ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...
Transcript of ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...
![Page 1: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/1.jpg)
ANKARA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
GEBZE ATIKSU ARITMA TESİSİ (KOCAELİ)
ALANINDAKİ ZEMİNLERİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN
ARAŞTIRILMASI
Rana ASLAN
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ANKARA 2010
Her hakkı saklıdır
![Page 2: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/2.jpg)
i
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
GEBZE ATIKSU ARITMA TESİSİ (KOCAELİ) ALANINDAKİ ZEMİNLERİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN
ARAŞTIRILMASI
Rana ASLAN
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Prof. Dr. Recep KILIÇ
Bu çalışmanın amacı, Kocaeli ili Gebze ilçesinde yapılması planlanan Atıksu Arıtma Tesisinin inşa edileceği alandaki zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin araştırılmasıdır. İnceleme alanı, Çayırova Saz Deresi’nin İzmit Körfezi’ne döküldüğü yerdeki alüvyon birikintileri üzerinde yer almaktadır. Alüvyon, sarımsı kahve-yeşilimsi gri renkli, kavkılı, çok gevşek- orta sıkı, killi kum (SC) zeminler ile yeşilimsi koyu gri renkli, çok yumuşak-sert kıvam aralığında, düşük plastisiteli inorganik kil (CL) zeminlerden oluşmaktadır. Sondajlara ait veriler ve zeminlerin indeks özellikleri temel alınarak, sıvılaşma potansiyeli farklı yöntemlerle değerlendirilmiştir. Çalışma alanındaki iri taneli zeminlerde sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı 1.2’ nin altındadır. Sıvılaşma şiddeti indeksine göre yapılan sıvılaşma şiddeti haritasında, inceleme alanının Marmara Denizi ve Saz Dere’sine yakın kesimlerindeki killi kum seviyeleri “orta” sınıfında yer almaktadır. İnce taneli zeminler için yapılan değerlendirmelerde bazı seviyelerde sıvılaşmanın olabileceği belirlenmiştir. Bununla birlikte örtü zemin nedeni ile inceleme alanında sıvılaşma kaynaklı zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenmeyeceği sonucuna varılmıştır. Haziran 2010, 61 sayfa Anahtar Kelimeler: Alüvyon, Çin ölçütü, sıvılaşma şiddeti indeksi, standart penetrasyon deneyi, sıvılaşma, sıvılaşma hasarı, Gebze, atıksu arıtma tesisi.
![Page 3: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/3.jpg)
ii
ABSTRACT
Master Thesis
INVESTIGATION OF THE LIQUEFACTION POTENTIAL OF GEBZE WASTEWATER TREATMENT
PLANT (KOCAELİ) SOILS
Rana ASLAN
Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences
Department of Geolojical Engineering
Supervisor: Prof. Dr. Recep KILIÇ
The aim of this study is to investigate liquefaction potential of the soils in the area where a waste water treatment facility is planned to be constructed in the Gebze district of Kocaeli. The study area is located on the alluvial deposits where Çayırova Saz Stream reaches the Gulf of İzmit. The alluvium is made up of yellowish brown-greenish gray, shell bearing, very loose to moderately compact clayey sand (SC) and greenish dark gray, very soft to stiff inorganic clay (CL) of low plasticity. The liquefaction potential were evaluated by using different methods on the basis of data obtained from boreholes and index characteristics of the soils. The safety coefficient calculated for liquefaction was below 1.2 for the coarse-grained soils in the study area. The clayey sand located in boundary of the Marmara Sea and Saz Stream part of the study area classified as “medium” on the liquefaction intensity map which drawn according to the liquefaction intensity index. In the wake of the evaluations made for the fine-grained soils, it is determined that liquefaction might occur at some levels. On the other hand, it is concluded that soil damage arising from liquefaction would not be observable on the surface due to the cap soil. June 2010, 61 pages Key Words: Alluvium, Chinese criteria, liquefaction severity index, standard penetration test, liquefaction, liquefaction damage, Gebze, waste water treatment facility
![Page 4: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/4.jpg)
iii
TEŞEKKÜR
Yüksek Lisans tez çalışmasının her aşamasında mesleki bilgi ve birikimlerini, öneri ve yorumlarını esirgemeyen, tez danışmanım Sayın Prof. Dr. Recep KILIÇ’a (Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı), Görüş ve önerileriyle tez çalışmasının şekillenmesinde yardımcı olan Jüri Üyeleri Hacettepe Üniversitesi Öğretim Üyesi Sayın Prof. Dr. Reşat ULUSAY’a ve Ankara Üniversitesi Öğretim Üyesi Sayın Prof. Dr. Ergun GÖKTEN’e, Tez çalışmasının farklı aşamalarında yardımlarını gördüğüm Araş. Gör. Dr. Koray ULAMIŞ ve Araş. Gör. Alper GÜRBÜZ’e, Tez çalışmalarımı destekleyen İller Bankası Genel Müdürlüğü’ne, özellikle Jeoteknik Etüt Şube Müdürü Jeo. Yük. Müh. Dr. Nusret EMEKLİ ile Jeo. Yük. Müh. Dr. Neslihan YÜKSEL’e ve tüm mesai arkadaşlarıma, Ayrıca anlayışları ve yardımları için aileme özellikle anneme sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Rana ASLAN Ankara, Haziran 2010
![Page 5: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/5.jpg)
iv
İÇİNDEKİLER
ÖZET…………………………………………………………………………….. i ABSTRACT……………………………………………………………………… ii TEŞEKKÜR……………………………………………………………………... iii SİMGELER DİZİNİ…………………………………………………………….. v ŞEKİLLER DİZİNİ……………………………………………………………... vii ÇİZELGELER DİZİNİ…………………………………………………………. ix 1. GİRİŞ.................................................................................................................. 1 1.1 Amaç ve Kapsam…………...……………………………………………...... 1 1.2 İnceleme Alanının Konumu………………………..……………………...... 3 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR.…………………………………………………… 4 2.1 Jeoloji Çalışmaları.…………………………...……………………………... 4 2.2 Jeoteknik Çalışmalar……………………………...……………………….... 4 3. JEOLOJİ……….……………………………………………………………... 6 3.1 Genel Jeoloji…………...…………………………………………………….. 6 3.1.1 Bakacak formasyonu……………………………………………………… 6 3.1.2 Kurtköy formasyonu……………………………………………………… 6 3.1.3 Aydos formasyonu………………………………………………………… 7 3.1.4 Gözdağ formasyonu……………………………………………………….. 7 3.1.5 Kartal formasyonu………………………………………………………… 8 3.1.6 Tuzla formasyonu…………………………………………………………. 8 3.1.7 Çakraz formasyonu……………………………………………………….. 8 3.1.8 Akveren formasyonu……………………………………………………… 8 3.1.9 Alüvyon…………………………………………………………………….. 9 3.2 Sismotektonik…………………………………………................................... 9 3.2.1 İzmit Körfezi ve çevresindeki büyük tarihsel depremler……………….. 11 3.2.2 İzmit Körfezi ve çevresindeki aletsel depremler………………………… 11 4. YEREL ZEMİN ÖZELLİKLERİ………………………………………........ 13 5. SIVILAŞMA POTANSİYELİ……..…...…………......................................... 25 5.1 Sıvılaşmanın Tanımı………………………………………………………… 25 5.2 Sıvılaşmaya Etki Eden Faktörler…………………………………………... 25 5.2.1 Jeolojik ölçütler……………………………………………………………. 26 5.2.2 Zeminlerin maruz kaldıkları gerilme koşulları…………………………. 26 5.2.3 Zeminin bileşimi ve sıkılığı……………………………………………….. 26 5.3 Sıvılaşmanın Neden Olduğu Zemin Deformasyonları……………………. 30 5.4 Sıvılaşma Potansiyelinin Değerlendirilmesinde Kullanılan Yöntemler….. 32 5.5 Örtü Zeminlerinin Sıvılaşmaya Etkisi…………………………………….. 39 6. İNCELEME ALANINDA SIVILAŞMANIN DEĞERLENDİRİLMESİ…. 41 6.1 Veri Tabanının Oluşturulması…………………………………………….. 41 6.2 Sıvılaşma Analizleri ve Sıvılaşma Potansiyeli Haritasının Hazırlanması 42 7. SONUÇLAR VE TARTIŞMA ……………………………………………… 55 KAYNAKLAR…………………………………………………………………... 57 ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………………… 61
![Page 6: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/6.jpg)
v
SİMGELER DİZİNİ
amax En büyük yatay yer ivmesi c Kohezyon CE Şahmerdan enerji oranı (ER) düzeltme faktörü CB Kuyu çapı düzeltme faktörü CR Tij uzunluğu düzeltme faktörü CN Örtü gerilmesi için düzeltme faktörü CS Örnek iç tüp düzeltme faktörü CL Düşük plastisiteli kil CSR Depremin neden olduğu tekrarlı gerilme oranı CRR Zeminin tekrarlı dayanım oranı CRR7.5 7.5 büyüklüğündeki bir deprem için CRR FC İnce tane oranı FL Sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı φ İçsel sürtünme açısı γn Doğal birim hacim ağırlık g Yerçekimi ivmesi H1 Örtü zemininin kalınlığı H2 Sıvılaşan seviyenin kalınlığı IR Sıvılaşma riski indeksi LI Sıvılaşma indeksi LS Sıvılaşma şiddeti indeksi LL Likit limit LI Likidite indisi Mw Deprem moment büyüklüğü ML Düşük plastisiteli silt MH Yüksek plastisiteli silt MSF Deprem büyüklüğü düzeltme faktörü N1.60 Düzeltilmiş SPT-N darbe sayısı (N1.60)CS Temiz kuma eşdeğer N1.60 değeri N SPT darbe sayısı Pa Atmosferik basınç PL Sıvılaşma olasılığı PL Plastik limit PI Plastisite indisi Dr Göreli (izafi) sıkılık rd Gerilme azaltma faktörü SC Killi kum SM Siltli kum σ'vo Efektif düşey gerilme σ Toplam düşey gerilme τ av Tekrarlı makaslama gerilmesi W(z) Derinlik değişim faktörü ωn Doğal su içeriği z Derinlik eo Başlangıç boşluk oranı α ve β İnce tane oranı düzeltmesi katsayıları
![Page 7: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/7.jpg)
vi
KISALTMALAR ARC Arçelik Arge İvme Kayıt İstasyonu CPT Konik Penetrasyon Testi DDP Deprem Dairesi Başkanlığı GBZ Gebze Tübitak İvme Kayıt İstasyonu KAFZ Kuzey Anadolu Fay Zonu MTA Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü PGA En Büyük Yer İvmesi SPT Standart Penetrasyon Deneyi USCS Birleşik Zemin Sınıflandırma Sistemi YASS Yeraltı suyu seviyesi YPT Yarımca Pektim İvme Kayıt İstasyonu
![Page 8: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/8.jpg)
vii
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 1.1 İnceleme alanının yer belirleme haritası……………………………….. 3 Şekil 3.1 İnceleme alanı ve çevresinin jeoloji haritası (MTA 2000’den düzenlenmiştir)……………………………………….. 7 Şekil 3.2 Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun konumu (USGS 2000)………………... 10 Şekil 3.3 Marmara Bölgesinin neotektonik haritası (Barka 1997)………………. 10 Şekil 4.1 İri taneli zeminlerin tane boyu dağılımı eğrileri……………………….. 15 Şekil 4.2 SK1 ve SK2 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane
boyu dağılımı…………………………………………….. 16 Şekil 4.3 SK3 ve SK4 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane
boyu dağılımı……………………………………….. 16 Şekil 4.4 SK5 ve SK6 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane
boyu dağılımı…………………………………………….. 16 Şekil 4.5 SK7 ve SK8 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane
boyu dağılımı. 17 Şekil 4.6 İnceleme alanının jeolojisini, sondaj yerlerini ve kesit doğrultularını
gösterir harita (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır)… 18 Şekil 4.7 Jeoteknik amaçlı sondajların logları, örnek no, zemin sınıfı ve SPT-N
darbe sayısı değişimi (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır).. 19 Şekil 4.8 İnceleme alanının A-A’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma
potansiyeli………………………………………………... 21 Şekil 4.9 İnceleme alanının B-B’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma
potansiyeli………………………………………………... 21 Şekil 4.10 İnceleme alanının C-C’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma
potansiyeli………………………………………………... 22 Şekil 4.11 İnceleme alanının D-D’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma
potansiyeli………………………………………………... 22 Şekil 4.12 İnceleme alanının E-E’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma
potansiyeli…………………………………………………... 23 Şekil 4.13 İnceleme alanındaki sondaj noktalarının, yeraltı suyu tablasının
derinliğinin ve litolojik birimlerin blok diyagramlarda görünümü…. 24 Şekil 5.1 İnce taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli (Seed vd. 2003)…………. 28 Şekil 5.2 En kolay sıvılaşabilen ve sıvılaşma potansiyeline sahip zeminler için
tane boyu dağılımı açısından sıvılaşmanın alt ve üst sınırlarını gösteren tane boyu dağılımı eğrileri: (a) düşük, (b) yüksek eşşekillilik katsayısına sahip zeminler (Port and Harbour Research Institute 1997)……………... 29
Şekil 5.3 Sıvılaşma potansiyeli ile rölatif yoğunluk ve yatay yer ivmesi arasındaki ilişki (Tezcan ve Özdemir 2004)…………………………… 30 Şekil 5.4 a)Yüzeyde sıvılaşmadan kaynaklanabilecek zemin deformasyonlarının
yüzeyde gözlenip gözlenmeyeceğinin önceden kestirimi için önerilmiş abak ve (b) bu grafiğin kullanılmasında sıvılaşmaya karşı dirençli örtü zemini ile sıvılaşabilen seviyelerin kalınlıklarını tanımlayan kesitler (Ishihara 1985)………………………………………………………… 39
Şekil 5.5 Sıvılaşma şiddeti indeksi - örtü zemini kalınlığı – sıvılaşmanın yüzeyde izlenebilirliği arasındaki ilişki, (Sönmez vd. 2008)……. 40
![Page 9: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/9.jpg)
viii
Şekil 6.1 İnceleme alanının güneyinden geçen Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) (MTA 2003’den alınmıştır)……………………………….. 44
Şekil 6.2 İnceleme alanı yakınındaki kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarının konumu…………………………………... 44 Şekil 6.3 İnceleme alanındaki CL grubu ince taneli zeminlerin Çin Ölçütüne (Seed ve Idriss 1982) göre sıvılaşma potansiyeli……..…….. 45 Şekil 6.4 İnceleme alanındaki CL grubu zeminlerin Modifiye Çin Ölçütüne
(Andrews ve Martin 2000) göre sıvılaşma potansiyeli…………….. 46 Şekil 6.5 İnceleme alanındaki SK1, SK2, SK3 ve SK4 numaralı sondajlarda
kesilen ince taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli (Seed vd. 2003’e göre)…… ……………………………………………………… 46
Şekil 6.6 İnceleme alanındaki SK5, SK6, SK7 ve SK8 numaralı sondajlarda kesilen ince taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli (Seed vd. 2003’e göre)… ……………………………………………………………… 47
Şekil 6.7 İnceleme alanındaki ince taneli zeminlerde, zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenip gözlenmeyeceğinin değerlendirilmesi (Ishihara 1985). 48
Şekil 6.8 İnceleme alanının sıvılaşma şiddeti haritası…………………..……..… 53 Şekil 6.9 İnceleme alanında, zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenip
gözlenmeyeceğinin değerlendirilmesi (Ishihara 1985)……....... 54 Şekil 6.10 İnceleme alanında, zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenip
gözlenmeyeceğinin değerlendirilmesi (Sönmez vd. 2008)…….............. 54
![Page 10: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/10.jpg)
ix
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 3.1 Gebze ve çevresinde 1900-2007 yılları arasında meydana gelmiş olan ve büyüklüğü 4.0’den büyük olan depremler (DDB 2009)……………... 12
Çizelge 4.1 Sondaj numarası, derinliği ve yeraltı suyu tablası derinliği…………… 13 Çizelge 4.2 İnceleme alanındaki zeminin jeoteknik özellikleri……………………. 14 Çizelge 5.1 İnce taneli zeminlerin sıvılaşabilirliği (Andrews ve Martin 2000)……………………………………………… 27 Çizelge 5.2 N1.60 ‘ın belirlenmesinde kullanılan düzeltme faktörleri (Robertson ve
Wride 1998; Youd vd. 2001’den)……………………………………….. 33 Çizelge 5.3 Deprem büyüklüğü için önerilen ölçek faktörleri (MSF)
(Youd ve Noble 1997; Youd vd. 2001’den)…………………………….. 35 Çizelge 5.4 Sıvılaşma potansiyeli sınıfları (Iwasaki vd. 1982)…………………...... 37 Çizelge 5.5 Chen and Juang (2000) tarafından önerilen sıvılaşma olasılığı
sınıflaması ve sınıf aralıkları için FL değerleri………………………….. 38 Çizelge 5.6 Sıvılaşma Şiddeti Sınıflaması (Sönmez ve Gökçeoğlu, 2005)………… 38 Çizelge 6.1 İnceleme alanındaki zeminlerde sıvılaşma analizinde kullanılan
hesaplanmış örtü yükü (cN) düzeltmeleri………………………………... 42 Çizelge 6.2 Gebze civarındaki kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarından,
17Ağustos 1999 Kocaeli Depremi sırasında alınmış ivme kayıtları (DDB 2010)……………………………………………………………... 45
Çizelge 6.3 İnceleme alanındaki zeminlerin Iwasaki vd. (1982) göre sıvılaşma potansiyeli sınıflaması……………………………………….. 48 Çizelge 6.4 İnceleme alanındaki zeminlerin sıvılaşma şiddeti indeksi (Ls) ve sınıfı
(Sönmez ve Gökçeoğlu 2005)…………………………………………... 48 Çizelge 6.5 Çizelge 6.5 İnceleme alanında yapılan sondajlarda kesilen zeminlerin
Youd vd.ne (2001) göre sıvılaşma analiz sonuçları…………………….. 49
![Page 11: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/11.jpg)
1
1. GİRİŞ Suya doygun, gevşek ve genellikle kohezyonsuz zeminlerde deprem sırasında gelişen
tekrarlı gerilmelerin etkisiyle meydana gelen sıvılaşmaya bağlı zemin deformasyonları,
özellikle 1964 Niigata (Japonya) ve 1964 Alaska depremlerinden sonra araştırmacılar ve
mühendisler açısından önem kazanmıştır (Port and Harbour Research Institute 1997).
Zeminde farklı türde duraysızlıklara ve deformasyonlara neden olan sıvılaşma, yerleşim
alanlarında meydana gelmesi halinde, yapıları olumsuz yönde etkileyerek önemli
derecede hasara yol açabilmektedir.
Ülkemizde, zemin sıvılaşması ilk kez 1992 Erzincan depremiyle dikkatleri çekmiştir.
1995 Dinar, 1998 Adana-Ceyhan, 1999 Kocaeli, 1999 Düzce, 2002 Çay-Eber ve 2003
Bingöl depremlerinde de zemin sıvılaşmaları ve sıvılaşmaya bağlı zemin duraysızlıkları
meydana gelmiştir. Özellikle Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun batı kesiminde etkili olan
yıkıcı nitelikteki 1999 Kocaeli depreminde, Adapazarı il merkezi, Sapanca Gölü ve
Kocaeli Körfezi kıyısı boyunca gerçekleşen yaygın zemin sıvılaşması ve buna bağlı
zemin deformasyonları önemli düzeyde hasara yol açmış olduğu bilinmektedir (Ulusay
vd. 2001).
1.1 Amaç ve Kapsam Bu çalışmanın amacı, Kocaeli ili, Gebze ilçesinde yapılması planlanan atıksu arıtma
tesisinin inşa edileceği alanındaki Kuvaterner yaşlı alüvyon çökellerin jeomekanik
özelliklerini ve sıvılaşma potansiyelini arazi ve laboratuvar verisi esas alarak
belirlemektir. Bu çalışmada, atıksu arıtma tesisinin yapılacağı yaklaşık 11 hektar
alandaki alüvyon zeminin yatay ve düşey yöndeki dağılımı, fiziksel ve indeks özellikleri
(Atterberg limitleri, tane boyu dağılımı, birim hacim ağırlığı) incelenmiştir.
Yapılacak olan arıtma tesisi, boyutları 19 m x 48.5 m olan bir adet kum tutucu, 5.5 m x
11 m olan bir adet terfi merkezi, 54 m x 158 m olan iki adet havalandırma havuzu, 37 m
x 66 m olan bir adet anaerobik havuz, çapı 38 m olan dört adet son çökeltme havuzu ve
![Page 12: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/12.jpg)
2
idare binalarından oluşmaktadır. Yapıların temel derinlikleri yaklaşık 1 m ile 8 m
arasında değişmektedir.
Bu çalışmada, Petra Limited Şirketi tarafından yapılan ve derinliği 20.45 m ile 27.45 m
arasında değişen 8 adet jeoteknik amaçlı sondaja ait veriler kullanılmıştır. Bu
sondajlardan ilgili firma tarafından alınmış 120 adet örselenmiş ve 12 adet
örselenmemiş örnek üzerinde laboratuvar çalışmalarıyla ilgili standartlara (Anonim
2006)’e göre belirlenmiş olan fiziksel ve indeks özellikler dikkate alınmıştır.
Petra (2008) çalışmasında sıvılaşma analizlerinin paket program kullanılarak yapılmış
olması, hangi yöntemin kullanıldığının ve analizlerde kullanılan parametrelerin
seçiminin açıklanmamış olması nedeniyle Arıtma sahasındaki zeminlerin sıvılaşma
potansiyeli bu çalışmada yeniden araştırılmıştır.
Çalışma alanının 1/2000 ölçekli mühendislik jeolojisi haritası ve 1/150 ölçekli
mühendislik jeolojisi kesitleri hazırlanmıştır. Zeminlerin sıvılaşma potansiyellerinin
değerlendirilmesinde, Youd vd. (2001) tarafından önerilen yöntem kullanılmıştır. Söz
konusu yöntem kullanılarak yapılan analizlerin sonuçları ile sıvılaşma şiddeti
indeksinden (Sönmez ve Gökçeoğlu 2005) yararlanılarak sahanın sıvılaşma şiddeti
haritası hazırlanmış ve sonuçlar değerlendirilerek yorumlanmıştır. Bunun yanı sıra,
Ishihara (1985)’ya göre sıvılaşmayan örtü zeminin etkisi ve Sönmez vd. (2008)’ne göre
sıvılaşma izlerinin yüzeyde gözlenebilirliği araştırılmıştır.
1.2 İnceleme Alanının Konumu İnceleme alanı; Kocaeli ili Gebze ilçesi sınırları içerisinde olup, Sancak Tepe’den doğup
Marmara Denizi’ne dökülen yaklaşık 10 km uzunluğundaki Çayırova Saz Deresi’nin
İzmit Körfezi’ne döküldüğü yerdeki güncel alüvyon birikintilerinden oluşmaktadır. Bu
alan güneyinde Saz Deresi ve batısında Marmara Denizi ile sınırlanmaktadır. İnceleme
alanına ulaşım D-100 karayolundan sağlanmaktadır. Çalışma alanı; 1/25000 ölçekli
![Page 13: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/13.jpg)
3
G22b4 topoğrafik paftası içinde olup, N4519348–N4519609/E444181-E444862
koordinatları arasında kalan kesimi kapsamaktadır (Şekil 1.1).
Şekil 1.1 İnceleme alanının yer belirleme haritası
![Page 14: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/14.jpg)
4
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR İnceleme alanı ve çevresinde daha önce yapılmış olan jeoloji ve jeoteknik amaçlı
çalışmalar, ayrı başlıklar altında aşağıda sunulmuştur.
2.1 Jeoloji Çalışmaları Sayar (1962, 1979), İstanbul ve Kocaeli Yarımadası’nın birçok yerinde Alt Paleozoyik
yaşlı birimlerde ayrıntılı paleontolojik araştırmalar yapmış ve Dolayoba kuzeyindeki
Kayalıdere’de, çok ayrıntılı biyostratigrafik incelemelerde bulunarak Ordovisiyen -
Silüriyen sınırını belirlemiştir.
Önalan (1981), İstanbul bölgesi ve Kocaeli Yarımadası’nda yaygın olarak bulunan
Ordovisiyen ve Silüriyen yaşlı sedimanter kayaların özelliklerini ve çökelme ortamlarını
incelemiş ve bu birimleri birçok alt üyeye ayırmıştır.
Kazancı vd. (2006), İzmit Körfezi’nde Çayırova ile Dilovası düzlüklerinde Neojen ve
Kuvaterner yaşlı çökellerin dağılımlarını belirlemek amacıyla sondajlı çalışma yapmışlardır.
Sondajlarda ilk 25 m’nin Holosen yaşlı ve gri kil, kum ve çakıllardan oluştuğunu, 25 m ile
30 m arasında Neojen yaşlı alüvyal yelpazesinin yer aldığını ve 78 m’ye kadar Geç Kretase
yaşlı yeşilimsi gri marn ve killi kireçtaşlarının bulunduğunu belirtmişlerdir.
2.2 Jeoteknik Çalışmalar Yasuda vd. (2001), Adapazarı ve Kocaeli Körfezi’nde sıvılaşmadan kaynaklanan
oturmayı incelemişler ve oturmaların birkaç metre derinde yer alan gevşek silt
seviyelerinden kaynaklandığını belirtmişlerdir. Bununla birlikte, söz konusu oturmanın,
kumların sıvılaşması sonucunda meydana gelen oturma miktarından az olduğunu
belirtmişlerdir.
![Page 15: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/15.jpg)
5
Ulusay vd. (2002) tarafından aktif fay zonları üzerinde inşa edilmiş yapıların
davranışlarının konu edildiği çalışmada, Değirmendere ve Gölcük ile bu yerleşimlerin
civarında gözlenen kıyı heyelanı ve zemin deformasyonları da incelenmiştir. Yapılan
değerlendirmelere göre, Değirmendere’deki kıyı heyelanlarının gelişiminde
sıvılaşmayla birlikte faylanmanın da önemli rol oynadığı belirlenmiş, ayrıca Gölcük ve
yakın civarındaki zemin deformasyonlarında da aynı faktörlerin söz konusu olabileceği
öne sürülmüştür.
Rathje vd. (2004), Kocaeli Körfezi ve Sapanca Gölü’nün güney kıyılarındaki kıyı
duraysızlıklarını incelemiş ve yorumlamışlardır. Bu amaçla, sıvılaşma ve şev duraylılığı
analizleri yapan araştırmacılar, özellikle sıvılaşmaya karşı duyarlı zeminlerin, Kocaeli
Körfezi kıyısı boyunca gözlenen alüvyon yelpazeleri olduğunu belirtmişlerdir.
Aydan vd. (2008) tarafından yapılan çalışmada, 1999 Kocaeli depremiyle ilgili zemin
deformasyonlarının temel nedenlerinin araştırılması amacıyla, Değirmendere Burnu,
Seymen ve Sapanca Gölü olmak üzere 3 farklı bölge seçilmiştir. Fotoğrometrik
değerlendirmelerden belirlenen yer değiştirme vektörlerinden de yararlanılarak,
Değirmendere ve Seymen’deki zemin deformasyonlarına, sıvılaşma ve faylanma
hareketinin birlikte neden olduğu belirlenmiştir. Değirmendere’de meydana gelen
yenilmenin, sıvılaşmadan çok deprem sarsıntılarının neden olduğu denizaltı heyelanı
olduğu, seçilen diğer iki alanda oluşan yenilmelere ise sıvılaşmanın tetiklediği yanal
yayılmaların neden olduğu sonucuna varmışlardır. Kayan kütle yöntemi ile tahmin
edilen zemin deformasyonlarının, hava fotoğrafı ölçümlerine oldukça yakın olduğu
tespit edilmiştir.
Petra Mühendislik Müşavirlik ve İnşaat Limited Şirketi (Petra, 2008), İller Bankası
Genel Müdürlüğü’ne Gebze (Kocaeli) Atıksu Arıtma Tesisi Projesi kapsamında
jeoteknik çalışmalar yapmıştır. Bu çalışmalar kapsamında, Atıksu Arıtma Tesisi yerinde
sondaj, arazi ve laboratuvar deneyleri yapılmıştır. Bu çalışmaların sonucunda, arıtma
tesisi sahasında taşıma gücü, oturma ve sıvılaşma problemlerini tespit etmişler ve zemin
iyileştirmesi önermişlerdir.
![Page 16: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/16.jpg)
6
3. JEOLOJİ 3.1 Genel Jeoloji
Kocaeli ili, jeolojik açıdan iki önemli tektonik ve yapısal birliği bir arada
bulundurmaktadır. Bunlardan biri, İzmit Körfezi’nin kuzeyinde yer alan ve Şengör vd.
(1985) tarafından Moezya platformundan kopup geldiği öne sürülen ve ağırlıklı olarak
İstanbul Paleozoyiği ile Kocaeli Triyası’nı içeren Kocaeli Yarımadası, diğeri ise İzmit
Körfezi’nin güneyinde yer alan ve Sakarya Zonu’nun bir bölümü olan Armutlu
Yarımadası’dır. İnceleme alanının ve çevresinin 1/500.000 ölçekli jeoloji haritası şekil
3.1’de verilmiştir. Kocaeli Yarımadası’nın büyük bir bölümü Kocaeli il sınırları
içerisinde kalırken, yörede en ayrıntılı jeolojik çalışma Gedik vd. (2005) tarafından
gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmacılar, Kocaeli Yarımadası’nda 34 adet formasyon
ayırtlamışlar ve bunlardan 31’inin Kocaeli il sınırları içinde yüzeylendiğini ifade
etmişlerdir. Bu birimler; Ordovisiyen- Kuvaterner aralığında olup, tez kapsamında
sadece inceleme alanı ve çevresindeki birimlere yer verilmiştir (Anonim 2008).
3.1.1 Bakacak Formasyonu Grimsi yeşil, ince, genel olarak orta tabakalı kumtaşı ve mor renkli, laminalı şeyl
ardalanmasından oluşan Bakacak formasyonu; delta ortamı çökeldir. Yaşı Erken
Ordovisiyen olarak kabul edilmiştir (Gedik vd. 2005).
3.1.2 Kurtköy Formasyonu Kurtköy formasyonu; soluk mor, grimsi mor, kırmızı ve seyrek olarak yeşilimsi gri
renkli, çapraz tabakalı çakıltaşı, kumlu çakıltaşı, çakıllı kumtaşı, kumtaşı ve laminalı
şeyllerden oluşur. Yaşı, Erken Ordovisiyen olarak kabul edilmiş olup örgülü ve
menderesli akarsu ile taşkın ovası ve set çökelleri tarafından temsil edilir (Önalan
1981).
![Page 17: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/17.jpg)
7
Şekil 3.1 İnceleme alanı ve çevresinin jeoloji haritası (Anonim 2000’den
düzenlenmiştir) 3.1.3 Aydos Formasyonu Bu formasyon; beyaz, açık gri, bej ve kırmızı-mor renkli, ince-kalın tabakalı kuvars
kumtaşı ve kuvars çakıltaşından oluşur. Yaşı, Erken Ordovisiyen olarak kabul edilmiş
olup, sahil-sığ deniz (yer yer gelgit) çökelidir (Önalan 1981).
3.1.4 Gözdağ Formasyonu Gözdağ formasyonu, Kocaeli Yarımadası’nda yaygın olarak yüzeylenir. Genel olarak,
yeşilimsi gri, gri, bozunmuş kesimi sarımsı kahverenkli, ince tabakalı silttaşı-şeyl ile
koyu yeşil ve yeşilimsi gri renkli, ince-orta tabakalı kumtaşı ardalanmasından oluşur ve
yaşı Orta Ordovisiyen- Erken Silüriyen’dir. Formasyonun lagün ortamında oluştuğu
belirtilmektedir (Önalan 1981).
![Page 18: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/18.jpg)
8
3.1.5 Kartal Formasyonu Kocaeli Yarımadası’nın batı kesiminde yaygın olarak yüzeyleyen Kartal formasyonu,
altta yeşilimsi gri renkli, ince-orta tabakalı, kumtaşı (grovak)-şeyl ardalanması, orta
kesimde açık gri, gri, beyaz, bej ve sarımsı kahverenkli, ince-orta tabakalı ve laminalı,
biyoklastik-türbiditik kireçtaşı ve kumlu kireçtaşı-şeyl ardalanması ve üstte kumtaşı ara
katkılı şeyllerden oluşmaktadır. Formasyonun yaşı, Erken Orta Devoniyen’dir (Önalan
1982).
3.1.6 Tuzla Formasyonu
Tuzla formasyonu; altta kireçtaşı, ortada şeyl-çört ardalanması ve üstte de genellikle
ince yumrulu kireçtaşından oluşur. Formasyonun yaşı, Erken Orta Devoniyen’dir
(Önalan 1982).
3.1.7 Çakraz Formasyonu
Genel olarak; kırmızı renkli, ince-kalın ve çapraz tabakalı, çakıltaşı, çakıllı kaba
kumtaşı, mikalı kumtaşı ve mikalı çamurtaşı-şeyl ardalanmasından oluşur. Yaşı geç
Permo-Triyas olarak kabul edilen Çakraz formasyonu, akarsu çökelidir (Yurtsever vd.
1982).
3.1.8 Akveren formasyonu
Formasyon; beyaz, bej ve pembe renkli, ince-orta tabakalı kireçtaşı, kalkarenit, marn ve
yeşilimsi gri-yeşil renkli şeyllerden oluşur. Yaşı, kapsadığı makro ve mikro faunaya
göre, Kampaniyen-Paleosen olarak belirlenmiş olup çökelme ortamı şelf-derin şelftir
(Ketin ve Gümüş 1963).
![Page 19: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/19.jpg)
9
3.1.9 Alüvyon
Çayırova geç Kuvaterner düzlüğü ve civarının yapısal ve sedimantolojik incelenmesi,
Kazancı vd. (2006) tarafından yapılmış olup, İzmit Körfezi kuzey kıyılarında en üstten
itibaren yaklaşık 25 m Kuvaterner çökelleri yer almaktadır. Kuvaterner çökelleri
yaklaşık 5 m kalınlığında sarı-kırmızı renkli, ince taneli kum ve siltlerin egemen olduğu
Holosen flüvyal çökellerinin altında, 25 m derinliğe kadar inen gri renkli, bol organik
maddeli, fosilsiz, taşkın düzlüğü ve bataklık ürünleri halindedir. 25 m ve 30 m arasında
Neojen yaşlı alüvyal yelpaze ve 78 m’ye kadar Kretase yaşlı yeşilimsi gri renkli marn
ile killi kireçtaşları mevcuttur.
3.2 Sismotektonik
Batı ve Orta Anadolu’nun paleocoğrafyasının iskeletini; en kuzeyde İstanbul Zonu,
ortada Sakarya Zonu, güneyde Menderes Masifi, batıda Istıranca Masifi, doğuda
Kırşehir Masifi oluşturur. Bu tektonik birlikler, Neotetis’in kapanması sonucu
birbirlerine yaklaşmışlardır. Bu kapanma, Eosen-Oligosen dönemini kapsar. Özellikle
Sakarya Zonu ile İstanbul Zonu olarak bilinen bu zonlar intra-pontid sütur zonu adı
verilen bu kapanma kuşağı boyunca birbirlerine girmişlerdir. Adı geçen sütur zonu
sonraki dönemde (KAFZ) Kuzey Anadolu Fay Zonu’nu meydana getirmiştir (Şengör ve
Yılmaz 1981).
Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ), uzunluğu 1200 km civarında olan sağ yanal
doğrultu atımlı bir fay zonudur. Fay zonu, doğuda Doğu Anadolu Fayı ile kesiştiği
Karlıova üçlü birleşim noktasından başlar, orta kesiminde dışa bükey bir kavis yaparak
Mudurnu Vadisi segmentinin batı ucuna kadar devam ederek burada kuzey, merkez ve
güney segmentlere ayrılır. Kuzeydeki kol, Sapanca ve Armutlu Yarımadası’nın kuzeyini
izleyerek Marmara Denizi içinden Saros Körfezi boyunca uzanır ve Ege Denizi içinde
Korint Körfezine doğru devam eder (Şekil 3.2). Merkez segmenti, Geyve, İznik,
Mudanya, Bandırma üzerinden Biga’ya ulaşır. Güney segmenti ise Bursa, Manyas
Gölü, Balıkesir ve Edremit Körfezi hattını izler (Şekil 3.3) (Barka 1997).
![Page 20: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/20.jpg)
10
Şekil 3.2 Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun konumu (Anonymous 2000)
Şekil 3.3 Marmara Bölgesinin neotektonik haritası (Barka 1997)
İnceleme alanı Afet İşleri Genel Müdürlüğü’nün 1996 yılında yayınlamış olduğu
Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası’na göre birinci derece deprem bölgesi içinde yer
almaktadır (Anonim 2010).
Marmara bölgesinde meydana gelen tarihsel depremlerin merkez üstlerinin dağılımı
incelendiğinde, tarihsel depremlerin önemli bir kısmının KAFZ’nun Marmara
![Page 21: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/21.jpg)
11
bölgesindeki kuzey segmenti üzerinde gerçekleştiği ve bu segmentin daha aktif olduğu
görülmektedir (Üçer vd. 1997).
3.2.1 İzmit Körfezi ve çevresindeki büyük tarihsel depremler İzmit Körfezi boyunca meydana geldiği bilinen büyük depremlerden bazıları, 1719
İzmit ve 1894 İzmit-Adapazarı depremleridir (Soysal vd. 1981).
24 Mayıs 1719 depremi, özellikle İzmit’ te ağır hasar yapmış ve 4000 kişinin ölmesine
neden olmuştur. Hasar dağılımının büyüklüğü, depremin en büyük şiddetinin XI ve
büyüklüğünün 7.7 olduğunu göstermektedir. Hasar raporları, depremin İzmit Körfezi
güneyi boyunca uzanan fay segmentini kırdığına işaret etmektedir (Gündoğdu 1991).
10 Temmuz 1894 depremi, 363 kişinin ölmesine neden olmuştur. Deprem İstanbul’ dan
Adapazarı’ na kadar uzanan geniş bir alanda hasar yapmıştır. Hasar dağılımı ve tsunami
dalgaları, 1894 depreminin en büyük şiddetinin X ya da XI ve büyüklüğünün 7.5
civarında olabileceğini göstermektedir (Gündoğdu 1991).
3.2.2 İzmit Körfezi ve çevresindeki aletsel depremler Gebze ve yakın çevresinde 1900 - 2009 yılları arasında 40.60-41.20 N ile 29.30-30.95 E
koordinatları arasında büyüklük türlerine göre M ≥ 4.0 olan depremlerin tarih,
koordinat, derinlik ve büyüklük değerleri çizelge 3.1’ de verilmiştir (Anonim 2009).
![Page 22: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/22.jpg)
12
Çizelge 3.1 Gebze ve çevresinde 1900-2007 yılları arasında meydan gelmiş ve büyüklüğü 4.0’den büyük olan depremler (Anonim 2009)
Ταριη Ενλεµ Κ Βοψλαµ ∆ ∆ερινλικ (κµ) Βψκλκ 21.08.1907 40.70 30.10 15 5.50 29.05.1923 41.00 30.00 25 5.50 13.12.1948 41.00 30.00 15 4.20 06.01.1956 41.00 30.20 10 5.00 28.08.1956 41.08 29.93 80 4.60 30.08.1956 41.00 30.20 5 4.00 26.12.1957 40.83 29.72 10 5.20 22.07.1967 41.00 30.00 4.70 23.07.1967 40.98 30.00 33 4.30 23.07.1967 40.74 30.36 11 4.10 23.07.1967 40.63 30.36 33 4.60 23.07.1967 40.61 30.35 21 4.50 03.08.1967 41.00 30.30 26 4.00 14.08.1967 40.68 30.27 33 4.40 18.08.1967 41.20 30.10 4.70 18.09.1967 40.86 30.30 33 4.47 12.02.1969 40.70 30.29 30 4.50 16.04.1982 40.79 29.84 4.00 26.05.1984 40.67 30.27 6 4.10 17.08.1999 40.76 29.96 17 7.40 11.11.1999 40.75 30.25 7 5.50 09.02.2000 40.72 29.92 10 4.20 02.04.2000 40.80 30.24 7 4.60 26.08.2001 40.93 31.53 11 5.10 21.05.2003 40.84 30.95 16 4.00 25.07.2003 40.95 31.48 7 4.00 26.03.2004 40.84 31.09 13 4.20 16.05.2004 40.70 29.32 13 4.20 08.02.2006 40.70 30.41 7 4.20
![Page 23: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/23.jpg)
13
4. YEREL ZEMİN ÖZELLİKLERİ İnceleme alanında, İller Bankası Genel Müdürlüğü tarafından yaptırılan Atıksu Arıtma
Tesisi Projesi kapsamında, Petra Limited Şirketi tarafından zeminlerin türü ve
dağılımını belirlemek amacıyla 8 adet jeoteknik amaçlı sondaj yapılmıştır (Petra 2008).
Sondajların derinlikleri, 20.45 m ile 27.45 m arasında değişmektedir. Sondajların
numarası, derinliği ve yeraltı suyu tablası derinliği, çizelge 4.1’de verilmiştir.
Çizelge 4.1 Sondaj numarası, derinliği ve yeraltı suyu tablası derinliği
Σονδαϕ Νο
Σονδαϕ ∆ερινλιι (µ
) ΨΑΣΣ (µ)
ΣΚ1 25.95 3.8
ΣΚ2 25.95 4.0
ΣΚ3 27.45 1.0
ΣΚ4 21.45 4.5
ΣΚ5 20.45 3.2
ΣΚ6 21.45 4.6
ΣΚ7 20.45 4.5
ΣΚ8 21.45 3.0
Sondaj sırasında Petra Limited Şirketi tarafından alınan ve zemini temsil eden
örneklerin TS 1900 standartlarına göre incelenen fiziksel ve indeks özellikleri çizelge
4.2’de verilmiştir (Petra 2008).
Kumlu seviyelerden örselenmemiş örnek alınamadığından SC türü zeminin doğal birim
hacim ağırlığının hesaplanamamış olduğu görülmüştür. Bu nedenle SC türü zeminin
doğal birim hacim ağırlığı, batmış birim hacim ağırlığı ve kuru birim hacim ağırlığı
D50= 0.25 mm için 1.9 ton/m3 (18.64 kN/m3) olarak kabul edilmiştir (Tatsuoka vd.
1980).
![Page 24: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/24.jpg)
14
Çizelge 4.2 İnceleme alanındaki zeminin jeoteknik özellikleri
√ρνεκ σαψσ
Ζεµιν Γρυβυ
ΧΛ ΣΜ−ΣΧ ϖε ΣΧ
Εν αζ Εν οκ Εν αζ Εν οκ
∆οαλ συ ιεριι, ων (%) 29 11 32 11 18
∆οαλ βιριµ ηαχιµ αρλκ, γn (kN/m3) 6 17.9 18.8 18.64 18.64
Κυρυ βιριµ ηαχιµ αρλκ, γs (kN/m3) 6 14.0 15.7 18.64 18.64
Λικιτ λιµιτ, ΛΛ (%) 29 21 47 19 44
Πλαστικ λιµιτ, ΠΛ (%) 29 12 24 12 19
Πλαστισιτε ινδισι, ΠΙ (%) 29 7 28 4 25
∩ακλ (%) 29 0 10 9 43
Κυµ (%) 29 0 32 47 72
Κιλ ϖε Σιλτ (%) 29 62 99 10 34
İnceleme alanındaki zeminler, tane boyu dağılım deneyi sonuçları kullanılarak, Birleşik
Zemin Sınıflandırma Sistemi’ne göre sınıflandırılmış ve iri taneli zemin grupları SM-
SC (siltli killi kum) ve SC (killi kum) olarak tanımlanmıştır. İnce taneli zeminlerin
zemin grupları, CL (düşük plastisiteli inorganik kil) olarak tanımlanmıştır. İri taneli
zeminlerin tane boyu dağılımı eğrileri şekil 4.1’de ve ince taneli zeminlerin tane boyu
dağılım eğrileri şekil 4.2-4.5’de verilmiştir.
![Page 25: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/25.jpg)
15
Şekil 4.1 İri taneli zeminlerin tane boyu dağılımı eğrileri
![Page 26: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/26.jpg)
16
Şekil 4.2 SK1 ve SK2 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane boyu
dağılımı
Şekil 4.3 SK3 ve SK4 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane boyu
dağılımı
Şekil 4.4 SK5 ve SK6 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane boyu
dağılımı
![Page 27: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/27.jpg)
17
Şekil 4.5 SK7 ve SK8 numaralı sondajlardaki ince taneli (CL) zeminlerin tane boyu
dağılımı İnceleme alanında Petra Limited Şirketi tarafından yapılan ve şekil 4.6’deki haritada
gösterilen jeoteknik amaçlı sondajlarda, alüvyona ait farklı birimler kesilmiştir. Sondaj
logları şekil 4.7’de verilmiştir. Sondajlarda kesilen iri taneli zeminlerin SPT darbe
sayıları 1 ile 46 arasında değişmekte olup, çok gevşek ile sıkı arasında ve ince taneli
zeminlerin SPT darbe sayıları 1 ile 52 arasında değişmekte olup, çok yumuşak ile sert
arasındadır. İnceleme alanı için hazırlanan beş adet mühendislik jeolojisi kesitinde;
zemin grupları, SPT-N darbe sayıları ve yeraltı suyu tablasının derinliği gösterilmişir.
Mühendislik jeolojisi kesitleri, şekil 4.8-4.12’de verilmiştir. Ayrıca, inceleme alanındaki
birimlerin yanal ve düşey yöndeki değişimini, yeraltı suyu tablasının konumunu ve
sondaj dağılımını gösteren blok diyagramlar Sekil 4.13’de verilmiştir. Mühendislik
jeolojisi kesitlerinde başlıca sarımsı kahve- yeşilimsi gri renkli, kavkılı, çok gevşek ile
orta sıkı arasında, killi kum (SC) zeminler ile yeşilimsi koyu gri renkli, çok yumuşak ile
sert arasında kıvamda, düşük plastisiteli anorganik kil (CL) zeminler mevcuttur. Yeraltı
suyu tablasının derinliği, 1.0 ile 4.6 m arasında değişim göstermektedir.
![Page 28: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/28.jpg)
18
Şekil 4.6 İnceleme alanının jeolojisini, sondaj yerlerini ve kesit doğrultularını gösterir harita (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır)
![Page 29: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/29.jpg)
19
Şekil 4.7 Jeoteknik amaçlı sondajların logları, örnek no, zemin sınıfı ve SPT-N
darbe sayısı değişimi (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır)
![Page 30: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/30.jpg)
20
Şekil 4.7 Jeoteknik amaçlı sondajların logları, örnek no, zemin sınıfı ve SPT-N darbe sayısı değişimi (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır) (devam ediyor)
![Page 31: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/31.jpg)
21
Şekil 4.8 İnceleme alanının A-A’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma potansiyeli
Şekil 4.9 İnceleme alanının B-B’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma potansiyeli
![Page 32: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/32.jpg)
22
Şekil 4.10 İnceleme alanının C-C’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma potansiyeli
Şekil 4.11 İnceleme alanının D-D’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma potansiyeli
![Page 33: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/33.jpg)
23
Şekil 4.12 İnceleme alanının E-E’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma potansiyeli
![Page 34: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/34.jpg)
24
Şekil 4.13 İnceleme alanındaki sondaj noktalarının, yeraltı suyu tablasının derinliğinin
ve litolojik birimlerin blok diyagramlarda görünümü
![Page 35: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/35.jpg)
25
5. SIVILAŞMA POTANSİYELİ Yüksek lisans tez çalışmasının temelini oluşturan sıvılaşma konusu için sıvılaşmanın
tanımı, oluşum şartları ve sıvılaşma potansiyelinin değerlendirilmesi ile ilgili genel
bilgiler Ulusay vd. (2001)’den elde edilen bilgilerle derlenmiş ve aşağıda sunulmuştur.
5.1 Sıvılaşmanın Tanımı Mogami ve Kubo (1953) zemin sıvılaşmasını, “suya doygun kohezyonsuz gevşek
zeminlerin deprem gibi dinamik etkilere bağlı olarak gelişen tekrarlı gerilmeler altında
gözenek suyu basıncının artması ve buna bağlı olarak zeminin makaslama dayanımını
yitirmesi” olarak tanımlamışlardır. Youd (1984) ise, sıvılaşma için benzer bir tanımlama
yaparak zemin türünü de tanımlamaya dahil etmiş ve sıvılaşmayı “suya doygun
kohezyonsuz kum ve kumlu siltlerin tekrarlı gerilmeler altında gözenek suyu basıncının
artmasıyla etkin gerilmenin azalması, hatta yitirilmesi sonucu makaslama dayanımının
kaybedilerek zeminin bir sıvı gibi davranması” şeklinde tanımlamıştır. Zeminin
makaslama dayanımının etkiyen statik makaslama gerilmesinden daha düşük bir değere
doğru azalması durumunda, zeminde büyük deformasyonlar gelişmekte ve zemin
sıvılaşmaktadır (Seed ve Idriss 1982).
5.2. Sıvılaşmaya Etki Eden Faktörler Depremler sırasında zemin sıvılaşmasının gelişmesi için jeolojik ve hidrojeolojik
koşullar ile zemin bileşimi ve gerilme gibi diğer bazı koşulların uygun olması gereklidir
(Youd 1984). Yeraltı suyu tablasının sığ olduğu kohezyonsuz gevşek kum ve siltli kum
seviyelerinin yeterli büyüklükteki bir depremin neden olduğu kuvvetli yer hareketine
maruz kalması sonucunda zemin sıvılaşabilir. Youd (1984), zeminin sıvılaşmaya karşı
duyarlılığını kontrol eden faktörleri; jeolojik faktörler, zeminin jeolojik süreç boyunca
maruz kaldığı gerilme koşulları ile zemin bileşimi ve sıkılığı olmak üzere üç grupta
toplamıştır.
![Page 36: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/36.jpg)
26
5.2.1 Jeolojik ölçütler Genel olarak Holosen yaşlı delta ve akarsu çökelleri, yaşlı çökellere oranla sıvılaşmaya
karşı daha duyarlı zeminlerdir (Youd ve Perkins 1978). Zemin tane boyu açısından
değerlendirildiğinde, dar aralıkta değişen tane boyu dağılımına sahip kumlar,
sıvılaşmaya karşı oldukça duyarlı zeminler olarak bilinir. Sıvılaşma zeminin gözenek
suyu basıncının artmasıyla gelişen bir süreç olup, diğer bir ifadeyle zeminin suya
doygun olması ön koşuldur. Bu nedenle, yeraltı suyu seviyesinin sığ olduğu ortamlar
sıvılaşma potansiyelini arttıran bir unsurdur. Yeraltı suyu seviyesinin yüzeyden itibaren
10 m’den daha derin olduğu ortamlarda sıvılaşma ender olarak gelişse bile, genel olarak
yeraltı suyu seviyesinin 20 m’den daha derin olduğu ortamlarda sıvılaşma beklenen bir
durum değildir (Youd 1984).
5.2.2 Zeminlerin maruz kaldıkları gerilme koşulları Bir zeminin jeolojik süreç boyunca maruz kaldığı gerilmelerin büyüklükleri ve süreleri,
o zeminin sıvılaşmaya karşı duyarlılığını etkileyen bir faktördür. Gerilmeler altında
zeminin taneleri daha iyi çökelmekte ve jeolojik sürece bağlı olarak çimentolanma
oluşabilmektedir. Bu durum, zeminin sıvılaşmaya karşı olan direncini arttırmaktadır
(Seed 1976).
5.2.3 Zeminin bileşimi ve sıkılığı Zemin sıvılaşmasının başlangıçta sadece kumlarda ve kumlu siltlerde gelişen bir
davranış olduğu yönünde bir düşünce hakimdi. Çakıl tane boyutundaki malzeme
miktarının fazla olması durumunda, zemin oldukça geçirimli olmakta ve aşırı gözenek
suyu basınçları gelişmeden gözeneklerdeki su ortamdan uzaklaşmaktadır. Bununla
birlikte, önemli miktarda çakıl içeren (~%50) kumlu zeminlerin sıvılaşabildiği Youd vd.
(1985) tarafından belirtilmektedir. Ayrıca suya doygun çakıllı zemin seviyelerinin az
geçirimli seviyeler tarafından üzerlenmesi halinde, gözenek suyu basıncındaki artış
sönümlenememekte ve zemin sıvılaşabilmektedir. Bunun en çarpıcı örneği, 9.2
büyüklüğündeki 1964 Alaska depreminde sıvılaşan çakıllı zeminlerdir (Obermeier
![Page 37: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/37.jpg)
27
1996). Killi zeminlerin sıvılaşabilirlikleri ile ilgili ilk ve en çarpıcı örnek ise,
Japonya’da meydana gelen 7.2 büyüklüğündeki 1995 Kobe depremidir. Bu depremde
deniz kıyısındaki killerde sıvılaşma gözlenmiştir.
Siltli ve killi zeminlerin sıvılaşması ile ilgili önerilen Çin ölçütü (Wang 1979; Seed ve
Idriss 1982) ilk önerildiğinde aşağıdaki şartları sağlayan zeminlerin sıvılaşabilecekleri
belirtilmektedir.
İnce tane (0.005 mm’den küçük) < % 15
Likit limit (LL) < % 35
Su içeriği (ω ) > 0.9 LL
Andrews ve Martin (2000) ince tane içeriği için 0.002 mm değerini dikkate alarak Çin
ölçütünü modifiye etmiştir (Çizelge 5.1). Seed vd. (2003), ince taneli malzemelerin
sıvılaşabilirliğinin belirlenmesine yönelik olarak şekil 5.1’de verilen yeni ilişkileri
tanımlamışlardır.
Çizelge 5.1 İnce taneli zeminlerin sıvılaşabilirliği (Andrews ve Martin 2000)
Λιµιτ Λιµιτ1 < 32 Λιµιτ Λιµιτ1 ≥ 32
Κιλ ⇑εριι2
< 10 %
Σϖλαşαβιλιρ
⇑λερι αλşµα γερεκιρ. (Πλαστικ κιλ ηαριχι βοψυτλυ τανε ολδυυ δşνλερεκ−Μικα γιβι)
Κιλ
⇑εριι2
≥ 10 %
⇑λερι αλşµα γερεκιρ. (Πλαστικ ολµαψαν κιλ βοψυτλυ τανε ολδυυ δşνλερεκ−µαδεν
ϖεψα οχακ ατ γιβι)
Σϖλαşµαζ
Notlar: 1. Casagrande tipi alet ile belirlenen likit limit 2. Kil 0.002 mm’den küçük tane olarak tarif edilir
![Page 38: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/38.jpg)
28
Şekil 5.1 İnce taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli (Seed vd. 2003) Yukarıda bahsedilen hususların yanı sıra, en kolay sıvılaşabilir zeminlerin tane boyu
dağılım aralıkları ise şekil 5.2’de verilmiştir. Dar aralıkta değişen tane boyu dağılımına
sahip bir zemin, diğer bir ifadeyle daha iyi boylanmış bir zemin sıvılaşmaya karşı daha
duyarlıdır. Ayrıca daha sıkı tanelerden oluşan, dolayısıyla göreli (rölatif) yoğunluğu
daha yüksek olan zeminler, aynı bileşimdeki daha düşük yoğunluğa sahip bir zemine
göre sıvılaşmaya karşı daha yüksek dirence sahiptir. Tezcan ve Teri (1996), rölatif
yoğunluğu (Dr) % 47’den az olan zeminlerin daha gevşek bir konumda olduğunu ve
sıvılaşmaya daha yatkın olacağını söylemişlerdir (Şekil 5.3). Bir zeminin
sıvılaşabilirliği üzerinde etkili olan diğer bir unsur da, zemin tanelerinin şeklidir.
Yuvarlak taneli zeminler, köşeli taneler içeren zeminlere göre daha kolay bir araya
gelme eğilimi gösterdikleri için, sıvılaşma potansiyelleri daha yüksektir. Yuvarlak taneli
zeminler, gevşek doygun zeminlerin çökeldiği akarsu ortamlarında gözlenir (Kramer
1996).
![Page 39: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/39.jpg)
29
Şekil 5.2 En kolay sıvılaşabilen ve sıvılaşma potansiyeline sahip zeminler için tane
boyu dağılımı açısından sıvılaşmanın alt ve üst sınırlarını gösteren tane boyu dağılımı eğrileri (Anonymous 1997)
a. düşük, b. yüksek eşşekillilik katsayısına sahip zeminler
![Page 40: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/40.jpg)
30
Şekil 5.3 Sıvılaşma potansiyeli ile rölatif yoğunluk ve yatay yer ivmesi arasındaki ilişki (Tezcan ve Özdemir 2004) 5.3 Sıvılaşmanın Neden Olduğu Zemin Deformasyonları Sıvılaşmanın zeminde neden olduğu deformasyonlar, aşağıda tanımlanan 8 başlık
altında toplanabilir (Sönmez 2006’dan derlenmiştir).
Kum kaynaması: Boşluk suyu basıncındaki artış, tekrarlı yüklere bağlı olarak, hidrolik
eğimi kritik bir değere ulaştırabilir. Bu durumda efektif gerilme sıfır veya negatif olur.
Hızlı koşul olarak da tanımlanan bu koşulda, su yüzeye doğru hareket eder ve
beraberinde zemin tanelerini de yüzeye doğru taşır. Eğer yüzeye doğru hareket eden
karışımın enerjisi yeterli olur ise, yüzeyde kum kaynamaları ve kum volkanları şeklinde
kendini gösterir.
Akma yenilmesi: Özellikle kıyılardaki yapıların zeminle birlikte sürüklenmesine neden
olan bu yenilme, 3o’den fazla topoğrafik eğime sahip ortamlardaki suya doygun, gevşek
kum veya siltlerde gelişir (Youd 1984).
![Page 41: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/41.jpg)
31
Yanal yayılma: Eğimin 3o’den az olduğu ve özellikle deniz, göl ve nehir gibi ortamlara
komşu konumlu yerlerde gözlenir ve sıvılaşan zemin seviyesinin üzerindeki örtü
zeminlerini bloklara ayırarak sürüklemesi söz konusudur. Yanal yayılma kıyı
bölgelerinde serbest bir yüzeye sahip olabileceği gibi, serbest bir yüzeyin olmadığı
yerlerde de gelişebilir. Özellikle eğimin uygun ve sarsıntı süresinin de uzun olduğu
durumlarda yer değiştirme miktarı birkaç metreden birkaç 10 m’ye kadar değişebilir.
Örneğin, 1964 Niigata (Japonya) depreminde olduğu gibi, 5–10 metreye kadar çıkabilir
(Youd 1984).
Zemin salınımı: Eğimin olmadığı veya çok düşük olduğu alanlarda sıvılaşan zeminin
üzerindeki seviyenin bloklara ayrılarak ileri ve geri yönde hareket etmesiyle gelişen bir
zemin etkisidir.
Zeminin taşıma gücünü yitirmesi: Zeminde sıvılaşmanın gelişimi sırasında
makaslama dayanımının giderek azalmasıyla, yapı temellerinin oturduğu seviyenin
taşıma gücünü yitirmesi söz konusu olabilir.
Gömülü hafif yapıların (boru, tank vb.) yükselmesi: Sıvılaşma sonucunda gömülü
tank ve boru gibi gömülü hafif yapılar sıvılaşan zeminle birlikte yükselirler.
Zemin oturması: Sıvılaşmaya bağlı olarak zeminin taşıma gücünü yitirmesini izleyen
süreçte, tanelerin bir araya gelme eğilimi nedeniyle zeminin üzerindeki yapılarda
oturma meydana gelir. Oturma, deprem etkisiyle gelişen sarsıntıdan dolayı hem kuru
hem de suya doygun gevşek taneli zeminlerde gözlenebilir. Kohezyonsuz kuru
zeminlerde meydana gelen oturmalar deprem sonrasında çok çabuk gelişirken, bu süreç
kohezyonsuz doygun zeminlerde, sıvılaşma sırasında oluşan boşluk suyu basıncının
sönümlenmesine bağlı olarak, daha yavaş gelişebilir. Taneli doygun zeminlerde
meydana gelen oturmalar, zeminin hidrolik iletkenlik katsayısına, sıkışabilirliğine ve
drenaj yolu uzunluğuna bağlıdır (Youd 1984).
![Page 42: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/42.jpg)
32
İstinat duvarlarının hasara uğraması: İstinat duvarlarının arkasında sıvılaşma sonucu
artan yanal yükler duvarda hasara yol açabilir.
5.4 Sıvılaşma Potansiyelinin Değerlendirilmesinde Kullanılan Yöntemler Zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin araştırılması amacıyla arazide, Standart
Penetrasyon Deneyi (SPT) ile Konik Penetrasyon Deneyi (CPT) ve laboratuvarda,
dinamik üç eksenli deney sonuçlarından yararlanılır. Seed ve Idriss (1971), 1964 yılında
Alaska ve Niigata depremlerinden sonra basitleştirilmiş yöntem olarak da anılan ve SPT
verisini esas alan analiz yöntemini önermişlerdir. Yöntem, son kez uluslararası deprem
jeoteknik mühendisliği çalıştaylarında tartışılmış ve Youd vd. (2001) tarafından
güncelleştirilerek son haliyle kullanıma sunulmuştur. Yöntemde depremin neden olduğu
ve sıvılaşma için gereken tekrarlı gerilme oranı (CSR, cyclic stres ratio); deprem veya
tekrarlı bir yükleme nedeniyle zeminde gelişen ortalama tekrarlı makaslama
gerilmesinin (τav), tekrarlı gerilmelerin uygulanmasından önce zemine etkiyen efektif
düşey gerilmeye (σ'vo) oranıdır. CSR, Mw = 7.5 büyüklüğündeki bir deprem için
aşağıdaki eşitlikten belirlenir.
d
vovo
av rg
aCSR
'65.0
'max
σσ
στ
== (5.1)
amax : En büyük yatay yer ivmesi
g : Yerçekimi ivmesi
τav : Ortalama tekrarlı makaslama gerilmesi
σ : Toplam düşey gerilme
σ'vo : Efektif düşey gerilme
rd : Gerilim azaltma faktörü
Bu eşitlikte kullanılan gerilim azaltma faktörü (rd), incelenen zemin seviyesinin
derinliğine (z) bağlı olarak, aşağıdaki eşitliklerden hesaplanır.
![Page 43: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/43.jpg)
33
rd = 1.0-0.00765 z (z ≤ 9.15 m) (5.2)
rd = 1.174-0.0267 z (9.15 m ≤ z ≤ 23 m) (5.3)
Bu yöntemde kullanılan ikinci parametre ise zeminin tekrarlı direnç oranı (CRR, cyclic
resistance ratio) olup, zeminin sıvılaşmaya karşı göstereceği direnci ifade eder. CRR,
ince tane oranı ve SPT-N darbe sayısı dikkate alınarak belirlenir. Bu amaçla, SPT-N
darbe sayısı düzeltilmiş penetrasyon direncine, N1.60’a dönüştürülür. N1.60’ın
belirlenmesinde dikkate alınan düzeltme faktörleri, çizelge 5.2 de verilmiştir.
N1. 60 = N CNCE CB CR CS (5.4) N : SPT darbe sayısı
CN : Örtü gerilmesi için düzeltme faktörü
CE : Şahmerdan enerji oranı (ER) için düzeltme faktörü
CB : Kuyu çapı düzeltme faktörü
CR : Tij uzunluğu düzeltme faktörü
CS : İç gömlek düzeltme faktörüdür.
Çizelge 5.2 N1.60’ın belirlenmesinde kullanılan düzeltme faktörleri (Robertson ve Wride 1998;
Youd vd. 2001)
Φακτρ Σιµγε ∆ζενεκ ∆ζελτµε
√ρτ ψκ ΧΧΧΧΝΝΝΝ −−− (Πα/σ′ϖ)0.5 ∗∗ ΧΝ ≤ 2
Ενερϕι οραν ΧΧΧΧΕΕΕΕ Σαφετψ şαηµερδαν ∗∆ονυτ şαηµερδαν
0.60−1.17 ∗0.45−1.00
Κυψυ απ ΧΧΧΧΒΒΒΒ 65−115 µµ 150 µµ 200 µµ
1.00 1.05 1.15
Τιϕ υζυνλυυ ΧΧΧΧΡΡΡΡ
3−4 µ 4−6 µ 6−10 µ 10−30 µ >30 µ
0.75 0.85 0.95 1.0 <1.0
√ρνεκ αλµα ΧΧΧΧΣΣΣΣ Στανδαρτ Ασταρλ
1.0 1.15−1.30
* Türkiye’de kullanılan ekipman ve değeri ** Liao ve Whitman (1986)
![Page 44: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/44.jpg)
34
Youd vd. (2001), temiz kumlar ve 7.5 büyüklüğündeki bir deprem için CRR’nin
aşağıdaki eşitlikten hesaplanmasını önermektedirler.
( ) 200
1
4510
50
13534
12
60.1
60.1
60,15.7 −
+++
−=
N
N
NCRR (5.5)
Eğer N1.60 ≥ 30 ise, CRR hesaplanmaz ve zemin sıvılaşmayacak kadar sıkı olarak
nitelendirilir (Youd vd. 2001). Bu eşitlik, sadece temiz kumlar için (ince tane oranı,
FC<%5) önerilmiştir. FC’nin % 5’den büyük olması halinde, N1.60 aşağıdaki eşitlikle
eşdeğer temiz kum değerine (N1.60)CS dönüştürülür. Plastik özelliğe sahip ince tanelerin
varlığı durumunda, bu düzeltmelerin daha dikkatli yapılması ve mühendislik kararının
dikkatle uygulanması, yine Youd vd. (2001) tarafından önerilmektedir.
(N1.60 )CS = α + β N1.60 (5.6)
Burada; (N1.60)CS temiz kuma eşdeğer N1.60 değeri olup, α ve β katsayıları aşağıdaki
eşitliklerden belirlenir.
FC ≤ %5 ise α = 0 β = 1.0
%5 < FC < %35 ise α = exp[1.76-(190/FC2)] β = 0.99+(FC1.5/1000)
FC ≥ %35 ise α = 5.0 β = 1.2
Farklı büyüklükteki depremlerin tekrarlı gerilme oranı üzerindeki etkisinin de dikkate
alınabilmesi için çeşitli araştırmacılar tarafından ölçek faktörleri (MSF) önerilmiştir. Bu
ölçek faktörleri deprem büyüklüğüne göre çizelge 5.3’den belirlenir. Bu ölçekler, ilk
kez Seed ve Idriss (1982) tarafından önerilmiştir.
![Page 45: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/45.jpg)
35
Çizelge 5.3 Deprem büyüklüğü için önerilen ölçek faktörleri (MSF) (Youd ve Noble 1997, Youd vd. 2001’den)
Μ
Σεεδ ϖε
Ιδρισσ (1982)
Ιδρισσ
Αµβρασεψσ
(1988)
Αρανγο (1996) Ανδρυσ ϖε
Στοκοε (1997)
Ψουδ ϖε Νοβλε (1997)
Υζακλκ
Ενερϕι
ΠΛ<20% ΠΛ<32% ΠΛ<50%
5.5 1.43 2.20 2.86 3.00 2.20 2.80 2.86 3.42 4.44
6.0 1.32 1.76 2.20 2.00 1.65 2.10 1.93 2.35 2.92
6.5 1.19 1.44 1.69 1.60 1.40 1.60 1.34 1.66 1.99
7.0 1.08 1.19 1.30 1.25 1.10 1.25 1.00 1.20 1.39
7.57.57.57.5 1.001.001.001.00 1.001.001.001.00 1.001.001.001.00 1.001.001.001.00 1.001.001.001.00 1.001.001.001.00 −−−− −−−− 1.001.001.001.00
8.0 0.94 0.84 0.67 0.75 0.85 0.8 ? − − 0.73∗
8.5 0.89 0.72 0.44 − − 0.65? − − 0.56∗
* Çok belirsiz değerler.
Bir zeminin sıvılaşabilirliğinin göstergesi olan sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı (FL)
ise, aşağıdaki eşitlikten hesaplanır.
xMSFCSR
CRRFL
5,7= (5.7)
CRR7.5 : 7.5 büyüklüğündeki bir deprem için CRR
CSR : Depremin neden olduğu tekrarlı gerilme oranı
MSF : Deprem büyüklüğü için önerilen ölçek faktörüdür.
Kuramsal olarak; sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısının 1’den küçük ve bire eşit
değerleri için sıvılaşmanın meydana geleceği, 1’den büyük değerleri için sıvılaşmanın
olmayacağı kabul edilir (Seed ve Idriss 1982). Ancak şev ve temel tasarımında olduğu
gibi, sıvılaşma analizlerinde de doğadaki belirsizliklerden dolayı sıvılaşmaya karşı
güvenlik katsayısının aşağıda verilen aralıklara göre değerlendirilmesiyle zeminin
sıvılaşma potansiyeli tanımlanabilir. Bu amaçla, genel bir ölçüt olarak aşağıda verilen
FL aralıkları ve tanımlamaları Ulusay ve Tosun (1999) tarafından önerilmiştir.
![Page 46: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/46.jpg)
36
FL ≤ 1 Sıvılaşma
1< FL ≤ 1.2 Potansiyel sıvılaşma
FL > 1.2 Sıvılaşma beklenmez
Sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı, belli bir derinlikteki bir zemin seviyesinin
sıvılaşma direncinin, bir başka deyişle ilgili zemin seviyesinin sıvılaşabilirliliğinin
göstergesidir. Ancak sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı, sıvılaşmanın şiddetine bağlı
olarak yüzeyde gelişebilecek hasarların derecesine ilişkin bir değerlendirme
yapılmasında, ayrıca geniş alanlar için sıvılaşma potansiyelinin haritalanmasında tek
başına yeterli olmamaktadır. Bu nedenle, bir bölgenin sıvılaşma potansiyeli, diğer bir
ifadeyle sıvılaşma duyarlılığı, sadece güvenlik katsayısıyla değerlendirilememektedir.
Iwasaki vd. (1982), sıvılaşmaya bağlı olarak yüzeyde gözlenebilecek zemin
deformasyonlarının şiddetinin aşağıdaki üç faktör tarafından denetlendiğini
belirtmektedirler.
(1) Sıvılaşan seviyenin kalınlığı,
(2) Sıvılaşan seviyenin yüzeyden derinliği,
(3) Sıvılaşan seviye için güvenlik katsayısının 1 ile verilen sınır değerinden farkı.
Iwasaki vd. (1982) tarafından önerilen ve yukarıdaki parametreleri dikkate alan
sıvılaşma indeksi (LI) aşağıdaki eşitlikten belirlenir.
∫=20
0
)()( dzzWzFLI (5.8)
FL < 1.0 için F(z)=1-FL
FL ≥ 1.0 için F(z)=0
z< 20m için W(z)=10-0.5z
z ≥ 20m için W(z)=0
![Page 47: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/47.jpg)
37
Burada z, sıvılaşan seviyenin yüzeyden olan derinliğidir. LI’nın farklı değerlerine göre
zeminin sıvılaşma potansiyeli açısından sınıflandırılabilmesi amacıyla dört sınıftan
oluşan bir sınıflandırma sistemi yine Iwasaki vd. (1982) tarafından önerilmiştir (Çizelge
5.4).
Çizelge 5.4 Sıvılaşma potansiyeli sınıfları (Iwasaki vd. 1982)
ΣϖλαΣϖλαΣϖλαΣϖλαşµα ⇑νδεµα ⇑νδεµα ⇑νδεµα ⇑νδεκσι (κσι (κσι (κσι (ΛΙ)))) ΣϖλαΣϖλαΣϖλαΣϖλαşµα µα µα µα πππποτανσιψελιοτανσιψελιοτανσιψελιοτανσιψελι
0 ∩οκ δşκ
0 < ΛΙ ≤ 5 ∆şκ
5 < ΛΙ ≤ 15 Ψκσεκ
15 > ΛΙ ∩οκ Ψκσεκ
Iwasaki vd. (1982) tarafından önerilen sınıflamada “düşük” ve “yüksek” sıvılaşma
potansiyeli gibi sınıflar tanımlanırken, “orta” sıvılaşma potansiyeline sahip sınıf aralığı
tanımlanmamıştır.
Sönmez ve Gökçeoğlu (2005), sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısının (FL),
sıvılaşmanın gelişmeyeceği sınır değerinin kullanımının tartışmaya açık olduğunu
vurgulamış ve çalışmalarında, ilgili literatürde “sıvılaşmaz” ile “potansiyel sıvılaşma”
koşullarını ayırmak için kullanılan 1.2 değerinin, yeterli bir sınır değeri olup
olamayacağının tartışılmasının gerekli olduğu üzerinde durmuşlardır. Güvenlik
katsayısının seçiminde, analizlerde kullanılan deprem ve zemin parametrelerinin
içerdikleri belirsizlikler, sıvılaşma açısından olasılığa dayalı bir değerlendirmenin
yapılmasının gerekliliğini göstermekte olup, bazı araştırmacılar sıvılaşmanın olasılık
esaslı değerlendirilmesine yönelik çalışmalar yapmıştır. Bu araştırmacılardan Chen ve
Juang (2000) ve Juang vd. (2003), sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısına bağlı olarak,
sıvılaşma olasılığı (PL) kavramını önermişlerdir.
PL = ( ) 5.496.0/1
1
LF+ (5.9)
![Page 48: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/48.jpg)
38
Aynı araştırmacılar Eşitlik 5.9’da hesaplanan sıvılaşma olasılığına bağlı olarak, çizelge
5.5 da verilen sınıflamayla zeminlerin sıvılaşabilirliği tanımlanmışlardır.
Lee vd. (2003), Iwasaki vd. (1982) tarafından önerilen sıvılaşma indeksi formülündeki
F(z) ifadesinin yerine, PL(z) terimini kullanmışlar ve eşitliği sıvılaşma riski (IR) olarak
adlandırmışlardır (E.10).
∫=20
0
)()( dzzWzPI LR (5.10)
Sönmez ve Gökçeoğlu (2005), Eşitlik 10’da verilen ilişki için çizelge 5.6’deki
sınıflamayı önermişlerdir. Ayrıca, Eşitlik 10’da risk kavramının ifade edilmediğini
belirterek, IR yerine, sıvılaşma şiddeti indeksi (LS) kavramını önermişlerdir.
Çizelge 5.5 Chen ve Juang (2000) tarafından önerilen sıvılaşma olasılığı sınıflaması ve sınıf
aralıkları için FL değerleri
Σϖλαşµα ολασλ (ΠΛ)
Τανµλαµα Σϖλαşµαψα καρş γϖενλικ κατσαψσ αραλκλαρ (ΦΛ)
0.85 ≤ PL < 1.00 Σϖλαşµα ηεµεν ηεµεν κεσιν 0.653 ≥ ΦΛ > 0.000
0.65 ≤ ΠΛ < 0.85 Σϖλαşµα οκ ολασ 0.837 ≥ ΦΛ > 0.653
0.35 ≤ ΠΛ < 0.65 Σϖλαşµα ϖεψα σϖλαşµαµασ εşιτ ολασλκλ 1.102 ≥ ΦΛ > 0.837
0.15 ≤ ΠΛ < 0.35 Σϖλαşµα ολασ δειλ 1.411 ≥ ΦΛ > 1.102
0.00 ≤ ΠΛ < 0.15 Σϖλαşµαµα ηεµεν ηεµεν κεσιν ∞ ≥ ΦΛ > 1.411 Çizelge 5.6 Sıvılaşma Şiddeti Sınıflaması (Sönmez ve Gökçeoğlu 2005)
Sıvılaşma Şiddeti İndeksi (LS) Sıvılaşma Şiddeti
85 ≤ LS< 100 Çok yüksek
65 ≤ LS< 85 Yüksek
35 ≤ LS< 65 Orta
15 ≤ LS< 35 Düşük
0 <LS< 15 Çok düşük
LS = 0 Sıvılaşmaz
![Page 49: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/49.jpg)
39
5.5 Örtü Zeminlerinin Sıvılaşmaya Etkisi Deprem sırasında sıvılaşan seviyelerin yüzeyde gözlenip gözlenmeyeceği ve/veya
yüzeydeki zeminde bir etkiye neden olup olmayacağı; gelişen boşluk suyu basıncının
büyüklüğüne, sıvılaşan zemin seviyesinin kalınlığı ile sıkılığına bağlı olduğu kadar,
sıvılaşan zemin seviyesinin üzerinde yeralan sıvılaşmaya karşı dirençli örtü zemininin
kalınlığına ve geçirimliliğine de bağlıdır (Ishihara 1985).
Örtü zemininin kalınlığının az olması, sıvılaşan sığ zemin seviyelerinin yüzeyde
yaratacağı deformasyonun daha da artmasına neden olur. Ishihara (1985), 1974 ve 1983
Nihonkai-Chubu (Japonya) ve Tangsten (Çin) depremlerinde zeminde gözlenen
sıvılaşmaya bağlı hasarları değerlendirmiş ve farklı en büyük yatay yer ivmesi değer
aralıkları için sıvılaşan zemin ile sıvılaşmaya karşı dirençli örtü zemininin kalınlığı
arasındaki ilişkiye bağlı olarak, sıvılaşma etkilerinin yüzeyde görülüp görülmeyeceğinin
tahmini amacıyla kullanılmak üzere bir abak önermiştir (Şekil 5.4).
Şekil 5.4.a.Yüzeyde sıvılaşmadan kaynaklanabilecek zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenip
gözlenmeyeceğinin önceden kestirimi için önerilmiş abak, b. Bu grafiğin kullanılmasında sıvılaşmaya karşı dirençli örtü zemini ile sıvılaşabilen seviyelerin kalınlıklarını tanımlayan kesitler (Ishihara 1985)
![Page 50: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/50.jpg)
40
Sönmez vd. (2008), Ishihara (1985) tarafından önerilen bu yaklaşımın önemli
sınırlamaları içerdiğini belirtmişlerdir. Sıvılaşmaya karşı dirençli zeminin altında farklı
sıvılaşma potansiyeline sahip zemin seviyelerini ve/veya sıvılaşmanın gelişmeyeceği
ara bantları içeren karmaşık zemin profilleri için bu yaklaşımın sınırlı kalacağı
görülmektedir. Ayrıca, bu yaklaşımda sadece ivmenin değeri dikkate alınırken, zeminin
sıkılığı, ince tane içeriği gibi diğer faktörler göz ardı edilmiş ve sadece SPT-N değeri
10’dan düşük olan zeminleri sıvılaşabilir zeminler olarak dikkate almıştır. Sönmez vd.
(2008) bu sınırlamaları giderebilecek ve sıvılaşmanın şiddetinin bir ölçüsü olan, farklı
sıvılaşma potansiyeline sahip olan ve / veya olmayan seviyeleri de dikkate alan bir abak
önermişlerdir (Şekil 5.5).
.
Şekil 5.5 Sıvılaşma şiddeti indeksi - örtü zemini kalınlığı – sıvılaşmanın yüzeyde izlenebilirliği arasındaki ilişki (Sönmez vd. 2008)
![Page 51: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/51.jpg)
41
6. İNCELEME ALANINDA SIVILAŞMANIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu çalışmada, SPT verisi ile laboratuvar deney sonuçlarını esas alan Youd vd.
(2001)’ne ait sıvılaşma analiz yöntemi kullanılarak inceleme alanının sıvılaşma
potansiyeli araştırılmış, bu analizin sonuçları ile sıvılaşma şiddeti indeksinden
yararlanılarak sahanın sıvılaşma şiddeti haritası hazırlanmış, ayrıca Ishihara (1985) ve
Sönmez vd. (2008)’ne göre örtü zeminin sıvılaşmaya etkisi incelenmiştir.
6.1. Veri Tabanının Oluşturulması Sıvılaşma analizlerinde, bu sondajlarda yapılan SPT-N darbe sayıları, yeraltı suyu
tablası derinliği ve sondaj sırasında alınan örneklerin seviyeleri ile bu örnekler üzerinde
yapılan fiziksel ve indeks deneylere ait olan ve Bölüm 4’deki çizelge 4.2’de verilen
sonuçlar kullanılmıştır.
Sondajlarda kullanılan şahmerdan tipi, kuyu çapı, tij uzunluğu ve örnekleme türü
dikkate alınarak SPT-N darbe sayıları için gerekli kuyu düzeltmeleri yapılmıştır. Tüm
seviyeler için Bölüm 5.4’deki çizelge 5.2’ye göre seçilen düzeltme faktörleri aşağıda
verilmiştir.
CE = 0.75 ( Donut şahmerdan)
CB = 1.15 ( 200 mm kuyu çapı)
CR = 0.75 (3 m tij uzunluğu)
CS = 1.00 (Standart örnek alımı) CN değerleri, analiz yapılan her seviye için ayrı ayrı hesaplanmış olup ve çizelge 6.1’de
verilmiştir.
![Page 52: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/52.jpg)
42
Çizelge 6.1 İnceleme alanındaki zeminlerde sıvılaşma analizinde kullanılan hesaplanmış örtü yükü (cN) düzeltmeleri
ΣΚ1 ΣΚ2 ΣΚ3 ΣΚ4 ∆ερινλικ
(µ) χΝ
∆ερινλικ (µ)
χΝ ∆ερινλικ
(µ) χΝ
∆ερινλικ (µ)
χΝ
4,75 1,099 4,75 1,086 3,25 1,577 10,75 0,830 6,25 1,018 6,25 1,007 4,75 1,360 12,25 0,793 7,75 0,952 7,75 0,943 6,25 1,214 13,75 0,761 9,25 0,897 9,25 0,890 7,75 1,106 15,25 0,732 12,25 0,811 10,75 0,845 9,25 1,023 16,75 0,706 13,75 0,777 13,75 0,772 18,25 0,683 15,25 0,746 16,75 0,715 18,25 0,691 19,75 0,670
ΣΚ5 ΣΚ6 ΣΚ7 ΣΚ8
∆ερινλικ (µ)
χΝ ∆ερινλικ
(µ) χΝ
∆ερινλικ (µ)
χΝ ∆ερινλικ
(µ) χΝ
4,3 1,082 6,25 0,977 9,25 0,872 5,25 1,124 18,25 0,684 7,75 0,918 10,75 0,830 19,75 0,685 20,25 0,656 9,25 0,869 21,25 0,664 10,75 0,827 12,25 0,790 13,75 0,758 15,25 0,730 16,75 0,704
6.2 Sıvılaşma Analizleri ve Sıvılaşma Potansiyeli Haritasının Hazırlanması İri taneli zeminlerde SPT darbe sayıları dikkate alınarak Youd vd. (2001) tarafından
önerilen yaklaşım kullanılarak sıvılaşma potansiyeli hesaplanmış, sıvılaşma şiddeti
haritası oluşturulmuş ve sıvılaşmanın yüzeye etkisi araştırılmıştır. İnceleme alanındaki
ince taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli ise Seed ve Idriss (1982)’in Çin ölçütüne,
Andrews ve Martin (2000)’in Modifiye Çin ölçütüne ve Seed vd. (2003) yöntemine
göre her bir sondaj kuyusu ve derinliği için hesaplanmıştır.
Tekrarlı gerilme oranının (CSR) belirlenmesinde, deprem büyüklüğü (Mw) ve en büyük
yatay yer ivmesi (amax) değerleri kullanılmaktadır. Analizlerde, 1999 Kocaeli depremi
büyüklüğü değeri (Mw =7.4) olan kullanılmıştır. Deprem kaynağından uzaklaştıkça,
deprem dalgalarının sönümlenmesine bağlı olarak en büyük yer ivmesi azalmakta ve
zemin koşulları da amax‘ı etkilemektedir. Ulusay vd. (2004), amax’ı etkileyen değişik
![Page 53: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/53.jpg)
43
faktörleri dikkate alarak ve Türkiye’deki depremlere ait verileri kullanarak ivme azalım
ilişkileri geliştirmişlerdir (Eşitlik 6.1).
(6.1)
PGA : Pik yer ivmesi,
Mw : Moment büyüklüğü,
RE : Episantır’a uzaklık
SA = SB = 0 ( kaya için)
SA = 1 ve SB = 0 (zemin için)
SA = 0 ve SB = 1 (yumuşak zemin için) kabul edilmiştir.
İnceleme alanının en yakın diri fay hattına olan uzaklığı ve o fay hattında meydana
gelmiş en büyük deprem büyüklüğü kullanılarak elde edilen ivme değerleri, zemin için
445 gal ve yumuşak zemin için 556 gal olarak hesaplanmıştır. Gerek inceleme alanının
güneyinden geçen Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun uzunluğunun belirsiz oluşu, gerekse
1999 Kocaeli depremine ait gerçek kayıtların mevcut oluşu nedeniyle, ivme azalım
ilişkilerinden elde edilen değerler analizlerde kullanılmamıştır. İnceleme alanının en
yakın diri fay hattına olan uzaklığı yaklaşık 10 km olup, konumu şekil 6.1 de
gösterilmiştir. En büyük yatay yer ivmesinin seçilmesi amacıyla, 1999 Kocaeli depremi
sırasında inceleme alanına en yakın konumdaki kuvvetli yer hareketi kayıt
istasyonlarından alınmış kayıtlar dikkate alınmıştır. İnceleme alanına yakın 3 adet ivme
istasyonu bulunmaktadır (Şekil 6.2). Bunlardan Gebze Tübitak (GBZ) istasyonunda, en
büyük yatay yer ivmesi 264 gal olarak ölçülmüştür. Bu istasyonun çalışma alanına
uzaklığı yaklaşık 10 km’dir. Arçelik ARGE (ARC) istasyonunda ölçülen en büyük
yatay yer ivmesi değeri, 211 gal olup inceleme alanına uzaklığı, yaklaşık 2.5 km’dir.
Yarımca Pektim (YPT) istasyonunda ölçülen en büyük yatay yer ivmesi 322 gal olup
inceleme alanına uzaklığı yaklaşık 35 km’dir (Çizelge 6.2). GBZ ve ARC istasyonları
kaya üzerinde kurulmuş olduğundan, inceleme alanının zemin koşullarını
yansıtmamaktadır. YPT istasyonu ise oldukça derin bir alüvyal istif üzerinde
kurulmuştur ve inceleme alanının zemin koşullarıyla benzerlik taşıyacağı
düşünülmüştür. Yapılan analizlerde, YPT istasyonunda ölçülen kayıtlar esas alınmıştır.
)9282.188427.7Re3.33(0218.018.2 BA SSMwePGA
++−=
![Page 54: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/54.jpg)
44
Şekil 6.1 İnceleme alanının güneyinden geçen Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ)
(Anonim 2003’den alınmıştır)
Şekil 6.2 İnceleme alanı yakınındaki kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarının konumu
![Page 55: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/55.jpg)
45
Çizelge 6.2 Gebze civarındaki kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarından, 17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi sırasında alınmış ivme kayıtları (Anonim 2010)
İstasyon Zemin türü En büyük yatay yer ivmesi
K - G D - B Düşey
Yarımca- Pektim (YPT) Yumuşak zemin 322 230 241
Gebze-TUBİTAK (GBZ) Kaya 265 141 198
Arçelik ARGE (ARC) Kaya 134 211 83
Siltli ve killi zeminlerin (FC>35), iri taneleri birbirinden ayıracak veya genel zemin
davranışını kontrol edebilecek miktarlarda olduğu durumlarda, sıvılaşmanın
gerçekleşmesi için siltli veya killi malzemenin plastik olmaması, ya da düşük plastisiteli
olması (PI≤%10-12) koşulu sağlanmalıdır. Düşük plastisiteli silt ve siltli kumlar hem
sıvılaşabilir olmaları, hem de boşluk suyu basıncının hızlı biçimde dağılımını
engelleyebilecek kadar düşük geçirimliliğe sahip olmaları sebebiyle en tehlikeli zemin
türleridir. Ancak bu koşullar, tüm zemin türlerinin sıvılaşma davranışlarının
belirlenmesi için yeterli değildir (Çetin ve Unutmaz 2004). İnceleme alanındaki siltli ve
killi zeminlerin sıvılaşıp sıvılaşmayacağına ilişkin değerlendirmeler, Seed ve Idriss
(1982), Andrews ve Martin (2000) ve Seed vd. (2003) tarafından önerilen ve kil içeriği
ile likit limiti dikkate alan ölçütlerden yararlanılarak yapılmıştır (Şekil 6.3- 6.6). İnce
taneli zeminlerin tane boyu dağılım eğrileri Bölüm 4, Şekil 4.2-4.5’de verilmiştir.
Şekil 6.3 İnceleme alanındaki CL grubu ince taneli zeminlerin Çin ölçütüne
(Seed ve Idriss 1982) göre sıvılaşma potansiyeli
![Page 56: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/56.jpg)
46
Şekil 6.4 İnceleme alanındaki CL grubu zeminlerin Modifiye Çin Ölçütü’ne
(Andrews ve Martin 2000) göre sıvılaşma potansiyeli
Şekil 6.5 İnceleme alanındaki SK1, SK2, SK3 ve SK4 numaralı sondajlarda kesilen ince taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli (Seed vd. 2003’e göre)
![Page 57: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/57.jpg)
47
Şekil 6.6 İnceleme alanındaki SK5, SK6, SK7 ve SK8 numaralı sondajlarda kesilen ince taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli (Seed vd. 2003’e göre)
Seed ve Idris (1982)’e göre yapılan analizler sonucunda inceleme alanındaki ince taneli
zeminlerde sıvılaşma beklenmemektedir. Andrews ve Martin (2000)’e göre, ince taneli
zeminlerin çoğunluğunda sıvılaşma çıkmamasına rağmen bir kısmında sıvılaşma
potansiyeli açısından ileri çalışma gerektirmektedir. Seed vd. (2003)’ne göre ise, SK4
numaralı sondajda 4.5-10.0 m’ler ve SK6 numaralı sondajda 17.50-21.50 m’ler
arasındaki seviyelerin sıvılaşabilir olduğu belirlenmiştir. Ishihara (1985)’ya göre bu
seviyelerdeki sıvılaşmanın etkisinin yüzeyde gözleneceği sonucuna varılmıştır (Şekil
6.7).
Sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısının hesaplanmasında, en büyük yer ivmesi ve
deprem büyüklüğü değerine karar verildikten sonra, SPT verisini esas alan Youd vd.
(2001)’nin yöntemine göre sıvılaşma potansiyeli analizleri yapılmıştır. Analiz yapılan
tüm seviyelerde sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı (FL), 1.2’nin altında çıkmıştır.
İnceleme alanındaki zeminlerin, Iwasaki vd. (1982)’ne göre sıvılaşma potansiyeli
sınıflaması çizelge 6.3’de, Sönmez ve Gökçeoğlu (2005)’nun sıvılaşma siddeti indeksi
sınıflamasına göre sıvılaşma şiddeti sınıfları çizelge 6.4’de verilmiştir. İnceleme
alanında yapılan sondajlarda kesilen zeminlerin Youd vd. (2001)’ne göre sıvılaşma
analiz sonuçları çizelge 6.5’de verilmiştir.
![Page 58: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/58.jpg)
48
Şekil 6.7 İnceleme alanındaki ince taneli zeminlerde, zemin deformasyonlarının yüzeyde
gözlenip gözlenmeyeceğinin değerlendirilmesi (Ishihara 1985) Çizelge 6.3 İnceleme alanındaki zeminlerin Iwasaki vd. (1982) göre
sıvılaşma potansiyeli sınıflaması
Sondaj No
Derinlik (m)
YASS (m)
LI Sıvılaşma Potansiyeli
Iwasaki vd. (1982) SK1 25.95 3.80 29.47 Çok yüksek SK2 25.95 4.00 37.66 Çok yüksek SK3 27.45 1.00 6.35 Yüksek SK4 21.45 4.50 5.08 Yüksek SK5 20.45 3.20 0.91 Düşük SK6 21.45 4.60 20.36 Çok yüksek SK7 20.45 4.50 0.00 Çok düşük SK8 21.45 3.00 5.14 Yüksek
Çizelge 6.4 İnceleme alanındaki zeminlerin sıvılaşma şiddeti indeksi (Ls) ve sınıfı
(Sönmez ve Gökçeoğlu 2005) Sondaj No
Derinlik (m)
YASS (m)
LS Sıvılaşma şiddeti sınıfı
SK1 25.95 3.80 52.17 orta SK2 25.95 4.00 53.78 orta SK3 27.45 1.00 25.04 düşük SK4 21.45 4.50 15.72 düşük SK5 20.45 3.20 2.76 Çok düşük SK6 21.45 4.60 44.70 orta SK7 20.45 4.50 0.00 Çok düşük SK8 21.45 3.00 7.44 Çok düşük
![Page 59: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/59.jpg)
49
Çizelge 6.5 İnceleme alanında yapılan sondajlarda kesilen zeminlerin Youd vd.ne (2001) göre sıvılaşma analiz sonuçları.
Sondaj No SK1 YASS (m) 3.8
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn (kN/m3) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
4.75 9 SC 17 18.64 88.54 79.22 1.099 7.25 10.70 0.964 0.225 0.119 0.53 Olabilir 5.381 0.936 10.70
6.25 5 SC 17 18.64 116.50 92.47 1.018 4.17 7.43 0.952 0.251 0.091 0.36 Olabilir 6.567 0.988 10.18
7.75 7 SC 17 18.64 144.46 105.71 0.952 5.46 8.80 0.941 0.269 0.103 0.38 Olabilir 5.681 0.984 9.05
9.25 9 SC 17 18.64 172.42 118.96 0.897 6.62 10.03 0.927 0.281 0.113 0.40 Olabilir 4.813 0.980 7.90
12.25 14 SC 17 18.64 228.34 145.45 0.811 9.8 13.40 0.847 0.278 0.144 0.52 Olabilir 2.984 0.941 5.83
13.75 16 SC 17 18.64 256.30 158.69 0.777 10.7 14.38 0.807 0.273 0.154 0.56 Olabilir 2.180 0.916 4.58
15.25 16 SC 17 18.64 284.26 171.94 0.746 10.3 13.93 0.767 0.265 0.149 0.56 Olabilir 1.867 0.917 3.92
29.47 52.17
Sondaj No SK2 YASS (m) 4.0
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
4.75 1 SC 34 18.64 88.54 81.18 1.086 0.80 5.88 0.964 0.220 0.079 0.36 Olabilir 7.343 0.988 11.30
6.25 3 SC 34 18.64 116.50 94.43 1.007 2.48 7.87 0.952 0.246 0.095 0.39 Olabilir 6.334 0.984 10.14
7.75 3 SC 10 18.64 144.46 107.67 0.943 2.32 3.24 0.941 0.264 0.060 0.23 Olabilir 7.106 0.998 9.17
9.25 1 SC 10 18.64 172.42 120.92 0.890 0.73 1.61 0.927 0.277 0.051 0.19 Olabilir 6.570 0.999 8.06
10.75 1 SC 10 18.64 200.38 134.16 0.845 0.73 1.61 0.887 0.277 0.051 0.19 Olabilir 5.656 0.999 6.93
13.75 5 SC 24 18.64 256.30 160.65 0.772 3.33 7.87 0.807 0.269 0.095 0.35 Olabilir 3.038 0.989 4.64
16.75 13 SC 24 18.64 312.22 187.14 0.715 8.02 13.06 0.727 0.254 0.141 0.56 Olabilir 1.082 0.921 2.25
18.25 16 SC 24 18.64 340.18 200.39 0.691 9.54 14.75 0.687 0.244 0.158 0.65 Olabilir 0.465 0.856 1.12
19.75 15 SC 24 18.64 368.14 213.63 0.670 8.66 13.77 0.647 0.233 0.148 0.63 Olabilir 0.069 0.866 0.16
*Liao ve Whitman (1986), amax = 322 gal (17.08.1999 Yarımca PETKİM en büyük ivme kaydı). 37.66 53.78
![Page 60: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/60.jpg)
50
Çizelge 6.5 (devam ediyor)
Sondaj No SK3 YASS(m) 1.0
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
3,25 23 SC 16 18,64 60,58 38,51 1,577 23,46 27,50 0,975 0,321 0,353 1,10 Olabilir 0 0,351 4,42
4,75 23 SC 16 18,64 88,54 51,75 1,360 22,94 26,94 0,964 0,345 0,337 0,98 Olabilir 0,275 0,481 5,51
6,25 14 SC 32 18,64 116,50 65,00 1,214 13,92 21,13 0,952 0,357 0,230 0,64 Olabilir 3,672 0,858 8,85
7,75 21 SC 32 18,64 144,46 78,24 1,106 19,04 27,12 0,941 0,364 0,342 0,94 Olabilir 0,551 0,524 4,81
9,25 20 SC 32 18,64 172,42 91,49 1,023 16,77 24,46 0,927 0,366 0,282 0,77 Olabilir 1,853 0,729 5,88
6.35 25.04
Sondaj No SK4 YASS(m) 4,50
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
10,75 20 SC 17 18.64 200,38 139,07 0,830 14,31 18,19 0,887 0,267 0,194 0,72 Olabilir 1,781 0,780 5,05
12,25 27 SC 17 18.64 228,34 152,31 0,793 18,46 22,59 0,847 0,266 0,251 0,94 Olabilir 0,309 0,520 2,82
13,75 29 SC 21 18.64 256,30 165,56 0,761 19,02 24,44 0,807 0,261 0,281 1,08 Olabilir 0 0,375 1,76
15,25 17 SC 21 18.64 284,26 178,80 0,732 10,73 15,43 0,767 0,255 0,164 0,64 Olabilir 1,267 0,857 3,05
16,75 13 SC 21 18.64 312,22 192,05 0,706 7,92 12,38 0,727 0,247 0,135 0,54 Olabilir 1,036 0,928 2,11
18,25 20 SC 21 18.64 340,18 205,29 0,683 11,78 16,58 0,687 0,238 0,176 0,74 Olabilir 0,318 0,763 0,93
5.08 15.72
Sondaj No SK5 YASS(m) 3,2
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
3,75 6 SC 32 18.64 69,90 81,77 1,082 5 10,40 0,971 0,174 0,117 0,67 Olabilir 0,794 0,831 2,02
18,25 23 SC 32 18.64 340,18 192,54 0,705 14 21,21 0,687 0,254 0,231 0,91 Olabilir 0,118 0,560 0,74
20,25 29 SC 32 18.64 377,46 210,20 0,675 17 24,60 0,633 0,238 0,284 1,19 Olabilir 0,000 0,273 0,00
*Liao ve Whitman (1986), amax = 322 gal (17.08.1999 Yarımca PETKİM en büyük ivme kaydı). 0.91 2.76
![Page 61: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/61.jpg)
51
Çizelge 6.5 (devam ediyor)
Sondaj No SK6 YASS(m) 4,60
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
6,25 9 SC 34 18.64 116,5 100,31 0,977 7,2 10,36 0,952 0,231 0,116 0,50 Olabilir 5,130 0,948 9,78
7,75 19 SC 34 18.64 144,46 113,56 0,918 14 17,84 0,941 0,250 0,190 0,76 Olabilir 2,219 0,743 6,82
9,25 19 SC 10 18.64 172,42 126,8 0,869 14 17,03 0,927 0,264 0,181 0,69 Olabilir 2,528 0,819 6,60
10,75 15 SC 10 18.64 200,38 140,05 0,827 11 14,04 0,887 0,266 0,151 0,57 Olabilir 3,005 0,915 6,34
12,25 18 SC 10 18.64 228,34 153,29 0,790 12 15,70 0,847 0,264 0,167 0,63 Olabilir 2,133 0,867 5,04
13,75 15 SC 24 18.64 256,3 166,54 0,758 9,8 13,11 0,807 0,260 0,142 0,55 Olabilir 2,134 0,928 4,35
15,25 10 SC 24 18.64 284,26 179,78 0,730 6,3 9,40 0,767 0,254 0,108 0,43 Olabilir 2,048 0,975 3,47
16,75 14 SC 24 18.64 312,22 193,03 0,704 8,5 11,73 0,727 0,246 0,129 0,52 Olabilir 1,162 0,939 2,29
20.36 44.70
Sondaj No SK7 YASS(m) 4,5
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
10,75 37 SC 14 18.64 200,38 139,07 0,830 26 29,81 0,887 0,267 0,455 1,70 Beklenmez 0,00 0,00 0,00
0.00 0.00
Sondaj No SK8 YASS(m) 3
Derinlik (m) SPT-N USCS FC γn(kN/m3 ) σv (kPa) σv' (kPa) CN* N1,60 (N1)60cs rd* CSR CRR FL Sıvılaşma LI PL LS
5,25 3 SC 19 18.64 97,86 75,7875 1,124 2,47 6,09 0,96 0,26 0,08 0,31 Olabilir 5,09 0,99 7,33
19,75 27 SC 19 18.64 368,14 203,823 0,685 15,96 20,56 1,03 0,39 0,22 0,57 Olabilir 0,05 0,91 0,11
21,25 31 SC 19 18.64 396,1 217,068 0,664 17,76 22,49 0,65 0,25 0,25 1,01 Olabilir 0,00 0,44 0,00
*Liao ve Whitman (1986), amax = 322 gal (17.08.1999 Yarımca PETKİM en büyük ivme kaydı). 5.14 7,44
![Page 62: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/62.jpg)
52
Sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı, zemin profili boyunca herhangi bir seviyenin
sıvılaşabilirliği ile ilgili yeterli bilgi sunmasına karşın, geniş alanların sıvılaşma
potansiyeline göre sınıflandırılabilmesi için yeterli değildir (Sönmez ve Gökçeoğlu
2005). Bu tez çalışmasında, sıvılaşma potansiyeli haritasının hazırlanmasında, Sönmez
ve Gökçeoğlu (2005) tarafından önerilen Sıvılaşma Şiddeti İndeksi (LS) ve sınıflaması
kullanılmıştır. Hesaplanan ve çizelge 6.5’de verilen değerler kullanılarak inceleme
alanının sıvılaşma şiddeti haritası oluşturulmuştur (Şekil 6.8). Bu haritaya göre
inceleme alanı sıvılaşma potansiyeli açısından 3 farklı bölgeye ayrılmaktadır. Bunlar
“çok düşük”, “düşük” ve “orta” sıvılaşma potansiyeli olan alanlardır.
Sıvılaşmanın geliştiği seviyedeki kum taneciklerinin yüzeye kadar ulaşması gözenek
suyu basıncının büyüklüğüne, sıvılaşan zeminin kalınlığına ve sıkılığına bağlı olduğu
kadar, sıvılaşan zeminin üzerinde yer alan sıvılaşmaya karşı dirençli örtü zemininin
kalınlığına da bağlıdır (Ishihara 1985). Bununla birlikte, yüzeyde kum kaynamalarının
yanı sıra, sıvılaşmaya bağlı zemin deformasyonlarının gözlenebilmesi de örtü zeminin
kalınlığı ve bu seviyenin altındaki sıvılaşmanın şiddeti ile yakından ilişkilidir (Sönmez
vd. 2008). Bu tez çalışması kapsamında, sıvılaşmanın etkilerinin yüzeyde gözlenip
gözlenmeyeceği değerlendirilmiş ve Ishihara (1985)’ya göre SK1, SK2, SK3 ve SK6
numaralı sondajlarda kesilen killi kum zeminlerde sıvılaşma kaynaklı zemin hasarının
yüzeyde gözlenebilir alana düştüğü görülmüştür (Şekil 6.9). Buna karşın Sönmez vd.
(2008)’ne göre sadece SK1 ve SK2 numaralı sondajlardaki killi kum (SC) türü zeminler
“sıvılaşmanın izi gözlenebilir” alana düşmektedir (Şekil 6.10).
Ishihara (1985) tarafından önerilen yaklaşım sıvılaşmaya karşı dirençli zeminin altında
farklı sıvılaşma potansiyeline sahip zemin seviyelerini ve/veya sıvılaşmanın
gelişmeyeceği ara bantları içeren ardalanmalı zemin profilleri için sınırlı kalmakta, ince
tane içeriği gibi bazı etkenleri göz ardı ederek SPT-N darbe sayısı 10’dan düşük olan
zeminleri sıvılaşabilir zeminler olarak dikkate almaktadır. İnceleme alanında farklı
sıvılaşma potasiyeline sahip zeminlerin ve sıvılaşmanın gelişmeyeceği ara bantların
bulunduğu, ince tane oranını ve SPT-N darbe sayısı göz önüne alındığında Ishihara
(1985)’e göre yapılan değerlendirmenin gerçeği yansıtmayacağı düşünülmüştür. Ayrıca,
![Page 63: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/63.jpg)
53
1999 Kocaeli depreminde, inceleme alanımızı da içine alan İzmit Körfezi kuzeyinde
yüzeyde sıvılaşmanın gözlenmemiş olması dikkate alındığında Sönmez (2008)’e göre
yapılan değerlendirmenin daha gerçekçi olabileceğini göstermektedir.
Şekil 6.8 İnceleme alanının sıvılaşma şiddeti haritası
![Page 64: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/64.jpg)
54
Şekil 6.9 İnceleme alanında, zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenip
gözlenmeyeceğinin değerlendirilmesi (Ishihara 1985)
Şekil 6.10 İnceleme alanında, zemin deformasyonlarının yüzeyde gözlenip
gözlenmeyeceğinin değerlendirilmesi (Sönmez vd. 2008)
![Page 65: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/65.jpg)
55
7. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Yüksek lisans tez çalışması kapsamında elde edilen sonuçlar ve bunlara bağlı olarak
yapılabilecek öneriler aşağıda maddeler halinde sunulmuştur.
1. İnceleme alanı, Çayırova Saz Deresi’nin İzmit Körfezine döküldüğü yerdeki alüvyon
birikintileri üzerinde yer almakta olup alüvyon; sarımsı kahve, yeşilimsi, gri renkli,
kavkılı, çok gevşek- orta sıkı, killi kum (SC) zeminler ile yeşilimsi koyu gri renkli, çok
yumuşak-sert kıvam aralığında, düşük plastisiteli anorganik kil (CL) zeminlerden
oluşmaktadır. Yeraltı suyu tablasının derinliği, 1.00 m ile 4.60 m arasında
değişmektedir.
2. Killi kumun SPT-N darbe sayıları 1 ile 46 arasında değişmekte olup, çok gevşek ile
sıkı arasındadır. CL grubu kilin SPT-N darbe sayıları 1 ile 52 arasında değişmekte olup,
çok yumuşak ile sert arasında değişmektedir.
3. Seed ve Idris (1982) ve Andrews ve Martin (2000)’e göre yapılan analizler
sonucunda inceleme alanındaki ince taneli zeminlerde sıvılaşma beklenmeyeceği
anlaşılmaktadır. Ancak Seed vd. (2003)’ne göre ise, SK4 numaralı sondajda 4.50-10.00
m ve SK6 numaralı sondajda 21.00-22.00 m’ler arasındaki seviyelerde sıvılaşma
olasılığı söz konusu olabilir.
4. İnceleme alanındaki killi kum (SC) zeminlerde Youd vd. (2001)’ne göre sıvılaşma
analizleri yapılmış, SK7 numaralı sondaj hariç diğer sondajlarda killi kum (SC)
seviyelerinin sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısı 1,2’in altında hesaplanmıştır.
5. İnceleme alanındaki killi kum zeminlerin, Sönmez ve Gökçeoğlu (2005) tarafından
önerilen Sıvılaşma Şiddeti İndeksi (LS) sınıflaması “çok düşük”, “düşük”, “orta” ve
Iwasaki vd. (1982)’ne göre sıvılaşma potansiyeli sınıflaması “çok düşük”, “yüksek”,
“çok yüksek” olarak belirlenmiştir.
![Page 66: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/66.jpg)
56
6. Bu çalışmada sıvılaşmanın etkilerinin yüzeyde gözlenip gözlenmeyeceği
değerlendirilmiş olup Ishihara (1985)’e göre yapılan değerlendirmelerin inceleme
alanındaki zemin şartları için önemli sınırlamalar içerdiği düşünülerek Sönmez vd.
(2008)’e göre yapılan değerlendirmenin inceleme alanındaki zemin şartlarına daha
uygun olduğu düşünülmüştür. Buna göre SK3, SK4, SK5, SK6, ve SK8 numaralı
sondajlardaki killi kum “yüzeyde sıvılaşmanın izi gözlenmez” alana düşerken SK1 ve
SK2 numaralı sondajlarda “sıvılaşmanın izi gözlenebilir” alana düşmektedir. İnceleme
alanındaki killi kum zeminler “yüzeyde sıvılaşmanın izi gözlenir” alanda
yeralmamaktadır.
7. Yapılan sıvılaşma analizi ve değerlendirmeleri sonucunda, Gebze Atıksu Arıtma
Tesisi’nin inşa edileceği alandaki zeminde, sıvılaşma meydana gelebileceği ancak, örtü
zemin etkisi nedeni ile sıvılaşmanın neden olabileceği zemin deformasyonlarının
yüzeyde gözlenmeyeceği sonucuna varılmıştır. İnşaat alanında yapı yelerindeki kazı ile
örtü zeminin kaldırılması veya deprem sırasında yüzey kırıklarının oluşması halinde
sıvılaşmanın etkisinin yüzeyde gözlenebileceği dikkate alınmalıdır.
![Page 67: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/67.jpg)
57
KAYNAKLAR Andrews, D. C. A. and Martin, G. R. 2000. “Criteria for Liquefaction of Silty Soils.”
12th World Conference on Earthquake Engineering, Proceedings, Auckland, New Zealand.
Anonim, 2000. 1/500.000 ölçekli jeoloji haritaları. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi Başkanlığı, Ankara.
Anonim, 2003. KAF boyu jeoloji haritası, İzmit-Hersek deltası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi Başkanlığı, Ankara.
Anonim, 2007. İnşaat Mühendisliğinde zemin laboratuvar deneyleri. Türk Standartları Enstitüsü. 166s.
Anonim, 2008. Web sitesi. www.mta.gov.tr. Erişim tarihi: 10.08.2009. Anonim, 2010. Deprem Dairesi Başkanlığı, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı,
TC Başbakanlık, Ankara, 2010. Anonymous, 1997. Port and Harbour Research Institute. Handbook of Liquefaction
Remediation of Reclaimed Land. A.A. Balkema, Rotterdam, 312 p. Anonymous, 2000. Implications for earthquake risk reduction in the United States from
the Kocaeli, Turkey, earthquake of August 17, 1999. USGS Circular 1193, US Government Print Office, 64 p.
Aydan, Ö., Ulusay, R. and Atak, V.O. 2008. Evaluation of ground deformations induced bt the 1999 Kocaeli earthquake of Turkey at selected sites on shorelines. Environmental Geology, 54, 165-182.
Barka, A. 1997. Neotectonics of the Marmara Region, active tectonics of the Nortwestern Anatolia. The Marmara Poly-Project, 55-87. Cilt 1-3.
Chen, C. J. and Juang, C. H. 2000. Calibration of SPT and CPT-based liquefaction evaluation methods. Mayne, P.W., Hryciw, R., (eds) Innovations and applications in geotechnical site characterization, Geotechnical Special Publication, Vol.97, ASCE, Reston, 49–64.
Çetin, K.Ö. ve Unutmaz, B. 2004. Zemin sıvılaşması ve sismik zemin davranışı, Türkiye Mühendislik Haberleri, sayı 430.
Gedik, İ., Pehlivan, Ş., Timur, E., Duru, M., Altın, İ., Akbaş, B., Özcan, İ. ve Alan, İ. 2005. Kocaeli Yarımadasının Jeolojisi. MTA Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi Rapor No 10774, Ankara (Yayımlanmamış).
Gündoğdu, O. 1991. ‘1894 Depremi ve İstanbul’ İstanbul ve Deprem Sempozyomu, 4 Mayıs 1991, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası, İst. Şb. Yayınları, İstanbul.
Ishihara, K. 1985. Stability of natural deposits during earthquakes. 11th Soil Mechanics and Foundation Conference, San Fransisco, Vol 1, 321-376.
Iwasaki, T., Tokida, K., Tatsuoka, F., Watanabe, S., Yasuda, S. and Sato, H. 1982. Microzonation for soil liquefaction potential using simplified methods. Proceedings of 3rd International Conference on Microzonation, Seattle, USA, Vol. 3, 1319-1330.
Juang, C. H., Yuan, H., Lee, D. H. and Lin P. S. 2003. A simplified CPT-based method for evaluating liquefaction potential of soils. Journal of Geotechnical Geoenvironmental Engineering, 129 (1), 66– 80.
Kazancı, N., İleri, Ö., Yurtsever, Ş.T., Demirci, Ö., Aydemir, A.R., Hakyemez, Y.H., Toker, E.C., Gürer, A., Karagöz, Ş., Yahyalı, B., Özerk, R.Z., Balcı, E., Öncel, S., İslamoğlu, Y., Atay, G., Görür, N., Toprak, Ö., Emre, Ö., Sarıkavak, T.K.,
![Page 68: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/68.jpg)
58
Doğan, A., Kırman, E., Şahin, H., Yılmaz, A., Onan, M., Saatçılar, R., Toksöz, C., Ünlütürk, H., Kale, N. ve Yıldız, A. 2006. Çayırova Geç Kuvaterner Düzlüğü ve Civarının Yapısal ve Sedimantolojik İncelenmesi, (Kocaeli, Doğu Marmara). TUBİTAK, 2006.
Ketin, İ. ve Gümüş,Ö. 1963. Sinop-Ayancık güneyinin jeolojisi :TPAO Rap., 288 (yayımlanmamış).
Kramer, S.L. 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, New Jersey, 526 p.
Lee, D.H., Ku, C.S. and Yuan, H. 2003. A study of the liquefaction risk potential at Yuanlin. Taiwan. Engineering Geology, 71, 97–117.
Liao, S. S. C. ve Whitman, R. V. 1986, "Overburden Correction Factor for SPT in Sand", Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 112, No. 3, March 1986, pp. 373-377.
Mogami, H. and Kubo, T. 1953. The Behavior of Soil During Vibration. Proceedings of the 3rd International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 1, pp. 152-153.
Obermeier, S. F. 1996. Use of liquefaction-induced features for paleoseismic analysis. Engineering Geology, 44, 1-76.
Okay, A.C. 1947. Geologische und petrographische Untersuchung des Gebietes zwischen Alemdağ, Karlıdağ und Kayışdağ in Kocaeli (Bithynien Türkei). Rev. Fac. Sci. I’Univ. D’İstanbul, ser. B, t. II, fasc. 4, İstanbul.
Önalan, M. 1981. İstanbul Ordovisiyen-Silüriyen İstifinin Çökelme Ortamları. İ.Ü. Yerbilimleri Fakültesi Yayın Organı, Cilt 2 , Sayı 3-4
Önalan, M. 1982. Pendik bölgesi ile adaların jeolojisi ve sedimanter özellikleri. Doçentlik Tezi, Istanbul Üniversitesi, Yerbilimleri Fakültesi, 155s
Penck, W. 1919. Grundzüge der Geologie des Bosporus. Veröffi des İnstiu für Meereskunde Geol-Naturw. Reihes H.4, Berlin.
Paeckelmann, W. 1925. Beiträge zur Kenntnis des Devons am Bosphorus, insbesondere in Bithynien. Abh. Preuss. Geol. L.Â.N.F., 98.
Paeckelmann, W. 1938. Neue Beiträge zur Kenntnis der Geologie, Paläontologie und Pétrographie der Umgegend von Konstantinopel. Herausg. von der Preuss Geol L.-A,9 Berlin.
Paeckelmann, W. and Sieverts, H. 1932. Neue Beitrage zur Kenntnis des Geologie, Palaontologie und Petrographie der Umgegend von Konstantinople. I. Obersilurische und devonische faunen der Prinzeninseln, Bithyniens und Thraziens. Abh. Preussische Geol. Landesanstalt N.F., 142, 79 p., Berlin
Petra, 2008. Gebze (Kocaeli) Atıksu Arıtma Tesisi Kesin Projesi Jeoteknik Raporu, İller Bankası Genel Müdürlüğü (yayımlanmamış).
Rathje, E. M., Karataş, İ., Wright, S. G. and Bachhuber, J. 2004. Coastal failures during the 1999 Kocaeli earthquake in Turkey. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 24, 699–712.
Robertson, PK. and Wride, C.E. 1998. “Evaluating cyclic liquefaction potential using the cone penetration test.” Can. Geotech. J., Ottawa, 35(3), 442-459.
Sayar, C. 1962. New observations in the Paleozoic sequence of the Bosphorus and adjoining areas, Istanbul, Turkey. Symp. Band. 2. Int. Silur-Bonn-Bruxelles, 1960. 222-223.
Sayar, C. 1979. Istanbul -Pendik kuzeyinde Kayalidere grovaklarinin biyostratigrafisi ve Brachiopod'lari. ITÜ Maden Fakültesi, İstanbul.
![Page 69: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/69.jpg)
59
Seed, H.B. 1976. Evaluation of soil liquefaction effects on level ground during earthquakes. ASCE National Convention on Liquefaction Problems in Engineering, P.A., pp. 27-52.
Seed, H.B. and Idriss, I. M. 1971. “Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential”, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol. 97, No SM9, Proc. Paper 8371, September 1971, pp. 1249-1273.
Seed, H.B. and Idriss, I.M. 1982. Ground motion and soil liquefaction during earthquakes. Earthquake Engineering Research Institute Monograph Series, 134p.
Seed, R.B., Cetin, K.O., Moss, R.E.S., Kammerer, A.M., Wu J., Pestana, J.M., Riemer, M.F., Sancio, R.B., Bray, J.D., Kayen, R.E. and Faris, A. 2003. Recent advances in soil liquefaction engineering: A unified and consistent framework, EERC report no 2003-06.
Soysal, H., Sipahioğlu, S., Kolçak, D. ve Altınok, Y. 1981. Türkiye ve Çevresinin Tarihsel Deprem Kataloğu, TÜBİTAK,proje no. TBAK 341 TÜBİTAK yay. no.563, seri 34, Ankara.
Sönmez, H. and Gökçeoğlu, C. 2005. A liquefaction severity index suggested for engineering practice. Environmental Geology, 48, 81–91.
Sönmez, B. 2006. Kocaeli Körfezi güney kıyısındaki sıvılaşma potansiyelinin ve kapak zemini kalınlığının yüzey deformasyonlarına etkisinin araştırılması. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, yüksek lisans tezi, Ankara, 279s.
Sönmez, B., Ulusay, R. and Sönmez, H. 2008. A study on the identification of liquefaction-induced failures on ground surface based on the data from the 1999 Kocaeli and Chi-Chi earthquakes. Engineering Geology, 97, 112-125.
Şengör, A.M.C. and Yılmaz, Y. 1981. Tethyan evolution of Turkey: A plate tectonic approach. Tectonophysics,75 181-241.
Şengör, A.M.C., Görür, N. and Şaroğlu, F. 1985. Strike-slip deformation basin formation and sedimentation: Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In: Biddle, K.T. and Christie-Blick, N. (Eds.), Strike-slip faulting and basin formation. Society of Economic Paleontologists and Mineralogist, Special Publication, vol. 37, pp.227-264.
Tatsuoka, F., Iwasaki, T., Tokida, K., Yasuda S., Hirose, M., Imai, T. and Konno, M. 1980. Standard penetration tests and liquefaction potential evaluation. Soils and Foundations, 20 (4), 95-11.
Tezcan, S. and Teri, L. 1996. Shear propagation and liquefaction in layered soils. Turkish Earthquake Foundation, TDV/DR 96-005, 150 p.
Tezcan, S. and Özdemir, Z. 2004. Liquefaction risk analyses and mappingtechniques. Higher Education Research Foundation, İstanbul, Turkey. 245p.
Ulusay, R. and Tosun, H. 1999. Assessment of geomechanical properties and liquefaction susceptibility of foundation soils at a dam site, Southwest Turkey. Turkish Earthquake Foundation, Report No. TDV/TR 020-34, 63 p.
Ulusay, R., Gökçeoğlu, C., Sönmez, H. ve Tuncay. E. 2001. “Jeoteknik etütler için veri toplama ve değerlendirme teknikleri” konulu eğitim seminerinin kaynak yayınına ek notlar. Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Vakfı, Ankara.
Ulusay, R., Aydan, Ö. and Hamada, M. 2002. The behaviour of structures built on active fault zones: Examples from the recent earthquakes of Turkey. Earthquake Engineering of JSCE, 19(2), 149-167.
![Page 70: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/70.jpg)
60
Ulusay, R., Tuncay, E., Sönmez, H. and Gökçeoğlu, C. 2004. An attenuation relationship based on Turkish strong ground motion data and iso-acceleration map of Turkey. Engineering Geology, 74, 265-291.
Üçer, B., Eyidoğan, H., Gürbüz, C., Barka, A. and Barış, Ş. 1997. Seismic investigations of the Marmara region. Active Tectonics of the Northwestern Anatolia, The Marmara Poly-Project, 88-99.
Wang, W. 1979. Some findings in soil liquefaction, Water Conservancy and Hydroelectric Power Scientific Research Institute, Beijing, China.
Yalçınlar, İ. 1956. İstanbul’da bulunan graptolitli Silüriyen şistleri hakkında not, İ.Ü. Coğrafya Enst. Dergisi, sayı 4, sayfa 157-160.
Yasuda, S., Irisawa, T. and Kazami, K. 2001. Liquefaction-induced settlements of buildings and damages in coastal areas during Kocaeli and other earthquakes. Proceedings of the 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Satellite Conference, A. M. Ansal (ed.), 33-42.
Youd, T. L. 1984. Geological effects-liquefaction and associated ground failure. Geological and Hydrogeological Hazards Training Program, United States Geological Survey Open-File Report 87-76, 210-232.
Youd, T. L. and Perkins, D. M. 1978. Mapping liquefaction-induced ground failure potantial. Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 104 (GT4), 433-446.
Youd, T.L. and Noble, S.K. 1997. Magnitude scaling factors, Proceedings of NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, National Center for Earthquake Engineering research, State University of New York, Buffalo, 149-165.
Youd, T. L., Harp, E. L., Keefer, D. K. and Wilson, R. C. 1985. The Borah peak, Idaho earthquake of October 28, 1983-liquefaction. Earthquake Spectra EERI, 2(1), 71-89.
Youd, T.L., Idriss, I.M., Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T., Dobry, R., Finn, W.D.L., Harder, L.F., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester, J.P., Liao, S.S.C., Marcuson, W.F., Martin, G.R., Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R.B. and Stokoe, K.H. 2001. Liquefaction resistance of soils–Summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluation of liquefaction resistance of soils. ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 127 (4), 297– 313.
Yurtsever, A., Özdemir, Ü., Yurtsever, G. ve Dağer, Z. 1982. Gebze- Hereke-Tepecik Alanında Mesozoyik Senozoyik Kayaların Jeolojisi. MTA Rapor No: 7195.
![Page 71: ankara ün vers tes fen bl mler enst tüsü yüksek l sans tez gebze ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051319/589c41d21a28ab2b4a8b5dd1/html5/thumbnails/71.jpg)
61
ÖZGEÇMİŞ
Adı Soyadı : Rana ASLAN
Doğum Yeri : Almanya
Doğum Tarihi : 18.03.1977
Medeni Hali : Bekar
Yabancı Dili : İngilizce
Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl)
Lise : Çankaya Lisesi, 1993
Lisans : Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 1997
Yüksek Lisans : Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı (Temmuz 2010)
Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl
İller Bankası Genel Müdürlüğü (1997---)