Determination of Landslide Geometry by using Electrical Resistivity and Seismic Refraction Methods

Abstract

Electric resistivity and seismic refraction methods of geophysics are used to investigate for environmental, engineering and different geological problems. These methods are also referenced as the primary survey methods in landslide survey. In this study, electrical resistivity tomography (ERT) and multi-shot seismic refraction (MSSR) methods are conducted to determine the characteristic of the potential landslide geometry and material properties in the Süleyman Demirel University West Campus area where shallow surface slip occurred. Landslide geometry and mechanical properties of soil are determined based on the 2- dimensional inversion of seismic refraction and electrical resistivity tomography data. The structures located on the heel of the landslide are considered as an element which prevented a large mass movement in the area. However, surface slip increases with increasing rainfall and therefore, construction of structures which form an additional load should be avoided in this area.

Keywords

• Landslide
• seismic refraction
• electrical resistivity
• tomography
• landslide geometry
• soil

Elektrik Özdirenç ve Sismik Kırılma Yöntemlerinden Heyelan Geometrisinin Belirlenmesi

Abstract

Jeofizik yöntemlerden elektrik özdirenç ve sismik kırılma yöntemleri çevre, mühendislik ve farklı jeolojik problemleri araştırmak amaçlı kullanılmaktadır. Mühendislik problemlerinden biri olan heyelan araştırmalarında bu iki yöntem etkindir. Çalışma alanı eğimli olması ve toprak akıntısının çok olması sebebi ile taş duvarlar ile düzenlemeler yapılmıştır. Bu çalışmalardan sonra alanda yüzeysel kaymalar meydana gelmiştir. Bu yüzeysel kaymaların sebebini araştırmak için Süleyman Demirel Üniversitesi Batı Yerleşkesi alanı içerisinde bulunan bu alanda oluşabilecek heyelan geometrisini ve heyelan kütlesinin özelliklerini belirlemek amacıyla elektrik rezistivite tomografi (ERT) ve çok atışlı sismik kırılma (ÇASK) çalışmaları yapılmıştır. ERT çalışmasında 48 elektrotlu bir cihaz ile elektrot aralığı 2-3m arasında değişen 6 profilde Wenner-Schlumberger açılım düzenine uygun ölçüm alınmıştır. Ayrıca heyelan geometrisinin yanı sıra heyelan içinde ve dışında kalan zeminin mekanik özelliklerini belirlemek için jeofon arası 4m olan 24 kanallı bir cihaz ile ÇASK çalışmaları yapılmıştır. Sismik ve rezistivite çalışmalarının 2 boyutlu ters çözüm sonucunda heyelan geometrisi ve zeminin mekanik özellikleri belirlenmiştir. Sonuç olarak heyelanın topuk kısmının üzerine yapılan yapılaşmadan dolayı heyelanın topuk kısmı desteklenmiş ve büyük bir hareket engellenmiş olarak düşünülmektedir. Ancak küçük yüzeysel kaymalar yağışların yoğunluğuyla birlikte olmaktadır. Bu alana ek yük olarak gelecek yapılaşmadan kaçınılması gerekmektedir.

Keywords

• Heyelan
• sismik kırılma
• elektrik özdirenç
• tomografi
• heyelan geometrisi
• zemin

References

1. Abidin, M.H.Z., Saad, R., Ahmad, F., Wijeyesekera, D.C., Baharuddin, M.F.T., 2012. Seismic Refraction Investigation on Near Surface Landslides at the Kundasang area in Sabah, Malaysia. Procedia Engineering, 50, 516-531.
2. AL-Saigh, N.H., AL-Dabbagh, H. 2010. Identification of Landslide Slip-surface and its Shear Strength: A New Application for Shallow Seismic Refraction Method. Journal Geological Society of India, 76, 175-180.
3. Arndt, R., Römer, A., Sendlhofer, G., Restner, U. 2000. Geophysical Reconnaissance Methods for Landslides in Softrocks. Internationals Symposium Interprevent, Villach / Österreich, 191-201.
4. Colangelo, G., Perrone, A. 2012. Geoelectrical Tomography as an Operative Tool for Emergency Management of Landslide: An Application in Basilicata Region, Italy. International Journal of Geophysics Vol. Article ID 593268, 5 pages.
5. Drahor, G.M., Göktürkler, G., Berge, A.M., Kurtulmuş, Ö.T. 2006. Application of Electrical Resistivity Tomography Technique for Investigation of Landslide: A Case from Turkey. Environ Geology, 50, 147-155.
6. Eichkitz, G. C., Schreilechner, G. M., Amtmann, J., Schmid, C. 2009. Shallow Seismic Refraction Study of the Gschliefgraben Landslide Deposition Area Interpretation and Three Dimensional Modeling. Austrian Journal of Earth Sciences, 102(2), 52-60.
7. Frasheri, A., Kapllani, L., Dhima, F. 1998. Geophysical Landslide Investigation and Prediction in the Hydrotechnical Works. Journal of the Balkan Geophysical Socienty, 1(3), 38-43.
8. Geotomo, 2006: Geotomo software 2006 RES2DINV version 3.55-Manual. www.geoelectrical.com.

9. Gökçe, O., Demir, A., Özden, Ş. 2006. Türkiye’ nin
10. Heyelanlı Yerleşim Birimlerinin Dağılımı ve CBS
11. Ortamında Sorgulama, 1. Heyelan Sempozyumu, Trabzon, 24-40.
12. Göktürkler, G., Balkaya, Ç., Erhan, Z. 2008. Geophysical Investigation of a Landslide: The Altındağ Landslide Site, İzmir (Western Turkey). Journal of Applied Geophysics, 65, 84-96.
13. Gürbüz, M., Koç, N., Hamzaçebi, G. 2005. Jeofiziksel Yaklaşımlarla Heyelan Yapısının Araştırılması. Deprem Sempozyumu, 23-25 Mart, Kocaeli, 1154- 1156.
14. Jongmans, D., Garambois, S. 2007. Geophysical Investigation of Landslides: A Review. Bulletin Societe Geologigue de France, 178(2), 101-112.
15. Kılıç, A. 2006. Senirkent Heyelan Alanının Rezistivite ve Sismik Yöntemlerle Araştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 56s, Isparta.
16. Koçyiğit, A. 1981. Isparta Büklümünde (Batı Toroslar) Toros Karbonat Platformunun Evrimi, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 24, 15-23.
17. Loke M.H., Barker R.D. 1996. Rapid least squares inversion of apparent resistivity pseudo-sections using a quasi-Newton method. Geophysical Prospecting, 44,131–152.
18. Otto, J.C., Sass, O. 2006. Comparing Geophysical Methods for Talus Slope Investigations in the Turtmann Valley (Swiss Alps). Geomorphology, 76, 257-272.
19. OYO Corporation, 2004. SeisImager Manual version 3.0 [Computer program manual], Japan. OYO Corporation.
20. Özçep, F., Erol, E., Saraçoğlu, F., Haliloğlu, M. 2012. Seismic landslide analysis: Gurpinar (Istanbul) as a case history. Environ Earth Sci 66, 1617–1630.
21. Ravindran, A., Ramanujam, N. 2012. Palaeoscars and Landslide Prediction using 2D ERI Techniques in Ooty Area, Nilgiri District, Tamilnadu. Archives of Applied Science Research, 4(1), 262-268.
22. Ristic, A., Abolmasow, B., Govedarica, M., Petrovacki, D., Ristic, A. 2012. Shallow – Landslide Spatial Structure Interpretation Using a Multi – Geophysical Approach. Acta Geotechnica Slovenica, 1, 47-59.
23. Sass, O., Bell, R., Glade, T. 2008. Comparison of GPR, 2D-Resistivity and Traditional Techniques for the Subsurface Exploration of the Öschigen Landslide, Swabian Alb (German). Geomorphology, 93, 89-103.
24. Uyanık, O., Türker, E. 2007. Fethiye Eşen II HES Şalt ve Santral Sahasındaki Potansiyel Heyelanın Yerteknik Özellikleri ve Yorumu. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11-1, 84-90.
25. Uyanık, O., Çakmak, O., Algül, E., Gürbüz, M., Okumuş, A. 2012. Haydarlı Baraj Alanının Elektrik Özdirenç ve Jeolojik Özellikleri. Jeofizik Dergisi 16, 43-53.
26. Uyanık, O., Çatlıoğlu, B. 2013. Determination of Landslide Geometry Using Electric Resistivity Tomography and Seismic Refraction Tomography Techniques. 20th The International Geophysical Congress & Exhibition of Turkey, 25-27 November, Antalya.
27. Uyanık, O., Sabbağ, N. 2013. Determination of Landslide Geometry by Geophysical Methods, 4th International Geosciences Student Conference, 25-29 April 2013, Paper ID: 1587 Berlin/Germany.
28. Yılmaz, Ö., Eser, M., Şenay, G., Berilgen, M. 2007. Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uygulama Örnekleri. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim, İstanbul, 447- 458.