indir - Jeotermal

Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onbirinci Ulusal Kongresi
7-8 Eylül 2006, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon
YEREL ZEMĐN ŞARTLARININ YAPI HASAR DAĞILIMI
ÜZERĐNDE ETKĐLERĐ
THE EFFECTS OF LOCAL SITE CONDITIONS IN STRUCTURAL
DAMAGE DISTRIBUTION
M. KUTANĐS1, Đ. E. BAL2
ABSTRACT
In earthquake codes, to develop design spectra for earthquake-resistant structural design,
local site effects play an important role. It is because the strong motion parameters such as
amplitude, frequency and duration are highly affected by the site conditions. It is well
known that the level of altering the incident wave properties is a function of material and
geometric parameters of the soil layers as well as of the wave content of the incident
waves. The sole aim of this study is to conduct a couple of numerical analyses in order to
show the effect of soil layer thickness, soil type, and dynamic soil parameters on the strong
ground motion parameters. The product results are compared with Eurocode 8 and the
most recent Turkish Earthquake Code of 2006.
ÖZET
Deprem yönetmeliklerinde, depreme dayanıklı yapı tasarımında kullanılacak elastik
tasarım ivme spektrumlarının oluşturulmasında, yerel zemin koşulları göz önünde
bulundurulur. Çünkü, genlik, frekans ve süre gibi kuvvetli yer hareketi parametreleri yerel
zemin şartlarından etkilenmektedir. Bu etkinin sınırlarının zemin tabakalarının malzeme ve
geometrik özelliklerine ve deprem dalgasının karakteristiklerine bağlı olarak değiştiği
bilinmektedir. Bu çalışmada, kuvvetli yer hareketi parametrelerine etki eden zemin tabaka
kalınlığı, zemin sınıfı ve dinamik zemin parametreleri üzerinde, Adapazarı şehir merkezi
zemin şartları gözönünde bulundurularak, sayısal analizler yapılmıştır. Elde edilen
sonuçlar, Eurocode 8 ve Türk Deprem Yönetmeliği’nde (TDY’06) verilen tasarım ivme
spektrumları ile karşılaştırılmıştır.
Anahtar Sözcükler: Geoteknik Deprem Mühendisliği, Tasarım Yer Hareketi, Yerel
Zemin Koşulları.
1. GĐRĐŞ
Geoteknik deprem mühendisliğinde yer tepki analizlerine, tasarım tepki spektrumlarının
elde edilmesi için gerekli kuvvetli yer hareketlerinin kestirilmesinde, sıvılaşma
1
2
Y.Doç.Dr., Sakarya Üniversitesi, Đnşaat Müh. Böl.,Esentepe Kampüsü 54187 Adapazarı. [email protected]
PhD Student, Università degli Studi di Pavia, Via Ferrata 1, Rose School, Pavia, Italy. [email protected]
99
tehlikelerinin değerlendirilmesinde veya toprak dolgular ile zemin istinad yapılarının
duraysızlığına yol açacak deprem kaynaklı kuvvetlerin belirlenmesinde sıklıkla
başvurulmaktadır. Đdeal şartlar altında, eksiksiz bir yer tepki analizinde, deprem
kaynağındaki yırtılma mekanizması (source effect), gerilme dalgalarının yer içinde
yayılarak belirli bir sahanın altındaki anakayanın tepesine ulaşması modellenir (path effect)
ve yer yüzeyindeki hareketin anakaya üzerindeki zeminler tarafından nasıl etkilendiği
belirlenir (local site effect). Fay yırtılma mekanizmasının gerçekte çok karmaşık olması,
aynı şekilde kaynaktan sahaya enerji aktarımının belirsizliklerle dolu olması ve
yerkabuğunun hız ve sönüm karakteristikleri hakkında çok az şey bilinmesi nedeniyle,
çoğu mühendislik uygulamalarında bu yaklaşım pek kullanışlı değildir (Kramer, 1996).
Ancak, sismologların 1920'lerden beri devam eden ve geoteknik deprem mühendislerinin
de son zamanlarda yaptıkları çalışmalar sonucunda çok sayıda teknik geliştirilmiştir.
Yapılan arazi deneyleri ve bilgisayar simülasyonları (Borja et al, 1998; Stewart et al, 2001)
ile bu tekniklerin geçerliliği kanıtlanmıştır.
Yer tepki analizi, zemin çökelinin, üzerinde yer aldığı anakayadaki harekete verdiği
tepkinin belirlenmesinden ibarettir. Sismik dalgaların kaya ortamda onlarca km ilerledikten
sonra, zemin içinde de çoğu zaman 100 m'den daha az yol aldığı halde, zemin şartlarının,
yer hareketinin genlik, frekans içeriği ve süreden oluşan parametrelerini önemli ölçüde
değiştirdiği, son yıllarda kaydedilen kuvvetli yer hareketi sayısal verileri ile de
ispatlanmıştır (Şekil 1, Boore, 2004).
Şekil 1. Zemin (solda) ve anakayada (sağda) kaydedilmiş yer hareketi kayıtları. Kayıtlar
depremin merkezüstünden 14 km uzaklıkta iki farklı yerde alınmıştır (Boore
(2004’ten değiştirilerek).
19 Ekim 1985 Michoacan (Ms =8.1) depreminin dış merkezine çok yakın bölgelerde, orta
şiddette hasarlar meydana gelirken, merkez üstünden 350 km mesafedeki Mexico City’de
çok ağır hasarlar meydana gelmesi, yerel zemin şartları ve yıkıcı yer hareketleri arasındaki
önemli ilişkiyi somut bir şekilde göstermiştir.
Benzer şekilde, 1999 Marmara depreminde, genç alüvyon zemin tabakaları üzerinde yer
alan Adapazarı şehrinde yaygın bir biçimde (% 4 ~ % 40.8) ağır hasarlara rastlanırken,
şehrin çevresindeki tepelerin üzerinde yer alan yapılarda ciddi hasarlara ender olarak
rastlanmıştır (% 0.0 ~ % 0.6) (Yakut et al, 2005).
Kuvvetli yer hareketinin şiddeti ve bunun yapı hasarları üzerindeki etkisinin yerel zemin
şartlarına bağlı olarak değiştiği, Seed ve Idriss (1969) ve Seed (1969) tarafından rapor
edilmiştir. Seed ve diğerleri (1970) takibeden çalışmalarında, 1967 Caracas depreminde,
Palos Grandes ve Caraballeda şehirlerinde hasar gören yapıların ve zemin çökelinin serbest
titreşim frekanslarının birbirine yakın olduğunu amprik formüllerle ve analitik yöntemlerle
hesaplamışlardır. Seed ve Idris (1970)’in zemin dinamik analizlerinde kullanılacak zemin
kayma modülü ve sönüm oranı ile ilgili çalışmaları ve Schnabel ve diğerleri (1972)
100
tarafından hazırlanan SHAKE bilgisayar programı ile bu konudaki çalışmalarda önemli
ilerlemeler sağlanmıştır.
17 Ağustos 1999 Marmara depreminde Gölcük ve Arifiye'de fay atımı 4 metreyi
bulmuştur. Anadolu Plağı’nın yıllık ortalama 24 mm batıya hareket ettiği (Stein ve diğ.,
1997) gözönünde bulundurulduğunda, bu depremin tekrarlanma aralığı 150-160 yıl olan
bir deprem olduğu ortaya çıkmaktadır. Depremin moment büyüklüğünün 7.4 düzeyinde
olması, etkili süresinin uzunluğu (≈45 sn), zemin ortamının suya doygun ince kum, siltli
kum veya killi kumlardan oluşması nedeniyle, deprem sonrasında Adapazarı şehir
merkezinde yaygın olarak sıvılaşma izlerine rastlanmıştır. Sıvılaşmanın doğal taban
izolatörü gibi davrandığı pek çok araştırmacı (Trifunac and Todorovska, 1998; Erdik,
2001; Lopez, 2002; Trifunac, 2003; Bakır et al, 2005) tarafından rapor edilmiştir. Ancak
Adapazarı ve civarında 1943 ve 1967’de olduğu gibi, sıvılaşma için gerekli koşulların
oluşmadığı, 30-50 yıl gibi daha kısa zaman aralıklarında, daha kısa fay segmentlerinin
kırıldığı depremlerin oluşma olasılığı da mevcuttur.
Bu çalışmada, Kuzey Anadolu Fay hattı üzerinde, Adapazarı civarında meydana
gelebilecek 6-7 büyüklüğünde bir deprem senaryosuna göre, depreme dayanıklı yapı
tasarımında tasarıma esas teşkil edecek davranış spektrumlarının elde edilmesine
çalışılmıştır. Analizlerde sıvılaşma için gerekli şartların oluşmadığı varsayılmıştır. Elde
edilen sonuçlar Eurocode 8 ve Türk Deprem Yönetmeliği (TDY) 2006 ile
karşılaştırılmıştır.
2. ADAPAZARI BÖLGESĐNĐN JEOLOJĐSĐ VE DEPREMSELLĐĞĐ
Adapazarı ve çevresinin büyük bir kısmını Sakarya ve Mudurnu nehirlerinin getirdiği
çakıllı ve siltli kumlar içeren Kuvaterner alüvyon birikintileri oluşturur. Genellikle çakılkum-silt serileri devamlı bir şekilde görülür. Bu birikintiler merceksi veya bant şekilde
düşük plastisiteli kil ve silt serileri içerirler. Kil, kum, çakıl ve silt bazen tek başlarına belli
seviyelerde bazen de bunların değişik kombinasyonları şeklinde ardalanmalı olarak
görülmektedir (Kutanis vd., 2002). Bilindiği üzere, genellikle, kuvaterner oluşumlar,
değişik tabaka kalınlıklarından oluşan gradasyonu düzgün çakıl, kum ve siltler içeren ve
kayma dalga hızları 200 - 250 m/s civarında olan holosen alüvyal çökellerden oluşmaktadır
(Calosi ve diğ. 2001). Adapazarı zemin yapısı ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda (Bol,
2003; Sancio, 2003), Adapazarı’nın değişik bölgelerinde yapılan sondajların birbirinden
farklı sonuçlar verdiği, dolayısıyla korelasyonun mümkün olmadığı belirtilmektedir.
Bunun nedeni, flüviyal karakterli bir alüviyal dolgunun oluşumu esnasında, dolgu
kaynağını teşkil eden akarsu yatağının sık yerdeğiştirmesi ve bunun sonucunda birimlerin
yanal olarak ani değişimler göstermesidir (Bol, 2003). Anakaya derinliği hakkında henüz
kesin bir veriye ulaşılamamıştır. DSĐ tarafından (Şekil 2, G sahası ) 2001’de yapılan 200m’
lik derin sondajda kaya tabakasına ulaşılamamıştır. Komazawa et al (2002) tarafından
“Bouguer Gravity Anomaly” esasına göre yapılan ölçümlerde, kaya tabakasının 1000 m
dolaylarında bulunduğu tespit edilmiştir (Şekil 3).
Adapazarı ve yakın çevresini etkisi altında bulunduran Kuzey Anadolu Fay (KAF) Kuşağı
sismik olarak dünyanın en önemli diri faylarından biri olup doğrultu atımlıdır. KAF ‘ın batı
segmenti, Gerede, Bolu ve Mudurnu Suyu vadisi boyunca Dokurcun’a kadar tek hat
halinde uzanır. Dokurcun’dan sonra iki ana kola ayrılan bu kuşak güneyde Geyve,
Pamukova, Đznik, Gemlik, Bursa, Manyas, Yenice, Gönen üzerinden Ege Denizi’ne;
kuzeyde ise Arifiye, Sapanca, Đzmit Körfezi, Marmara Denizi ve Tekirdağ üzerinden Saros
101
Körfezine (Ege Denizi) ulaşır. Değişik zamanlarda bu fay kuşağında meydana gelen
depremlerden etkilenen Adapazarı şehri Kuzey Anadolu Fay kuşağının kuzey koluna yakın
bir noktada yer almaktadır.
Şekil 2. Adapazarı şehir merkezi sondaj yerlerinin haritası, genelleştirilmiş zemin profili
ve kayma dalga hızları (Sancio, 2003).
Şekil 3. Bouguer Gravity Anomaly esasına göre yapılan derinlik ölçümleri (Kamazawa et
al, 2002).
Adapazarı bölgesinde 1943 yılından günümüze kadar küçüklü-büyüklü birçok deprem
kayıt edilmiştir. Hendek (1943, Ms=6.6 ) Abant Depremi (1957, Ms=7.1), AdapazarıMudurnu Depremi (1967, Ms=6.8), Marmara Depremi (1999, Mw=7.4) ve Düzce Depremi
(1999, Mw=7.2) bölgeyi etkileyen büyük depremlerdendir. Özellikle 1967 Adapazarı102
Mudurnu ve 1999 Marmara Depremleri bölgede çok şiddetli hissedilmiş ve önemli oranda
can ve mal kaybına neden olmuştur. Her iki depremde de yüzeyde geniş kırılmalar
meydana gelmiş, yapılar ötelenmiş ve yıkılmıştır (Kutanis vd., 2002).
3. DĐNAMĐK ZEMĐN PARAMETRELERĐ
Zemin ortamının deprem yükü gibi dinamik yükler altındaki davranışı, büyük ölçüde,
çevrimsel yükler altındaki gerilme-şekil değiştirme karakteristiklerine bağlıdır. Bu
karakteristikler şunlardır: (1) Çok küçük birim şekil değiştirmelerde (genellikle 10-4) elde
edilen kesme modülü değeri, Gmax (bu değer kayma dalgası hızı ile de ifade edilebilir:
Vs2=Gmax/ρ , burada ρ, zemin kütle yoğunluğudur); (2) sekant kesme modülü, G ile
çevrimsel kayma birim şekil değiştirme genliği γ arasındaki ilişki (bu ilişki genellikle
G/Gmax - γ eğrileri ile ifade edilir); (3) malzeme sönüm oranı ile ilgili eğriler, ξ - γ . (Şekil
5). Yapılan laboratuar ve arazi çalışmalarından hareketle, dinamik yükler altında zemin
davranışına, zemin tipi, boşluk oranı, başlangıç gerilme şartları, aşırı konsolidasyon oranı
(OCR), jeolojik yaş gibi bir çok değişkenin etken olduğu söylenebilir. Laboratuar
çalışmalarda (Dobry ve Vucetic, 1991) zemin rijitliğinin; çevrimsel birim şekil değiştirme
genliğine, boşluk oranına, asal eksensel etkili gerilmeye, plastisite indisine, aşırı
konsolidasyon oranına ve yükleme devir sayısına bağlı olarak değiştiği gözlenmiştir.
30
1
0.6
Zemin Türü
Kum
Kil
Kaya
20
0.4
10
Sönüm Oranı (%)
G/Gmax
0.8
0.2
0
0.0001
0
0.001
0.01
0.1
γ=Birim Şekil değiştirme (%)
1
Şekil 5. Çevrimsel yükleme parametrelerinin çevrimsel birim şekil değiştirme ile
değişimleri.
4. KULLANILAN YÖNTEM
Bu çalışmada Adapazarı şehir merkezinde bulunan zeminler için yer tepki analizi,
Shake2000 yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Analizde kullanılan A, C, D ve F sahalarına
(Tablo 1) ait sondaj logları (Şekil 6), “PEER, Turkey Ground Failure Site Investigation
Database - http://peer.berkeley.edu/turkey/adapazari/phase1/index.html” web sitesinden
alınmıştır. Ayrıca, DSĐ tarafından 2001‘de G sahasında (Şekil 2) açılan 200m lik derin
sondaj verileri kullanılmıştır.
Yapılan yer tepki analizinde 50m lik zemin tabakası gözönünde bulundurulmuştur. A, C, D
ve F sahalarında sondaj derinlikleri 15m‘ye kadardır. Bu nedenle, 15 ile 50m arasında
kullanılacak zemin profili, DSĐ’nin G sahasında (Şekil 2) yapmış olduğu sondajdan
genelleştirilerek alınmıştır (Şekil 6).
103
Kullanılan deprem verileri Tablo 2’de verilmektedir. Çalışmada, anakaya deprem hareketi
kullanılmamıştır. Sayısal analizde deprem hareketi, 50 m derinlikten zemin tabakalarına
uygulandığından dolayı, seçilen depremler, doğrultu atımlı faylarda ve halosen jeolojik
oluşumlar üzerinde kaydedilmiş deprem özelliğini taşımaktadırlar. Serbest zemin
yüzeyinde elde edilen ivme spektrumları TDY ve Eurocode 8 tarafından belirlenen tasarım
spektrumları ile karşılaştırılmıştır.
Tablo 1. Sondaj yerlerinin GPS koordinatları.
Saha No
SPT-A2
SPT-A4
SPT-C3
SPT-D1
SPT-F1
Adres
Cumhuriyet Mh., Yakın Sk.
Cumhuriyet Mh., Yakın Sk.
Đstiklal Mh., Bölük Sk.
Çukurahmediye Mh., Meydan Sok.
Yenigün Mh., Sönmez Sk.
GPS
40.77922ºN 30.39487ºE
40.77922ºN 30.39487ºE
40.78370ºN 30.39221ºE
40.76929oN 30.40828oE
40.77148ºN 30.40795ºE
Şekil 6a. A2 sahası genelleştirilmiş zemin ve kayma dalga hızı profilleri.
104
Derinlik (m) Litoloji
Sınıf, Açıklama
Kayma Dalga Hızı Profili (m/s)
0
0
5
10
0.0-1.2
1.2-4.0
4.0-4.4
4.4-8.0
8.0-14.0
500
1000
Dolgu
CL: Siltli kil, PI=24
ML:Silt, PI=10
CL: Killi silt, PI=22
SP-SM: Kum
15
20
14.0-24.0 CH: Kil, PI=45
25
24.0-27.0 SM: Siltli Kum
30
27.0-34.0 CH: Siltli kil, PI=25
35
34.0-42.0 SM: Siltli kum
40
45
42.0-50.0 CH: Siltli kil, PI=25
50
Şekil 6b. A4 sahası genelleştirilmiş zemin ve kayma dalga hızı profilleri.
Şekil 6c. C3 sahası genelleştirilmiş zemin ve kayma dalga hızı profilleri.
105
Derinlik (m) Litoloji
0
5
10
Sınıf, Açıklama
0.0-0.4
0.4-1.8
1.8-2.2
2.2-3.1
3.1-4.2
4.2-9.0
9.0-11.0
11.0-14.0
Kayma Dalga Hızı Profili (m/s)
0
500
1000
Dolgu
CL: Siltli kil, PI=14
ML: Kumlu silt, PI=10
CH: Siltli kil, PI=26
ML: Silt
SW: Kum
MH: Siltli kil, PI=25
SP-SM: Kum
15
20
25
30
14.0-24.0 CH: Kil, PI=45
24.0-27.0 SM: Siltli Kum
27.0-34.0 CH: Siltli kil, PI=25
35
34.0-42.0 SM: Siltli kum
40
45
42.0-50.0 CH: Siltli kil, PI=25
50
Şekil 6d. D1 sahası genelleştirilmiş zemin ve kayma dalga hızı profilleri.
Şekil 6e. F1 sahası genelleştirilmiş zemin ve kayma dalga hızı profilleri.
106
Tablo 2. Analizde kullanılan kuvvetli yer hareketi kayıtları.
No
3
5
6
Deprem
Đstasyon
Erzincan, Turkey 1992 Erzincan
Kocaeli, Turkey 1999 SKR
R
2.0
3.1
19.3
Zemin
D, C
B, B
C, B
M
6.9
7.4
7.3
Landers 1992
5071 Morongo
Kaynak: http://peer.berkeley.edu/smcat/index.html
R
Zemin
:
:
M
C
PGA
:
:
:
C
N-S
090
000
PGA
0.515
0.376
0.188
Faya En Yakın Mesafe (km)
Zemin grupları. Birinci terim Geomatrix; ikinci terim
USGS’e göre yazılmıştır. Açıklamalar için
http://peer.berkeley.edu/smcat/sites.html adresine bakınız.
Moment Büyüklüğü
Đvme Bileşeni
En büyük Đvme Değeri (g)
TDY 98 ve 2006’da deprem yüklerinin belirlenmesinde kullaılan Spektral Đvme Katsayısı
A(T), %5 sönüm oranı için Etkin Yer Đvmesi Katsayısı (deprem bölgesi), A0,, Bina Önem
Katsayısı, I, ve Spektrum Katsayısı, S(T)’ e bağlı olarak A(T)=A0·I·S(T) bağıntısıyla
hesaplanır. Burada yerel zemin koşullarının etkisi, sadece, Spektrum Katsayısı, S(T)
hesaplanırken kullanılan Spektrum Karakteristik Periyotları, TA ve TB ile ifade
edilebilmektedir.
4
Sae/A0
3
2
Z4
Z2
1
Z3
Z1
0
1
2
Periyot (s)
3
4
Şekil 7. Eurocode 8 ve TDY’e göre tasarım spektrumları.
Eurocode ‘da TDY‘ne ilave olarak sönüm düzeltme katsayısı, η, (%5 sönüm için η=1) ve
zemin faktörüne, S, yer verilmiştir. Zemin faktörünün değeri, zemin koşullarına bağlı
olarak, 1.0 ile 1.4 arasında değişmektedir. Bunun sonucu olarak spektrum karakteristik
periyotlarında, spektral ivme katsayısı sabit kalmamakta, zemin türüne bağlı olarak
değişmektedir (Şekil 7).
Shake2000 programı ile yer tepki analizinde dinamik zemin özellikleri için kohezyonlu
zeminlerde Darendeli (2001)’nin geliştirdiği ve plastisite indisi ile birlikte çevresel
basıncın da gözönüne alındığı eğriler kullanılmıştır. Kohezyonlu zeminler için dinamik
zemin özellikleri Seed ve Idriss (1970)‘in çalışmasından alınmıştır. Çalışmada, düşük
plastisiteli siltlerin dinamik davranışının ince kumlara; yüksek plastisiteli siltlerin dinamik
davranışının ise killere benzediği varsayılmıştır.
107
5. SAYISAL ANALĐZ
Deprem dalgalarının zemin tabakalarının içinden geçerek serbest zemin yüzeyine değişim
geçirerek çıkması bilinen bir gerçektir. Bu değişim genellikle, zemin hakim periyodunda
uzama (kayada ≅0.2s, derin halosen zeminlerde ≅1.4s, çok derin zeminlerde ≅2.0s,
Rodriguez-Marek, 2001), genlik artışı veya düşüşü ve yer hareketi süresinde uzama
şeklinde gerçekleşmektedir. TDY’nde bu etki sadece, zemin hakim periyodunda uzama
şeklinde yer almıştır.
Şekil 8’de 50m derinlikte zemin tabakasına uygulanan deprem hareketlerine ait ivme
spektrumlarının, tasarım spektrumlarının altında kaldığı görülmektedir. Şekil 9 da ise, A2,
A4, C3, D1, F1 sahalarında, serbest zemin yüzeyinde hesaplanan deprem hareketlerine ait
ivme spektrumlarının ve tasarım spektrumlarının karşılaştırılmaları verilmiştir.
Şekil 9 da da görüldüğü gibi, yerel zemin koşulları deprem hareketinin frekans içeriğini ve
genliğini önemli ölçüde değiştirmektedir. C3, D1 ve F1 sahalarında, zeminin lineer
olmayan özelliklerinden dolayı küçük ivmelerde (Landers 1992) büyük zemin büyütmesi,
büyük ivmelerde (SKR, 17.08.1999) düşük zemin büyütmesi gerçekleşmiştir. Ancak
yüksek plastisiteli killerde, elastik özellikler büyük birim şekil değiştirmelerde de
korunduğundan, birim şekil değiştirmeler büyüdükçe, zemin büyütmesi de aynı oranda
gerçekleşmektedir.
1.6
Eurocode
TDY
Erzincan
Spectral Đvme (g)
1.2
Landers
17.08.1999
0.8
0.4
0
0.01
0.1
1
10
Periyot (s)
Şekil 8. 50 m derinlikte zemin tabakasına uygulanan deprem hareketlerine ait ivme
spektrumlarının tasarım spektrumları ile karşılaştırılması.
108
2
A2 Sahası
Eurocode
Spektral ivme (g)
1.6
TDY
Erzincan
1.2
Landers
17.08.1999
0.8
0.4
0
0.01
0.1
1
10
Periyot (s)
Şekil 9a. A2 sahası serbest zemin yüzeyinde deprem hareketlerine ait ivme
spektrumlarının tasarım spektrumları ile karşılaştırılması.
2.5
A4 Sahası
Eurocode
Spektral ivme (g)
2
TDY
Erzincan
1.5
Landers
17.08.1999
1
0.5
0
0.01
0.1
1
Periyot (s)
Şekil 9b. A4 sahası serbest zemin yüzeyinde deprem hareketlerine ait ivme
spektrumlarının tasarım spektrumları ile karşılaştırılması.
109
10
2
C3 Sahası
Eurocode
Spektral ivme(g)
1.6
TDY
Erzincan
1.2
Landers
17.08.1999
0.8
0.4
0
0.01
0.1
1
10
Periyot (s)
Şekil 9c. C3 sahası serbest zemin yüzeyinde deprem hareketlerine ait ivme spektrumlarının
tasarım spektrumları ile karşılaştırılması.
2.5
D1 Sahası
Spektral ivme (g)
2
Eurocode
TDY
Erzincan
1.5
Landers
17.08.1999
1
0.5
0
0.01
0.1
1
Periyot (s)
Şekil 9d. D1 sahası serbest zemin yüzeyinde deprem hareketlerine ait ivme
spektrumlarının tasarım spektrumları ile karşılaştırılması.
110
10
2.5
F1 Sahası
Eurocode
Spektral ivme (g)
2
TDY
Erzincan
1.5
Landers
17.08.1999
1
0.5
0
0.01
0.1
1
10
Periyot (s)
Şekil 9e. F1 sahası serbest zemin yüzeyinde deprem hareketlerine ait ivme spektrumlarının
tasarım spektrumları ile karşılaştırılması.
6. SONUÇLAR
Yukarıda yapılan çalışmada, zemin hakim periyodunun ve spektral ivme genliğinin, Türk
deprem yönetmeliğinde öngörülen sınırların çok ötesine geçtiği görülmektedir. Bazı
durumlarda, küçük ivmeli deprem hareketlerinde, büyük zemin büyütmelerinin ortaya
çıkabileceğide belirlenmiştir.
Bu verilerden yola çıkarak, özel zemin koşullarına sahip yerleşim bölgelerindeki yapıların
maruz kalacakları deprem etkilerinin farklı olabileceği açıkça görülmektedir. Bunun
sonucunda ortaya çıkacak yapısal hasarı sadece üstyapı performansının yetersizliği ile
açıklamak doğru olmayacaktır.
Çalışmada kullanılan 3 farklı deprem verisi ve 5 sondaj logunun Adapazarı şehir
merkezinin tasarım spektrumunu oluşturmak için yeterli olmayacağı açıktır. Ancak,
yönetmeliğin belirlediği tasarım spektrumunun özel zemin koşullarına sahip bölgelerde
kullanılıp kullanılamayacağı konusunda şüpheler uyandırması açısından önemlidir.
KAYNAKLAR
Bakır, B.S., Yılmaz, M.T., Yakut, A., Gülkan, P., 2005. “Re-examination of damage
distribution in Adapazarı: Geotechnical considerations”. Engineering Structures, Vol.
27, pp. 1002–1013.
Bol, E., 2003. Adapazarı Zeminlerinin geoteknik Özellikleri. Doktora Tezi, Sakarya
Üniversitersi, Adapazarı.
Boore, D.M. 2004. “Can Site Response be Predicted?”. Journal of Earthquke Engineering,
Vol. 8, Special Issue 1, pp.1–41.
Borja, R.I., Chao, H.Y., Montáns, F.J., And Lin, C.H., 1998. “Nonlinear SSI Analysis”,
Preproceedings UJNR Workshop on Soil-Structure Interaction”, Menlo Park,
California, September 22-23.
111
Calosi E., Ferrini M., Cancelli A., Foti S., Lo Presti D.C., Pallara O., D'Amato Avanzi G.,
Pochini A., Puccinelli A., Luzi L., Rainone M., Signanini P., 2001. “Geological and
Geotechnical investigations for the seismic response analysis at Castelnuovo
Garfagnana in Central Italy”, Proc. XV ICSMGE, Earthquake Geotechnical
Engineering Satellite Conference, Istanbul, Turkey 25th August 2001 Lessons
Learned from Recent Strong Earthquakes (A. Ansal ed.), 141-148
Darendeli, M. B., 2001. Development of a New Family of Normalized Modulus Reduction
and Material Damping Curves. PhD Dissertation, Department of Civil Engineering.
The University of Texas at Austin. August.
Erdik, M., 2001. “Report on Kocaeli and Düzce (Turkey) Earthquakes”, Boğaziçi
University Kandilli Observatory & Earthquake Research Institute, Earthquake
Engineering Department Report, Đstanbul.
Idriss, I. M., 1991. “Earthquake ground motions at soft soil sites”. Second International
Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil
Dynamics [proceedings], March 11-15, 1991, St. Louis, Missouri, Vol. III, Invited
Paper LP01.
Komazawa, M., Morikawa, H., Nakamura, K., Akamatsu, J.,Nishimura, K., Sawada, S.,
Erken, A., Onalp, A., 2002. “Bedrock structure in Adapazari, Turkey—a possible
cause of severe damage by the 1999 Kociaeli earthquake”. Soil Dynamics and
Earthquake Engineering 22 (2002) 829–836.
Kramer, S.L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice-Hall, Inc., Upper
Saddle River, NJ, 653 pp.
Kutanis, M., Arman, H., Fırat, S., Gündüz, Z., 2002. 17 Ağustos 1999 Marmara Depremi
ve Adapazarı Bölgesinde Gözlemlenen Deprem Hasarları. IV. MÜHENDĐSLĐK
MĐMARLIK SEMPOZYUMU, pp 459-460, 11-13 Eylül 2002, Balıkesir.
Lopez, F.J., 2002. Does Liquefaction Protect Overlying Structures From Ground Shaking?
MSc. Dissertation, European School for Advances Studies in Reduction of Seismic
Risk (ROSE School), University of Pavia, Italy.
Rodriguez-Marek, A., Bray, J.D., and Abrahamson, N.A., 2001. “An empirical
geotechnical seismic site response procedure,” Earthquake Spectra, 17(1), 65-87.
Sancio, R. B. 2003. ‘‘Ground failure and building performance in Adapazari, Turkey.’’
PhD thesis, Univ. of California at Berkeley, Berkeley, Calif.
Schnabel, P. B., Lysmer, J. and Seed, H. Bolton, 1972. "SHAKE: A Computer Program for
Earthquake Response Analysis of Horizontally Layered Sites", Report No.
UCB/EERC-72/12, Earthquake Engineering Research Center, University of
California, Berkeley, December, 102p.
Seed, H. Bolton and Idriss, I. M., 1970. "Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic
Response Analysis", Report No. UCB/EERC-70/10, Earthquake Engineering
Research Center, University of California, Berkeley, December, 48p.
Seed, H. Bolton; Idriss, I. M. 1969. “Influence of local soil conditions on building damage
potential during earthquakes”. UCB/EERC-69/15 Earthquake Engineering Research
Center, University of California, Berkeley 1969-12 43 pages (450/S41/1969)
Seed, H. Bolton; Idriss, I. M.; Dezfulian, H. 1970. “Relationships between soil conditions
and building damage in the Caracas earthquake of July 29, 1967”, UCB/EERC-70/02
Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley 1970-02
1 vol. (715/S41/1970)
Stein, R.S., Barka, A.A., and Dieterich, J.H., 1997. “Progressive failure on the North
Anatolian fault since 1939 by earthquake stress triggering”, Geophysical Journal
International, VOL 128, pp 594-604.
112
Stewart J.P., Liu, A.H., Choi, Y. and Baturay, M.B., 2001. “Amplification Factors for
Spectral Acceleration in Active Regions”., PEER Report 2001/10.
Trifunac M.D., Todorovska MI. 1998. “Nonlinear soil response as a natural passive
isolation mechanism the 1994, Northridge, California, earthquake. Soil Dyn Earthq
Eng , Vol.17, pp.41–51.
Trifunac M.D., 2003. “Nonlinear soil response as a natural passive isolation mechanism”.
Soil Dyn Earthq Eng Vol. 23, pp.549–62.
Vucetic, M. and Dobry, R., 1991. "Effect of Soil Plasticity on Cyclic Response," J. of the
Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol. Ill, No. 1, January, pp 89-107.
Yakut, A., Gülkan, P., Bakır, B.S., Yılmaz, M.T., 2005. “Re-examination of damage
distribution in Adapazarı: Structural considerations”. Engineering Structures Vol. 27,
pp. 990–1001.
113