Bir Boyutlu Analiz Yöntemiyle Sahaya Özel Sıvılaşma Risk Haritalarının Oluşturulması: Afyonkarahisar Örneği

Year 2021, Volume: 21 Issue: 4, 908 - 921, 31.08.2021

Süleyman Gücek , İsmail Zorluer

https://doi.org/10.35414/akufemubid.930999

Cited By: 1

Abstract

Can ve mal kayıplarıyla birlikte ciddi anlamda maddi ve manevi kayıplara neden olan depremlerin, meydana gelen doğal afetlerin önlenmesi ne yazık ki mümkün değildir. Lakin depremlerin meydana getirebileceği hasarı minimum seviyeye indirgemek mümkündür. Deprem esnasında meydana gelen sismik dalgaların meydana getirdiği tekrarlı kayma gerilmeleri altında, boşluk suyu basıncındaki ani artışa bağlı olarak suya doygun siltli, kumlu ve kil oranı az olan zeminlerde, efektif gerilmenin azalması sonucunda zeminin mukavemet kaybına bağlı olarak sıvı gibi davranması neticesinde yapısal hasarlar meydana getirmektedir. Türkiye tektoniğinde çok önemli bir konumda bulunan Afyonkarahisar ili ve çevresinde birçok aktif fay bulunmaktadır. Bu sebeple sıvılaşmaya bağlı olumsuz etkilerinin azaltılabilmesi için, dinamik (tekrarlı) yüklerin etkisi altındaki yerel zeminlerin nasıl bir davranış göstereceğinin araştırılması, sıvılaşma potansiyelinin önceden belirlenmesi büyük önem arz etmektedir.
Bu çalışma kapsamında yerel zemin koşullarının sıvılaşmaya etkisini incelemek amacıyla, Anakaya mostrasındaki yer hareketi olarak Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne(2018) uygun olarak seçilmiş olan 11 farklı deprem kaydı verisi kullanılarak bir boyutlu (1-B) dinamik analizler yapılmıştır. Bu kapsamda bölgede yapılmış olan 124 farklı sondaj kuyusu verisi değerlendirilerek çalışma bölgesinin yerel zemin özellikleri belirlenmiştir. Arazi ve laboratuvar verileri kullanılarak zemin özelliklerinin dinamik davranışa etkisini incelemek amacıyla DeepSoil v6.1 yazılımı kullanılmıştır. Bir boyutlu doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak her sondaj için sıvılaşma analizleri yapılmıştır. TBDY (2018)’e göre sıvılaşma riski olan zeminlerde, zaman tanım alanında bir boyutlu doğrusal olmayan analiz yöntemi tercih edilmiştir. Bu çalışma neticesinde analiz sonuçları ile birlikte elde edilen veriler değerlendirilerek, çalışma bölgesi sıvılaşma risk haritalarının oluşturulması, bölgedeki bulunan mevcut yapılar ile inşa edilmesi planlanan binaların temel zeminlerinin dinamik davranışlarının belirlenmesi hedeflenmiştir.

Keywords

Sıvılaşma Riski, Doğrusal Olmayan Analiz, Coğrafi Bilgi Sistemleri, Mikrobölgeleme

Supporting Institution

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ

Project Number

17.FENBİL.43 BAPK

Generating Site-Specific Liquefaction Risk Maps with One Dimensional Analysis Method: A Case Study In Afyonkarahisar

Abstract

Unfortunately, it is not possible to prevent earthquakes and natural disasters that cause serious material and moral losses along with loss of life and property. However, it is possible to minimize the damage caused by earthquakes. Under the repeated shear stresses caused by the seismic waves that occur during the earthquake, due to the sudden increase in the pore water pressure, the soils with saturated silty, sandy and low clay content cause structural damage as a result of the soil acting like a liquid due to the loss of strength as a result of the decrease in the effective stress. There are many active faults in and around Afyonkarahisar province, which has a very important position in the tectonics of Turkey. For this reason, in order to reduce the negative effects of liquefaction, it is of great importance to investigate the behavior of local soils under the influence of dynamic (repetitive) loads and to determine the liquefaction potential beforehand. Within the scope of this study, one-dimensional (1-D) dynamic analyzes were carried out using 11 different earthquake record data selected in accordance with the Turkish Building Earthquake Code (2018) as the ground motion in the bedrock outcrop in order to examine the effect of local soil conditions on liquefaction. In this context, the local soil characteristics of the study area were determined by evaluating the data of 124 different boreholes made in the region. DeepSoil v6.1 software was used to examine the effect of soil properties on dynamic behavior using field and laboratory data. Liquefaction analyzes were performed for each borehole using a one-dimensional nonlinear analysis method. According to TBDY (2018), a one-dimensional nonlinear analysis method was preferred in the time history for soils with liquefaction risk. As a result of this study, it was aimed to evaluate the data obtained together with the results of the analysis, to create liquefaction risk maps of the study area, to determine the dynamic behavior of the existing structures in the region and the foundation soil of the buildings planned to be built.

Keywords

Liquefaction Risk, Nonlinear Analysis, Geographic Information Systems, Microzonation

Project Number

17.FENBİL.43 BAPK

References

• Akyüz, S., Uçarkuş, G., Şatır, D., Dikbaş, A., Kozacı, Ö., 2006. 3 Şubat 2002 Çay Depreminde Meydana Gelen Yüzey Kırığı Üzerinde Palaeosismolojik Araştırmalar, Yerbilimleri, 27, 41-52.
• Ansal, A. ve Tönük, G., 2007. Source and Site Effects for Microzonation, Theme Lecture. 4th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, 4, 73-92.
• Bayrakçı, E., Pekkan, E., Avdan, U., Güney, Y., 2013. Coğrafi Bilgi Sistemleri Kullanılarak Sondaj Derinliğinin Sıvılaşma Analizine Etkisinin Belirlenmesi (Eskişehir Örneği), Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2, 50-60.
• Bray, J., Cubrinovski, M., Zupan, J. and Taylor, M., 2014. Liquefaction Effects on Buildings In The Central Business District of Christchurch, Earthquake Spectra, 30, 85-109.
• Civelekler, E., Okur, D. V., Afacan, K. B., 2018. Eşdeğer Analiz Yöntemi İle Belirlenen Zeminin Büyütme Değerlerinin Coğrafi Bilgi Sistemleri Kullanılarak Haritalanması: Eskişehir Örneği, VII. Uzaktan Algılama CBS Sempozyumu, Eskişehir, 1-10.
• Darendeli, M. B., 2001. Development of A New Family of Normalized Modulus Reduction and Material Damping Curves. Architectural and Environmental Engineering, The University of Texas, Austin, Texas.
• Değerliyurt, M., 2014. Settlement Suitability Analysis of Local Ground Characteristics In Iskenderun: A Case Study. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 120, 637-644.
• Duman, T. Y., Çan, T., Emre, Ö., Kadirioğlu, F. T., Başarır, Baştürk, N., 2018. Seismotectonic Database of Turkey. Bulletin of Earthquake Engineering, 16, 3277-3316.
• Emre, Ö., Duman, T. Y., Doğan, A., Özalp, S., Tokay, F., 2003. Surface Faulting Associated with The Sultandağı Earthquake (Mw 6.5) of 3 February 2002, Southwestern Turkey. Seismological Research Letters, 74, 382-392.
• Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Şaroğlu, F., Olgun, Ş., 2018. Active Fault Database of Turkey. Bulletin of Earthquake Engineering, 16, 3229-3275.
• Emre, Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Olgun, Ş., and Elmacı, H., 2011. Active Fault Map of Turkey (Scale 1:250000), Afyon (NJ 36-5) Quadrangle. General Directorate of Mineral Research and Exploration Special Publication Series, 7, 1.
• Erişen, B., 1996. Afyon Bölgesi Ömer-Gecek Jeotermal Alanında Yapılan AF-1 ve AF-3 Sondajlarına İlişkin Kuyu Bitirme Raporu, MTA Dergisi Rapor, Ankara, No:5623, 96.
• İyisan, R., 1996. Relationship Between Shear Wave Velocity and Penetration Test Results in Soils. Technical Journal of Turkish Chamber of Civil Engineers, 7, 371-374.
• Koçyiğit, A., 1984. Güneybatı Türkiye ve Yakın Dolayında Levha İçi Yeni Tektonik Gelişim, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 27, 1-15.
• Koçyigit, A., Özacar, A., 2003. Extensional Neotectonic Regime Through The NE Edge of Outer Isparta Angle, SW Turkey: New Field and Seismic Data. Turkish Journal of Earth Sciences, 12, 67-90.
• Koçyiğit, A., Unay, E., Saraç¸ G., 2000. Epipodic Graben Formation and Extensional Neotectonic Regime In West Centaral Anatolia and Isparta Angle: A Case Study In The Akşehir Afyon Graben, Turkey. Journal Geological Society of London, 173, 405-421.
• Kramer, S.L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 254-303.
• Matasovic, N., Dobry, R., 1993. Seismic Response of Composite Horizontally-layered Soil Deposits, Ph.D. Thesis, University of California, Los Angeles, 450-452.
• Matasovic, N., Vucetic, M., 1995. Generalized Cyclic Degradation-Pore Pressure Generation Model for Clays. ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 121, 1, 33-42.
• Özden, S., Kavak, K. Ş., Koçbulut, F., Över, S., Temiz, H., 2002. 2002.02.03 Çay (Afyon) Earthquakes. Geological Bulletin of Turkey, 45, 49-56.
• Özkan M.Y., 2017. Zemin Dinamiğine Giriş, Nobel Yayın Dağıtım, Ankara, 315-316.
• Özkaymak, Ç., Sözbilir, H., Tiryakioğlu, İ., Baybura, T., 2017. Geologic, Geomorphologic and Geodetic Analyses of Surface Deformations Observed in Bolvadin (Afyon-Akşehir Graben, Afyon). Geological Bulletin of Turkey, 60, 169-188.
• Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), 2020.
• Saita, J., Nakamura, Y. and Sato, T., 2012. Liquefaction Caused by the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake and the Result of the Prior Microtremor Measurement. 15th World Conference on Earthquake Engineering, Portugal.
• Tan, O., Tapırdamaz, M.C., Yörük, A., 2008. The Earthquakes Catalogues for Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences, 17, 405-418.
• Taşdelen, S., Çelik, S.B., Akyol, E., 2016. Irgıllı Beldesi (Denizli) Yerleşim Alanının Jeolojik ve Jeoteknik Özellikleri, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22, 213-219.
• Tiryakioğlu, İ., Özkaymak, Ç., Baybura, T., Sözbilir, H., Uysal, M., 2018. Comparison of Palaeostress Analysis, Geodetic Strain Rates and Seismic Data in The Western Part of The Sultandağı Fault In Turkey. Annals of Geophysics, 61, 333-335.
• Toprak, S. and Jinguuji, M., 2006. A New Test for Liquefaction Prediction: Electrical Resistivity Vibration Penetration Test, Eighth U.S. National Conference on Earthquake Engineering, April 18-22, San Francisco, California.
• Toprak, S., Jinguuji, M., Manav, Y. and Manav, R., 2016. Soil Liquefaction At Hinode Area During 2011 Great East Japan Earthquakes, 4th International Conference on New Developments In Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, TRNC,535-541, June 2-4, Near East University, Nicosia.
• Tunçel, A., Özdağ, Ö.C., Pamuk, E., Akgün, M., 2019. Calculation of the soil dynamic amplification factor values by using microtremor data: A case study in Izmir (North). Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34, 43-52.
• Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY), 2018. Türkiye Cumhuriyeti İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, T.C. Cumhurbaşkanlığı Resmi Gazetesi, Tarih: 18 Mart 2018.
• Ulutürk, Y., 2009. Ömer-Gecek (Afyonkarahisar) Dolayının Jeolojisi ve Suların Kökensel Yorumu, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, 179.
• Yamaguchi, A., Mori, T., Kazama, M. and Yoshida, N., 2012. Liquefaction in Tohoku District During The 2011 Off The Pacific Coast of Tohoku Earthquake, Soils Foundation, 52, 811-829.
• Yasuda, S., Harada, K., Ishikawa, K. and Kanemaru, Y., 2012. Characteristics of Liquefaction in Tokyo Bay Area by The 2011 Great East Japan Earthquake, Soils Foundation, 52, 793-810.
• Yıldız, A., Dumlupınar, İ., Bağcı, M., Ulutürk, Y., Başaran, C., Erdoğan, E., 2012. Afyonkarahisar ve Çevresinin Depremselliği. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12, 2, 1-7.
• Yürür, T., Köse, O., Demirbağ, H., Özkaymak, Ç., Selçuk, L., 2003. Could the Coseismic Fractures of a Lake Ice Reflect The Earthquake Mechanism? (Afyon Earthquakes of 2 February 2002, Central Anatolia, Turkey), Geodinamica Acta, 16, 83-87.
• 1-http://www.afad.gov.tr, (15.07.2020) 2-http://www.koeri.boun.edu.tr, (29.09.2020) 3-https://ngawest2.berkeley.edu, (30.10.2020)