Upload
ali-osman-oencel
View
1.271
Download
17
Embed Size (px)
Citation preview
T.C.
İSTANBUL NİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
BİTİRME PROJESİ
İSTANBUL, 2013
JEOFİZİK UYGULAMALAR İLE YERİN SÖKÜLEBİLİRLİK
AÇISINDAN İNCELENMESİ
Hazırlayan
İlkay KARABATAK
1302090002
Danışman
Prof. Dr. Ali Osman Öncel
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ
1302090002 numaralı İlkay KARABATAK tarafından hazırlanan “JEOFİZİK
UYGULAMALAR İLE YERİN SÖKÜLERBİLİRLİK AÇISINDAN İNCELENMESİ” isimli
bitirme projesi tarafımdan okunmuş ve kabul edilmiştir.
Tarih:
Danışman
Prof.Dr. Ali Osman ÖNCEL
1302090002 numaralı İlkay KARABATAK’ın Bitirme Projesi Sınavı tarafımızdan yapılmış ve
başarılı bulunmuştur.
SINAV JÜRİSİ
Ünvanı, Adı ve Soyadı İmza
1. Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL ………………………
2. Prof. Dr. Murat BAYRAK ……………………....
3. Yard. Doç. Dr. Nihan SEZGİN HOŞKAN ……………………….
i
ÖNSÖZ
Bu bitirme tezi çalışmamda beni görüş ve önerileri ile yönlendiren ve yol gösteren hocam
Sayın Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL’e, tezimdeki eksiklikleri görmeme yardımcı olan Sayın
Seda TEMEL’e, arazi çalışmaları için bana ve çalışma arkadaşlarıma şirketin kapılarını
tereddütsüz açan ve yardımcı olan Sayın Serdar TANK’a, veri işlem konusundaki aşamaları
bizlere adım adım aktaran ve anlamamızı sağlayan Sayın Serhan GÖREN’e ekip çalışma
manasını tam anlamı ile yapabildiğimizi düşündüğüm ve bilgi alışverişi konusunda
birbirimize yardımcı olduğumuz çalışma arkadaşlarım Özgür ÖNCE ve Mert Sefa ÜNAL’a
ve bitirme tezi hazırlama aşamaları dahil benim her anımda bana olan desteklerini
esirgemeyen ve bana her daim güvenen sevgili Anneme ve Babama teşekkürü bir borç
bilirim.
İlkay KARABATAK
Mayıs, 2013.
ii
ÖNSÖZ…………………………………………………………………………………….…...i
İÇİNDEKİLER……………………………………………………………………………….ii
ÖZET………………………………………………………………………………………....iv
1.GİRİŞ………………………………………………………………………………………..1
2.GENEL BİLGİLER………………………………………………………………………...1
2.1. Sismik Dalgalar……………………………………………………………………2
2.2.P Dalgaları………………………………………………………………………….2
2.3.S Dalgaları………………………………………………………………………….3
2.4.Yüzey Dalgaları……………………………………………………………………3
2.5.Sismik Yöntemler………………………………………………………………….4
2.6.Sismik Kırılma Yöntemi………………………………………………………….5
2.7.Elastik Parametreler…………………………………………………………...….6
2.7.1.Poisson Oranı…………………………………………………………………...6
2.7.2.Young (Elastisite) modülü……………………………………………………...7
2.7.3.Bulk (Sıkışmazlık) modülü…………………………………………………......8
2.7.4.Kesme (Rijidite) mödülü………………………………………………………..8
2.7.5.Yoğunluk………………………………………………………………………..8
2.7.6.Gözeneklilik…………………………………………………………………….9
2.7.7.Sökülebilirlik (Kazılabilirlik)………………………………………………......10
2.8.Dalga Cephesi…………………………………………………………………….14
2.9.Huygens İlkesi…………………………………………………………………....14
2.10.Fermat İlkesi…………………………………………………………………….15
3. YÖNTEM VE UYGULAMALAR……………………………………………………….16
3.1. Sismik Ekipmanlar……………………………………………………………….16
3.1.a) Sismik kaynaklar……………………………………………………………….17
iii
3.1.b) Jeofonlar……………………………………………………………………….17
3.1.c) Kaydedici Sistem………………………………………………………………17
3.2. Sismik Kaynaklar………………………………………………………………...17
3.2.a) Etki tipi (Balyoz) Kaynaklar…………………………………………………...18
3.2.b) Ateşleyici tipi Kaynaklar………………………………………………………18
3.2.c) Patlayıcı tipi kaynaklar………………………………………………………...19
3.2.1 Arazide Ölçülerin alınması sırasında kullanılan enerji kaynakları……………..20
3.3. Sismik Kayıt Sistemleri………………………………………………………….21
3.3.1. Arazi Çalışmasında Kullanılan ekipman……………………………………….23
3.4. Yayılma (Spread) Türleri………………………………………………………...25
3.4.a)Split Spread……………………………………………………………………..25
3.4.b)End-on spread…………………………………………………………………..26
3.4.c)Boardside spread………………………………………………………………..26
3.4.d)Cross-spread……………………………………………………………………27
3.5. Dünya Çapında Uygulanan Dizilimler İçin Önemli Bilgiler…………………….31
3.5.1. Arazi Çalışmasında Ölçü alınması sırasında kullanılan geometri……………..32
3.5.2. Ölçülerin alınması sırasında kullanılan tetikleme sistemleri………….……….33
3.5.3. Alınan ölçülerin depolanması………………………………………………….33
3.6. İlk Varışlar ………………………………………………………………………34
3.6.1. Saha Verilerinin Değerlendirilmesi değerlendirilmesi….…………………….37
4.BULGULAR……………………………………………………………………………….62
5.SONUÇ VE TARTIŞMA………………………………………………………………….68
6.KAYNAKLAR…………………………………………………………………………….69
7.ÖZGEÇMİŞ………………………………………………………………………………..70
iv
ÖZET
Bu tez çalışmasının amacı “Jeofizik Uygulamalar ile Yerin Sökülebilirlik açısından
İncelenmesi” tez başlığı altında analizi yapılan bölgenin “sökülebilirliği (kazılabilirliği)”
hakkında bir yoruma varabilmektir. O nedenle motivasyonu yukarda belirtilen amaç
paralelinde ilerleyecektir. Bu amaç bağlamında jeofizik biliminin önemine biraz vurgu
yapmak gerekirse; Dünya insanlar tarafından yaşanabilir hale geldiğinden beri insanoğlu
merak dürtüsünün de yardımı ile sürekli keşiflerde bulunmuş ve bizim tarihsel çağlar diye
adlandırdığımız dönemleri adım adım teknolojik, sosyal ve kültürel açıdan geliştirerek
bugünlere gelinmiştir. Bu gelişimler içinde insanoğlu barınmak için evleri daha ileriki
dönemlerde çalışmak için fabrikalar gibi işyerlerini, bilimsel araştırmalar için araştırma
merkezlerini, kara ulaşımı için yolları ve köprüleri, enerji üretmek için santralleri her türlü
spor faaliyetlerini gerçekleştirebilmek için spor komplekslerini vb. yerleri inşa etmiştir.
Günümüze kadar teknolojik anlamda henüz “havada asılı” durabilecek yapılar
geliştirilememiştir. O nedenle az önce saydığımız tüm yapı türleri (bunlara mühendislik
yapıları da denebilir.) mutlak suretle yerle temas eden bir temelin üzerine oturtularak
yükselmelidir.
Açıklamamıza başlarken dünyanın insanlar tarafından yaşanabilir hale gelmesi gibi bir
cümle sarf etmiştik. Bilimsel olarak bunu biraz açalım: Bilim adamlarına göre dünyamız ilk
oluştuğu esnada adeta cehennemi andıran ergimiş bir alev topu halinde idi. Milyarlarca yıllar
ile tabir edilen süreçler içinde dünya soğuyarak yaşam formları en basit halden en
karmaşıklara doğru (yani insanoğluna doğru) ortaya çıkmıştır. Ancak bizlerin yaşayabilmesi
için soğuyan dünya aslında pek de göründüğü gibi soğuk değildir. İşte tam bu noktada dünya
ve sonsuz uzayı da kapsayan evrensel bir yer bilimi olan jeofizik bilimi devreye girmekte ve
dünyanın aslında nasıl soğuk olmadığını bu soğuk olmamanın insanoğlunun mühendislik
harikaları diye tabir ettiği yapıları doğru jeofizik saptamalar ile inşa edilmeden önce
incelenmez ise nasıl saniyeler içinde yok olmasını tetikleyeceğini açıklamaktadır.
Çalışmada uygulanan sismik profillerden birbirini dik kesen iki profil seçilmiş ve de
bu alan için yatayda birbirini dik kesen iki farklı yönde, yeraltındaki değişimi gözlemlemek
amaçlanmıştır. Gerekli veri işlem aşamalarından geçirilen sismik verilerle yer altı modelleri
oluşturulmuş, primer dalga hızlarına ve dinamik elastik parametrelerine bakılarak
sökülebilirlik derecesi ve yöntemi hakkında sonuçlara ulaşılmış ve daha sonra LINE-5 profili
baz alınarak 2 farklı yöntem ile sökülebilirlik çalışması için maliyet hesapları yapılmış bir
yöntem diğerine üstünlük sağlayarak %2.65 lik zarardan kurtarmıştır.
1.GİRİŞ
Çalışmanın konusu “Bir proje kapsamında İstanbul’un Avrupa Yakasında
yapılmış olan sismik çalışmada toplanan verilerin sismik kırılma verisi olarak veri
işleme tabi tutulup değerlendirilmesi”dir. Bu doğrultuda cisim ve yüzey dalgalarının genel
tanımları yapılıp, sismik kırılma prensiplerinden bahsedilerek çalışmanın uygulama sürecine
ışık tutulacaktır.
Uygulama sürecinde sismik verilerin nasıl toplandığına, toplanırken kullanılan
ekipmanlara jeofon çeşitlerine, ölçü geometrisine, kayıt alan cihazın teknik özelliklerine
değinilecektir. Sözel olarak değinilen bu kısımlar çeşitli örnekler ile daha net aktarılmaya
çalışılacaktır. Çalışmanın son aşamasında alınan sismik kayıtların, Jeofizik Özel Sektöründe
yaygın olarak kullanılan yazılımlardan biri kullanılacak, önce ilk kırılma zamanlarının
işaretlenme prensiplerine teorik olarak değinilerek ardından sunulacak olan ilk varışları
işaretlenmiş sismik kayıtların daha net anlaşılması sağlanacaktır. Ardından yazılımın
modelleme bölümüne geçilecek burada ilk kırılmaları işaretlenmiş kayıt bilgileri kullanılarak
hız-zaman grafiklerinin nasıl oluşturacağı, ortamın tabakalara nasıl ayrılacağı, tomografi
aşamasından önce başlangıç modellerinin nasıl oluşturulacağı, tomografi yönteminin
prensiplerinden de bahsederek sismik kırılma analizinin bulguları sunulacak ve aynı zamanda
kendi işlediğim veriler ile profesyonel bir mühendisin işlediği verileri karşılaştırma
çalışmasıyla da sağlamalı bir yaklaşım ile sonuçlar değerlendirilecektir.
Değerlendirmenin sonucunda; primer dalga hızlarına bakılarak modelleri oluşturulan
ortamların dinamik elastik parametrelerden, yoğunluk ve gözeneklilik parametreleri tez
içerisinde daha evvel belirtilen dinamik elastik parametreleri hesaplama formülleri ile
hesaplanacaktır. Daha sonra modellerde ortaya çıkan hız farklı hız bölgeleri için önce
ortalama bir sökülebilirlik derecesi ve yöntemi sonra her hız bölgesi için ayrı ayrı
sökülebilirlik derecesi ve yöntemi önerilerek, iki ayrı maliyet hesabı yapılacak ve
karşılaştırılarak çıkan sonuçlar tartışılacaktır.
2. GENEL BİLGİLER
2.1. Sismik Dalgalar
Sismolojinin en önemli uğraş alanlarından biri kuşkusuz deprem dalgalarıdır. Yer kabuğu
içinde ani kaya kırılmalarıyla oluşan bu enerji dalgaları “sismik dalgalar” olarak adlandırılır.
Bu sismik dalgalar da iki türdür: Yerin iç kısımlarındaki odak noktasından başlayıp her yöne
doğru yayılan "cisim dalgaları" ve merkez üssünden yayılan ve Yer yüzeyinde ilerleyen
"yüzey dalgaları". Yer kabuğunun iç kısımlarında etkili olan cisim dalgalarının da P-dalgaları
ve S-dalgaları olmak üzere iki türü vardır. (Buğdaycı 1999).
2.2. P Dalgaları (Boyuna Dalgalar)
P dalgaları birincil anlamındaki İngilizce “primary” sözcüğünün baş harfinden adını alır. P-
dalgaları, hareketleri sırasında kayaları itip çekerek, yani dalgaların ilerleyiş yönüne paralel
olarak hareket ederler. Tıpkı bir ucu sabit olarak gerdiğiniz bir yayı bıraktığınızda yaptığı
titreşim hareketi gibidir. Bu dalgalar en hızlı ilerleyen sismik dalgalardır. Saniyede 4-7 km
arasında değişen hızlarla hareket eden P-dalgaları, deprem ölçüm istasyonlarına ilk ulaşan
sismik dalgalardır. Bu, neden birincil sözcüğünün seçildiğini açıklamaktadır. P-dalgalarının
diğer önemli özelliği, katı kaya kütleleri içinde, sıvılarda ve havada ilerleyebiliyor olmasıdır.
(Buğdaycı 1999)
Şekil 2.1: P dalgasının hareketi (Buğdaycı 1999)
2.3. S Dalgaları (Enine Dalgalar)
İkinci tür cisim dalgaları olan S-dalgaları da, ingilizcede "ikincil" anlamına gelen "secondary"
sözcüğünün baş harfinden bu adı almıştır. Kolayca tahmin edilebileceği gibi, bu dalgalar
deprem sonrası ölçüm istasyonuna ikinci sırada ulaşmaktadır. Daha yavaş hareket eden bu
dalgaların hızı da saniyede 2-5 km arasında değişmektedir. S-dalgalarının hareketleri ise,
dalganın ilerleme yönüne diktir. Bu, bir ucu sabit olan bir halatın diğer ucundan tutarak
yaptığımız atma hareketiyle oluşan dalga hareketine benzetilebilir .S-dalgaları yalnızca katı
kaya kütlelerinde ilerleyebilirler ve ilerlerken de kayaları aşağı-yukarı, sağa-sola doğru
hareket ettirirler. (Buğdaycı 1999)
Şekil 2.2: S dalgasının hareketi (Buğdaycı 1999)
2.4. Yüzey Dalgaları
Sismik dalgaların ikinci türü olan yüzey dalgaları, en yavaş ilerleyen sismik dalgalar olmakla
birlikte, genelde cisim dalgalarından daha fazla hasara neden olurlar. Çünkü bu dalgalar daha
fazla yer hareketi yaratır, daha yavaş hareket ettiği için de etkisi daha uzun sürer. Yüzey
dalgaları da Love dalgası ve Rayleigh dalgası olmak üzere iki türdür. Love dalgası adını, 1911
yılında bu dalgaların matematiksel modelini inceleyen İngiliz matematikçi A. E. H. Love’dan
almıştır. Yüzey dalgalarının en hızlısı olan Love dalgası yeri yatay düzlemde hareket ettirir.
Diğer yüzey dalgası olan Rayleigh dalgası ise adını, 1885 yılında bu tür bir dalganın varlığını
matematiksel olarak öngören Lord Rayleigh’den almıştır. Rayleigh dalgası da, bir göl ya da
okyanus üzerinde yuvarlanan dalga gibi yer üzerinde yuvarlanarak ilerler.Bu dalgaların bir
diğer adı literatürde Ground Roll olarak da geçer. (Buğdaycı 1999).
Şekil 2.3: Yüzey dalgalarının hareketi (deprem.gov.tr)
2.5. Sismik Yöntemler
Sismik yöntemler, yapay bir kaynak kullanılarak üretilen titreşimlerle yeraltının bir analize
tabi tutulmasıdır. Yapay olarak üretilen bu sismik dalgalar, farklı yapıdaki tabakaların ara
yüzeylerinden kırılarak ve yansıyarak, yayıldıkları ortamlara ait çeşitli fiziksel parametreleri
yeryüzüne taşımaktadır. Yeryüzünde bir istikamete göre yerleştirilen alıcılar (jeofonlar)
sayesinde kaydedilen sinyaller değerlendirilerek ortama ait incelemede kullanılacak
parametreler saptanır. Bu saptanan parametreler, ortamın geometrisini ve ortamı oluşturan
jeolojik birimlerin yapısal ve mekanik özelliklerini bizlere sunar. P ve S sismik dalga
hızlarından faydalanılarak ortamı oluşturan tabakaların başta “elastik parametreleri” olmak
üzere; sökülebilirlik, yoğunluk vb. parametreleri elde edilebilmektedir. Ayrıca, düz ve ters
atışlar yapılarak ortamın eğimli olup olmadığı da saptamak mümkündür.(AÇIK 2006’dan
özetlenerek alınmıştır.)
Sismik yöntemleri; sismik kırılma, sismik yansıma ve yüzey dalgası analiz yöntemleri olmak
üzere sınıflandırmak mümkündür. Çalışmanın içeriği gereği sismik kırılma yöntemi detaylı
anlatılacaktır.
2.6. Sismik Kırılma Yöntemi
Sismik kırılma yöntemi, veri toplama ve değerlendirme prosesi açısından oldukça pratik, hızlı
ve ekonomik bir yöntemdir. Dalga yayılım hızının derinlikle arttığı tabakalı ortamlarda,
tabakaların sismik hızlarının ve kalınlıklarının tespit edilmesini sağlar. Yöntem, mühendislik
amaçlı sığ zemin araştırmalarında, petrol ve doğalgaz araştırmalarında, tabakaların dinamik
özelliklerinin incelenmesi çalışmalarında kullanılmaktadır.(AÇIK 2006’dan derlenmiştir)
Şekil 2.4 : Sismik kırılma yönteminin arazide uygulanışı (Mussett ve Khan, 2000. Şekil
yeniden çizilebilir ve güncellenebilir).
Sismik Kırılma Yönteminde bir kaynaktan üretilen elastik dalgaların yerin farklı yapıdaki
katmanları içinde kırılarak (ve tam yansımaya uğrayarak) yayılmalarına ilişkin seyahat
zamanları ölçülür (Şekil 2.4.). Bu zaman-uzaklık kayıtları daha sonra belirli yöntemler
(bilgisayar veri işlem programları) ile işlenerek tabakaların kalınlıklarını ve sismik dalga
hızlarını veren yeraltı kesitleri oluşturulur (Şekil 2.5.). Yapıların projelendirilmesi açısından
önem teşkil eden elastik parametreler (Poisson oranı, Young modülü, Bulk modülü vb.)
ölçülen Vp ve Vs dalga hızlarından hesaplanabilmektedir.(AÇIK 2006’dan derlenmiştir.)
Şekil 2.5: Sismik kırılma yönteminde zaman (t)-uzaklık (x) grafiği ile yeraltı kesiti ilişkisi
(en.wikipedia.org’dan alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
2.7. Elastik Parametreler
Yukarıda “yapıların projelendirilmesi açısından önem teşkil eden” şeklinde bahsi geçen
parametreleri detaylandıracak olursak;
2.7.1. Poisson oranı ( σ )
Boyuna ve enine sismik dalga hızlarının birbirine oranı kullanılarak bulunan Poisson oranı,
enine kırılmanın boyuna uzamaya olan oranını ifade eder. Çoğu elastik katılar için ortalama
değeri 0,25 civarındadır ve farklı ortamlar için aldığı değerler 0-0.5 arasında değişiklik
göstermektedir. Poisson oranı, kayaçların yoğunlukları hesaba katılmadan bulunur. Kayaçlar
içerisinde mevcut olan boşluk ve çatlaklar Poisson oranını etkilediklerinden dolayı kayacın
kırıklı olup olmadığı, ayrıca kayacın gözeneklerinde su taşıyıp taşımadığı Poisson oranına
bakılarak belirlenebilir. Gözeneklilik ile ters orantılıdır. Sulu ortamlarda Vs değeri
düşeceğinden oran artar ve 0.5 değerine yaklaşır (AÇIK 2006’dan derlenmiştir.). Poisson
oranının sismik hızların oranı cinsinden ifadesi,
( )
( ) (1)
şeklindedir (Türker 1988). ve Poisson oranı boyutsuzdur. Granit, bazalt gibi sert kayaçlarda
Poisson oranı 0.25 değerinden daha düşüktür.
2.7.2. Young (elastisite) modülü ( E )
Sıkışma veya genişleme kuvvetleri altında enine daralmanın boyuna uzamaya oranıdır. Basınç
veya genişleme gerilmesi ile lineer deformasyon arasındaki doğru orantıdır şeklinde de ifade
etmek mümkündür. Bu parametre, jeolojik birimlerin sertliğinin ve sağlamlığının ölçülerinden
biridir. Eğer, Young Modülü yüzeyden derine doğru değişik değerler alıyorsa, zeminin farklı
derinliklerde farklı sıkılık değerleri gösterdiği anlaşılır. S dalga hızı (Vs) kullanılarak,
( ) ( )
(2)
ifadesi ile hesaplanabilir (Türker, 1988). Young Modülünün birimi kg/cm2 ’dir. (Bu bağıntı
kullanılırken P dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip olmalıdır).
2.7.3 Bulk (sıkışmazlık) modülü ( k )
Hidrostatik basınca maruz kalan bir kayaçtaki “gerilme – deformasyon” ölçüsüdür. Basınç
sonucunda oluşan deformasyon ile gerilme arasındaki sabit ilişki ifadesi bir başka tanımıdır.
Bir yapının sıkışmazlık kapasitesidir. Vp , Vs ve yoğunluk değeri kullanılarak Bulk Modülü,
(( )
( ) ) (3)
ifadesi ile hesaplanmaktadır (Türker, 1988). Birimi kg/cm2 ’dir (Bu bağıntı kullanılırken P
dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip olmalıdır).
2.7.4. Kesme (rijidite) modülü ( μ )
Kesme-makaslama güçleri altında yerin esnemesini ifade eden esnek burulma direncidir.
Kesme gerilmesi yer değiştiren yüzeye teğettir ve kesme deformasyonu hacimsel bir değişme
olmadan meydana gelen yer değiştirmedir. Sıvıların makaslamaya karşı direnci olmadığından
sıvılar için bu değer sıfırdır. Kesme modülü, S dalga hızı (Vs ) ile yoğunluğa bağlı olarak,
( ) (4)
şeklinde ifade edilir (Türker, 1988). Elastik dalgaları denetleyen önemli bir parametredir.
Birimi kg/cm2’dir (Bu bağıntı kullanılırken P dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip
olmalıdır).
2.7.5. Yoğunluk ( ρ )
Yoğunluk, birim hacimdeki kütle miktarıdır ve birimi gr / cm3 ’tür. Sismik kırılma yöntemi
sonucu elde edilen P Dalgası hızından (Vp) yararlanılarak,
(5)
yoğunluk hesaplaması yapılabilmektedir (Türker 1988, Büyüksaraç, 2004) .Bu bağıntı
kullanılırken P dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip olmalıdır.
2.7.6. Gözeneklilik ( φ )
Gözeneklilik, kayaçların tane büyüklüğüne, şekline, tanelerin benzer boyutlarda oluşuna ve
sıralanmasına ayrıca ara maddeyi oluşturan malzemenin çimentolama derecesine bağlı olarak
değişim gösteren bir parametredir. İrili ufaklı tanelerin oluşturduğu ortamlarda ufak taneler iri
tanelerin arasını doldurması durumunda gözeneklilik azalır. Tanelerin dik dizilişlerinde
gözeneklilik artarken, eğik dizilişlerinde gözeneklilik azalır. Birincil gözeneklilik, kayacın ilk
oluşumu sırasında kazandığı “düzenli gözeneklilik” olarak tanımlanmaktadır. İkincil
gözeneklilik ise kayacın ilk oluşumundan sonra geçirdiği fiziksel ve kimyasal olaylar (kayacın
sıkışması, erimesi ve çatlaması sonucu oluşan çatlaklar, erime boşlukları gibi) sonucu oluşan
gözenekliliği tanımlamaktadır. Gözeneklilik daha çok metamorfizma geçirmiş kayaçlarda
gözlenir. Gözeneklilik değeri sismik kırılma yöntemi sonucu elde edilebilen P Dalgası
hızından (Vp) faydalanılarak,
( ) (6)
bağıntısından hesaplanabilmektedir (AÇIK 2006’dan alınmıştır). Birimler sahip oldukları
gözeneklilik (% φ) göre genel olarak,
şeklinde sınıflandırılmaktadır. Gözeneklilik yüzde olarak ifade edilmektedir.(AÇIK 2006)
%Φ ˃ 25 ise Yumuşak
25 ˃ %Φ ˃ 15 ise Orta Sert
% Φ ˂ 15 ise Sert
Çizelge-1: Bazı kayaçların gözeneklilik değerleri (Erguvanlı ve Yüzer, 1987).
2.7.7. Sökülebilirlik (Kazılabilirlik)
Sökülebilirlik, ağır iş makinelerinin kayaçları delici uçları ile kazarak kayacın içerisinde
ilerleyebilme durumlarını tanımlayan bir özelliktir. Sağlam ya da masif yapılı kayaçlar,
gevşek yapılı kayaçlara göre daha zor sökülmektedir. Gevşek yapılı ortam, sağlam yapılı
ortama göre daha düşük sismik hız değerleri gösterir. Sismik hızlarla sökülebilirlik arasındaki
ilişki ağır güçteki sökücüler için, Bailey (1974) tarafından verilmiştir (Çizelge-2 ). Ceylanoğlu
ve Durutürk (1999) sökülebilirlikle ilgili sınıflama çeşitlerini detaylı olarak vermektedir.
Diğer bir sökülebilirlik derecesi - sismik hız ilişkisi de Church (1981) tarafından
verilmektedir.(Çizelge-3)
Kayacın Cinsi
Gözeneklilik (% olarak)
Toprak 50-60
Kil 45-55
Silt 40-50
Kaba ve İnce Kum Karışığı 30-40
Çakıl 30-40
Kum ve Çakıl 20-35
Kumtaşı 10-20
Killi Şist (Şeyl) 1-10
Kalker 1-10
Çizelge-2:Ağır güçteki sökücüler için Vp – Sökülebilirlik(Kazılabilirlik) ilişkisi (Bailey,1974)
Çizelge-3: Sismik hız ile sökülebilirlik sınıflandırması (Church, 1981).
Çizelge 4: Sismik hız-sökülebilirlik ilintileri (Öncel, 1975)
Sismik Hız Sökülebilirlik Derecesi
m/sn Tanımı
< 458 Doğrudan Kazı
458-1220 Kolay
1220-1525 Orta Zor
1525-1830 Zor
1830-2135 Çok Zor
> 2135 Patlatma
P Dalga Hızları Sökülebilirlik Derecesi
m/sn Numarası Tanımı
350-670 1-3 Çok Kolay
670-1000 3-4 Kolay
1000-1700 4-6 Orta
1700-2300 6-8 Zor
2300-2700 8-9 Çok Zor
2700-3000 9-10 Aşırı Zor
Sismik hız (m/s) Sökülebilirlik Makine sınıfı
300-600 Çok Kolay D7
600-900 Kolay D7-D8
900-1500 Orta D8
1500-2100 Zor D9
2100-2400 Çok Zor D9-D10
2400-2700 Son Derece Zor D10
Sedimanter kayaçlar, genellikle metamorfik ve magmatik kayaçlardan daha kolay
sökülmektedirler. Kayacın yoğunluğu ve çimentolanma derecesi düşük olduğunda kayaç daha
rahat bir şekilde sökülebilir. Kayaçlardaki boşluk ve süreksizlik yapıları da sökülebilirliği
etkileyen faktörlerdir.(AÇIK 2006)
P dalga hızı (Vp), buraya kadar açıklanan “elastik parametreler” kullanılarak;
√
(7)
√
( )( ) (8)
şeklinde verilmektedir.(AÇIK 2006’dan alınmıştır.)
Yine aynı şekilde S dalga hızı (Vs), elastik parametreler kullanılarak,
√
(9)
√
( ) (10)
şeklinde ifade edilebilmektedir (AÇIK, 2006). Vp ve Vs ’den yararlanılarak ortamı oluşturan
malzemelerin elastik parametrelerini elde etmek için kullanılan ifadeler ise,
√
( )
√
√
(11)
şeklindedir Tahtam (1982), Poisson oranının (u) genellikle 0.25 olan değeri yukarıdaki
bağıntıda yerine konursa Vp /Vs =3Vı olur. Bu da katılarda P dalgasının, S dalgasından 1.7 kat
daha hızlı olduğunu gösterir. Vp / Vs oranının, kayaçların mineral bileşimine, dokuyu teşkil
eden tanelerin büyüklüğüne ve dağılımına, gözenekliliğe, gözenek suyunun cins ve miktarına,
sıkışabilirliğine, çimentolaşma derecesine, ortam hacmine ve sonuç olarak jeolojik geçmişi ile
kayacın yaşına önemli bir şekilde bağlı olduğunu belirtmektedir. Boyuna(P) ve enine(S)
sismik dalga hızlarının birbirine oranıyla katmanların sıkı olup olmadığı, gaz veya sıvı taşıyıp
taşımadığı bilinebilmektedir. Vp / Vs oranındaki değişim kayacın elastik özelliklerine sıkı
sıkıya bağlıdır ve orandaki büyüme, gözeneği bol gevşek tortul kayaçlara, kayaçlar magmatik
kökenli ise ortamda oluşan eklem ve çatlak sistemlerine işaret eder. (AÇIK, 2006’dan
özetlenmiştir).
Çizelge-5: Vp / Vs oranı ile sıkılık arasındaki ilişki (Ercan, 2001).
Vp/Vs Sıkılık
∞ Cıvık-Sıvı
∞ - 2.49 Çok Gevşek
2.49 -1.87 Gevşek
1.87 - 1.71 Sıkı - Katı
1.71 - 1.50 Katı
1.50 - 1.41 Sağlam Kaya
Sismik kırılma yöntemini anlayabilmek için bu yöntemin temelini oluşturan “Dalga Cephesi”
“Huygens İlkesi” , “Fermat İlkesi” ve “Snell İlkesi” kavramlarını açıklamak gerekmektedir.
2.8. Dalga Cephesi
Herhangi bir anda titreşimlerin ulaştığı noktaların oluşturduğu yüzeye dalga cephesi denir.
Homojen, izotrop bir ortamda (hız her doğrultuda sabit) dalga cephesi küre yüzeyi
seklindedir. Sudaki halkalar dalga cephesine örnek olarak gösterilebilir. Dalga yayılımı
geometrisi söz konusu olduğunda sismik ısınlarla çalışmak daha kolay olabilir. Sismik ısın
dalga cephesine diktir.(geop.eng.ankara.edu.tr’den derlenmiştir.)
Şekil 2.6: Dalga Cephesi ve Sismik Isınlar.(geop.eng.ankara.edu.tr)
2.9. Huygens İlkesi
Huygens Prensibi dalga cephesi üzerindeki her noktanın yeni bir kaynak gibi davrandığını
ifade eder. Bu prensibe göre aşağıdaki gibi bir AB dalga cephesi üzerindeki S1, S2, S3, ...
noktaları yeni birer kaynak oluşturduklarına göre; t0 anındaki dalga cephesi AB, t0 +∆t anında
S1, S2, S3, ... den çıkar ve ∆t yarı çaplı yeni dalga cephelerinin zarfı olan ; ABne
dönüşür.(geop.eng.ankara.edu.tr’den derlenmiştir.)
Şekil 2.7: Dalga Cephesi ve Zarfı.
2.10. Fermat İlkesi
Fermat ilkesine göre kaynaktan çıkan her ısının (dalga cephesine dik) başka bir noktaya
ulaşması için geçen zaman minimumdur. Homojen bir ortamda bu yol bir doğrudur. Eğer ısın
farklı ortamlardan geçer ise bu yol bir doğru olmaz. V1 ve V2 hızında iki ortam olsun. A’dan
B’ye ulaşmak için minimum zamanda alınan yol AOB; aşağıdaki denklem ile verilen Snell
Bağıntısını sağlar. Diğer bir değişle Snell Kanunu, Fermat İlkesinin bir sonucudur.
(geop.eng.ankara.edu.tr’den derlenmiştir.)
Şekil 2.8: Snell Kanunu (geop.eng.ankara.edu.tr)
(12)
3. YÖNTEM VE UYGULAMALAR
Çıkılan arazi çalışması çerçevesinde bu bölümde veri toplama işleminde kullanılan
ekipmanlardan, ölçü geometrisinden, enerji kaynaklarından, triger sistemlerinden ve verilerin
değerlendiriliş aşamalarından bahsedilecektir.
3.1 Sismik Ekipmanlar (http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf ‘dan
alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
Gravite ve manyetik hatta rezistivite araştırmaları ile karşılaştırıldığında sismik yöntemler
için kullanılan ekipman hem sayı hem de kullanım zorluğu bakımından şaşırtıcı olabilir.
Ekipmanların kullanım zorluğuna dayanarak( ki bu zorluk derecesi bizim çalışmak
istediğimiz bölgelerdeki yeraltı yapılarının karmaşıklığından kaynaklanır) sismik
araştırmaların lojistik manada çok hassas hale gelebileceğini söyleyebiliriz.
En genel hali ile saha sismolojisi ekipmanlarını sınıflayacak olursak;
3.1.a) Sismik kaynaklar: Sismik enerjiyi yere iletmemizi sağlayan aparatlardır. Kaynaklar
kendi içinde büyüklük ve teknik özellikleri bakımından değişebilirler. Fakat hepsi aşağıda
sıralanacak karakteristikleri içermektedir.
Tekrar edilebilir olmalıdırlar. Yani kaynak başka yerlerde kullanılsa da yere
göndereceği enerjinin içeriği(hem miktar hem de süresi bakımından) aynı olmalıdır.
Farklı olursa her araştırılan bölge için apayrı sonuçlar ile karşılaşılacağından
çalışmaların bir standardı bir baz noktası olmayacaktır. Bu nedenle farklı olması
sakıncalıdır.
İletimin zamanı kontrol edilebilir olmalıdır. Bizler kaynağın yere enerjiyi ne zaman
gönderdiğini söyleyebiliyor olmalıyız. Bazı durumlarda iletim zamanını kontrol etmek
bazı durumlarda sadece iletim zamanını not etmek gerekebilir.
3.1.b) Jeofonlar: Bu üniteler sismik kaynak tarafından üretilen yer hareketini ölçebilecek
şekilde tasarlanır. Başka bir değişle bunlar yer hareketini ayrı bir ünite tarafından
kaydedilecek olan elektriksel sinyallere dönüştürür.
3.1.c) Kaydedici Sistem: Aslında bu sistemler birkaç tane bileşen içerir. Fakat özünde belli
sayılardaki jeofonlardan gelen yer hareketlerini depolama işlemini yapar. Bu “belli sayıdaki”
jeofonlar oldukça fazla olabilir. Günümüzde bir petrol araması için binlerce jeofonun
kullanılması garipsenecek bir durum değildir. Yer hareketlerini depolamana özelliğine ek
olarak bu sistemler kaynağın senkronizasyonunu (eş zamanlı oluşunu) da kontrol etmelidir.
Kaydedici sistemler için veri depolayan bir kara kutu tabiri doğru olmayacaktır. Bu
özelliğinin yanında jeofonlara ve kaynağa sayısız elektrik bağlantıları olan ve de çoğunlukla
bağlı jeofonları için çeşitli kayıt alma seçenekleri sunan bir ekipmandır.
Ekipmanları kısaca tanıttıktan sonra sismik kaynaklara ve kaydedici sistemlere daha kapsamlı
açıklamalar getirilecektir.
3.2. Sismik Kaynaklar (http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf ‘dan
alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
Sismik enerjinin kaynağı çok çeşitli şekil ve büyüklüklerde gelir. Fiilen yeryüzü üzerinde
patlayan ya da hareket veren her şey bir sismik enerji kaynağı olacaktır. Ne yazık ki, çoğu
kaynaklar karayolu trafiği, rüzgar(bu çalı ve ağaçları hareket ettirerek gürültü yaratır),
uçaklar, insanların yürüyüşü vb. bizim kontrolümüz dışındadır. Sismik çalışmalar için yeri
hareket ettiren kaynağın bizler tarafından kontrol edilebilir olması gerekir.
Bu bölümde yakın yüzey araştırmalarında(çevresel ve mühendislik çalışmalar için) kullanılan
kaynaklardan bahsedilecektir. Şimdi bahsedilecek üç çeşit kaynak hem kırılma hem de
yansıma araştırmaları için en çok kullanılan türler olacaktır.
3.2.a) Etki tipi (Balyoz) Kaynaklar: Yüzeyde bir vuruş ile etki gerçekleştirerek sismik enerji
üreten kaynak türleridir. Çalışmalarda çoğunlukla bu türün kullanıldığı görülmüştür. Etki
kaynakları kendi içinde çok gelişmiş türlerini içerse de en sık rastlanılan en basit türü
balyozdur. Yere direk vurmaktan ziyade yere konulan metal bir plakaya vurulması kabul
görmüştür. Balyoz çoğunlukla kaydedici sisteme bir kablo ile bağlıdır. Balyozun yere vuruş
anı ile kayıtçı jeofonlardan gelen yer hareketlerini kaydetmeye başlar.
Balyozun temel üstünlüklerini sıralayacak olursak;
Düşük fiyat,
Kolay kullanımlı,
Hakimiyeti kolay
Bu kaynağın temel olumsuzluklarından bahsedecek olursa;
Aynı seviyedeki enerjiyi tekrar edilebilir şekilde verememek,
Uygulanışı insan gücü gerektirdiğinden bir noktadan sonra yorucu olması,
Kaynak göreceli olarak küçük çaplarda sismik enerji üretir. Bu nedenle çok uzak
mesafeler için güvenilir gözlemler kaydetmek zor olabilir.
Kaynak, yapısı itibari ile düşük frekanslı olma eğilimindedir.(Bu kaynak türü çok fazla
yüzey dalgası üretir)
3.2.b) Ateşleyici tipi Kaynaklar: Etki tipi kaynaklar gibi ateşleyici tipi kaynaklar da hareket
eden bir objeden oluşan kinetik enerjiyi yere transfer ederek sismik enerji üretirler. Bu
kapsamda hareket eden obje bir kurşun yada tüfek fişeğidir. Bu türdeki bazı kaynaklar kurşun
ve fişekler yerine boşluk kullanır. Açıklamak gerekirse, bu tiplerde enerji; havanın ateşleyici
tabancanın kurşun boşlukları diye adlandırılan sütunlarından yere püskürtülmesi ile üretilir.
Balyozdaki gibi ateşleyici tipi kaynaklarda kaydedici sisteme bağlanmış olmalı ki ateşlendiği
anda ani ilk yer hareketini kaydeden jeofonlar bunu kayıtçıya iletebilsin.
Ateşleyici Tabanca tipi kaynakların temel üstünlüklerini;
Yüksek oranda aynı seviyede enerjiyi tekrar tekrar üretebilmesi,
Yere yüklenen enerji balyoza göre çok daha fazla oluşu ve,
Bu sebepten ötürü oluşacak yüzey dalgalarını minimize edebilme özelliği(yüksek
frekansta enerji ürettiği için)
Türün temel olumsuzluklarını sıralayacak olursak;
Güvenlik,
Basit etki tipi kaynaklara göre çok daha büyük ve pahalı,
Kullanımı için izin alınması daha zor olabilir.
3.2.c) Patlayıcı tipi kaynaklar: Bu tip kaynaklar göreceli küçük boyutlarına rağmen yere çok
büyük ölçekte sismik enerji gönderebilirler. Patlayıcı tipi kaynaklar büyüklük ve çeşit olarak,
küçük patlama kapsülleri ve tüfek fişeklerinden iki aşamalı patlayıcılara(dinamit vb.) kadar
değişiklik gösterir. Tüm patlayıcı tipi kaynaklar patlatma kutusu (blasting box) adı verilen
üniteden tetiklenirler. Bu kutu hem kaydedici sisteme hem de patlayıcılara bağlıdır. Tam
patlatma anında kutu kaydedici sisteme de sinyal gönderir ver kayıt alımını eş zamanlı
başlatabilir.
Patlayıcı tipi kaynakların temel üstünlükleri;
Bu tip kaynaklar buraya kadar anlatılan tüm kaynak tiplerinden çok daha fazla sismik
enerjiyi yere gönderir.
Dolayısı ile çok yüksek frekansta enerji üretirler. Bu durumun bir diğer sebebi de
patlayıcıların sığ bir kuyu içine yerleştirilmesidir. Bu yerleştirme de üretilecek
dalgaların yüzey dalgaları ile kirlenmeyeceğini (karışmayacağını) gösterir.
Ve tabi bu kaynaklar çokça tekrar edilebilirdir
Temel olumsuzluklarından bahsedecek olursak;
Güvenlik,
İzin alma; çalışma yapılacak yerin sahipleri patlayıcıların kullanımı konusunda
tedirgin olabilirler.
Veri toplama işlemi diğer kaynaklara göre daha yavaş olacaktır çünkü patlayıcıların
yerleştirileceği yerler bir delici makinesi ile açılmalıdır ve bu da zaman alır.
Patlayıcılar satın alma ve bulundurma bakımından maliyetlidir.
3.2.1 Arazide Ölçülerin alınması sırasında kullanılan enerji kaynakları;
Enerji kaynağı olarak uzak ofsetlerde (kaynak ile jeofon arası uzaklık demektir.) gun, orta
atışlarda balyoz kullanılmıştır.
Balyoz; Çelik tokmaklı, 10 kg ağırlığında, ahşap saplı klasik balyoz enerji kaynağı.
Gun; Aynı anda 19 adet fişeği patlatabilen ve yönlendirilmiş enerji üretebilen çok namlulu
enerji kaynağı.
Fotoğraf-1: GUN’ın hazırlanışı (fişekler yerleştiriliyor)
Fotoğraf-2:Patlatılmaya hazır GUN’dan bir görünüm(triger sistemi ile birlikte) Bu Gun
çeşidinin patenti Serhan GÖREN beye aittir.
Arazi çalışmalarında istenilen sismik hat uzunluğu 50 metre ve üzerinde olursa sinyal kalitesi
düşer. Bu nedenden ötürü güç kaynağı olarak balyozdan GUN'a geçilmiştir.
3.3. Sismik Kayıt Sistemleri (http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf’dan
alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
Çok kanallı sismik kaydedici sistemler farklı üreticilerden olmak üzere geniş bir yelpazeye
yayılabilir. Ama temel mana da kayıtçı sistemleri iki türe ayırmak doğru olacaktır. Bunlar
geleneksel (traditional) tür ve yaygın (distributed) türdür.
Geleneksel sismik kayıt sistemleri; tüm jeofon serilerinden gelen bilgileri toplamak ve
işlemek için tasarlanmış genel bir sistem kullanır. Bu durum kayıt bilgisi alınacak jeofonların
sayısını iki şekilde limitler;
Limitler çünkü; her jeofon genel sisteme kendi kablosu ile bağlıdır. O nedenle jeofon
sayısı arttıkça bunu bağlayacak kabloların ağırlığı da artacaktır ve bir noktadan sonra
kabloların ağırlıkları etkin taşımayı engelleyecek şekilde ağır olacaktır.
Limitler çünkü; tasarlanan bu genel sistem bağlı olan jeofonlardan gelecek bilgileri
aynı anda işleyecektir. Bu durumda bir noktadan sonra aşırı sistem yüklenmesine
gidebilir.
Yaygın sistemler, pek çok küçük veri işleme sisteminin belli jeofon sayılarına dağıtılarak bir
araya gelmesine dayanır. Bu da daha fazla verinin eş zamanlı sistem aşırı yüklemesi olmadan
rahatça işlenmesi demektir. Küçük veri işleme sistemleri tarafından işlenen bu veri akımları
sayısal veriye dönüştürülerek sistem içinde bulunan merkezi bir işlem birimine yollanır ve
burada bu sayısal veriler harmanlanır ve depolanır. Daha pahalı olsalar da çok daha fazla
sayıda jeofondan toplanan bilgileri işlemek mümkündür.
Geçen yıllar içinde yaygın kayıtçı sistemler petrol ve maden aramalarında standart bir araç
haline gelmiş durumdadır. Şirketler bu tür kayıt cihazlarının kendilerine jeofon serimlerini
daha rahat yapmalarını sağladıklarını ve de geleneksel sistemlere göre eş zamanlı çok daha
fazla kayıt toplayabildiklerini belirtmişlerdir. Bu açıklamayı sayısal bir örneğe dökmek
gerekirse, geleneksel sistemler ile az önce yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı
kullanılabilecek maksimum jeofon sayısı 200 civarıdır. Yaygın sistemler için ise bu sayı
1000’lerde dolaşmaktadır.
Aşağıda resimleri ile sunulan iki kayıtçı sistemleri yakın yüzey çalışmaları için oldukça
uygundur. Geniş manada yakın yüzey araştırmaları için geleneksel sistemler kullanılır
diyebiliriz. Fakat Seistronix adlı sistem (aşağıda) yakın yüzey çalışmaları için tasarlanmış
yaygın kayıtçı sistemidir. Her hangi bir mühendislik ya da çevresel çalışmalar yapan
şirketlerden birinde görevli çalışanlar bu aletlerden çokça görmüş olmalıdır ya da görecektir.
Şekil 3.1: Geometrics StrataVisor Şekil 3.2: Seistronix RAS 24
Çoğu modern tabir edilen kayıtçı sistemler hemen kayıt alındıktan sonra her jeofon için
alınmış kaydı o anda gösterebilir. Yer hareketi ya doğrudan sayısal bir kayıtçı banda
kaydedilir ya da sistemin kendi içinde bulundurduğu bir bilgisayar diskine kaydedilir. Yakın
yüzey çalışmalarında kullanılan tipik kayıtçı sistemler yer hareketini 24 ve 142 jeofon sayısı
arasında kaydedebilir. Bu sistemler her kayıtçı kanalı 1000$ civarında olacak şekilde
fiyatlandırılmıştır. O nedenle 48 kanallı bir kayıtçı sistemini edinmek isteyenlerin 48000$ gibi
bir parayı gözden çıkarmaları gerekecektir.
3.3.1. Arazi Çalışmasında Kullanılan ekipman;
Ölçülerin alınma işleminde Seistronix marka Ras-24 model 24 kanallı sismograf, 4,5 Hz
düşey jeofonlar kullanılmıştır. Sinyal bölü Gürültü Oranının (S/G) yüksek olmasından dolayı
çalışma için 4.5 Hz frekansta jeofonlar kullanılmıştır.
Fotoğraf-3: Arazi ekipmanlarının tamamının bir arada görünümü
Fotoğraf-4:Arazi çalışmasında kullanılan Seistronix Ras-24
Fotoğraf-5:Arazi Çalışmasında kullanılan 4,5 Hz düşey jeofonlar
3.4.Yayılma (Spread) Türleri
(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf ’dan alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
Yayılma; kaynağın (source) alıcılara (receivers) göre konumunu ifade eder. Sıkça kullanılan
yayılma türleri;
3.4.a)Split Spread: Kaynak düzenli aralıklarla yerleştirilmiş alıcılar arasındadır. Bu türün üç
varyasyonu mevcuttur.
Split dip spread; kaynak hiçbir sapma ya da boşluk olmaksızın alıcılarla aynı hizadadır
Şekil 3.3: Split dip spread
Deviated split spread; kaynak alıcılara küçük bir mesafede ve dik olacak şekilde
uzaktadır
Şekil 3.4: Deviated split spread
Gapped split spread; kaynağa en yakın birkaç alıcı kapatılmıştır
Şekil 3.5 : Gapped split spread
3.4.b)End-on spread: Kaynak, düzenli aralıklarla dizilmiş alıcıların en başında ya da en
sonundadır.
Şekil 3.6 : End-on spread
3.4.c)Boardside spread: Kaynak sismik hatta dik olacak şekilde kabul edilebilir bi offset
uzaklığındadır.(500-1000m). İki varyasyonu mevcuttur.
Boardside-T spread; kaynak serim merkezinin tam karşısındadır.
Şekil 3.7 : T-boardside spread
Boardside-L spread; kaynak serimin ya başlangıç kısmının ya da bitiş kısmının tam
karşısındadır.
Şekil 3.8 : L-boardside spread
3.4.d)Cross-spread: Kaynak birbirine dik serilmiş iki jeofon hattının tam orta noktasındadır.
Şekil 3.9 : Cross spread
Bu yayılma türlerine birkaç sismik kayıt örneği sunmak gerekirse;
Şekil 3.10 : Split-spread için sismik kayıt örneği
(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf)
Şekil 3.11 : End-on spread için sismik kayıt örneği
(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf)
Şekil 3.12 : T-boardside spread için sismik kayıt örneği
(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf)
Şekil 3.13 :L-broadside spread için sismik kayıt örneği
(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf)
Şeklinde olacaktır.
3.5. Dünya Çapında Uygulanan Dizilimler İçin Önemli Bilgiler
(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf ’dan alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
Gruplar ya da desenler olarak da bilinirler
Bir jeofon dizilimi bir kanalı besleyen jeofonların desenidir
Bir kaynak dizilimi aynı anda ateşlenen kaynakların dizilimidir
Alıcı ve kaynak kombinasyonlu dizilimler sismik incelemelerde sıkça kullanılır
Dizilimler yatay yönlü gürültüleri zayıflatmak ve dikey yönlü seyahat zamanlarını
güçlendirmek adına kullanılır.
Bir dizilimdeki tüm jeofonların tepkileri toplanarak bir tek sinyal izine dönüştürülebilir.
Dizilim çoğunlukla 10 jeofon kullanılarak 10 ila 100 metrekare arasındaki alanları kapsar.
Sonuçlanan izin yeri jeofon diziliminin ağırlık merkezine atanır.
Şekil 3.14 : Saudi Aramco’da yapılan tipik bi 2D jeofon dizilimi (turuncu moktalar jeofonlar kırmızı
çizgiler jeofonların birbiri ile bağlantılarını temsil eder)
Dizilimlerde;
Maksimum offset (kaynak ile alıcı arası olabilecek en büyük uzaklık demektir);
ilgilenen en derindeki bölgenin derinliğine eşit ya da büyük olmak zorundadır
Minimum offset (kaynak ile alıcı arası olabilecek en küçük uzaklık demektir);
mümküm olduğunca küçük seçilmeli ama ilgilenilen en sığ bölgenin
derinliğinde de fazla olmamalıdır.
Dizilimler içindeki jeofon aralığı; dominant rayleigh dalgasının dalga boyunun
yarısı kadar olmalıdır
Jeofon dizilimlerinin uzunluğu; dominant rayleigh dalgasının dalga boyunun
3-5 katı kadar olmalıdır
3.5.1. Arazi Çalışmasında Ölçü alınması sırasında kullanılan geometri;
Ölçü geometrisi olarak 5 atış tekniği uygulanmıştır. Buna bağlı olarak 5 m grup aralığı olmak
kaydıyla;
atışları yapılmıştır.
Şekil 3.15: Arazi Çalışması Geometri Şematiği (2 , 3 , 4 ara atışlardır. Jeofon altı derinliklerin
ve üstteki süreksizliklerin daha iyi belirlenebilmesi için ara atışlar yapılmıştır.)
00,00 m uzaklıktan açık ofset (ön atış (1)),
37,50 m uzaklıktan 6-7 jeofon arası (ön orta atış (2)),
67,50 m uzaklıktan 12-13 jeofon arası (orta atış (3)),
97,50 m uzaklıktan 18-19 jeofon arası (arka orta atış (4)),
135,00 m uzaklıktan açık ofset (arka atış (5))
Fotoğraf-6:Arazi çalışmasında jeofon dizilimi yapılmış profilin bir kısmından görünüm
3.5.2. Ölçülerin alınması sırasında kullanılan tetikleme sistemleri;
Çekiç anahtarı; Balyoz enerji kaynağı kullanıldığında tetikleme için kullanılan ve balyoz
üzerine sabitlenmiş tetik sistemidir.
Tetikleme jeofonu; Ateşleyici enerji kaynağı kullanılması sırasında kullanılan yüksek
frekanslı jeofon tetik sistemidir.
3.5.3. Alınan ölçülerin depolanması;
Arazide alınan ölçüler daha sonra kullanılmak kaydıyla dizüstü bilgisayara SEG-2 formatında
depolanmıştır. Kayıtlar sırasında her bölge için isimlendirme ve numaralandırma uygun
şekilde yapılmıştır.
Fotoğraf-7: Kayıt almakta olan bilgisayar ve Seistronix Ras-24 cihaz düzeneği
3.6. İlk Varışlar (’ http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf ‘dan alınmış ve
tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)
Şimdi her uzaklıkta kaydedilen ilk dalgaların ilk varış zamanlarını tespit edebilme mantığına
değinilecektir Bir kırılma analizi gerçekleştirileceği zaman, ilk varışlar kayıt alan
sismogramlardan edinilip kullanılan tek bilgidir.
Şekil 3.16:İlk varış zamanlarının ofsetlere karşılık gelecek şekilde tasarlanan seyahat zamanı
eğrisi.
Açıklamalara devam etmeden önce belirtmek gerekir ki yukarıda, aşağı doğru artış
göstermekte olan seyahat zamanı eğrisi genel olarak yansıma yöntemi analizlerinde kullanılır.
Kırılma analizleri için kullanılacak eğri yukarı doğru artış gösteren şekilde olacaktır. Bu
durumun grafiklenmiş hali aşağıda gösterilmektedir
Şekil 3.17 : Kırılma analizleri için kullanılan ilk varışların seyahat zamanı eğrisi
Biraz önce tanımlanan her iki yol-zaman eğrisi aynı seyahat zamanlarına karşılık aynı
mesafeler için çizilmiştir.
Aralarındaki tek fark iki farklı anlayışla sunulmuş olmalarıdır.(Kırılma anlayışı-yansıma
anlayışı). Tez kapsamında sismik kırılma yöntemiyle toplanan verilerin analizi işleneceği için
bu noktadan itibaren “yukarı doğru artan” seyahat zamanı eğrisi baz alınacaktır.
Tek bir tabaka sınırı ile ayrılmış basit bir yer altı modeli sunulan seyahat zamanı eğrisinde ilk
varışlar iki farklı renk ile iki parçaya ayrılmıştır. Küçük uzaklık değerlerine (yeşil çizgi) direk
varışlar karşılık gelir. Büyük uzaklık değerlerine ise (kırmızı çizgi) kırılarak gelen varışlar
karşılık gelir. Bu iki segment “cross over offset (birbiri üzerine geçen) uzaklığı” diye
adlandırılan bir olgu ile bir eğim göstererek birbirinden ayrılır. Bu uzaklık; kaydedilen ilk
varışların artık “direk varışlar” olmadığı uzaklığı tanımlar.
Alınan sismik kayıtlar üzerinde ilk varış zamanlarını belirlemeye gelecek olursak,
sismogramlardaki ani ilk yer hareketi zamanlarını belirlemek en önemli adım olacaktır.
Aşağıda gösterilen sismogram kayıt örneğinde bu zaman kırmızı çizgi ile gösterilen zaman
olacaktır. Bu kayıtta ilk varış zamanını belirlemek kayıt ani ilk yer hareketinden önce hiçbir
sinyal göstermediği için oldukça kolay olacaktır.
Şekil 3.18 : İlk varış zamanı ile ilk zirve noktasını gösteren basit bir sismik kayıt örneği
Eğer, kayıtta ilk varış zamanını gölgeleyen herhangi bir gürültü çeşidi kaydedilmiş olsaydı ani
ilk yer hareketini belirlemek o kadar da kolay olmayacaktı.
Pratikte; uğraş veren kişi bilmelidir ki ilk varış zamanlarının seçimi bir veri toplama işleminin
parçasından çok, yorumlama kısmının bir parçasıdır. Çoğunlukla jeofizikçiler ilk varışları
işaretlemekten ziyade sinyal kaydındaki en kaba tabiri ile ilk zirve noktayı işaretlemeyi
seçerler. Bu zirve noktası örnekteki mavi çizgiye tekabül eder. Bu işaretleme tekniği
sonuçlarda ufak çapta bir yanılma payı ortaya çıkaracaktır. Bu yanılmanın etkisi sismogram
kayıtlarında izden ize (trace) tutarsızca yapılan ilk varış işaretlemeleri (pikleme) ile
karşılaştırıldığında çok minimal kalacaktır.
3.6.1. Saha Verilerinin Değerlendirilmesi;
SEG-2 (kırılma verisi çıkış uzantısı) formatında kayıt edilen datalar için kırılma geometrisi
kullanılarak iki boyutlu çözümleme uygun görülmüştür. Ölçülerin alınması sırasında uygun
dinleme aralığı (2000 msec) kullanılmıştır
Toplanan dataların çözümünde Seisimager çözüm program paketi kullanılmıştır. Dataların
Seg2 formatında açılması, geometri girilmesi ve ilk kırılma zamanlarının belirlenmesi için
Pickwin alt programı, modelleme için aynı programın Plotrefa alt programı kullanılmıştır.
Şekil 3.19: Pickwin modülü genel çalışma akış şeması (ŞENKAYA 2009)
(Tablonun oklar doğrultusunda Türkçesi: SEG-2 türü kırılma verisini oku-ekran
parametrelerini ayarla- ilk varışları işaretle-ilk varışları kaydet-Plotrefa programına geç)
Şekil 3.20: Çalışma yapılan arazideki tez kapsamında ilgilenilecek profilleri gösteren harita
Bu bitirme çalışması kapsamında LINE-5 ve LINE-1 irdelenecektir (Hatların birbirine dik
oluşu bu hatların seçiminde motive edici unsur olmuştur). Şimdi verilerin bilgisayar
ortamında değerlendiriliş işlemi aşamalı olarak örnekler verilerek anlatılacaktır. “Verilecek
örnekler arazi çalışmasına ait olmayıp programın kullanılma mantığının anlaşılması adına
basit örnekler şeklinde seçilmiştir.”
Pickwin modülü (ilk varış zamanlarını belirlemede kullanılan bir alt program) açıldıktan sonra
ilk yapılacak işlem verinin modüle okutulmasıdır. Bu işlem için File(dosya) sekmesindeki
Open waveform file (dalga türü dosyayı aç) tıklandıktan sonra verimizin bulunduğu klasör
üzerinden veri okutulur. Verinin okutulması sonrasında verimizin kanal sayısını, zaman
örnekleme aralığını ve örnek sayısını gösteren küçük bir bilgi ekranı görülecektir (Şekil 3.21).
Bu ekran görüldüğünde verimiz hatasız okutulmuş demektir.
Şekil 3.21:Pickwin’de verinin okutuluşu (ÖRNEKTİR).
Sahada alınan kayıtlarda bazı nedenlerden dolayı alıcı-kaynak uzaklıkları hatalı olabilir.
Bunları Pickwin’ de düzeltmek mümkündür. Bu işlemi her alıcı için tek tek yapmak
istendiğinde Edit menüsündeki Show/edit source/receiver locations etc(göster/kaynak/alıcı
lokasyonlarını düzenle). seçeneğinden, eğer otomatik olarak yapmak istenirse edit
source/receiver locations (with key) menüsünden ayarlayabilmektedir. Edit source/recevier
locations (with key) seçeneğinden Make Key sekmesine tıkladığında çıkan menüye gerekli
parametreleri girildikten sonra OK düğmesine tıkladığında kaynak ve alıcı koordinatları
girilen parametreler doğrultusunda değişecektir. (Şekil 3.22).
Şekil 3.22: Pickwin’ de kaynak ve alıcı yerlerinin değiştirilmesi (ÖRNEKTİR).
Pickwin modülünde ilk varışlar otomatik olarak veya el ile belirlenebilir. İlk varışların
otomatik olarak belirlenmesi için Pick first arrivals (İlk varışları işaretle) menüsünden Pick
first arrival time automatically (ilk varışları otomatik işaretle) seçeneği tıklanır (Şekil 3.23).
Bu seçenek tıklandığında ilk varışlar renkli bir imleç ile belirlenir. Eğer bazı kanallardaki ilk
varış zaman değerlerinin doğru olmadığı düşünülürse, fare imlecinin doğru olduğu düşünülen
zaman değerine tıklandığında ilk varış imleci otomatik olarak oraya taşınacaktır. Eğer ilk
varışları sadece el ile belirlemek istenirse Pick first time manually(ilk zamanları elle belirle)
seçeneğine tıklanmalıdır (Şekil 3.23). Bu seçenekte tüm kanallardaki ilk varışlar sıfır
zamanını gösterir ve fare imleci ile her kanaldaki doğru olduğunu düşünülen ilk varış
zamanına tıklandığında ilk varış imleci otomatik olarak taşınır.
Şekil 3.23: İlk varış piklemesi için seçenekler (ÖRNEKTİR).
Pikler birleştirildikten sonra eğer aynı profile ait başka bir atış yoksa File menüsündeki Save
pick file (ilk varış işaretlemelerini kaydet) seçeneği ile ilk varış pikleri kayıt edilebilir. Eğer
aynı profile ait başka atışlar içinde ilk varış değerlendirilmesi yapılacaksa File menüsünden
Open waveform file (dalga türündeki dosyayı aç) seçeneği ile diğer atış verisini okutmalıdır.
Bu durumda yeni bir veri okutmak istediğinde ekranda şekil 3.24’ teki gibi bir kutu çıkar
burada New file (yeni dosya) seçeneği seçilmelidir.
Şekil 3.24: Yeni bir kırılma verisinin okutulması (ÖRNEKTİR).
Bu bilgiler ışığında LINE-1 ve LINE-5 profilerinin 5 atış tekniğine göre ilk varışları okunmuş
halleri aşağıdaki gibidir.
Veri-1: Line-1 için 00,00 m uzaklıktan açık ofset (düz atış (1)) ilk varışlar okunmuş hali
Veri-2:Line-2 için 37,50 m uzaklıktan 6-7 jeofon arası (ön orta atış (2)) ilk varışları okunmuş
hali
Veri-3: Line-1 için 67,50 m uzaklıktan 12-13 jeofon arası (orta atış (3)) ilk varışlar okunmuş
hali
Veri-4: Line-1 için 97,50 m uzaklıktan 18-19 jeofon arası (arka orta atış (4)) ilk varışlar
okunmuş hali
Veri-5: Line-1 için 135,00 m uzaklıktan açık ofset (ters atış (5)) ilk varışlar okunmuş hali
Veri-6: Line-5 için 00,00 m uzaklıktan açık ofset (düz atış (1)) ilk varışlar okunmuş hali
Veri-7: Line-5 için 37,50 m uzaklıktan 6-7 jeofon arası (ön orta atış (2)) ilk varışları okunmuş
hali
Veri-8: Line-5 için 67,50 m uzaklıktan 12-13 jeofon arası (orta atış (3)) ilk varışlar okunmuş
hali
Veri-9: Line-5 için 97,50 m uzaklıktan 18-19 jeofon arası (arka orta atış (4)) ilk varışlar
okunmuş hali
Veri-10: Line-5 için 135,00 m uzaklıktan açık ofset (ters atış (5)) ilk varışlar okunmuş hali
Bu noktadan itibaren veri işlem kısmının Plotrefa (sismik tabaka modelleri oluşturmada
kullanılır) alt programındaki aşamaları yine örnekler verilerek aşamalı anlatılacaktır.
“Verilecek örnekler arazi çalışmasına ait olmayıp programın kullanılma mantığının
anlaşılması adına basit örnekler şeklinde seçilmiştir.”
Plotrefa modülü çalıştırıldıktan sonra File menüsünden Open Plotrefa file (plotrefa dosyasını
aç) seçeneğini seçip ilk varış dosyası bulunduğu konumdan okutulur (Şekil 3.25). Veriler
okutulduğunda ekrana gelen zaman-uzaklık grafiği programın varsayılan ayarlarında kayıtlı
olan eksen ayarları ile görüntülenir. Eğer bu ayar üzerinde çalışmak istenmiyorsa View
(görünüm) menüsündeki Scale (ölçek) sekmesindeki ölçek değerlerinden birini seçilebilir ya
da vertical exaggeration (dikey büyütme) seçeneğinden V/H yani Düşey/Yatay eksen oranı
girerek arzu edilen grafik eksenini yakalanabilir. Eksenler üzerinde görüntülenen zaman ve
uzaklık örnekleme aralıklarını ise View (görünüm) menüsündeki Axis configuration (manual)
(eksen ayarlamaları-elle) seçeneğinden istenildiği gibi ayarlayabilir (Şekil 3.26).
Şekil 3.25: Plotrefa’ da ilk varış verisinin okutulması (ÖRNEKTİR).
Şekil 3.26: Zaman-uzaklık grafiği eksen ayarları (ÖRNEKTİR).
50
Temel Plotrefa bilgilerinden sonra pickwinde belirlediğimiz ilk varış zamanlarına göre
plotrefada nasıl değerlendirme yapılacağını aşama aşama açıklayalım.
Zaman ortamı ters çözümü şeklinde adlandırılan bu yöntem en küçük kareler ve gecikme
zaman yöntemlerinin kombinasyonu şeklinde çalışır. Bu yöntem basit kullanımlı olup fazla
işlem zamanına gerek duymaz. Şekil 3.27’ de zaman ortamı ters çözüm işleminin akış şeması
görülmektedir.
Şekil 3.27 : Zaman ortamı ters çözüm yönteminin genel akış şeması (ŞENKAYA 2009).
(Tablonun oklar doğrultusunda Türkçesi: ilk varışları okut-yükseklik dosyasını okut(ortama
bağlı)-tabakaları ata-verileri evir-başlangıç hız seçimi-ışın izleme-gözlenen ya da teorik
tomografik evirme ve son hız seçimi)
Şekil 3.28: File menüsündeki Open Plotrefa file seçeneği ile ilk varış dosyası okutulur
(ÖRNEKTİR).
Şekil 3.29: File menüsündeki import elevation data file seçeneğinden jeofonlara ait yükseklik
verisi okutulur.(ÖRNEKTİR)
Şekil 3.30
Şekil 3.30-3.31: İki tabakalı ortam için tabakalar belirlemek Assign layer 2 arrivals seçeneği
seçilir. Bu seçeneğe tıklandığında ilk önce tüm tabakalar birinci tabaka halini
alır.(ÖRNEKTİR).
Şekil 3.32: Fare imleci ile her zaman-uzaklık grafiğinde ikinci tabakaya ait olduğunu
düşündüğünüz ilk varış zamanına tıkladığınızda o ve sonrasındaki zamanlar ikinci tabakaya
ait olurlar.(ÖRNEKTİR)
Şekil 3.33: Tabakalar belirlendikten sonra ters çözüm işlemi için gerekli profil bilgileri girilir
ve işlem yapılır (ÖRNEKTİR).
Şekil 3.34: Ters çözüm işlemi sonlandığında, işletim hassasiyetini belirten bir bilgi ekranı
görüntülenir (ÖRNEKTİR).
Şekil 3.35: Son olarak ters çözümün sonucu olan hız modeli görüntülenir (ÖRNEKTİR-
ŞENKAYA 2009).
Buraya kadar anlatılan 2 tabakalı bir durum içindir. Şimdi çözüm aşamaları 3 tabakalı durum
için açıklanacaktır.
Üç tabakalı yorum için tabakaların belirlenmesi sırasında ilk önce iki tabakalı durum için
tabakalar belirlenir daha sonra Assign layer 3 arrivals (3 tabaka durumuna ata) seçeneği
seçilerek üçüncü tabakalar belirlenir.
Şekil 3.36: Üç tabakalı problemler için; ilk önce ikinci tabakalar tanıtılır.(ÖRNEKTİR)
Şekil 3.37: Üç tabakalı çözümlerde ikinci tabakalar tanıtıldıktan sonra Assign layer 3 arrivals
seçeneği seçilir (ÖRNEKTİR).
Şekil 3.38: Assign layer 3 arrivals seçeneği seçilip tüm grafiklerde üçüncü tabaka varışları
işaretlenir (ÖRNEKTİR).
Tomografi; yöntemi yanal yöndeki hız değişiminin çözümünün ön planda olduğu bir
yöntemdir dolayısıyla araştırma bölgesindeki yanal hız değişimleri hakkında herhangi bir
bilginiz yoksa hatalı yorumlar yapabilirsiniz. Tomografi yönteminin akış şeması Şekil 3.39’
da gösterilmiştir. İlk varış zamanlarının modüle okutulmasından sonra bir giriş hız alanı
modeli belirlenmelidir.
Bu giriş modelini iki şekilde belirleyebiliriz. İlk seçenek; zamanların okutulmasından sonra
Tomograpy menüsündeki Generate initial model (başlangıç modeli oluştur) seçeneği ile bir
model oluşturmaktır. Bu seçenekte profil bilgileri girildikten sonra model parametreleri girilir.
Bu aşamada herhangi bir tabaka modelimiz mevcut olmadığından Use layered model as
initial model (başlangıç modeli olarak tabakalı modeli kullan) seçeneği boş bırakılmalıdır.
İkinci seçenek ise Time-term inversion (zaman süreli evirme) seçeneğinden faydalanarak bir
ön değerlendirme yaptıktan sonra elde edilen modelin giriş modeli (bu model tabaka modeli
şeklinde veya hız alanı şeklinde kullanılabilir) olarak belirlenmesidir.
Şekil 3.39: Tomografi genel akış şeması (ŞENKAYA 2009) (Şemanın Türkçesi: ilk varışları
okut- yükseklik verilerini okut-başlangıç modeli için zaman süreli evirme yap-“bu üçünden”-
başlangıç modeli üret’e geçilebilir-verileri evir’den-görülen ya da teorik- kısma geçilir-
evirme parametrelerini ayarlama’dan-verileri evire geçilebilir-görünen ya da teorik’ten son
kısım-hız seçimine geçilir)
Giriş modeli belirlendikten sonra ters çözüm aşamasına geçilir. Ters çözüm işlemini,
varsayılan parametreler ile otomatik olarak (inverison-with default parameters) ya da ters
çözüm parametrelerini kendimiz belirleyerek (inverison-set parameters manually) yapabiliriz.
Yapılan çözümlerle beraber gözlenen seyahat zamanları ile hesaplanan seyahat zamanları
birbirine yaklaştırılmaya çalışılır (yapılan her iteratif çözüm her zaman bu iki değeri birbirine
yaklaştırmayabilir). İstenilen yorum kesitine ulaşıldıktan sonra Convert into layered model
(tabakalı modele geç) seçeneği ile sonuç hız alanı modeli, tabaka modeline çevrilebilir.
Şekil 3.40: Herhangi bir ön değerlendirme yapmadan giriş modelinin oluşturulması
(ÖRNEKTİR)
Şekil 3.41: Giriş modeline ait profil bilgilerinin girilmesi. Eğer giriş modelini direk olarak
kendimiz oluşturuyorsak (zaman ortamı ters çözümden elde edilen tabaka modeli
kullanmadan) Use layered model as initial model seçeneğini boş bırakmalıyız (ÖRNEKTİR).
Şekil 3.42: Tomografi yönteminde kullanılacak giriş modeli (ŞENKAYA 2009)
Şekil 3.43: Varsayılan ters çözüm parametreleri ile iteratif çözüm yapılması (ŞENKAYA
2009)
Şekil 3.44: İteratif çözüm sonucunda elde edilen hız alan modeli ve hesaplanan ilk varış
zamanları ile gözlenen ilk varış değerlerinin karşılaştırılması (ŞENKAYA 2009)
4.BULGULAR
Yukarıda hem sözel hem de görsel şekilde açıklanan model oluşturma bilgileri ışığında arazi
çalışmasından alınan ve ilk varış zamanları belirlenen LINE-1 ve LINE-5 ‘ in Plotrefa
çözümleri ve hız modelleri aşağıdaki gibidir.
Çözüm-1 (A: kendi çözümüm): Line-1 için inversion yapılmış çözümün yol-zaman grafiği
Buradaki en önemli nokta görülen (observed) seyahat zamanları ile hesaplanan (calculated)
seyahat zamanları eğrilerinin birbirine yaklaştırılmaya çalışılmasıdır. İstenilen yorum
kestirimine ulaşılana dek bu yaklaştırıma devam edilir
Çözüm-1 (B: mühendisin çözümü): Line-1 için inversiondan sonra görüntülenen yol-zaman
grafiği
Çözüm-1 (A: kendi çözümüm): Line-1 için Tomografi işlemi öncesi giriş parametreleri (yer
altında görebileceğimiz maksimum derinlik 125m(bir serimin boyu)/3’ten hesaplanarak 45 m
alınmıştır.Maksimum ve minimum hızlar ilk varış görüntülerinden “0.3km/sn” ve
“4.0km/sn” olarak okunarak girilmiştir.
Çözüm-1 (A: kendi çözümüm): Line-1 için tomografi aşamasından sonra 1 kez inversion
(ters çözüm) işlemine tabi tutulmuş sonuç.
Çözüm-1 (B: mühendisin çözümü): Aynı aşamalardan işlenen verilerin inversion (ters
çözüm) a tabi tutulmuş sonucu.
Çözüm-1 (A:kendi çözümüm): Line-1 için programın inversion işlemini gerçekleştirirken
kabul ettiği sismik dalgaların yer içindeki ilerleyişi.
Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için inversion yapılmış çözümün yol-zaman grafiği
(hesaplanan ile görünen seyahat zamanları eğrileri arasındaki fark demek arzulanan yorum
kestirimine ne kadar yaklaşıp yaklaşmadığımız arasındaki fark demektir.)
Çözüm-2 (B: Mühendisin çözümü): Line-5 için inversiondan sonra görüntülenen yol-zaman
grafiği
Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için Tomografi işlemi öncesi giriş parametreleri (yer
altında görebileceğimiz maksimum derinlik 125m(bir serimin boyu)/3’ten hesaplanarak 45 m
alınmıştır.Maksimum ve minimum hızlar ilk varış görüntülerinden “0.3km/sn” ve
“4.0km/sn” olarak okunarak girilmiştir.
Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için tomografi aşamasından sonra 1 kez inversion
(ters çözüm) işlemine tabi tutulmuş sonuç.
Çözüm-2 (B: mühendisin çözümü): Aynı aşamalardan işlenen verilerin inversion (ters
çözüm) a tabi tutulmuş sonucu.
Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için programın inversion işlemini gerçekleştirirken
kabul ettiği sismik dalgaların yer içindeki ilerleyişi.
5.SONUÇ VE TARTIŞMA
Bu bulguların ışığında sökülebilirlik adına bu kısımda iki farklı yol ile 30 metre derinlik için
1,5 dönümlük bir alanın maliyet hesabı yapılacak hangi yolun daha uygun olacağı
tartışılacaktır. Bu çalışma için Line-5 modeli örnek model kabul edilecek çalışma bu model
üzerinden yürütülecektir. Maliyet hesaplarının ilkinde modele bakılarak 4 hız bölgesi
(kırmızı, sarı, yeşil ve mavi bölgeler) için hızlar kabaca okunarak sökülebilirlik derecesi ve
nasıl söküleceği belirlenecek her bölge için ayrı ayrı maliyet hesabı yapılıp bu maliyetler
toplanarak nihai maliyet değerine ulaşılacaktır. Diğer yol ise modelin tamamına bir ortalama
hız tayin edilerek tek bir sökülebilirlik derecesi ve yöntemi ile maliyet hesaplanacaktır.
Line-5 için modelde kırmızı renk ile gösterilen yaklaşık 3m kalınlığındaki bölgenin
hızı kabaca 700 m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 1,74gr/cm3
gözenekliliği denklem (6)’dan %41 yumuşak-silt formasyonu bulunmuştur. Buna göre
bu kısım Çizelge-3’e göre kolay sökülebilir sınıfındadır. Çizelge-4 den bu bölge için
D7 türü bir makinanın (dozer) kullanımı uygun görülmektedir. 3m derinlikte 1500m2
lik bu alanı makine kiralanmak sureti(kiralama fiyatları sahibinden.com adresinden
alınmıştır aylık kiralama fiyatı üzerinden hesaplanmıştır) ile 1,5km/s hız ile (bu değer
sabit alınacaktır) 30TL ye yapacaktır.
Modelde sarı renk olarak görülen yaklaşık 1.5m kalınlığındaki bölgenin hızı kabaca
1500m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 1.9gr/cm3 gözenekliliği denklem
(6)’dan %28 yumuşak-kum ve çakıl formasyonu bulunmuştur. Çizelge-3’e göre orta
sökülebilir zorluktadır. Çizelge-4’e göre ise D8 türü makine uygun görünmektedir.
Kazılacak bu alanın (1500m2 alan 1.5m derinlik) maliyeti 32TL dir.
Modelde yeşil renk olarak görülen ortalama 5m kalınlığındaki bölgenin hızı kabaca
2300m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 2.06gr/cm3 gözenekliliği denklem
(6)’dan %20 orta sert-kumtaşı formasyonu bulunmuştur. Çizelge-3’e göre çok zor
sökülebilir derecesindedir. Çizelge-4’e göre D9 türü makine uygun görülmektedir.
Kazılacak bu alanın (1500m2 alan 5m derinlik) maliyeti 72TL dir.
Modelde mavi renk olarak görülen bölgede 20m kalınlık için hız değeri kabaca
4000m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 2,4gr/cm3 gözenekliliği %10 sert-
kalker formasyonu bulunmuştur. Çizelge-3’e göre aşırı zor-patlatma tekniği uygun
görünmektedir. Patlatılacak bu alanın (1500m2 alan 20m derinlik) maliyeti alana 180
çukur açıp 7 ton civarı anfo tipi patlayacı madde kullanılarak 28276TL olarak
hesaplanmıştır.
Hız bölgelerini ayrı ayrı değerlendirdiğimiz bu teknikte toplam maliyet 28410TL olarak
hesaplanmıştır.
Modelin tamamı için ortalama hızın 2140m/s olduğu hesaplanmış ve ortamın tamamı
için yalnız patlama tekniği seçilmiş olsaydı maliyet tutarı 180 delik 1500m2 alan ve
30m derinlik için yaklaşık 11 ton anfo tipi patlayıcı madde kullanılarak 35946TL
olacaktı.
Bu hesaplamaların sonunda diyebiliriz ki; sökülebilirlik çalışması sonunda sismik kırılma
modeli çıkarıldıktan sonra belli bir derinliğe kadar sökülebilirlik derecesi istenildiğinde o
derinlik içerisindeki ortalama primer dalga hızını vermektense belli ortalama hız değerleri
taşıyan bölgeleri ayırarak bu bölgeler için ayrı ayrı sökülebilirlik dereceleri ve yöntemlerinin
söylenmesi az önce yapılan ampirik çalışma sonucunda oldukça somut olarak 7536TL lik bir
zarardan yüzde hesabı olarak %2.65 lik bir zarar oranından kurtulmak anlamına gelir. Maliyet
hesaplarının her projede önemli olduğu günümüz şartlarında bu oranın küçümsenmemesi
gerekmektedir.
6.KAYNAKLAR
Açık, Ö., 2006, Sıcak Çermik Travertenleri ve Ulaş-Akkaya Sölestit Madeni’nin (Sivas)
Sismik Kırılma Yöntemi Kullanılarak Araştırılması , Yüksek Lisans Tezi, Cumhuriyet
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
Al-Shuhail, A.A., 2009, Field Procedures (Online), Dhahran, Saudi Arabia
http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-
2010.pdf
Bailey, A.D., 1974. Rock Types and Seismic Velocities Versus Rippability. Highway Geol.
Symp. Proc., 26, 135-142
Boyd, T.M., 2003, Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02 (Online),
USA, http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf
Buğdaycı, İ., 1999, Depremin Dili Sismoloji (Online), Ankara, Türkiye
http://www.yerdurumu.org/makaleler/documents/sismoloji.pdf
Church, H.K., 1981. Excavation Handbook, McGraw-Hill Inc., U.S.A.
Dekar Madencilik & Hazır Beton 2008 (Online), Zonguldak, Türkiye
http://www.dekar.com.tr/patlama-5.asp
Ercan, A., 2001. Kıran Bölgelerinde Yeraraştırma Yöntemleri. Kardeşler Yayınevi, İstanbul.
Erguvanlı, K. ve Yüzer, E., 1987. Yeraltı Suları Jeolojisi. İTÜ Maden Fakültesi Yayınları,
Yayın No: 23, Maçka, İstanbul.
Mussett, A.E. and Khan, M.A., 2000. Look into the Earth: An Introduction to Geological
Geophysics. Cambridge University Press
Sheriff, R.E., 2002. Encyclopedic Dictionary of Applied Geophysics. Society of Exploration
Geophysicists, 4th Edition, Geophysical References Series, No:13, Tulsa.
SIPQC V-4.0, 1993. Quality Control Programs for Quick Interpretation of Seismic Refraction
Data. Rimrock Geophysics Inc., USA.
Sümer, T ,Öktem Ü.E, Frandberg., L 1992. Açık işletmelerde Kontrollü Patlatma
Teknikleriyle Maliyet Optimizasyonu (Online), Ankara, Türkiye
http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/26a8c055c0d04f5_ek.pdf
Şenkaya, M., 2009 Seisimager Programı Pickwin ve Plotrefa Modülleri Kullanım
Kılavuzu, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Sismik Veri İşlem
Laboratuarı
Tatham, R.H., 1982. Vp / Vs and lithology. Geophysics, 47, 336-344.
7.ÖZGEÇMİŞ
1989 yılında İstanbul’da doğdu. İlkokulu İbrahim Aleattin Gövsa İ.Ö.O’da okudu. 2004’te
ilkokul eğitimini tamamladı. Liseyi Hasan Polatkan Y.D.A Lisesi’nde okudu. 2008 de lise
eğitimini tamamladıktan sonra 2009 yılında İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Jeofizik Mühendisliği bölümüne girmiştir. Son sınıf öğrencisi olarak eğitimine devam
etmektedir.