DYNAMIC SOIL BEHAVIOR ANALYSES OF NORTH-EAST BURSA CITY CENTER SOILS

Abstract

Bursa city center was established on foot of The Uludağ Mountain through the Bursa plain. Alluvium thickness reaches 150 m in the plain at certain locations of the city center. The thick alluvium layers in the city are capable of amplificating earthquake effects. Also, there are saturated and near surface sand layers. Saturated sandy layers need to be investigated to determine liquefaction risk. In this paper, amplification characteristics of the alluvium layers, liquefaction risk and settlement potential of the saturated sandy soils due to earthquake loading were investigated for the North-East Bursa city soils. The 17 August 1999 Kocaeli Earthquake acceleration record scaled as necessary was used in the dynamic analyses. Maximum acceleration value for the base rock was estimated using attenuation relationships. Calculated maximum acceleration values for the soil surface in the analyses were compared with those of acceleration records acquired at the city center. Liquefaction and post earthquake settlements were also computed for a scenario earthquake with a magnitude of 7.5 generating 0.4g maximum surface acceleration.

Keywords

• Soil amplification, Liquefaction, Settlement of saturated sandy soils, Attenuation relationships

KUZEY-DOĞU BURSA İL MERKEZİ ZEMİNLERİNİN DİNAMİK ZEMİN DAVRANIŞ ANALİZLERİ

Abstract

Bursa il merkezi Uludağ’ın eteklerinden başlayarak ovaya doğru gelişim göstermiştir. Şehir merkezinde ve ovanın iç kısımlarında alüvyon kalınlığı 150 m’ye ulaşmaktadır. Bursa il merkezinin bulunduğu alüvyon zeminler deprem etkilerini büyütebilmektedir. Ayrıca şehrin bazı bölgelerinde yüzeye yakın suya doygun kumlu zeminler bulunmaktadır. Suya doygun kumlu zeminlerin sıvılaşma risklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada Bursa il merkezinin Kuzey-Doğu bölgesindeki zeminlerin zemin büyütmesi, sıvılaşma riskleri ve deprem sonrası oturma potansiyelleri açısından analizleri yapılmıştır. Büyütme analizlerinde taban kayası için kullanılan model ivme kaydı; 17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi en büyük ivme değerinin, sönümleme ilişkilerinden Bursa il merkezi taban kayası için elde edilen en büyük ivme değerine ölçeklenmesi ile elde edilmiştir. Dinamik analizler sonucunda elde edilen maksimum yüzey ivme değerleri aynı depremde şehir merkezinde bulunan bir sismograf kaydı ile karşılaştırılmıştır. Sıvılaşma ve deprem sonrası oturma analizleri sönümleme ve büyütme analizlerie ilave olarak, magnitüdü Mw=7.5 ve maksimum yüzey ivmesi amak=0.4g olan bir deprem için yapılmıştır

Keywords

• Zemin büyütmesi, Sıvılaşma, Doygun kumlu zeminlerin sıkışması, Azalım ilişkileri

References

1. Abacı N. (2001): “Bursa Yöresi’nin Depremselliği ve Deprem Tarihi”, Uludağ Üniversitesi Basımevi, Bursa, Türkiye.
2. Abrahamson N. A., Silva W. J. (1997): “Empirical Response Spectral Attenuation Relations for Shallow Crustal Earthquakes”, Journal of Seismological Research Letters, v.68, s. 94– 127.
3. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (1998): Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Türkiye.
4. Akyol N., Akıncı A., Eyidoğan H. (2002): “Site Amplification of S-Waves in Bursa City and its Vicinity, Northwestern Turkey: Comparison of Different Approaches”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, v:22, s. 579-587.
5. Bardet J. P., Ichii K., Lin C. H. (2000): “EERA, A Computer Program For Equivalent-linear Earthquake Site Response Analyses Of Layers Soil Deposits”, University Of Southern Colifornia Department Of Civil Engineering, s. 1-40.
6. Başarı E. (2003): “Bursa İl Merkezi Zeminlerinde Dinamik Zemin Davranış Analizleri”, Yüksek Lisans Tezi, Celal Bayar Ün. Fen Bilimleri Enstitüsü, Manisa, Türkiye.
7. Bursa Büyükşehir Belediyesi Yıldırım İlçesi Zemin Araştırma Raporu (2000): Bursa.
8. Boore D. M., Joyner W. B., Fumal T. E. (1997): “Equations for Estimating Horizontal Response Spectra and Peak Acceleration from Western North American Earthquakes: A Summary of RecentWwork 128”.

9. Castro G. (1995): “Empirical Methods in Liquefaction Evaluation”, Primer Ciclo d Conferencias Internationales, Leonardo Zeevaert, Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Mexico City, Mexico.
10. Das B. M. (1993): “Principles of Soils Dynamics”, Pws-Kent Publushing, Boston, US.
11. Gilstrap S. D., Youd T. L. (1998): “CPT Based Liquefaction Resistance Analyses Using Case Histories” Tech. Rep. CEG-90-01, Dept. Of Civ. And Envir. Engrg., Brigham Young University, Provo, Utah, US.
12. Ishihara K., Yoshimine M. (1992): “Evaluation of Settlements in Sand Deposits Following Liquefaction During Earthquakes”, Soils and Foundations, v:32 (1), s. 173-188.
13. Kayen R. E., Mitchell J. K. (1997): “Assessment of Liquefaciton Potential During Earthquakes by Arias Intensity”, J. Geotech. And Geoenvir. Engrg., ASCE, v:123 (12), s. 1162-1174.
14. Kramer S. L. (1996): “Geotechnical Eerthquake Engineering”, Prentice Hall, Upper Seddle River, New Jersey, US.
15. Youd T. L., Idriss I. M. (1997): “Proceeding of the NCEER Worksop on Evalution of Liquefaction Resistance of Soils”, Technical Report, No.NCEER-97-0022, December 31, US.
16. Seed H. B., Idriss I. M. (1971): “ Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential”, J. Geotech. Engrg. Div., ASCE, 97 (9), s. 1249-1273.
17. Spudich P. J. B., Fletcher M., Hellweg J., Boatwright C., Sullivan W. B., Joyner T. C., Hanks D. M., Boore A., Mcgarr L. M., Baker A., Lindh G (1997): “SEA96–A New Predictive Relation For Earthquake Ground Motions in Extensional Tectonic Regimes”, Journal Of Seismological Research Letters, v.68, s. 190–198.
18. Tabban A. (2000): “Kentlerin Jeolojisi ve Deprem Durumu”, Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara.
19. Tokimatsu K., Seed H. B. (1987): “Evaluation of Settlements in Sand Due to Earthquake Shaking”, Journal of Geotecnical Engineering, ASCEE, v:113 (8), s. 861-878.
20. Tokimatsu K., Yoshimi Y. (1983): “Empirical Correlatıon of Soil Liquefaction Based on SPT N-Value and Fines Content”, Soils and Foundations, v:23 (4), s. 56-74.
21. Tonouchi K., Sakayama T., Imai T. (1983): “S Wave Velocity In The Ground and The Damping Factor”, Bulletion Of International Association Of Engineering Geology, v. 46, s. 331-347.
22. Uyanık O. (2006): “Sıvılaşır yada Sıvılaşmaz Zeminlerin Yinelemeli Gerilme Oranına bir Seçenek”, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi, s:8 (2), s. 79-91.
23. Yalçınkaya E. (2005): “Bytnet (Bursa-Yalova-Türkiye İvme Ölçer Ağı) İstasyonlarında Yerel Zemin Etkilerinin İncelenmesi”, DEÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, s:7 (2), s. 75-85.
24. Youd T. L., Idriss I. M. (2001): “Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils”, J. Geotech. and Geoenvir. Engrg., ASCE, v:127 (4), s. 297-311.
25. Youd T. L., Idriss I. M., Andrus R. D., Arango I., Castro G., Christian J. T., Dobry R., Finn W. D. L., Harder L. F., Jr. Hynes M. E., Ishihara K., Koester J. P., Liao S. S. C., Marcusan W. F., Iii Martin G. R., Mitchell J. K., Moriwaki Y., Power M. S., Robertson P. K., Seed R. B., Stokoe K. H. (1997): “Summary Report of the 1996 NCEER Workshoop on Evaluation of Liquefaction Resistance Soils”, NCEER-97-0022, Salt Lake City, Utah.