Çok Kanallı Yüzey Dalgası Analiz Yöntemi (MASW) ile Zemin Özellikleri ve Sıvılaşma Potansiyelinin Belirlenmesi Arifiye-SAKARYA Örneği

Abstract

Deprem esnasında zemin davranışının önceden kestirilmesi, olası bir depremde meydana gelecek can ve mal kayıplarını en aza indirgemede oldukça önem arz etmektedir. 17 Ağustos 1999 İzmit (Mw=7.4) ve 12 Kasım 1999 Düzce (Mw=7.2) depremleri Adapazarı bölgesinde önemli miktarda yapı hasarına ve beraberinde çok sayıda can kaybına neden olmuştur. Özellikle İzmit depremi sonrası Adapazarı bölgesinde yapılan çalışmalar, zemin özelliklerinin etkisiyle bölgede bazı alanlarda yapısal hasarın yanında yapılarda batma ve dönme meydana geldiğini göstermiştir. Bu nedenle Adapazarı ovasında zemin özelliklerinin belirlenmesi önem kazanmıştır. MASW tekniği sığ tabakalara ait kayma dalgası hızını elde etmede geliştirilmiş bir yöntemdir. Yöntem Arifiye ilçesinin zemin özelliklerinin belirlenmesi ve olası sıvılaşma alanlarının tespitinde kullanılmıştır. Bu doğrultuda toplamda 37 noktada veri kazanımı gerçekleştirimiş ve herbir noktanın bir boyutlu derinlik-kayma dalgası hızı belirlenmiştir. Hız bigileri dikkate alınarak 5-10-15-20-25-30 m derinlik seviyesine ait ortalama Vs kat haritaları hazırlanmıştır. Bu veriler neticesinde zemin sınıflaması ve olası sıvılaşma alanları tespit edilmiştir. 

Keywords

• Arifiye,MASW,zemin sınıflaması,sıvılaşma

Determination of Soil Properties and Liquefaction Potential by Multi-Channel Surface Wave Analysis Method (MASW): Arifiye-SAKARYA Example

Abstract

Preestimation of ground behavior during an earthquake is very important in reducing the loss of life and property that will occur in a possible earthquake. 17 August 1999 Izmit (Mw = 7.4) and November 12, 1999 Düzce (Mw = 7.2) have caused significant damage to the Adapazarı region and many casualties. Especially after the Izmit earthquake, studies conducted in the Adapazarı region have shown that some areas in the region affected by structural damage, as well as the effects of soil properties, are sinking and turning. In this direction, determination of soil properties in Adapazarı rub has gained importance. The MASW technique is an improved method for obtaining the shear wave velocity of the shallow layer. The method was used to determine the soil properties of the Arifiye district and to determine possible liquefaction areas. In this direction, data acquisition was performed at 37 points in total and one dimensional depth shear wave velocity was determined for each point. Taking into consideration the speed figures, average V_sfold maps of 5-10-15-20-25-30 m depth level are prepared. At the end of this data, floor classification and possible liquefaction areas were identified.

Keywords

• Arifiye,MASW,soil classification,liquefaction

References

1. [1] A. Barka, “The 17 august 1999 Izmit earthquake,” Science, vol. 285, no .5435, pp. 1858-1859, 1999.
2. [2] R. M. Langridge, H. D. Stenner, T. E. Fumal, S. A. Christofferson, T. K. Rockwell, R.D. Hartleb, and A. A. Barka, “Geometry, slip distribution, and kinematics of surface rupture on the Sakarya fault segment during the 17 August 1999 Izmit, Turkey, earthquake,” Bulletin of the Seismological Society of America, vol. 92, no. 1, pp. 107-125, 2002.
3. [3] A. A. Barka, S. Akyüz, G. Sunal, Z. Çakır, A. Dikbaş, B. Yerli, T. Rockwell, J. Dolan, R. Hartleb, T. Dawson, T. Fumal, R. Langridge, H. Stenner, S. Christofferson, A. Tucker, R. Armijo, B. Meyer, J.B. Chabalier, W. Lettis, W. Page, J. Bachhuber, “The surface rupture and slip distribution of the 17 August 1999 Izmit earthquake (M 7.4), North Anatolian fault,” Bulletin of the Seismological Society of America, vol. 92 no. 1, pp. 43-60, 2002.
4. [4] S. Fırat, N. S. Işık, H. Arman, M. Demir, and İ. Vural, “Investigation of the soil amplification factor in the Adapazari region,” Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 75, no. 1, pp. 141-152, 2016.
5. [5] R. B. Sancio, J. D. Bray, J. P. Stewart, T. L. Youd, H. T. Durgunoglu, A. Önalp, R. B. Seed, C. Christensen, M. B. Baturay, T. Karadayılar, “Correlation between ground failure and soil conditions in Adapazari, Turkey,” Soil Dyn Earthquake Eng, vol. 22 pp. 1093–1102, 2002.
6. [6] S. Sert, A. Özocak, E. Arel, E. Bol, “Sakarya Bölgesinde Yerel Zemin Özelliklerinin Hasar Büyüklüğüne Etkisi, Arifiye-Geyve-Güneşler Örneği,” Kocaeli Deprem Sempozyumu, pp. 1214-1224, 2005.
7. [7] Z. Kaya, A. Erken, “Adapazarı zeminlerinin dinamik davranış özellikleri,” İtüdergisi, vol. 8, no. 5, pp. 157-168, 2009.
8. [8] S. Sert, A. Özocak, and E. Bol,”GIS–based evaluation of the effect of local soil properties on the earthquake damage patterns, SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 20, no. 3, pp. 689-699, 2016.

9. [9] M. M. Sarıaslan, M. E. Yurdakul, Ç. R. Osman, M. Keçer, F. Basa, K. Şentürk, “Sakarya İlinin çevre jeolojisi ve doğal kaynakları,” MTA Raporu, No. 10195, 1998.
10. [10] M. Komazawa, H. Morikawa, K. Nakamura, J. Akamatsu, K. Nishimur, S. Sawada, A. Erken, A. Önalp, “Bedrock structure in Adapazarı, Turkey: a possible cause of severe damage by the 1999 Kocaeli earthquake,” Soil Dyn Earthq Eng, vol. 22, pp. 829-836, 2002.
11. [11] E. Zor, M. Cevher, G. Mengüç, M. Soydabaş, A. Bilgiç, E. Ayan, S. Özalaybey, “Kocaeli İlinde Zemin Sınıflaması Ve Sismik Tehlike Değerlendirme Çalışmaları,” 6. Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, pp. 133-144, 2007.
12. [12] M. A. Sandıkkaya, M. T. Yılmaz, B. S. Bakır, Ö. Yılmaz, “Site classification of Turkish national strong-motion stations,” J Seismol, vol. 14, pp. 543-563, 2010.
13. [13] P. Martínez-Pagán, M. Navarro, J. Pérez-Cuevas, F. J. Alcalá, A. García-Jerez, and S. Sandoval-Castaño, “Shear-wave velocity based seismic microzonation of Lorca city (SE Spain) from MASW analysis,” Near Surf Geophys, vol.12, pp. 739-749, 2014.
14. [14] A. Silahtar, E. Budakoğlu, G. Horasan, E. Yıldırım, H. S. Küyük, E. Yavuz, and D. Çaka, “Investigation of site properties in Adapazarı, Turkey, using microtremors and surface waves,” Environmental Earth Sciences, vol.75, no. 20, pp. 1354, 2016.
15. [15] O. Uyanık, “Kayma Dalga Hızına Baglı Potansiyel Sıvılasma Analiz Yöntemi,” Doktora Tezi, DEU. Fen Bilimleri Enstitüsü, pp. 200, 2002.
16. [16] K. Özaydın, “Zeminlerde sıvılaşma,” Altıncı Ulusal Depem Mühendisliği Konferansı, pp. 231-255, 2007.
17. [17] O. Uyanık, A. G. Taktak, “Kayma Dalga Hızı ve Etkin Titreşim Periyodundan Sıvılaşma Çözümlemesi için Yeni Bir Yöntem,” Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.13, no. 1, pp. 74-81, 2009.
18. [18] C. P. Lin, C. C. Chang, and T. S. Chang, “The use of MASW method in the assessment of soil liquefaction potential,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 24, no.9, pp. 689-698, 2004.
19. [19] Y. U. Shizhou, M. Tamura, and H. Kouichi, “Evaluation of Liquefaction Potential in terms of surface wave method,” In The 14th World Conference on Earthquake Engineering, pp. 12-17, 2008.
20. [20] N. Sundararajan, and T. Seshunarayana, “Liquefaction hazard assessment of earth quake prone area: a study based on shear wave velocity by multichannel analysis of surface waves (MASW),” Geotechnical and Geological Engineering, vol. 29, no. 3, pp. 267-275, 2011.
21. [21] E. O. Shelley, V. Mussio, M. Rodríguez, and J. G. A. Chang, “Evaluation of soil liquefaction from surface analysis,” Geofísica internacional, vol.54, no.1, pp. 95-109, 2015.
22. [22] C. B. Park, R. D. Miller, J. Xia, “Multi-channel analysis of surface waves (MASW),” Geophysics, vol. 64, pp. 800-808, 1999.
23. [23] J. Xia, R. D. Miller, and C. B. Park, “Advantages of calculating shear-wave velocity from surface waves with higher modes,” Society of Exploration Geophysicists Expanded Abstracts pp. 1295-1298, 2000.
24. [24] J. Xia, R. D. Miller, and C. B. Park, “Estimation of near-surface shear-wave velocity by inversion of Rayleigh waves,” Geophysics, vol. 64, no. 3, pp. 691-700, 1999.
25. [25] C. B. Park, R. D. Miller, and H. Miura, “Optimum field parameters of an MASW survey,” Japanese Society of Exploration Geophysics Extended Abstracts, 2002.
26. [26] Ü. Dikmen, A. T. Başokur, İ. Akkaya, M. Ö. Arısoy, “Yüzey dalgalarının çok-kanallı analizi yönteminde uygun atış mesafesinin seçimi,” Yerbilimleri Dergisi, vol. 31, no. 1, pp. 23-32, 2009.
27. [27] K. H. Stokoe, G. W. Wright, A. B. James, and M. R. Jose, “Characterization of geotechnical sites by SASW method. In: Geophysical Characterization of Sites,” R.D. Woods, (ed.), Oxford Publishers, New Delhi. 1994.
28. [28] S. Nazarian, K. H. Stokoe, and W. R. Hudson, “Use of spevtral analysis of surface waves method for determination of moduli and thicknesses of pavement systems,” Transportation Research Record, vol. 930, pp. 38-45, 1983.
29. [29] M. Z. Kanbur, A. Silahtar, and C. Özsoy, “Sığ Sismik Yansıma, MASW ve ReMi Yöntemleri ile Sığ Yapıların İncelenmesi: Isparta Yerleşim Merkezi Kuzeyi Pliyo-Kuvaterner Çökel Yapı Örneği,” Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 15, no. 3, pp. 224-232, 2011.
30. [30] H. B. Seed, I. M. Idris, “Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 97, no. 9, pp. 1249-1273, 1971.
31. [31] D. M. Boore, “Estimating Vs (30)(or NEHRP site classes) from shallow velocity models (depths< 30 m),” Bulletin of the seismological society of America, vol. 94, no. 2, pp. 591-597, 2004.
32. [32] A. Silahtar, M. Z. Kanbur, “ Senirkent Yerleşim Alanına ait Zemin Özelliklerinin ReMi Yöntemi İle İncelenmesi,” Uluslararası Burdur Deprem ve Çevre Sempozyumu, pp. 69-75, 2015.