Jeofizik Verilerinden Elde Edilen Sismik Zayıflık İndisinin Yapı Hasar Dağılımının Belirlenmesinde Kullanılabilirliği

Year 2020, Volume: 9 Issue: 4, 1711 - 1723, 25.12.2020

İsmail Akkaya

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.668611

Cited By: 5

Abstract

Jeofizik yöntemlerden biri olan mikrotremor yönteminin mühendislik uygulamalarındaki kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Mikrotremor verilerinin spektral oranından elde edilen zemin hakim titreşim periyodu ve büyütme değerleri kullanılarak sismik zayıflık indisi (Kg) hesaplanabilmektedir. Kg zemin dinamik özelliklerine bağlı olarak değişen bir parametredir. Bu parametre ile bir alanın kuvvetli yer hareketine karşı dayanıklı veya zayıf kalma durumunun noktasal olarak değerlendirilmesi yapılabilmektedir. Çalışmada, Van yerleşim alanında 220 noktada mikrotremor ölçümleri alınarak yerleşim alanı için zayıflık indisi haritası oluşturulmuştur. Özellikle Van Gölüne yakın kesimlerde ve yapı yoğunluğunun olduğu merkez bölgelerde tehlike düzeyinin ve sismik zayıflık indisinin yüksek olduğu belirlenmiştir. 2011 Van depremi (Mw=7.1) sonrası bölgede incelenen binaların hasar durumları oluşturulan zayıflık indisi haritasına yerleştirilmiş ve yapıların hasar durumlarının zayıflık indeksi ile ilişkili olabileceği gözlenmiştir. Çalışma alanında özellikle Van Gölüne yakın kesimlerinde hem gevşek-suya doygun zemin yapısı hem yapı kalitesi hemde yüksek Kg değerlerinin elde edilmesi olası büyük bir depremde ortaya çıkabilecek yüksek ivme değerlerinde makaslama deformasyonu seviyesine bağlı zemin davranışının hasara neden olan plastik davranış ve göçme davranışına dönüşebileceği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular yapısal hasarlarda yapı kalitesinin yanı sıra zemin tabakalarının dinamik davranışlarının ve yerel zemin koşullarının da etkili olduğunu bir kez daha ortaya koymuştur.

Keywords

Mikrotremor, sismik zayıflık indisi, yapısal hasar

References

• 1. Ansal A. 1999. The Cyclic Behavior of Soils and Effects of Geotechnical Factors During 17 August 1999 Kocaeli Earthquake, Earthquake Hazard and Risk in the Mediterranean Region, Nicosia, 1, 89-104.
• 2. Saita J., Nakamura Y., 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, Lisboa, Portugal.
• 3. Kanai K., Tanaka T. 1954. On microtremors I, Bull. of the Earthquake Research Inst., 32: 199-209.
• 4. Kanai K., Tanaka T. 1961. On Microtremors VIII, Bulletin of Earthquake Res. Inst., University of Tokyo, 39: 97-114.
• 5. Nakamura Y. 1989. A Method for Dynamic Characteristics Estimation of Subsurface Using Microtremor on the Ground Surface, QR of RTRI, 30:25‒33.
• 6. Subaşı O., Haşal M.E., Özaslan B., İyisan R., Yamanaka H., Chimoto K. 2019. Bir Boyutlu Dinamik Analiz ve Mikrotremor Ölçüm Sonuçlarının Karşılaştırılması, Teknik Dergi, 552: 9459-9481.
• 7. Bard P.Y. 1998. Microtremor Measurements: A Tool for Site Effect Estimation, Proceedings of 2nd International Symposium on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion, 1-3 Dec, Yokohama, Japan, 3: 1251‒1279.
• 8. Nakamura Y. 1997. Seismic Vulnerability Indices for Ground and Structures Using Microtremor, World Congress on Railway Research, Florence. Italy.
• 9. Nakamura Y. 2000. Clear Identification of the Fundamental Idea of Nakamura's Technique and Its Applications, In: 12th World Conference on Earthquake Engineering, New Zealand (CD-ROM), Paper No. 2656.
• 10. Nakamura Y. 2008. On the H/V Spectrum, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.
• 11. Şengör A.M.C., Kidd W.S.F. 1979. Post-Collisional Tectonics of the Turkish–Iranian Plateau and a Comparison with Tibet; Tectonophys. 55: 361–376.
• 12. Şaroğlu F., Yılmaz Y. 1986. Doğu Anadolu’da Neotektonik Dönemdeki Jeolojik Evrim ve Havza Modelleri, MTA Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
• 13. Degens E.T., Wong H.K., Kempe S., Kurtmann F. 1984. A Geological Study of Lake Van, Eastern Turkey. Geol. Rundsch, 73(2):701-734.
• 14. Acarlar M., Bilgin A.Z., Elibol E., Erkan T., Gedik İ., Guner E., Hakyemez Y., Şen A.M., Uğuz M.F., Umut M. 1991. Van Gölü Doğusu ve Kuzeyinin Jeolojisi, MTA Rapor No. 9469, Ankara, 94 s (yayımlanmamış).
• 15. Özvan E.E. 2019. Van/Bardakçı bölgesi zeminlerinde arazi deneyleri ve laboratuvar deneyleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora tezi, 134 s, Adana.
• 16. Yılmaz Y., Şaroğlu F., Güner Y. 1987. Initiation of neomagmatism in east Anatolia: Tectonophysics. 134: 177-199.
• 17. Özvan A., Akkaya İ., Tapan M., Şengül M.A. 2005. Van yerleşkesinin deprem tehlikesi ve olası bir depremin sonuçları, Deprem Sempozyumu Kocaeli 2005, 23-25 Mart 2005, Kocaeli.
• 18. Özvan A., Şengül M.A., Tapan M. 2008. Van Gölü Havzası Neojen Çökellerinin Jeoteknik Özelliklerine Bir Bakış: Erciş Yerleşkesi, Ç.Ü. Yerbilimleri Dergisi (Geosound), 52: 297-310.
• 19. Akkaya İ. 2015. The Application of HVSR Microtremor Survey Method in Yüksekova (Hakkari) Region, Eastern Turkey, Journal of African Earth Sciences, 109: 87‒95.
• 20. Akkaya İ., Özvan A., Tapan M., Şengül M.A. 2015. Determining the Site Eff ects of 23 October 2011 Earthquake (Van province, Turkey) on the Rural Areas Using HVSR Microtremor Method, Journal of Earth System Science, 124(7): 1429‒1443.
• 21. Akkaya İ., Özvan A., Akın M., Akın M.K., Övün U. 2017. Kayma Dalgası Hızı (Vs) Kullanılarak Erciş (Van) Yerleşim Alanının Sıvılaşma Potansiyelinin Değerlendirilmesi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(3): 55‒68.
• 22. Akkaya İ., Özvan A., Akın M., Akın M.K., Övün U. 2018. Comparison of SPT and Vs-Based Liquefaction Analyses: A Case Study in Erciş (Van, Turkey), Acta Geophysica, 66: 21‒38.
• 23. Akkaya İ., Özvan A. 2019. Site Characterization in the Van Settlement (Eastern Turkey) Using Surface Waves and HVSR Microtremor Methods, Journal of Applied Geophysics, 160: 157‒170.
• 24. Bozkurt E. 2001. Neotectonics of Turkey-a Synthesis. Geodin. Acta, 14: 3–30.
• 25. Koçyiğit A., Yilmaz A., Adamia S., Kulashvili S. 2001. Neotectonics of East Anatolian Plateau (Turkey) and Lesser Caucasus: Implication for Transition from Thrusting to Strike-Slip Faulting, Geodinamica Acta, 14: 177‒195.
• 26. Cukur D., Krastel S., Tomonaga Y., Schmincke H-U., Sumita M., Meydan A.F., Cagatay M.N., Toker M., Kim S-P., Kong G-S., Horozal S. 2016. Structural Characteristics of the Lake Van Basin, Eastern Turkey, from High-Resolution Seismic Reflection Profiles and Multibeam Echosounder Data: Geologic and Tectonic Implications, Int. J. Earth Sci. (Geol Rundsch), http://dx.doi.org/10.1007/s00531-016-1312-5.
• 27. Emre Ö., Duman T.Y., Özalp S., Elmacı H., Olgun Ş., Şaroğlu F. 2013. 1/1.250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Özel Yayınlar Serisi, Ankara, Türkiye.
• 28. Selçuk A.S. 2016. Evaluation of the Relative Tectonic Activity in the Eastern Lake Van Basin, East Turkey. Geomorphology, 270: 9-21.
• 29. Toker M., Şengör A., Demirel-Schlueter F., Demirbağ E., Çukur D., İmren C. et al. 2017. The Structural Elements and Tectonics of the Lake Van basin (Eastern Anatolia) from Multi-Channel Seismic Reflection Profiles, Journal of African Earth Sciences, 129: 165‒178.
• 30. Ergin K., Güçlü U., Uz Z. 1967. Türkiye ve Civarının Deprem Kataloğu (MS. 11-1964), İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Arz Fiziği Enstitüsü yayınları, No 28.
• 31. Soysal H., Sipahioğlu S., Kolçak D., Altınok Y. 1981. Türkiye ve Çevresinin Tarihsel Deprem Kataloğu (2100 B.C.–1900 A.D.), TÜBİTAK raporu, No. TBAG-341.
• 32. Ambraseys N.N., Finkel C.F. 1995. The Seismicity of Turkey and Adjacent Areas: A Historical Review, 1500-1800, İstanbul: Eren publishing & booktrade.
• 33. Tan O., Tapırdamaz M.C., Yörük A. 2008. The Earthquakes Catalogues for Turkey, Turkish Journal of Earth Science, 17: 405–418.
• 34. Field E.H., Jacob K.H. 1993. The Theoretical Response of Sedimentary Layers to Ambient Seismic Noise, Geophys Res Lett, 20-24: 2925‒2928.
• 35. Field E.H., Jacob K.H. 1995. A Comparison and Test of Various Site-Response Estimation Techniques, Including Three That are not Reference-Site Dependent, Bull. Seismol. Soc. Am., 85(4): 1127‒1143.
• 36. Lermo J., Chavez-Garcia F.J. 1994. Are Microtremors Useful in Site Response Evaluation? Bulletin of the Seismological Society of America, 84: 1350–1364.
• 37. Lachet C., Bard P.Y. 1994. Numerical and Theoretical Investigations on the Possibilities and Limitations of Nakamura’s Technique, Journal of Physics of the Earth, 42: 377‒397.
• 38. Gitterman Y., Zaslavsky Y., Shapira A., Shtivelman V. 1996. Empirical Site Response Evaluations: Case Studies in Israel, Soil Dynamics Earthquake Engineering, 15: 447‒463.
• 39. Mucciarelli M. 1998. Reliability and Applicability of Nakamura’s Technique Using Microtremors: An Experimental Approach, Journal of Earthquake Engineering, 2: 1‒14.
• 40. Konno K., Ohmachi T. 1998. Ground-Motion Characteristics Estimated from Spectral Ratio Between Horizontal and Vertical Components of Microtremor, Bulletin of the Seismological Society of America, 88: 228–241.
• 41. Delgado J., Lopez Casado C., Giner J., Estevez A., Cuenca A., Molina S. 2000. Microtremors as a Geophysical Exploration Tool: Applications and Limitations, Pure and Applied Geophysics, 157: 1445‒1462.
• 42. Okada H. 2003. Microtremor Survey Method: SEG Geophysical Monograph Series No. 12, (translated by Koya Suto), Society of Exploration Geophysicists.
• 43. Dikmen Ü., Mirzaoğlu M. 2005. The Seismic Microzonation Map of Yenisehir-Bursa, NW of Turkey by Means of Ambient Noise Measurements, Balkan Geophysical Society, 8(2): 53‒62.
• 44. Özalaybey S., Zor E., Ergintav S.,Tapırdamaz M.C. 2011. Investigation of 3‐D Basin Structures in the İzmit Bay Area (Turkey) by Single station Microtremor and Gravimetric Methods, Geophysical Journal International, 186: 883‒894.
• 45. Pamuk E., Akgün M., Özdağ Ö.C., Gönenç T. 2017a. 2D Soil and Engineering-Seismic Bedrock Modeling of Eastern Part of Izmir Inner Bay/Turkey, Journal of Applied Geophysics, 137: 104‒117.
• 46. Pamuk E., Özdağ Ö.C., Özyalın Ş., Akgün M. 2017b. Soil Characterization of Tınaztepe Region (İzmir/Turkey) Using Surface Wave Methods and Nakamura (HVSR) Technique, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 16(2): 447‒458.
• 47. Silahtar A., Budakoğlu E., Horasan G., Yıldırım E., Küyük H.S., Yavuz E., Çaka D. 2016. Investigation of Site Properties in Adapazarı, Turkey, Using Microtremors and Surface Waves, Environ Earth Sci, 75: 1354, DOI 10.1007/s12665-016-6151-y.
• 48. Tün M., Pekkan E., Özel O., Güney Y. 2016. An Investigation into the Bedrock Depth in the Eskisehir Quaternary Basin (Turkey) Using the Microtremor Method, Geophys. J. Int., 207: 589‒607.
• 49. Livaoğlu H., Irmak T.S., Güven I.T. 2017. Seismic Vulnerability Indices of Ground for Değirmendere (Kocaeli Province, Turkey), Bull Eng Geol Environ, DOI 10.1007/s10064-017-1102-8.
• 50. GEOPSY 1997. Geophysical Signal Database for Noise Array Processing, www.geopsy.org (Erişim Tarihi: 10 Temmuz 2018).
• 51. SESAME 2004. Guidelines for the Implementation of the H/V Spectral Ratio Technique on Ambient Vibrations: Measurements, Processing and Interpretation SESAME European Research Project P12-Deliverable. D23.12 ftp://ftp.geo.uib.no/pub/seismo/Software/Sesame/ Userguidelines/Sesame-HV-UserGuide lines.doc.
• 52. Ishihara K. 1982. Evaluation of Soil Properties for Use in Earthquake Response Analysis, Proc. International Symp. On Num. Model in Geomechanics, 237‒259.
• 53. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) 2018. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
• 54. AFAD 2018. Türkiye Deprem Tehlike Haritası. https://tdth.afad.gov.tr/ (Erişim Tarihi: 20 Aralık 2019).
• 55. Erdil B., Ceylan H. 2019a. MVP Interaction Based Seismic Vulnerability Assessment of RC Buildings, Gradevinar, 71: 489‒503.
• 56. Erdil B., Ceylan H. 2019b. A Detailed Comparison of Preliminary Seismic Vulnerability Assessment Methods for RC Buildings, Iranian Journal of Science and Technology-Transactions of Civil Engineering, 43: 711‒725.
• 57. Ishihara K. 1996. Soil Behaviour in Earthquake Geotechnics, Oxford Engineering Science Series, Oxford University Press, U.K.