LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 9
-
ÖgeGranüler zeminlerin yüksek eksenel basınç altındaki davranışı(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-02-15)Bu tez çalışmasında, granüler zeminlerin yüksek basınçlı eksenel sıkışma davranışı ve bu davranışa eşlik eden zemin bünyesinde gelişen dane kırılması incelendi. Çalışmanın ilk aşamasında, zemin numunelerini oluşturmaya aday bireysel daneler üzerinde çift-plaka ezme deneyi uygulandı ve bireysel danelerin tek dane ezilme dayanımı belirlendi. Dane boyutları 2.00 - 37.50 mm aralığında değişen dolomit, kalker ve bazalt kökenli kırmataş danelerinin tek dane ezilme dayanımı, dane kökenine, dane şekline ve dane boyutuna göre farklılık gösterdi. Bireysel danelerin tek dane ezilme dayanımı: dolomit kökenli daneler için 4.20 - 17.80 MPa, kalker kökenli daneler için 2.38 - 26.14 MPa, bazalt kökenli daneler için 5.29 - 48.29 MPa aralığında belirlendi. Bireysel danenin şekli mükemmel küreye eriştikçe ve bireysel dane boyutu arttıkça, danelerin tek dane ezilme dayanımı düşüş gösterdi. Tıraşlanarak küp şekline getirilmiş çeşitli boyutlardaki bireysel daneler üzerinde uygulanan basınç deneyleri sonucunda, bireysel danelerin elastisite modülünün de dane boyutu artışı ile düştüğü belirlendi. 7.50 - 12.00 mm boyut aralığındaki kalker kökenli bireysel danelerin elastisite modülü, 850 - 1230 MPa aralığında belirlendi. Çalışmanın ikinci aşamasında, granüler zemin davranışını incelemek üzere ortalama dane boyutları 2.00 - 25.00 mm aralığında olan kırmataş balast daneleri kullanılarak sekiz zemin numunesi hazırlandı. İlk grup zemin numunelerinde, tek değişken parametre dane kökeni idi. Bu grupta yer alan; Numune-1 kalker kökenli danelerden, Numune-2 ise bazalt kökenli danelerden oluşan üniform derecelenmeli zemin numuneleri idi. İkinci grup zemin numunelerinde, tek değişken başlangıç zemin ortalama dane boyutu idi. Bu grupta yer alan üniform derecelenmeli Numune-3, Numune-4 ve Numune-5'in başlangıç zemin ortalama dane boyutları sırası ile 22.00, 14.40 ve 6.80 mm idi. Üçüncü grup zemin numunelerinde, tek değişken başlangıç zemin üniformluk katsayısı idi. Bu grupta yer alan ve aynı başlangıç zemin ortalama dane boyutuna sahip olan Numune-6, Numune-7 ve Numune-8'in başlangıç zemin üniformluk katsayıları sırası ile 1.16, 1.98 ve 4.10 idi. Zemin numunelerinden en az 4 - 5 benzer hazırlandı. Her bir benzer numune, eksenel sıkışma deneyinde belirli bir ödometrik gerilme kademesine kadar monotonik yüklendi ve sonrasında numuneye yük boşaltması uygulandı. Bu şekilde, çeşitli ödometrik gerilme kademeleri için zemin numunelerinde oluşan değişim incelenebildi. Zemin numunelerine ait şu özelliklerin eksenel sıkışma esnasındaki anlık değerleri belirlendi: hacimsel deformasyon, boşluk oranı, dane dağılım eğrisi, indeks boşluk oranları, relative sıkılık, absorbsiyon, spesifik yüzey alanı, permeabilite. Uygulanan maksimum ödometrik gerilme olan 56.0 MPa, bütün zemin numuneleri için killerin konsolidasyon eğrisine benzeyen 3 evreli eksenel sıkışma davranışı sergilemesine yeterli oldu. Eksenel yükleme sırasında numunelerin: efektif dane boyutu, ortalama dane boyutu, indeks boşluk oranları, ve permeabilite değerleri düşüş; üniformluk katsayısı, ince dane içeriği, relative sıkılık, absorbsiyon ve spesifik yüzey alanı değerleri artış gösterdi. Numunelerin, 56.0 MPa'lık ödometrik gerilme seviyesinde: hacimsel deformasyonu % 34.7 - 42.8 aralığına, son sıkışma modülü 789.5 - 823.0 MPa aralığına, efektif dane boyutu 0.20 - 050 mm aralığına, üniformluk katsayısı 19.00 - 27.86 aralığına, ince dane içeriği % 1.7 - 3.9 aralığına, boşluk oranı 0.05 - 0.14 aralığına, minimum boşluk oranı 0.24 - 0.29 aralığına, maksimum boşluk oranı 0.62 - 0.68 aralığına, absorbsiyonu % 3.26 - 3.79 aralığına, spesifik yüzey alanı 68.62 - 80.69 cm2/cm3 aralığına, permeabilitesi 0.042 - 0.045 cm/sn aralığına erişti. Eksenel sıkışma esnasında zemin numunelerinin bünye özelliklerinde oluşan değişim, numunelerin bakir sıkışma hattı (VCL) ilk ödometrik gerilmesine erişmesi ile birlikte hız kazandı. Bu ödometrik gerilmeden sonra bakir sıkışma hattının son ödometrik gerilmesine kadar, zemin bünyesinde en şiddetli dane kırılmaları gelişti. Numunelerin bakir sıkışma hattı ilk gerilmesi 3.40 - 6.00 MPa aralığında, bakir sıkışma hattı son gerilmesi 11.70 - 26.00 MPa aralığında belirlendi. Numunelerin başlangıç zemin ortalama dane boyutu düştükçe, başlangıç zemin üniformluk katsayısı arttıkça ve bireysel danelerin tek dane ezilme dayanımı arttıkça, uygulanan ödometrik gerilme sonunda numunede oluşan: hacimsel deformasyon, sıkışabilirlik ve dane kırılması miktarı azalmakta; akma gerilmesi, bakir sıkışma hattı gerilmeleri, pekleşme gerilmesi artmaktadır. Çalışmanın son aşamasında, Numune-1'in eksenel sıkışma deneyindeki davranışı ABAQUS yazılımında 1:1 ölçekli model ile yeniden oluşturuldu. Modellerde zemin numunesi, pekleşme özelliği yansıtabilen Draker-Prager/cap malzeme modeli ile tanımlandı. ABAQUS analiz sonuçları ile, laboratuvarda belirlenmesi zor ve pahalı olan numunenin anlık radyal gerilme değerleri hakkında bilgi edinildi. Model sonuçlarında, eksenel yükleme safhasındaki Numune-1'in anlık radyal gerilme değerleri, K0 gerilme izine uygun şekilde gelişti. 56.0 MPa'lık ödometrik yükleme ve takip eden yük boşaltması sonunda, Numune-1 üzerinde kalıcı düşey ve radyal gerilmeler gözlendi. Uygulanan maksimum ödometrik gerilmenin yaklaşık 1/10'u, zemin bünyesinde kalıcı radyal gerilme olarak depolandığı belirlendi.
-
ÖgeEvaluating the efficacy of polyethylene glycol and magnesium chloride as anti-freeze agents on the mechanical properties of clays subjected to freeze-thaw cycles(Graduate School, 2024-07-11)The construction industry frequently encounters significant challenges due to adverse weather conditions, leading to project delays and increased costs. Approximately 45% of global construction projects are interrupted by weather-related incidents, resulting in billions of dollars in additional expenditures annually. One critical issue in colder climates is the impact of freeze-thaw (F-T) cycles, which disrupt soil stability and permeability, causing cracks, expanding pore spaces, and affecting water retention and drainage. These cycles reduce soil strength and cohesion, increasing the risk of erosion and runoff and compromising the structural integrity of construction projects. Traditional soil stabilization methods, such as mixing soils with cement or lime, have limitations, particularly in mitigating the effects of F-T cycles. These methods often fail to prevent the loss of soil strength and volume changes after successive F-T cycles, necessitating the development of more robust solutions. This study investigates the potential of Polyethylene Glycol (PEG 400) and magnesium chloride (MgCl2) solutions as antifreeze and stabilizing agents for fine-grained soils. The research evaluates the effects of these solutions on soil properties, including plasticity, strength, and durability, under both unfrozen conditions and after F-T cycles. By understanding these effects, the study seeks to identify effective methods to mitigate the detrimental impact of F-T cycles on soil embankments in cold climates. Initial experiments with PEG 400 included Atterberg limits tests, compaction tests, unconfined compressive strength (UCS) tests, and a single F-T test at -20°C. The results indicated that higher concentrations of PEG increased the soil's Atterberg limits, decreased the maximum dry density, and increased the optimum water content. Although PEG acted as an antifreeze by preventing strength loss after one F-T cycle at higher concentrations, it significantly reduced soil strength initially due to its hydrophilic properties, rendering it ineffective as a stabilizing additive. Further tests on a clay-cement mixture with PEG showed that PEG significantly reduced the strength of the mix. Strength tests after one F-T cycle at -5°C revealed that higher concentrations of PEG could not prevent strength loss and further decreased the mixture's strength. This indicated that PEG negatively affected the cement hydration process, making it unsuitable for soil stabilization in cold climates. In contrast, MgCl2 showed more promising results. A comprehensive range of tests, including Atterberg limits tests, UCS tests, compaction tests, volume change measurements, F-T cycle tests, and microstructural analyses using FTIR, SEM, and XRD, demonstrated that higher concentrations of MgCl2 (14% solution) significantly lowered the soil's Atterberg limits, improved compaction by increasing the maximum dry density and reducing the optimum water content, and enhanced soil strength even without curing. Curing showed minor effects, with higher MgCl2 concentrations further improving UCS. MgCl2 also demonstrated durability under F-T cycles, maintaining soil strength and volume stability. Durability index (DI) values quantified the stability of MgCl2-treated soils after F-T cycles. At -10°C, soils treated with 9% and 14% MgCl2 solutions maintained their strength through seven F-T cycles, whereas untreated and 4% MgCl2-treated soils showed significant strength reductions. At -20°C, untreated and 4% MgCl2-treated soils lost considerable strength, while 9% MgCl2-treated samples exhibited smaller strength reductions, and 14% MgCl2-treated samples maintained consistent strength across seven cycles. DI values confirmed that precise MgCl2 concentration adjustments are crucial for soil stability in cold climates. Volume stability tests showed that untreated and 4% MgCl2-treated samples expanded with F-T cycles, while 9% and 14% MgCl2-treated samples showed no significant volume changes, indicating effective stabilization. Microstructural analyses revealed that MgCl2 promoted clay flocculation and particle size enlargement, aligning with observed improvements in soil properties. Comparative analysis of MgCl2 and PEG under F-T conditions highlighted MgCl2's superior performance in enhancing soil strength, durability, and volume stability. MgCl2's ability to improve soil properties and maintain structural integrity under challenging environmental conditions makes it a more effective antifreeze and stabilizing agent than PEG. The findings suggest that adopting MgCl2 as a stabilizing and antifreeze agent can significantly improve the performance of soil embankments in cold climates. By preventing the adverse effects of F-T cycles, MgCl2 ensures that construction projects can continue during colder periods, reducing delays and associated costs. This research provides a foundation for future studies to explore the full potential of MgCl2 in various geotechnical applications and contribute to the development of more resilient infrastructure in regions prone to harsh weather conditions. In summary, this thesis provides compelling evidence that MgCl2 is an effective antifreeze and stabilizing agent for fine-grained soils in cold climates. Its ability to improve soil properties, maintain structural integrity, and enhance durability under F-T cycles makes it a valuable additive for the construction industry. Future research should build on these findings to optimize MgCl2 concentrations for different soil types and climatic conditions, ultimately contributing to the development of more resilient and sustainable infrastructure.
-
ÖgeEksenel statik çekme yüküne maruz betonarme tekil kazık davranışı ve orijinal bir kazık deney ve imalat yaklaşımı(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-14)Bütün dünyada ve Türkiye'de son yarım yüzyılda gökdelenler, köprüler, tüneller, barajlar, enerji santralleri, rüzgar türbinleri, açık deniz yapıları gibi projelere olan yüksek talep kazıklı temellere olan ihtiyacı hızla arttırmıştır. Enstrümante edilmiş kazık yükleme deneyleri ile kazık boyunca oluşan yük dağılımının belirlenebilmesi, Performansa Dayalı Kazık Tasarımına (PDK-T) imkan vermekte ve temel kazıklarının tasarımındaki belirsizlikleri asgari düzeye indirmektedir. Kazıklı temel tasarımı kapsamında kazık "kapasitesi" tesbiti ekseriyetle, yükün kazık boyunca nasıl dağıldığını inceleyerek başlar ancak, çoğu zaman sadece uç ve şaft ayrımı belirtilerek hesaplanır. Mevcut şartnamelerde "statik kazık hesabı" yaklaşımı çoğu kez temelin oturmasını göz ardı etmektedir. Ancak, kazığa tatbik edilen yük, kazığın deplasmanı ve zemin oturması kazığın yük dağılımı davranışını kontrol eden ayrılmaz bileşenlerdir. Enstrümante edilmiş eksenel yüke maruz kazık yükleme deneyleri kazık davranışının değerlendirilmesini ve t-z/q-z ilişkilerine bağlı zemin direnci ve deplasman davranışının simülasyonunun yapılmasına ve "Tekil Kazık-Zemin Etkileşim Modelinin" oluşturulmasına imkan vermektedir. Bu sayede elde edilen etkileşim modeli "Geoteknik Modele" dönüştürülerek farklı kazı, su seviyesi değişimi vs durumları için kazık davranışının hesaplanmasına imkan vermektedir. Çekme yüküne maruz betonarme kazıklarda (fore kazık, prekast çakma kazık, yerinde dökme çakma kazık Vibreks, vs.) mobilize olan çekme gerilmeleri sebebiyle oluşan çatlak gelişimi kazıklarda bütünlük ve uzun vadede durabilite problemlerini gündeme getirmektedir. Betonarme kazıklara kazık başından yukarı istikamette yük tatbik edilmesi ve bu yükün beton çekme mukavemetine ulaştığı en zayıf kesitten itibaren çatlak gelişimi söz konusu olmaktadır. Bu çatlak gelişimi, kazığın çekme yükü altında deplasman davranışını etkilemektedir. Bu durum kazık çekme deneylerinde kazık davranışının değerlendirilmesini, t-z ilişkilerine bağlı kazık-zemin etkileşimini dikkate alan hesap modeli kurulmasını ve analizlerin gerçekliliğini etkimektedir. Bu doktora tezinde, çekme yükü etkisindeki tekil kazık yük tansfer ilişkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için enstrümante edilmiş kazıklar üzerinde yükleme deneyleri yapılmıştır. Bu kapsamda ilk olarak görece daha uzun bir kazık ile ara mesafesi yaklaşık 6m olan komşu iki kazıkta eksenel statik çekme kazık yükleme deneyi gerçekleştirilmiştir. Bu deney kazıklarına konvansiyonel olarak kazık başından çekme uygulanmış ve üçüncü kazıkta ise özel bir tertibat ile kazığa tabanından çekme yükü uygulanmıştır. Bu deneylerde yapılan aletsel gözlemlerden elde edilen veriler ile çatlak gelişimi, yayılımı ve yük-deplasman performansı değerlendirilmiştir. Kazık başından çekilmesi durumu için deneyde uygulanan eksenel çekme yükü altında betonun çekme deformasyon xxxiv kapasitesine ulaşıldığında çatlak gelişimi birim deformasyon ölçümlerinde tespit edilmiș ve tahribatsız deney uygulamalarıyla da teyit edilmeye çalışılmıştır. Bu araştırmalar yanında deney kazıklarının malzeme özellikleri dikkate alınarak yapılan eksenel kazık rijitliklikleri deneysel gözlemlerle paralellik arzetmiștir. Eldeki gözlemler ve hesaplar değerlendirildiğinde "Çatlamamış safha" da yükün kazık kompozit kesiti ile taşındığı ve ilk çatlak gelişme noktası sonrasındaki bölge olan "nihai çatlak oluşmuş safha" da ise donatı ile taşındığı anlașılmaktadır. Kazık malzeme özelliğindeki değişim, kazık kapasite hesaplamalarını şaft sürtünmesinden kaynaklı olmamasına rağmen sun'î bir şekilde etkilemektedir Konvansiyonel çekme yüküne maruz deney kazığında yaklaşık 70-120 mikroStrain birim deformasyon mertebelerinde çatlak gözlenmiș olup bu sonuç literatürdeki eksenel yük ve momente maruz beton kesitindeki çatlak gelişimini inceleyen çalıșmalar ile uyumludur. Betonarme kazıkta çekme yükü altında çatlak oluşumunu önlemek için kazık tabanından çekme yükü uygulanması durumu için gerçekleştirilen kazık yükleme deneyinde kazık gövdesindeki betonda çekme gerilmesi oluşmasına müsaade etmeyecek ve kazık donatı kafesi ile bütünleşik tarzda orijinal bir tertibat tasarlanmıştır. Bu tertibat vasıtası ile konvansiyonel yüklü kazık ile aynı şartlardaki komşu kazık tabanından yukarı doğru çekilerek betonda basınç gerilmesinin mobilize olması sağlanmıştır. Geliştirilen bu orijinal kazık tipi ve deney tertibatı konvansiyonel olarak kazık başından çekilerek tatbik edilen çekme yükleme durumundaki problemleri bertaraf ettiği kazığın yük deplasman performansında ve yük transfer ilişkisinde hatırı sayılır bir şekilde performans artışı sağladığı gözlenmiştir. Kazıkların yük tatbik noktasının farklı olması sebebiyle doğrudan karşılaştırma yapmak mümkün olmamakla beraber genel bir kıyaslama için Davisson Yöntemi ile yapılan hesapta konvansiyonel çekme yüküne maruz kazıkta 6.1MN tahmin edilirken tabanından çekme yükü uygulanan kazıkta 8.9MN olarak tahmin edilmiştir. Kazık tabanı yük – kazık tabanı deplasman için yapılan analizde ise tabanından yüklü kazığın nihai taşıma kapasitesi 7.3MN olarak belirlenmiştir. Bu sonuç benzer şartlarda iki komşu eş fore kazığın farklı tarzda yüklenmesiyle elde edilen kapasitenin kazık başı yük – kazık başı deplasman ilişkisine göre "Davisson Kazık Kapasitesi Tahmin Yöntemi" ile ~%146 mertebelerinde kazık tabanı yük – kazık tabanı deplasman ilişkisi kıyaslamasına göre ise ~%120 mertebelerinde daha yüksek çekme kapasitesine ulaştığı anlamına gelmektedir.
-
ÖgeBurdur ilinin yerel zemin koşullarının deprem davranışına etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-08)Dünyanın farklı bölgelerinde ve farklı zamanlarda birçok afet meydana gelmektedir. Bu afetlerin başında ise deprem gelmektedir. Artan nüfusa ve kentleşmeye bağlı olarak, gelişmekte olan ülkelerdeki kentlerde yığılan nüfus, plansız yerleşim alanlarında yüksek deprem riski ile karşı karşıya kalmaktadır. Depremler ve sonrasında meydana gelen felaketler neticesinde bu tür alanlarda çok ciddi sosyo-ekonomik ve çevresel hasarlar meydana gelmektedir. Bu felaketlerin boyutu, kapsamlı ve etkili bir afet ve acil durum yönetimi ihtiyacını belirginleştirmiştir. Bu bağlamda, Çok Kriterli Karar Analizleri (ÇKKA) ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) kullanılarak gerçekleştirilen mikrobölgeleme çalışmaları güvenilir imar stratejilerinin geliştirilmesinde ve sismik tehlikenin azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Fethiye-Burdur Fay Zonu'nda bulunan Burdur fayı ürettiği depremler ile önemli can ve mal kayıplarına neden olmuş aktif bir faydır. Aletsel dönem etkinliklerinden, bölgede ağır hasarlara ve çok sayıda can kayıplarına neden olan 3 Ekim 1914 (M_w=7.1) ve 12 Mayıs 1971 (M_w:6.2) Burdur depremleri, Burdur fayının ürettiği en önemli depremlerdir. Burdur yerleşim alanı Fethiye-Burdur fay zonu üzerinde, Burdur Gölü'nün yanında kurulmuştur ve büyük bir bölümü gevşek alüvyon zemin üzerinde yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında elde edilen verilere göre, çalışma alanının kayma dalgası hızına dayalı olarak TBDY (2018) zemin sınıflandırması ZD ve ZC sınıfları ile sonuçlanmıştır. Çalışma alanının çoğunluğunun ZD sınıfı zemin olduğu belirlenmiştir. Gevşek alüvyon zeminlerin deprem esnasında meydana getirdiği en başta zemin büyütmeleri, sıvılaşma gibi olumsuz durumlar bilinmektedir. Zeminin deprem açısından davranışını olumsuz etkileyen bu duruma, bölgenin tektonik durumu da eklendiğinde, Burdur yerleşim alanı için sismik risk artmaktadır. Bu çalışmada, Burdur kent merkezinin yerel zemin koşullarının ve sismik tehlike durumunun ayrıntılı şekilde ortaya konması ve zeminlerin deprem davranışının belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca sıvılaşma durumunun belirlenmesi, sıvılaşma sonrası etkilerin araştırılması, mikrobölgeleme haritalarının hazırlanması ve böylece Burdur kent merkezi için depreme karşı güvenilir imar stratejilerinin geliştirilmesine katkı sunulması çalışmanın nihai amacıdır. Kentin yerel zemin koşulları ve yüksek deprem potansiyeli göz önüne alındığında karşılaşılan riskin azaltılmasında, bu çalışma ve neticesinde elde edilen sonuçlar, şehir planlamacıları ve farklı çevrelerden insanlara yol gösterici niteliktedir. Bu amaçla Burdur yerleşim alanı da içine alan Güneybatı Türkiye bölgesinin detaylı bir şekilde olasılıksal sismik tehlike analizleri (PSHA) gerçekleştirilmiştir. Yapılan PSHA çalışmasında R-CRISIS (V 20.0) yazılımı kullanılmıştır. SHARE Avrupa Deprem Kataloğu'ndan elde edilen tarihsel dönem deprem verileri ile Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü'nden elde edilen aletsel dönem depremleri birlikte kullanılarak yeni bir homojen deprem kataloğu hazırlanmıştır. Katalogların bütünlük analizi yapılmış ve deprem veri tabanından ön ve artçı olaylar ayıklanmıştır. Bölgesel ve sismolojik özelliklerine göre GB Türkiye'yi etkileyebilecek 15 kabuksal sismik alan kaynağı tespit edilmiştir. 15 sismik kaynağın Gutenberg – Richter b değeri ve ortalama sismik aktivite hızının (λ) hesaplanması için Kijko-Smit tarafından geliştirilen genelleştirilmiş Aki-Utsu yöntemi kullanılmıştır. Sismik kaynakların maksimum deprem büyüklüğü (M_maks), GB Türkiye için belirlenen fay kırılma karakteri kullanılarak ve istatistiksel bir yöntem olan Kijko- Sellevoll (1989) yöntemi kullanılarak iki farklı yöntemle hesaplanmıştır. Burdur yerleşim alanının sismik tehlikesinin değerlendirildiği bu çalışmada GB Türkiye için uygun yer hareketi tahmin denklemi (GMPE) seçimi için, Türkiye'de meydana gelen depremlerin de dahil olduğu küresel veri setleri ile geliştirilen toplam 12 GMPE aday denklem olarak seçilmiş ve Log-Olabilirliği (LLH) yaklaşımı kullanılarak en iyi performans gösterenleri belirlenmiştir. Gerçekleştirilen analizler neticesinde Burdur yerleşim alanı anakaya seviyesi için 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem için üniform tehlike spektrumu belirlenmiştir. Yakın fay etkisi dikkate alınarak seçilen gerçek depremlere ait 14 yer hareketi kaydı, PSHA ile elde edilen hedef spektrum ile ölçeklendirilmiştir. Çalışma alanını oluşturulan 140 adet 500mx500m hücre sisteminin her bir hücresini temsil eden zemin profillerinde DEEPSOIL bilgisayar programı vasıtasıyla bir boyutlu eşdeğer lineer zemin dinamik davranış analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda elde edilen veriler haritalandırılmıştır. Bununla birlikte çalışma alanında 154 noktada mikrotremor ölçümleri gerçekleştirilmiş, çalışma alanının zemin hakim titreşim periyodu, zemin büyütmsesi ve sismik hasar görebilirlik indisi (Nakamura indisi) mikrotremor ölçümlerine dayalı HVSR (yatay/dikey spektral oran) yöntemi ile belirlenerek haritalandırılmıştır. Çalışma alanı için sıvılaşma potansiyeli, sıvılaşma sonrası oturma ve yanal yayılma gibi etkiler de araştırılmıştır. Çalışma alanına ait nihai mikrobölgeleme haritalasının hazırlanması için şev, jeoloji, yer altı suyu seviyesi, faya mesafe, TBDY-2018 zemin sınıfı, sismik hasar görebilirlik indisi, zemin büyütmesi ve sıvılaşma kaynaklı deformasyon kriterleri dikkate alınarak Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) katmanları oluşturulmuştur. Oluşturulan katmanlar Çok Kriterli Karar Analizi (ÇKKA) yöntemlerinden Basit Toplamlı Ağırlıklandırma (BTA) kullanılarak değerlendirilmiştir. CBS tabanlı Çok Ölçütlü Karar Analizleri ile nihai yerleşime uygunluk haritası hazırlanmıştır. Genel bir sonuç olarak, çalışma alanının batısındaki Burdur Gölü'ne yakın gevşek alüvyon zeminlerin deprem davranışlarının diğer kesimlere göre daha olumsuz olduğu ve en fazla sismik hasara maruz kalacağı belirlenmiştir.
-
ÖgeSahaya özel tasarım spektrumlarının belirlenmesinde yerel zemin koşulları ve havza etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-06-28)Depreme dayanıklı yapılaşmanın ve deprem güvenli yerleşmenin sağlanması, deprem tehlikesinin bölgesel ve yerel ölçeklerde doğru olarak tanımlanması, deprem araştırmalarının hedeflerini oluşturmaktadır. Bir tasarım depreminin olasılıksal ve deterministik yöntemlerle tahmin edilerek binaların karşılaması gereken dinamik etkilerin belirlenmesi sosyal ve ekonomik kayıpların en aza indirilmesi inşaat mühendisliğinde temel yaklaşımdır. Tasarım depreminin tespiti için gerçekleştirilen saha tepkisi araştırmalarında edinilen birikim kuvvetli yer hareketlerini şekillendiren dört farklı ana olgunun etkileri üzerine kurulmuştur. Birincisi, sismik bir dalga, daha rijit tabakalardan daha düşük olanlara bir arayüz boyunca ilerlediğinde ortaya çıkan yer değiştirme büyütmeleridir. İkincisi, mekanik olarak belirli frekanslarda tabakalar arasında gelişen rezonans durumudur. Üçüncüsü, zeminlerin doğrusal olmayan gerilme-şekil değiştirme davranışı ve homojen olmayan anizotropik yapısından kaynaklanan etkilerdir. Sismik dalga yayılımında farklılıklara neden olan tabakalaşma ve topografik süreksizliklerin etkileri ise güncel saha tepkisi araştırmalarına konu olan son olay olarak nitelendirilmektedir. Son araştırma başlığında gerçekleştirilen çalışmalar sayesinde, eğimli tabaka arayüzeylerinin SH dalgalarının yüzeyde oluşturduğu Love yüzey dalgalarını ve P ile SV dalgaların şekillendirdiği Rayleigh dalgalarını dolayasıyla sahadaki zemin büyütmelerini etkilediği, oluşan yüzey dalgalarının daha kuvvetli ve daha uzun sürebilen sarsıntılara neden olduğu anlaşılmıştır. Çalışmanın da içinde yer aldığı son yaklaşımda, özellikle zeminlerin tipik fay kırılmaları veya taşınmış malzemelerle dolu topografik çöküntülerden oluşan alüvyal havzalarda, havza tabanındaki anakayanın veya kaya mostrasının kenar eğiminin sismik dalgalarda neden olduğu etkiler, kırılma, yansıma, öteleme ve odaklama davranışları, sayısal analizler ve sismik saha deneyleriyle incelenmektedir. Yapıların depreme dayanıklı tasarımında dikkate alınacak kuvvetli yer hareketi, tek derece serbestlikli sistemlere ait davranış spektrumları şeklinde deprem tehlikesi haritalarından yerel zemin sınıfına göre doğrudan seçilerek kullanılmaktadır. Ancak deneyimlenen depremler zeminlerin yarı sonsuz uzay kabul edildiği bu çalışmaların gerçekte karşılaşılan düzensiz, daha rijit anakaya mostrası ile sınırlandırılmış, taşınan malzemelerden oluşan daha zayıf zeminle dolu kapalı alanların oluşturduğu ve havza olarak tanımlanan sahalarda gerçekleşen etkileri öngöremediğini ortaya koymuştur. Aktif fay kuşakları üzerinde olan ülkemizde en yoğun yerleşim yerlerinin, değişen boyutlardaki sayısız havza yapısının üzerine kurulmuş olması, havza yapısındaki sahalarda tasarımda dikkate alınacak deprem yer hareketinin Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde henüz yer almayan stratigrafi etkilerinin incelendiği sahaya özel iki ve üç boyutlu sayısal analizleri zorunlu hale getirmektedir. Bu çalışmada, dar havza yapısındaki sahalarda süreksizliklerinden kaynaklanan tepki spektrumlarındaki değişim, zeminlerin doğrusal olmayan gerilme-şekil değiştirme özellikleri dikkate alınarak ve değişen anakaya mostrası eğimleriyle kurulan iki boyutlu (2D) modellerde zaman tanım alanında yapılan tepki analizleri ile araştırılmıştır. NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction Program) ve TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği) hükümleri ile tanımlanan ZD ve ZE saha sınıflarındaki nispeten zayıf zemin koşulları, farklı seviyelerde seçilen deprem ivme kayıtları altında FLAC3D yazılımında gerçekleştirilen analizlerle Sonlu Farklar yaklaşımı ile incelenmiştir. Kurulan iki (2D) ve bir boyutlu (1D) modellerde yüzeyde tanımlanan çok sayıdaki yapay sismograflarda toplanan kuvvetli yer hareketlerinin spektrumları karşılaştırılarak her bir periyot ve lokasyon için maksimum şiddet faktörleri AGF2D/1D(T, x/L)maks elde edilmiştir. Çalışmada inceleme sahası olarak seçilen ve Kuzey Anadolu Fayı güneybatısında yer alan Gemlik Havzasında detaylı Sismik Dizin ölçümlerinin (Spatial Autocorrelation-SPAC Analizleri kullanılarak) ve sondajlardan oluşan kapsamlı saha araştırmaları yapılmıştır. Sahanın zemin koşullarına dair toplanan bütün bilgiler Coğrafi Bilgi Sistemlerinde (ArcGIS-Pro yazılımnda) işlenerek veri enterpolasyonu yapılmış, anakaya derinliği ve zemin sınıfı haritaları oluşturulmuştur. Böylelikle Gemlik Havzasının Kuzey-Güney ve Doğu-Batı yönündeki 2D modelleri oluşturularak sayısal modellerdeki zemin kesitlerinin sonlu fark şeması tabaka ve anakaya eğimleri ±3° yakınsama ile oluşturulmuştur. Zeminlerde meydana gelen düşük şekil değiştirme değerlerinde kayma modülünün azalım eğrisi ve çevrimsel sönümleme eğrilerinden oluşan histeretik model, yüksek deformasyonlarda ise malzemenin plastik deformasyonlarını hesaplamalara dahil edebilen bünye modellerinin deformasyona bağlı kombinasyonu kullanılmıştır. Sonuçlar, dar havzalarda yüzey hareketlerindeki değişimin sadece yansıma, kırılma ve öteleme davranışından kaynaklanmadığını, aynı zamanda her iki zıt havza kenarından havza merkezine yönelen sismik dalgaların odaklanması ve üst üste binmesi ile orta ve yüksek frekanslarda ortaya çıkan genliklerin tepki spektrumlarını önemli şekilde değiştirdiğini göstermiştir. Çalışma sonucunda Gemlik havzasında sahaya özgü spektral şiddet faktörü katsayıları, AGF2D/1D, her periyot ve sahadaki her konum için 2D ve 1D tepki spektrumları arasındaki oran ile hesaplanmış değişim grafikler halinde sunulmuştur. Şiddet faktörlerinin yakın kenar ve havza merkezinde 1.2-1.8 değerlerine kadar yükseldiği görülmüştür. Sonuç olarak, gerçekleştirilen hipotetik modellerde elde edilen bulgular kenar eğimi değişse dahi, yüzey hareketindeki şiddetlenmelerin dar havzaların saha sınıflarına bağlı olarak belirli bölgelerde belirli değerlerde kümelenme eğiliminde olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca gerçek sahada yapılan araştırmada çıkan sonuçların hipotetik çalışmada çizilen sınırlar içinde kaldığı görülmüş, özellikle dar havza yapısındaki sahalarda şiddet faktörlerinin tasarım spektrumunda belirleyici olduğu anlaşılmıştır.