Geographic information system approach in evaluating the geotechnical properties of soils: A case study of Oymaağaç in Kayseri

Year 2023, Volume: 38 Issue: 2, 1079 - 1092, 07.10.2022

Mehmet Cemal Acar Dilek Özdemir

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.946963

Abstract

Zeminlerin geoteknik özelliklerinin değerlendirilmesinde coğrafi bilgi sistemi yaklaşımı: Kayseri Oymaağaç örneği

Abstract

Bu araştırmada Kayseri’de yeni yerleşime açılan bir bölgede yapılacak yapıların temellerini etkileyen zemin özelliklerinin coğrafi bilgi sistemi (CBS) ortamında analizi edilmesi amaçlanmıştır. Türkiye’nin 9. büyük şehri olan Kayseri’de, yerleşime açılmış ve yapılaşmaya devam eden bölgeler nüfus artışına paralel hızla genişlemektedir. Temellerin taşıma gücü zayıf zeminlerde ve güvenli bir inşaata uygun olmayan bölgelerde zemin iyileştirilme çalışmaları zorunlu olarak yapılmaktadır ve bu olay kentsel gelişmede ciddi ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Binaların temelini etkileyen parametreler dikkate alınarak yapılaşmaya açılan bölgelerin önceden belirlenmesi coğrafi bilgi sistemi (CBS) ile kontrol edilebilir. Örnek bir uygulama için, Kayseri Oymaağaç mevkiinde ARCGIS ile veri tabanı oluşturularak jeolojik ve geoteknik veriler birleştirilmiştir. Yeni yerleşime açılan bu bir milyon beş yüz bin metrekare bölgenin zemin fiziksel özellikleri CBS ortamında analiz edilmiştir. CBS analizi için SPT ve laboratuvar verilerini içeren, derinliği 15 m ve 25 m aralığında olan toplamda 1071 m uzunluğunda 60 adet sondaj noktası ele alınmıştır. Yapıların zemin açısından uygunluğunu değerlendirmek için söz konusu arazide sondaj kuyularında ölçülen SPT-N değerlerinin derinlikle değişimi, zemin türleri, yeraltı su seviyeleri, Vs değerleri kullanılarak veriler birleştirilmiş ve bu değerleri gösteren haritalar çıkarılmıştır. Daha sonra olası bir depremde zeminin sıvılaşma potansiyeli haritaları ve temellerin taşıma kapasitesini gösteren haritalar oluşturulmuştur. Kentsel planlamada doğru ve hızlı karar vermede katkı sağlayan önemli bir araç olarak kullanılabilecek, zemin özelliklerini gösteren geoteknik haritalar elde edilmiştir. Bölgenin zemin özellikleri, taşıma gücü ve sıvılaşma potansiyeli haritalarının yaygınlaşmasıyla, mühendisler, devlet kurumları ve afet yönetimi gibi kurumlar için şehrin gelecekteki gelişimi ve planlaması için çok faydalı olacaktır. Bunun yanında, acil durumlarda risk yönetimi için bir araç olarak da kullanılabilecektir.

Keywords

Kayseri, Zemin Özellikleri, CBS, SPT, Kayma Dalga Hızı

References

• 1-Aranoff, S. (1989). “Geographical Information Systems: A Management Perspective”, WDL Publications, Ottawa, Canada.
• 2-Yomralıoğlu, T., (2009). Coğrafi Bilgi Sistemleri Temel Kavramlar ve Uygulamalar. Akademi Kitabevi. Trabzon.
• 3-Sartirana, D., Rotiroti, M., Zanotti, C., Bonomi, T., Fumagalli, L., & De Amicis, M. (2020). A 3D Geodatabase for Urban Underground Infrastructures: Implementation and Application to Groundwater Management in Milan Metropolitan Area. ISPRS International Journal of Geo-Information, 9(10), 609.
• 4-Ilic, J. M., Bento, R., & Cattari, S. (2020). 3DCBS representation for supporting seismic mitigation policies at urban scale: The case study of Lisbon. Journal of Cultural Heritage, 45, 265-278.
• 5-Güvel, Ş. P., & Yurtal, R. (2020). Seyhan Baraj rezervuarında katı madde birikimi etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(2), 1015-1026.
• 6-OYACI, A. Ç., & Gencer, C. (2021) Tehlikeli maddelerin çok modlu taşımacılığı için çok-ürünlü iki-amaçlı bir model önerisi: Türkiye örneği. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(1), 13-26.
• 7-Bostancı, B., Bakır, N. Y., Doğan, U., & Güngör, M. K. (2018). Bulanık karar verme teknikleri ile CBS destekli konut memnuniyeti araştırması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(4), 1193-1208.
• 8-Das, S., Ghosh, S., & Kayal, J. R. (2019). Liquefaction potential of Agartala City in Northeast India using a CBS platform. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(4), 2919-2931.
• 9- Calzolari, C., Ungaro, F., & Vacca, A. (2021). Effectiveness of a soil mapping geomatic approach to predict the spatial distribution of soil types and their properties. CATENA, 196, 104818.
• 10-Naji, D. M., Akin, M. K., & Cabalar, A. F. (2020). A Comparative Study on the VS30 and N30 Based Seismic Site Classification in Kahramanmaras, Turkey. Advances in Civil Engineering, 2020.
• 11- Abdullah, G. M., & Abd El Aal, A. (2021). Liquefaction hazards mapping along Rеd Sеa coast, Jеddah city, Kingdom of Saudi Arabia. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 144, 106682.
• 12-Sharifi-Mood, M., Gillins, D. T., Olsen, M. J., Franke, K. W., & Bartlett, S. F. (2020). A Geotechnical Database for Utah (GeoDU) enabling quantification of geotechnical properties of surficial geologic units for geohazard assessments. Earthquake Spectra, 36(1), 422-451.
• 13- Cabalar, A. F., Canbolat, A., Akbulut, N., Tercan, S. H., & Isik, H. (2019). Soil liquefaction potential in Kahramanmaras, Turkey. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 10(1), 1822-1838.
• 14- Walker, B. B., Schuurman, N., Swanlund, D., & Clague, J. J. (2021). GIS-based multicriteria evaluation for earthquake response: a case study of expert opinion in Vancouver, Canada. Natural Hazards, 105(2), 2075-2091.
• 15- Kim, HS, Sun, CG ve Cho, HI, (2019). Site-specific zonation of seismic site effects by optimization of the expert gıs-based geotechnical ınformation system for western coastal urban areas in south korea. International Journal of Disaster Risk Science, 10(1): 117-133.
• 16- Okur, V., (2018). GIS based approach to analyze soil liquefaction and amplification: A case study in Eskisehir, Turkey. Open Geosciences, 10(1): 855-865.
• 17- Yan, P., Peng, H., Yan, L., & Lin, K., (2019). Spatial variability of soil physical properties based on GIS and geo-statistical methods in the red beds of the nanxiong basin, china. Polish Journal of Environmental Studies, 28(4): 2961-2972.
• 18- Sarı, H., (2019). Geostatistical assessments for characteristics of soils around naip dam. International Journal of Scientific Research and Management (IJSRM), 7 (02): 213-219.
• 19--Santos, J.V., Thiesen, S., ve Reis Higashi, R.A., (2018). Geological-Geotechnical Database from Standard Penetration Test Investigations Using Geographic Information Systems. Management of Information Systems. IntechOpen.
• 20- Adam, J., Saleh, S., Olowosulu, A. T., Ashara, A. H., & Srividhya, S. (2018). Mapping of soil properties using geographical ınformation system (gıs): a case study of hassan usman katsina polytechnic. Open Journal of Civil Engineering, 8(4): 544-554.
• 21- Ahmad, M., Muhammad, D., Mussarat, M., Naseer, M., Khan, M. A., Khan, A. A., & Shafi, M. I., (2018). Spatial variability pattern and mapping of selected soil properties in hilly areas of hindukush range northern, Pakistan. Eurasian Journal of Soil Science, 7(4): 355-364.
• 22- MTA, (1999). Kayseri Kenti’nin Çevre Jeolojisi ve Doğal kaynakları. Rapor Arşiv No: 10322, Ankara.
• 23- Terzaghi, K. and Peck, R. B., (1967). Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley and Sons, New York, 664pp.
• 24- Sivrikaya, O. ve Toğrol, E., (2007). Türkiye'de SPT-N değeri ile ince daneli zeminlerin drenajsız kayma mukavemeti arasındaki ilişkiler, İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, 18(89), 4229-4246.
• 25- Sykora, D.W., ve Koester, P.J., (1988). Correlations Between Dynamic Shear Resistance and Standard Penetration Resistance in Soils, 389-404. Earthquake Engineering and Soil Dynamics II- Recent Advances in Ground-Motion Evaluation, American Society Of Civil Engineers, 595pp.
• 26- Maheswari, U.R., Boominathan, A. and Dodagoudar, G.R., (2010). Use of surface waves in statistical correlations of shear wave velocity and penetration resistance of chennai soils. Geotechnical and Geology Engineering, 28: 119- 137.
• 27- Uyan, A. (2018). Coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak Aşebacı mahallesindeki (Karesi/Balıkesir) zeminlerin jeo-mühendislik özelliklerinin değerlendirilmesi (Master's thesis, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).
• 28- Terzaghi, K. (1943). Theoretical soil mechanics. Book, johnwiley & sons. New York, 11-15.