Kuvaterner Yaşlı Alüvyal Zeminlerin Kuvvetli Yer Hareketine Etkisi: 2011 Van Depremleri

Abstract

23 Ekim (Mw: 7.2) ve 9 Kasım 2011 (Mw: 5.6) Van depremleri sırasında meydana gelen hasar dağılımına bakıldığında, alüvyal zeminler üzerinde bulunan yerleşim alanlarında, yapısal hasarın yüksek olduğu görülmektedir. 9 Kasım 2011 depreminde kaydedilen yer ivmesi değerleri birbirleri ile karşılaştırıldığı zaman, söz konusu zeminlerin yer hareketi ve yapısal hasarlar üzerindeki etkisi anlaşılmaktadır. Edremit merkezli depremde travertenler üzerinde kaydedilen yatay yer ivmesi değeri 0.10 g iken, yaklaşık 15 km uzaklıkta alüvyal zemin üzerinde kaydedilen yatay yer ivmesi değeri ise 0.25 g dir.  Zeminin yer ivmesi üzerindeki etkisi 2.5 kattır. Bu çalışmada, derinlikleri 10-25 m arasında değişen toplam 81 adet jeoteknik sondaj verisi ile mahalle bazında zeminlerin yanal ve düşey yöndeki dağılımları elde edilmiştir. Alüvyal zeminler üzerinde kayma dalgası hızına bağlı olarak hesaplanan zemin büyütme değerlerinin gözlenen yer hareketleri ile uyumlu oldukları belirlenmiştir. Özellikle, hasarın yüksek olduğu mahallelerde, zemin kohezyonsuz, göreceli olarak daha gevşek ve su seviyesi yüzeye daha yakındır. Van ili merkez mahallelerinde gözlenen hasarın büyük bir kısmı ise düşük kalitede malzeme kullanımı ve yönetmeliklere uymayan yapılaşma ile ilişkilidir. Van ili yerleşim alanındaki zemin koşulları dikkate alındığında, gerek depremin tekrarlı yüklerinden gerekse zeminden kaynaklanan deformasyonların (zemin büyütmesi, sıvılaşma vb.) Van ili yerleşim alanında can ve mal kayıplarının artmasına neden olacağı açıktır. Bu nedenle, olası bir depremde zararların en aza indirgenebilmesi için, Van yerleşim yerindeki söz konusu zemin koşullarının dikkate alınması gerekmektedir.

Keywords

• Deprem
• Hasar dağılımı
• Maksimum yer ivmesi
• Van
• Zemin büyütmesi

The Effect of Quaternary Alluvium on Strong Ground Motion: 2011Van Earthquakes

Abstract

The distribution of damaged buildings observed from October 23 and November 9, 2011 Van earthquakes shows that a major portion of damage occurred at settlement areas underlain by alluvial soils. The effect of alluvial soil on strong ground motion and structural damage can be seen by comparing two strong ground motion records of the Van province, earthquake of 09 November 2011 (Mw:5.6). One record at Edremit on travertine bedrock had a peak horizontal acceleration of 0.10 g. The other one, at the city center of Van province, at a distance of 15 km from the epicenter in Quaternary alluvium, had the accelaration value of 0.25 g. The effect of soil on the ground motion is about 2.5. In this study, the lateral and vertical distribution of the soil were obtained using a total of 81 geotechnical borehole data with depths ranging from 10-25 m. Soil amplification values computed at the alluvial site based on measured shear wave velocity show reasonably good agreement with the observed motions. The earthquake damage was determined to be high at local areas of relatively poor soil conditions such as cohesionles and loose soil, high groundwater. In addition to the soil conditions, there is no doubt that the use of low quality materials and low construction technologies have caused higher damage at central districts of Van province. Considering the soil conditions, both ground deformation (soil amplification, liquefaction) and cycling loading will increase the loss of lives and property in the central districts of Van province. Therefore, in order to minimize the possible damage of a potential earthquake, ground conditions should be considered at the Van settlement area.

Keywords

• Earthquake
• Distribution of damage
• Peak ground acceleration
• Van
• Soil amplification

References

1. Acarlar, M., Bilgin, E., Elibol, E., Erkal., T., Gedik, İ., 1991. Van gölü doğu ve kuzeyinin jeolojisi, MTA Genel Müdürlüğü, No: 1061.
2. AFAD, 2011. 23 Ekim 2011 Van depremlerinin kuvvetli yer hareketleri kayıtlarının değerlendirilmesi, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Van Raporu, 19 s.
3. Akdemir, S., 1996. Van merkez ve çevresinin hidrojeoloji incelemesi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, Yüksek Lisans Tezi (yayımlanmamış).
4. Akın, M.K., Kramer, S.L., Topal, T., 2011. Empirical correlations of shear wave velocity (Vs) and penetration resistance (SPT-N) for different soils in an earthquake-prone area (Erbaa-Turkey), Engineering Geology, 119 (1-2), 1-17
5. Aksoy, E., Tatar, Y., 1990. Van İli doğu-kuzeydoğu yöresinin stratigrafisi ve tektoniği. TÜBİTAK Doğa Dergisi, 14, 628-644.
6. Atsori, S., Tolomei, C., Salvi, S., Zoffoli, S., 2011. Co-seismic ground displacement and preliminary source models for the 10/23/2011, Mw 7.2 Van earthquake, Eastern Turkey, SIGRIS activation report, PR6-7, 9 p.
7. BSSC, 2003. The 2003 HEHRP Recommended Provisions for the Development of Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures, Building Seismic Safety Council, FEMA, Washington D. C.
8. Bear, J., 1988. Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications, 784 p.

9. Boore, D.M., 2004. Estimating Vs(30) from shallow velocity models (Depths <30 m). Bulletin of the Seismological Society of America, 94 (2), 591–597.
10. Borcherdt, R. D., Gibbs, J. F., 1976. Effects of local geological conditions in the San Francisco Bay region on ground motions and the intensities of the 1906 earthquake, Bulletin of the Seismological Society of America, 66, 467-500.
11. Borcherdt, R. D., Gibbs, J. F., 1976. Effects of local geological conditions in the San Francisco Bay region on ground motions and the intensities of the 1906 earthquake, Bulletin of the Seismological Society of America, 66, 467-500.
12. Brocherdt, R.D., Wentworth, C.M., Janssen, A., Fumal, T., Gibbs, J., 1991. Methodology for predictive GIS mapping of special study zones for strong ground shaking in the San Francisco Bay Region, 4th International Conference on Seismic Zonation. Vol. 3, 545-552.
13. CEDIM, 2011. Comparing the current impact of the Van Earthquake to past earthquakes in Eastern Turkey, CEDIM Forensic Earthquake Analysis Group, Report 4, 28p.
14. Çiftci, Y., Selcuk, L., Özvan, A., Akkaya, İ., Sengül, A., Aras, B., 2004. Seismic risk analysis for the settlements in the basin of Lake Van, Turkey, Proceedings of 5 th International Symposium on Eastern Mediterranean Geology, Vol.2, Thessaloniki, Greece, 964-966.
15. Dikmen, U., 2009. Statistical correlations of shear wave velocity and penetration resistance for soils. Journal of Geophysics and Engineering, 6, 61-72.
16. Emre, Ö., Duman T.Y., Özalp, S. Elmacı, H., 2011 23 Ekim 2011 Van depremi saha gözlemleri ve kaynak faya ilişkin ön değerlendirmeler. MTA Genel Müdürlüğü, Ankara, 22 s.
17. Grafit, 2012. Van ili Kalecik köyü imara esas jeolojik-Jeoteknik etüd raporu, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Van, 138 s.
18. Hasançebi, N. Ulusay, R., 2006. Evaluation of site amplification and site period using different methods for an earthquake-prone settlement in Western Turkey. Engineering Geology, 87, 85-104.
19. Joyner, W.B., Fumal, T., 1984. Use of Measured Shear-Wave elocity for predicting geological site effects on strong motion, Proceedings of Eighth world conferance on Earthquake Engineering, Prentice Hall Incorporation, California, USA, Vol 2, 777-783.
20. Kamalian, M., Jafari, M.K., Ghayamghamian, M.R., Shafiee, A., Hamzehloo, H., Haghshenas, E., Sohrabi-bidar, A., 2008. Site effect microzonation of Qom, Iran. Engineering Geology, 97, 63-79.