenir. Konglomera içindeki çakıl boyutu 3-5 cm arasındadır ve
çakıllar peridotit, diyabaz, gabro, çört ve kireçtaşından oluşur. Bu seviyede belirgin bir
tabakalanma gözlenmez ve yer yer kamalanarak merceksi bir yapı oluştururlar. Bu
seviyenin altında çimento malzemesinin karbonat olduğu asit ile denenerek
anlaşılmıştır. Kumtaşı seviyeleri oldukça gevşektir ve el ile ufalanır. Buna karşın üst
seviyeyi oluşturan killi kireçtaşı sert olup, oldukça zor ufalanır (Ayday vd. 2001).
3.2.2 Yeni alüvyon (QAl2)
Yeni alüvyon olarak adlandırılan bu birim, Eskişehir ve civarının en genç birimidir.
Eskişehir yerleşim alanı içinde en geniş alanları kaplar. Tepebaşı Belediyesi’nin eski
alüvyon dışında bulunan tüm mahalleleri bu birimin üstünde yer alır. Odunpazarı
28
Belediyesi’nin kuzey sınırı boyunca ve Porsuk Çayı’na sınırı olan mahalleleri aynı
şekilde bu birimin üstünde yer alır. Bu birim Eskişehir Ovası’nı dolduran gevşek
tortullardan oluşmuştur. Taneler arasında çimentolanmadan bahsetmek olanaksızdır
(Ayday vd. 2001).
Şekil 3.5 Hasan Polatkan Bulvarı sonu, yeni alüvyon profili (Ayday vd. 2001)
Bu birimin en üst seviyesini oluşturan organik toprak görünümündeki seviyenin
kalınlığı yer yer değişir. Genellikle bu seviyenin altında silt yüzdesinin daha fazla
olduğu siltli-kum gelir. Bu seviyenin rengi açık sarı ve sarıdır. Bazı yerlerde bu
seviyenin altında kalın kil seviyesi gelir. Daha alt seviyelerde kum seviyesi ve onun
altında sitli-kum gelir. Alta doğru kum yüzdesi artar ve çakıllı-kum seviyeleri başlar
(Ayday vd. 2001).
29
3.3 Eskişehir ve Civarının Sismotektonik Özellikleri
Eşkişehir ili 1999 İzmit Depremi’nden (Mw=7.4) etkilenmiş ve yıkılan yapılar olmuştur
(Dikmen 2009). Eskişehir yerleşim yeri, Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (AIGM
1996)’na göre II. Derece deprem bölgesi içerisinde kalmaktadır (Şekil 3.6). Bu nedenle
çalışma sahası ve çevresi için Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki
Yönetmelik (2007) gereği hem mühendislik yapılarının projelendirilmesi aşamasında
hem de geoteknik deprem mühendisliği analizlerinde (sıvılaşma, dinamik şev/yamaç
stabilite analizi) tasarım/proje ivmesi en az 0.3 g en çok 0.4 g olarak alınması
öngörülmektedir.
Şekil 3.6 Eskişehir yerleşim yeri ve civarı Deprem Bölgeleri Haritası
Ayday vd. (2001) tarafından Eskişehir yerleşim yeri ve civarı için (38.15-41.35) N –
(28.90-32.10) E koordinatları içerisinde kalan deprem aktiviteler taranmıştır. Belirtilen
koordinatlar içerisine 15913 adet veri düşmektedir ve en düşük büyüklük 1.0, en büyük
magnitüd 7.4’dür. Magnitüd aralığı 3.0≤M<4.0 olan deprem sayısı 4107, 4.0≤M<7.5
30
olan deprem sayısı ise 604’dür. Sismik aktivitenin arttığı yerlerin, tektonik hatların
karşılık geldiği gözlenmiştir (Ayday vd. 2001, Beliceli 2006).
Çeşitli araştırmacılar tarafından verilen ivme-uzaklık azalım ilişkiler kullanılarak,
Eskişehir Fay Zonu üzerinde meydana gelebilecek 6.5 büyüklüğündeki bir depremin
Eskişehir yerleşim yerinde oluşturacağı maksimum yatay yer ivmesi değeri 0.319 g
olarak hesaplanmıştır (Ayday vd. 2001, Beliceli 2006). 1956 Eskişehir Depremi’nin
odak derinliği 40 km’dir. Bu depremin odak derinliği hesaplara ilave edildiğinde
maksimum yatay yer ivmesi 0.161 g olarak hesaplanmaktadır (Beliceli 2006). Şekil 3.7’
de çalışma alanını etkileyebilecek tektonik hatlar gösterilmiştir. Eskişehir Fay Zonu ve
Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ), Eskişehir yerleşim yerine en yakın tektonik
hatlardır (Dikmen 2009).
Şekil 3.7 Çalışma sahası ve çevresi sismotektonik haritası (Dikmen 2009)
Ayday vd. (2001) tarafından Eskişehir yerleşim yerini etkileyebilecek farklı maksimum
yatay yer ivmesi değerlerinin oluşabilme olasılıkları hesaplanmıştır.
31
3.4 Geoteknik Sondajlar, CPT, SCPT, Sismik Araştırmalar ve Laboratuar
Deneyleri
Ayday vd. (2001) tarafından çalışma alanında CPT ve SCPT çalışmaları yapılmıştır.
Ayrıca çalışma bölgesinde Ankara Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği tarafından sismik
çalışmalar yapılmıştır (Başokur vd. 2008). Çalışma bölgesinde Ayday vd. (2001)
tarafından araştırma çukurları açılarak veya mevcut açık bina temellerinden örselenmiş
ve örselenmemiş numuneler toplanmış ve zemin mekaniği deneyleri yapılmıştır. Kaya
birimleri üzerinde Schmidt Çekici deneyi uygulanarak kaya birimlerin basınç dayanım
özelliklerinin elde edilmesine çalışılmıştır (Ayday vd. 2001).
Geoteknik sondaj lokasyonları, çalışma alanında gelişigüzel dağıtılmaya çalışılmış ve
alüvyon birim içinde yer almasına özen gösterilmiştir. Mekanik sondajlar, Anadolu
Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü öğretim üyelerinin nezaretinde 2000-2001 yılı
yaz aylarında yapılmıştır (Ayday vd. 2001). Çalışma alanında 4.5 m ile 30.45 m
arasında değişen derinliklerde 264 farklı lokasyonda, D-200 (Polmak Makine İmalat
A.Ş.)
model
sondaj
makinesi
kullanılarak
gerçekleştirilen
sondajlarda
SPT
uygulanmıştır (Ayday vd. 2001, Dikmen 2009).
SPT, geoteknik uygulamalarda 1920’lerden beri yaygın kullanılan bir arazi deneydir.
Deney, 63.5 kg ağırlıktaki şahmerdanın 0.76 m yükseklikten düşürülerek standart bir
numune alıcı ucun zemine çakılması ile gerçekleştirilir. Sondaj tabanından itibaren
yapılan deneyde numune alıcı uç, zemine 150 mm’lik üç aşamada toplam 0.45 m
çakılır. Her bir 150 mm ilerleme için gerekli darbe sayısı, kayıt edilir. İlk 150 mm
penetrasyon için gerekli darbe sayısı, sondaj tabanındaki zeminde örselenme olduğu
gerekçesi ile ihmal edilir. İkinci ve üçüncü 150 mm penetrasyon sayısı veya standart
penetrasyon direnci (N30) olarak dikkate alınır (Toğrol ve Tan 2003).
Çalışma alanında N60 değerleri, 1-5 ve 5-10 aralığında değişmektedir. 1-5 aralığındaki
N60 değerleri “çok gevşek zemin”, 5-10 aralığındaki N60 değerleri ise “gevşek zemin”i
temsil etmektedir. Çalışma alanında 2.0 m derinlikte kum ve silt miktarının %30-40’ın
üstünde olduğu kısımlara karşılık gelen N60 değerleri < 10 şeklindedir. 5.0 m derinlikte
32
ise N60 değerleri 1-5 ve 5-10 aralığındadır ve bu kısımlar kum miktarı yüzdesinin
yüksek olduğu seviyelerdir (Ayday vd. 2001).
Çalışma alanında gerçekleştirilen TS 1901 standartına uygun olarak sondajlardan alınan
numuneler üzerinde zeminin dayanım ve geçirimlilik özelliklerinin belirlenmesi
amacıyla; Anadolu Üniversitesi Zemin Mekaniği Laboratuarı’nda deneyler yapılmıştır.
Ayrıca bazı geoteknik sondajlar ve laboratuar deneyleri, Eskişehir Belediyesi Zemin ve
Yapı Kontrol Laboratuarı ve Hacettepe Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü
Labortuarı’nda gerçekleştirilmiştir (Ayday vd. 2001). Alınan numuneler üzerinde su
içeriği, özgül ağırlık, kıvam limitleri, elek ve hidrometre analizleri yapılmıştır (Ayday
vd. 2001).
Kaya birimlerinin bulunduğu yerlerden örnekler alınmış ve arazide
kayaçları tek
eksenli basınç dayanım özelliklerini ampirik olarak belirlemeye yarayacak L-Tipi
Schmidt Çekici ile geri sıçrama değerleri okunmuş ve dayanım özellikleri deneysel
olarak belirlenmiştir. Süreksizlik gözlenen kaya mostralarında süreksizlik analizleri
yapılarak kayaçların teorik kaya kalite değeri (RQDt) ortaya konmaya çalışılmıştır
(Ayday vd. 2001).
Ayrıca 45 ayrı lokasyonda 4.0 m ile 15.0 m arasında değişen derinliklerde CPT
uygulaması yapılmıştır (Ayday vd. 2001, Dikmen 2009). CPT uygulaması ile ölçülen
değişkenler; qc, fs ve toplam boşluk suyu basıncı (u)’ dır. Ardından bu değerler boşluk
suyu basıncına göre düzeltilerek; düzeltilmiş qT ve fT değerleri elde edilmiştir. Arazide
verilerin kayıt edilmesinde CPTLOG yazılımı kullanılmıştır. Deney esnasında elde
edilen verilerin derinliğe bağlı değişimleri, analog olarak PC ekranından takip edilir
(Ayday vd. 2001).
Ayday vd. (2001) tarafından ölçülen veriler, CPT-pro yazılımı yardımıyla
değerlendirilerek qc ve fs değerlerinin derinlikle değişimi ve zemin profili belirlenmiştir.
Çalışma alanından örnek bir profil Şekil 3.8’de verilmiştir.
33
Şekil 3.8 Konik penetrasyon testi (CPT) ile elde edilmiş tipik bir zemin profili ve
ölçülen değişkenlerin derinlikle değişimleri, Hal Binası (Ayday vd. 2001).
Çalışma alanında 45 lokasyonda SCPT uygulaması yapılmış ve Vs hızı değerleri
hesaplanmıştır. SCPT uygulaması sonucu elde edilen veriler SCPT-DAA yazılımı
kullanılarak işlenmiş ve istenilen seviyelerin Vs hızları hesaplanmıştır. Şekil 3.9.a,b’de
çalışma sahasında hesaplanmış Vs hızı logları verilmiştir.
34
(a)
(b)
Şekil 3.9 SCPT uygulaması ile hesaplanmış kayma dalga hızı logu (Ayday vd. 2001)
a. Sol vuruş değerleri (Gazi İlköğretim Okulu), b. Sağ vuruş değerleri (Gazi İlköğretim Okulu)
35
SCPT uygulaması ile çalışma alanında 50 m/sn ile 650 m/sn aralığında değişen Vs hızı
değerleri ölçülmüştür. Çalışma alanındaki zeminlerin ölçülen Vs hızı aşağıdaki gibidir:
Nebati toprak+kil Vs= 50 m/sn-110 m/sn, Siltli kil, kil-killi silt, siltli kil Vs= 110 m/sn170 m/sn, Kumlu-siltli kum-killi kum Vs= 170 m/sn-230 m/sn, Çakıllı-kumlu çakıl Vs=
230 m/sn-350 m/sn’dir (Ayday vd. 2001).
Ayday vd. (2001) tarafından yapılan çalışmada geoteknik sondaj, CPT ve araştırma
çukurlarından elde edilen veriler tümüyle Yeni Alüvyonu (QAl2) temsil etmektedir.
Eski Alüvyondan (QAl1) elde edilen veriler ise ayrı bir şekilde Ayday vd. (2001)
tarafından değerlendirilmiştir. Çalışma alanında gerçekleştirilen CPT ve SCPT
uygulamalarının koordinatları ve derinlikleri Çizelge 3.1’de verilmiştir. Ayrıca CPT
kuyularında ölçülen yer altı suyu seviyeleri de (YASS) Çizelge 3.2’de verilmiştir.
Çizelge 3.1 Çalışma alanında gerçekleştirilen CPT ve SCPT uygulama lokasyonları
(Ayday vd. 2001)
No
X
Y
h (m)
No
X
Y
h (m)
SCPT1
286249 4407309 8.18
SCPT24 287040 4404874 5.88
SCPT2
286303 4406843 7.66
SCPT25 285755 4405937 7.54
SCPT3
286407 4406824 9.04
SCPT26 286519 4405446 6.18
SCPT4
286441 4407082 9.60
SCPT27 289073 4405600 8.56
SCPT5
286658 4406766 8.68
SCPT28 290508 4405039 4.36
SCPT6
286190 4405708 4.92
SCPT29 291431 4405446 6.08
SCPT7
287217 4407581 11.00 SCPT30 286798 4405980 8.04
SCPT8
287240 4407947 9.86
SCPT31 287258 4405891 7.76
SCPT9
289157 4407310 7.02
SCPT32 287411 4405443 8.76
SCPT10 290499 4407944 9.56
SCPT33 287833 4405490 7.76
SCPT11 286506 4408015 11.68 SCPT34 286910 4406788 8.94
SCPT12 289990 4406454 9.60
SCPT35 288677 4406552 8.10
SCPT13 289808 4405740 8.20
SCPT36 284658 4406307 9.58
SCPT14 288328 4407902 9.30
SCPT37 287742 4406738 9.42
SCPT15 288242 4407169 8.96
SCPT38 283515 4405712 9.44
SCPT16 287820 4406175 6.22
SCPT39 282851 4402805 9.42
36
Çizelge 3.1 Çalışma alanında gerçekleştirilen CPT ve SCPT uygulama lokasyonları
(Ayday vd. 2001) (devam)
SCPT17 285812 4406489 9.20
SCPT40 286580 4409519 12.00
SCPT18 284025 4406153 9.22
SCPT41 299838 4403599 4.72
SCPT19 281845 4408873 10.40 SCPT42 299890 4403584 5.38
SCPT20 281343 4408107 6.78
SCPT43 299821 4403565 10.06
SCPT21 283365 4404927 13.48 SCPT44 299769 4403511 3.58
SCPT22 284711 4405033 7.70
SCPT45 299807 4403491 4.78
SCPT23 285850 4404669 11.10
Çizelge 3.2 CPT kuyularında ölçülen yeraltısuyu seviyeleri (YASS) (Ayday vd. 2001)
No
YASS (m)
No
YASS (m)
No
YASS (m)
CPT-1
4.10
CPT-16
4.76
CPT-31
3.20
CPT-2
3.50
CPT-17
4.50
CPT-32
3.90
CPT-3
3.50
CPT-18
5.00
CPT-33
3.80
CPT-4
5.00
CPT-19
3.90
CPT-34
4.20
CPT-5
4.25
CPT-20
3.90
CPT-35
6.25
CPT-6
4.00
CPT-21
2.60
CPT-36
4.50
CPT-7
5.30
CPT-22
3.90
CPT-37
4.60
CPT-8
3.90
CPT-23
4.00
CPT-38
3.40
CPT-9
5.50
CPT-24
2.50
CPT-39
4.80
CPT-10
5.50
CPT-25
4.00
CPT-40
7.50
CPT-11
8.75
CPT-26
3.00
CPT-41
-
CPT-12
6.00
CPT-27
4.20
CPT-42
-
CPT-13
5.75
CPT-28
-
CPT-43
-
CPT-14
6.00
CPT-29
4.00
CPT-44
-
CPT-15
4.80
CPT-30
3.70
CPT-45
-
37
3.5 Çalışma Alanı Zemininin Dane Boyu Dağılımı
Bir zeminin içerdiği danelerin biçimi, boyutu ve bunların yüzde olarak dağılımı,
özellikle iri daneli ortamlarda fiziksel ve mekanik özellikleri etkiler. Buna bağlı olarak
zeminlerin sınıflandırılması öncelikle dane dağılım özellikleri dikkate alınarak yapılır.
Zemin mekaniğinin ilgilendiği dane boyutları kabaca 100 mm’den 2 mikrona (0.002
mm = 2µm) kadar aralıkta değişir. Bir diğer deyişle, boyut aralığı 108 mertebesinde olan
bir dağılım söz konusudur. Zeminlerin dayanım ve geçirimlilik özelliklerinin
belirlenmesinde dane boyutu, kritik parametrelerden biridir.
Ayday vd. (2001) tarafından çalışma alanında dane boyutu değişimleri mahallelere göre
incelenmiştir. Yeni alüvyon (QAl2), Eskişehir Ovası’nda gözlenen en genç ve yaygın
birimdir. Birimin en üst seviyesini, kalınlığı 0.50-0.75 m arasında değişen organik
toprak+dolgu oluşturmaktadır. Bu seviye genellikle çalışma alanının güneybatısı hariç,
bej ve açık kahve renkli killi-siltli olarak gözlenir. Kuru olduğu zamanlar oldukça sert
ve elde zor ufalanır. Çalışma alanının güneybatısında Osmangazi Üniversitesi ile Vişne
Evleri civarında yapılan geoteknik sondajların üst seviyelerinde ise kırmızı renkli kil
egemendir. Bu seviyenin, Mamuca formasyonunun konglomera üyesinin (ÜE1)
bozuşması sonucunda oluştuğu düşünülmektedir (Ayday vd. 2001). Hacettepe
Üniversitesi’nde yapılan X-ray analizleri sonucunda simektit olduğu anlaşılmıştır.
Porsuk Çayı’nın kuzeyinde Seker Mahallesi civarındaki geoteknik sondajlarda 2.0 m
civarında çakıllı seviyeler geçilmektedir. Arifiye Mahallesi civarında da aynı şekilde 2.0
m’de çakıllı seviyeler gözlenmiştir. Çalışma alanı merkezinde ve Osmangazi
Mahallesi’ndeki geoteknik sondajlar da ise yaklaşık 5.0 m derinlikte çakıllı seviyeler
geçilmekte ve çakıl yüzdeleri artmaktadır (Ayday vd. 2001).
Gündoğdu ve Gökmeydan Mahalleleri’nin Porsuk Çayı kıyısında, 71 Evler, Emek
Mahallesi kuzeyinde gerçekleştirilen geoteknik sondajlarda kumlu seviyeler 2.0 m’de
gözlenmektedir. Hosnudiye, Ertuğrulgazi, Fevziçakmak, Işıklar, Mamure, M. Kemal
Paşa, Hacıalibey, İhsaniye Mahalleleri çalışma alanında 5.0 m’de kumlu seviyelerin
arttığı lokasyonlardır (Ayday vd. 2001).
38
Çalışma alanında yaklaşık 2.0 m derinlikte yoğun bir şekilde silt kesildiği
gözlenmektedir. Porsuk Çayı’nın Eskişehir’den Alpu Ovası’na doğru aktığı yerin doğu
kısmı hariç, Porsuk Çayı’nın yerleşim yerine girdiği yerden başlayarak kuzey ve
güneyinde bulunan geoteknik sondajlarda silt seviyelerinin kesildiği gözlenmektedir.
5.0 m sonrası silt seviyelerinin azaldığı daha sınırlı alanlarda gözlendiği görülmektedir
(Ayday vd. 2001).
Çalışma alanında Köprübaşı ve civarında bulunan mahallelerinde Sazova, Fevziçakmak
Mahallesi ve doğusunda yaklaşık 2.0 m civarında kil seviyeleri geçilmiştir. Eskibağlar
ve Yenibağlar Mahallelerini içeren Eskişehir çevre yolu ile demiryolu arasında kalan
alanda 5.0 m derinlikte killi seviyelerin yoğun olarak gözlendiği söylenebilir.
Hosnudiye Mahallesi sınırları içinde, Porsuk Çayı’na paralel olarak, doğu-batı yönlü
uzanan bir şerit şeklindeki alanda da bu seviyede yoğun olarak killi seviyelerin geçildiği
gözlenmiştir (Ayday vd. 2001).
Konik Penetrasyon Testi (CPT) verileri incelendiğinde de genellikle 7.0 ve 8.0 m
civarında oldukça kalın (≅ 2.0-3.0 m) kumlu seviyelerin geçildiği gözlenmektedir
(Ayday vd. 2001).
3.6 Çalışma Alanındaki Zemin ve Kaya Türlerinin Geoteknik Özellikleri
Ayday vd. (2001) tarafından yapılan arazi gözlemleri sonucunda şist (Trs), mermer
(Trmr), gabro-diyabaz (Trga), Mamuca formasyonunun konglomera-kumtaşı üyesi
(ÜE1), Porsuk formasyonunun konglomera-kumtaşı üyesi (ÜM1), tüf-marn-kil üyesi
(ÜM2), kireçtaşı üyesi (ÜM3), tüf (Plβt), bazalt (Plt) ve eski alüvyon (QAl1) kaya birim
olarak tanımlanmıştır. Mamuca formasyonunun konglomera-kumtaşı üyesi (ÜE1)
içinde yer yer konglomera ve kumtaşının ara katkısı kilin yoğun olduğu kesimlerde
zemin sınıfına yakın özellikler gösterdiği belirlenmiş ve bu birim genel olarak ayrışmış
kayaç olarak sınıflandırılmıştır (Ayday vd. 2001). Eski alüvyon içerisinde ise yer yer
çakıl ve kum içeriği yüksek zemin özelliği gösteren yerler bulunduğu görülse de Ayday
vd. (2001) tarafından, çakıl ve kumların arasında kireç ara katkısı bulunması ve bu ara
katkının yer yer ayrışması, elde ufalanması nedeniyle ayrışmış kayaç olarak
39
tanımlanmıştır. Çalışma alanında sadece yeni alüvyon (QAl2), ayrık taneli zemin olarak
tanımlanmıştır.
3.6.1 İnce taneli zeminler
Mamuca formasyonunun konglomera-kumtaşı üyesi (ÜE1) içinde kırmızı kil
görünümünde, kuru, orta-yüksek dayanımlı gözlenen kesimleri zemin özelliği
göstermektedir (Ayday vd. 2001). Eski Alüvyon (QAl1) içinde yüzde olarak az olmakla
birlikte ince taneli malzeme mevcuttur. Çalışma alanında ince taneli malzeme ağırlıklı
olarak Yeni Alüvyon (QAl2) biriminde gözlenmektedir (Ayday vd. 2001).
Mamuca formasyonunun konglomera-kumtaşı üyesi (ÜE1) içinde bulunan ve kırmızı
renkli ince taneli seviyelerin elek analizi sonuçları konglomera bağlayıcısı olduğu
anlaşılan ince taneli malzemenin % 30-90 arasında silt ve kil boyutundadır (Koyuncu,
2001). Birimden alınan örnekler üzerinde yapılan X ışını difraksiyon analizleri
sonucunda kil minerali olarak simektit belirlenmiştir. Bu seviyelerin yüksek ve çok
yüksek şişme özelliğine sahip olduğu Ayday vd. (2001) tarafından belirtilmektedir.
Yeni Alüvyon (QAl2), Eskişehir yerleşim yerinin çok büyük bir kısmını kaplamakta ve
Porsuk Çayı’nın getirdiği alüvyal malzemeden oluşmaktadır (Ayday vd. 2001).
Laboratuar sonuçlarına göre Yeni Alüvyonun (QAl2) tane boyu dağlımı şu şekildedir:
Çakıl % 13.96, Kum % 26.66, Silt % 36.54 ve Kil % 22.84. Buna göre birim ağırlıklı
olarak kum ve siltten oluşmakta ve yer yer kumun yerini kilin aldığı görülmektedir.
Geoteknik sondajlarda genellikle 2.0-5.0 m derinliklerde kil, killi-silt ve silt
seviyelerinin yoğun olarak yer aldığı görülmektedir (Ayday vd. 2001).
Yeni Alüvyonda malzeme MH-ML sınıfına girmektedir ve plastisite indeksi (PI) 9-26
aralığındadır. Buna göre ince taneli malzeme az plastik - plastik sınıfına girmektedir.
Ayrıca kil, orta ve düşük aktivitelidir ve orta şişme potansiyeline sahiptir (Ayday vd.
2001).
40
Geoteknik sondajlarda alınan bozulmamış numuneler (UD) üzerinde yapılan tek ve üç
eksenli basınç dayanımı sonuçlarına göre; zemin orta sert - sert sınıfına girmektedir.
0.0-5.0 m arasından alınan UD numuneleri üzerinde yapılan üç eksenli basınç dayanımı
deneyi sonucunda kohezyon (c) 0.23 kg/cm2, içsel sürtünme açısı (ø) 9° olarak
hesaplanmıştır (Ayday vd. 2001).
Konsolidasyon deneyi sonuçlarına göre ön-konsolidasyon basıncı değerleri (Sc′); 0.0-4.0
m arasında 0.9-1.0 kg/cm2, 4.0 m üstünde ise 0.6-1.3 kg/cm2 arasında değişmektedir.
Zeminin sıkışma özelliğini veren diğer parametreler; hacimsel sıkışma katsayısı (mv) ve
sıkışma
indisi
(Cc)
konsolidasyon
deneyi
sonucu
elde
edilen
eğrilerden
hesaplanabilmektedir. Buna göre hacimsel sıkışma katsayısının (mv) 0.5-1.0 kgf/cm2
arasında yüksek olduğu, buna karşın 1.0-2.0 kgf/cm2 arasında daha düşük değerlere
sahip olduğu anlaşılmaktadır. Bu durum genellikle ön-konsolidasyona uğramış ince
taneli malzemelerde gözlenmektedir. Bununla birlikte sıkışma indisi değeri (Cc) 0.240.46 arasında değişmektedir. Bu değer aralığı yüksek sıkışabilirlik sınıfına girmektedir
(Ayday vd. 2001).
3.6.2 İri taneli zeminler
Çalışma alanında Eski Alüvyonun (QAl1) ayrışmış kısımları ile Yeni Alüvyonun
(QAl2) genellikle 4.0 m’den sonraki kum, siltli-kum ve çakıl seviyeleri iri taneli
zeminleri temsi etmektedir.
Eski Alüvyondan (QAl1) alınan numuneler üzerinde yapılan elek analizi sonuçlarına
göre kum ve çakıl miktarı % 75-95 arasında değişmektedir. Silt ve kil yüzdesi oldukça
azdır. Zeminin derecelenme durumunu gösteren üniformluk katsayısı Cu > 20 değerleri
almaktadır ve iyi derecelendiği söylenebilir. Birim GW ve SW olarak tanımlanmıştır
(Ayday vd. 2001).
Yeni Alüvyonun (QAl2) 4.0-10.0 m’leri arasından alınan numuneler üzerinde yapılan
elek analizi sonuçlarında yoğun kum, az çakıl ve çok az kil dağılımı gözlenmiştir.
Üniformluk
katsayısı
Cu=8
hesaplanmış
41
ve
derecelenmesinin
düşük
olduğu
anlaşılmıştır. Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırılmasına (USC) göre kötü derecelenmiş
kum (SP) olarak tanımlanmıştır (Ayday vd. 2001).
İri taneli zeminlerin makaslama dayanımı (t) ve içsel sürtünme açısı (ø) Konik
Penetrasyon değerlerinden ampirik olarak hesaplanmıştır. Buna göre 5.0 m’nin altında
kumlu seviyelerde Su= 9.17-16.30 kgf/cm2 arasında değerler almaktadır. Yüzeye yakın
kısımlarda bu değer düşük, daha derin seviyelerde ise yüksek hesaplanmaktadır. İçsel
sürtünme açısı ise ø = 43°-46° arasında değişmektedir (Ayday vd. 2001).
3.7 İstatistiksel Değerlendirmeler
Tez çalışmasında; kil-silt, kil-kum ağırlıklı olan ve Ayday vd. (2001) tarafından Yeni
Alüvyon (QAl2) olarak tanımlanan birim üzerinde gerçekleştirilmiş olan SCPT
uygulaması ile hesaplanan Vs değeri ile CPT uygulaması ile ölçülen qc değişkeni
arasındaki uygun regresyon modeli elde edilerek ve korelasyon katsayıları bulunmuştur.
Çalışma alanında 37 farklı lokasyonda SCPT uygulaması yapılmış ve toplam 150 farklı
seviyede Vs değeri hesaplanmıştır. Bu alanda egemen zemin türü kil-silt ve kil-kumdur.
Tez çalışmasında öncelikli olarak CPT’den elde edilen qc, fs ve Rf değerleri SCPT’den
hesaplanan Vs değerinin sıklık dağılımları elde edilmiştir. Sıklık dağılımları belirlenen
değişkenler değerlendirilerek geoteknik değişkenler arası regresyon modelinin
oluşturulmasına çalışılmıştır.
qc, fs, Rf ve Vs için sıklık dağılımları elde edildikten sonra, zemin değişkenlerinin
olasılık dağılım modellerinin bulunmasına çalışılmış ve geoteknik değişkenler arası
ilişkilerin doğrusal, logaritmik veya üstel dağılımlardan hangisini gösterdiğine karar
verilmeye çalışılmıştır. Bu işlem çalışma alanını oluşturan farklı zemin türleri için ayrı
ayrı gerçekleştirilmiş ve korelasyon katsayılarına göre uyumun olup olmadığına
bakılmıştır.
42
İstatistiksel analizin gerçekleştirilmesinde ve veriler arasındaki regresyon modelinin ve
korelasyon katsayılarının belirlenmesinde “Microcal Origin 6.0” yazılımı ve “MS
Excel” paket programı kullanılmıştır.
3.7.1 Zemin özelliklerini tanımlayıcı istatistiksel değerlendirmeler
Bu bölümde CPT’den elde edilen qc, fs ve Rf geoteknik değişkenlerin ve SCPT’den
elde edilen Vs hızı değerlerinin kil-silt ve kil-kum birimleri için sıklık dağılımları
belirlenmiştir. Bu sonuç değerlendirilerek qc-Vs, fs-Vs ve Rf-Vs regresyon modellerinin
oluşturulmasına çalışılmıştır. Şekil 3.10’da çalışma alanındaki kil-siltli kil zeminde (a)
Vs, (b) qc, (c) fs ve (d) Rf sıklık dağılımları verilmiştir.
Kil-Siltli Kil
Vs-f
(a)
qc-f
(b)
fs-f
(c)
Rf-f
(d)
Şekil 3.10 Kil-siltli kil zeminde makaslama dalga hızı, uç direnci, yanal sürtünme
katsayısı vesürtünme oranı dağılımları
43
Şekil 3.10 incelendiğinde, çalışma alanındaki kil-siltli kil zeminlerde uç direncinin ve
yanal sürtünme katsayısının gamma olasılık dağılımına yaklaştığı, makaslama dalga
hızının ise log-normal olasılık dağılımı gösterdiği gözlenmektedir.
Şekil 3.11’de ise çalışma alanındaki kil-kum zeminde (a) Vs, (b) qc, (c) fs ve (d) Rf
sıklık dağılımları verilmiştir.
Killi Kum
Vs-f
(a)
qc-f
(b)
fs-f
(c)
Rf-f
(d)
Şekil 3.11 Killi kum zeminde makaslama dalga hızı, uç direnci, yanal sürtünme
katsayısı ve sürtünme oranı dağılımları
Şekil 3.11 incelendiğinde, çalışma alanındaki killi kum zeminlerde uç direncinin ve
yanal sürtünme katsayısının gamma olasılık dağılımına yaklaştığı, makaslama dalga
hızının ise log-normal olasılık dağlımı gösterdiği gözlenmektedir.
44
3.7.2 qc ile Vs arasındaki ilişkinin incelenmesi
Çalışma alanında mevcut kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için qc değeri ile Vs
değeri arasında bir ilişki olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla iki değişken arasında
doğrusal, üstel ve logaritmik ilişkiler oluşturulmuş ve değerlendirilmeler yapılmıştır.
qc-Vs ilişkisi araştırılırken sismik uygulama yapılan derinliklere karşılık gelen qc
değerlerinin aritmetik ortalamaları hesaplanmış ve regresyon ilişkisinde kullanılmıştır.
Hem doğrusal hem de üstel regresyon modellerine göre elde edilen fonksiyonlarıyla
analizler yapılmış ve ilişki katsayıları gözlenmiştir.
Şekil 3.12’de kil-siltli kil zeminde sismik uygulama yapılan derinliklere karşılık gelen
qc değerlerinin aritmetik ortalamalarına göre hesaplanmış qc-Vs ilişkisi görülmektedir.
Şekil 3.12 Kil-siltli kil zeminde qc –Vs arasındaki ilişki (R=0.90, n=33)
45
Kil-siltli kil zeminde qc-Vs ilişkisi Vˆs = aqc + b + ε a + ε b şeklinde doğrusal model için
korelasyon katsayısı 0.90 hesaplanmıştır. Bu korelasyon katsayısındaki ilişki
fonksiyonu ise
Vˆs = 140 + 18.1qc m 14.23 m 2.24
Vˆs (m/sn), qc (MPa)
(3.1)
olarak elde edilmiştir (Şekil 3.12).
Şekil 3.13’de üstel regresyon modeline göre elde edilen fonksiyon yardımıyla qc-Vs
arası ilişki incelenmiştir.
Kil-siltli kil zeminde qc-Vs ilişkisi Vˆs = aebqc + ε a + ε b şeklindeki üstel regresyon
modeline göre elde edilen fonksiyon için korelasyon katsayısı 0.82 hesaplanmıştır. Bu
korelasyon katsayısındaki ilişki fonksiyonu ise
Vˆs = 159.218e0.062 qc m 11.3 m 0.006
46
(3.2)
Şekil 3.14’de logaritmik regresyon modeline göre elde edilen fonksiyon yardımıyla qcVs arası ilişki incelenmiştir.
Kil-siltli kil zeminde qc-Vs ilişkisi Vˆs = b ln(q c − a ) + ε a + ε b şeklindeki logaritmik
model için korelasyon katsayısı 0.79 hesaplanmıştır. Bu korelasyon katsayısındaki ilişki
fonksiyonu ise
Vˆs = 132.6 ln(qc + 2) m 0.5 m 9.22
(3.3)
Killi kum zeminde aynı şekilde qc ile Vs arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Şekil 3.15’de
qc-Vs arasındaki doğrusal ilişki görülmektedir.
47
Şekil 3.15 Killi kum zeminde qc –Vs arasındaki ilişki (R=0.66, n=123)
Killi kum zeminde qc-Vs ilişkisi Vˆs = aqc + b + ε a + ε b şeklindeki doğrusal regresyon
Vˆs = 158.2 + 6.9qc m 7.38 m 0.72
(3.4)
Şekil 3.16’da üstel regresyon modeline göre elde edilen fonksiyon yardımıyla qc-Vs
arası ilişki incelenmiştir.
48
Killi kum zeminde qc-Vs ilişkisi Vˆs = e a +bqc + ε a + ε b şeklindeki lineer regresyon
Vˆs = e5.11+ 0.02 q c m 0.04 m 0.002 Vˆs (m/sn), qc (MPa)
(3.5)
Şekil 3.17’de logaritmik regresyon modeline göre elde edilen fonksiyon yardımıyla qcVs arası ilişki incelenmiştir.
49
Killi kum zeminde qc-Vs ilişkisi Vˆs = b ln(q c − a ) + ε a + ε b şeklindeki logaritmik
regresyon modeline göre elde edilen fonksiyon için korelasyon katsayısı 0.68
hesaplanmıştır. Bu korelasyon katsayısındaki ilişki fonksiyonu ise
Vˆs = 91.9 ln(qc + 4.31) m 0.67 m 3.53
(3.6)
3.7.3 fs ile Vs arasındaki ilişkinin incelenmesi
Çalışma alanında mevcut kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için fs değeriyle Vs
değeri arasında bir ilişki olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla iki değişken arasında
logaritmik ve üstel ilişkiler oluşturulmuş ve değerlendirmeler yapılmıştır.
fs-Vs ilişki araştırılırken hem bağımlı hem de bağımsız değişken için MS Excel
programında pencereleme uygulanmıştır. Yatay eksen değişkeninin (fs) her beş değeri
için aritmetik ortalamaları hesaplanmış karşılık gelen hücreye yazılmıştır. Bu işlem, bir
hücre aşağı inilerek en son fs değerine kadar uygulanmıştır. Yatay eksen değişkenine
50
karşılık gelen düşey eksen değerlerinin (Vs) de en büyük ve en küçük değerleri
hesaplanarak her ortalama fs değerine bir en büyük Vs , bir en küçük Vs değeri karşılık
gelecek şekilde veri tablosu hazırlanmıştır. Bu şekilde Vs ‘in hem alt hem de üst limit
değerleri elde edilmiştir. Veri tabloları hazırlandıktan sonraki ikinci adım ise Vs üst
(logaritmik eğri ile) ve alt (üstel eğri ile) sınırları için ampirik ilişkilerin kurulmasıdır.
Bu şekilde fs-Vs arasında hem üst hem de alt limit için logaritmik ve üstel regresyon
modellerine ilişkin fonksiyonlar elde edilmiş ve ilişki düzeyleri gözlenmiştir. Verilerin
çok saçılmaması için düşey eksen logaritmik seçilmiştir.
Şekil 3.18’de kil-siltli kil zeminde hesaplanmış fs-Vs ilişkileri görülmektedir. Burada
VsU, Vs ‘nin üst limit değerleri için logaritmik regresyon modeline ilişkin fonksiyon
kullanılarak elde edilen ilişkiyi; VsL ise Vs ‘nin alt limit değerleri için logaritmik
regresyon modeline ilişkin fonksiyon kullanılarak elde edilen ilişkiyi göstermektedir.
1000
VsU
Vs (m/sn)
Zemin Türü
Kil-Siltli Kil
VsL
100
10
0
0.1
0.2
0.3
0.4
fs (Mpa)
Şekil 3.18 Kil-siltli kil zeminde fs –Vs arasındaki ilişki
Kil-silt kil zeminde fs-Vs ilişkileri araştırılırken, Vs’nin üst limit değerleri (VsU) için
VˆsU = a ln( f s ) + b + ε a + ε b şeklindeki logaritmik regresyon modeline ilişkin fonksiyon,
51
alt limit değerleri (VsL) için ise VˆsL = ae bf s + ε a + ε b şeklindeki üstel regresyon modeline
ilişkin fonksiyon kullanılmıştır. Kullanılan toplam veri sayısı n=62’dir. fs-VsU ilişkisi
için korelasyon katsayısı R=0.86, fs-VsL ilişkisi için ise R=0.28 hesaplanmıştır. Bu
korelasyon katsayılarında ilişki fonksiyonları ise
VˆsU = 133.08 ln( f s ) + 638.55
Vˆs U (m/sn), fs (MPa)
(3.7)
VˆsL = 129.43e 0.7433 f s
Vˆs L (m/sn), fs (MPa)
(3.8)
Şekil 3.19’da killi kum zeminde hesaplanmış fs-Vs ilişkileri görülmektedir. Burada VsU,
Vs‘nin üst limit değerleri için logaritmik regresyon modeline ilişkin fonksiyon
kullanılarak elde edilen ilişkiyi; VsL ise Vs‘nin alt limit değerleri için üstel regresyon
modeline ilişkin fonksiyon kullanılarak elde edilen ilişkiyi göstermektedir.
1000
Vs (m/sn)
VsU
VsL
100
Zemin Türü
Killi Kum
10
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
fs (MPa)
Şekil 3.19 Killi kum zeminde fs –Vs arasındaki ilişki
Killi kum zeminde fs-Vs ilişkileri araştırılırken, Vs’nin üst limit değerleri (VsU) için
VˆsU = a ln( f s ) + b + ε a + ε b şeklindeki logaritmik regresyon modeline ilişkin fonksiyon,
alt limit değerleri (VsL) için ise VˆsL = ae bf s + ε a + ε b şeklindeki üstel regresyon modeline
52
ilişkin fonksiyon kullanılmıştır. Kullanılan toplam veri sayısı n=264’dür. fs-VsU ilişkisi
için korelasyon katsayısı R=0.21, fs-VsL ilişkisi için ise R=0.16 hesaplanmıştır. Bu
korelasyon katsayılarında ilişki fonksiyonları ise
VˆsU = −23.881 ln( f s ) + 243.21
Vˆs U (m/sn), fs (MPa)
(3.9)
VˆsL = 129.73e 0.4479 f s
Vˆs L (m/sn), fs (MPa)
(3.10)
3.7.4 Rf ile Vs arasındaki ilişkinin incelenmesi
Çalışma alanında mevcut kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için Rf değeri ile Vs
arasında bir ilişki olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla iki değişken arasında
logaritmik ve üstel ilişkiler oluşturulmuş ve değerlendirilmeler yapılmıştır.
Rf-Vs ilişkisi araştırılırken hem bağımlı, hem de bağımsız değişken için MS Excel
programında pencereleme uygulanmıştır. Yatay eksen değişkeninin (Rf) her beş değeri
için aritmetik ortalamaları hesaplanmış karşılık gelen hücreye yazılmıştır. Bu işlem, bir
hücre aşağı inilerek en son Rf değerine kadar uygulanmıştır. Yatay eksen değişkenine
karşılık gelen düşey eksen değerlerinin (Vs) de en büyük ve en küçük değerleri
hesaplanarak her ortalama Rf değerine bir en büyük Vs bir en küçük Vs değeri karşılık
gelecek şekilde veri tablosu hazırlanmıştır. Bu şekilde Vs ‘nin hem alt hem de üst limit
değerleri elde edilmiştir.
Veri tabloları hazırlandıktan sonraki ikinci adım ise
makaslama dalga hızının Vs - üst (logaritmik eğri ile) ve alt (üstel eğri ile) sınırları için
ampirik ilişkilerin kurulmasıdır. Bu şekilde Rf-Vs arasında hem üst hem de alt limit için
logaritmik ve üstel regresyon modeline ilişkin fonksiyonlar elde edilmiş ve ilişki
düzeyleri gözlenmiştir. Verilerin çok saçılmaması için düşey eksen logaritmik
seçilmiştir.
Şekil 3.20’de kil-siltli kil zeminde hesaplanmış Rf -Vs ilişkileri görülmektedir. Burada
kullanılarak elde edilen ilişkiyi; VsL ise Vs ‘nin alt limit değerleri için üstel regresyon
53
1000
Vs (m/sn)
VsU
VsL
100
Zemin Türü
Kil – Siltli Kil
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Rf
Şekil 3.20 Kil-siltli kil zeminde Rf –Vs arasındaki ilişki
Kil-siltli kil zeminde Rf-Vs ilişkileri araştırılırken, Vs’nin üst limit değerleri (VsU) için
VˆsU = a ln( R f ) + b + ε a + ε b şeklindeki logaritmik regresyon modeline ilişkin fonksiyon,
bR
alt limit değerleri (VsL) için ise VˆsL = ae f + ε a + ε b şeklindeki üstel regresyon
modeline ilişkin fonksiyon kullanılmıştır. Kullanılan toplam veri sayısı n=62’dir. Rf-VsU
ilişkisi için korelasyon katsayısı R=0.51, Rf-VsL ilişkisi için ise R=0.75 hesaplanmıştır.
Bu korelasyon katsayılarındaki ilişki fonksiyonları ise
VˆsU = 103.73 ln( R f ) + 158.36
Vˆs U (m/sn)
(3.11)
0.0862 R f
VˆsL = 97.753e
Vˆs L (m/sn)
(3.12)
Şekil 3.21’de killi kum zeminde hesaplanmış Rf-Vs ilişkileri görülmektedir. Burada
kullanılarak elde edilen ilişkiyi; VsL ise Vs ‘nin alt limit değerleri için üstel regresyon
54
1000
Vs (m/sn)
VsU
VsL
100
Zemin Türü
Killi Kum
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Rf
Şekil 3.21 Killi kum zeminde Rf –Vs arasındaki ilişki
Killi kum zeminde Rf-Vs ilişkileri araştırılırken, Vs’nin üst limit değerleri (VsU) için
VˆsU = a ln( R f ) + b + ε a + ε b şeklindeki logaritmik regresyon modeline ilişkin fonksiyon,
bR
alt limit değerleri (VsL) için ise VˆsL = ae f + ε a + ε b şeklindeki üstel regresyon modeline
ilişkin fonksiyon kullanılmıştır. Kullanılan toplam veri sayısı n=264’dür. Rf-VsU ilişkisi
için korelasyon katsayısı R=0.37, Rf-VsL ilişkisi için ise R=0.14 hesaplanmıştır. Bu
korelasyon katsayılarındaki ilişki fonksiyonları ise
VˆsU = −44.885 ln( R f ) + 342.47
Vˆs U (m/sn)
(3.13)
0.0153 R f
VˆsL = 129.27e
Vˆs L (m/sn)
(3.14)
4. BULGULAR VE TARTIŞMA
Çalışma alanında mevcut kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için qc, fs, Rf değeri ile
Vs değeri arasında bir ilişki olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla CPT sonucu
55
ölçülen/hesaplanan veriler (qc,fs,Rf) ile SCPT sonucu hesaplanan veri (Vs) arasında
doğrusal, üstel ve logaritmik ilişkiler oluşturulmuş ve geoteknik değerlendirilmeler
yapılmıştır.
Çizelge 4.1’de kil-siltli kil ve killi-kum zeminler için ayrı ayrı yapılan analizlerin
korelasyon katsayıları (R) verilmektedir.
Çizelge 4.1 Kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için qc-Vs, fs-Vs, Rf-Vs ilişkilerinin
korelasyon katsayıları (R)
Zemin Türü
R(qc-Vs)
Doğrusal
Üstel
Logaritmik
Kil-Siltli Kil
0.90
0.82
0.79
Killi Kum
0.66
0.64
0.68
Zemin Türü
R(fs-Vs)
Doğrusal
Üstel
Logaritmik
Kil-Siltli Kil
-
0.28
0.86
Killi Kum
-
0.16
0.21
Zemin Türü
R(Rf-Vs)
Doğrusal
Üstel
Logaritmik
Kil-Siltli Kil
-
0.75
0.51
Killi Kum
-
0.14
0.37
Çizelge 4.2’de ise elde edilen ilişki fonksiyonları verilmiştir.
56
Çizelge 4.2 Kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için elde edilen qc-Vs, fs-Vs, Rf-Vs
arasındaki ilişki fonksiyonları
qc-Vs
Zemin
Türü
Doğrusal
Üstel
Logaritmik
Vˆs = 140 + 18.1qc m 14.23 m 2.24
Vˆs = 159.218e 0.062q c m 11.3 m 0.006
Vˆs = 132.6 ln(qc + 2) m 0.5 m 9.22
Vˆs = 158.2 + 6.9qc m 7.38 m 0.72
Vˆs = e 5.11+ 0.02q c m 0.04 m 0.002
Vˆs = 91.9 ln(qc + 4.31) m 0.67 m 3.53
Kil
Siltli
Kil
Killi
Kum
fs-Vs
Zemin
Türü
Doğrusal
Üstel
Logaritmik
-
VˆsL = 129.43e0.7433 f s
VˆsU = 133.08 ln( f s ) + 638.55
-
VˆsL = 129.73e 0.4479 f s
VˆsU = −23.881ln( f s ) + 243.21
Kil
Siltli
Kil
Killi
Kum
Rf-Vs
Zemin
Türü
Doğrusal
Üstel
Logaritmik
-
0.0862 R f
VˆsL = 97.753e
VˆsU = 103.73 ln( R f ) + 158.36
-
0.0153R f
VˆsL = 129.27e
VˆsU = −44.885 ln( R f ) + 342.47
Kil
Siltli
Kil
Killi
Kum
57
5. SONUÇLAR
Çalışma alanında kil-siltli kil ve killi kum olmak üzere iki farklı fiziksel özelliğe sahip
zemin türü üzerinde gerçekleştirilen CPT ve SCPT sonucu ölçülen ve hesaplanan qc, fs,
Rf ile Vs değerleri arasında doğrusal, üstel ve logaritmik regresyon modellerine göre
elde edilen fonksiyonlar kullanılarak ilişkiler oluşturularak, ilişki katsayıları elde
edilmiştir.
qc -Vs arasında en yüksek ilişki, kil-siltli kil zeminler için doğrusal regresyon moeline
göre elde edilen fonksiyon kullanılarak kurulan ilişkidir. İlişkide kullanılan veri sayısı
n=33, ilişki katsayısı ise R=0.90’dır. Yüksek ilişki katsayısı veren bağıntı güvenilir
sonuçlar üretmiştir.
Bununla birlikte kil-siltli kil zeminler için qc-Vs arasında üstel ve logaritmik regresyon
modellerine ilişkin fonksiyonlar kullanılarak da ilişkiler kurulmuştur. qc - Vs arasında
kurulan üstel ilişkinin ilişki katsayısı R= 0.82, logaritmik ilişkinin ilişki katsayısı ise
R=0.79 olarak hesaplanmıştır. Hem üstel hem de logaritmik olarak hesaplanan
ilişkilerin ilişki katsayıları doğrusal dağılıma göre düşüktür.
Çalışma alanında hakim olan bir diğer zemin türü olan killi kum zeminler için de qc-Vs
arasında aynı şekilde doğrusal, üstel ve logaritmik ilişkiler kurulmuş ve benzer sonuçlar
elde edilmiştir. Killi kum türü zeminde qc-Vs arasındaki doğrusal ilişkinin ilişki
katsayısı R=0.66 olarak hesaplanmıştır. Aynı şekilde üstel ve logaritmik ilişkilerdeki
ilişki katsayıları; üstel ilişki de R=0.64, logaritmik ilişki de R=0.68 olacak şekildedir.
Kil-siltli kil zemin türüne göre killi kum zeminde geliştirilen bağıntıların ilişki
katsayıları düşüktür.
fs ile Vs arasında geliştirilen bağıntılarda ise Vs’nin hem üst limit (VsU) hem de alt limit
(VsL) değerleri için logaritmik (üst limit için) ve üstel (alt limit için) regresyon
modellerine ilişkin fonksiyonlar elde edilmiş ve ilişki düzeyleri gözlenmiştir.
58
Kil-siltli kil zemin türünde fs-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
bağıntının ilişki katsayısı R=0.86, alt limit (VsL) için ise ilişki katsayısı R=0.28 olarak
hesaplanmıştır. Bu sonuçtan da görüleceği üzere; yüksek Vs değerleri (180 m/sn
≤Vs≤400 m/sn) kullanılarak hesaplanan fs-VsU bağıntısı, yüksek ilişki katsayısı ayrıca
ölçülen Vs ile geliştirilen bağıntı ile hesaplanan kuramsal Vs değerleri arasındaki uyum
nedeniyle güvenilirdir. Ancak;
düşük Vs (Vs<180 m/sn) değerleri kullanılarak
hesaplanan fs-VsL bağıntısı, düşük ilişki katsayısı nedeniyle güvenli değildir.
Killi kum zemin türünde fs-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
hesaplanmıştır. Bu sonuçtan da görüleceği üzere; killi kum birimde fs-Vs arasında
güvenilir bir ilişki yoktur.
Kil-siltli kil zemin türünde Rf-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
hesaplanmıştır. Düşük Vs değerleri (Vs<180 m/sn) kullanılarak hesaplanan fs-VsL
bağıntısı, yüksek Vs değerleri (180 m/sn ≤Vs≤400 m/sn) kullanılarak hesaplanan fs-VsU
bağıntısına göre yüksek ilişki katsayısına sahiptir.
Killi kum zemin türünde Rf-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
hesaplanmıştır. Bu sonuçtan da görüleceği üzere; killi kum birimde Rf-Vs arasında
güvenilir bir ilişki yoktur.
Genel anlamda qc - Vs arasında kullanılabilecek anlamlı ve yüksek korelasyon katsayılı
bağıntıların hem kil-siltli kil hem de killi kum zemin türleri için doğrusal ilişkiler
olduğu sonucuna varılmaktadır. Mühendislik amaçlı çalışmalarda öncelikli olarak qc-Vs
arasında geliştirilen doğrusal ilişkinin kullanılması önerilmektedir.
Hem fs –Vs arasında hem de Rf –Vs arasında killi kum zemin türü için güvenilir bir ilişki
yoktur.
59
Bununla birlikte; kil-siltli kil zemin türü için fs-Vs arasında yüksek Vs değerleri (180
m/sn ≤Vs≤400 m/sn) için güvenilir bir bağıntı elde edilmiştir. Elde edilen bu bağıntı ile
hesaplanabilecek Vs değeri, katı-çok katı ince taneli kohezyonlu zeminlerde yapılacak
sıvılaşma, taşıma gücü ve zemin oturması gibi geoteknik analizlerde bilinen yöntemler
(örneğin SPT gibi) ile birlikte güvenilir bir şekilde kullanılabilir.
Ayrıca; kil-siltli kil zemin türünde fs/qc değerinin karşılığı olan Rf değişkeni ile Vs
arasında düşük Vs değerleri (Vs<180 m/sn) için güvenilir bir bağıntı elde edilmiştir.
60
KAYNAKLAR
Altunel, E. ve Barka, A. 1998. Eskişehir Fay Zonu’nun İnönü-Sultandere arasında
neotektonik aktivitesi, Türkiye Jeoloji Bülteni, Cilt. 41, No.2, s.41-52.
Anagnostopoulos, A., Koukis, G., Sabatakakis, N. and Tsiambaos, G. 2003. Empirical
correlations of soil parameters based on cone penetration tests (CPT) for grek
soils, Geotechnical and Geological Engineering, 21: 377-387. Kluwer Academic
Publishers.
Anonim. 1996. Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası, T. C. Bayındırlık ve İskan
Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
ASTM. 2000. Annual Book of ASTM Standart, Vol. 04.08: Soil and rock (I). Standart
No. D 3441-98, Standart test method for mechanical cone penetration tests of
soils, West Conshohocken, PA, pp. 373-377.
Ayday, C., Atlan, M., Nefeslioğlu, H., Canigur, A., Yerel, S. ve Tün, M. 2001.
Eskişehir yerleşim yerinin yerleşim amaçlı jeoloji ve jeoteknik etüt raporu,
Anadolu Üniversitesi, Uydu ve Uzay Bilimleri Araştırma Enstitüsü, Eskişehir.
Baldi, G., Belloti, R., Ghiona, V.N., Jamiolkowski, M. and Pasqualini, E. 1986.
Interpretation og CPT’s and CPTU’s- 2nd part: Drained penetration of sand, IV
Int. Geot. Semin. on Field Instrumentation and In Situ Measurements, Nayong
Technoogical Inst., Singapore, pp.143-156.
Baldi, G., Jamiolkowski, M., Lo Presti, D.C.F., Manfredini, G. and Rix, G.J. 1989.
Italian Experience in assessing shear wave velocity from CPT and SPT, Proc. Of
Discussion Session on Influence of Local Conditions on Seismic Response, XII.
ICSMFE, Rio De Janerio, 157-168.
Briaud, J. L. and Miran, J. 1991. The cone penetration test, Report No. FHWA-TA-91004, Federal Highway Administration, McLean, VA.
Başokur, A.T., Dikmen, Ü. and Akça, İ. 2008. Geotechnical report for vicinity of
Tepebaşı (Eskişehir) Municipality, Ankara University (in Turkish).
Bayazıt, M. ve Oğuz, B. 1985. Mühendisler için istatistik, İTÜ İnşaat Fakültesi,
İstanbul, Türkiye.
Bayazıt, M. 1996. İnşaat mühendisliğinde olasılık yöntemleri, İTÜ İnşaat Fakültesi
Matbaası İstanbul.
Begemann, H.K.S. 1965. The friction jacket cone as an aid in determining the soil
profile, Proc. of the 6th International Conference on Soil Mechanics and
Foundaiton Engineering, Montreal, 1, 17-20.
Beliceli, A. 2006. Eskişehir yerleşim yeri zeminin büyütme etkisinin makaslama dalga
hızına (Vs) bağlı olarak belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Balıkesir.
Briaud, J. L. and Miran, J. 1991. The cone penetration test, Report No. FHWA-TA-91004, Federal Highway Administration, McLean, VA.
Coduto, D. P. 2005. Temel tasarımı ilkeler ve uygulamalar, Gazi Kitabevi, Çevirenler:
Murat Mollamahmutoğlu, Kamil Kayabalı, Ankara.
61
DeRuiter, J. 1981. Current penetrometer practice, Cone Penetration Testing and
Experience, p.1-8, ASCE.
Dikmen, Ü. 2009. Statistical correlations of shear wave velocity and penetration
resistance for soils, J. Geophys. Eng. 6, 61-72, doi: 10.1088/1742-2132/6/1/007.
Gözler, M. Z., Cevher, F. ve Küçükkayman, A. 1985. Eskişehir civarının jeolojisi ve
sıcak su kaynakları, MTA Dergisi, No: 103-104. 40-55.
Hegazy, Y. and Mayne, P.W. 1995. Statistical correlations between Vs and cone
penetration data for different soil types, In Proceedings of the International
Symposium on Cone Penetration Testing (CPT’Linkoping, Sweden, 4-5 October
95), Swedish Geotechnical Society, Linkoping, Seweden, Report 3-95, Vol.2,
pp. 173-178.
İyisan, R. ve Ansal, A. 1993. Dinamik zemin özelliklerinin kuyu içi sismik yöntemler
ile bulunması, 2. Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, TMMOB İnşaat
Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, Bildiriler Kitabı.
İyisan, R. 1996. Between shear wave velocity and in-situ penetration test results, Teknik
Dergi, Vol 7, No:2, April 1996, pp. 1187-1199.
Jamiolkowski, M., Ghiona, V.N., Lancllotta, R. and Pasaqalin, E. 1988. New
correlations of penetration tests for design practice, Proc. 1st International
Symposium on Penetration Testing, ISOPT-1, Orlando, 1, 263-296.
Jamiolkowski, M. 1995. Opening Address, In Proceedings of the International
Symposium on Cone Penetration Testing (CPT’95), Linkoping, Sweden, 4-5
October, Sweden Geotechnical Society, Linkoping Sweden Report 3-95, Vol.3,
pp.7-15.
Larsson, R. 1995. The CPT test, Geotechnical Institute, Swedish, 77 p.
Mayne, P.W. and Rix, G.J. 1995. Correlations between shear wave velocity and cone tip
resistance in clays, Soils and Foundations 35(2), pp.107-110.
Mayne, P.W. 2006. Interrelationships of DMT and CPT readings in soft clays, Civil &
Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA,
USA, Proceedings from the second international flat dilatometer conference
Meigh, A. C. 1987. Cone penetration testing: methods and ınterpretation, Butterworths,
London.
Microcal ™ Origin ® Version 6.0, Microcal Software, Inc.
Na, Y.M. 2002. Site characterization of reclaimed sand fill with particular reference to
dynamic compaction, Ph, D. thesis, Nanyang Technological University,
Singapore.
Na, Y.M., Choa, V., Teh, C.I. and Chang, M.F. 2005. Geotechnical parameters of
reclaimed sand fill from the cone penetration test, Can. Geotech. J. 42:91-109
(doi: 10.1139/T04-064).
Nauroy, J.F., Dubois, J.C., Colliat, J.L., Kervadec, J.P. and Meunier, J. 1998. The
GEOSIS method for integrating VHR seismic data in offshore site investigation,
Proceedings of the Offshore Site Investigation and Foundation Behaviour
Conference, S.U.T., London, Sept. 98.
62
Puech, A., Foray, P. and Emerson, M. 2002. Correlation of seismic refraction
compressive velocity and CPT data with particular application to continuous
burial assessment of pipelines and cables, Proc. Offshore Technology
Conference, O.T.C. Paper 14 074, Houston, May 2002.
Robertson, P. K. and Campanella, R. G. 1983. Interpretation of cone penetration tests:
parts 1 and 2, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 20, pp. 718-745.
Robertson, P. K. and Campanella, R. G. 1989. Guidelines for geotechnical design using
the cone penetrometer test and CPT with pore pressure measurement, 4th ed.,
Hogentogler & Co., Columbia, MD.
Schmertmann, J. H. 1978, Guidelines for cone penetration test: perforance and design,
Report FHWA-TS-78-209, Federal Highway Administration, Washington, D.C.
Sivrikaya, O. 2003. Standart penetrasyon deneyi ile zemin özelliklerinin belirlenmesi ve
Türkiye’deki uygulaması, Doktora Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Ekim
2003.
Sivrikaya, O. ve Toğrol E. 2009. Arazi deneyleri ve geoteknik tasarımda kullanımları,
Birsen Yayınevi, Ankara.
Sykora, D.W. and Stokoe, K.H. 1983. Correlations of in situ measurements in sands of
shear wave veloctity, soil characteristics and site conditions, Geotechnical Eng.
Report, GR83-33, The University of Texas, Austin.
Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Kuşçu, İ. 1992. Türkiye Diri Fay Haritası, MTA Genel
Müdürlüğü, Ankara.
Toğrol, B. ve Toğrol, E. 1967. İstatistik metotları, Matbaa Teknisyenleri Basım Evi,
İstanbul.
Toğrol, E. ve Tan, O. 2003. Kazıklı temeller, Birsen Yayınevi, Ankara
Tün, M. 2003. Eskişehir zemininin makaslama dalgası hızı (Vs) değişimine bağlı
özelliklerinin incelenmesi ve doğal titreşim periyodunun (To) bulunması, Yüksek
Lisans Tezi, Anadol Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı.
63
ÖZGEÇMİŞ
Adı Soyadı
: Zafer SAL
Doğum Yeri
: Ankara
Doğum Tarihi
: 01.12.1976
Medeni Hali
: Evli
Yabancı Dili
: İngilizce
Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl)
Lise
: Mimar Sinan Lisesi (1994)
Lisans
: Ankara Üniveritesi Fen Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü
(1998)
Yüksek Lisans
: Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik
Mühendisliği Anabilim Dalı (Mart 2010)
Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl
İller Bankası Genel Müdürlüğü, 1998 -
64

makaslama dalga hızı ile konik penetrasyon testi sonucu

Transkript

Benzer belgeler

TARA CRYSTAL

TARA POLYMER

Tortoise FLOOR 83

TARA STEIN

zeminlerinin mühendislik özelliklerinin belirlenmesi

TARA FULLER

Doğru Yerdesiniz The Flooring Co.

POLYSAFE ASTRAL PUR

Siemens Miyabi sistemini kullanarak hepatoselüler karsinomanın