26 Eylül 2019 Marmara Denizi depremi’nin (5.8 Mw) İstanbul ve çevre illerde oluşturduğu zemin etkilerinin değerlendirilmesi

Öz

Çalışmanın amacı, 26 Eylül 2019 Marmara Denizi- İstanbul (Silivri) açıklarında meydana gelen Mw=5.8 büyüklüğündeki depremin, Türkiye Kuvvetli Yer Hareketi İstasyon ağına (TR-KYHA) ait kayıtlar ile zemin etkilerini incelemektir. Bu kapsamda 46 istasyonda kaydedilen 3 bileşen ivme verileri tepki spektrum oranları yaklaşımı kullanılarak analiz edilmiştir. Her bir kayıta ait tepki spektrum oranları hesaplanarak spektral büyütmeler ve yer baskın periyotları hesaplanmıştır. Depremin meydana getirdiği yer sarsıntısı, 150 km yarıçaplı 46 istasyonda 10 gal (cm/s2) üzerinde ivme değerleri üretmiştir. Kaydedilen en yüksek yer ivme değeri deprem merkez üssünden 34.5 km uzaklıkta İstanbul, Küçükçekmece’de kurulu 3412 No.lu istasyonda 84.9 gal olarak saptanmıştır. Aletsel verileri kullanarak çözümlenen ivme kayıtlarının kesme dalga kısımları 0.3-1.5s baskın periyotlarda ve 3-12 büyütmeler arasında değişen uzak istasyonlarda (>100 km, Kocaeli, Bursa ve Balıkesir) önemli deneysel sonuçların ortaya çıkmasına yol açmıştır. Aynı zamanda, geoteknik özellikleri iyi bilenen istasyonlarda ivme kayıtlarına ait teorik yatay düşey spektral oranlar da hesaplanarak aletsel verilerle hesaplanan tepki spektrum oranları ile karşılaştırılmıştır. Bununla birlikte, 10-13 büyütme faktörlerine neden olan 1 s üzerinde baskın periyotlu uzun salınımlar gösteren bina etkilerini (Kocaeli) ve sığ litolojilerde mevcut nispeten gevşek jeolojik formasyonlarda (İstanbul, Yalova) yüksek spektral büyütmeler saptanmıştır. Elde edilen aletsel bulgular ile uzak ve yakın alanlarda ortaya çıkan zemin etkileri, sismik tehlike zararlarının azaltılmasında etkili bir rol oynayacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Tepki spektrumları
• Zemin baskın periyodu
• Spektral büyütme
• İstanbul

The site effect assessment of September 26, 2019 Marmara Sea darthquake (5.8 Mw) in the vicinity of İstanbul

Abstract

The main purpose of this study is assessing the site effects created by Mw 5.8 September 26, 2019 Istanbul (Silivri) Marmara Sea earthquake struck regarding the data of Strong Ground Motion Stations of Turkey (TR-NSMN). Within this scope accelerograms that are obtained from 46 stations were analyzed by using 3-components response spectral ratios. 46 sensors have detected the earthquake at over 10 Gal(cm/sec2) within the 150 km radius due to the strong shaking. Highest ground acceleration (84. 9 gal) measured at 3412 coded station in Istanbul (Büyükçekmece) station, about 34.5 km far from the epicenter. Sorting out the instrumental data (Shear wave phase parts) has yield precious experimental results indicating site amplifications factor 3-12 at 0.3-1.5 s predominant periods corresponding even further 100 km away from the epicenter in Kocaeli, Bursa and Balıkesir stations. Besides, theoretical horizontal-to-vertical spectral ratios were calculated for the significant stations having solid geotechnical data for comparison with instrumental data. Thereby, obtained experimental results such as building effects causing to feel the long period oscillations over 1 s predominant period with the range of 10 to 13 amplification factor (Kocaeli) and near field (

Keywords

• Response Spectra
• Site predominant period
• Spectral amplification
• Istanbul

Kaynakça

1. [1] Zare M, Bard PY. ”Strong motion dataset of Turkey: data processing and site classification”. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22(8), 703-718, 2002.
2. [2] Nakamura Y. “A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface”. QR Railway Techical Research Institue, 30(1), 25-33, 1989.
3. [3] Yamazaki F, Ansary MA. “Horizontal‐to‐vertical spectrum ratio of earthquake ground motion for site characterization”. Earthquake Engineering Structural Dynamics, 26(7), 671-689, 1997.
4. [4] Ghasemi H, Zare M, Fukushima Y, Sinaeian F. “Applying empirical methods in site classification using response spectral ratio (H/V): A case study on Iranian strong motion network (ISMN)”. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29(1), 121-132, 2009.
5. [5] Di Alessandro C, Bonilla LF, Boore DM, Rovelli A, Scotti O. “Predominant‐period site classification for response spectra prediction equations in Italy”. Bulletin of the Seismological Society of America, 102(2), 680-695, 2012.
6. [6] Gibowicz SJ, Pajchel J, Droste Z, Hordejuk J. “Numerical simulation of ground acceleration spectra and accelerograms for engineering application”. Pure and Applied Geophysics, 119(2), 380-391, 1980.
7. [7] Boore DM. “Simulation of ground motion using the stochastic method”. Pure and Applied Geophysics, 160(3-4), 635-676, 2003.
8. [8] Terzi NU, Yıldırım S. “Farklı zemin ortamlarına yerleştirilen esnek gömülü boruların düşey yükler altındaki şekil değişimimin deneysel ve amprik yöntemlerle incelenmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(1), 49-58, 2010.

9. [9] Gök E, Polat O. “İzmir Kuvvetli Yer Hareketi Deprem İstasyon Ağı: İzmirNET”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 15(3), 233-243, 2011.
10. [10] Zülfikar AC, Tekin S, Akcan SO, Gök MG. “26 Eylül 2019 Silivri açıkları (Marmara Denizi) depreminin kuvvetli yer hareketi verilerinin değerlendirilmesi”. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(3), 1720-1736, 2020.
11. [11] Livaoğlu H, Irmak T S, Güven IT, “Seismic vulnerability indices of ground for Değirmendere (Kocaeli Province Turkey)”. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(1), 507-517, 2019.
12. [12] Wang LJ. “Processing of Near-Field Earthquake Accelerograms”. Earthquake Engineering Research Laboratory, Pasadena, California, Report No. EERL 96-04. 1996.
13. [13] Tsai NC. “A note on the steady-state response of an elastic half-space”. Bulletin of the Seismological Society of America, 60(3), 795-808, 1970.
14. [14] Bignardi SMA, Zeid NA. “OpenHVSR: imaging the subsurface 2D/3D elastic properties through multiple HVSR modeling and inversion”. Computers Geosciences, 93, 103-113, 2016.
15. [15] Herak M. “ModelHVSR-A Matlab tool to model horizontal-to-vertical spectral ratio of ambient noise”. Computers and Geosciences, 34(11), 1514-1526, 2008.
16. [16] T.C. İç İşleri Bakanlığı. “Afet ve Acil Durum Yönetim Başkanlığı”. AFAD Marmara Denizi Silivri Açıkları (İstanbul) Depremi Mw 5.8 Ön Değerlendirme Raporu. Ankara, Türkiye, 6601, 2019.
17. [17] Livaoğlu H, Irmak TS. "An empirical relationship between seismic bedrock depth and fundamental frequency for Değirmendere (Kocaeli-Turkey)". Environmental Earth Sciences, 76, 20-681, 2017.