Alüvyon havzalar için spektral şiddet faktörlerinin doğrusal olmayan sayısal analizlerle belirlenmesi

Öz

Bu çalışmada, dar alüvyal havzalardaki anakaya eğimi nedeniyle, yüzeye yakın yumuşak zemin tabakası içinde sıkışan sismik dalgaların çoklu yansıması, dönüşümü, üst üste binmesi ve yüzey dalgalarıyla olan girişiminin kuvvetli yer hareketlerine etkisi araştırılmıştır. Yarı sonsuz ortamda yatayda sürekli olmayan tabakalaşma nedeniyle meydana gelen karmaşık saha davranışı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 hükümlerinde zayıf olarak nitelendirilen ve analize ihtiyaç duyulan ZD ve ZE zemin sınıflarında sonlu farklar yaklaşımı kullanılarak bir boyutlu (1D) ve iki boyutlu (2D) doğrusal olmayan saha tepki analizleriyle incelenmiştir. Farklı seviyelerdeki 22 adet deprem ivme kaydı anakaya hareketi olarak modellere etkitilerek yüzeye eşit aralıkla sıralanan çok sayıda yapay kayıtçılarla ivme zaman geçmişleri toplanmış, tüm noktalarda ivme spektrumları ve zemin büyütmeleri belirlenmiştir. Sonuç olarak dar havzalar için bir ve iki boyutlu dinamik analizlerle elde edilmiş mutlak ivme spektrumlarının oranıyla her bir noktada periyoda (T) ve havza kenarından boyutsuz mesafeye (x/L) bağlı konuma göre tanımlanan ve henüz yürüklükteki yönetmeliğimizde olmayan Spektral Şiddet Faktörleri (AGF2D/1D) hesaplanmış grafiklerle kullanıma ve bilimsel tartışmaya sunulmuştur. Sonuçların, havza yapısındaki sahalarda yapılara gelecek deprem yüklerini belirleyen spektrumların güvenilir hesaplanmasıyla beklenmeyen hasar ve kayıpların önüne geçilmesinde yardımcı olacağı, deprem haritalarının geliştirilmesine, güvenli yerleşme ve yapılaşmanın sağlanmasına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Spektral şiddet faktörü
• Havza etkisi
• 2D saha tepkisi
• FLAC3D
• Doğrusal olmayan dinamik analizler

Destekleyen Kurum

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu

Proje Numarası

TÜBİTAK 218M959

Teşekkür

Çalışma boyunca TÜBİTAK 218M959 numaralı proje kapsamında sağlanan desteklerinden dolayı Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na teşekkürlerimizi sunarız.

Kaynakça

1. 1. Aki K., Larner K., Surface motion of a layered medium having an irregular interface due to incident plane SH waves, Journal of Geophysical Research, 75, 933-954, 1970.
2. 2. King J. L., Tucker B. E., Observed variations of earthquake motion across a sediment-filled basin, Bull. Seismol. Soc. Am., 74 (1), 137–151, 1984.
3. 3. Bard P-Y., Bouchon M., The two-dimensional resonance of sediment-filled basins, Bull. Seism. Soc. Am., 75 (2), 519-541, 1985.
4. 4. Trifunac M.D., How to model amplification of strong earthquake motions by local soil and geologic site conditions, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 19 (6), 833-846, 1990.
5. 5. Zhang B., Papageorgiou A. S., Simulation of the Response of the Marina District Basin, San Francisco, California, to the 1989 Loma Prieta Earthquake, Bull. Seism. Soc. Am., 86, 1382-1400, 1996.
6. 6. Kawase H., The cause of the damage belt in Kobe: ‘the basin-edge effect’, constructive interference of the direct S wave with the basin-induced diffracted/Rayleigh waves, Seismological Research Letters, 67 (5), 25-35, 1996.
7. 7. Makra K., Chávez-García F. J., Site effects in 3D basins using 1D and 2D models: an evaluation of the differences based on simulations of the seismic response of Euroseistest, Bull. Earthq. Eng., 14 (4), 1177–1194, 2018.
8. 8. Khanbabazadeh H., Iyisan R., Ansal A., Zulfikar C., Nonlinear dynamic behavior of the basins with 2D bedrock,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 107 (August 2017), 108–115, 2018.

9. 9. Zhu C., Thambiratnam D., Gallage C., Statistical analysis of the additional amplification in deep basins relative to the 1D approach, Soil Dyn. Earthq. Eng., 104 (Jan.), 296–306, 2018.
10. 10. Lysmer J., Kuhlemeyer R. L., Finite dynamic model for infinite media, Journal of Engineering Mechanics, 95 (EM4), 859–77, 1969.
11. 11. White W., Unified boundary for finite dynamic models, J. Eng. Mech. Div., ASCE 103, 949-64, 1997.
12. 12. Kunar R. R., Rodriguez-Ovejero L., A Model with non-reflecting boundaries for use in explicit soil—structure interaction analyses, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 8 (4), 361–74, 1980.
13. 13. Cundall P., Hansteen A. H., Lacasse S., Selnes P. B., NESSI – Soil Structure Interaction Program for Dynamic and Static Problems, Norwegian Geotechnical Institute, Report 51508-9, 1980.
14. 14. Ishibashi I., Zhang X., Unified dynamic shear moduli and damping ratios of sand and clay, Soils and Foundations, 33 (1), 182–191, 1993.
15. 15. Federal Emergency Management Agency, NEHRP Recommended Seismic Provisions for New Buildings and Other Structures-Volume I: Part 1 Provisions, Part 2 Commentary-FEMA P.1050-1, Washington, D.C., 2015.
16. 16. Federal Emergency Management Agency, NEHRP Recommended Seismic Provisions: Design Examples, Report No. FEMA P-1051, Washington, D.C., 2016.