Depremler Sırasında Zeminlerin Davranışına Bağlı Olarak Meydana Gelen Zemin Deplasmanlarının Belirlenmesi

Abstract

17 Ağustos 1999 tarihinde Kocaeli-Gölcük’te meydana gelen depremin manyitüdü 7.4’tür. Bu deprem sırasında Adapazarı’nda çok sayıda sıvılaşma ve taşıma gücü kaybı sonucu yapılarda yana yatma, oturma ve yanal deplasmanlar gözlenmiş ve çok sayıda insanın ölümü ile milyonlarca dolarlık ekonomik kayıplara neden olmuştur. Bu tehlikeleri azaltmak için bölge zeminin tekrarlı yükler etkisi altında nasıl davranacağını, zeminin nasıl ve ne kadar deformasyona uğrayacağını belirlemek ve ayrıca deplasman veya deformasyonların izin verilebilir sınırlar içerisinde olup olmadığının belirlenmesi büyük öneme sahiptir. Bu araştırmanın ilk aşamasında arazide sıvılaşma ve taşıma gücü kaybı gözlenen yerlerde sondajlar yapılmış, örselenmiş ve örselenmemiş zemin numuneleri alınmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında laboratuvar çalışmalarıyla zemin özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra sıvılaşma analizi için gerekli parametrelerden kayma dalgası hızı ampirik bağıntılar kullanılarak, en büyük zemin yüzeyi ivmesi ise azalım ilişkileri ve ProSHAKE yazılımı kullanılarak belirlenmiştir. Bu parametreler yardımıyla sıvılaşma analizleri yapılmıştır. İnce daneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli ise mevcut yöntemlere göre belirlenmiştir. Zeminlerin dinamik ve dinamik sonrası statik yükler altındaki davranışını incelemek amacıyla, örselenmemiş zemin numuneleri üzerinde dinamik üç eksenli basınç deney sisteminde iki grup deney yapılmıştır. İlk olarak bir grup zemin numunesi üzerinde sıvılaşma meydana gelinceye kadar tekrarlı yükleme yapılmış, ikinci olarak diğer zemin numuneleri üzerinde N=20 çevrim sayısına kadar tekrarlı yükleme ve sonrasında statik deneyler yapılmıştır. Daha sonra Gölcük, Kobe ve Adapazarı ile ilgili vaka analizleri incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda Adapazarı zeminlerinin tekrarlı yükler etkisi altındaki davranışları ve yanal deplasmanları belirlemek için farklı araştırmacıların geliştirdikleri yöntemlerden hangisinin Türkiye’deki yanal deplasmanlarla daha uyumlu olduğu gösterilmeye çalışılmıştır.

The August 17, 1999 Kocaeli Earthquake had a moment magnitude of Mw = 7.4. This earthquake affected Adapazari City and several liquefaction and bearing capacity loss cases involving tilting of buildings, excessive settlements and lateral displacements were encountered. The earthquake caused several thousands of casualties and an enormous loss of assets. A hazard mitigation study for Adapazari becomes very important and vital. Such a study should include the determination of the cyclic behavior of the soils, the mode and quantity of displacements under cyclic loading conditions and ascertaining the displacements or deformations being whether within tolerable limits or not. The first stage of this study involves borings made at locations where soil liquefaction and bearing capacity failure cases observed. Both undisturbed and disturbed soil samples were taken from these borings. The second step covers the laboratory determination of dynamic soil properties. The shear wave velocity of the soil layers were calculated by using empirical relationships and the maximum ground surface acceleration values were obtained with the help of attenuation relationships and the software ProSHAKE. The liquefaction analyses were conducted by using these parameters. The liquefaction potential of fine grained soils was determined by the current existing methods. For the determination of soil behavior under cyclic and post-cyclic loading conditions, two different sets of cyclic triaxial tests were conducted on undisturbed soil samples. The first set was comprised of the tests where cyclic loading was continued until liquefaction occurred while the second set includes the tests with a constant cyclic stress ratio applied for a specific number of cycles, i.e. N=20. Monotonic tests were performed at the end of cyclic loading application stage. In the proceeding stage, case studies for Gölcük, Kobe and Adapazarı were investigated. This study presents the behavior of Adapazarı soils under cyclic loading conditions and the results of comparative studies for the determination of the proper method for lateral displacement calculations for Turkey among different methods proposed by several researchers.