Investigation of Liquefaction Potential in Kütahya Central District with Geographical Information System

Abstract

The liquefaction of loose granular or alluvial soils with high groundwater levels under cyclic loading conditions causes irreparable damage to the superstructures. For this reason, it is crucial to create liquefaction risk maps before construction in a particular region. In this study, using the results of the Standard Penetration Tests (SPT) made at 61 different points and different depths of each borehole in an area of approximately 27 km2 in the central district of Kütahya, liquefaction risk maps were created at different depths. In the analyses, it was assumed that the earthquake magnitude which may occur in the Kütahya and Simav fault zones is M=6.5 and the greatest gravitational acceleration is 0.3 g. According to the analyses results, it was determined that the liquefaction potential is high in loose alluvial soils where the groundwater level is close to the surface and the SPT-N values are low. In this study, it is considered that it would be beneficial to expand the liquefaction risk maps prepared for a particular region and take them into account in all kinds of planning activities.

Keywords

• Liquefaction
• Liquefaction Potential Maps
• Standard Penetration Test

Kütahya Merkez İlçesinde Sıvılaşma Potansiyelinin Coğrafi Bilgi Sistemi ile İncelenmesi

Abstract

Yeraltı su seviyesi yüksek, gevşek granüler veya alüvyon zeminlerin çevrimsel yükleme koşulları altında sıvılaşması, üst yapılarda onarılması mümkün olmayan hasarlara neden olmaktadır. Bu nedenle belirli bir bölgede yapılaşma öncesinde, sıvılaşma risk haritalarının oluşturulması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada Kütahya ili Merkez ilçesinde yaklaşık 27 km2’lik bir alanda 61 farklı noktada ve her sondaj kuyusunun farklı derinliklerinde yapılmış Standart Penetrasyon Deney (SPT) sonuçları kullanılarak, Kütahya ve Simav fay zonlarında oluşabilecek deprem büyüklüğü M=6.5, en büyük yerçekim ivmesinin 0.3 g olduğu kabul edilerek, farklı derinliklerde sıvılaşma risk haritaları oluşturulmuştur. Elde edilen analiz sonuçlarına göre, yeraltı su seviyesi yüzeye yakın, SPT-N değerlerinin düşük olduğu gevşek alüvyon zeminlerde sıvılaşma potansiyelinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada belirli bir bölgede için hazırlanan sıvılaşma risk haritalarının genişletilerek her türlü planlama faaliyetlerinde dikkate alınmasının faydalı olacağı değerlendirilmektedir.

Keywords

• Sıvılaşma
• Sıvılaşma
• Sıvılaşma Potansiyel Haritaları
• Standart Penetrasyon Deneyi

References

1. Seed, H. B., & Idriss, I. M. (1971). Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, 97 (9), 1249-1273.
2. Seed, H. B., & Idriss, I. M. (1982). Ground motion and soil liquefaction during earthquakes. Earthquake Engineering Research Institute Monograph Series, Oakland, CA, USA, 134.
3. Seed, H. B., Tokimatsu, K., Harder, L. F., & Chung, R. M. (1985). The influence of SPT procedures in soil liquefaction resistance evaluations. J. Geotech. Eng.-ASCE, 111 (12), 1425-1445.
4. Cetin, K. O., Seed, R. B., Der Kiureghian, A., Tokimatsu, K., Harder, L. F., Kayen, R. E., et al. (2004). SPT-Based probabilistic and deterministic assessment of seismic soil liquefaction potential. J.Geotech. Geoenviron. Eng.-ASCE, 130 (12), 1314-1340.
5. Tosun, H., Seyrek, E., Orhan, A., Savaş, H., & Türköz, M. (2011). Soil liquefaction potential in Eskisehir, NW Turkey. Natural Hazards and Earth System Sciences, 11 (4), 1071-1082.
6. Youd, T. L., Idriss, I. M., Andrus, R. D., Arango, I., Castro, G., Chrstian, J. T., et al. (2001). Liquefaction resistance of soils, Summary report from the 1996 NCEER and 1998, NCEER/NSF workshop on evaluation of liquefaction resistance of soils, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, -ASCE. 127 (10), 817-833.
7. Ayhan, E. (1988). Türkiye’de 1881-1988 yılları arasında oluşmuş şiddetli depremler. Deprem Araştırma Bülteni, 61.
8. Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından onaylanmış, Kütahya Belediyesinin plana esas jeolojik-jeoteknik etüd raporu. 2003.

9. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı Deprem Dairesi Başkanlığı. (2020). Deprem Kataloğu, https://deprem.afad.gov.tr/depremkatalogu.
10. Liao, S., & Whitman, R. V. (1986). Overburden correction factors for SPT in sand. J. Geotech. Eng.-ASCE, 112 (3), 373–377.