menemen ovası zemin_özellikleri_düzeltme_uygulanmış_son_hali

T.C.

DOKUZ EYLÜL ÜNĠVERSĠTESĠ

MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ

JEOFĠZĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

MENEMEN OVASININ ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN

JEOFİZİK ETÜTLERLE BELİRLENMESİ

BİTİRME PROJESİ

Hazırlayan

Fatih ERCAN

2009505057

DanıĢman

Yrd. Doç. Dr. ġenol ÖZYALIN

Haziran, 2014

ĠZMĠR

T.C.

DOKUZ EYLÜL ÜNĠVERSĠTESĠ

MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ

JEOFĠZĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

2009505057 numaralı Fatih ERCAN tarafından hazırlanan “MENEMEN

OVASININ ZEMĠN ÖZELLĠKLERĠNĠN JEOFĠZĠK ETÜTLERLE

BELĠRLENMESĠ” konulu Bitirme Projesi incelenerek sınava girmesi uygun

görülmüĢtür.

23 / 06 / 2014

SINAV KOMĠSYONU

Yrd. Doç. Dr. ġenol ÖZYALIN

DANIġMAN

Doç. Dr. Orhan POLAT Öğr. Gör. Dr. Özer AKDEMĠR

ÜYE ÜYE

Prof. Dr. Ö. Rahmi PINAR

BÖLÜM BAġKANI

TEŞEKKÜR

Bitirme projemde bana danıĢmanlık yapan, ayrıca bugüne değin bölümde aldığım

her dersinde bana yardımcı olan ve hiçbir bilgisini benden esirgemeyen Sn. Yrd.

Doç. Dr. ġenol ÖZYALIN’a teĢekkürlerimi sunarım. Bölüm baĢkanımız ve kayıt

danıĢmanım Sn. Prof. Dr. Ö. Rahmi PINAR’a saygılarımı, sevgilerimi ve

teĢekkürlerimi bir borç bilirim. Mezuniyet aĢamasına gelene kadar her manada ders

aldığım bölümdeki akademisyen ve öğretim görevlisi değerli hocalarıma teĢekkür

ederim.

Eğitim hayatım boyunca maddi ve manevi hiçbir desteğini benden esirgemeyen

aileme, Ģahsi hiçbir çıkar gözetmeksizin bana yardımcı olan dostlarıma, iyi günde ve

kötü günde geleceği paylaĢmak istediğim yoldaĢıma sonsuz teĢekkürler.

ÖZET

Jeofizik yöntemler yardımıyla Ġzmir Menemen ovasının zemin özellikleri

belirlenmiĢtir. ÇalıĢma alanının sınırları kuzeyde Buruncuk, doğuda Yanıkköy ve

Doğa, güneyde ise Musabey’in arasında kalan bölgedir. Genel anlamıyla ovanın

sediman birikimleri üst seviyededir. Jeofizik ölçümler sayesinde yer altı yapıları

aydınlatılmıĢtır. Yapılan sismik kırılma, MASW ve ReMi yöntemleri sayesinde yer

içinin Vp ve Vs hızları haritalanmıĢtır. Ayrıca mikrotremör ölçümleri sayesinde de

çalıĢma alanında kalan Menemen ovasının zemin hakim periyodu belirlenmiĢtir.

Anahtar sözcükler: Menemen ovası, zemin özellikleri, sismik kırılma, MASW,

mikrotremör.

iii

İÇİNDEKİLER

Sayfa

Tablo Listesi v

ġekil Listesi vi

BÖLÜM BĠR – GĠRĠġ 1

BÖLÜM ĠKĠ – YÖNTEM 3

2.1. Sismik Kırılma Yöntemi 3

2.1.1.Sismik Dalgalar 3

2.1.1.1. Boyuna Dalgalar (P) 4

2.1.1.2. Enine Dalgalar (S) 4

2.1.2. Vp/Vs Oranının Poisson Oranı Ġle Olan ĠliĢkisi 5

2.1.3. Dinamik Elastik Parametreler 7

2.1.3.1. Sismik P dalgası (Boyuna Dalga Hızı, Vp) 7

2.1.3.2. Sismik S Dalgası (Kayma veya Kesme Dalgası, Vs) 8

2.1.3.3. Yoğunluk (ρ, gr/cm3) 10

2.1.3.4. Poisson Oranı (σ, birimsiz) 10

2.1.3.5. Kayma (Shear) Modülü (µ, kg/cm2) 11

2.1.3.6. Elastisite Modülü (E, kg/cm2) 12

2.1.3.7. Bulk (SıkıĢmazlık) Modülü (K, kg/cm2) 13

2.1.3.8. Zemin Hâkim TitreĢim Periyodu (To, sn) 14

2.1.3.9. Zemin Büyütmesi 14

2.2.Yüzey Dalgalarının Çok Kanallı Analizi (MASW) Yöntemi 15

2.2.1. Yüzey Dalgaları 17

2.2.1.1. Rayleigh Dalgası (R) 17

2.2.1.2. Love Dalgası (L) 18

2.3. ReMi Yöntemi 18

2.4. Mikrotremör Yöntemi 19

2.4.1. Mikrotremör Kavramı 19

iv

İÇİNDEKİLER

Sayfa

2.4.2. Mikrotremörlerin Genel Özellikleri 19

2.4.3. Mikrotremörlerin Kaynakları 19

2.4.4. Mikrotremörün Dalga Ġçeriği 20

2.4.5. Mikrotremörlerin Kullanım Amaçları 21

2.4.6. Mikrotremör Kayıtları 21

BÖLÜM ÜÇ – ÇALIġMA SAHASININ JEOLOJĠSĠ 23

3.1. GiriĢ 23

3.1.1. Paleojen YaĢlı Bornova KarmaĢığı 25

3.1.2. Neojen YaĢlı Karasal Çökeller 29

3.1.3. Neojen YaĢlı Volkanitler 29

3.1.4. Kuvaterner YaĢlı Alüvyon Birimi 33

BÖLÜM DÖRT – ARAZĠ VE SAHA ÇALIġMALARI 35

4.1. Ġnceleme Alanında Yapılan Jeofizik ÇalıĢmalar 35

BÖLÜM BEġ – SONUÇLAR 38

5.1. Jeofizik Değerlendirme Sonuçları 38

5.1.1. Sismik Kırılma Değerlendirmesi 38

5.1.2. MASW Değerlendirmesi 40

5.1.2.1. Bir Boyutlu (1D) MASW Değerlendirmesi 40

5.1.2.2. Ġki Boyutlu (2D) MASW Değerlendirmesi 42

5.1.3. Yer altının Dinamik ve Elastik Parametrelerinin Hesaplanması 43

5.1.4. ReMi Değerlendirmesi 46

5.1.5. Mikrotremör Değerlendirmesi 47

5.2. ÇalıĢmanın Genel Sonuçları 49

KAYNAKLAR 52

v

TABLO LİSTESİ

Sayfa

Tablo 2.1. P dalgası hızı ile zeminlerin ya da kayaçların sökülebilirlikleri 7

Tablo 2.2. S dalga hızlarına göre kaya ve zeminlerin sınıflandırılması 9

Tablo 2.3. Zemin birimlerinin yoğunluk sınıflaması 10

Tablo 2.4. Poisson oranı ve Vp/Vs oranına göre Zemin/Kaya

ortamlarının sıkılığı 11

Tablo 2.5. Kayma modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı 12

Tablo 2.6. Elastisite modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların

dayanımı 13

Tablo 2.7. Bulk modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı 13

Tablo 4.1. Jeofizik Ölçüm Koordinatları 36

Tablo 5.1. Sismik kırılma yönteminden elde edilen yer altı parametreleri 39

Tablo 5.2. MASW yönteminden elde edilen yer altı parametreleri 41

Tablo 5.3. Dinamik ve elastik parametreler 44

Tablo 5.4. Sismik kırılma ve MASW çalıĢmasından elde edilen

diğer parametreler 45

Tablo 5.5. Mikrotremör yönteminden elde edilen zemin parametreleri 48

vi

ŞEKİL LİSTESİ

Sayfa

ġekil 2.1. Sismik dalgaların yeryüzünde yayınımı 4

ġekil 2.2. P dalgası geometrisi 4

ġekil 2.3. S dalgası geometrisi 5

ġekil 2.4. Vp/Vs oranı ile Poisson oranının iliĢkisi 6

ġekil 2.5. Rayleigh dalgası yayılım geometrisi 17

ġekil 2.6. Love dalgası yayılım geometrisi 18

ġekil 3.1. Ġzmir ve çevresinin genelleĢtirilmiĢ jeoloji haritası (MTA) 24

ġekil 3.2. ÇalıĢma sahası ve çevresine ait stratigrafik kolon kesit (MTA) 26

ġekil 3.3. FiliĢ Fasiyesinde KumtaĢı – ÇamurtaĢından OluĢan KarmaĢık 27

ġekil 3.4. KumtaĢı – ġeyl Ardalanmasından OluĢan FiliĢ Birimi 28

ġekil 3.5. ÇalıĢma Sahasının Güneybatısındaki Andezitlerden Bir Görünüm 30

ġekil 3.6. ÇalıĢma Sahasında Dasitik Volkanizma Ürünlerinden Bir Görünüm 30

ġekil 3.7. Neojen YaĢlı Volkanitlerden Bir Görünüm

(Yanık Tepe-Yamanlar Köyü Batısı) 31

ġekil 3.8. Andezit Lavlarından Bir Görünüm 32

ġekil 3.9. ÇalıĢma Sahasındaki Volkanitlerin Yayılımı 32

ġekil 3.10. Menemen Ovasından Bir Görünüm 33

ġekil 3.11. Menemen Ovası Alüvyon Birimler 34

ġekil 3.12. Menemen Ovası Sondaj Kuyuları (Ġzsu 20 No’lu kuyu) 34

ġekil 4.1. Ölçüm koordinatlarının uydu üzerinde iĢaretlenmiĢ görüntüsü 37

ġekil 5.1. 1 Nolu Sismik Kırılma VarıĢ Zamanı ve Yer altı Kesiti 38

ġekil 5.2. 1 Nolu 1D MASW Dispersiyon ve Yer altı Kesiti 40

ġekil 5.3. 1 Nolu 2D MASW Yer altı Kesiti 42

ġekil 5.4. 1 Nolu ReMi S Dalgası Hızı Yer altı Kesiti 46

ġekil 5.5. 1 Nolu Mikrotremör PencerelenmiĢ Sinyal ve H/V Grafiği 47

1

BÖLÜM BİR

GİRİŞ

Jeofizik yöntemler, zemin etüdü çalıĢmalarında sıklıkla kullanılmaktadır.

Bilindiği üzere zemin etüdü çalıĢmalarının etki derinliği düĢük, yani rezidüel

kapsamdadır. Bu bağlamda, yapılacak çalıĢmaya iliĢkin uygun Jeofizik yöntem

belirlenmeli, arazi çalıĢması yapılmalı ve sonuçları ortaya konmalıdır.

Sismik Kırılma yöntemi, zemin etüdü çalıĢmalarında etkin bir rol oynamaktadır.

Yöntemin uygulanabilirliğinin her arazi Ģartlarında gerçekleĢtirilebilmesi

bakımından, zemin etüdü raporlarının hazırlanmasında en sık kullanılan jeofizik

yöntemdir. Yöntemin temeli yeraltına yapay olarak gönderilen sinyalin, alıcılara

varacağı zamanın kaydedici tarafından kaydedilmesidir.

MASW yöntemi, yüzey dalgalarının çok kanallı analizinden oluĢmaktadır.

Uygulaması sismik kırılma yöntemine benzese de, değerlendirme ve sonuç kısımları

oldukça farklıdır. Bu yöntemin uygulaması basit iken, değerlendirme kısmında

kiĢinin kendi inisiyatifine bağlı çalıĢmalar yapılır. Bu sebeple değerlendirme yapacak

kiĢinin bu yöntemle ilgili bilgi ve tecrübesinin yüksek olması gerekmektedir.

ReMi, kırılma mikrotremör yöntemi, derinlikle S dalgası hızı değiĢimini içerir. Bu

yöntem, diğer iki yöntemin dıĢında, doğal kaynaklıdır. Yani, yer içine herhangi bir

kaynaktan yayılan sinyal gönderilmemekte, yerin doğal sarsınım özelliğine bağlı

olarak ölçümler alınmaktadır. En az 5-10 kayıt alınması gerekmektedir. Her bir

kaydın uzunluğu da 30 sn olmalıdır.

Mikrotremör yöntemi de, doğal kaynaklı bir jeofizik yöntemdir. Bu yöntemde,

ölçümü alan kiĢiye göre değiĢen, en az 30 dakikalık titreĢim kayıtları alınır. Bunlar

ilgili programlarca değerlendirilerek yeraltının hakim titreĢim periyodu belirlenmeye

çalıĢılır.

2

Ġzmir Ġli, Menemen Ġlçesi’nde yapılan jeolojik-jeoteknik zemin etüdü

çalıĢmalarında, Jeofizik yöntemlerden Sismik Kırılma, MASW, ReMi ve

mikrotremör yöntemleri uygulanmıĢtır. Zemin etüdü çalıĢmalarının amacı, rezidüel

olarak araĢtırma yapılan arazinin yer altı jeolojisini saptamaya yöneliktir. Bu

bağlamda hazırlanan raporlarda, bina yüksekliği ve kat adedi gibi bilgilerden

yararlanılarak; temel derinliği, zemin büyütmesi, zemin yatak katsayısı ve zemin

hakim titreĢim periyodu ile zeminin emniyetli taĢıma gücü hesapları yapılır.

Yapılan çalıĢmalar sonucunda yer altı yapısını aydınlatıcı haritalar ve elastik

parametreler belirlenerek sonuçlar ortaya konmuĢtur. Menemen ovasının genel

jeolojisinden yararlanılarak elde edilen sonuçlar karĢılaĢtırılmıĢ ve birebir uyum

gözlenmiĢtir. Sediman havza içerisinde kalan alüvyon tabakaları tam olarak

kestirilmiĢ ve tabaka ayrımları saptanmıĢtır.

3

BÖLÜM İKİ

YÖNTEM

2.1. Sismik Kırılma Yöntemi

Sismik prospeksiyon yöntemleri, yapay olarak elde edilen ve depreme benzeyen

sarsıntılarla yeraltının yapısını aramakta kullanılır. Yeryüzünde ya da yeryüzüne

yakın bir derinlikte belirli bir iĢlem sonucu olarak esneklik (elastik) dalgaları üretilir.

Bu dalgaların yeraltında yayılırken yansıma ve kırılmalarından oluĢacak dalgalar

yeryüzünde alıcı aletlere kaydedilir. Kaydedilen parametre bir dalganın kaynaktan

çıkıp alıcıya gelmesi için geçen zamandır. Ayrıca kaynak ile algılayıcı arasındaki

uzaklık yeryüzü boyunca ölçülebildiğinden, bilinen bir parametre olarak hesaplarda

kullanılır.

2.1.1.Sismik Dalgalar

Sismik enerji kaynağından çıkıp yer içinden geçerek alıcıya veya jeofona gelirken

bir tek partikülün çizdiği Ģekil sismik dalgacık olarak adlandırılır. Normalde sismik

enerjinin çizdiği yol üzerinden geçilen her tabakanın homojen, izotrop ve tam elastik

olduğu varsayılır.

Deprem sırasında açığa çıkan enerji, ses veya su dalgalarına benzeyen ve sismik

dalgalar adı verilen dalgalar ile yayılır. Bu dalgalardan Cisim Dalgaları, P dalgaları

ve S dalgaları olarak ikiye ayrılır. P dalgaları, en hızlı yayılan bu yüzden deprem

kayıt aletlerinde (sismograf) en önce görülen dalgalardır. P dalgalarında, titreĢim

hareketi yayılma doğrultusu ile aynıdır. Daha yavaĢ yayılan S dalgaları, kayıt

aletlerinde ikincil olarak görülen ve titreĢim hareketi yayılma doğrultusuna dik olan

dalgalardır. S dalgaları sıvı içinde yayılamazlar. Yüzey Dalgaları ise Cisim

Dalgaları’na göre daha yavaĢ yayılırlar ancak genlikleri daha büyüktür. Hızı daha

fazla olan Love ve genliği daha büyük olan Rayleigh dalgaları olarak ikiye ayrılırlar.

Yapılarda yıkıma yol açan dalgalar S dalgaları ile yüzey dalgalarıdır.

4

ġekil 2.1. Sismik dalgaların yeryüzünde yayınımı

2.1.1.1. Boyuna Dalgalar (P)

Bu tip dalgalar, sıkıĢma veya ilk dalgalar olarak bilinirler ve sadece “P” dalgası

Ģeklinde ifade edilirler. Partikül yer değiĢtirmesinde Ģekil değiĢikliği olmadan hacim

değiĢikliği oluĢuyorsa, bu koĢullarla yayılan dalgalara boyuna dalga denir. Boyuna

dalgalarla sıkıĢma ve genleĢmeyi temsil eden titreĢim doğrultusu dalga yayınım

doğrultusuyla aynıdır.

ġekil 2.2. P dalgası geometrisi

2.1.1.2. Enine Dalgalar (S)

Enine dalgaların yayınımı sırasında elemanlarla Ģekil bozulmaları, yani açıları

değiĢimi gözlenir. Bunun nedeni dalga yayınımında partikül titreĢim doğrultusu

yayınım doğrultusuna diktir. Bu tür dalgalara enine veya “S” dalgaları denir.

5

)2P(1

E

p

GV

p

G3

4k

V

S

P

S dalgalarının iki Ģekli vardır. S dalgalarının yayınımında enine olan parçacık

salınımı yatay düzlem üzerinde ise dalga SH adını alır. Eğer parçacık hareketleri

düĢey düzlem üzerinde kalıyorsa SV dalgası olarak adlandırılır.

ġekil 2.3. S dalgası geometrisi

2.1.2. Vp/Vs Oranının Poisson Oranı İle Olan İlişkisi

Kayaçların elastik özelliklerinin belirlenmesi yanında bunlara bağlı olarak

hızlarının bilinmesi önemli yer tutar. Elastisite parametreleri ile dalga hızları

arasındaki iliĢki formül 2.1’deki gibidir:

Hızlar elastisite sabitleri k ve G ile yakından ilgilidir. k ve G modülleri önemli bir

parametre olan Poisson oranının () hesaplanmasında kullanılır. P ve S dalgalarının

birbirine oranı formül 2.2’deki haliyle;

21

)1(1

V

V

S

P

2)V/V(2

2)V/V(2

SP

2

SP

(2.1)

(2.2)

6

bağıntısı ile verilir. Bu bağıntıdan Poisson oranı Vp/Vs hız oranı cinsinden

bulunabilir. Poisson oranının genellikle ¼ olan değeri yukarıdaki bağıntıda yerine

konarak formül 2.3’e ulaĢılır;

olarak bulunur. Bu da katı cisimlerde P dalgasını S dalgasından 1.7 kez daha hızlı

yayıldığını ifade etmektedir. Sıvılarda Rijidite modülü G=0 olduğundan dolayı S

dalgası yayınımı gerçekleĢmez. Derinde bulunan Sedimenter kayaçların pek çoğu 0.2

ile 0.36 arasında Poisson oranında sahip olduğu Vp/Vs hız oranı 1.6 ile 2.2

arasındadır.

ġekil 2.4. Vp/Vs oranı ile Poisson oranının iliĢkisi

7.13V

V

S

P (2.3)

7

2.1.3. Dinamik Elastik Parametreler

2.1.3.1. Sismik P dalgası (Boyuna Dalga Hızı , V p )

Bu tür dalgalar, sıkıĢma veya ilk dalgalar olarak adlandırılırlar. Bu dalgaların

yayınımı sırasında sıkıĢmadan dolayı kübik genleĢme veya hacim değiĢikliği olur.

Boyuna dalgalarda sıkıĢma ve genleĢmeyi temsil eden titreĢim doğrultusu dalga

yayınım doğrultusuyla aynıdır. Dolayısıyla sıkıĢabilir (gevĢek) zeminlerde P dalgası

hızı düĢük, sıkıĢması zor zeminlerde (kaya) P dalgası hızı yüksek çıkacaktır (Tablo

2.1).

Tablo 2.1: P dalgası hızı ile zeminlerin ya da kayaçların sökülebilirlikleri (Bilgin,

1989)

P dalgası hızı (m/sn) Sökülebilirlik

300–600 Çok Kolay

600–900 Kolay

900–1500 Orta

1500–2100 Zor

2100–2400 Çok zor

2400–2700 Son Derece zor

8

2.1.3.2. Sismik S Dalgası (Kayma veya Kesme Dalgası , V s )

Kayma dalgalarının yayınımı sırasında elamanlarda Ģekil bozulmaları, yani

açılarda değiĢim gözlenir. Bunun nedeni de dalga yayınımında parçacıkların titreĢim

doğrultusunun, dalga yayınım doğrultusuna dik olmasındandır. Doğal olarak kayma

dalgası hızları malzemenin Ģekil bozunumuna veya burulmaya karĢı direnci varsa

meydana gelmektedir. Suda S dalgası hızının 0 olmasının nedeni de suyun

burulmaya ve Ģekil değiĢtirmeye karĢı direncinin olmaması ve kesilebilmesi

özelliğindendir. Normalde P dalgası ile S dalgası birlikte artıp birlikte azalım eğilim

gösterirler, ancak suda P dalgası yaklaĢık olarak 1500 m/sn civarında bir değer

alırken S dalgası hızı 0’dır. Çünkü suyun sıkıĢma özelliği olmadığından P dalga hızı

yüksektir. Suda S dalgası hızının 0 olmasının nedeni ise suyun burulmaya ve Ģekil

değiĢtirmeye karĢı direncinin olmaması ve kesilebilmesi özelliğindendir (Tablo 2.2).

9

Tablo 2.2: S(kayma veya kesme) dalga hızlarına göre kaya ve zeminlerin

sınıflandırılması. (DBYBHY, 2007)

Kayma

Dalgası

Hızı (m/sn)

Yerel Birim Türü

Zemin

Grubu

<200 YumuĢak Kil, siltli kil D

<200 GevĢek Kum D

<200 Yeraltısu düzeyinin yüksek olduğu yumuĢak

–suya doygun kalın alüvyonlu katmanlar D

200–300 Katı kil-siltli kil C

200–400 Orta Sıkı Kum, çakıl C

400–700

YumuĢak süreksizlik düzlemleri bulunan

çok ayrıĢmıĢ metamorfik kayaçlar ve

çimentolu tortul kayaçlar

C

300–700 Çok katı kil, siltli kil B

400–700 Çok katı kum, çakıl B

700–1000

Tüf ve aglomera gibi gevĢek volkanik

kayaçlar süreksizlik düzlemleri bulunan

ayrıĢmıĢ çimentolu tortul kayaçlar

B

>700 Sert kil siltli kil A

>700 Çok sıkı kum, çakıl A

>1000

Masif volkanik kayaçlar ve ayrıĢmamıĢ

sağlam metamorfik kayaçlar sert ve

çimentolu tortul kayaçlar

A

10

2.1.3.3. Yoğunluk (ρ , gr /cm3)

Boyuna dalga hızına göre ampirik olarak Gardner vd. (1974) tarafından verilen

yoğunluk aĢağıdaki formülden hesaplanır (Formül 2.4). Yoğunluk sınıflaması Tablo

2.3’de verilmiĢtir.

ρ = d=0.31*Vp0 .2 5

(gr/cm3)

Tablo 2.3: Zemin Birimlerinin Yoğunluk Sınıflaması: (Keçeli, 1990)

Yoğunluk: ρ (gr/cm3) Tanımlama

<1.20 Çok düĢük

1.20-1.40 DüĢük

1.40-1.90 Orta

1.90-2.20 Yüksek

>2.20 Çok Yüksek

2.1.3.4. Poisson Oranı ( σ, birimsiz)

Formasyonun enine birim değiĢmesinin boyuna birim değiĢmesine oranı olarak

tanımlanır. Mühendislik jeofiziğinde poisson oranı, etüt sahasındaki zemin ve

kayacın suya doygunluk derecelerini aydınlatma açısından önemlidir. Vp ve Vs dalga

hızları yardımıyla bulunur. Poisson oranı kesinlikle 0.5 değerini geçemez .

Bu oran 0.5’e yaklaĢtıkça suya doygunluk artar. Bu oran, gözeneksiz ortamlarda 0-

0.25 arası, orta dereceli gözenekli ortamlarda 0.25-0.35 arası ve gözenekli ortamlarda

ise 0.35-0.50 arasında değiĢmektedir. Poisson oranı birimlerin katılığını bir baĢka

ifadeyle gözenekliliğini ifade etmektedir (Tablo 2.4). Birimsizdir. Vp ve Vs hızına

göre ampirik olarak Bowles (1988) tarafından verilen Poisson oranı formül 2.5’den

hesaplanır.

P= (Vp2-2*V s

2)/(2* Vp

2-2*V s

2)

(2.4)

(2.5)

11

Tablo 2.4: Poisson oranı ve Vp/Vs oranına göre Zemin/Kaya ortamlarının sıkılığı.

(Ercan, 2001)

Poisson Oranı;( σ) Sıkı lık Vp /V s

0.5 Cıvık- Sıvı ∞

0.4-0.49 Çok GevĢek ∞-2.49

0.3-0.39 GevĢek 2.49-1.87

0.20-0.29 Sıkı Katı 1.87-1.71

0.1-0.19 Katı 1.71-1.5

0-0.09 Sağlam Kaya 1.5-1.41

2.1.3.5. Kayma (Shear) Modülü (µ, kg/cm2)

Cismin Ģekil değiĢtirmeye karĢı gösterdiği dirençten Kayma modülü, S dalga hızı

ve yoğunluğun yardımıyla bulunur. Kayma modülü elastisite modülünde bulunması

için gereken parametrelerden biridir. Birimi kg/cm2

dir. Kayma modülü özellikle

heyelan sahalarında yamaç aĢağı etkenden kuvvetin hesaplanmasında, büyük

makinelerin çalıĢmaları sonucu ortaya çıkan yüksek miktardaki titreĢimlerin

etkilerinin, patlatma ve depremin etkisi altında kalan bölgelerdeki yapıların stabilitesi

ve güvenliği için bilinmesi gereken önemli bir parametredir.

Makaslama gerilmelerine yani yatay kuvvetlere karĢı formasyonun direncini

gösterir. Sıvıların makaslamaya karĢı direnci olmadığından bu parametre sıfırdır.

Kayma modülü ne kadar yüksekse, formasyonun makaslama gerilmelerine yani

yatay kuvvetlere (yatay deprem yükü) karĢı direnci o kadar fazla demektir (Tablo

2.5). Kramer (1996) tarafından verilen kayma modülü formül aĢağıda yer almaktadır

(Formül 2.6).

µ = (d*V s2)/100 (kg/cm

2)

(2.6)

12

Tablo 2.5: Kayma modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı.

(Keçeli, 1990)

Kayma Modülü (µ, kg/cm2) Dayanım

<400 Çok zayıf

400–1500 Zayıf

1500–3000 Orta

3000–10000 Sağlam

>10000 Çok sağlam

2.1.3.6. Elast is i te Modülü (E, kg/cm2)

Bir malzemeye kuvvet uygulandığında, malzemede meydana gelen uzamalar

elastik sınırlar içerisinde gerilmelerle orantılıdır. Buna Hook Kanunu denir. Cisme

bir kuvvet uygulandığında meydana gelen gerilmenin boyuna uzama miktarına

Young Modülü (Elatisite Modülü) denir. BaĢka bir deyiĢle uygulanan düĢey basınç

yönünde yerin düĢey yamulmasını tanımlar (Tablo 2.6). Mühendislik Jeofiziğinde

dinamik elastisite modülü P-S dalgalarının hızlarının yanı sıra birde yoğunluğun

bilinmesi ile bulunabilir (Formül 2.7). Bu modülün birimi kg/cm2’dir.

E= 2µ(1+σ) kg/cm2

(µ= Kayma (Shear) Modülü, σ= Poisson Oranı)

Ġki tabakalı bir sisteme göre her bir tabaka için Elastisite Modülünü çözecek

olursak Formül 2.8’e ulaĢırız;

E= G*(3*Vp2-4*V s

2)/( Vp

2-Vs

2)

(G: Kayma modülü)

(2.7)

(2.8)

13

Tablo 2.6: Elastisite modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı.

(Keçeli, 1990)

Elastisite Modülü – E- kg/cm2 DAYANIM

<1000 Çok zayıf

1000–5000 Zayıf

5000–10000 Orta

10000–30000 Sağlam

>30000 Çok Sağlam

2.1.3.7. Bulk (Sıkışmazl ık) Modülü (K, kg/cm2)

Bulk Modülü, bir çepeçevre saran basınç altında sıkıĢmasının ölçüsüdür (Tablo

2.7). Dalga teorisinden elde edilen bulk modülü aĢağıdaki formülde yer almaktadır

(Formül 2.9). Bu formül Bowles (1988) tarafından düzenlenmiĢtir.

K=(E/3(1-2σ) kg/cm2

K=((d(Vp2-4/3V s

2)/100) kg/cm

2

Tablo 2.7: Bulk modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı. (Keçeli,

1990)

Bulk Modülü (µ, kg/cm2) Sıkışma

<400 Çok Az

400–10000 Az

10000–40000 Orta

40000–100000 Yüksek

>1000000 Çok Yüksek

(2.9)

14

2.1.3.8. Zemin Hâkim Ti treşim Periyodu (T 0 , sn)

Zeminin doğal olarak titreĢtiği periyodudur. Periyot, doğal yada yapay

etkenlerden oluĢmuĢ, periyodu 0.05-2 saniye arasında olan yer titreĢimleridir. Belli

bir alanda, belli bir periyodun tekrarlanma sayısı maksimum olmaktadır. Maksimum

tekrarlı olan periyot, hakim periyot olarak tanımlanmaktadır. Zemin Hakim TitreĢim

Periyodu, yapının kendisinin periyoduna eĢit veya çok yakın olmamalıdır. Yakın

olması halinde rezonans olayı oluĢur ve deprem anında yapılar tehlikeye girer.

Sismik kırılma yöntemiyle bu parametre sağlıklı olarak bulunur.

Türkiye deprem yönetmeliğinde T0 hesabı; T0 =4H/VS denklemi önerilmektedir

(Keçeli, 1990). Bu bağıntı taban kayası üzerinde tek bir tabaka durumu için

geçerlidir. Zemin birkaç tabakadan oluĢuyor ise, her tabakanın VS değeri için ayrı bir

T0 değeri hesaplanır.

2.1.3.9. Zemin Büyütmesi

Yapı temeli tabanı ile ana kaya arasında değiĢik kalınlıklarda göreceli yumuĢak

bir katman ya da zon varsa bunlar içinden geçen deprem dalgasının genliği kırılma

ya da yansımalarla büyür. Dolayısıyla, sismik dalgaların ivmeleri de yer yüzeyine

ulaĢtıklarında beklenenden daha büyük olur. Formül 2.10’da basitleĢtirilmiĢ hali

mevcuttur.

A=2/T

T=Tabakalar arası imperdans

P=Kütle yoğunluğu

Tezcan ve Ġpek (1974) tarafından verilen zemin büyütme formülü ise iki tabakalı

çözümler için etkili bir sonuç sergilemektedir (Formül 2.11).

A=2(p.VS )alt tabaka /(p.VS )üst tabaka

(2.10)

(2.11)

15

2.2.Yüzey Dalgalarının Çok Kanallı Analizi (MASW) Yöntemi

Yüzey dalgası analiz yöntemlerinde, yer altındaki tabakalı yapıların kesme dalgası

hızının (Vs) derinlikle değiĢiminin hesaplanması amacıyla Rayleigh dalgasının

dispersif özelliğinden faydalanır. Yüzey dalgası yöntemleri aktif kaynaklı ve pasif

kaynaklı yöntemler olmak üzere iki ana grup altında toplanabilir. Pasif kaynaklı

yöntemler daha derin nüfus gücüne sahiptir. Özellikle ana kaya derinliğine ulaĢılması

gereken sahalarda etkin olarak kullanılabilmektedir. Bunun yanında, MASW

yöntemi daha sınırlı nüfus derinliğine sahip olmasının yanında, etkin kaynak

kullanılması ile daha baĢarılı sonuçlar alınmaktadır. Özellikle Vs30 çalıĢmalarında

ilk 30 metrenin önemi ve ince tabakaların tespitinde oldukça sağlıklı sonuçlar

vermesi nedeniyle etkin kullanıma sahiptir. Yüzey dalgası analiz yöntemleri

aĢağıdaki üç adımda gerçekleĢtirilir:

(1) Yüzey dalgalarının alıcılar ile kaydedildiği arazi aĢaması,

(2) Veri iĢlem ve dispersiyon eğrilerinin eldesi,

(3) Dispersiyon eğrisinin farklı yöntemlerle ters çözümlenmesinden elde edilen,

Vs değerlerinin derinlikle değiĢimi olarak özetlenebilir.

Dispersiyon eğrisinin elde edilmesi kritik bir adımdır. Ters çözümleme ile elde

edilen Vs hız profilinin doğruluğu büyük oranda frekansa ve faz hızına bağlı olan

dispersiyon eğrisinin doğruluğuna ve özelliklerine bağlıdır.

MASW araĢtırmaları, aynı kaynak-alıcı diziliminin doğrusal bir hat boyunca, sabit

aralıklarla kaydırılmasıyla, birden fazla kayıt (12 veya daha fazla kanallı) içeren 2

boyutlu (yüzey ve derinlik) makaslama dalgalarının hızlarının haritalarını oluĢturmak

için kullanılır.

Buradan yola çıkarak, sismik kırılmanın tersine bir üst seviyeye oranla düĢük hıza

sahip birimlerinde tespit etmek mümkündür.

MASW yöntemi, tabakalı yerküre modeli için Rayleigh dalgasında baskın bir

etkisi olan S-dalga hızına dayanır. DönüĢmüĢ faz hızları ile derinliğe bağlı bir

boyutlu S-dalga hızı fonksiyonunu tanımlayan S-dalga hızı profilleri elde edilir.

16

MASW yönteminde, gürültüyü etkili bir Ģekilde kontrol etmek olasıdır. Bu

nedenle, en yüksek sinyal/gürültü oranı sağlanır. Makaslama dalgası hız profilinde

tam bir veri iĢlem, yüzey dalgalarının kazancı, frekans bağımlı faz hızı eğrisinin

yapılandırılması ve frekans bağımlı faz hızı eğrisinin ters-çözüm iĢleminden oluĢur.

Burada dikkat edilmesi gereken husus, makaslama dalgası hız derinlik profilini

doğru saptayabilmek için geniĢ bantlı yüzey dalgalarının en az gürültüyle

kaydedilmesidir.

MASW yönteminde bant-geniĢliği, araĢtırmanın derinliği ve çözünürlüğü

arttırıldığı zaman yüksek sinyal/gürültü oranı hesaplanan frekans bağımlı faz hızı

eğrisinde yüksek doğruluğa neden olur. Daha yüksek “modlu” veri, temel “modlu”

veriden daha derin araĢtırma derinliğine sahiptir. Aynı zamanda, daha yüksek

“modlu” veri frekansa ek olarak kaynak uzaklığına bağlı olan dönüĢmüĢ S-dalga

hızının çözünürlüğünü artırır. Ġlk olarak, standart CDP formatında birkaç çokkanallı

kayıt toplanmalıdır. Yüzey dalga verilerinin elde edilmesi için yüzeyden etkiyen

darbe türü kaynaklar için normalde 4 – 5 Hz’den küçük alçak tepki frekanslı alıcılar

seçilmelidir.

Sismik kaynak, jeofon (alıcı), yakın açılım (ofset), alıcı aralığı gibi veri

parametreleri, “Ground roll” dalga sinyallerini arttırmak için ayarlanmalıdır. Veri

toplanmasından sonra, her bir atıĢ topluluğunun “ground roll” dalgası faz hızları

hesaplanır. “Ground roll” dalgasının frekans ve faz hız dizileri baĢlangıç doğrusu

boyunca verinin analiz edilerek hesaplanmasını gerektirir. Bu iki dizi, her bir atıĢ

topluluğundan frekans bağımlı faz hızı eğrilerini tam olarak çıkarmak için çok

önemli bir sınırlamadır (Park vd. 1999). Ters-çözüm iĢlemi, derinlik profiline eĢ bir

S-dalga hızının oluĢturulması için her bir frekans bağımlı faz hızı eğrisine

uygulanmalıdır (Xia vd. 1999). DönüĢen S-dalga hız profili, jeofon aralığının

ortasına yerleĢtirilmelidir (Miller vd. 1999). BaĢlangıç modelleri, ters-çözüm

iĢleminin yakınsamasında anahtar bir etkendir. Regresyon analizi gibi iki boyutlu

veri iĢlem teknikleri ise, bölgesel anomalileri arttırmak için S-dalga hızının düĢey

kesitine kolay bir Ģekilde uygulanabilir. 2-boyutlu S-dalgası hız haritasında çatlaklı

17

bölgeler, boĢluklar, örtülü dolgu alan sınırları ve benzeri alanlar, düĢük hız bölgeleri

S-dalga anomalileri ile gösterilirken, ana kaya yüzeyi, genellikle, yüksek S-dalga hız

gradyanı ile iliĢkilendirilir.

2.2.1. Yüzey Dalgaları

Yüzey dalgaları: Dünya'nın yüzeyi boyunca yayılan, P ve S Dalgaları'ndan sonra

kayıtçılara gelen ve depremlerde esas hasarı yapan dalgalardır. Yüzey Dalgaları,

Cisim Dalgaları’na göre daha yavaĢ yayılırlar ancak genlikleri daha büyüktür. Hızı

daha fazla olan Love ve genliği daha büyük olan Rayleigh dalgaları olarak ikiye

ayrılırlar.

2.2.1.1. Rayleigh Dalgası (R)

Deniz dalgalarına benzerler; düĢey ve yatay doğrultuda karıĢık salınmalardan

meydana gelerek bütün yeryüzü boyunca yayılırlar. Eliptik bir yörünge boyunca olan

parçacık hareketlerinden oluĢurlar. Yörünge uzun ekseni elips olduğundan, bu tür

dalgalar P ve S dalgalarının bileĢkesi olarak düĢünülebilir. Derine doğru etkileri

azalır.

ġekil 2.5. Rayleigh Dalgası Yayılım Geometrisi

18

2.2.1.2. Love Dalgası (L)

Yalnız yatay doğrultuda yayılan yüzey dalgalarına Love Dalgaları adı verilir.

DüĢük hızlı yüzey tabakaları içerisinde meydana gelirler. Salınım düzlemleri yatay

olduğu halde, yayınım doğrultusuna dik salınan parçacık hareketlerinden oluĢurlar.

Love dalgaları saçılım (dispersiyon) gösterirler.

ġekil 2.6. Love Dalgası Yayılım Geometrisi

2.3. ReMi Yöntemi

ReMi, adı kırılma – mikrotremör olarak bilinen jeofizik bir yöntemdir. ReMi

yöntemiyle S dalgası hızı bulunur. Kentsel alanlarda kaynak kullanılmasına gerek

yoktur. 12 veya 24 kanallı sismik ölçüm cihazı ile ölçüm yapılır. 30 saniyelik gürültü

kayıtları alınır. Ölçümler tekrar edilir. Yüzey dalgası faz geçiĢleri izlenerek

tabakaların Vs hızlarına ulaĢılır. Vs hızları, tabakaların sağlamlığının bir

göstergesidir.

ReMi yöntemiyle, gürültülerden yararlanarak, düĢey jeofonlar vasıtasıyla

tabakaların kalınlıkları ve bu tabakalara ait S dalgası hızları bulunur. DüĢük hız

tabakalarında veya sinyal/gürültü oranının yeterli olmadığı durumlarda hesaplamalar

zorlaĢır. Ayrıca kuyu içi yöntemlerde alınan kayıtlar da kuyu civarı ile sınırlıdır.

Kırılma yönteminde sığ derinliklere ait hız bilgileri iyi bir ayrımlılıkta elde edilir.

ReMi yönteminde ise 100 metreye kadar hız değiĢimi saptanabilir. Fakat 30

metreden sonra iyi ayrımlılıklar elde edemez hale geliriz. Bulacağımız hız değerleri

19

tam doğru olmayabilir. Kırılma ile ReMi yöntemi birbirini tamamlayıcı özelliktedir.

Ġkisinde de aynı serim düzeni kullanılabilir ve bu ikisi de aynı anda kullanılarak sığ

ve derin hız bilgilerine ulaĢılabilir.

2.4. Mikrotremör Yöntemi

2.4.1. Mikrotremör Kavramı

Depremler ve sismik patlamalar dıĢında, doğal ve doğal olmayan nedenlerle

oluĢan, periyotları birkaç dakikayı aĢmayan, yeryüzünün titreĢim hareketlerine genel

olarak mikroseism (çok küçük yer sarsıntıları) denir. Mikrotremör (titreĢimcik)

ifadesi 0.05 ile 2 sn. aralıklı periyotlar için kullanılır.

2.4.2. Mikrotremörlerin Genel Özellikleri

-Periyotları çok küçüktür (0.05-2 sn).

-Genlikleri 0.1 mikron mertebesindedir.

-Gündüzleri geceden daha aktiftir.

-Dalga Ģekilleri düzgün değildir.

-Grup halindeki titreĢimleri sürekli kısadır.

-Genellikle yapay nedenlerle oluĢur.

2.4.3. Mikrotremörlerin Kaynakları

Mikrotremörler rüzgar, okyanus dalgaları, jeotermal reaksiyonlar, küçük

magnitüdlü yer sarsıntıları gibi doğal etkiler yanında kültürel gürültüler olarak

tanımlanan ve baĢta trafik hareketleri olmak üzere insanların yaĢam sürecinde neden

oldukları hareketlilikten kaynaklanmaktadır.

Gözlenen bu birçok çeĢit mikroseismleri kısaca özetlemek gerekirse;

Düzenli ve Düzensiz diye ikiye ayırabiliriz:

20

Düzenli Mikroseismler;

*Trafik, endüstriyel makineler ve rüzgarla oluĢan 0.01-0.5 sn periyotlu

mikroseismler.

*KarıĢık rüzgarların oluĢturduğu, 1-4 sn periyotlu mikroseismler.

*Kasırgalar ve tayfunlar gibi Ģiddetli rüzgarlar sırasında okyanuslarda oluĢan, 2- 6

sn periyotlu mikroseismler.

*Hava basıncıyla oluĢan, 4-10 sn periyotlu mikroseismler.

*Muson ve benzeri tipteki rüzgarlarla oluĢan, 4-10 sn periyotlu mikroseismler.

*Su dalgalarının kıyıya çarpmasıyla oluĢan, 10-20 sn periyotlu mikroseismler.

Düzensiz Mikroseismler;

*Deniz dalgaları ile oluĢan, 1-4 sn periyotlu mikroseismler.

*Rüzgarların, ağaçlara ve binalara etkimesiyle oluĢan, 1-4 sn periyotlu

mikroseismler.

*Aletlerin tepe kısmında oluĢan hava akımlarının neden olduğu, 20-100 sn

periyotlu mikroseismler.

*Yerin donması sonucu oluĢan, 40-200 sn periyotlu mikroseismler.

2.4.4. Mikrotremörün Dalga İçeriği

Japonya’da birçok noktada yapılmıĢ mikrotremör ölçümleri sonucunda,

titreĢimciklerin depreme dayanıklı bina yapımımda, sismik faktörlerin

saptanabilmesi amacıyla kullanılabileceği ortaya çıkarılmıĢtır.

Genel olarak rüzgar, okyanus dalgaları ve kültürel gürültüler gibi yüzeysel

kaynakların yüzey dalgaları ürettikleri, buna karĢı derin kaynaklı ve küçük

magnitüdlü yer hareketlerinin neden olduğu titreĢimlerin ise düĢey yönlü cisim

dalgaları olarak yayıldıkları benimsenir.

Kısacası günümüze kadar mikrotremörlerin yüzey dalgaları mı yoksa cisim

dalgaları mı olduğu konusunda çeĢitli araĢtırmacılarca ayrı görüĢler ileri sürülmüĢtür.

21

Bunlar;

-Akamatsu (1956); Mikrotremörleri bu titreĢimciklerin, Rayleigh ve Love

dalgalarının birleĢiminden oluĢmuĢ, karıĢık yüzey dalgaları olduğunu belirtmiĢtir.

-Kubotera ve Otsuka (1970); Aso Caldera alanında 1-3 sn periyotlu

mikrotremörleri gözlemiĢler ve bunların aslında Love dalgaları olduğunu ve etkin

periyotlarının zemin tabaka kalınlığı ile iliĢkisi olduğunu belirtmiĢlerdir.

-Aki (1957); YapmıĢ olduğu çalıĢmada mikrotremörlerin verilen bir frekansta

belirli bir hıza sahip olan yüzey dalgaları olduğunu belirlemiĢ ve yatay hareketleri

Love dalgaları olarak nitelemiĢtir.

-Kanai (1983); Mikrotremörlerin yer içinde S dalgalarının yenilemeli

yansımaların sonucu olduğunu düĢünmüĢtür.

-Wilson (1953); 4-100 Hz frekans aralıklı mikrotremörleri incelemiĢ ve üç

bileĢenli sismometre kullanarak yaptığı ölçümler sonucunda parçacık hareketinin

Rayligh dalga türüne benzer olduğu 9 Hz’den yüksek olan mikrotremörlerin cisim

dalgaları, 9 Hz’e yakın olanların ise yüzey dalgalarından oluĢtuğunu belirtmiĢtir.

2.4.5. Mikrotremörlerin Kullanım Amaçları

-Zemin cinsleri ve tabakalanmasının belirlenmesi

-Yer hareketinin yerel zemin koĢulları etkisiyle oluĢturabileceği büyütme

özelliklerinin belirlenmesi ve projenin oluĢmasında önemli olan zemin hakim

periyodunun bulunmasında etkin olarak faydalanılmaktadır.

-Mikrobölgelendirme çalıĢmalarında yaygın olarak kullanılan mikrotremörler

sayesinde sismik bölgelendirme yapılabilmektedir.

-Sismik bölgelendirme yapılmıĢ yerin geoteknik risklere karĢı farklı risk

derecelerinin tanımlanması amaçlı, esaslar dikkate alınarak oluĢturulur.

2.4.6. Mikrotremör Kayıtları

Mikrotremör kayıtlarının analizinde elde edilen spektrumlardan zemin

özelliklerini belirleyebilmek için, en az birkaç noktada karĢılaĢtırmalı gözlem

gerekmektedir. Mikrotremör kayıtları farklı noktalarda farklı zamanlarda alına

22

bilindiği gibi bir bölgedeki titreĢim özelliklerinin noktalar arasında ya da seçilen bir

referans noktasına göre gösterdiği değiĢimin belirlenmesi istenildiğinde genellikle bir

hat üzerinde yerleĢtirilen ve çok sayıda sismometreden oluĢturulan bir tertiple eĢ

zamanlı kayıtların alınması yoluna gidilmektedir.

Mikrotremör kayıtlarının alınması için birkaç dakikalık kısa bir süre

gerekmektedir. Fakat mikrotremör özelliklerinin günün farklı saatlerinde özellikle

kültürel gürültü seviyesindeki değiĢime bağlı olarak nasıl değiĢtiğini belirlemek için

uzun süreli ölçümler yapılması gerekmektedir. Ancak bu sayede istenen sonuca

yaklaĢılabilir. Gündüz kültürel gürültülerin çok fazla olduğu için ölçümlerin gece

yapılması önerilir.

Mikrotremörlerin genlikleri üzerinde meteorolojik koĢulların da önemli etkisi

bulunmaktadır. Gaull ve diğ. (1990), rüzgarlı havada yapılan mikrotremör

gözlemlerinden elde edilen verilerin Fourier spektrumları ile sakin bir havada elde

edilenlerin Fourier spektrumlarının oldukça farklı olduğunu görmüĢler ve

mikrotremör gözlemlerinin sakin bir havada yapılmasının sonuca yaklaĢılmasında

yararlı olacağı kanısına varmıĢlardır.

Ölçü alınan yer çatlaklı ve kırıklı olmamalıdır. Ölçüm yapılan yerden tren geçerse

doğu-batı yönü olan Mavi’nin genliği maksimum olur.

23

BÖLÜM ÜÇ

ÇALIŞMA SAHASININ JEOLOJİSİ

3.1. Giriş

ÇalıĢma sahası ve yakın yöresi Türkiye’nin (Levha Tektoniği) kuramı

çerçevesinde “Ġzmir–Ankara Zonu “ adıyla anılan bölgesel tektonik kuĢak içinde yer

alır. ÇalıĢma sahasında yapılan gözlemler sonucu yaĢlıdan gence doğru bir dizilim

içerisinde;

• Paleojen yaĢlı kumtaĢı – Ģeyl ardalanması, kumtaĢı – Ģeyl mercekleri, kumtaĢı

blokları ile tek taĢ konumlu kireçtaĢı bloklarından oluĢan Bornova KarmaĢığı

• Neojen yaĢlı akarsu yatağı, delta ve göl ortamlarında çökelmiĢ çakıltaĢı, kumtaĢı,

kiltaĢı, marn- silttaĢı- kireçtaĢı ardalanmasından oluĢan Karasal Çökeller

• Neojen yaĢlı andezit, bazalt, dasit, riyolit ve bunların piroklastikleri olan tüf ve

aglomeradan oluĢan Volkanik Birimler

• Kuvaterner yaĢlı az pekleĢmiĢ veya pekleĢmemiĢ düzeylerden oluĢan kumlu,

çakıllı kil veya killi kum ve çakıl malzemelerden oluĢmuĢ Alüvyon Birimi

ayırtlanmıĢtır. Ġzmir ve çevresinin genelleĢtirilmiĢ jeoloji haritası verilmiĢtir (ġekil

3.1). ÇalıĢma sahası ve çevresine ait stratigrafik kolon kesit (ġekil 3.2)’de

sunulmuĢtur. ÇalıĢma alanının jeolojisi AteĢli (2002)’den alınmıĢtır.

24

ġekil 3.1. Ġzmir ve çevresinin genelleĢtirilmiĢ jeoloji haritası (MTA).

25

3.1.1. Paleojen Yaşlı Bornova Karmaşığı

Batı Anadolu’nun bölgesel tektonik kuĢakları incelendiğinde de doğuda

metamorfik kayaçlardan oluĢmuĢ Menderes Masifi, ortada Ġzmir – Ankara Zonu ve

en batıda ise Karaburun KuĢağının yer aldığı görülür. FiliĢ türü kayalar mafik

volkanitler ve yer yer kireçtaĢı bloklarının bulunduğu ortadaki kuĢak ise Ġzmir –

Ankara Zonu olarak tanımlanmıĢ olup bu zonun bir kolu olarak yorumlanır.

Ġzmir ve dolayında geniĢ yayılımlar gösteren ve filiĢ türü kayalar bazik

volkanikleri ve ofiyolitleri içeren birim “Bornova KarmaĢığı “olarak adlandırılır.

FiliĢ; duraysız bir ortamın bir anlamda tektonik etkinliklerinin denetiminde

bulunan bir ortamın ürünüdür. Bu nedenle filiĢ, batım (subduction) zonlarında oluĢan

okyanus hendeğinde (oceanic trench) çökelir. Bornova karmaĢığı (matrix) geniĢ bir

bölgede filiĢ fasiyesinde kumtaĢları ve çamurtaĢlarından meydana gelmiĢtir (ġekil

3.3).

Bornova KarmaĢığı olasılıkla Geç Eosende büyük boyutlu ters bindirmelerle

(reverse foult) Menderes Masifi üzerine itilmiĢtir. Bu son tektonik devinimler

özellikle filiĢ hamuru içersinde Ģiddetli makaslamalarla belirgin bir deformasyona

uğramıĢtır.

26

ġekil 3.2. ÇalıĢma sahası ve çevresine ait stratigrafik kolon kesit (MTA).

27

ġekil 3.3. FiliĢ Fasiyesinde KumtaĢı – ÇamurtaĢından OluĢan KarmaĢık

Bornova filiĢi çalıĢma sahasının kuzey ve kuzeybatısında, orta kesimlerde,

Yamanlar Köyü çevresinde Karagölün kuzeybatısındaki alanda ve Kayadibi Köyü

güneyinde yüzlek vermektedir. Birim koyu – gri, yeĢilimsi – gri renkte kumtaĢı - Ģeyl

ardalanmasından oluĢmuĢtur.

KumtaĢları ince – kalın katmanlı ve yer yer bloklu yapıdadır. ġeyllerle

ardalanmalı veya Ģeyller içinde mercek Ģeklindedir. KumtaĢı bileĢenleri kuvars,

mika, feldspat ve kaya kırıntılarından oluĢur. Ġnce taneli, iyi pekleĢmiĢ ve

dayanımlıdır. TortullaĢma ile eĢ yaĢlı küçük ölçekli kıvrımlar sunarlar. KumtaĢı

katmanlarının alt yüzeyleri genellille aĢınmalı olup oygu – dolgu yapılar gözlenir.

ġiddetli deformasyon geçiren kumtaĢları çok çatlaklı ve kırıklı olup, çatlaklar kalsit

dolguludur (ġekil 3.4).

28

ġeyller gri, yeĢilimsi – gri renkli sarımsı – gri ayrıĢma renkli, çok ince katmanlı ve

laminalıdır. KumtaĢı ile ardalanmalı veya kumtaĢı bloklarını sarar Ģekildedir.

Yarılımlı ve az dayanımlıdır. ÇalıĢma sahasının bazı kesimlerinde Ģeyllerde karbonat

oranı artmakta kalkerli Ģeyl özelliği sunmaktadır.

FiliĢ içerisindeki kireçtaĢı filiĢ birimi içinde kapanan tektaĢlar olup önemli

yükseltiler biçiminde arazide gözlenirler. KireçtaĢı – FiliĢ dokanakları belirgin olarak

gözlenmektedir. Bu kesin sınır aradaki direnç ve aĢınma farkından oluĢmaktadır.

Ayrıca, dokanağın tektonik olduğu yanal geçiĢlerdeki uyumsuzluktan anlaĢılır.

KireçtaĢı daha masif olduğundan, tektonizma bunlarda daha belirgin olarak

gözlenmektedir. KumtaĢları ise faylanmalardaki ezik zonlardaki kaolinitik alterasyon

ile belirlenir.

ġekil 3.4. KumtaĢı – ġeyl Ardalanmasından OluĢan FiliĢ Birimi

Bornova FiliĢinin alt dokanağı çalıçma alanında gözlenememektedir. Birimi

Neojen yaĢlı karasal çökeller açısal uyumsuz olarak üstler.

29

Bornova FiliĢinin çakıltaĢı üyesindeki çakıllarda bulunan Paleosen fosilleri ile bu

çakılların iyi yuvarlaklaĢmıĢ olmasından dolayı birimin yaĢının Paleosen veya daha

genç olduğu söylenebilir.

3.1.2. Neojen Yaşlı Karasal Çökeller

Akarsu yatağı delta ve göl ortamlarında çökelmiĢ çakıltaĢı, kumtaĢı, kiltaĢı

ardalanmasından oluĢan bu birimler, Bornova KarmaĢığını uyumsuz olarak örterler.

Birim çalıĢma sahasının kuzeybatısında ve güneydoğusunda gözlenmektedir.

Kalınlıkları yaklaĢık 20 – 40 metre arasında olup yanal olarak süreksizdir. ÇakıltaĢı

birimi kahverengi, kırmızımsı ve sarı renklidir. Genellikle masif görünüĢlü, belirsiz

katmanlı ve iyi pekleĢmiĢtir. Çakıl bileĢenleri ortalama 5 – 10 cm. büyüklüğünde, az

yuvarlaklaĢmıĢ kötü boylanmıĢ yeĢilimsi – gri kumtaĢı, sarımsı – yeĢil Ģeyl, kuvars,

çört ve kalsit çakıllarıdır. Bu çakıllar kil, silt boyutundaki kırıntılarla tutturulmuĢtur.

Alt düzeylerde iri çakıl bileĢenlerle baĢlayan birim, üste doğru dereceli olarak

kumtaĢına geçer. KumtaĢı kırmızımsı sarı renkte olup iyi pekleĢmiĢtir.

Birimin alt dokanağı, paleosen yaĢlı Bornova FiliĢi üzerine açısal uyumsuzlukla

gelir. Birimin Neojen yaĢlı volkaniklerle (andezit, bazalt, dasit, riyolit, tüf ve

aglomera) olan dokanağı yanal ve düĢey geçiĢli olup kuvaterner yaĢlı alüvyon birimi

ile dokanağı açısal uyumsuzdur.

3.1.3. Neojen Yaşlı Volkanitler

ÇalıĢma sahasında Neojen karasal çökellere eĢlik eden ve çekme (tension)

tektoniğine bağlı olarak geliĢen Miyosen Volkanizmasının ürünleri çoğunlukla

andezit, yer yer bazalt – dasit, riyolit, bunların piroklastikleri olan tüf ve aglomeraları

içerir. Volkanitler kendileri ile yaĢıt olan Neojen karasal çökellerle yanal – düĢey

geçiĢlidir (ġekil 3.5).

30

ÇalıĢma alanında dasit ve andezit bileĢimli volkanik kayalar ile asidik bileĢimli,

küçük ölçekli, yarı volkanit sokulumları yer alır. Birim çalıĢma sahasının kuzey ve

güney kesimlerinde oldukça geniĢ bir yayılım sunmaktadır. Dasitik tüfler çalıĢma

sahasında güneybatısında gözlenir. Dasitik tüfler beyazımsı – gri renkli, sarımsı gri

ayrıĢma renklidir. KumtaĢı – Ģeyl parçaları ve volkanik kırıntaları içerir. Kayaç bol

kırıklı ve çatlaklıdır. Kırık ve çatlaklar yer yer opal yumruları ve kuvars damarları ile

doldurulmuĢtur (ġekil 3.6).

ġekil 3.5. ÇalıĢma Sahasının Güneybatısındaki Andezitlerden Bir Görünüm

ġekil 3.6. ÇalıĢma Sahasında Dasitik Volkanizma Ürünlerinden Bir Görünüm

31

Dasit lavları çalıĢma sahasının doğusunda gözlenir. Dasit lavları yeĢilimsi – gri ve

sarımsı turuncu renklidir. Çok belirgin olarak lav akma yapıları gösterir. Kayaç

tektonizma sonucu çok çatlaklı ve kırıklıdır. Andezitik tüfler Yamanlar Köyünün

batısında ve Yanık Tepe doğusunda yüzlek verirler. Andezitik tüfler sarımsı – kahve

renkli, beyazımsı gri ayrıĢma renklidir. KöĢeli volkanik kırıntılar ve filiĢ parçaları

içerir (ġekil 3.7).

ġekil 3.7. Neojen YaĢlı Volkanitlerden Bir Görünüm (Yanık Tepe-Yamanlar Köyü Batısı)

Aglomeralar çalıĢma sahasının güneybatısında, batısında, kuzeybatısında,

Gavurini Deresi, Yanıktepe ve Çökek Tepe çevresinde yayılım gösterir. Genellikle

sarp kayalıkları oluĢturur. Aglomeralar kahverengi, koyu gri renkli, kırmızımsı

ayrıĢma renklidir. KöĢeli andezit blok ve çakıllarının tüf ara madde ile

tutturulmasından oluĢmuĢtur.

Andezit lavları çalıĢma sahasının değiĢik yerlerinde, dar alanlarda gözlenir.

ÇalıĢma alanının en yüksek kesimlerini oluĢturan andezit lavları, gri – koyu gri

renkli, kırmızımsı kahverengi ayrıĢma renklidir. Çok belirgin olarak lav akma

yapıları gözlenir (ġekil 3.8-ġekil 3.9).

32

Yukarıda tanımlanan volkanik birimler birbirleri ile uyumlu olup kuvaterner yaĢlı

alüvyon birimi ile açısal uyumsuzdur.

ġekil 3.8. Andezit Lavlarından Bir Görünüm

ġekil 3.9. ÇalıĢma Sahasındaki Volkanitlerin Yayılımı

33

3.1.4. Kuvaterner Yaşlı Alüvyon Birimi

Birim çalıĢma sahasının kuzey ve kuzeybatısında gözlenir (ġekil 3.10). Blok,

çakıl ve kum boyutundaki pekleĢmemiĢ veya az pekleĢmiĢ malzemelerden oluĢur.

Emiralem Boğazından batıya doğru açılan Menemen Ovası tamamen alüvyonlarla

kaplıdır (ġekil 3.11). Düzlük kesimleri kaplayan alüvyonlar, Gediz Nehri tarafından

taĢınmıĢtır. Ayrıca yan dereler de küçük alüvyon konileri oluĢturmuĢlardır. Bölgede

yapılan derin sondajlar ve jeofizik rezistivite ölçümleri sonuçlarına göre, alüvyonun

200 metre kalınlığa kadar ulaĢtığı tespit edilmiĢtir (ġekil 3.12). Ovada Gediz

Nehrinin sık sık yatak değiĢtirmesi sonucu iri ve ince malzeme dağılımı eski

mecralar boyunca farklılıklar gösterir. Emiralem Boğazı çıkıĢından itibaren eski

yataklar boyunca kumlu ve çakıllı iri malzeme, yaygın ve kalın seviyeler

oluĢturmuĢtur. TaĢkın ovası özelliğindeki kesimlerde ise, siltli – killi seviyeler hakim

durumdadır. Birim, Neojen birimleri açısal uyumsuz olarak üstler.

ġekil 3.10. Menemen Ovasından Bir Görünüm

34

ġekil 3.11. Menemen Ovası Alüvyon Birimler

ġekil 3.12. Menemen Ovası Sondaj Kuyuları (ĠZSU 20 nolu kuyu)

35

BÖLÜM DÖRT

ARAZİ VE SAHA ÇALIŞMALARI

4.1. İnceleme Alanında Yapılan Jeofizik Çalışmalar

ÇalıĢma sahasında yer altı yapısını aydınlatmaya yönelik çalıĢmalar yapılmıĢtır.

Ġnceleme alanında jeofizik yöntemlerden sismik kırılma, MASW, ReMi ve

mikrotremör yöntemleri uygulanmıĢtır.

Sismik kırılma yöntemi 15 noktada uygulanmıĢtır. ÇalıĢmalarda 24 adet P jeofonu

kullanılarak yeraltının P dalga hızı kestirilmiĢtir. Her bir serimde jeofon aralıkları 5

m seçilmiĢ ve ofset uzaklığı da jeofon aralığı kadar, yani 5 m seçilmiĢtir. Her bir

serimde düz, orta ve ters atıĢlar gerçekleĢtirilmiĢtir.

MASW yöntemi de 15 noktada, serimler boyunca alınmıĢtır. ÇalıĢmalarda 4,5

Hz’lik jeofonlar kullanılmıĢ ve jeofon aralıkları da 5 m seçilmiĢtir. Bu yöntemde

yakın ofset kullanılmıĢ, o da 5 m belirlenmiĢtir. Sismik kırılma yönteminde olduğu

gibi, düz, orta ve ters atıĢlar gerçekleĢtirilerek yeraltının S dalgası hız değiĢimi

saptanmıĢtır. MASW yöntemi 1D ve 2D olarak değerlendirilerek yer altı kesitleri

oluĢturulmuĢtur.

ReMi yöntemi 11 noktada alınmıĢtır. Bilineceği üzere ReMi yöntemi doğal

kaynaklı yöntem olduğundan herhangi bir kaynak kullanılmamıĢtır. Ölçümler, hali

hazırda sismik kırılma ve MASW yöntemleri için serilen serimler üzerinden

alınmıĢtır. 11 serimde 8 saniyelik 8 tane gürültü kaydı alınarak, değerlendirmeler

yapılarak yer altı yapısının kesiti oluĢturulmuĢtur.

Mikrotremör yöntemi 15 noktada alınmıĢtır. Her bir noktada 40 dakikalık yer

içinin doğal salınımları kaydedilerek değerlendirmeler yapılmıĢtır. Bu ölçümlerde

yer içinin doğu, kuzey ve düĢey bileĢenlerinin değiĢimleri kaydedilmiĢtir.

36

Ölçüm koordinatları Tablo 4.1’de ve ölçüm yapılan alanın uydu görüntüsü ġekil


Tablo 4.1. Ölçüm Koordinatları

Nokta Adı Enlem (UTM, X) Boylam (UTM, Y)

1 500958 4278812

2 501958 4278812

3 502958 4278812

4 503958 4278812

5 504958 4278812

6 505958 4278812

7 506958 4278812

8 500958 4277812

9 501958 4277812

10 502958 4277812

11 503958 4277812

12 504958 4277812

13 505958 4277812

14 506958 4277812

15 507958 4277812

37

ġekil 4.1. Ölçüm koordinatlarının uydu üzerinde iĢaretlenmiĢ görüntüsü

38

BÖLÜM BEŞ

SONUÇLAR

5.1. Jeofizik Değerlendirme Sonuçları

5.1.1. Sismik Kırılma Değerlendirmesi

Sismik kırılma yöntemi değerlendirmeleri 2 tabaka çözümüne göre yapılmıĢtır. 15

noktada alınan sismik kırılma ölçümlerinin değerlendirmelerinden sadece birinci

noktadaki değerlendirmeye yer verilecektir. Diğer ölçüm değerlendirme sonuçları

ilgili tabloda verilecektir (Tablo 5.1).

1 nolu sismik kırılma çalıĢma sonucunda birinci tabakanın ortalama kalınlığı

yaklaĢık 10,0 m’ dir. Birinci tabakada Vp hızı 169,00 m/sn, ikinci tabakada Vp hızı

200,00 m/sn olarak bulunmuĢtur (ġekil 5.1).

ġekil 5.1. 1 Nolu Sismik Kırılma VarıĢ Zamanı ve Yer altı Kesiti

39

Sismik kırılma yönteminden elde edilen birinci tabakanın kalınlıkları ile birinci ve

ikinci tabakaların Vp hızları aĢağıdaki tabloda verilmiĢtir (Tablo 5.1).

Tablo 5.1. Sismik kırılma yönteminden elde edilen yer altı parametreleri

Sismik

Serim

1. Tabakanın

Ortalama

kalınlığı (m)

1. Tabakanın Vp

hızı (m/sn)

2. Tabakanın Vp

hızı (m/sn)

1

10,0 169,00 200,00

2

10,0 303,00 415,00

3 7,50 273,00 345,00

4

8,00 261,00 291,00

5 7,50 190,00 200,00

6 12,0 185,00 197,00

7

7,00 413,00 490,00

8

10,0 201,00 258,00

9 6,00 194,00 198,00

10

15,0 247,00 269,00

11 5,00 200,00 235,00

12 15,0 222,00 242,00

13

8,00 188,00 316,00

14 15,0 267,00 349,00

15 7,00 372,00 624,00

40

5.1.2. MASW Değerlendirmesi

MASW yöntemi değerlendirmesi bir boyutlu (1D) ve iki boyutlu (2D) olarak

yapılmıĢtır.

5.1.2.1. Bir Boyutlu (1D) MASW Değerlendirmesi

1 nolu 1D MASW çalıĢması sonucunda birinci tabakanın ortalama Vs hızı 135,00

m/sn, ikinci tabakanın ortalama Vs hızı 154,00 m/sn olarak bulunmuĢtur (ġekil 5.2).

ġekil 5.2. 1 Nolu 1D MASW Dispersiyon ve Yer altı Kesiti

41

MASW yönteminden elde edilen birinci tabakanın kalınlıkları ile birinci ve ikinci

tabakaların Vs hızları aĢağıdaki tabloda verilmiĢtir (Tablo 5.2).

Tablo 5.2. MASW yönteminden elde edilen yer altı parametreleri

Sismik

Serim

1. Tabakanın

Ortalama kalınlığı

(m)

1. Tabakanın Vs

hızı (m/sn)

2. Tabakanın Vs

hızı (m/sn)

1

5,30 135,00 154,00

2

3,80 208,00 236,00

3 3,50 225,00 183,00

4

8,30 153,00 160,00

5 4,50 140,00 157,00

6 5,00 130,00 150,00

7

9,00 348,00 350,00

8

5,50 125,00 150,00

9 3,00 144,00 152,00

10

5,00 180,00 159,00

11 2,20 155,00 170,00

12 3,00 144,00 180,00

13

4,00 144,00 175,00

14 5,00 205,00 273,00

15 3,80 268,00 376,00

42

5.1.2.2. İki Boyutlu (2D) MASW Değerlendirmesi

1 nolu 2D MASW çalıĢması sonucunda yer altı iki boyutlu olarak modellenmiĢtir

(ġekil 5.3).

ġekil 5.3. 1 nolu 2D MASW Yer altı Kesiti

43

5.1.3. Yeraltının Dinamik ve Elastik Parametrelerinin Hesaplanması

Sismik kırılma ve MASW yöntemi sonucunda elde edilen P dalga hızı, S dalga

hızı ve derinlik bilgilerini kullanarak yeraltının dinamik ve elastik parametrelerini

hesaplamak olanaklı olmuĢtur. Bu bağlamda, Zemin Jeofizik Analiz adlı paket

program kullanılmıĢ ve hesaplamalar ilgili programdaki formüllerce yapılmıĢtır

(Özçep, 2005).

Zeminler için jeofizik-geoteknik parametrelerin belirlenmesi 2 tabaka

çözümlerine göre yapılmıĢtır. Programa girdi verisi olarak elde edilen P dalga hızı, S

dalga hızı ve ilk tabakanın kalınlığı girilmiĢ, çıktı verisi olarak da yoğunluk,

maksimum kayma modülü, Elastisite modülü, Poisson oranı, Bulk modülü, zemin

hakim titreĢim periyodu ve zemin büyütmesi değerleri alınmıĢtır.

Yapılan sismik kırılma çalıĢmalarından elde edilen sonuçlara göre çalıĢma alanını

temsil edebilecek dinamik ve elastik parametre değerlerine göre tabakaların

özellikleri Ģunlardır:

Sismik kırılma çalıĢmalarında yapılan değerlendirme sonrasında dinamik-

elastik parametreler Tablo 5.3’de belirtilmiĢtir. Ayrıca, diğer parametreler de Tablo


44

Tablo 5.3. Dinamik ve elastik parametreler

PARAMETRELER

Yoğunluk

(gr/cm3)

Kayma

Modülü

(kg/cm2)

Elastisite

Modülü

(kg/cm2)

Poisson

Oranı

Bulk

Modülü

(kg/cm2)

1.Nokta

1.Tabaka 1,12 191,50 286,30 0,25 63,40

2.Tabaka 1,16 276,10 426,10 0,23 97,50

2.Nokta

1.Tabaka 1,29 671,30 1137,70 0,15 290,50

2.Tabaka 1,40 845,40 2078,30 0,23 1278,80

3. Nokta

1.Tabaka 1,26 581,60 794,90 0,32 162,20

2.Tabaka 1,33 446,70 1165,30 0,30 992,10

4. Nokta

1.Tabaka 1,24 287,40 714,80 0,24 464,20

2.Tabaka 1,28 343,80 871,50 0,27 624,10

5. Nokta

1.Tabaka 1,15 251,70 366,80 0,27 79,20

2.Tabaka 1,16 279,70 418,40 0,25 92,70

6. Nokta

1.Tabaka 1,14 143,20 346,70 0,21 199,80

2.Tabaka 1,16 260,90 422,80 0,19 102,20

7.Nokta

1.Tabaka 1,40 1473,80 2024,50 0,31 414,90

2.Tabaka 1,46 2102,90 3135,60 0,25 692,70

8.Nokta

1.Tabaka 1,17 182,10 431,50 0,18 228,10

2.Tabaka 1,24 279,10 694,80 0,24 453,60

9. Nokta

1.Tabaka 1,16 239,50 424,70 0,11 115,40

2.Tabaka 1,16 268,30 419,80 0,22 97,50

10. Nokta

1.Tabaka 1,23 217,10 562,50 0,30 459,20

2.Tabaka 1,25 305,10 760,60 0,25 500,30

11.Nokta

1.Tabaka 1,16 290,60 389,30 0,33 78,20

2.Tabaka 1,21 414,80 568,30 0,31 116,20

12.Nokta

1.Tabaka 1,19 240,90 555,90 0,15 267,60

2.Tabaka 1,22 395,50 696,80 0,12 187,60

13. Nokta

1.Tabaka 1,15 251,00 344,00 0,31 70,40

2.Tabaka 1,31 413,50 1048,30 0,27 751,80

14.Nokta

1.Tabaka 1,25 578,40 668,40 0,42 120,80

2.Tabaka 1,34 1004,40 1399,40 0,30 290,30

15.Nokta

1.Tabaka 1,36 1191,00 1517,60 0,36 293,10

2.Tabaka 1,55 2245,70 5402,10 0,20 3029,50

45

Tablo 5.4. Sismik kırılma ve MASW çalıĢmasından elde edilen diğer parametreler

Sismik

Serim

Zemin Hakim Titreşim

Periyodu

T0 , sn (Kanai, 1983)

Zemin Büyütmesi

(Midorikawa,1987)

1

1,3 3,40

2

0,8 2,50

3 1,1 2,90

4

1,2 3,20

5 1,3 3,30

6 1,4 3,60

7

0,5 2,00

8

1,4 3,50

9 1,3 3,40

10

1,3 3,50

11 1,1 3,00

12 1,2 3,30

13

1,2 3,10

14 0,8 2,50

15 0,5 2,00

46

5.1.4. ReMi Değerlendirmesi

1 nolu ReMi çalıĢması sonucunda yer altının S dalga hız kesiti elde edilmiĢtir

(ġekil 5.4). Diğer noktalara örnek teĢkil etmesi maksadıyla, sadece birinci noktadaki

ReMi değerlendirmesi sonucu elde edilen yer altı Vs hız kesiti verilmiĢtir.

ġekil 5.4. 1 Nolu ReMi S Dalgası Hızı Yer altı Kesiti

47

5.1.5. Mikrotremör Değerlendirmesi

1 nolu Mikrotremör çalıĢmasının değerlendirmesi yapılmıĢ ve mikrotremörler

pencerelenerek yatay düĢey spektral oran (H/V) belirlenmiĢtir (ġekil 5.5). Zemin

hakim titreĢim periyodu 1,25 sn’dir ve bu periyotta gözlenen maksimum genlik

4,56’dır.

ġekil 5.5. 1 Nolu Mikrotremör PencerelenmiĢ Sinyal ve H/V Grafiği

48

Mikrotremör yöntemi ile 15 noktada elde edilen zeminin hakim frekansı, hakim

titreĢim periyodu ve H/V (maksimum genlik) aĢağıdaki tabloda verilmiĢtir(Tablo

5.5).

Tablo 5.5. Mikrotremör yönteminden elde edilen zemin parametreleri

Mikrotremör

Noktası

Zemin Hakim

Frekansı (Hz)

Zemin Hakim

Titreşim

Periyodu (sn)

Maksimum

Genlik

(H/V)

1

0,802 1,25 4,56

2

1,160 0,86 2,95

3 1,196 0,83 1,45

4

0,945 1,05 2,30

5 0,848 1,18 4,35

6 1,148 0,87 5,12

7

1,154 0,86 1,39

8

1,020 0,98 1,31

9 1,020 0,98 1,64

10

0,793 1,26 2,00

11 0,684 1,46 6,00

12 0,754 1,36 2,93

13

0,921 1,08 6,04

14 1,091 0,92 2,16

15 1,530 0,65 1,35

49

5.2. Çalışmanın Genel Sonuçları

Yapılan jeofizik etütler ile Menemen ovasının zemin özellikleri belirlenmiĢtir.

Sismik kırılma ve MASW (1D ve 2D) değerlendirmeleri sonucunda elde edilen Vp

ve Vs hızları ile tabaka kalınlıklarından yararlanılarak zeminin dinamik ve elastik

parametreleri hesaplanmıĢtır. Ayrıca, ReMi değerlendirmeleri ile Vs hız kesitine

katkıda bulunulmuĢtur. Mikrotremör değerlendirmesi ile de yeraltının tabakalı

yapısının hakim titreĢim periyodu ile göreli zemin büyütmeleri elde edilmiĢtir.

Vp dalga hızına göre belirlenen sökülebilirlik; ilk tabakada “çok kolay” iken

ikinci tabakada “kolay”dır.

Vs dalga hızına göre belirlenen zemin grupları; her iki tabakada da “D Grubu;

gevĢek kum, yumuĢak kil-silt, çakıl, kalın alüvyon” zeminleri iĢaret etmektedir.

Yer altı tabakalarının yoğunluk değerleri; yüzeydeki ilk tabakada “çok düĢük”

olarak tanımlanırken, ikinci tabakada “düĢük” olarak tanımlanmaktadır.

Poisson oranı değerleri ile yapılan tanımlamada; yer altı tabakaları sıkı katı ve

gevĢek olarak tanımlanmıĢlardır.

Kayma modülü değerlerine göre belirlenen zeminin veya kayanın dayanım

parametresi; birçok noktanın yüzeyden itibaren var olan ilk tabakasında “çok zayıf”

değerini alırken, kiminde “zayıf” değerini almakta, ölçüm yapılan arazinin

doğusundaki dağdan ötürü de kimi noktalardaki dayanım “orta” düzeyde değerler

almıĢtır.

Elastisite modülü değerlerine göre belirlenen dayanım parametresine göre ise;

ovadaki yer altının tabakalı yapısının dayanımı “çok zayıf” ve “zayıf” olarak

tanımlanabilinecek değerler almıĢtır. Bilhassa yüzey örtüsünün olduğu birinci tabaka,

yani “zemin”, düĢük dayanım değerleri almıĢtır. Ġkinci tabakadan itibaren ise kalın

alüvyon tabakasının derinlere doğru etkimesi ile kısmi olarak da olsa yüksek

dayanım değerleri aldığı görülmektedir.

50

SıkıĢmazlık modülü değerlerine göre yapılacak sınıflamada, bilhassa zemin

olarak tanımlanan birinci tabakadaki sıkıĢma değerleri “çok az” iken birçok noktada

da ikinci tabakadaki sıkıĢma değerleri “çok az” ile “az” arasında değiĢmektedir.

Taneler arası bağın az olması, boĢluk oranının fazla olması ve gevĢeklikten

ötürü dayanım, sıkılık ve sıkıĢma değerleri bu değerleri almaktadır. Kalın alüvyon

tabakalarında düĢük sıkılık ve sıkıĢma parametreleri gevĢek zemini iĢaret eder. Aynı

Ģekilde dayanım, alüvyon birimlerde zayıf zeminleri iĢaret eder.

Zemin hakim titreĢim periyodu, anakayadan gelen etkinin yüzey tabakası

tarafından genliğinin büyütüldüğü periyotlardaki titreĢimlerdir. Ovadaki çalıĢmalar

sonucunda, ovanın genel hakim titreĢim periyodunun 0,7 sn ile 1,4 sn civarında

değiĢtiği, yine ölçüm yapılan arazinin doğusundaki dağlık bölgenin etkisinin düĢük

periyot değerleri sayesinde gözlendiği ortaya çıkarılmıĢtır. Ovanın ortalarında ise

yüksek periyot değerleri elde edilmiĢtir. Bu değerler sıkıĢma, dayanım ve sıkılık gibi

parametreler ile belirlenen gevĢek ve kötü zeminin bir göstergesidir. Kötü, gevĢek,

kumlu ve alüvyon birimlerde yüksek hakim periyot değerleri elde edilir.

Yer içinde bir deprem meydana geldiğinde sismik dalgalar seyahatlerinin

büyük bir kısmını anakaya içindeki sağlam kayalarda yaparlar. Yeryüzüne

yaklaĢtıkça ise “zemin” adı verilen ayrıĢmıĢ birime varırlar. Zeminler, anakayadaki

deprem etkisini çoğu zaman büyüterek yüzeye iletirler. Menemen ovasında gözlenen

zemin büyütmeleri 1,30 ile 6,00 arasında değiĢmektedir. Yine tahmin edileceği

üzere, çalıĢma alanının doğusundaki dağın etkisi düĢük zemin büyütmeleri Ģeklinde

gözlenmiĢtir. Yüksek zemin büyütme değerleri, ovada, ölçüm yapılan arazinin batısı

ile K-G boyunca uzanan noktalarda gözlenmektedir.

51

Tüm bu sonuçlar ıĢığında ortaya konması gereken husus, Menemen ovasındaki

alüvyon birimlerin Ģu an tarımsal faaliyet amaçlı olarak kullanılmasıdır. Ülkemizde

teknoloji ve ulaĢımın geliĢmesi ve artması ile Ģehirler de geniĢlemekte, kırsal araziler

kentsel dönüĢüm projeleri ile mühendislik yapılar ile dolmaktadır. Menemen

ovasındaki tarım arazilerinin olası kentsel dönüĢüm ile yapılaĢması, birçok sorunu

beraberinde getirebilir. Sonuçta Menemen ovası kalın bir alüvyon tabakasından

oluĢmaktadır. Bu kalın alüvyon tabakasında gevĢek, suya doygun kumlu, gevĢek

birimler vardır. Bu birimler, deprem etkisi altında sıvılaĢma tehlikesini getirmektedir.

Bunun yanı sıra, ovanın havza yapısından ötürü rezonans kontrastı ile oluĢan zemin

büyütmeleri, yani deprem etkisinin kaç kat büyütüleceği, arttırılacağı da önem

kazanmaktadır. Zemin büyütmeleri ile zemin sıvılaĢması tehlike analizleri, depreme

dayanıklı yapı tasarımında dikkate alınması gereken iki husustur.

Menemen ovasının yerel zemin özelliklerinin ortaya konduğu bu çalıĢma

sayesinde, tarımsal amaçlı kullanılan ovanın olası kentleĢme projesi ile birçok

sorunla karĢı karĢıya kalacağı gözlenmiĢtir. Bilhassa yer altı sulama kanallarının ya

da atık alanlarının dolgu malzemesi ile kapatılması yüzünden ortaya çıkarılacak

boĢluk sorunları ciddi önem kazanacaktır. KentleĢme sorunu içerisine girilebilinecek

ovada sismik tehlike ve risk çalıĢmalarının yapılması elzemdir.

52

KAYNAKLAR

Akamatsu K.1956. Wagakuni sangyo hatten no ganko keitai – kikai kigu kogyo ni

tsuite. The Flying Geese Pattern of Industrial Development of Our Country – The

Case of the Machine- and Tool-Making Industries. In:Hitotsubashi Rons.

Hitotsubashi University, 36, 514–526

Aki K. 1957. Space and time spectra of stationary stochastic waves, with special

reference to micro-tremors. Bulletin of the Earthquake Research Institute, 35, 415-

456.

AteĢli Y. 2002. Yamanlar Dağı ve Menemen Ovasının Ġçme Suyu Amaçlı

Hidrojeolojisi. Yüksek Lisans Tezi (YayınlanmıĢ), Dokuz Eylül Üniversitesi Fen

Bilimleri Enstitüsü, Ġzmir, s. 11.

Bilgin N. 1989. ĠnĢaat ve Maden Mühendisleri için Uygulamalı Kazı Mekaniği.

Ġstanbul; Birsen Yayınevi.

Bowles JE. 1988. Foundation Analysis and Design. New York-USA; McGraw-

Hill Book Co.

Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. 2007. (EriĢim

Tarihi: 07 Haziran 2014), http://www.koeri.boun.edu.tr/depremmuh/eski/DBYBHY-

2007-KOERI.pdf.

Ercan A. 2001. Yer AraĢtırma Yöntemleri. Ġstanbul; Bilimtey Yayınları.

Gardner GHF vd. 1974. Formation velocity and density-The Diagnostic Basics for

stratigraphic traps. Geopshysics, 36, 770-780.

Gaull vd. 1990. Probabilistic earthquake risk maps of Australia. Australian

Journal of Earth Sciences, 37, 169-187.

http://www.koeri.boun.edu.tr/depremmuh/eski/DBYBHY-2007-KOERI.pdf

http://www.koeri.boun.edu.tr/depremmuh/eski/DBYBHY-2007-KOERI.pdf

53

ĠZSU. 20 nolu sondaj kuyusu.

Kanai K. 1983. Engineering Seismology. Japan-Tokyo; University of Tokyo

Press.

Keçeli A. 1990. Sismik Yöntemlerle Müsaade Edilebilir Dinamik Zemin TaĢıma

Kapasitesi ve Oturmasının Saptanması. Jeofizik, 4, 83-92.

Kramer Steven L. 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Berkeley-USA;

Prentice Hall.

Kubotera A, Otsuka M. 1970. Nature of non-volcanic microtremor observed on

the Aso Caldera. Journal of Physics of the Earth. 18(1), 115-124.

MTA. ÇalıĢma sahası ve çevresine ait stratigrafik kolon kesit.

MTA. Ġzmir ve çevresinin genelleĢtirilmiĢ jeoloji haritası.

Midorikawa S. 1987. Tasarım Depremine Göre Ġzosismik Haritanın Tahmini.

Journal of Structural Engineering, 33(B), 43-48.

Miller RD vd. 1999. Multichannel Analysis Of Surface Waves to Map Bedrock.

The Leading Edge, 18(12), 1392-1396.

Özçep F. 2005. “ZeminJeofizikAnaliz”, Microsoft ® Excel Programı. Ġstanbul

Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Ġstanbul.

Park CB vd. 1999. Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW).

Geophysics, 64, 800-808.

Tezcan S, Ġpek M. 1974. Shear Wave Propagation in Layered Soils. Ġstanbul;

Boğaziçi Üniversitesi Yayınları.

54

Xia J vd. 1999. Estimation of Near-Surface Velocity By Inversion of Rayleigh

Wave. Geophysics, 64, 691-700.

Wilson CDV. 1953. The Origins and Nature of Microseisms in the Frequency

Range 4 to 100 Hz. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 217, 176.

55

ÖZGEÇMİŞ

Bitirme projesini hazırlayan Fatih ERCAN 04.12.1988 tarihinde Ġzmir’de doğdu.

Ġlköğretimini Çamlık Ġlköğretim Okulu’nda, orta öğretimini de Buca Teknik Lisesi

Bilgisayar Bölümü’nde tamamladı. Yükseköğretimine Dokuz Eylül Üniversitesi

Torbalı Meslek Yüksek Okulu Jeoteknik Teknikerliği önlisans programı ile baĢladı.

Daha sonra Dikey GeçiĢ Sınavı ile Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Jeofizik Mühendisliği Bölümü’ne geçiĢ yaptı. Kurum stajını Jeosis Mühendislik

firmasında yaptı. 2014 yılında Jeofizik mühendisi olarak mezun oldu.