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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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).

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).

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).

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).

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

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).

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

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).

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.

15

Şekil 4.1 İri taneli zeminlerin tane boyu dağılımı eğrileri

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

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.

18

Şekil 4.6 İnceleme alanının jeolojisini, sondaj yerlerini ve kesit doğrultularını gösterir harita (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır)

19

Şekil 4.7 Jeoteknik amaçlı sondajların logları, örnek no, zemin sınıfı ve SPT-N

darbe sayısı değişimi (Petra 2008’den yararlanılarak hazırlanmıştır)

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)

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

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

23

Şekil 4.12 İnceleme alanının E-E’ mühendislik jeolojisi kesiti ve sıvılaşma potansiyeli

24

Şekil 4.13 İnceleme alanındaki sondaj noktalarının, yeraltı suyu tablasının derinliğinin

ve litolojik birimlerin blok diyagramlarda görünümü

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.

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

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

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).

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

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).

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).

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.

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)

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.

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.

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

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)

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

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)

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)

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.

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

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

++−=

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

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

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)

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.

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

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

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

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

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,

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

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)

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.

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.

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.,

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.

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.

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.

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---)