ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKASLAMA DALGA HIZI İLE KONİK PENETRASYON TESTİ SONUCU HESAPLANAN GEOTEKNİK PARAMETRELER ARASINDAKİ İLİŞKİLER Zafer SAL JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır
75
Embed
ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK …acikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24142/Zafer SAL tez.pdf · Zafer SAL tarafından hazırlanan “Makaslama Dalga Hızı
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
MAKASLAMA DALGA HIZI İLE KONİK PENETRASYON TESTİ SONUCU HESAPLANAN GEOTEKNİK PARAMETRELER ARASINDAKİ İLİŞKİLER
Zafer SAL
JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ANKARA 2010
Her hakkı saklıdır
TEZ ONAYI Zafer SAL tarafından hazırlanan “Makaslama Dalga Hızı İle Konik Penetrasyon Testi Sonucu Hesaplanan Geoteknik Parametreler Arasındaki İlişkiler” adlı tez çalışması 23.02.2010 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Ankara Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı’nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir.
Danışman : Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Jüri Üyeleri : Başkan : Doç Dr. Mehmet Emin CANDANSAYAR
Ankara Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği ABD Üye :Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Ankara Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği ABD Üye :Yrd. Doç. Dr. Cemal ATAKAN
Ankara Üniversitesi, İstatistik ABD
Yukarıdaki sonucu onaylarım
Prof. Dr.Orhan ATAKOL Enstitü Müdürü
i
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
MAKASLAMA DALGA HIZI İLE KONİK PENETRASYON TESTİ SONUCU HESAPLANAN GEOTEKNİK PARAMETRELER ARASINDAKİ İLİŞKİLER
Zafer SAL
Ankara Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Makaslama dalga hızı değeri, tüm dünyaca geoteknik-deprem mühendisliği
uygulamalarında anahtar parametre olarak kabul edilmektedir. Günümüzde verimli
sonuç verici bir proje ancak entegre yöntemlerin düzenli ve ihtiyatlı kullanımı ile hayata
geçirilebilir. Konik Penetrasyon Testi (CPT) ve Sismik Konik Penetrasyon Testi
(SCPT) zeminlerde kullanılabilecek en güvenilir yerinde uygulamalardandır. Eskişehir
ili Tepebaşı merkez ilçesi sınırları içerisinde toplam 37 kuyuda yapılan CPT testinden
derinliğe bağlı olarak elde edilen konik uç direnci (qc), konik çeper sürtünmesi (fs) ve
sürtünme oranı (Rf) değerleri ve aynı noktalarda toplam 37 kuyuda yapılan SCPT
testinden derinliğe bağlı olarak elde edilen makaslama dalga hızı (Vs) değerleri
kullanılarak zemin türüne göre Vs-(qc, fs ve Rf) arası deneysel bağıntılar geliştirilmiştir.
Şubat 2010, 64 sayfa
Anahtar Kelimeler: Makaslama dalga hızı, konik uç direnci, konik çeper sürtünmesi, sürtünme oranı, regresyon, ilişki katsayısı
ii
ABSTRACT
Master Thesis
CORRELATION BETWEEN SHEAR WAVE VELOCITY AND GEOTECHNICAL PARAMETERS BASED ON CONE PENETRATION TEST AND SEISMIC CONE
PENETRATION TEST
Zafer SAL
Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences
Department of Geophysical Engineering
Supervisor: Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN
Shear wave velocity is one of the important parameters in geotechnical community and
in civil engineering applications. Nowadays, effective project must be implemented
only by regular and prudent usage of integrated methods together. Cone Penetration
Test (CPT) and Seismic Cone Penetration Test (SCPT) can be used as an effective insite
investigation methods in learning about soil properties. Cone tip resistance (qc), Cone
sleeve friction (fs) and friction ratio (Rf) obtained by CPT’s and shear wave velocity
(Vs) data obtained by SCPT’s carried out in Tepebaşı-Eskişehir district at 37 different
locations were used in statistical analyze to develope empirical relationships according
to soil types between Vs and qc, fs and Rf.
February 2010, 64 pages
Key Words : Shear wave velocity, cone tip resistance, sleeve friction, friction ratio, regression, correlation coefficient
iii
TEŞEKKÜR Çalışmalarımı yönlendiren, araştırmalarımın her aşamasında bilgi, önerileri ile beni
yönlendiren danışman hocam Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik
Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Ünal DİKMEN’e, Çanakkale
Onsekizmart Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü
Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Emin ULUGERGERLİ’ye, çalışmalarım süresince
desteklerini esirgemeyen Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik
Mühendisliği Bölümü Bölüm Başkanı Prof. Dr. Ahmet Tuğrul BAŞOKUR’a, ayrıca
birçok fedakarlıklar göstererek beni destekleyen eşim, kızım, annem ve babama en derin
duygularla teşekkür ederim.
Zafer SAL Ankara, Şubat 2010
iv
İÇİNDEKİLER
ÖZET.................................................................................................................................i ABSTRACT.....................................................................................................................ii TEŞEKKÜR....................................................................................................................iii SİMGELER DİZİNİ........................................................................................................v ŞEKİLLER DİZİNİ......................................................................................................vii ÇİZELGELER DİZİNİ..................................................................................................ix 1. GİRİŞ............................................................................................................................1 2. KURAMSAL TEMELLER........................................................................................4 2.1 Uygulanan İstatistiksel Çalışmalar…………………..............................................4 2.2 Öncel Çalışmalar…………………….......................................................................9 2.3 Konik Penetrasyon Deneyi……………………………………………………….13 2.4 Sismik Konik Penetrasyon Deneyi………………………………………………19 3. MATERYAL VE YÖNTEM....................................................................................24 3.1 Çalışma Alanı………………..................................................................................24 3.2 Çalışma Alanının Jeolojisi.....................................................................................25 3.2.1 Eski alüvyon………………………………………………………………….....27 3.2.2 Yeni alüvyon…………………………………………………………………….28 3.3 Eskişehir ve Civarının Sismotektonik Özellikleri……………………………..30 3.4 Geoteknik Sondajlar, CPT, SCPT, Sismik Araştırmalar Laboratuar Deneyleri…….………………………………….………………...…32 3.5 Çalışma Alanı Zemininin Dane Boyu Dağılımı…………………………...…….38 3.6 Çalışma Alanındaki Zemin ve Kaya Türlerinin Geoteknik Özellikleri……….…………………………………………………..…………….39 3.6.1 İnce taneli zeminler……………………………………………………...…......40 3.6.2 İri taneli zeminler……………………………………………………………....41 3.7 İstatistiksel değerlendirmeler………………………………................................42 3.7.1 Zemin özelliklerini tanımlayan istatistiksel değerlendirmeler…..……………………………………...…………………….43 3.7.2 Konik uç direnci ile makaslama dalga hızı arasındaki ilişkinin incelenmesi……..……………………………………………...…....…45 3.7.3 Konik çeper sürtünmesi ile makaslama dalga hızı arasındaki ilişkinin incelenmesi……….……………………………………....50 3.7.4 Sürtünme oranı ile makaslama dalga hızı arasındaki ilişkinin incelenmesi……….…………………...………………….53 4. BULGULAR VE TARTIŞMA.................................................................................56 5. SONUÇLAR...............................................................................................................58 KAYNAKLAR…………………………………………………………………..…….61 ÖZGEÇMİŞ...................................................................................................................64
v
SİMGELER DİZİNİ
a Sabit Alan Çarpanı A Baldi et al (1986) ve Jamiolkowski (1988) ilişkisindeki 4-10
Arasında Değişen Katsayı AIGM Afet İşleri Genel Müdürlüğü AL Sürtünme Kolunun Alt Kesit Alanı (mm2) AN Konik Ucun Net Kesit Alanı (mm2) AS Sürtünme Kolu Alanı (mm2) AT Konik Ucun Toplam Kesit Alanı (mm2) AU Sürtünme Kolunun Üst Kesit Alanı (mm2) c Kohezyon (kg/cm2) Cc Sıkışma İndisi CPT Konik Penetrasyon Deneyi Cu Üniformluk Katsayısı Dr Bağıl Yoğunluk (%) DMT Dilatometre Deneyi DT Yerinde Yoğunluk Deneyi D60, D50 Dane Boyutu (mm) e0 Boşluk Oranı Fc Konik Uca Etkiyen Kuvvet (kgf) Fs Sürtünme Koluna Etkiyen Yanal Sürtünme Kuvveti (kgf) fs Konik Çeper Sürtünmesi Değeri (MPa) ft Boşluk Suyu Basıncına Bağlı Olarak Düzeltilmiş Yanal Sürtünme
(MPa) Gmax En Büyük Makaslama Modülü (MPa) G°0.2% % 0.2 Deformasyon Düzeyi İçin Maksimum Makaslama Modülü
(MPa) ISRM Uluslar arası Kaya Mekaniği Standartı
KAFZ Kuzey Anadolu Fay Zonu L Sismik Konik Penetrasyon Testi Uygulamasında Kaynak-Alıcı
Uzaklığı (m) MASW Yüzey Dalgalarının Çok Kanallı Analizi mv Hacimsel Sıkışma Katsayısı (kgf/cm2) Mw Deprem Moment Büyüklüğü
NEHRP National Earthquake Hazard Reduction Program N30 Standart Penetrasyon Deneyinde 30 cm İçin Darbe Sayısı OCR Aşırı Konsolidasyon Oranı Pa Atmosferik Basınç (MPa) PI Plasitisite İndisi R Regresyon Analizinde İlişki Katsayısı Rf Sürtünme Oranı RST İsveç Otoram Sondalama Deneyi RQDt Kuramsal Kaya Kalitesi Değeri (%) SASW Yüzey Dalgalarının Spektral Analizi
SBPM Presiyometre Deneyi Sc Ön Oturma Basıncı Değeri (kg/cm2)
vi
SCPT Sismik Konik Penetrasyon Deneyi SPT-N Standart Penetrasyon Deneyi Darbe Sayısı St Duyarlılık QAl1 Eski Alüvyon QAl2 Yeni Alüvyon Qn Normalleştirilmiş Edilmiş Uç Direnci (MPa) qc Konik Uç Direnci (MPa)
qt Boşluk Suyu Basıncına Bağlı Olarak Düzeltilmiş Konik Uç Direnci (MPa)
t Sismik Sinyalin Sismik Alıcıya Varış Zamanı (sn) tm Zeminlerin Makaslama Dayanımı (kg/cm2) Uu Sürtünme Kolunun Üst Kesit Alanına Etkiyen Boşluk Suyu
Basıncı (t/m2) u Boşluk Suyu Basıncı (t/m2) UBC 2000 Uniform Building Code 2000 UD Bozulmamış Numune USC Birleştirilmiş Zemin Sınıflaması σvo’, σ’v, σv Etkin Gerilme (kPa) Vp Boyuna Dalga Hızı (m/sn)
Vs Kayma/Makaslama Dalga Hızı (m/sn),
sV̂ Regresyon Denklemindeki Makaslama Dalga Hızı (m/sn)
LsV̂ Regresyon Denklemindeki Alt Limit Dalga Hızı (m/sn)
UsV̂ Regresyon Denklemindeki Üst Limit Dalga Hızı (m/sn)
VsU Üst Limit Makasla Dalga Hızı (m/sn) VsL Alt Limit Makaslama Dalga Hızı (m/sn) YASS Yeraltısuyu Seviyesi (m) x Sismik Uygulamada Atış Mesafesi (m) z Sismik Alıcının Bulunduğu Derinlik (m) Ø İçsel Sürtünme Açısı (°)
vii
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 2.1 Koni çeşitleri (Coduto 2005) a. Mekanik koni (Begemann konisi), b. Elektrik konisi (Fugro konisi)……………...…..14
Şekil 2.3 Kamyona monteli CPT sondaj düzeneği (Coduto, 2005) Kamyonun içine yerleştirilmiş bir hidrolik kriko, kamyonun ağırlığını tepki olarak kullanmak
suretiyle koniyi zemine sürer……………………………………………………...16
Şekil 2.4 Eskişehir yerleşim yerinde kullanılan CPT ekipmanı (Ayday vd. 2001)........16 Şekil 2.5 qc ve fs değerlerinin u’ya bağlı düzeltilmesinde kullanılan
parametrelerin sonda üzerinde şematik gösterimi (Larsson 1995)……..……17 Şekil 2.6 Tipik sismik penetrometre kesiti……………………………………………..21 Şekil 2.7 SCPT ekipmanı ile sismik sinyalin oluşturulması (Beliceli 2006)…………...22 Şekil 2.8 Kayma dalga hızının hesabı (Beliceli 2006)…………………………...…….22 Şekil 3.1 Çalışma alanı konumu, geoteknik ve sismik araştırma
Lokasyonları (Dikmen 2009)………………………………………………...24 Şekil 3.2 Eskişehir ve civarına ait genel stratigrafik kesit………….…………………..26 Şekil 3.3 Çalışma alanı jeoloji haritası (Ayday vd. 2001)...……………………………27 Şekil 3.4 Tepebaşı Mahallesi’nde yüzeylenen eski alüvyon (Ayday vd. 2001)………..28 Şekil 3.5 Hasan Polatkan Bulvarı sonu yeni alüvyon profili (Ayday vd. 2001)…….....29 Şekil 3.6 Eskişehir yerleşim yeri ve civarı Deprem Bölgeleri Haritası………………...30 Şekil 3.7 Çalışma sahası ve çevresi sismotektonik haritası (Dikmen 2009)...………....31 Şekil 3.8 Konik penetrasyon testi (CPT) ile elde edilmiş tipik bir zemin profili ve ölçülen değişkenlerin derinlikle değişimleri, Hal Binası (Ayday vd. 2001)...………………………………….34 Şekil 3.9 SCPT uygulaması ile hesaplanmış kayma dalga hızı logu (Ayday vd. 2001)
a. Sol vuruş değerleri (Gazi İlköğretim Okulu), b. Sağ vuruş değerleri
(Gazi İlköğretim Okulu)………………………………………………….……….35 Şekil 3.10 Kil-siltli kil zeminde (a) makaslama dalga hızı, (b) uç direnci, (c) yanal sürtünme katsayısı ve (d) sürtünme oranı histogramları………… 43 Şekil 3.11 Killi kum zeminde (a) makaslama dalga hızı, (b) uç direnci, (c) yanal
sürtünme katsayısı ve (d) sürtünme oranı histogramları……………..…….44 Şekil 3.12 Kil-siltli kil zeminde konik uç direnci qc – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki……………………………………………..45 Şekil 3.13 Kil-siltli kil zeminde konik uç direnci qc – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki…………………………………………..…46 Şekil 3.14 Kil-silt zeminde konik uç direnci qc – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki…………………………………………..…47 Şekil 3.15 Killi kum zeminde konik uç direnci qc – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki…………………………………………..…48 Şekil 3.16 Killi kum zeminde konik uç direnci qc – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki………………………...………………...…49 Şekil 3.17 Killi kum zeminde konik uç direnci qc – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki……………………………………...………50 Şekil 3.18 Kil-silt zeminde konik çeper sürtünmesi fs – makaslama dalga hızı (Vs)
arasındaki ilişki……………………………..………………………………51
viii
Şekil 3.19 Killi kum zeminde konik çeper sürtünmesi fs – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki……………………………………………..………………52
Şekil 3.20 Kil-silt zeminde sürtünme oranı Rf – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki………………………………………...……………………54 Şekil 3.21 Killi kum zeminde sürtünme oranı Rf – makaslama dalga hızı (Vs) arasındaki ilişki………………………………………………...……………55
ix
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 2.1 Farklı zemin türleri için Vs, Gmax, qc ve fs arasındaki ilişkileri veren çalışmalar …......…………………………………………………….9
Çizelge 3.1 Çalışma alanında gerçekleştirilen CPT ve SCPT uygulama lokasyonları………….......………………………………………………..36 Çizelge 3.2 CPT kuyularında ölçülen yeraltısuyu seviyeleri (YASS)……..……….....37 Çizelge 4.1 Kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için qc-Vs,
fs-Vs, Rf-Vs ilişkilerinin korelasyon katsayıları (r)……………….…........56 Çizelge 4.2 Kil-siltli kil ve killi kum zemin türleri için elde edilen qc-Vs,
fs-Vs, Rf-Vs arasındaki ilişki fonksiyonları…………………..………......57
1
1. GİRİŞ
Mühendislik yapıların projelendirilmesi aşamasında çeşitli zemin değişkenlerine göre
yapılan analizler sonucu elde edilen sonuçların doğrudan yapı projesine yansıtılması
gerekir. Bu amaçla Standart Penetrasyon Deneyi (SPT), Konik Penetrasyon Deneyi
(CPT), Presiyometre Deneyi, Plaka Yükleme Deneyi vb. inşaat mühendisliği
uygulamalarının yanı sıra, sismik (sismik refrakiyon, MASW, SASW, PS logging,
SCPT vb), elektrik, yerradarı gibi jeofizik yöntemler de geoteknik projelerde sıkça
kullanılmakta ve elde edilen sonuçlar mühendislik yapısının oturacağı alandaki temel
mühendisliği uygulamalarında temel verileri oluşturmaktadır. Makaslama dalga hızı
değeri, tüm dünyaca geoteknik-deprem mühendisliği projelerinde anahtar parametre
olarak kabul edilmektedir. Makaslama dalga hızı değerleri günümüz çağdaş yapı
CPT düzenekleri çoğu zaman Şekil 2.3’de görüldüğü gibi çift dingilli kamyona monte
edilir. Bu kamyonlarla tipik olarak 10-20 tonluk (100-200 kN) itki kuvveti sağlamak
mümkündür. Daha küçük ve paletli taşıyıcılar üzerine monte edilmiş düzeneklerde
mevcuttur. Eskişehir yerleşim yeri için yapılan CPT ve SCPT çalışmasında paletli
ekipman kullanılmıştır (Şekil 2.4). En yüksek baskı kuvveti 20 tondur. Konik
penetrometrenin çapı 10 cm2 dir.
16
Şekil 2.3 Kamyona monteli CPT sondaj düzeneği (Coduto, 2005) Kamyonun içine yerleştirilmiş bir hidrolik kriko, kamyonun ağırlığını tepki olarak kullanmak suretiyle koniyi zemine sürer
Şekil 2.4 Eskişehir yerleşim yerinde kullanılan paletli CPT ekipmanı (Ayday vd. 2001)
CPT uygulaması ile elde edilen qc ve fs değerleri boşluk suyu basıncı (u) değerine göre
düzeltilmektedir (Larsson 1995). Düzeltmede kullanılan değişkenlerin sonda üzerindeki
şematik gösterimi Şekil 2.5’de verilmiştir.
17
Şekil 2.5 qc ve fs değerlerinin u’ya bağlı olarak düzeltilmesinde kullanılan değişkenlerin sonda üzerinde şematik gösterimi (Larsson 1995)
Konik uç direnci (qc):
qc=Fc/AT qc (MPa), Fc (kgf), AT (mm2) (2.1)
bağıntısıyla verilir. Burada Fc, konik uca etkiyen kuvvet; AT ise konik ucun toplam kesit
alanını göstermektedir.
Boşluk suyu basıncına bağlı olarak düzeltilmiş konik uç direnci (qt):
qt=qc + u(1-a) qc (MPa), qt (MPa), u (t/m2) (2.2)
a=AN/AT AT (mm2), AN (mm2) (2.3)
bağıntısıyla verilir. Burada u: boşluk suyu basıncı, a: sabit alan çarpanı ve AN: konik
ucun net kesit alanını göstermektedir.
18
Yanal sürtünme (fs):
fs=Fs/As fs (MPa), Fs (kgf), AS (mm2) (2.4)
bağıntısıyla verilir. Burada Fs: sürtünme koluna etkiyen yanal sürtünme kuvveti ve As:
sürtünme kolunun alanını göstermektedir.
Boşluk suyu basıncına bağlı olarak düzeltilmiş yanal sürtünme (ft):
ft= fs – ((uAL- uuAu)/As) fs (MPa), ft (MPa),AL , AU , AS (mm2), u (t/m2) (2.5)
bağıntısıyla verilir. Burada AL: sürtünme kolunun alt kesit alanı, Au: sürtünme kolunun
üst kesit alanı ve uu: sürtünme kolunun üst kesit alanına etkiyen boşluk suyu basıncını
göstermektedir.
CPT deneyinden dolaylı olarak elde edilen ve yorumlamada doğrudan kullanılan
değişkenler; qc, fs ve toplam boşluk suyu basıncı (u)’ dır. Ardından bu değerler boşluk
suyu basıncına göre düzeltilerek; düzeltilmiş qT ve fT değerleri elde edilmiştir. Arazide
verilerin kayıt edilmesinde CPTLOG yazılımı kullanılmıştır. Deney esnasında elde
edilen verilerin derinliğe bağlı değişimleri, analog olarak PC ekranından takip edilir
(Ayday vd. 2001).
Ayday vd. (2001) tarafından ölçülen veriler, CPT-pro yazılımı yardımıyla
değerlendirilerek qc ve fs değerlerinin derinlikle değişimi ve zemin profili belirlenmiştir.
Çalışma alanından örnek bir profil Şekil 3.8’de verilmiştir.
34
Şekil 3.8 Konik penetrasyon testi (CPT) ile elde edilmiş tipik bir zemin profili ve ölçülen değişkenlerin derinlikle değişimleri, Hal Binası (Ayday vd. 2001).
Çalışma alanında 45 lokasyonda SCPT uygulaması yapılmış ve Vs hızı değerleri
hesaplanmıştır. SCPT uygulaması sonucu elde edilen veriler SCPT-DAA yazılımı
kullanılarak işlenmiş ve istenilen seviyelerin Vs hızları hesaplanmıştır. Şekil 3.9.a,b’de
çalışma sahasında hesaplanmış Vs hızı logları verilmiştir.
35
Şekil 3.9 SCPT uygulaması ile hesaplanmış kayma dalga hızı logu (Ayday vd. 2001) a. Sol vuruş değerleri (Gazi İlköğretim Okulu), b. Sağ vuruş değerleri (Gazi İlköğretim Okulu)
(a)
(b)
36
SCPT uygulaması ile çalışma alanında 50 m/sn ile 650 m/sn aralığında değişen Vs hızı
değerleri ölçülmüştür. Çalışma alanındaki zeminlerin ölçülen Vs hızı aşağıdaki gibidir:
Çalışma alanında kil-siltli kil ve killi kum olmak üzere iki farklı fiziksel özelliğe sahip
zemin türü üzerinde gerçekleştirilen CPT ve SCPT sonucu ölçülen ve hesaplanan qc, fs,
Rf ile Vs değerleri arasında doğrusal, üstel ve logaritmik regresyon modellerine göre
elde edilen fonksiyonlar kullanılarak ilişkiler oluşturularak, ilişki katsayıları elde
edilmiştir.
qc -Vs arasında en yüksek ilişki, kil-siltli kil zeminler için doğrusal regresyon moeline
göre elde edilen fonksiyon kullanılarak kurulan ilişkidir. İlişkide kullanılan veri sayısı
n=33, ilişki katsayısı ise R=0.90’dır. Yüksek ilişki katsayısı veren bağıntı güvenilir
sonuçlar üretmiştir.
Bununla birlikte kil-siltli kil zeminler için qc-Vs arasında üstel ve logaritmik regresyon
modellerine ilişkin fonksiyonlar kullanılarak da ilişkiler kurulmuştur. qc - Vs arasında
kurulan üstel ilişkinin ilişki katsayısı R= 0.82, logaritmik ilişkinin ilişki katsayısı ise
R=0.79 olarak hesaplanmıştır. Hem üstel hem de logaritmik olarak hesaplanan
ilişkilerin ilişki katsayıları doğrusal dağılıma göre düşüktür.
Çalışma alanında hakim olan bir diğer zemin türü olan killi kum zeminler için de qc-Vs
arasında aynı şekilde doğrusal, üstel ve logaritmik ilişkiler kurulmuş ve benzer sonuçlar
elde edilmiştir. Killi kum türü zeminde qc-Vs arasındaki doğrusal ilişkinin ilişki
katsayısı R=0.66 olarak hesaplanmıştır. Aynı şekilde üstel ve logaritmik ilişkilerdeki
ilişki katsayıları; üstel ilişki de R=0.64, logaritmik ilişki de R=0.68 olacak şekildedir.
Kil-siltli kil zemin türüne göre killi kum zeminde geliştirilen bağıntıların ilişki
katsayıları düşüktür.
fs ile Vs arasında geliştirilen bağıntılarda ise Vs’nin hem üst limit (VsU) hem de alt limit
(VsL) değerleri için logaritmik (üst limit için) ve üstel (alt limit için) regresyon
modellerine ilişkin fonksiyonlar elde edilmiş ve ilişki düzeyleri gözlenmiştir.
59
Kil-siltli kil zemin türünde fs-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
bağıntının ilişki katsayısı R=0.86, alt limit (VsL) için ise ilişki katsayısı R=0.28 olarak
hesaplanmıştır. Bu sonuçtan da görüleceği üzere; yüksek Vs değerleri (180 m/sn
≤Vs≤400 m/sn) kullanılarak hesaplanan fs-VsU bağıntısı, yüksek ilişki katsayısı ayrıca
ölçülen Vs ile geliştirilen bağıntı ile hesaplanan kuramsal Vs değerleri arasındaki uyum
nedeniyle güvenilirdir. Ancak; düşük Vs (Vs<180 m/sn) değerleri kullanılarak
hesaplanan fs-VsL bağıntısı, düşük ilişki katsayısı nedeniyle güvenli değildir.
Killi kum zemin türünde fs-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
bağıntının ilişki katsayısı R=0.21, alt limit (VsL) için ise ilişki katsayısı R=0.16 olarak
hesaplanmıştır. Bu sonuçtan da görüleceği üzere; killi kum birimde fs-Vs arasında
güvenilir bir ilişki yoktur.
Kil-siltli kil zemin türünde Rf-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
bağıntının ilişki katsayısı R=0.51, alt limit (VsL) için ise ilişki katsayısı R=0.75 olarak
hesaplanmıştır. Düşük Vs değerleri (Vs<180 m/sn) kullanılarak hesaplanan fs-VsL
bağıntısı, yüksek Vs değerleri (180 m/sn ≤Vs≤400 m/sn) kullanılarak hesaplanan fs-VsU
bağıntısına göre yüksek ilişki katsayısına sahiptir.
Killi kum zemin türünde Rf-Vs arasında üst limit (VsU) için geliştirilen logaritmik
bağıntının ilişki katsayısı R=0.37, alt limit (VsL) için ise ilişki katsayısı R=0.14 olarak
hesaplanmıştır. Bu sonuçtan da görüleceği üzere; killi kum birimde Rf-Vs arasında
güvenilir bir ilişki yoktur.
Genel anlamda qc - Vs arasında kullanılabilecek anlamlı ve yüksek korelasyon katsayılı
bağıntıların hem kil-siltli kil hem de killi kum zemin türleri için doğrusal ilişkiler
olduğu sonucuna varılmaktadır. Mühendislik amaçlı çalışmalarda öncelikli olarak qc-Vs
arasında geliştirilen doğrusal ilişkinin kullanılması önerilmektedir.
Hem fs –Vs arasında hem de Rf –Vs arasında killi kum zemin türü için güvenilir bir ilişki
yoktur.
60
Bununla birlikte; kil-siltli kil zemin türü için fs-Vs arasında yüksek Vs değerleri (180
m/sn ≤Vs≤400 m/sn) için güvenilir bir bağıntı elde edilmiştir. Elde edilen bu bağıntı ile
hesaplanabilecek Vs değeri, katı-çok katı ince taneli kohezyonlu zeminlerde yapılacak
sıvılaşma, taşıma gücü ve zemin oturması gibi geoteknik analizlerde bilinen yöntemler
(örneğin SPT gibi) ile birlikte güvenilir bir şekilde kullanılabilir.
Ayrıca; kil-siltli kil zemin türünde fs/qc değerinin karşılığı olan Rf değişkeni ile Vs
arasında düşük Vs değerleri (Vs<180 m/sn) için güvenilir bir bağıntı elde edilmiştir.
61
KAYNAKLAR
Altunel, E. ve Barka, A. 1998. Eskişehir Fay Zonu’nun İnönü-Sultandere arasında
neotektonik aktivitesi, Türkiye Jeoloji Bülteni, Cilt. 41, No.2, s.41-52.
Anagnostopoulos, A., Koukis, G., Sabatakakis, N. and Tsiambaos, G. 2003. Empirical correlations of soil parameters based on cone penetration tests (CPT) for grek soils, Geotechnical and Geological Engineering, 21: 377-387. Kluwer Academic Publishers.
Anonim. 1996. Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası, T. C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
ASTM. 2000. Annual Book of ASTM Standart, Vol. 04.08: Soil and rock (I). Standart No. D 3441-98, Standart test method for mechanical cone penetration tests of soils, West Conshohocken, PA, pp. 373-377.
Ayday, C., Atlan, M., Nefeslioğlu, H., Canigur, A., Yerel, S. ve Tün, M. 2001. Eskişehir yerleşim yerinin yerleşim amaçlı jeoloji ve jeoteknik etüt raporu, Anadolu Üniversitesi, Uydu ve Uzay Bilimleri Araştırma Enstitüsü, Eskişehir.
Baldi, G., Belloti, R., Ghiona, V.N., Jamiolkowski, M. and Pasqualini, E. 1986. Interpretation og CPT’s and CPTU’s- 2nd part: Drained penetration of sand, IV Int. Geot. Semin. on Field Instrumentation and In Situ Measurements, Nayong Technoogical Inst., Singapore, pp.143-156.
Baldi, G., Jamiolkowski, M., Lo Presti, D.C.F., Manfredini, G. and Rix, G.J. 1989. Italian Experience in assessing shear wave velocity from CPT and SPT, Proc. Of Discussion Session on Influence of Local Conditions on Seismic Response, XII. ICSMFE, Rio De Janerio, 157-168.
Briaud, J. L. and Miran, J. 1991. The cone penetration test, Report No. FHWA-TA-91-004, Federal Highway Administration, McLean, VA.
Başokur, A.T., Dikmen, Ü. and Akça, İ. 2008. Geotechnical report for vicinity of Tepebaşı (Eskişehir) Municipality, Ankara University (in Turkish).
Bayazıt, M. ve Oğuz, B. 1985. Mühendisler için istatistik, İTÜ İnşaat Fakültesi, İstanbul, Türkiye.
Bayazıt, M. 1996. İnşaat mühendisliğinde olasılık yöntemleri, İTÜ İnşaat Fakültesi Matbaası İstanbul.
Begemann, H.K.S. 1965. The friction jacket cone as an aid in determining the soil profile, Proc. of the 6th International Conference on Soil Mechanics and Foundaiton Engineering, Montreal, 1, 17-20.
Beliceli, A. 2006. Eskişehir yerleşim yeri zeminin büyütme etkisinin makaslama dalga hızına (Vs) bağlı olarak belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Balıkesir.
Briaud, J. L. and Miran, J. 1991. The cone penetration test, Report No. FHWA-TA-91-004, Federal Highway Administration, McLean, VA.
Coduto, D. P. 2005. Temel tasarımı ilkeler ve uygulamalar, Gazi Kitabevi, Çevirenler: Murat Mollamahmutoğlu, Kamil Kayabalı, Ankara.
62
DeRuiter, J. 1981. Current penetrometer practice, Cone Penetration Testing and Experience, p.1-8, ASCE.
Dikmen, Ü. 2009. Statistical correlations of shear wave velocity and penetration resistance for soils, J. Geophys. Eng. 6, 61-72, doi: 10.1088/1742-2132/6/1/007.
Gözler, M. Z., Cevher, F. ve Küçükkayman, A. 1985. Eskişehir civarının jeolojisi ve sıcak su kaynakları, MTA Dergisi, No: 103-104. 40-55.
Hegazy, Y. and Mayne, P.W. 1995. Statistical correlations between Vs and cone penetration data for different soil types, In Proceedings of the International Symposium on Cone Penetration Testing (CPT’Linkoping, Sweden, 4-5 October 95), Swedish Geotechnical Society, Linkoping, Seweden, Report 3-95, Vol.2, pp. 173-178.
İyisan, R. ve Ansal, A. 1993. Dinamik zemin özelliklerinin kuyu içi sismik yöntemler ile bulunması, 2. Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, Bildiriler Kitabı.
İyisan, R. 1996. Between shear wave velocity and in-situ penetration test results, Teknik Dergi, Vol 7, No:2, April 1996, pp. 1187-1199.
Jamiolkowski, M., Ghiona, V.N., Lancllotta, R. and Pasaqalin, E. 1988. New correlations of penetration tests for design practice, Proc. 1st International Symposium on Penetration Testing, ISOPT-1, Orlando, 1, 263-296.
Jamiolkowski, M. 1995. Opening Address, In Proceedings of the International Symposium on Cone Penetration Testing (CPT’95), Linkoping, Sweden, 4-5 October, Sweden Geotechnical Society, Linkoping Sweden Report 3-95, Vol.3, pp.7-15.
Larsson, R. 1995. The CPT test, Geotechnical Institute, Swedish, 77 p.
Mayne, P.W. and Rix, G.J. 1995. Correlations between shear wave velocity and cone tip resistance in clays, Soils and Foundations 35(2), pp.107-110.
Mayne, P.W. 2006. Interrelationships of DMT and CPT readings in soft clays, Civil & Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, USA, Proceedings from the second international flat dilatometer conference
Meigh, A. C. 1987. Cone penetration testing: methods and ınterpretation, Butterworths,
London.
Microcal ™ Origin ® Version 6.0, Microcal Software, Inc.
Na, Y.M. 2002. Site characterization of reclaimed sand fill with particular reference to dynamic compaction, Ph, D. thesis, Nanyang Technological University, Singapore.
Na, Y.M., Choa, V., Teh, C.I. and Chang, M.F. 2005. Geotechnical parameters of reclaimed sand fill from the cone penetration test, Can. Geotech. J. 42:91-109 (doi: 10.1139/T04-064).
Nauroy, J.F., Dubois, J.C., Colliat, J.L., Kervadec, J.P. and Meunier, J. 1998. The GEOSIS method for integrating VHR seismic data in offshore site investigation, Proceedings of the Offshore Site Investigation and Foundation Behaviour Conference, S.U.T., London, Sept. 98.
63
Puech, A., Foray, P. and Emerson, M. 2002. Correlation of seismic refraction compressive velocity and CPT data with particular application to continuous burial assessment of pipelines and cables, Proc. Offshore Technology Conference, O.T.C. Paper 14 074, Houston, May 2002.
Robertson, P. K. and Campanella, R. G. 1983. Interpretation of cone penetration tests: parts 1 and 2, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 20, pp. 718-745.
Robertson, P. K. and Campanella, R. G. 1989. Guidelines for geotechnical design using the cone penetrometer test and CPT with pore pressure measurement, 4th ed., Hogentogler & Co., Columbia, MD.
Schmertmann, J. H. 1978, Guidelines for cone penetration test: perforance and design, Report FHWA-TS-78-209, Federal Highway Administration, Washington, D.C.
Sivrikaya, O. 2003. Standart penetrasyon deneyi ile zemin özelliklerinin belirlenmesi ve Türkiye’deki uygulaması, Doktora Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Ekim 2003.
Sivrikaya, O. ve Toğrol E. 2009. Arazi deneyleri ve geoteknik tasarımda kullanımları, Birsen Yayınevi, Ankara.
Sykora, D.W. and Stokoe, K.H. 1983. Correlations of in situ measurements in sands of shear wave veloctity, soil characteristics and site conditions, Geotechnical Eng. Report, GR83-33, The University of Texas, Austin.
Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Kuşçu, İ. 1992. Türkiye Diri Fay Haritası, MTA Genel Müdürlüğü, Ankara.
Toğrol, B. ve Toğrol, E. 1967. İstatistik metotları, Matbaa Teknisyenleri Basım Evi, İstanbul.
Toğrol, E. ve Tan, O. 2003. Kazıklı temeller, Birsen Yayınevi, Ankara
Tün, M. 2003. Eskişehir zemininin makaslama dalgası hızı (Vs) değişimine bağlı özelliklerinin incelenmesi ve doğal titreşim periyodunun (To) bulunması, Yüksek Lisans Tezi, Anadol Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı.
64
ÖZGEÇMİŞ
Adı Soyadı : Zafer SAL
Doğum Yeri : Ankara
Doğum Tarihi : 01.12.1976
Medeni Hali : Evli
Yabancı Dili : İngilizce
Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl)
Lise : Mimar Sinan Lisesi (1994)
Lisans : Ankara Üniveritesi Fen Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü
(1998)
Yüksek Lisans : Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik