Çukurhİsar sultandere fayi sivilaŞma rİskİ … · (60) değerleri hesaplanmıtır. tüm...

11
4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı 11-13 Ekim 2017 ANADOLU ÜNİVERSİTESİ ESKİŞEHİR ÇUKURHİSAR-SULTANDERE FAYI SIVILAŞMA RİSKİ DEĞERLENDİRMESİ (TEPEBAŞI/ESKİŞEHİR) ALİ KAYABAŞI 1 1 Doç. Dr.,Jeoloji Müh. Bölümü, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir Email:[email protected] ÖZET: Alüvyon çökelimleri üzerine kurulan yerleşimlerde sıvılaşma riski devamlı araştırma konusudur. Eskişehir ili bu tür yerleşimlere güzel bir örnektir. Bu çalışma kapsamında 15'er m derinlikte 10 adet sondaj kuyusu Tepebaşı ilçesi sınırlarında porsuk çayına değişik uzaklıklarda açılmıştır. Bu sondaj kuyularında standart penetrasyon deneyi (SPT) ve Menard presiyometre (MPT) deneyleri yapılmıştır. SPT örneklerinden zemin index deneyleri yapılmıştır. Sondaj işlemi tamamlandıktan sonra kuyu içi download yöntemiyle zemin seviyelerinin primer (Vp) ve sekonder (Vs) dalga hızları belirlenmiştir. 1956 yılında Eskişehir fay zonunda 6.4 Mw büyüklüğünde oluşan depremin oluşturduğu amax=0,33g ivme değeri önceki araştırmalarda sıvılaşma hesaplamalarında kullanılmıştır. Bu çalışmada ise amax=0.33g değeri ile Eskişehir ili içerisinden geçen yaklaşık 40 km uzunluğundaki Çukurhisar-Sultandere fayının tek seferde kırılabileceği ve amax=0,48g ivme oluşturabileceği senaryosu ile sıvılaşma analizleri gerçekleştirilmiştir. SPT ve Vs yöntemleri ile yapılan sıvılaşma analizleri uyumluluk göstermiştir. Vs yöntemi ile yapılan sıvılaşma analizi kuyu derinliği boyunca sürekli profil vermiştir. amax=0.33g ile sıvılaşmayan bazı seviyelerin amax=0.48g ivme ile sıvılaşabileceği belirlenmiştir. Bölgesel bir sıvılaşma belirlenmemiş fakat local sıvılaşabilir seviyeler belirlenmiştir. En yüksek yatay ivme değerinin artışı ile sıvılaşan seviyelerin kalınlığı da artış göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca, devirsel gerilim oranı (CRR) grafiği ve eşitliği değiştirilerek Menard presiyometre (MPT) deneyi ile sıvılaşma yöntemi önerilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Eskişehir, Sıvılaşma, Spt, Kuyu Içi Jeofizik Yöntemi, Presiyometre. ASSESMENT OF LIQUEFACTION RISK OF ÇUKURHISAR-SULTANDERE FAULT (TEPEBAŞI/ESKIŞEHIR) ALİ KAYABAŞI 1 1 Doç. Dr.,Jeoloji Müh. Bölümü, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir Email:[email protected] ABSTRACT: Soil liquefaction risk of settlement areas on alluvial soils has been a permanently investigation subject. Eskişehir city is a good sample of this type settlements. In this study, 10 boreholes with 15 m depth were drilled with a different distance to the Porsuk River at Tepebaşı district of Eskişehir city. Downhol e geophysical method was also performed after drilling of each boreholes and P-wave and S-wave records the compression and shear wave velocities of the soil levels were determined. The earthquake occurred on Eskişehir fault zone with a 6.4 Mw created peak ground acceleration amax=0.33g was used for liquefaction analysis of previous studies. In this study, both amax=0.33g and complete rupture probability of Çukurhisar - Sultandere strike slip fault with 40 km length passing along the Eskişehir city was used for earthquake scenario for to calculation of peak ground acceleration which is amax=0.48g used for liquefaction analysis. Liquefaction analysis results with SPT and Vs methods were concordant each other. Liquefaction analysis with Vs method gives a profile along the borehole depth. According to analysis results some unliquefied levels with amax=0.33 g earthquake are liquefiable with amax=0.48g earthquake. Regional liquefaction wasnot determined but local liquefiable zones were determined. İncreasing peak ground acceleration results increasing

Upload: dangthuan

Post on 28-Jul-2018

230 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

ÇUKURHİSAR-SULTANDERE FAYI SIVILAŞMA RİSKİ

DEĞERLENDİRMESİ (TEPEBAŞI/ESKİŞEHİR)

ALİ KAYABAŞI1

1 Doç. Dr.,Jeoloji Müh. Bölümü, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir

Email:[email protected]

ÖZET:

Alüvyon çökelimleri üzerine kurulan yerleşimlerde sıvılaşma riski devamlı araştırma konusudur. Eskişehir ili

bu tür yerleşimlere güzel bir örnektir. Bu çalışma kapsamında 15'er m derinlikte 10 adet sondaj kuyusu

Tepebaşı ilçesi sınırlarında porsuk çayına değişik uzaklıklarda açılmıştır. Bu sondaj kuyularında standart

penetrasyon deneyi (SPT) ve Menard presiyometre (MPT) deneyleri yapılmıştır. SPT örneklerinden zemin

index deneyleri yapılmıştır. Sondaj işlemi tamamlandıktan sonra kuyu içi download yöntemiyle zemin

seviyelerinin primer (Vp) ve sekonder (Vs) dalga hızları belirlenmiştir. 1956 yılında Eskişehir fay zonunda 6.4

Mw büyüklüğünde oluşan depremin oluşturduğu amax=0,33g ivme değeri önceki araştırmalarda sıvılaşma

hesaplamalarında kullanılmıştır. Bu çalışmada ise amax=0.33g değeri ile Eskişehir ili içerisinden geçen yaklaşık

40 km uzunluğundaki Çukurhisar-Sultandere fayının tek seferde kırılabileceği ve amax=0,48g ivme

oluşturabileceği senaryosu ile sıvılaşma analizleri gerçekleştirilmiştir. SPT ve Vs yöntemleri ile yapılan

sıvılaşma analizleri uyumluluk göstermiştir. Vs yöntemi ile yapılan sıvılaşma analizi kuyu derinliği boyunca

sürekli profil vermiştir. amax=0.33g ile sıvılaşmayan bazı seviyelerin amax=0.48g ivme ile sıvılaşabileceği

belirlenmiştir. Bölgesel bir sıvılaşma belirlenmemiş fakat local sıvılaşabilir seviyeler belirlenmiştir. En yüksek

yatay ivme değerinin artışı ile sıvılaşan seviyelerin kalınlığı da artış göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca,

devirsel gerilim oranı (CRR) grafiği ve eşitliği değiştirilerek Menard presiyometre (MPT) deneyi ile

sıvılaşma yöntemi önerilmiştir.

ANAHTAR KELİMELER: Eskişehir, Sıvılaşma, Spt, Kuyu Içi Jeofizik Yöntemi, Presiyometre.

ASSESMENT OF LIQUEFACTION RISK OF ÇUKURHISAR-SULTANDERE

FAULT (TEPEBAŞI/ESKIŞEHIR)

ALİ KAYABAŞI1

1 Doç. Dr.,Jeoloji Müh. Bölümü, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir

Email:[email protected]

ABSTRACT:

Soil liquefaction risk of settlement areas on alluvial soils has been a permanently investigation subject.

Eskişehir city is a good sample of this type settlements. In this study, 10 boreholes with 15 m depth were

drilled with a different distance to the Porsuk River at Tepebaşı district of Eskişehir city. Downhole

geophysical method was also performed after drilling of each boreholes and P-wave and S-wave records the

compression and shear wave velocities of the soil levels were determined. The earthquake occurred on

Eskişehir fault zone with a 6.4 Mw created peak ground acceleration amax=0.33g was used for liquefaction

analysis of previous studies. In this study, both amax=0.33g and complete rupture probability of Çukurhisar-

Sultandere strike slip fault with 40 km length passing along the Eskişehir city was used for earthquake scenario

for to calculation of peak ground acceleration which is amax=0.48g used for liquefaction analysis.

Liquefaction analysis results with SPT and Vs methods were concordant each other. Liquefaction analysis with

Vs method gives a profile along the borehole depth. According to analysis results some unliquefied levels

with amax=0.33 g earthquake are liquefiable with amax=0.48g earthquake. Regional liquefaction wasnot

determined but local liquefiable zones were determined. İncreasing peak ground acceleration results increasing

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

thickness of liquefiable layers. Additionally, cyclic resistance ratio graph of liquefaction was modified and

liquefaction analysis with Menard Pressuremeter test (MPT) method was suggested in this study.

KEYWORDS: Eskişehir, Liquefaction, Download Geophysic Method, Pressuremeter.

1. GİRİŞ

Suya doygun, gevşek ve çoğu kez kohezyonsuz zeminlerde deprem sırasında gelişen tekrarlı gerilmelerin

etkisiyle meydana gelen zemin sıvılaşması ve sıvılaşmaya bağlı zemin deformasyonları, özellikle 1964 Nigata

(Japonya) ve Alaska depremlerinden sonra araştırmacılar ve mühendisler açısından önem verilen bir konu

olmuştur. Zeminde farklı türde duraysızlıklara ve deformasyonlara neden olan sıvılaşma, yerleşim alanlarında

meydana gelmesi halinde yüzeydeki veya gömülü konumdaki yapıları olumsuz yönde etkileyerek önemli

derecede hasara yol açabilmektedir. Bu çalışmanın amacı Eskişehir’in Tepebaşı ilçesindeki sıvılaşma riskinin

varlığının araştırılması ve sıvılaşmanın belirlenmesinde Standart penetrasyon deneyi ile yüzey dalgası hızı

(Vs) yöntemlerinin sıvılaşmanın belirlenmesindeki performansını belirlemektir. Bir diğer amaç ise Menard

presiyometre deneyi (MPT) ile sıvılaşma analizine yönelik yöntem önermektir.

Mogami and Kubo (1953; Kramer, 1996'dan) tarafından ilk kez ortaya atılan zemin sıvılaşması kavramı, en

yalın tanımıyla "suya doygun kohezyonsuz gevşek zeminlerin deprem gibi dinamik etkilere bağlı olarak

gelişen tekrarlı gerilmeler altında gözenek suyu basıncının artması ve buna koşut olarak zeminin makaslama

dayanımını yitirmesi" olarak tanımlanır. Youd (1984) ise, sıvılaşma için benzer bir tanımlama yaparak zemin

türünü de tanımlamaya dahil etmiş ve sıvılaşmayı "suya doygun kohezyonsuz kum ve kumlu siltlerin tekrarlı

gerilmeler altında gözenek suyu basıncının artmasıyla etkin gerilmenin azalması, hatta yitirilmesi sonucu

makaslama dayanımının kaybedilerek zeminin bir sıvı gibi davranması" şeklinde tanımlamıştır.

Eskişehir ili ve çevresi jeolojisi ve sıvılaşmaya ilişkin önceki çalışmacıları aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

Gözler vd, (1985 Eskişehir ve civarının jeolojisi ve sıcak su kaynaklarını araştırmışlardır. Araştırmacılar

Eskişehir ovasında iki tür alüvyon belirlemişlerdir. Pleyistosen yaşlı OA1 eski alüvyon birimi ve kuvaterner

yaşlı genç OA2 alüvyon birimi. Araştırmacılar OA1 alüvyonu kalınlığını 100-300m arasında, OA2

alüvyonunun işe 10-50 m arasında olabileceğini belirtmiştir.

Altunel vd, (1997) BKB-DGD doğrultulu Eskişehir fay zonu sağ yönlü doğrultu atımlı normal. bileşenli bir

fay zonu ve Sultandere ile İnönü arasında birbirini takip eden segmentler halinde uzandığını ifade etmişlerdir.

Fay zonunda 20 Şubat 1956 depremi (M=6.4)’da oluşan depremi bu yüzyılda meydana gelen en büyük deprem

olarak ifade etmişlerdir.

Koyuncu (2001), Eskişehir kent merkezi ve çevresinde 34 km2 lik bir alanın jeolojik, hidrojeolojik ve

sismotektonik özelliklerini incelemiştir. Kent için en önemli deprem kaynağının Eskişehir-İnönü fay zonu

olduğu belirtilmiş ve deterministik sismik tehlike analizlerinden olası bir depremin büyüklüğünün 6.4 ve buna

bağlı olarak gelişecek yer ivmesinin 300 gal civarında olacağı tahmin edilmiştir. Bu çalışmada da bölgedeki

sıvılaşmaya riskine dikkat çekilmiştir.

Ayday vd, (2001)'de Eskişehir Büyükşehir Belediyesi Eskişehir yerleşim yerinin imar planına esas yerleşim

amaçlı jeoloji ve jeoteknik etüt raporunu hazırlamışlardır. Bu çalışmada Eskişehir yerleşim yeri sınırları içinde

zemin sondajı, Sismik koni penetrasyon deneyi, Standart penetrasyon deneyi gibi yerinde deneylere ek olarak

laboratuar deneylerinden de elde edilen sonuçlar Coğrafi Bilgi Sistemi yardımı ile yorumlanmış ve çalışma

alanının değişik amaçlı haritalamaları yapılmıştır.

Orhan (2005), Eskişehir yerleşim alanı güney bölümünün jeo-mühendislik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla

bir çalışma yapmıştır. İnceleme alanı ve yakın çevresinde Alt Eosen yaşlı konglomera-kumtaşı, Üst Miyosen

yaşlı konglomera-kumtaşı, kiltaşı-silttaşı ve kireçtaşı, Pleyistosen yaşlı kırıntılılar ve yerleşimin büyük

çoğunluğunun yer aldığı bir alanda iyi pekişmemiş Kuvaterner yaşlı güncel alüvyon bulunmaktadır. Coğrafi

Bilgi Sistemi (CBS) ortamında bir veri tabanı oluşturulmuştur.

Seyitoğlu vd, (2015) Eskişehir fay zonunun K60D uzanımlı sağ yönlü doğrultu atımlı fay olduğu, bu uzanımın

Sarısu deresi boyunca görülen en echelon kıvrımlarıyla uyumlu olduğunu ifade eden araştırmacılar Bahçehisar

ve Çukurhisar-Sultandere fay segmentleri üzerinde sismik kırılma çalışmaları yapmıştır. 1956, 1990, 2010 ve

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

2013’de oluşan depremlerin çözümlemeleri sonucu Çukurhisar-Sultandere fay segmentinin 1956 depreminin

kaynağı olabileceği ve bu segmentin Eskişehir için potansiyel bir sismik risk oluşturabildiğini ifade etmişlerdir.

2. ÇALIŞMA ALANININ JEOLOJİSİ

Eskişehir ili çevresinde en altta Jura öncesi oluşmuş ofiyolit-metamorfik- metadetritik tektonik birliği yer

almaktadır. Jura detritik ve kireç taşlarından ibarettir. Bu birimler üzerinde, Paleosen, Eosen, Miyosen ve

Pliyosen yaşlı çökel ve volkanik kayaçlar yer almaktadır, En genç birim Pleyistosen yaşlı gevsek tutturulmuş

kum, çakıl ve kil taşlarından oluşan eski alüvyon ve halosen yaşlı kil, silt ve kum dan oluşan yeni alüvyon

birimidir. Bölgede derinlik kayacı olarak porfirik dokulu granitler, volkanik kayaç olarak da andezitler, tüfler

ve bazaltlar bulunmaktadır (Şekil 1)

Şekil 1. Eskişehir ve çevresi jeoloji haritası (Gözler vd, 1985’den değiştirilerek alınmıştır)

3. MATERYAL VE METOT

Eskişehir ili Tepebaşı ilçesi sınırları içerisinde 2016 yılında 10 adet 15’er m. Derinliklerde sondajlar

yapılmıştır. Sondaj lokasyonları mümkün oldukça önceki çalışmalarda sıvılaşma riskinin olabileceği

lokasyonlara yakın açılmaya çalışılmıştır (Şekil 2).

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 2. Sondaj yerleri lokasyon haritası

Sondajlardan alınan sediman örnekler tanımlanarak kuyu logları hazırlanmıştır. Açılan sondajlarda yüzeyden

itibaren siltli kil, killi siltli kum, siltli kum zeminler, 9 m veya 10 m'den sonra sıkı çakıllı litolojiye

dönüşmektedir (Şekil 3).

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 3. Açılan sondajlara ait log tanımlamaları

Açılan sondajlarda karot tanımlamasının yanısıra, 106 adet SPT ve ve her kuyuda kuyuaşağı jeofizik yöntemi

ile her kuyuda 15 adet Vs ve Vp hızları belirlenmiştir. laboratuvar analizleri için gerekli örnekler alınmıştır

(Tablo 1).

Tablo 1 Deneyleri sondaj kuyularına dağılımı.

Test name SK-1 SK-2 SK-3 SK-4 SK-5 SK-6 SK-7 SK-8 SK-9 SK-

10

Toplam

SPT 10 12 14 10 9 9 10 10 12 10 106

Kuyuaşşağı deneyi 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 150

Presiyometre

deneyi

5 5 5 5 5 5

5 6 7 5 53

Laboratuvar

deneyleri (Tane

boyu ve

indeksdeneyleri

9 8 8 9 9 8 8 6 13 9 87

4. SIVILAŞMA ANALİZLERİ

Sıvılaşma analizleri SPT ve Vs dalga boyu hızları verilerini kullanarak yapılmıştır. SPT verilerinden analizler

Youd ve (2001)’de önerilen yönteme göre yapılmıştır. Vs dalga hızlarından sıvılaşma analizleri ise Andrus et

al (2004)’de önerilen yönteme göre yapılmıştır. En büyük yatay ivme değeri ise 1956 yılında Eskişehir fay

zonunda 6.4 Mw büyüklüğünde oluşan depremin oluşturduğu amax=0,33g ivme değeri ile Eskişehir ili

içerisinden geçen yaklaşık 40 km uzunluğundaki Çukurhisar-Sultandere fayının (Seyitoğlu et al., 2015) tek

seferde kırılabileceği ve amax=0,48g ivme oluşturabileceği senaryosu ile sıvılaşma analizleri gerçekleştirilmiştir

(Şekil 4). Açılan sondajlarda yeraltısuyu seviyesi yüzeyden itibaren 2 m ile 7 m derinlikler arasında

değişmektedir. Sıvılaşma hesaplamaları için SPT ham darbe adetlerinden (N30) gerekli düzeltmeler yapılarak

N1(60) değerleri hesaplanmıştır. Tüm kuyulardaki sıvılaşma analiz sonuçları Şekil 5’de verilmiştir.

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 4. (a) Eskişehir çevresi yapısal jeoloji haritası (b) Eskişehir Çukurhisar-Sultandere fayı çözümlemesi

(Seyitoğlu et al. 2015) gösterimi.

Aynı şekilde Vs arazi dalga boyu hızlarında da düzeltmeler yapılarak Vsc değerleri hesaplanmıştır. Şekil 5’de

görüleceği gibi sıvılaşma senaryoları amax=0,33 g (Mw=6,4) büyüklüğünde deprem olması durumu ile

amax=0,48 (Mw=6,94) büyüklüğünde deprem olması senaryosuna göre yapılmıştır. Buna göre SK-6 ve SK-8

nolu kuyularda her iki ivmenin gerçekleşmesi durumunda da sıvılaşma riski görülmemektedir. amax=0,33 ivme

durumunda SK-1, SK-3, SK-5 (Sadece SPT değerleri) ve SK-7 kuyularında sıvılaşabilme riski tespit edilmiştir.

amax=0,48 ‘in gerçekleşmesi durumunda SK-1, SK-3, SK-4, SK-5, SK-7, SK-9 ve SK-10 da sıvılaşabilir

seviyelerin kalınlıklarının arttığını görebilmekteyiz.

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 5. SPT ve Vs hızlarından sıvılaşma analizi sonuçları

4.1. Sıvılaşmada kapak zemin etkisi

Bazen sıvılaşabilecek zemin üzerinde sıvılaşmayacak örtü birimleri bulunabilir. Bu örtü birimlerinin çok kalın

olması durumunda sıvılaşma yüzeyde kum kaynamaları, kum konileri şeklinde görülmez. Sıvılaşan kum

birimler ise yüzeye ulaşamaz. Bu durumu, Ishiara (1985) de, kapak zemini etkisi olarak açıklamıştır.

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 6. Ishiara (1985) abağının çalışma alanına uygulanması

Ishiara (1985) abağına göre amax=0.33g depremi senaryosunda SK-3 kuyusunda yüzeyde

deformasyon görülürken, amax 0.48 g depremi senaryosunda SK-3, SK-7, SK-9 ve SK-10

kuyularının bulunduğu yüzeyde deformasyon oluşabilecektir. Tablo 2’de Ishiara (1985) abağının

değerlendirilmesi verilmiştir.

Tablo 2 Ishıara (1985) abağı ile yüzey deformasyonu kestirimi

Kuyu

no

amax= 0,33g

amax= 0,48 g

örtü zemin

kalınlığı (m)

yüzey

deformasyonu

örtü zemin

kalınlığı (m)

yüzey

deformasyonu

SK-1 11

yok 9 yok

SK-3 5

var

5 var

SK-4 - yok 8 yok

SK-5 - yok 4 yok

SK-7 7 yok 7 var

SK-9 7 yok 7 var

SK-10 7 yok 7 var

Şekil 7’de SPT N30 (SPT arazi değerleri), SPT N160 (Düzeltilmiş SPT değerleri), Vs (Yüzey dalgası hızı arazi

değerleri),Vsc (Düzeltilmiş yüzey dalgası hızı değeerleri), EM (MPT deformasyon modülü), Pl (MPT limit

basınç) değerlerinin derinlikle değişimi verilmiştir. EM, Vs ve Vsc değerlerinin derinlikle değişiminin diğer

verilerle izlenebilmesi için bu veriler 10’a bölünmüştür. Sarı renkli sınırlar içerisindeki seviyeler, analizler

sonucu belirlenen sıvılaşabilir derinliklerdir. 0.33 g ile belirlenen sıvılaşabilir seviyelerin kalınlıkları 0.48 g

analizlerinde kalınlaşmakta ve başka sıvılaşabilir seviyeler de oluşmaktadır. Sıvılaşabilir seviyelerde tüm

yerinde deney sonuçlarının değerlerinin düştüğünü görebilmekdeyiz.

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 7. Yerinde deney verileri-derinlik değişimi (a) amax=0.33g (b) amax=0.48g

Biraud (2013) ‘de Menard presiyometresinin sıvılaşma analizlerinde kullanılabilmesi için Youd ve diğ (1997)’

nin önerdiği SPT-Devirsel gerilim oranı(CRR), grafiğini değiştirerek, düzeltilmiş limit basınç, Plc-CRR grafiği

önermiştir. Bu çalışmadada SPT ve VS tabanlı sıvılaşma analiz yöntemleriyle belirlenen sıvılaşabilir

seviyelerde ölçülen düzeltilmiş limit basınç değerleri Plc-CRR grafiğinde değerlendirilmiştir (Şekil 8).

Şekil 8. Plc-CRR grafiği (Biraud, 2013) ve bu çalışmada ölçülmüş Plc değerleri

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Youd ve diğ (2001) de önerilen SPT-CRR eşitliği (Eşitlik 1), bu çalışmaya ait düzeltilmiş presiyometre limit

basınç verileri Esitlik 2 olarak değiştirilmiştir.

CRR7.5 =𝟏

𝟑𝟒−(𝐍𝟏𝟔𝟎𝐜𝐬)

+(𝐍𝟏(𝟔𝟎𝐜𝐬)

)

𝟏𝟑𝟓+

𝟓𝟎

[𝟏𝟎(𝐍𝟏𝟔𝟎𝐜𝐬)+𝟒𝟓]

𝟐 −𝟏

𝟐𝟎𝟎 (1)

CRR7.5=7.5 Mw depremleri için devirsel gerilim oranı

N160cs=Düzeltilmiş SPT değerkleri

𝑪𝑹𝑹𝟕.𝟓 =𝟏

𝟑𝟒−𝟎.𝟐(𝑷𝒍∗)𝒄+

𝟎.𝟐(𝑷𝒍∗)𝒄

𝟏𝟑𝟓+

𝟓𝟎

[𝟐(𝑷𝒍∗)𝒄+𝟒𝟓]𝟐−

𝟏

𝟐𝟎𝟎 (2)

(Pl*)c= düzeltilmiş presiyometre limit basınç değeri (kPa)

Şekil 8.’deki grafige göre Mw=7.5 büyüklüğünde depremler için Menard presiyometre deneyi net limit basınç

değeri (Pl*)<1500 kPa olan taneli zeminlerde sıvılaşma olgusuna dikkat edilmelidir. Mw=7.5 büyüklüğünden

farklı tasarım depremleri için bulunan güvenlik katsayısı, ölçek faktörü (MSF) ile çarpılır. MSF değerleri

olarak Youd ve diğ (2011) önerdikleri MSF değerleri, MPT ile sıvılaşma analizinde kullanılabilir. Grafige

göre Mw=7.5 büyüklüğünde depremler için Menard presiyometre deneyi net limit basınç değeri (Pl*)<1500

kPa olan suya doygun taneli zeminlerde sıvılaşma olgusuna dikkat edilmelidir.

5. SONUÇLAR

Eskişehir ili Tepebaşı ilçesi sınırlarında 10 adet 15 m derinlikte sondaj açılarak, bu lokasyonlarda sıvılaşmanın

varlığı araştırılmıştır. Bölgede yeraltısuyu 2 m ile 7 m derinlikler arasında değişmektedir. Açılan sondajlarda

yüzeyden itibaren siltli kil, killi siltli kum, siltli kum zeminler, 9 m veya 10 m'den sonra sıkı çakıllı litolojiye

dönüşmektedir. Sondaj kuyularında standart penetrasyon deneyi (SPT) deneyleri ile presiyometre deneyleri

yapılmıştır. SPT örneklerinden zemin index deneyleri yapılmıştır. Sondaj işlemi tamamlandıktan sonra kuyu

içi download yöntemiyle zemin seviyelerinin primer (Vp) ve sekonder (Vs) dalga hızları

belirlenmiştir.Sıvılaşma analizleri amax=0,33g ivme değeri ile Eskişehir ili içerisinden geçen yaklaşık 40 km

uzunluğundaki Çukurhisar-Sultandere fayının tek seferde kırılabileceği ve amax=0,48g ivme oluşturabileceği

deprem senaryoları ile gerçekleştirilmiştir. amax=0,33 ivme oluşturacak deprem senaryosuna göre SK-1, SK-

3, SK-5 (Sadece SPT değerleri) ve SK-7 kuyularında sıvılaşabilme riski olabilecek seviyeler belirlenmiştir.

amax=0.33 g deprem senaryosunun gerçekleşmesi durumunda SK-3 nolu kuyunun bulunduğu noktada yüzey

deformasyonu beklenmekdedir. amax=0,48 g deprem senaryosunun gerçekleşmesi durumunda SK-1, SK-3,

SK-4, SK-5, SK-7, SK-9 ve SK-10 da sıvılaşabilir seviyelerin kalınlıklarının arttığını görebilmekteyiz. Yüzey

deformasyonu SK-3, SK-7, SK-9 ve SK-10 lokasyonlarında görülebilecektir. Bu çalışmada ayrıca MPT

deneyi ile sıvılaşma yöntemi önerilmiştir. Düzeltilmiş net limit basıncın <1500 kPa olduğu, suya doygun

kumlu-siltli zeminlerde sıvılaşma riski de gözönüne alınmalıdır.

6. TEŞEKKÜRLER

Bu çalışma, Proje no:2015-669 “Eskişehir Kenti Tepebaşı İlçesinde sıvılaşma riski varlığının analizi ve

Menard presiyometre deneyinin sıvılaşma analizlerinde kullanabilirliğinin araştırılması” projesi kapsamında

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu tarafından desteklenmiştir.

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

7. KAYNAKLAR

Andrus, R.D. Stokoe, K.H. Juang, C.H. (2004).Guide for Shear-Wave-Based Liquefaction Potential

Evaluation. Eartquake Spectra.

Altunel, E., Barka, A. (1997). Eskişehir fay zonunun depremsellik aktivitesi bu zon üzerinde meydana gelen

depremlere ait yüzey kırıklarının belirlenmesi ve değerlendirilmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

araştırma fonu projesi no:96/24.

Ayday, C., Altan, M., Nefeslioğlu A.H., Canıgür, A., Yeral, S., Tün, M. (2011) Eskişehir Büyükşehir

Belediyesi Eskişehir Yerleşim Yerinin yerleşim amaçlı jeoloji ve jeoteknik etüt raporu. Anadolu Üniversitesi

Uydu ve Uzay Bilimleri Araştırma Enstitüsü, Eskişehir.

Briaud J.-L, (2013) “Ménard Lecture The pressuremeter test: Expanding its use”,Proceedings of the

18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris.

Gözler, M.Z., Cevher, F. ve Küçükayman, A. (1984-1985). Eskişehir civarının jeolojisi ve su kaynakları, MTA

Dergisi, 103/104, s. 40-54, Ankara.

Orhan, A. (2001).Eskişehir il merkezi güney bölümü temel zemin birimlerinin jeo-mühendislik özellikleri ve

coğrafi bilgi sisteminin uygulaması. Doktora Tezi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri

Enstitiüsü. Eskişehir.

Ishihara K, (1985) Stability of natural deposits during earthquakes. Proceedings of the 11th Internatioanl

Conference on Soil mechanics and Foundation Engineering, San Fransisco, CA, A.A. Balkema, Rotterdam

vol. 1, 321–376.

Kramer, S.L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, NewJersey, 526 p. Koyuncu, N.P. (2001) Eskişehir il merkezindeki birimlerin jeo-mühendislik özelliklerinin değerlendirilmesi

ve mühendislik jeolojisi haritalarının hazırlanması. Yüksek Mühendislik Tezi. Hacettepe Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, Ankara.

Seyitoğlu, G. Ecevitoğlu, G.B, Kaypak, B. Güney, Y.Tün, M. Esat, K. Avdan, U. Temel, A. Çabuk, A. Telsiz,

S. Uyar Adlaş, G.G. (2015). Determining the main strand of the Eskişehir strike-slip fault zone using subsidiary

structures and seismicity: a hypothesis tested by seismic reflection studies. Turkish J Earth Sci:24: 1-20.

doi:10.3906/yer-1406-5.

Youd, T. L. (1984). Geological effects-liquefaction and associated ground failure. Geological and

Hydrogeological Hazards Training Program, United States Geological Survey Open-File Report 87-76, 210-

232.

Youd, T.L. and Idriss, I.M. (1997). Proceedings of the NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction

Resistance of Soil, Salt Lake City,UT, January 5-6, 1996, Technical Report NCEER-97-0022, National Center

for Earthquake Engineering Research, University at Buffalo.

Youd, T.L. Idriss, I.M. Andrus,R.D. Arango, I. Castro, G. Christian, J.T. Dobry, R. Finn, W.D.L. Harder, L.F.

Hynes, M.E. Ishihara, K. Koester, J.P. Liao, S.S.C. Marcuson, W.F. Martin, G.R. Mitchell, J.K. Moriwaki, Y.

Power, M.S. Robertson, P.K. Seed, R.B. Stokoe, K.H. (2001). Liquefaction resistance of soils: summary report

from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluations of liquefaction resistance of soils.

Journal ofGeotechnical and Geoenvironmental Engineering ASCE 127:(10), 817–833.