Determination of Soil Characteristics Using Geological, Geophysics and Geotechnical Methods in Tuzla (İstanbul)

Abstract

In order to figure out the engineering characteristics of 95243 m2 area located in Tuzla, İstanbul, mechanical soundings with total depth of 76.30 m were performed at 4 points, resiprocal seismic refraction studies were conducted at 4 points, vertical resistivity soundings were acquired at 4 points and microtremor measurements were performed at 4 suitable points in the investigation area. A cover soil layer with the thickness of 1.47-1.92 m based on P and S velocities of Vp1: 440-549 m/s ve Vs1: 160-199 m/s was determined. Beneath this cover a layer with P and S velocities changing between Vp2: 652-681 m/s ve Vs2: 256-267 m/s respectively was detected. Atterberg limits and 3- axial pressure tests were applied on the soil samples collected from the boreholes. The compressibility index Cc= 0.26-0.43 and plasticity index Ic= 0.10-1.82 were determined. The safety bearing capacity was obtained as 0.48-0.52 kg/cm2 . The soil group and the local soil class of the investigation area were found out as ‘CL-CH’, and ‘Z4’. Ta and TB values of the investigation area were resolved as TA= 0.20 sec, and TB= 0.90 sec. Vertical bearing coefficient and dominant soil acceleration were calculated as 1083–1134 t/m3 and >0.40 respectively. The dominant ground period of the investigation area were calculated from microtremor studies as To = 0.79sec.

Tuzla (İstanbul) İlçesi'nde jeolojik, Jeofizik ve Jeoteknik Yöntemler ile Zemin Özelliklerinin Belirlenmesi

Öz

İstanbul İli, Tuzla İlçesi’nde 95243 m² yüzölçüme sahip olan alanın yer mühendislik özelliklerinin ortaya çıkartılması amacıyla toplam derinliği 76.30 m olan 4 adet sondaj kuyusu açılmış, 4 uygun noktada karşılıklı atışlı sismik kırılma çalışması yapılmış ve 4 profil boyunca rezistivite (özdirenç) ölçüleri alınmıştır. Ayrıca doğal yer periyodunun belirlenmesi için uygun 4 noktada mikrotremor çalışmaları yapılmıştır. Yüzeyde P-ve S-dalga hızları Vp1: 440-549 m/s ve Vs1: 160-199 m/s olan ve derinliği 1.47-1.92 m arasında değişen örtü tabakası tespit edilmiştir. Örtü tabakasının altında ise P-ve S- hızları, Vp2: 652-681 m/s ve Vs2: 256-267 m/s arasında değişen bir katman tespit edilmiş ve kuyu verilerinden siltli kil olarak yorumlanmıştır. Sondajlardan alınan örnekler üzerinde Atterberg limitleri testi ve üç eksenli basınç deneyi yapılmıştır. Deney sonuçlarından Sıkışma İndisi Cc=0.26-0.43, Kıvamlılık İndisi Ic=0.10-0.82, Terzaghi’ye göre Zemin Emniyet Gerilmesi 0.48-0.52 kg/cm2 bulunmuştur. Çalışma alanının zemin grubu ‘CL-CH’, Yerel Zemin Sınıfı ‘Z4’ve TA=0.20 sn, TB=0.90 sn olarak tespit edilmiştir. İnceleme alanında yatak katsayısı 1083–1134 t/m3 arasında değişmekte olup, etkin yer ivme katsayısı A0 > 0.40 olarak saptanmıştır. Mikrotremor çalışmalarından inceleme alanında hakim titreşim periyodu’nun T0 = 0.79 sn olduğu tespit edilmiştir.

References

1. ABDÜSSELAMOĞLU, M. Ş., 1977. The Palaeozoic and Mesozoic in the Gebze regionExplanatory text and excursion guidebook: 4 th Colloguium on the Aegean Region, Excursion 4. İTÜ Maden Fak., istanbul.
2. ABDÜSSELAMOĞLU, Ş., 1963. İstanbul boğazı doğusunda mostra veren Paleozoik arazide Stratigrafik ve paleontolojik yeni müşahedeler, M.T.A. Derg., No. 603 s. 1-7, Ankara.
3. AFET İŞLERİ GEN. MÜD., 1998. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik. 2 Eylül 1997 Tarih Ve 23098 Mükerrer Sayılı Resmi Gazete.
4. ALTINLI, İ. E., 1951. Geology of the Kayışdağ Region. Rev. Fac. Sci. r Univ. d'İstanbul, ser. B, t. XVI, fasc. 2, İstanbul.
5. ARIÇ, C., 1955. İstanbul Paleozoik arazisinde bulunan oolitli ve fosilli demir madeni, İst. Tek. Üniv. Neşr , İstanbul.
6. BAYKAL F. ve KAYA, O., 1965. Istanbul Silurieni hakkında, M.T.A. Derg., No. 64, s l-8 Ankara.
7. DELGADO J., ALFARO P., GALINDO-ZALDIVAR J., JABALOY A., LOPEZ GARRIDO A. C., and SANZ DE GALDEANO C., 2002. Structure of the Padul-Niguelas Basin (S Spain) from H/V ratios of ambient noise: application of the method to study peat and coarse sediments Pure Appl. Geophys. 159 2733–49.
8. DELGADO J., LOPEZ C. C., ESTEVEZ A., GINER J., GUENCA A., and MOLINA S., 2000a. Mapping soft soils in the Segura river valley (SE Spain): a case study of microtremors as an exploration tool, J. Appl. Geophys. 45 19–32.

9. DELGADO J., LOPEZ C. C., GINER J., ESTEVEZ A., CUENCA A., and MOLINA S., 2000b. Microtremors as a geophysical exploration tool: applications and limitations, Pure Appl. Geophys. 157 1445–62.
10. ERCAN, A., 2001, Afet Bölgelerinde Yer Araştırma Yöntemleri, Bilgiler ve Kurallar, İ.T.Ü., Maden Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, İstanbul.
11. GROMKO, G. J., 1974. Review of expansive soil. J. of the Geoteek. Engineers, Am.,. Soc.of Civ. Enging. Vol. 100,, No. GT6, P..667-687.
12. HAAS. W., 1968. Das Alt Paleozoikum von Bithynien (Nordwest Türkei): N.Jb.Geol. Paleont. Abh., 131-2.60-68.
13. HOLTZ, W.G., GIBBS, H.J., 1956. Engineering Properties Of Expansive Clays, Transactions, ASCE, Vol. 121, pp. 641-677.
14. IBS-VON SEHT M. and WOHLENBERG J., 1999. Microtremor Measurements used to map thickness of soft sediments, Bull. Seismol. Soc. Am. 89 250–9. KAYA, O., 1973. Paleozoic of İstanbul: E.Ü.Mühendislik Fakültesi, No.40, 143. İzmir.
15. KAYA, O., 1978. Marmara Denizi doğu çevresinin yaşlı tektoniği: TPAO Arama Grubu Arşivi, Rap. 1020, Ankara.
16. KETİN, İ., 1959. Çamlıca bölgesinin tektoniği hakkında. Türk. Jeol. Kur. Bült., cilt VII, sayı l, Ankara. KETlN, İ., 1953. Tektonische Untersuchungen auf den Prenzeninseln nahe istanbul (Türkei). Sonderabdruck aus der Geol. Rund., Band 41.