T.C.

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİTİRME PROJESİ

İSTANBUL, 2013

SİSMİK KIRILMA VERİLERİNDE FİLTRE VE

SÖKÜLEBİLİRLİK UYGULAMASI

Hazırlayan

Mert Sefa ÜNAL

1302090054

Danışman

Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ

1302090054 numaralı Mert Sefa ÜNAL tarafından hazırlanan “SİSMİK KIRILMA

VERİLERİNDE FİLTRE VE SÖKÜLEBİLİRLİK UYGULAMASI” isimli bitirme ödevi

tarafımdan okunmuş ve kabul edilmiştir.

Tarih:

Danışman

Prof.Dr. Ali Osman ÖNCEL

1302090054 numaralı Mert Sefa ÜNAL Bitirme Ödevi 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 fikir ve yönlendirmeleriyle yol gösteren danışmanım

Prof.Dr. Ali Osman ÖNCEL’e, yardımları için Seda ALP’e, ofis çalışmalarında bilgilendiren

jeofizik mühendisliği odası sektör danışmanı sayın Serhan GÖREN ’e ve çalışmalarından

zaman ayırarak arazi ve bilgisayar çalışmalarında yardım eden sayın Serdar TANK ’a

yardımlarından dolayı teşekkür ederim. Ayrıca çalışmalarımdaki destekleri için aileme,

bugüne kadar ki öğretmenlerime, hayatımda yer alarak kendimi geliştirmemi ve

yönlendirmemi sağlanmış olan herkese teşekkür ederim.

ii

İÇİNDEKİLER

Önsöz……………………………………………………………………………..…...i

İçindekiler……………………………………………………………………………..ii

Özet……………………………………………………………………………...….…iii

1.Giriş……………………………………………………………………………....…1

2.GENEL BİLGİLER...............……………………………………………...……….2

2.1.Sismik Dalgalar……………………………………………………………..….….2

2.1.1.Cisim Dalgaları…………………………………………………………..….…...2

2.1.2.Yüzey Dalgaları…………………………………………………………...……..3

2.2.Sismik Yöntemler…………………………………………………………...……..4

2.2.1.Sismik Kırılma Yöntemi…………………………………………………………5

2.2.2.Sismik Yansıma Yöntemi………………………………………………………..6

2.3.P Dalga Hızına Bağlı Sökülebilirlik………………………………………………..7

2.4.Veri Kalitesi……………………………………………………………….……….8

3.YÖNTEM VE UYGULAMALAR ………………………………………...……….9

3.1.Arazide Verilerin Toplanması ve Kaydedilmesi…………………..………………9

3.2.Verilerin Değerlendirilmesi………………………………………..………………12

4.BULGULAR …………………………………………………………………….…20

5.SONUÇLAR ve TARTIŞMA………………………………………………………25

6.KAYNAKLAR…………………………………………………………..…………26

EKLER………………………………………………………………………..………27

iii

ÖZET

İnsanoğlu yıllardır yeryüzünde yaşamaktadır. Uzun yıllardan beri ilerleme ve

gelişim gösteren insan oğlu bu sırada çeşitli amaçlarla inşa çalışmaları gerçekleştirmiştir.

Babil’in asma bahçeleri, piramitler, çin seddi, pisa kulesi bunlardan sadece bazılarıdır.

Hepsinin sayılabilecek en basit ortak noktası ise yeryüzü üzerinde bir temele sahip

olmalarıdır. Eminim ki bu saydığım yapıları duymayan yoktur. Ancak bu konu ile ilgili en net

örneği pisa kulesi oluşturmaktadır. Bu kule eğik duruşu ile dünya çapında bir ün kazanmıştır.

Her yıl yaklaşık olarak milimetrenin onda yedisi kadar eğilmektedir. Bu eğilmenin nedeni ise

temeldeki yumuşak zeminin çökmesidir. İşte bu yapı tarihi değerine karşın mühendislik

açısından değerlendirildiğinde bu tür yapıya zarar verebilecek ve hatta yıkabilecek

olumsuzların önüne geçilmesi gerekir. Bu ise jeoloji ve jeofizik mühendislik uygulamalarının

birlikte kullanılması ile mümkündür. Bu tezde ise jeofizik mühendisliğinin sismik kırılma

tomografi uygulaması yapılarak yer altındaki tabaka yapıları gösterilmektedir.

Bu tezin amacı verileri kırılma yönünden değerlendirip tomografi uygulayarak,

sonuçlarını projedeki mühendisin çözümleri ile karşılaştırarak yapılmış çözümlerin

doğruluğunu irdelemektir. Bu amaçla arazi çalışmalarına katılarak veriler toplanmıştır.

Toplanan veriler bilgisayarda programlarla işlenerek yorumlamaya uygun hale getirilmiştir.

Bilgisayarda veri işlemede kullanılan programların kullanılışı anlatılmıştır. Filtre işlemi için

kullanılan geogiga front end yazılımının uygulamasından kaynaklı verideki değişim

gözlenmiştir. Profil verisinin filtreli ve filtresiz değerlendirmesi karşılaştırılmıştır. Sonuçlar

sökülebilirlik açısından değerlendirilmiştir.

1. GİRİŞ

Jeofizik mühendisliği çeşitli çalışmalar ile yeraltındaki yapıyı

modelleyebilmektedir. Yapılacak çalışmalar belirlenirken aranacak/modellenecek yapının

özellikleri göz önünde bulundurularak uygun yöntem seçilir. Sismik yöntem tomografi

uygulaması ile yer altı tabakalarının yapılarını en doğru şekilde veren bir yöntemdir. Bu

yöntemin amacına uygun olarak çalışma için doğru sonucu verecek sistemle ölçüler toplanır.

Ölçülerin değerlendirilmesi ve sonuçların anlaşılabilmesi için cisim ve yüzey dalgalarının

tanımlamaları yapılmıştır. Sismik kırılma ve yansıma yöntemleri hakkında bilgi verildikten

sonra sökülebilirlik ve veri kalitesi konularından bahsedilmiştir.

Bu tez çalışması için istanbul’da bir projenin arazi çalışmalarına katılarak veriler

toplanmıştır. Sismik kırılma yöntemi, jeofizikte yeraltını modellemek için kullanılan

yöntemlerden birisidir. Araştırılacak yapıya göre ölçüm sistemi mühendis tarafından seçilir.

Belirlenen ölçüm sistemi arazide uygulanarak veriler toplanır. Toplanan verilerin mühendis

tarafından değerlendirmesi yapılıp eğitim ve tecrübesinden gelen birikimlerini kullanarak

sonuçlar üzerine yorumlarını yapar. Bu sebeplerden dolayı bu tez çalışmasında verilerin

toplanması için kullanılan geometri ve ekipmanların kullanılışları anlatılmıştır. Veri işlenirken

gerektiğinde filtre programı kullanılarak ham verideki gürültünün veriden atılıp, sinyal/kalite

oranının arttırılması amaçlanmıştır. Veriler üzerinde ilk varışların nasıl işaretlenebileceğinden

bahsedilerek ilk varış işaretlemeleri yapılmıştır. Okunan ilk varışların değerlendirilmesi

yapılarak verilerin çözümleri yapılmıştır. Tüm bu işlemler ve kullanılan programlar

olabildiğince açık bir dille anlatılmıştır.

İstanbul anadolu yakasında bir proje kapsamında toplanmış olan bu sismik veriler,

proje amacına uygun olarak işlenip ve değerlendirmeleri yapıldıktan sonra filtreli ve filtresiz

verinin de çözümü yapılarak sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuçların doğruluğunu bir kritere

göre gösterebilmek için projedeki mühendisin çözümlerine yer verilmiştir. Elde edilen

sonuçlar sökülebilirlik açısından incelenmiştir.

2. GENEL BİLGİLER

2.1. Sismik Dalgalar

Kısaca tanımlamak gerekirse sismik dalgalar; hareket enerjisinin yer içinde

huygens ve fermat prensiblerine bağlı olarak yol alan dalgalardır. Kısaca açıklarsak huygens

prensibi, dalga yol alırken ulaştığı her bir noktanın bir kaynak gibi davranmasıdır. Fermat

prensibi ise trigonometrik olarak kırılan ve yansıyan dalgaların sistematiklerini inceler. İki

çeşit olarak incelenmektedir; cisim dalgaları ve yüzey dalgaları. Cisim dalgaları yer içinde

yüzey dalgalarından daha hızlı ilerler.

2.1.1. Cisim Dalgaları (P, S)

Bu dalgalar en temel dalgalardır. Bir kaynaktan yayılan ilk dalga birincil (primer,

P) dalgadır. P dalgası boyuna yayılan bir dalgadır. Yani p dalgaları yayılma doğrultusu ile

aynı yönde parçacık hareketi oluşturarak ilerler. S dalga hızının yaklaşık 1.7-1.8 katıdır. P

dalgaları katı, sıvı ve gaz ortamlarında yayılabilir. Havadaki hızı yaklaşık 330m/s iken sudaki

hızı yaklaşık 1500m/s dir (YİĞİTER-2008).

Şekil-2.1.1a) P dalgası tanecik hareketleri ve yer içinde ilerleyişi(YİĞİTER,2008)

P dalga hızı;

√

√ )) ) ))

Vp= Pdalga hızı (m/sn)

= Dalga boyu

µ= Sıkışmazlık modülü (N/m^2)

= Yoğunluk (kg/m^3)

Ε= Young modülü (N/m^2)

σ= Poisson oranı

Kaynaktan yayılan ikincil (seconder) dalgalar ise S dalgası adı alır. S dalgası

enine yayılan dalgalardır. Yani bu dalgalar yayılma doğrultusuna dik yönde parçacıkları

titreştirerek ilerler. Bu dalgalara kesme dalgasıda denilmektedir. Kesme kuvvetine direnç

göstermeyen sıvı ve gaz özellikteki ortamlarda yayılamazlar. S dalgalarının genliği P

dalgalarının genliğinden büyüktür

(http://www.depremsimulatoru.com/deprem_nasil_olusur.html).

Şekil-2.1.1b) S dalgası taneciklerinin yer içindeki hareketi (YİĞİTER,2008)

S dalga hızı;

√

√ ))

Ε= Young modülü (N/m^2)

µ= Sıkışmazlık modülü (N/m^2)

= Yoğunluk (kg/m^3)

σ= Poisson oranı

2.1.2. Yüzey Dalgaları (L, R)

İkinci olarak değineceğimiz yüzey dalgaları, düşük frekans ve yüksek genlik

oranına sahiptirler. Yüzeyde en büyük etkiye sahip olan bu dalgalar, derinlere indikçe etkisini

yitirir. Yarı sonsuz ortamda yayılırlar. Başlıca iki tip yüzey dalgası incelenmektedir. Bunlar

Love ve Rayleigh dalgalarıdır.

Love dalgaları, sismogramda s dalgalarından sonra ve rayleigh dalgalarından önce görünürler.

Kısaca L harfi ile gösterilirler. Love dalgalarının oluşabilmesi için yarı sonsuz, elastik ve

tekdüze bir ortam gereklidir. Yerin serbest yüzeyi ile kabuğun alt sınırı arasında SH

dalgalarının yansıması ile girişimleri sonucu oluşurlar.

Şekil-2.1.2a) Love dalgasının yer içindeki tanecik hareketi (Bolt,1976)

Rayleigh dalgaları kısaca R harfi ile gösterilmekte ve incelenen en yavaş dalga

özelliğini taşımaktadır. Bu dalgalar yer yüzeyinde, deniz yüzeyindeki su dalgasının hareketi

gibi yayılır. Yani tanecik hareketi büyük ekseni düşey olan elips şeklindedir. Ve tanecikler

yayılma yönünün tersine retrograd bir hareket yaparlar. Bu elips hareketi derinlere indikçe

küçülerek etkisini yitirir. Serbest yüzey ile sınırlı yarı sonsuz esnek bir ortamda P ve SV

dalgalarının girişimleri sonucu oluşur.

Şekil-2.1.2b) Rayleigh dalgasının yer içinde taneciklerinin hareketi (Bolt,1976)

2.2. Sismik Yöntemler

Sismik yöntemler yer altındaki yapıların ve özelliklerinin belirlenmesinde

kullanılır. Bir örnekle açıklayacak olursak zaman içinde yer yuvarını oluşturan, farklı

özelliklerdeki tabakaların birbirlerine göre konumları/durumları sismik yöntemle

belirlenebileceği gibi bu tabakaların kendilerine ait olan elastik parametreleri (elastisite

modülü, bulk modülü, poisson oranı, rijidite modülü, gözeneklilik, yoğunluk gibi)

belirlenebilir.

Sismik yöntemler, en genel olarak yer içinde enerjinin tanecikleri hareket ettirerek

yayılması sırasında ölçülmesi ile uygulanır. Bu amaçla jeofonlar kullanılır. Jeofonlar belirli

yönlerdeki (yatay veya düşey) titreşimleri ölçecek şekilde üretilmiştir.

Pasif ve aktif olmak üzere iki tip enerji kaynağı vardır. Aktif kaynaklı yöntemde

ölçümü yapan kişi tarafından yere enerji verilir. Bunun için ağırlık düşürme, balyoz, gun,

dinamit vb. enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Pasif kaynaklı yöntemde ise yere bir enerji

verilmeyip, yerin içinde yayılan enerji ölçülür. Bu enerji doğadaki hareketlerden olabileceği

gibi insanların oluşturduğu (araç hareketi, yürüme vb.) etkilerden de kaynaklanabilir. Genel

olarak aktif kaynaklı yöntemde, pasif kaynaklı yöntemde sayılan enerji kaynakları gürültü

olarak adlandırılır. Yani kayıtlarda görmek istenmez. Pasif enerji kaynakları çevre gürültüsü

olarak da adlandırılır.

Yer içinde ilerleyen sismik dalgalar farklı tabakaların içinde elastik parametrelere

bağlı olarak farklı hızlarda ilerlediğinden, tabaka sınırlarına geldiğinde kırılarak ve yansıyarak

yoluna devam eder. Bu dalgalar yer yüzeyinde önceden belirli aralıklarla yerleştirilmiş

jeofonlar tarafından algılanarak kaydedilir. Kaydedilen verilere gerekli veri işlem yöntemleri

uygulanarak yorumlamaya uygun hale getirilir.

2.2.1) Sismik Kırılma Yöntemi

Genellikle sismik kırılma yönteminde birden çok jeofon kullanılır. Bir profil

boyunca jeofonlar yerleştirilirken araştırılmak istenen yapı ve derinliği de göz önünde tutulur.

Çünkü atış kaynağının serime uzaklığı, jeofon aralığı ve serim boyu yer altından gelecek

(kaydedilecek) bilgiyi doğrudan etkiler.

Tabakalar farklı elastik özelliklerde olduğundan her tabakanın kendine özgü bir

akustik empedansı vardır. Bu yapısı nedeniyle tabakalar içinde ilerleyen sismik dalgalar,

tabaka sınırlarına ulaştıklarında (seyahat ortamı değişirken) kırılır ve yansır. Sismik kırılmada

işte bu tabaka sınırlarında kırılan dalgalar kaydedilir.

Şekil 2.2.1a : Sismik kırılmanın genel görüntüsü (http://www.geo-

ser.com/hizmetlerimiz/sismik-yontemler.html)

Kaydedilen verilere çeşitli veri işlem aşamaları uygulanarak seyahat zamanı (t) -

mesafe (m) grafiği çizilir. Çizilen grafikte doğruların eğiminden tabakaların hızları

hesaplanabilir.

Şekil 2.2.1b: Tabakalardan kırılan dalgalar ve seyahat zamanı-mesafe grafiği (V0<V1)

(Taktak, 1997)

Verilerin toplanması ve değerlendirmesi açısından pratik ve ekonomik olan sismik

kırılma yöntemi, sismik hızın derinlikle arttığı zemin yapılarında doğru sonuç verir. Çünkü

daha hızlı tabakalar arasında bulunan düşük hızlı tabaka (düşük hız zonu) değerlendirme

sonucunda görülmez. Bunun nedeni snell kanunuyla açıklanabilir. Sismik kırılma yöntemi

zemin yapılarının incelenmesinde, deprem tehlikesi altında olan yerlerde sismik tehlike

araştırmasında, tabaka kalınlıklarının ve dinamik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılır.

2.2.2) Sismik Yansıma Yöntemi

Kaynaktan gönderilen enerji yer içinde küresel dalga cephesi olarak yol alır.

Sismik yansıma yönteminde tabaka sınırlarında yansıyan dalgalar jeofonlar ile algılanarak

sismik kayıt cihazında kaydedilir. Daha sonra bu veriler çeşitli veri işlem aşamalarından

geçirilerek yorumlamaya uygun hale getirilir. Sismik kırılma yönteminde belirlenemeyen

düşük hız zonu sismik yansıma yönteminde belirlenebilir.

Şekil 2.2.2 : Yansıyan dalgaların jeofonlara ulaşması

(http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Surface_Geophys

ical_Methods/Seismic_Methods/Seismic_Reflection_Methods.htm)

Sismik yansıma yöntemi doğal gaz, petrol araştırmalarında, kömür gibi maden

yatakları araştırmalarında, karayolları, baraj ve büyük yapıların inşası için temel yapılarının

belirlenmesinde ekonomik bir yöntem olarak kullanılır. Ayrıca bilimsel araştırma amaçlı

olarak yerkabuğu yapısını inceleme amaçlı olarak kullanılır. Denizde ise hidrofon (jeofon

kullanılamayacağı için) kullanılarak deniz tabanı yapısını çözümlemek amaçlı olarak

kullanılır.

2.3. P Dalga Hızına Bağlı Sökülebilirlik

Maden ve inşaa gibi çalışmalar için önemli olan sökülebilirlik, zemini oluşturan

katmanların sökülüp atılması ve/veya maden olarak işletilmesi benzeri amaçlarla kullanılır.

Genel olarak kayaçların fiziksel ve yapısal özellikleri sökülebilirliği etkiler. Sağlam yapılı

kayaçlar, gevşek yapılı kayaçlara göre daha zor sökülebilirdir. Yani kil ve kum gibi birikinti

veya döküntü yapılarını sökmek, sıkışmış ve/veya bozunmamış ve çatlak içermeyen

magmatik kayaçları sökmekten daha kolaydır. Dolayısıyla kayaç içerisindeki süreksizliklerin

konum ve dağılım aralıkları, içerdiği mineral yapısının aşındırıcı etkisi gibi etkenler

sökülebilirliği doğrudan etkilemektedir. Sökülebilirlik çalışmaları için jeofizik olarak sismik

ve elektrik yöntemlerden yararlanılabilir. Bunun için bu verilerin sökülebilirlik açısından

değerlendiren çizelgeler oluşturulmuştur (Müftüoğlu).

Tablo 2.3.1: Sismik hız ile sökülebilirlik sınıflaması (Bailey, 1974).

P Dalga Hızı (m/sn) Sökülebilirlik

305-610 Çok Kolay

610-915 Kolay

915-1525 Orta

1525-2135 Zor

2135-2440 Çok Zor

2440-2743 Son Derece Zor

Tablo 2.3.2: Sismik hız ile sökülebilirlik sınıflaması (Church, 1981).

Kazınabilirlik Sınıfı Sismik (P) Hızı (m/sn)

Rahatça Kazınabilir >458

Kolay Kazınabilir 458-1220

Orta-Zor Kazınabilir 1220-1525

Zor Kazınabilir 1525-1830

Çok Zor Kazınabilir 1830-2135

Patlatıcıyla Kazınabilir >2135

2.4. Veri Kalitesi

Sismik verilerde okunan ilk varışlar, yer içinden bilgi getirdiği için doğru şekilde

okunması önemlidir. Bu doğru okumanın yapılabilmesi içinde sinyal/gürültü (S/G) oranının

yüksek olması önemli bir etkendir. Bunun dışında veriyi değerlendiren kişinin deneyimi,

veriyi gözlediği genlik miktarı ve kaynak dalgası gibi etkenlerde doğru okumayı

etkilemektedir. Kaydedilen verilerde en ideali hiç gürültü olmamasıdır. Arazi verilerinde ise

çeşitli nedenlerle düzenli ve/veya düzensiz gürültüler veri kalitesini düşürmektedir.

Bu gürültüleri azaltarak veri kalitesini arttırmak amaçlı olarak filtre kullanılabilir.

Filtreler bant geçişli, bant durdurucu, alçak geçişli ve yüksek geçişli şeklinde genlik

tepkilerine göre frekans seçici olarak ayrılır. Uygulamada filtreler, teorik oluşturulan

filtrelerden farklılık göstermektedir. Doğal olarak bu durum filtre uygulamasında hassaslığı

etkiler. Bunun yanında esas sinyal ile gürültü aynı frekansta olursa filtre ile ayırmak güçtür.

Bu tip bir durumda filtre uygulamasında gürültü ayrılırken esas sinyalden de kayıp

yaşanabilir. Eğer esas sinyal ile gürültü farklı frekanslarda ise filtre uygulaması daha iyi sonuç

vererek veri kalitesini arttıracaktır.

Şekil 2.4.1: a) Varsayılan genlik oranı, b) arttırılmış genlik oranı, ilk varış işaretlerinin

gösterilmesi (ŞENKAYA VE KARSLI, 2012)

3. YÖNTEM VE UYGULAMALAR

3.1. Arazide Verilerin Toplanması ve Kaydedilmesi

Kullanılan ekipmanlar: Ölçülerin alınmasında 24 kanallı seistronix marka ras-24

model cihaz kullanıldı (Şekil 3.1.3). 4.5Hz lik düşey salınımlı jeofonlarla ölçüm yapıldı (Şekil

3.1.1). Enerji kaynağı olarak balyoz ve gun kullanıldı (Şekil 3.1.2). Profil uzunluğu ölçümleri

için şerit metre ve ölçüm sisteminin çalışması için akü kullanıldı.

Şekil 3.1.1) Yerine yerleştirilmiş ve bağlantısı yapılmış 4.5 Hz düşey jeofon

Şekil 3.1.2) Kullanılan malzemeler (soldan itibaren: triger kablosu, şerit metre, ras-24

cihazları (iki tane-biri yedek), 12 kanal jeofon kablosu (iki tane), balyoz, gun, fişekler ve akü)

Jeofonları araziye 5 metre (m) aralıkla profil boyunca yerleştirdik. Bu şekilde

profilin üçte bir mesafesine denk gelen yaklaşık 45 metre derinlikten bilgi almak

amaçlanmıştır. Elbette arazi şartlarınca belli zorluklarla karşılaşılmış olsa da olabildiğince

profil hizasında serim yapılmıştır. Bu projede jeofizik ölçüm için uzun bir süre sayılabilecek

kayıt süresi mühendis tarafından 2000 msec (2sn) olarak alınmıştır.

Şekil 3.1.3) Bağlantıları yapılmış, kayıda hazır ras-24 cihazı. A-Jeofon bağlantıları, B-Akü

bağlantısı, C-Bilgisayar bağlantısı, D-Triger bağlantısı

Düz atış ilk jeofondan 10 m ileride gun ile yapılmıştır. Ters atışta son jeofondan

10 m geride gun ile yapılmıştır. Bu uç atışlarda gun kullanılmasının sebebi enerjiyi profildeki

tüm jeofonlara ulaştırabilmektir. Profildeki ara atışlar 6-7 , 12-13 ve 18-19 jeofonları

arasından, balyoz ile yapılmıştır (Şekil 3.1.4). Kayıtlar profil numaralarına göre klasörlenerek,

atış ismine göre bilgisayara kaydedilmiştir. Yapılan bu projede İstanbulda Anadolu

yakasındaki çalışmada profil 1 ve profil 5 Şekil 3.1.5 ‘de gösterilmiştir.

Şekil 3.1.4) 1)Düz atış(gun) 0.metre, 2)6-7 ara atış(balyoz) 37.5m, 3)12-13 (balyoz) 67.5m,

4)18-19 (balyoz) 97.5m, 5)Ters atış(gun) 135m

Şekil 3.1.5) Asya yakasındaki profil 1 ve profil 5 ’in harita üzerindeki görüntüsü

3.2. Verilerin Değerlendirilmesi

Bu tez çalışmasında şimdi projedeki birinci ve beşinci profil verileri incelenip

değerlendirilecektir. Harita görünümünde görüldüğü gibi profil 1 ve profil 5 birbirini dik

kesmektedir. Bu sayade bölgedeki olası fay gibi süreksizlikler belirlenebilir. Kısaca

özetlemek gerekirse, kaydedilen veriler seisimager program paketindeki pickwin programında

açılarak geometri bilgileri girilmiştir (135 m profil uzunluğu, ilk jeofon 10 m, jeofon aralığı

5m, atış kordinatı verideki atış kaynağı yerine göre girilmiştir). Bundan sonra ilk varışlar

(first pick) işaretlenerek kaydedilmiştir. Sonrasında plotrefa programında hız-zaman grafikleri

kırılmaya bağlı tabaka yapısı seçilerek modelleme yapılmıştır. Daha detaylı anlatım veriler

üzerinde yapılacaktır.

Veri işleme aşamalarına birinci profilden başlanmıştır. Pickwin’de file (dosya)

sekmesinden open seg2 file (seg2 dosyası aç) seçerek düz atış verimi ilgili dosyadan seçip

açtım. Geometri bilgileri doğru olmadığı için edit/display (düzenle/görüntüle) sekmesinden

edit source/receiver locations(kaynak/alıcı yerlerini düzenle) seçerek, açılan pencerede verime

uygun olarak shot coordinate (atış koordinatı) “0” , group interval (grup aralığı) “5” , first

geophone coordinate (ilk jeofon koordinatı) 10 olarak girip set’e (kur) basıp tüm geometri

ayarlamasını yaptıktan sonra units (birimler)’de meters (metre) seçili olduğunu kontrol edip

ok (tamam) tuşuna basarak geometri düzenlememi tamamladım. Verimi daha iyi okuyabilmek

için veriyi açıp genlikleri büyüttüm. Genliklerin birbirine girmesini önlemek için clip’e

basarak genliklerin üst tarafını kestim.

Şekil 3.2.1: Pickwinde geometri düzenlemesi

Şekil 3.2.2 : Profil 1 düz atış ham veri

Verimi pikledim ama verim fazla gürültülü gözüktüğü için geogiga firmasına ait

ücretsiz bir yazılım olan front end ile verimi düzenleme kararı aldım. Bu yazılımı çalıştırıp sol

taraftaki dosyalar kısmında verimin bulunduğu dosyayı seçtim. Sağ tarafta geometri

sekmesinde location (lokasyon) alt alta ilk üç jeofonumun yerleri olan 10, 15 ve 20 yazdım.

Station (istasyon) kısmına ise aynı şekilde ilk üç jeofonumun numarasını 1, 2 ve 3 olarak

yazıp auto fill (otomatik doldur) tuşuna basarak eşit aralıklı olan geometrimin sütun boyunca

yazılmasını sağladım. Burada shot kısmındaki “X:” değerine veriye uygun atış kordinatımı

yazdım. Düzenlemeye bir göz attıktan sonra apply (onayla) tuşu ile değişikliği onayladım.

Şekil 3.2.3: Front end yazılımında geometri girişi

Geometri düzenledikten sonra edit sekmesine tıklayıp burada multi-traces (çok

kanallı) seçeneğini seçince açılan filter (filtre) tuşuna verimi filtreleme amaçlı tıkladım.

Açılan pencerede yeşil noktaları kaydırarak verimdeki baskın frekansı kapsayacak şekilde

filtremi düzenledim. Ve apply (onay) tuşuna basarak düzenlediğim filtreyi uyguladım.

Şekil 3.2.4: Front end yazılımında filtre açılışı

Şekil 3.2.5: Front end yazılımında filtre düzenleme

Şekil 3.2.6: Filtre uygulanmış halinin görüntüsü

Buradaki şekillerde genlik ve frekans yapısı görülmektedir. Baskın genliğin

olduğu kısım bize yeraltından bilgi getiren kısımdır. Bu nedenle filtre oluşturulurken bu

kısmın kesilmemesine dikkat edilmelidir. 200 hz ve ilerisinde çok az oranda azalarak devam

eden kısım gürültü oluşturan kısımdır. Oluşturulan filtre ile bu kısımın düzenlendiği

görülmektedir. Diğer verilerde hep aynı yapı ile karşılaşılmamıştır. Gürültüler bize bilgi

getiren frekansa yakın durumlarda bulunmuştur. Dikkat edilmesi gerekir ki şu ana kadar

yaptığımız hiçbir işlem asıl verimize kaydedilmemiştir. Asıl verimi değiştirmek istemediğim

için edit (düzenle) sekmesinde save (kaydet) bölümünde ayarları yaparak oluşturduğum yeni

veriyi aynı dosya içinde ancak farklı uzantı (.sg2) ile save (kaydet) tuşuna basarak kaydettim.

Açtığım veriyi kapatabilmek ve daha sonra başka bir veri üzerinde çalışabilmek için sağ alt

kısımdaki close (kapat) tuşuna bastım. Bu şekilde birinci profil verilerime filtre uyguladım.

Diğer verilerin filtre uygulama görüntüleri ektedir. Programı kapatmak isterseniz close (kapat)

tuşunun yanındaki exit (çıkış) tuşuna basabilirsiniz.

Şekil 3.2.7: Front end yazılımında dosya kaydetme

Yeni verimi pickwin programında açmak için yine file (dosya) sekmesinde open

seg2 file (seg2 dosyası aç) seçtim. Ancak yeni verimin uzantısını açılan pencerede seçtiğimde

düzenlenmiş verim göründü ve onu seçip açtım. Burada güzel olan bir tarafta front end

yazılımında geometri düzeltmesi yaptığım için verimin geometri ayarlarının düzgün olması.

Sonrasında verimi değerlendirmek için pickwin’de P tuşuna basarak ilk varışların

programca işaretlenmesini sağladım. Ancak program tüm varışları doğru işaretleyemediği için

gerekli pickleri fare ile seçerek işaretledim. Burada pickleri işaretlerken iki seçeneğiniz var.

Pickleri farenin tek (sol) tıkı ile her jeofon için tek tek düzenleyebileceğiniz gibi, sol tıkı basılı

tutup diğer jeofon kayıtlarına doğru uzatarak bir çizgi halinde birden çok jeofonun picklerini

düzenleyebilirsiniz. Ancak bu yöntem veri kaybına yol açabileceği için ben tercih etmedim.

Pik (ilk varış) işaretlerken verimi gerektiği ölçüde açtım, kapadım, genlikleri büyüttüm,

küçülttüm ve bu şekilde ilk varışı kestirip işaretleyerek bir sonraki ilk varışı işaretlemeye

geçtim. Yıldız tuşuna basarak ilk varışların çizgisini görüntüledim.

Şekil 3.2.8: Filtrelenmiş düz atış verisi üzerinde piklerin gösterilişi

İşaretlenmiş pikleri plotrefa’da kırılma değerlendirmesi yapmamız için

kaydetmemiz gerekli. Bu nedenle pickwin’de file (dosya) sekmesinde save pick file (pik

dosyası kaydet) seçerek pik dosyamıza uygun ismi yazıp .vs uzantılı olarak kaydettim.

Anlatılan işlemleri diğer veriler içinde uyguladım. Tabi filtre yapılmasını gerekli

gördüğümde. Şunu da söylemek gerekir ki pickwin yazılımı için ctrl+H (yüksek frekans için)

ve ctrl+L (düşük frekans için) tuşlarına klavyeden basılarak filtre uygulanabilir. Burada tuşa

belirtilen tuşlara bastıktan sonra verideki değişim gözlenerek aynı veya diğer tuş

kombinasyonu kullanılarak filtre işlemine devam edilebilir. Dikkat edilmesi gerekir ki her

filtre uygulamasında eğer yanlış ve/veya fazla filtre uygularsanız verinizde size bilgi veren

kısımlarında bozulmasına sebep olursunuz.

Bu aşamada verilerimizi plotrefa kırılma analizi yazılımı ile değerlendirmeye

hazırız. Plotrefa’da file (dosya) sekmesinde open plotrefa file (plotrefa dosyası aç) seçeneğini

seçerek çıkan pencerede ilgili dosyamızı seçiyoruz. Değerlendirmek istediğimiz ilk varış

dosyasını (.vs uzantılı) seçerek açıyoruz. Aynı profildeki diğer verileri plotrefada file (dosya)

sekmesindeki append plotrefa file (plotrefa dosyası ekle) seçip diğer verileri de ekledim.

Verilerinizi burada düzenlemek isterseniz traveltime curve (seyahat zamanı eğrisi) tıklayıp

modify traveltimes-all shots (seyahat zamanlarını düzenle-tüm atışlar) seçerek düzenlemenizi

yapabilirsiniz. Ancak ben asıl veriden gelecek bilgiyi kaybetmemek için bu işlemi yapmamayı

tercih ettim. Sonrasında time-term inversion da çözüm yapacağınız tabaka sayısı için (2 veya

3) ilgili seçeneği seçerek (bu projede çözüm yapan mühendis 3 tabaka için çözüm yapılmasını

uygun görmüş) eğrilerin kırılma noktaları fare ile seçilir.

Şekil 3.2.24: Plotrefa’da tabaka seçimi işaretlenmiş filtreli birinci profil seyahat zamanı-

mesafe grafiği

Sonra time-term inversion sekmesinde do time-term inversion seçeneği seçilir.

Yazılım yaptığı işlemler sonunda ters çözüm sonucunu bize verir. Ancak bu sonuç bizim

seçtiğimiz tabaka kırılmalarına göre bir modeldir. Tabakalar ve hızları hakkında bilgi sahibi

olmamıza yardımcıdır. Tabaka hızları hakkında bilgi V tuşuna basılıp fare ile grafik boyunca

çizgi çizilerekte görülebilir. Daha sonra tomography kısmından generate initial model

seçilerek bir tomografi modeli için gerekli parametreler girilmelidir. Ben projeme uygun

olarak profil uzunluğunun üçte birine uygun 45 metre derinlik değerini girdim. Minimum ve

maksimum hız değerlerini ise bölgede yapılmış ve örnekleri analiz edilmiş sondaj

verilerindeki hızlara uygun değerleri girdim. Modelde 15 tabaka görmek istediğim için bu

değeride ilgili yere yazdım. Topografya verimiz olmadığı için girilmemiştir. Girilen

parametreleri onaylayarak tomografi initial modelini elde ettim. Sonrasında ise inversion ile

seçilen ve hesaplanan yol-zaman grafikleri birbirine yakınlaştırılarak model yenilenir.

Şekil 3.2.25: Birinci profil tomography initial model için girilen parametreler

Birinci profile dik olan beşinci profil verileri aşağıdaki gibidir. Piklenmiş veriler

gösterilmiştir. Bu verilerde veri kalitesinin (sinyal/gürültü oranı) yeterli olması sebebiyle

filtreleme işlemine gerek duyulmamıştır.

4. BULGULAR

Şekillerde P dalga hızına bağlı (yatay-mesafe ve düşey-derinlik) modeller

bulunmaktadır. Standart olarak tabakalar aşınmış-sağlam olmayan tabakadan derinlere doğru

gidildikçe sağlam-kompakt yapıda tabaka olduğu görülmektedir. Projede çalışan mühendisin

değerlendirme sonuçlarına karşılaştırma amaçlı yer verilmiştir. Hesaplamalar sonucunda

profillerin çözümü aşağıdadır. Çözümlere bakıldığında tabaka modellerinin birbirine oldukça

benzer yapıda olduğu görülürken; hızlarında biraz fark olduğu gözlenmektedir.

Şekil 4.1: Filtreli Birinci profil plotrefa’da tomografi modeli.

Şekil 4.2: Birinci profil için projedeki mühendisin çözümü

Şekil 4.3: Filtresiz birinci profil tomografi modeli

Şekil 4.4: Filtresiz birinci profil tomografi modelinde sismik ışın yolları

Şekil 4.5: Filtreli birinci profil tomografi modelinde sismik ışın yolları

Tablo 4.1: Birinci profil on metredeki sökülebilirlik değerleri

Tabaka

rengi

Pembe Kırmızı Turuncu Sarı Sarı-

Yeşil

Yeşil Yeşil-

Mavi

Mavi

Hız (m/s) 315 692 1070 1450 2012 2580 3150 3700

Bailey-

Sökülebilirlik

Çok

kolay

Kolay Orta Orta Zor Son

derece

zor

Son

derece

zor

Son

derece

zor

Church-

Kazınabilirlik

Rahat Kolay Orta-Zor Orta-

Zor

Çok

zor

Patlayıcı Patlayıcı Patlayıcı

Şekil 4.6: Profil 5 plotrefa’da tomografi modeli.

Şekil 4.7: Profil 5 için projedeki mühendisin çözümü

Şekil 4.8: Profil 5 Tomografi modelinde sismik ışın yolları

Tablo 4.2: Beşinci profil on metredeki sökülebilirlik değerleri

Tabaka

rengi

Pembe Kırmızı Turuncu Sarı Sarı-

Yeşil

Yeşil Yeşil-

Mavi

Mavi

Hız (m/s) 318 695 1072 1449 2014 2580 3148 3710

Bailey-

Sökülebilirlik

Çok

kolay

Kolay Orta Orta Zor Son

derece

zor

Son

derece

zor

Son

derece

zor

Church-

Kazınabilirlik

Rahat Kolay Orta-Zor Orta-

Zor

Çok

zor

Patlayıcı Patlayıcı Patlayıcı

5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Verilerden elde edilen modellerin mühendisin çözüm modelindeki tabaka ve

hızlara yakınlığı görülmüştür. Tabakalarda hız farklılıkları plotrefa’da tabakaları kırma

noktalarımız ve grafikteki eğim farklılıklarından meydana gelmektedir. Ayrıca modellerdeki

sismik ışınların izlediği yollar önemlidir. Çünkü sismik dalgalarımız bize geçtikleri

tabakalardan bilgi taşımaktadırlar. Bu durum göz önüne alındığında sismik dalgalarımızın

geçmediği görünen yerlerdeki veriye şüpheli yaklaşılmalıdır.

Filtreli ve filtresiz olarak değerlendirilmiş olan birinci profilin bu modelleri

karşılaştırıldığında, özellikle 90-100 metre aralığında 5 metre derinliğe denk gelen kısımdaki

tabaka yapısının farklılığı göze çarpmaktadır. Mavi renkli 33 metre derinlikte başlayan tabaka

sınırı takip edildiğinde modellerdeki farklılık daha net görülmektedir. Ayrıca sismik ışın

yollarına bakıldığında filtresiz veriden elde edilen modelin 35 metre ve 35 metreden derindeki

tabakalardan sismik ışınların bilgi getirmediği görülmektedir. Filtreli modelin projedeki

mühendisin çözdüğü modele yakınlığı göz önüne alınarak daha doğru bir sonuç olduğu

düşünülmektedir. Modellere yönelik sökülebilirlik çalışması tablolara yazılmıştır. İnilecek

derinliğe göre tabakaların renklerine (hızlarına) bakılarak tabakanın sökülmesinde hangi

yöntemin kullanılacağı seçilebilir.

6. KAYNAKLAR

Bailey, A.D., 1974, Rock Types and Seismic Velocities Versus Rippability.

Highway Geol. Symp. Proc., 26, 135-142

Church, H.K., 1981. Excavation Handbook, McGraw-Hill Inc., U.S.A.

Duman, Y. Ve KAMACI, Z., 2003, Sismik Arazi Verileri Üzerinde Spektrum

Çalışmaları Ve Litolojik Yaklaşımlar, Deü Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik

Dergisi, Cilt: 5, Sayı: 3, 129-139

Ercan, A., 1999, Taşocağında sökülebilirlik, makine seçimi ve tuzluluğun

jeofizikle belirlenmesi, 2.Ulusal Kırmataş Sempozyumu, İstanbul

MTA, Sismik yöntemler (online), Ankara, Türkiye

http://www.mta.gov.tr/v2.0/daire-baskanliklari/jeof/images/sismik/sismik_yontemler.pdf

Müftüoğlu, Y.V. ve Scoble, M.J., Kömür açık işletmeciliğinde kazılabilirliği

belirleme yöntemleri

Şenkaya, M. ve Karslı, H., 2012, Sismik Kırılma Verilerinde İlk Varış

Zamanlarının Çapraz İlişki Yöntemi Kullanılarak Belirlenmesi

Şenkaya, M., 2009, Seisimager Programı Pickwin ve Plotrefa Modülleri Kullanım

Kılavuzu, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Sismik Veri İşlem

Laboratuarı

Taktak, A. G., 1989, Sonsuz Birim Tepkili Sayısal Eliptik Süzgeçler

Uluğ A., Şalk M., 1989, Biçim Süzgeçleri Kullanılarak Sismogramlarda Yüksek

Ayrımlılığın Sağlanması

Yanık, K., 2006 Yüzey dalgası dispersiyon verilerinden sönümlü en küçük kareler

ters-çözüm yöntemi ile s dalga hızının hesaplanması

Yiğiter, N., 2008, Isparta çünür bölgesinde yüzey dalgası yöntemi ile zemin

özelliklerinin araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.

EKLER

Şekil 3.2.9: Profil 1, 6-7 ara atışında kaydedilen ham veri

Şekil 3.2.10: Profil 1, 6-7 ara atış verisi için filtre hazırlanışı

Şekil 3.2.11: Front end yazılımında 6-7 ara atış verisine filtre uygulanmış hali

Şekil 3.2.12: Filtrelenmiş profil 1, 6-7 aratış verisinde ilk varışlar işaretlenmiş hali

Şekil 3.2.13: Profil 1, 12-13 ara atış ham veri

Şekil 3.2.14: Profil 1, 12-13 ara atış filtre uygulanmış hali

Şekil 3.2.15: Profil 1, 12-13 ara atış verisinde ilk varışlar işaretlenmiş hali

Şekil 3.2.16: Profil 1, 18-19 ara atış için kaydedilen ham veri

Şekil 3.2.17: Profil 1, 18-19 ara atış için filtre hazırlanışı

Şekil 3.2.18: Profil 1, 18-19 ara atış için hazırlanan filtrenin uygulanmış hali

Şekil 3.2.19: İlk varışları işaretlenmiş filtreli profil 1, 18-19 ara atış verisi

Şekil 3.2.20: Profil 1, ters atış ham verisi

Şekil 3.2.21: Profil 1, ters atış için filtre hazırlanışı

Şekil 3.2.22: Profil 1, ters atış filtre uygulaması

Şekil 3.2.23: İlk varışları işaretlenmiş filtreli profil 1, ters atış verisi

Şekil 3.2.26: Filtreli birinci profil tomografi modeli için seçilen ve hesaplanan yol-zaman

grafikleri

Şekil 3.2.27: Profil 5 düz atış ilk varışları

Şekil 3.2.28: Profil 5, 6-7 ara atışı ilk varışları

Şekil 3.2.29: Profil 5, 12-13 ara atışı ilk varışları

Şekil 3.2.30: Profil 5, 18-19 ara atışı ilk varışları

Şekil 3.2.31: Profil 5, ters atış ilk varışları

Şekil 3.2.32: Profil 5 plotrefa’da tabaka seçimleri

Şekil 3.2.33: Profil 5 tomography initial model için girilen parametreler

Şekil 3.2.34: Profil 5 Tomografi modeli için seçilen ve hesaplanan yol-zaman grafikleri