A Pilot Study on Determination of Dynamic Behavioral Characteristics by Soil Response Analyses: A Case concerning Üngüt District of Kahramanmaraş Province

Abstract

It is not possible to prevent the earthquakes and other natural disasters which cause loss of lives and property, but it is possible to minimize the damages that they cause. The majority of the surface area of Kahramanmaraş province, which can be considered a vulnerable zone in Turkish Tectonic System, underlies many active fault systems. Determination of engineering properties of soils is of great importance in determination of soil behavior and/or minimization of damages due to seismic action. For this reason, dynamic analyses were conducted in the Üngüt district of Kahramanmaraş and data obtained from 12 borings in Üngüt region were used in the analyses. In this scope, dynamic ground behavior analyses were performed on certain points in the study area by the use of Deepsoil software. Linear, frequency domain in the equivalent linear and time domain non-linear analysis have been carried out to obtain information about the dynamic behavior of the local soil conditions. Dynamic behavior analysis of the selected area was carried out using the acceleration recordings of the 17 August 1999 Kocaeli (Mw = 7.4) earthquake. As a result of the analyses, variation of acceleration, response spectrum and amplification factor were obtained. In this study, by evaluating the data obtained, it is aimed to determine the dynamic behavior of the foundations of the existing and new buildings.

Keywords

• Earthquake,Deepsoil,Soil Behavior Analysis,Local Soil Conditions,Kahramanmaraş

Zemin Analizleriyle Dinamik Davranış Özelliklerinin Belirlenmesine Yönelik Pilot Bir Çalışma: Kahramanmaraş İli Üngüt Mahallesi Örneği

Abstract

Can ve mal kayıplarıyla maddi manevi kayıplara neden olan depremlerin, diğer doğal afetler gibi önlenmesi mümkün değildir, fakat depremlerin meydana getirebileceği hasarı en aza indirgemek mümkündür. Türkiye tektoniğinde önemli bir konuma sahip olan Kahramanmaraş ili’nin yüzölçümünün büyük çoğunluğu aktif faylara ev sahipliği yapmaktadır. Zeminlere ait mühendislik özelliklerinin belirlenmesi dinamik yükler altındaki zemin davranışlarının ve/veya meydana gelebilecek zararların en aza indirilebilmesinde büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle Kahramanmaraş ili Üngüt Mahallesinde zemin dinamik davranış analizi yapılmıştır. Bu çalışma için Üngüt Mahallesinde yer alan 12 adet sondaj kuyusundan elde edilen veriler analizlerde kullanılmıştır. Bu çalışma kapsamında Deepsoil programı yardımıyla çalışma alanında belli noktalarda dinamik davranış analizi yapılmıştır. Çalışma alanında doğrusal, frekans alanında eşdeğer doğrusal ve zaman alanında doğrusal olmayan analizler yapılarak zeminin dinamik davranışı hakkında bilgi edinilmiştir. Seçilen alanın zeminin dinamik davranış analizi 17 Ağustos 1999 Kocaeli (Mw=7.4) depreminin ivme kayıtları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda çalışma alanına ait ivme, tepki spektrumu ve amplifikasyon faktörü grafikleri elde edilmiştir. Bu çalışmada, analiz sonuçlarından elde edilen veriler değerlendirilerek, araştırmaya konu olan bölgedeki mevcut ve yeni yapılacak binaların temel zeminlerinin dinamik davranışlarının belirlenmesi hedeflenmiştir.

Keywords

• Deprem,Deepsoil,Zemin Davranış Analizi,Yerel Zemin Koşulları,Kahramanmaraş

References

1. Akın M.K., Akın M., Akkaya İ., Özvan A., Üner S., Selçuk L., Tapan M., (2015), Mikrobölgeleme çalışmasına altlık oluşturmak üzere Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi kampüs zemininin dinamik özelliklerinin belirlenmesi, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 39(1), 1-26.
2. Akkaya İ., Özvan A., Akin M., Akin M., 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.
3. Ansal A., Tönük G., Kurtuluş A., (2011), Zemin Büyütme Analizleri ve Sahaya Özel Tasarım Depremi Özelliklerinin Belirlenmesi, 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı 11-14 Ekim, ODTÜ, Ankara.
4. Biricik A., Korkmaz H., (2013), Kahramanmaraş’ın Depremselliği, Marmara Coğrafya Dergisi, 3(1), 53-82.
5. Guidoboni E., Comastri A., Traina G., (1994), Catalogue of ancient earthquakes in the Mediterranean area up to the 10th century, Instituto Nazionaledi Geofisica, Rome, France, 504 ss.
6. Hashash Y.M.A., Philips C., Groholski D.R., (2010), Recent advances in nonlinear site response analysis, 5th International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, May 24-29, San Diego, California, USA.
7. Hashash Y.M.A, Groholski D.R, Phillips C.A, Park D, Musgrove M., (2011), DEEPSOIL 5.0, User Manual and Tutorial, 107 ss.
8. Idriss I.M., Sun J.I., (1992), User’s manual for SHAKE91: a computer program for conducting equivalent linear seismic response analyses of horizontally layered soil deposits, Center for Geotechnical Modeling, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, USA.

9. Imai T., Yoshimura Y., (1970), Elastic Wave Velocity and Soil Properties in Soft Soil (in Japanese), Tsuchi-ToKiso, 18, 17-22.
10. Imai T., Yoshimura M., (1975), The relation of mechanical properties of soils to P and S-wave velocities for soil ground in Japan, Urana Research Institue, OYO Corporation, OYO Technical Note O7, Tokyo, Japan.
11. İyisan R., (1996), Zeminlerde kayma dalgası hızı ile penetrasyon deney sonuçları arasındaki bağıntılar, Teknik Dergi, 7(32), 1187-1199.
12. Kanai K., Tanaka T., Yoshizawa S., (1966), Onmicrotremors IX, Bulletin of the Earthquake Research Institute, University of Tokyo, 43, 577-588.
13. Kop A., Yeleser L., Özbek A., Bodur M.N., (2007), Kahramanmaraş ve yakın kuzeyindeki kuvarterner çökellerin jeolojik ve jeoteknik özelllikleri, Çukurova Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 30.Yıl Jeoloji Sempozyumu, 25-27 Ekim, Adana, ss.218-219.
14. Kondorskaya N.V., Ulomov V.I., (1999), Special catalogue of earthquakes of the Northern Eurasia from ancient times through 1995 (SECNE), Joint Institute of Physics of the Earth (JIPE), Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.
15. Lin J.S., Deng J.G., Su Y.A., (1984), Application of finite element method in the analysis of deep excavation, Research Report GT 90009, Department of Construction Engineering, National Taiwan Institute of Technology.
16. Ohba S., Toriumi I., (1970), Research on vibrational characteristics of soil deposits in Osaka, part 2, on velocities of wave propagation and predominant periods of soil deposits, Technical Meeting of Architectural Institute of Japan.
17. Ohta Y., Hara A., Niwa M., Sakano T., (1972), Elastic Moduli of Soil Deposits Estimated by N-values, Proceedings of the 7th Annual Conference, The Japanese Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering, ss.265-268.
18. Ohsaki Y., Iwasaki R., (1973), On dynamic shear moduli and poisson’s ratios of soil deposits, Soil and Foundation, 13(4), 61-73.
19. Özşahin E., Eroğlu İ., (2019), Erzincan kentinde yerel zemin özelliklerinin deprem duyarlılığına etkisi, Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(1), 41-57.
20. Özyazıcıoğlu M., Dönmezçelik K., Orhan S.N., Özkan M.Y., (2019), Erzincan ili zemin büyütmelerine dayalı mikrobölgeleme çalışması, Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(2), 247-256.
21. Schnabel P., Seed H.B., Lysmer J., (1972), Modification of seismograph records for effects of local soil conditions, Bulletin of the Seismological Society of America, 62(6), 1649-1664.
22. Schnabel P., Seed H.B., Lysmer J., (1973), Erratum: modification of seismograph records for effects of local soil conditions, Bulletin of the Seismological Society of America, 63(2), 750.
23. Shibata T, (1970), The relationship between the N-value and S-wave velocity in the soil layer, Disaster Prevention Research Laboratory, Kyoto University, Kyoto, Japan.
24. Seed H.B., Idriss I.M., (1970), Soil moduli and damping factors for dynamic response analyses, Report No. EERC 70-10, Earthquake Engineering Resource Center, University of California, Berkeley, California, USA.
25. Seed H.B., Idriss I.M., (1981), Evaluation of liquefaction potential of sand deposits based on observations of performance in previous earthquakes, ASCE National Convention: In Situ Testing to Evaluate Liquefaction Susceptibility, 81-544.
26. Selçuk M.E., Kılıç H., Özaydin K., (2007), Kalın zemin çökellerinde eşdeğer-lineer ve non-lineer analiz sonuçlarının karşılaştırılması, Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim, İstanbul, ss.187-198.
27. Taşdelen S., Akyol E., Çelik B., (2015), Işıklı Beldesi (Denizli) yerleşim alanının jeolojik ve jeoteknik özellikleri, Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 3(2015), 1-15.
28. Vucetic M., Dorby R., (1991), Effect of soil plasticity on cyclic response, Journal of the Geotechnical Engineering Division, 117(1), 89-107.