Sismik Mikrobölgeleme Bilimsel Son Durum Raporu_TR

Türkiye Cumhuriyeti Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Afet İşleri Genel Müdürlüğü

Belediyeler için Sismik Mikrobölgeleme

Bilimsel Son Durum Raporu

Ocak 2004

Hazırlayan Kurum: Mali Destek Veren Kurum:

Belediyeler için Sismik Mikrobölgeleme Tüm hakları Türkiye Cumhuriyeti Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü’ne aittir. Afet Risk Yönetimi Dünya Enstitüsü ve İsviçre Kalkınma ve İşbirliği Teşkilatı, bu belgeyi kullanma, çoğaltma ve dağıtma haklarını da içerecek şekilde, belgeye serbest olarak erişim hakkına sahiptir. Bu belgeler, Afet Risk Yönetimi Dünya Enstitüsü ve Türkiye Cumhuriyeti Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü yönetiminde, İsviçre Kalkınma ve İşbirliği Teşkilatı (SDC) tarafından yapılan mali destekle sağlanan ortak bir çabanın ürünüdür. Aşağıdaki kurum ve kişiler bu çabaya katkıda bulunmuştur: Türkiye Cumhuriyeti Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü (AİGM); Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (BÜ-KRDAE), İstanbul; Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ), Ankara; Sakarya Üniversitesi (SAÜ), Adapazarı; İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü, Zürih, Geoteknik Mühendisliği Enstitüsü (ETHZ-IGT); İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü, Zürih, Jeofizik Enstitüsü (ETHZ-IG); İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü, Lozan, Yapı Enstitüsü (EPFL-IS); İsviçre Federal Kar ve Çığ Araştırmaları Enstitüsü (SLF), Davos; Studer Mühendislik, Zürih; Virginia Teknoloji Enstitüsü ve Eyalet Üniversitesi (VT), Mimarlık ve Şehir Çalışmaları Koleji; Pennsylvania Üniversitesi (UP), Wharton Okulu - Risk Yönetimi ve Karar İşlemleri Merkezi. H. Akman (BÜ-KRDAE), Walter J. Ammann (SLF), Atilla Ansal (BÜ-KRDAE), Sami Arsoy (SAÜ), Marc Badoux (EPFL), Sadık Bakır (ODTÜ), Murat Balamir (ODTÜ), Pierre-Yves Bard (Grenoble Üniversitesi), Jonathan Bray (Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley), Juliane Büchheister (ETHZ-IGT), K. Önder Çetin (ODTÜ), Andreas Christen (ETHZ-IG), Barbara Dätwyler (SDC), A. Demir (AİGM), S. Demir (AİGM) Ekrem Demirbaş (geçmişte AİGM günümüzde TAUGM), Mine Demircioğlu (BÜ-KRDAE), M. E. Durgun (AİGM), Muzaffer Elmas (SAÜ), Mustafa Erdik (BÜ-KRDAE), Ayfer Erken (İTÜ), Donat Fäh (ETHZ-IG), Yasin Fahjan (BÜ-KRDAE), Liam Finn (Kagawa Üniversitesi), Domenico Giardini (ETHZ-IG), Oktay Gökçe (AİGM), Christian

Greifenhagen (EPFL-IS), A. Güldemir (AİGM), Ümit Gülerce (İTÜ), Polat Gülkan (ODTÜ), Jürg Hammer (DRM), Walter Hofmann (Brandenberger+Ruosch), İ. Kayakıran (AİGM), Ruşen Keleş (Ankara Üniversitesi), S. Kök (AİGM), M. Dinçer Köksal (DRM), Oliver Korup (SLF), Frederick Krimgold (DRM, VT), H. Kunreuther (UP), Aslı Kuruluş (İTÜ), Jan Laue (ETHZ-IGT), Pierino Lestuzzi (EPFL-IS), George G. Mader (Spangle Associates), Alberto Marcellini (CNR-IDPA, Milan), Robert Meli (Meksika Ulusal Üniversitesi), E. Nebioğlu (AİGM), Heinrich Neukomm (İsviçre Federal Teknoloji Enstitüleri Yönetim Kurulu Üyesi), Akın Önalp (SAÜ), K. Özener (AİGM), Rocco Panduri (Studer Mühendislik), Karin Şeşetyan (BÜ-KRDAE), Bilge Siyahi (BÜ-KRDAE), Sarah Springman (ETHZ-IGT), Franz Stössel (SDC), Jost Studer (Studer Mühendislik), Mustafa Taymaz (AİGM), M. K. Tüfekçi (AİGM), Natasha Udu-gama (DRM), Robert Whitman (MIT, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü), S. Yağcı (AİGM), A. Yakut (ODTÜ), Susumu Yasuda (Tokyo Denki Üniversitesi), U. Yazgan (ODTÜ), T. Yılmaz (ODTÜ). Bilimsel Son Durum Raporunun yazarları: Atilla Ansal ve Mustafa Erdik (BÜ-KRDAE) Aslı Kurtuluş, Ayfer Erken, (İTÜ), Karin Şeşetyan, Bilge Siyahi (BÜ-KRDAE) ve Sarah Springman, Dr. Jan Laue (ETHZ-IGT)’ın katkılarıyla Atıf: Afet Risk Yönetimi Dünya Enstitüsü, 2004: Belediyeler için Mikrobölgeleme. Bilimsel Son Durum Raporu www.DRMonline.net Ocak 2004

Önsöz

17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi, depremlerin toplum ve ekonomi üzerinde meydana getirebileceği yıkıcı etkileri açığa çıkarmıştır. Bu deprem sonrasındaki olumsuz etkilerin ardından Afet İşleri Genel Müdürlüğü Türkiye’deki deprem riskini azaltmak amacı ile çeşitli girişimlerde bulunmuştur. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü (AİGM) “Deprem Risklerini Azaltmak için Mikrobölgeleme” (MERM) adı verilen çalışmaya başlamıştır. Afet Risk Yönetimi Dünya Enstitüsü (DRM), İsviçre Federal Dış İlişkiler Dairesi, İsviçre Kalkınma ve İşbirliği Teşkilatı’nın (SDC) mali desteği ile bu projeyi yürütmüştür. Projenin tasarlanmasına 1999 yılının Eylül ayında başlanmış ve proje Mart 2002-Şubat 2004 tarihleri arasında gerçekleştirilmiştir.

Bu çalışma sonucunda, “Belediyeler için Sismik Mikrobölgeleme” genel başlığı altında aşağıdaki proje belgeleri oluşturulmuştur: (1) Genişletilmiş Özet; (2) Sismik Mikrobölgeleme El Kitabı; ve, (3) Örnek Uygulamalar, Bilimsel Son Durum Raporu ve Sürdürülebilir Uygulama için Yardımcı Bilgiler Raporunu içeren Kaynak Bilgiler.

DRM, MERM Projesini Türkiye’den ve uluslararası katkılarla gerçekleştirmiştir: Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (BÜ-KRDAE), İstanbul; Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ), Ankara; Sakarya Üniversitesi (SAÜ), Adapazarı; İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Zürih, Geoteknik Mühendisliği Enstitüsü (ETHZ-IGT); İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Zürih, Jeofizik Enstitüsü (ETHZ-IG); İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan, Yapı Enstitüsü (EPFL-IS); İsviçre Federal Kar ve Çığ Araştırmaları Enstitüsü (SLF), Davos; Studer Mühendislik, Zürih; Virginia Teknoloji Enstitüsü ve Eyalet Üniversitesi (VT), Mimarlık ve Şehir Çalışmaları Koleji; Pennsylvania Üniversitesi (UP), Wharton Okulu - Risk Yönetimi ve Karar İşlemleri Merkezi.

Bu çalışma Bilimsel Son Durum Raporu olarak tanımlanmıştır. Bunun ile kaynak bilgilerin bir bölümü oluşturulmakta, sismik mikrobölgelemede bilimsel ve uygulamadaki son durumun kapsamlı bir değerlendirmesi yapılmaktadır. Sismik mikrobölgelemenin, yerel zemin koşullarının tanımlanması, sismik tehlikenin belirlenmesi, zemin yüzeyindeki yer hareketi özelliklerinin tahmini, sıvılaşma olasılığının ve yamaç kayması tehlikesinin belirlenmesi olmak üzere beş farklı aşamadan oluştuğu kabul edilebilebilir.

Teşekkür

Yerel ve idari yetkililer ile uluslararası üne sahip üniversitelerin farklı bölümlerini içeren, birbiri ile sıkı olarak bağlantılı çalışmaları kapsayan bu boyutlardaki bir proje, ancak bütün katılımcı grupların özverili desteği ile gerçekleştirilebilir. Bu konuda aşağıdaki kurum ve kişilere özel olarak teşekkür edilmelidir:

- Afet İşleri Genel Müdürlüğü (AİGM) Genel Müdürü Dr. Mustafa Taymaz’a, eski Genel Müdür Yardımcısı Ekrem Demirbaş’a, Oktay Gökçe’ye ve projenin gelişiminde ve uygulanmasındaki işbirliğinden dolayı AİGM personeline.

- Projeyi mali olarak desteklediği ve gelecek uygulamalardaki ihtiyaçları karşılamak amacı ile projenin kalıcılığının geliştirilmesine yönelik değerli katkıları için İsviçre Federal Dış İlişkiler Dairesi, İsviçre Kalkınma ve İşbirliği Teşkilatı’na (SDC), özellikle Bayan Barbara Dätwyler ve Dr. Franz Stössel’e.

- Proje gruplarına yardım ve desteklerinden dolayı Kocaeli ve Sakarya illeri valilerine ve pilot çalışmaların yapıldığı belediyelerin yetkililerine.

- Projenin her aşamasındaki önemli çabalarından dolayı Sakarya Üniversitesi Rektörü Prof. Mehmet Durman’a.

- El Kitabı ile ilgili değerlendirmeleri ile, en güncel araştırmaların sonuçlarına dayanan bilimsel son durum yöntemlerini içeren bir uluslararası standarda erişilmesini sağlayan Teknik Danışma Kurulu üyelerine.

- Tanımlanan çalışmaların hazırlanmasında gösterdiği kararlılıktan dolayı proje grubunun bütün üyelerine.

İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ 1-1 2. KAPSAM VE YAKLAŞIM 2-1 3. JEOLOJİK VE GEOTEKNİK YEREL KOŞULLARIN TANIMLANMASI 3-1

3.1. Bölgesel ve Yerel Jeoloji 3-1 3.2. Geoteknik Arazi Koşulları 3-1

3.2.1 Arazi Deneyleri 3-1 3.2.2 Laboratuvar Deneyleri 3-4 3.2.3 Dinamik Zemin Davranışı 3-4

4. MİKROBÖLGELEME İÇİN SİSMİK TEHLİKE 4-1 4.1. Azalım İlişkileri 4-1

4.1.1 Deprem Yer Hareketinin Azalımını Etkileyen Faktörler 4-1 4.1.2 Uygun Azalım İlişkileri 4-8

4.2. Olasılıksal Deprem Tehlikesi Analizi (ODTA “PSHA”) 4-16 4.2.1 Genel Yöntem 4-17 4.2.2 Sismisite (Deprem Katalogları) 4-19 4.2.3 Sismik Kaynak Bölgelemesi 4-19 4.2.4 Deprem Büyüklüklerinin Aralığı 4-19 4.2.5 Yenilenme İlişkileri 4-21 4.2.6 Karakteristik Deprem 4-23 4.2.7 Homojen Poisson Modeli 4-25 4.2.8 Bağıl Olasılık (Yenileme) Modeli 4-25 4.2.9 Belirsizliklerin Ele Alınması 4-28 4.2.10 Eşdeğer Tehlike Spektrumları 4-28 4.2.11 Tehlikenin Ayrıştırılması 4-29

5. YER HAREKETİ ÖZELLİKLERİNE GÖRE BÖLGELEME 5-1 5.1. Yerel Etkiler 5-1

5.1.1 Topoğrafik Etkiler 5-1 5.1.2 Yakın Bölge Etkileri 5-3

5.2. Ampirik Korelasyonlar 5-3 5.3. Türkiye Deprem Yönetmeliği ve NEHRP’a Göre Zemin Sınıflandırması 5-4 5.4. Jeolojik/Geoteknik Birimlerin Özelliklerine Göre Belirlenmesi 5-7

5.4.1 Jeolojik Birimlere Göre Bölgeleme 5-7 5.4.2 Eşdeğer Kayma Dalgası Hızına Göre Bölgeleme 5-8

5.5. Deprem Kayıtları ve Çevresel Gürültü Ölçümlerinin Yorumlanması 5-8 5.5.1 Zayıf ve Kuvvetli Yer Hareketi Kayıtlarının Kullanılması 5-8 5.5.2 Mikrotremor Ölçümleri 5-10

5.6. Saha Davranış Analizleri 5-16 5.6.1 Tek Boyutlu Analizler 5-16 5.6.2 Gelişmiş Yöntemler 5-16

6. SIVILAŞMA OLASILIĞINA GÖRE BÖLGELEME 6-1 6.1. Sıvılaşma ve Sıvılaşmayı Etkileyen Faktörler 6-1 6.2. Geliştirilmiş Çin Kriterleri (Finn vd., 1994) 6-2

6.2.1 Çin Kriterlerinin Tekrar Değerlendirilmesi (Andrews ve Martin, 2000) 6-3 6.3. Laboratuvar Deneylerinin ve Örselenmemiş Numunelerin Kullanılması 6-4 6.4. Arazi Deneyleri ile Korelasyonlara dayanan Ampirik Bağıntıların Kullanılması 6-4

6.5. SPT (Standart Penetrasyon Deneyi) Verilerine Dayanan Kriterler 6-4

6.5.1 Basitleştirilmiş Yöntem (Seed vd., 1984, 1985) 6-4 6.5.2 Geliştirilmiş Basit Yöntem (NCEER, 1997, Youd vd., 2001) 6-5 6.5.3 Çetin Vd. (2000) ve Seed vd. (2001) Tarafından Geliştirilen Yeni Yöntemler 6-8

6.6. CPT (Koni Penetrasyon Deneyi) Verilerine Dayanan Kriterler 6-11 6.6.1 Robertson ve Wride (1998) Yöntemi 6-11

6.7. VS (Kayma Dalgası Hızı) verilerine datanan kriterler 6-13 6.8. Zemin Hareketleri 6-14

6.8.1 Analitik Yöntemler 6-14 6.8.2 Ampirik Yöntemler 6-14

6.9. Sıvılaşma Etkilerinin Değerlendirilmesi 6-16 7. YAMAÇ KAYMASI TEHLİKESİNE GÖRE BÖLGELEME 7-1

7.1. Depremler Sırasındaki Yamaç Kaymaları 7-1 7.2. Şev Stabilitesi Analizleri 7-2

7.2.1 İstatistiksel Yaklaşımlar 7-3 7.2.2 Eşdeğer-Statik Yaklaşımlar 7-4 7.2.3 Kalıcı Yer Değiştirme Yöntemleri 7-7

8. BULGULARIN ARAZİ KULLANIM YÖNETİMİ İÇİN SENTEZİ 8-1 8.1. Farklı Bölgelerin Belirlenmesi 8-1 8.2. Özel Bölgeler İçin Öneriler 8-1 8.3. Depremler Sırasındaki Zemin-Yapı Etkileşimi ve Sıvılaşmaya Karşı Önlemlerin Etkisi

Üzerine Son Çalışmalar 8-1 8.3.1 Depremler sırasındaki zemin-yapı etkileşimi problemini incelemek için fiziksel

modelleme işlemlerinin avantajları 8-1 8.3.2 Zemin Yapı Etkileşimi Üzerine Son Çalışmalar ve Alınacak Önlemler 8-3

9. BAZI UYGULAMALAR 9-1 9.1. Suihua Şehrinin Sismik Mikrobölgelemesi 9-2

9.1.1 Bölgesel Sismisite Ve Neotektonik 9-2 9.1.2 Sismik Tehlikenin Değerlendirilmesi 9-3 9.1.3 Mikrobölgeleme 9-3

9.2. Benevento Sismik Risk Projesi (Marcellini vd., 1991, 1995a, 1995b) 9-3 9.2.1 Jeolojik ve Geoteknik Özelliklerin Belirlenmesi 9-4 9.2.2 Sismik Tehlike 9-4 9.2.3 Mikrobölgeleme 9-5

9.3. Barselona’nın Sismik Bölgelemesi (Alfaro vd., 2001) 9-5 9.3.1 Yerel Jeoloji ve Geoteknik Veriler 9-5 9.3.2 Sismik Tehlike 9-6 9.3.3 Saha Davranışının Değerlendirilmesi 9-6 9.3.4 Sismik Bölgeleme 9-6

9.4. Bağcılar’ın (İstanbul) Sismik Mikrobölgelemesi (Ansal vd., 2001) 9-6 9.4.1 Jeoloji ve Yerel Zemin Koşulları 9-7 9.4.2 Zemin Yüzeyindeki Deprem Özellikleri 9-7 9.4.3 Zemin Büyütmesi ve Zemin Hakim Periyodu 9-8 9.4.4 Sismik Mikrobölgeleme 9-9

10. KAYNAKLAR 10-1

Türkiye’de Mikrobölgeleme, Kaynak Bilgiler, Bilimsel Son Durum, Bölüm 1 Sayfa 1-1 Ocak 2004

1. GİRİŞ

Bu bilimsel durum raporu, DRM-MERM Projesi kapsamında Türkiye’deki sismik bölgeleme yaklaşımını güncelleştirmek amacı ile hazırlanmakta olan Sismik Mikrobölgeleme El Kitabı için ana çerçeveyi tanımlamak üzere hazırlanmıştır. Buna bağlı olarak, Türkiye’de bu konuda uygulamadaki son durum göz önüne alınarak bu konuyla ilgili mevcut yayınlar incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Mevcut yayınların incelenmesi için çok geniş kapsamlı ve çok yoğun bir çaba sarfedilmesine rağmen, konunun disiplinlerarası olması ve konu ile ilgili çok sayıda yayın bulunması nedeni ile, yapılan çalışma kapsamında sismik mikrobölgeleme ve ilgili disiplinler üzerine yapılmış bütün yayınların derlendiğini iddia etmek gerçekçi olmayacaktır.

Sismik mikrobölgeleme deprem riskinin azaltılması için yapılan çalışmaların başlangıç aşaması olarak düşünülebilir. Bu, çok disiplinli katkılar kadar, deprem kaynaklı yer hareketinin insan yapısı yapılar üzerindeki etkilerinin de kapsamlı olarak anlaşılmış olmasını gerektirmektedir (Ansal ve Slejko, 2001). Sismik mikrobölgeleme, deprem mühendisliği ve mühendislik sismolojisi disiplinlerinden farklı girdilerin elde edilmesi ve değerlendirilmesidir. En genel tanımıyla, sismik mikrobölgeleme, zemin tabakalarının deprem etkileri altındaki davranışlarının tahmin edilmesi ve buna bağlı olarak zemin yüzeyindeki deprem özelliklerindeki değişimlerin belirlenmesidir. Diğer taraftan, mikrobölgeleme çalışmalarında önceden gözlenen yapısal hasar ile uyumlu ve yapıların mühendislik tasarımında uygulanabilir, uygun yer hareketi parametrelerinin seçilmesi büyük önem taşımaktadır (Finn, 1991). Sismik mikrobölgemede en önemli nokta, farklı disiplinlerden gelen katkıların nasıl birleştirileceği, jeolojik, sismik, geoteknik ve yapısal veri ağırlıklarının birbirlerine göre ne oranda olacağı ve yerel idareler ile uygulamada çalışanlar tarafından kullanılabilir önerilerin nasıl belirleneceğidir.

Sismik mikrobölgelemede deprem hareketindeki değişim, deprem kaynağı ve yol özelliklerinin, yerel jeolojik ve geoteknik koşullar ile birlikte olasılıksal olarak değerlendirilmesi ile incelenir. Geçmiş depremler sonrasında gözlenen hasar dağılımları, küçük ölçekte hazırlanan deprem bölgeleri haritalarının şehir bazında risk azaltılması için yeterli bilgiyi vermediğini göstermiştir. Ülke ölçeğinde hazırlanan sismik bölgeleme haritaları önceden tanımlanmış tektonik kaynak bölgelerine ve bu bölgelerin sismik etkinliklerine dayanmaktadır. Bu çalışmaların ve bu şekilde yapılan bölgelemenin ölçekleri genellikle 1:1,000,000 mertebelerinde veya daha küçüktür. Analitik, arazi ve laboratuvar araştırmalarındaki imkanların artması, bölgesel jeolojik formasyonlar, deprem kaynak mekanizmaları, sismik aktivite ve deprem kayıtları ile ilgili veritabanlarında önemli oranda gelişmelere yol açmıştır. Bu bilimsel ve teknik ilerlemelerin ışığında, 1:100,000 den 1:25,000’e doğru sürekli artan ölçeklerde, bölgesel ve yerel sismik bölgeleme ve 1:5000 ölçekli mikrobölgeleme çalışmalarının yapılması hem mümkün ve hem de ekonomik hale gelmiştir. Burada ana amaç, gelecekte meydana gelebilecek bir depremde ne olabileceğini, başlıca önemli faktörleri dikkate alarak daha doğru tahmin etmektir.

İnsan yapısı yapıların deprem etkisi altındaki davranışı, yapısal özelliklerin yanında iki ana faktöre bağlıdır: deprem kaynak özellikleri ve yerel zemin koşulları. Bu problemi çözmenin bir yolu, bu üç bileşenin, yani yapı, yerel zemin koşulları ve sahaya gelen sismik dalgaların, etkileşimini dikkate almaktır. Sahaya gelen sismik dalgaların özellikleri zemin tabakalarından geçerken değişime uğrayabilmektedir. Buna ilave olarak, zemin özellikleri ortaya çıkan tekrarlı hareketler nedeni ile değişebilmektedir. Tüm bunlara bağlı olarak, ihtimaller dahilindeki deprem özelliklerini ve sahaya gelen sismik dalgaların etkisini


dikkate almayan bir sismik mikrobölgeleme çalışması, Aki (1988) ve Bolt (1996) tarafından da belirtildiği gibi, eksik bir çalışmadır.

Yapısal hasar görebilirlik deprem riskinin azaltılmasında önemli bir faktördür. Hem mühendislik tasarımında, hem de inşaat aşamalarındaki yetersizlikler insan yapısı çevrenin tahmin edilmiş hasar görebilirliğini arttıracaktır. Diğer bir konuda, bir deprem sırasında meydana gelecek deprem kuvvetlerinin tasarım aşamasında seçilen deprem kuvvetlerinden büyük olmasıdır. Bu deprem koşulları konusunda bilgi veya veri eksikliğinden veya bina türüne göre seçilen aşılma olasılığı seviyesinden kaynaklanabilir (Seed vd., 1994; Naeim, 1995). Sismik mikrobölgelemenin ana amacının deprem riskinin azaltılması olması dolayısıyla, sismik mikrobölgeleme ile ilgili olmamakla beraber, yapısal hasar görebilirliğin bu konuda önemli bir rolü olduğunu anlamak büyük önem taşımaktadır.

Ulusal sismik bölge haritaları genelde 1:1,000,000 veya daha küçük ölçekli olarak hazırlanmaktadır. Bir haritanın ölçeği, o haritanın hassasiyetini göstermektedir. Diğer taraftan, bir kent veya bir ilçe için sismik mikrobölgeleme 1:5,000 hatta 1:1,000 ölçekli çalışmaları gerektirmektedir. Deprem yönetmelikleri, en düşük tasarım önşartlarını tanımlamak için ulusal ölçekteki bu haritalardan yararlanmak durumundadır. Bu önşartlar genellikle en büyük veya efektif yatay ivme ve spektral ivme değerlerinin yapısal periyotlara göre gösterilmesi ile ifade edilmektedir. Bu yönetmeliklerde, farklı sismik bölgeler için en büyük ivmeler tanımlanmıştır. Sismik mikrobölgelemenin amaçlarından biri de hesaplanan değerlerin, yönetmeliklerde verilen değerlere eşit veya küçük olduğunun belirlenmesidir.


2. KAPSAM VE YAKLAŞIM

Bu raporun amacı, bu konudaki mevcut yayınları inceleyerek, yerel özelliklerin belirlenmesi, sismik tehlikenin değerlendirilmesi, zemin yüzeyindeki deprem hareketi özelliklerinin tahmin edilmesi, sıvılaşma olasılığının ve yamaç kayması tehlikesinin değerlendirilmesi olmak üzere beş temel aşamadan oluştuğu düşünülebilecek mikrobölgeleme çalışmalarında, teoride ve uygulamada gelinen en son durumu özetlemektir. Bu nedenle, mevcut yayınların incelenmesinde her aşama ayrı ayrı ele alınacak, tanım ve açıklamalar, ilişkili ve ihtiyaç duyulan veri tabanlarının toplanarak düzenlenmesi, elde edilen veri tabanları ile analiz ve değerlendirme başlıkları altında birbirini izleyen bölümler halinde verilecektir. Mevcut yayınlarda karşılaşılan araştırmalar ve öneriler, Türkiye’deki bilim insanları ve mühendislere sismik mikrobölgelemenin tüm aşamaları ile ilgili bilgi vermek amacına yönelik olarak incelenmiştir. Buna bağlı olarak, bütün sismik mikrobölgeleme bileşenlerinde gerekli adımlar ardışık aşamalar olarak, yani deprem hareketinin elde edilmesi, yerel jeolojik ve geoteknik koşulların belirlenmesi, mevcut verinin analizi, elde edilen sonuçların mühendislik değerlendirmesi sırasıyla ele alınacaktır. Okuyucunun bütün süreci tam olarak anlayabilmesi için tüm bu aşamalardaki bulgu ve öneriler özetlenecektir.

Herhangi bir bölgeleme çalışmasındaki en önemli konulardan biri, sonuç çıktıları olarak farklı parametrelere göre hazırlanacak olan sismik bölgeleme haritaları için uygun ölçeklerin seçilmesidir. Güncel mikrobölgeleme yöntemleri ışığında önerilen, amaçlanan sonuç haritalarının, verilerin tanımlanması, birleştirilmesi ve analizi için 1:5,000 ölçeğinde oluşturulması, karelaj hücre boyutları olarak ise 0.005×0.005 derece (yaklaşık, 500m × 500m) alınması yönündedir. Farklı uygulamalarda kullanılan harita ölçekleri, bu uygulamalarla gerçekleştirilmesi hedeflenen bölgelemenin amacına uygunluğu bakımından göz önüne alınacaktır.

Raporun son bölümünde, okuyucuya sismik mikrobölgeleme sürecinin bütünsel bir görüntüsünü vermek amacı ile dünyada farklı bölgelerde yapılan sismik mikrobölgeleme çalışmalarından bazı örnekler sunulmuştur.


3. JEOLOJİK VE GEOTEKNİK YEREL KOŞULLARIN TANIMLANMASI

Her mikrobölgeleme çalışması, bölgesel ve yerel jeolojik özelliklere göre araştırma yapılan sahanın tanımlanması ile başlar. Bu çalışmaların ana amacı, tektonik ve jeolojik formasyonların seçilen harita ölçeğinde belirlenmesidir. Bu bilgi, sismik kaynak bölgelerinin belirlenmesi ve incelenen saha için gerçekçi bir deprem tehlike modeli oluşturmak için gereklidir. Bölgesel neo-tektonik haritaları, yüzeysel jeoloji haritaları ve düşey jeolojik profiller uygulanacak mikrobölgeleme çalışmalarının ayrılmaz parçalarıdır.

Ana kaya ve zemin yüzeyi arasındaki sismik dalga yayılımı ve ana kaya derinliği hakkında gerçekçi tahminlerin yapılabilmesi için, jeolojik birimlerin kalınlık ve özellikleri ile yerel geoteknik koşulların belirlenmesinde sondajlar, arazideki jeofizik ve geoteknik deneyler esas alınmalıdır (Takimatsu, 1997; Su ve Aki, 1995). Jeolojik ve geoteknik veri tabanlarına, yerel saha etkilerinin belirlenmesi için yapılacak analizlerin yanı sıra, sıvılaşma olasılığı ve yamaç kayması tehlikesinin bulunmasına yönelik analizlerde de ihtiyaç duyulacaktır.

3.1. Bölgesel ve Yerel Jeoloji Sismik mikrobölgelemede başlangıç aşaması jeolojik durumun belirlenmesi için bölgenin jeolojik olarak araştırılmasıdır. İlk amaç, gelecekte deprem üretebilecek tektonik formasyonların belirlenmesidir (Barka ve Kadinsky-Cade, 1988; Barka, 1991, Barka, 1992; Jackson, 2001, Yeats, 1997). Yakın zamanda meydana gelen bazı önemli depremlerde (Kobe 1995, Spitak 1988), büyük hasara yol açan nedenlerden birinin, bölgesel deprem özelliklerinin çok doğru tahmin edilememiş olmasından kaynaklandığı dile getirilmiştir. Bir bölgenin sismisitesi değerlendirilirken iki faktör göz önüne alınmalıdır. Birinci faktör, deprem üretebilecek tektonik ve jeolojik formasyonlar, ikinci faktör ise sismik geçmiştir. Deprem yaratabilecek olası mekanizmaların anlaşılması için ayrıntılı jeolojik ve sismik çalışmalara gerek duyulmaktadır (WGCEP, 1995; Bolt, 1999).

3.2. Geoteknik Arazi Koşulları Ayrıntılı jeolojik ve geoteknik araştırmalar için ikinci gereksinim yerel zemin koşullarının düşey ve yatay yöndeki değişimlerinin belirlenmesi ile ilgilidir (Jongmans vd., 1998; Pitilakis, 1999; Mancuso, vd., 1997).

Birçok araştırmacı tarafından gösterildiği gibi (Borcherdt ve Gibbs, 1976, Iglesias, 1988; Gazetas vd., 1990; Seed vd., 1991; Ansal vd., 1993; Lekkas, 1996; Jennings, 1997; Ishihara, 1997; Geuguen vd., 1998; Pergalani vd., 1999; Tertulliani, 2000; Hartzell vd., 2001, Özel vd., 2002) yerel zemin koşulları hasar dağılımı ve deprem kayıtları üzerinde belirleyici bir etki yaratabilmektedir (Aki, 1993, 1998; Bard, 1994; Reinoso ve Ordaz, 1997; Shome vd., 1998). Yerel zemin koşullarının belirlenmesi, zemin tabakalaşmasının ve zemin tabakalarının özelliklerinin detaylı arazi deneyleri, sondaj ve numune alma, ve zemin - kaya numuneleri üzerinde yapılacak laboratuvar deneyleri ile tanımlanmasını gerektirmektedir (Kokusho, 1987; Atkinson ve Sallfors, 1991; Pitilakis vd., 1992).

3.2.1 Arazi Deneyleri Zemin tabakalaşmasını ve zemin tabakalarının mühendislik özelliklerini belirlemek için arazide yapılan deneylerin ilk grubunu penetrasyon deneyleri oluşturmaktadır. Yaygın olarak kullanılan iki deney Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) ve Koni Penetrasyon Deneyi (CPT)’dir. SPT genellikle kaba daneli ve nispeten katı zeminlerin, CPT ise yumuşak zeminlerin özelliklerini belirlemek için kullanılmaktadır (Lunne vd., 1997).


Standart Penetrasyon Deneyinde kullanılan ekipman ve yöntemlerdeki değişkenlik elde edilen darbe sayılarında önemli etkilere yol açmaktadır (Seed vd., 1985; Skempton, 1986). İki parçalı kaşık şeklindeki numune alıcıya gelen enerji, tokmak düşürme ekipmanı, operatör tecrübesi, sargı büyüklüğü, ip çapı, sargı çevresindeki sarmal sayısı, tokmak türü, kuyu çapı, tij uzunluğu, tij çapı, tij birleşim noktalarının sıkılığı, tijlerin düşeyliği ve numune alıcının türü gibi birçok faktörden etkilenmektedir. Bu nedenle, zemin tabakalarının özelliklerinin belirlenmesi için SPT deney sonuçlarının kullanılmasında, SPT vuruş sayılarının düzeltilmesinde uygulanacak enerji oranı düzeltmesini tahmin etmek için yeterli bilgiye sahip olmak büyük önem taşımaktadır.

CPT ve SPT deney sonuçları (Robertson vd., 1983) ve kayma dalgası hızı arasında korelasyonlar veren bir çok ampirik ilişki önerilmiştir (Ohta ve Goto, 1978; İyisan, 1996; Mayne ve Rix, 1995). SPT ve CPT sonuçlarından kayma dalgası hızı hesaplamak için önerilen bağıntılardan bazıları Tablo 3.1’de verilmiştir.

Tablo 3.1 Arazi penetrasyon deneylerinden kayma dalgası hızı hesabı için önerilen ilişkiler.

Araştırmacılar İlişki Vs birimi m/sn Zemin Türü

Vs = 91 N 0.337 Tüm Zeminler

Vs = 102 N 0.292 Killer Imai (1977)

Vs = 80.6 N 0.331 Kumlar

Vs = 85.35 N 0.348 Tüm Zeminler

Vs = 67.79 N 0.219D 0.230 D: m İnce kumlar Ohta ve Goto (1978)

Vs = 62.14 N 0.219 D 0.230 D: m Killer

Barrow ve Stokoe (1983) Vs = 154+0.64 qc qc :kg/cm2 Tüm Zeminler

Vs = 100.5 N 0.29 Kumlar Sykora ve Stokoe (1983)

Vs = 134+0.52 qc qc :kg/cm2 Kumlar

Jinan (1987) Vs = 116.1(N+0.3185) 0.202 Holosen

Vs = 57.4 N 0.49 Kumlar

Vs = 114.43 N 0.31 Killer Lee (1990)

Vs = 105.64 N 0.32 Siltler

Vs = 51.5 N 0.516 Tüm Zeminler İyisan (1996)

Vs = 55.3 qc 0.377 Tüm Zeminler

Kiku vd., 2001 Vs = 68.3 N 0.292 Adapazarı zeminleri


İkinci grup arazi deneyleri sismik araştırmalar veya jeofizik yöntemler ile kayma dalgası hızının ölçülmesini içermektedir (Zen vd., 1978; Lefebvre vd., 1994; Brignoli vd., 1996; Stokoe vd., 1999, Stokoe ve Santamarina, 2000). Bunlar arasında yaygın olarak kullanılan yöntemler PS logging, aşağı kuyu ve karşıt kuyu deneyleridir (Mancuso, 1994; Raptakis vd., 1994). Aşağı kuyu deneyinde, düşey yönde hareket eden kayma dalgalarının zemin yüzeyindeki bir kaynaktan, kuyu içindeki bir alıcıya ulaşması için geçen varış zamanları ölçülür (Şekil 3.1). Karşıt kuyu deneyi, kuyu içi bir kaynaktan yatay yönde yayılan kayma dalgalarının komşu kuyulardaki alıcılara ulaşması için geçen varış zamanlarının ölçülmesine dayanmaktadır (Stokoe ve Woods, 1972; Hall ve Bodare, 2000). Karşıt kuyu deneyi aynı zamanda kuyular arasındaki zeminlerin özelliklerini belirleme avantajına da sahiptir. Bunlara ilave olarak, kayma dalgası hızının yüzey dalgalarının yayılmasına bağlı olarak, dispersiyon eğrilerinin elde edilmesi ve geri hesap analizleri ile tahmin edilmesi birçok araştırmacı tarafından kullanılmıştır (Nazarian ve Stokoe, 1984; Tokimatsu vd., 1991; Stephenson vd., 2000; Dutta vd., 2001).

Kayma dalgası hızı, Vs, zeminin kayma modülünü, G, bulmak için kullanılan bir zemin özelliğidir:

2sVG ⋅= ρ (3.1)

burada ρ=γt/ga = yoğunluk, γt=toplam birim hacim ağırlığı ve ga=yer çekimi ivmesi =9.8m/sn2 olmaktadır. Küçük birim şekil değiştirmelerde, kayma dalgası yayılımından kaynaklanan parçacık hareketi, küçük şekil değiştirmeler için en büyük kayma modülünü, Gmaks, vermekte, ancak kayma birim şekil değiştirmeleri arttıkça kayma modülü azalmaktadır. Arazi deneylerinin küçük birim şekil değiştirmelere neden olduğu ve arazide yapılan kayma dalgası hızı ölçümlerinin en büyük kayma modülü ile ilişkili olduğu kabul edilmektedir.

Şekil 3.1. Kayma modülünün belirlenmesi için arazi ve laboratuvar deneyleri (Schneider vd., 1999)


Yukarıda anlatılanlara ilave olarak, kayma dalgası hızı profillerini, eşdeğer kayma dalgası hızlarını, zemin tabakalaşmasını ve ana kaya derinliğini belirlemek amacı ile sismik kırılma ve yansıma gibi daha konvansiyonel jeofizik yöntemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır (Williams vd., 1999, 2000).

Yakın geçmişte çevresel gürültünün (mikrotremor) ağ ölçümleri ile kaydedilerek değerlendirilmesi de daha derin seviyelere kadar kayma dalgası hızı profillerinin tahmin edilmesine yönelik olarak kullanılmıştır (Lu vd., 1992; Yamanaka vd., 1994; Yamanaka, 1998; Satoh vd., 2001a, 2001b; Seht ve Wohlenberg, 1999; Louie, 2001; Milana vd., 1996).

Diğer taraftan, Wills (1998) ve Boore ve Brown (1998) farklı yöntemlerle elde edilen kayma dalgası hızı profillerinin güvenilirliğini sorgulamışlardır. Bu nedenle, zemin profilindeki tabakaların kayma dalgası hızlarının belirlenmesi için daha konvansiyonel ve güvenilir deney yöntemlerinin benimsenmesi önemlidir.

3.2.2 Laboratuvar Deneyleri Sondajlardan alınan zemin ve kaya numuneleri üzerinde yapılan laboratuvar deneylerini de iki grup altında ele almak mümkündür. İlk deney grubu (örn. dane çapı dağılımı, su muhtevası, kıvam limitleri) zemin profilindeki zemin ve kaya tabakalarının zemin sınıflandırması, dane boyutu özellikleri ve endeks özelliklerinin belirlenmesi için gereklidir. Bu deneyler, karşılaşılan zemin tabakalarının sınıflandırılmasına, dolayısıyla deprem yönetmeliklerinde tanımlanan farklı yerel zemin sınıflarının belirlenmesine imkan verir.

İkinci grup laboratuvar deneyleri, zemin numunelerinin tekrarlı gerilmeler altındaki gerilme-birim şekil değiştirme-kayma mukavemeti özelliklerini elde etmek için uygulanmaktadır (Kokusho, 1980; Andersen vd., 1980; Ishihara, 1993). Bunlar arasında üç temel deney rezonant kolon, numunede dalga hızı ölçümleri ve düşük frekanslı tekrarlı yükleme deneyleridir (dinamik üç eksenli, dinamik basit kesme, dinamik burulmalı üç eksenli) (Şekil 3.1). Saha davranış analizlerinde, laboratuvar deneyleri ile bulunan dinamik kayma modülü yumuşama eğrilerinin kullanılması tercih edilmelidir.

3.2.3 Dinamik Zemin Davranışı İnce ve kaba daneli zeminlerin tekrarlı gerilmeler altındaki davranışları arasında bazı benzerlikler olmakla beraber, önemli farklılıklar da bulunmaktadır. Dinamik yükler altındaki zeminlerin davranışının belirIenmesinde, gerilme-şekil değiştirme ve kayma mukavemeti özelliklerinin ayrı ele alınması tercih edilmektedir. Dinamik kayma modülü, sönüm oranı ve bunların kayma birim şekil değiştirmesi ile değişimi zeminlerin dinamik gerilme-şekil değiştirme özellikleri olarak kabul edilerek saha davranış analizlerinde kullanılabilir (Ishihara, 1982; Dobry ve Vucetic, 1987). Göçme veya büyük deformasyonlara ulaşılması için gerekli tekrarlı gerilme genlikleri ve çevrim sayısı, dinamik kayma mukavemeti özellikleri olarak tanımlanabilir ve deprem kuvvetleri altında kayma mukavemeti kaybı beklenen bölgelerin belirlenmesinde kullanılabilir.

Dinamik yükler altındaki zemin davranışı, kayma gerilmeleri altındaki tekrarlı gerilme-birim şekil değiştirme özelliklerine bağlıdır. Küçük birim şekil değiştirmeler için kayma modülü, Gmaks, boyutsuz kayma modülü oranı, G/Gmaks, ile tekrarlı birim kayma genliği arasındaki ilişki zeminde oluşacak deformasyonları belirleyici özelliklerdir ve dinamik davranış analizlerinde önemli rol oynamaktadırlar (Sun vd., 1988; Seed vd., 1986). Depremler sırasında zeminler çevrim sayısına bağlı olarak yumuşamaya ve kayma mukavemetinde azalmaya yol açan düzensiz dinamik yüklere maruz kalmaktadır.

Birçok araştırmacı tekrarlı gerilmeler altındaki zemin davranışı üzerine çalışmalar yapmıştır (Seed ve Idriss, 1970; Hardin ve Drnevich, 1972; Castro ve Christian, 1976; Koutsoftas, 1978; Idriss vd., 1978; Sangrey ve France, 1980; Koutsoftas ve Fischer, 1980;


Ishihara, 1980; Matsui vd., 1980; Wood, 1982; Kokusho vd. 1982; Yasuhara vd., 1982; Ansal ve Erken, 1982, 1989; Ishihara vd., 1983; Fujiwara vd., 1985; Vucetic, 1988, 1994; Ohara ve Matsuda, 1988; Hatanaka vd., 1988; Ansal ve Yıldırım, 1989; Kuebris ve Vaid, 1997; Vucetic ve Dobry, 1991; Georgiannou vd., 1991; Matasovic ve Vucetic, 1992; Talesnick ve Frydman, 1992; Vucetic vd., 1998; Viggiani ve Atkinson, 1995; Ishihara, 1996; Lanzo vd., 1997; Vrettos ve Savidis, 1999; Lanzo ve Vucetic, 1999). Laboratuvarda ve arazide zeminlerin gerilme-şekil değiştirme davranışlarını belirlemek için birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarda, laboratuvarda dinamik üç eksenli, dinamik kesme, dinamik burulmalı üç eksenli, rezonant kolon deneyleri ve arazideki karşıt kuyu, aşağı kuyu ve yüzey dalgalarının analizi gibi sismik deneyleri uygulanmıştır. Laboratuvarda ve arazide ölçülen dinamik kayma modülü ve sönüm oranı parametrelerinin karşılaştırılması, deney yöntemi ve zemin türünün öneminin yanında, örselenme, numune alma sırasındaki gerilme durumunun değişimi, numune hazırlama ve deney uygulanmasının önemini de ortaya çıkarmıştır.

Boyutsuz kayma modülü oranı ile birim kayma gibi parametreler arasında önerilen yarı ampirik ilişkilerin göreceli olarak iyi uyum göstermeleri, zemin davranış analizlerinde basit modellerin kullanılmasına imkan vermektedir. Ancak dane dağılımı, zemin dokusu ve zemin yapısı gibi her zemine özgü içsel özellikler, genelleştirilmiş ve oransal tanımlanmış ilişkilerden sapmalara neden olmaktadır. Laboratuvar ve arazide küçük ve orta birim şekil değiştirme seviyelerinde yapılan deneylerde gözlenen lineer olmayan zemin davranışının önemi, arazi ve laboratuvarda daha kapsamlı deney programlarının uygulanmasının gerekliliğini ortaya koymuştur.

Bu gerilme-şekil değiştirme parametrelerini gerçekçi bir şekilde tahmin edebilmek için deneysel olarak elde edilen çeşitli bağıntılar, ilişkiler ve tasarım eğrileri mevcuttur (Sagaseta, vd., 1991; Vucetic ve Dobry, 1991; Kagawa, 1992; Ishibashi ve Zhang, 1993; Vrettos ve Savidis, 1999; Kallioglou vd., 1999). En büyük kayma modülünü, Gmaks, boşluk oranı, e, aşırıkonsolidasyon oranı, AKO ve çevre basıncının, σ'c , fonksiyonu olarak hesaplamak için değişik ifadeler önerilmiştir. Aşağıda Hardin ve Drnevich (1972) ’in çalışmasından verilen oransal ampirik bağıntı yardımı ile düşük genlikli kayma birim şekil değiştirmeleri için Gmaks hesaplanabilir:

N

a

cM2

a

maks

pσ'AKO

e1e)(2.97321

pG

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ (3.2)

burada, e = boşluk oranı (< 2.0); M = 0 ve 0.5 arasında PI’ne bağlı olarak değişen katsayı; çoğu kumlu ve killi zeminler için N ≈ 0.5; σ'c = ortalama efektif gerilme; ve pa= referans alınan atmosferik basınç olmaktadır.

Gözlenen dinamik zemin davranışının değerlendirilmesinde önemli bir hususta, biri lineer olmayan davranışın başladığı nokta, biri ise elastik olmayan davranışın başladığı nokta olmak üzere iki birim kayma şekil değiştirmesi eşiğinin önerilmesidir (Vucetic, 1994; Vucetic ve Dobry, 1991; Ansal vd., 2001a). Önemli bir gözlemde, kayma birim şekil değiştirmesi genliği ile dinamik kayma modülü değişiminde, zemin plastisitesinin etkisinin plastisite indisi ile ifade edilmesidir. Plastisite indisinin dinamik kayma modülü üzerindeki etkisini göstermek amacı ile Türkiye’deki farklı bölgelerden alınan örselenmemiş numuneler kullanılarak yapılan dinamik üç eksenli deneyleri ile elde edilen yumuşama eğrileri Şekil 3.2’de gösterilmiştir (Okur ve Ansal, 2001).


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

Birim Kayma γ(%)

Boy

utsu

z K

aym

a M

odül

ü O

ranı

, G/G

mak

sS1 PI=30S2 PI=15S3 PI=35S4 PI=15S5 PI=10S6 PI=9S7 PI=14S8 PI=16S9 PI=19S10 PI=23SB1 PI=17SB2 PI=28SB5 PI=23G1 PI=20G2 PI=28G3 PI=18IR1 PI=18IR2 PI=13IR3 PI=23IT PI=13

Şekil 3.2. Dinamik üç eksenli deneyinden elde edilen yumuşama eğrileri

BİRİM KAYMA

G /

Gm

aks

Borden vd., 1996

Hoyos ve Macari, 1999

Şekil 3.3. Piedmont zeminlerinden elde edilen laboratuvar deney sonuçlarının Vucetic ve

Dobry (1991) tarafından plastisite indisine göre verilen G / Gmaks oransal eğrileri ile karşılaştırılması (Schneider vd.,1999)

Şekil 3.2’den görüldüğü ve Vucetic ve Dobry (1991) tarafından Şekil 3.3’teki gibi belirtildiği üzere, kohezyonlu (ince daneli) zeminlerdeki yumuşama plastisite indisinden büyük ölçüde etkilenmektedir.


Okur (2001) tarafından yapılan deneylere dayanarak, yumuşamayı modellemek için plastisite indisi, PI, yüzde cinsinden olmak üzere aşağıdaki ilişki geliştirilmiştir:

34.74)PI 18.970.99exp(1

γ35.09

GG

1.27amaks +

−−

=

−

(3.3)

Killerin tekrarlı gerilme-birim şekil değiştirme özelliklerini kontrol eden bir diğer faktörde tekrar sayısıdır. Bu parametre özellikle deprem yükleri altındaki zemin tabakalarının davranışlarının analizinde önemli role sahiptir. Bu nedenle, belirli bir tekrar sayısına karşı gelen her gerilme-şekil değiştirme eğrisi için, "tekrarlı akma mukavemeti" olarak kabul edilebilecek bir akma noktasının tanımlanması gerekli olabilir (Ishihara, 1980, 1996; Ansal ve Erken, 1989).

Örnek Bir Uygulama

Pitilakis, vd. (1999) Selanik’in 30 km doğusunda Euroseistest sahası olarak bilinen 5.5km genişliğe ve 200m derinliğe sahip bir sahada deney amaçlı olarak seçilen vadinin iki boyutlu (2B) zemin yapısını belirlemek için detaylı bir araştırma yapmıştır. Yapılan araştırmalar geniş ve kapsamlı sismik ve geoteknik deneylerin uygulanmasını esas almıştır. Sahadan toplanan veriler jeolojik yapının, vadi geometrisinin ve zemin formasyonlarının dinamik özelliklerinin bulunması için değerlendirilmiştir. 8 temel zemin formasyonunu tanımlamak için 150m ve 300m arasında değişen açıklıklarda 15 farklı noktada jeofizik ve geoteknik ölçümler yapılmıştır. Jeofizik araştırmalarda, SWI (yüzey dalgaları dönüşümü), P ve SH kırılma ile karşıt kuyu (CH) ve aşağı kuyu sismik (DH) deneyleri kullanılmıştır. Açıklıkları 44m ile 60m ve 970m arasında değişen her iki yönde 84 profil ölçülmüş ve 7 kuyu içi sismik deneyi (yaklaşık 475m uzunlukta 3 CH ve 4 DH) uygulanmıştır. Sismik ölçümleri arazi ve laboratuvarda yapılan geoteknik deneyler takip etmiştir. Arazide yapılan deneyler, 10 sondajı ve bunlarda yapılan SPT deneylerini, 6 CPT deneyini, 170 örselenmiş ve 100 örselenmemiş numunenin alınmasını ve 50 yeraltı suyu ölçümünü içermektedir. Bunlara ilave olarak, CH deneyi için 3, düşey ivme ölçer ağı kurmak için 3, boşluk suyu basıncı ölçümleri için 1 ve patlatma deneyleri için 3 olmak üzere toplam 10 sondaj kuyusu daha açılmıştır. Patlatma deneyleri ana kaya derinliğini ve fay yerlerini araştırmak için kullanılmıştır. Laboratuvarda ise klasik zemin mekaniği deneyleri, rezonant kolon (RC) ve dinamik üç eksenli (CT) deneyleri yapılmıştır. Daha sonra geoteknik ve jeofizik veriler birleştirilerek 15 noktanın herbiri için temsili tek boyutlu (1B) zemin profilleri oluşturulmuştur. Her profilinin belirlenmesinde aynı işlem uygulanmıştır: İlk olarak, kırılma, yüzey dalgalarının dönüşümü ve karşıt kuyu (veya aşağı kuyu) deneylerinden bulunan Vs profillerinden yararlanılarak bir başlangıç profili tasarlanmıştır. Kırılma deneylerinden elde edilen Vp hızları ana zemin formasyonlarının ve yeraltı suyu seviyesinin ayırdedilmesinde yardımcı bir parametre olarak kullanılmıştır. Daha sonra sondaj verileri, SPT değerleri ve zemin numunelerinin geoteknik olarak sınıflandırılması başlangıç profilini geliştirmek için kullanılmıştır. Eldeki RC ve CT deneylerinden yararlanılarak her zemin formasyonu için ortalama yumuşama ve sönüm eğrileri elde edilmiştir. 15 nokta için 1B profillerin elde edilmesinden sonra, bu profiller 2B zemin modelinin oluşturulması için kullanılmıştır. Bu aşamada vadinin 2B modelininin doğruluğunun arttırılması amacı ile bütün ana zemin parametreleri için karşılaştırmalar yapılmış ve korelasyonlar denenmiştir. Farklı deneylerden elde edilen Vs değerlerinin karşılaştırılması, SWI ve CH ölçümlerinden elde edilen sonuçların uyumlu olduğunu, kırılma deneylerinden bulunan Vs değerlerinin ise zemin katılığındaki artışla birlikte bir miktar daha yüksek değerler verdiğini göstermiştir. Araştırmacılar, SWI’in doğru ve güvenilir bir yöntem olduğu sonucuna varmışlardır. Ayrıca iki genel zemin grubu silt-kum


ve killer arasında da Vs-SPT korelasyonları araştırılmış ve korelasyon katsayısı 0.70 ve 0.75 olan iki basit ilişki önerilmiştir. Koni uç direnci ve başlangıç kayma modülü arasında, CH verileri ile Go=ρVs

2 ilişkisi kullanılarak korelasyon incelenmiş ve verilerin literatürde önerilen ilişkilerden biri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Jeofizik ve geoteknik verilerin sonuç analizleri ve ana saha parametreleri arasındaki korelasyonlar vadinin kesitinin bulunmasını sağlamıştır. Vadi için iki boyutlu sonuç modeli 8 farklı zemin formasyonu için Vs, Vp ve kalite faktörü Qs ile birim hacim ağırlığının ortalama değerleri verilerek sunulmuştur. Bu modelin geçerliliğinin kontrolü, yerel zemin etkilerinin ampirik olarak çalışılması ile yapılmıştır. Vadi üzerinde sürekli kayıt alan kuvvetli yer hareketi ağından elde edilen toplam 495 ivme kaydı saha etkilerinin analizinde kullanılmıştır. Bu amaç için iki bilinen yöntem kullanılmıştır: SSR ve HVSR. İki yöntem de, elde edilen geoteknik-jeofizik koşulları ile uyumlu, birbiri ile kıyaslanabilir hakim rezonans frekansları içeren benzer spektral şekiller vermiştir. Büyütme özelliklerinin değişiminin geometri ve dinamik zemin özellikleri ile uyumlu olduğu gözlenmiştir. HVSR yöntemi ile gözlenen büyütmelerin SSR yöntemi ile elde edilenlerden sistematik olarak daha küçük olduğu gözlenmiştir. Bu durum, vadinin karmaşık yapısal özelliklerine bağlı olarak düşey hareketteki büyütmeye bağlanmıştır.

Yukarıda açıklandığı üzere, yerel jeolojik ve geoteknik özelliklerin belirlenmesi, doğru bir veri tabanı oluşturularak saha davranış özelliklerini tahmin etmek için Pitilakis vd. (1999) tarafından yapıldığı gibi arazi ve laboratuvar deneylerinin uygulanmasını gerektirmektedir (Abeki vd., 1995). Saha özelliklerinin güvenilir olarak belirlenmesi her sismik mikrobölgeleme çalışması için büyük öneme sahiptir. Harcanan zaman ve emeğin büyük bir kısmı bu verilerin toplanmasına gitmekte ve buna bağlı olarak sismik mikrobölgeleme çalışmasının sonuçları, doğrudan saha özelliklerini belirlemeye yönelik çalışmaların nasıl yapıldığına dayanmaktadır.


4. MİKROBÖLGELEME İÇİN SİSMİK TEHLİKE

Profesyonel uygulamalar için yer hareketlerinin belirlenmesinde iki genel yaklaşım vardır: Deterministik ve Olasılıksal. Deterministik yaklaşım, seçilen senaryo depremlerine ve belirlenen kuvvetli yer hareketi aşılma olasılığı seviyesine dayanmakta ve genellikle yer hareketinin medyanı (ortalaması) veya medyan-artı-bir birim standart sapmaya karşı gelmektedir. Olasılıksal yaklaşım ise tüm deprem senaryolarını ve bütün yer hareketi olasılıklarını kapsayarak, bir sahada belirli bir zaman içinde aşılması beklenen bir depremin olasılığını hesaplamaktadır. Her iki yaklaşımda da sismik tehlikenin bulunması için genellikle azalım ilişkilerinden yararlanılmaktadır. Şiddet, EBİ (PGA), EBH (PGV), Arias Şiddeti, Süre ile ilgili parametreler ve Spektral İvmeler için azalım ilişkileri bulunmaktadır.

4.1. Azalım İlişkileri Azalım ilişkileri, deprem büyüklüğü, uzaklık, kaynak mekanizması ve yerel zemin koşullarına bağlı olarak kuvvetli yer hareketinin farklı parametrelerinin medyan ve standart sapmalarını veren, log-normal dağılıma sahip olduğu kabul edilen ampirik bir tanımlamadır. Sismik tehlikenin belirlenmesi, kuvvetli yer hareketi yayılımını ve değişimini deprem büyüklüğü (manyitüdü) ile kaynak ve araştırılan saha arasındaki mesafenin fonksiyonu olarak tanımlayabilecek, uygun kuvvetli yer hareketi azalım ilişkilerini gerektirmektedir.

4.1.1 Deprem Yer Hareketinin Azalımını Etkileyen Faktörler Geçmişteki çalışmaların bulguları (örn. Somerville, 2000) büyük bir depremin ortalama yer hareketinin bir başka depreminkine benzer olduğunu ancak bazı koşulların aynı deprem için eş uzaklıkta yer alan noktalardaki yer hareketini önemli ölçüde değiştirdiğini göstermektedir. Bu değişim, deprem kaynağı, dalga yayılımı ve saha davranışı ile ilgilidir.

Deprem hareketinin, deprem kaynak özellikleri, kaynak-saha arasındaki yol özellikleri ve yerel zemin koşullarından etkilendiği açıkça bilinmektedir. Kaynak özellikleri, gerilme boşalmasını, kaynak derinliğini, yırtılan fay alanını (fay kırılma bölgesini), atım dağılımını, yükselme zamanını, faylanma türünü ve kırılmanın yönlenmesini kapsar. Yol özellikleri yer kabuğu yapısını ve taban kayasının kayma dalgası ve sönüm özelliklerini kapsar. Yerel zemin koşulları ise, sahanın tabanında birkaç kilometre derinliğe kadar karşılaşılan kaya özelliklerini, yerel zemin koşullarını ve sahanın topoğrafyasını kapsar.

Özellikle faya yakın bölgede kuvvetli yer hareketi kayıtları, bütün katmanlar arası farklılıkları, karmaşık varış zamanlarını ve kaynağın yüksek frekans içeriğini içermektedir. Sismik Moment, Gerilme Boşalması, Efektif Gerilme ve Köşe Frekansı deprem kaynağının kuvvetli yer hareketi özellikleri üzerinde etkili olan ana parametreleridir. Sismik Moment, M0, ortamın kayma modülü (Lame sabiti), ortalama yer değiştirme (örn. ortalama fay atımını) ve yer değiştirme yüzeyinin (örn. fay kırığı yüzeyi) çarpımı ile tanımlanan ve deprem büyüklüğünü ölçmek için en bilinen büyüklüktür. Köşe frekansı, Fourier Genlik Spektrumunda yüksek ve düşük frekans eğilimlerinin gözlendiği frekanslardır. Köşe frekansı yükselme zamanının tersi (yer değiştirmedeki büyüme miktarı veya kabaca kırılma için geçen süre) ile ilişkilidir. Şekil 4.1’den Şekil 4.3’e kadar büyüklükleri 3.1 ve 8.1 arasında değişen altı ivme kaydı ve bunlara karşı gelen davranış ve Fourier genliği spektrumları gösterilmiştir (Anderson ve Quaas, 1988). Burada gösterilen bütün kayıtlar yaklaşık olarak merkez üssünden 25 km uzaklıkta ve kaya üzerinde alınmıştır. Şekil 4.1’den görülebileceği gibi yer hareketinin artan büyüklüğü ile genellikle yer hareketinin genliği de artmakta ve ivme kaydının süresinde hızlı bir artma meydana gelmektedir. Şekil 4.2, deprem büyüklüğünün artması ile köşe frekanslarının azaldığını ve buna bağlı olarak


düşük frekanslı dalgaların genliklerinin hızlı bir şekilde arttığını, yüksek frekanslı dalgaların genliklerindeki artışın ise yavaşça gerçekleştiğini göstermektedir. Benzer eğilimler 1999 Sakarya deprem istasyonunda alınan Kocaeli Depremi kaydının Fourier genlik spektrumunda da gözlenmektedir (Şekil 4.4).

Şekil 4.1. Büyüklükleri 3.1 ve 8.1 arasında değişen altı depreme ait ivme kayıtları (Anderson ve Quaas, 1988).

Deprem etkilerinin azalımı, geometrik yayılma ve malzeme sönümü için uzaklıktan önemli ölçüde etkilenmektedir. Malzeme sönümünün ihmal edilmesi ve sadece geometrik azalımın dikkate alınmasıyla, silindirik cisim dalgalarının uzaklıklığın tersi ile, küresel cisim dalgalarının ise uzaklığın karesinin tersi ile ilişkili olarak azaldığı gözlenebilir. Malzeme sönümü genel olarak aşağıdaki gibi ifade edilebilir;

exp [-(πf/Qc) x] (4.1)

burada f frekans, Q malzeme sönümü için kalite katsayısı, c kayma dalgası yayılma hızı ve x ise kaynaktan uzaklıktır. Sağlam zemin koşullarının bulunduğu sahalardaki kuvvetli yer hareketinin spektral şekli, artan uzaklıkla beraber yüksek frekanslı bölgelerde azalma ve düşük frekanslı bölgelerde artışı işaret etmektedir. Fakat, 50 km’ye kadar olan uzaklıklarda uzaklığın spektral şekil üzerindeki etkisi, büyüklüğe oranla çok daha küçüktür. Deprem kayıtlarının süresi ise kaynaktan artan uzaklıkla, artma eğilimindedir (örn., Dobry, Idriss, ve Ng, 1978).


Fay kırılmasının yönlenme etkisinin belirlenmesi, azalım ilişkilerinin gelişme aşamasında olan bir bileşenidir. Yönlenme, fay üzerindeki yırtılma hareketinin yer hareketi üzerindeki etkisidir. Yönlenme, hem yüksek hem de düşük frekanslı ivme kayıtlarını etkilemektedir. Bir fay düzlemi üzerinde, belli bir hızda bir yırtılmanın meydana geldiğini düşünelim. Yırtılma hareketi yönündeki istasyonlarda, yırtılma yönünün tersi yönündeki istasyonlara göre daha kısa süreli yer hareketi gözlenecektir. Bu durum yönlenme olarak adlandırılmaktadır. Yırtılma hareketi yönündeki bölgelerdeki birleşik yer hareketi genlikleri, enerjinin korunumu nedeni ile yırtılma hareketinin tersi yönündeki bölgelerdekine göre daha büyüktür. Yüksek frekanslarda yönlenme, fay kırılma merkezindeki noktalardaki düşük genlikli ve uzun süreli ivme kayıtlarının tersine, fayın uzak ucundaki noktalarda, kısa ve yoğun ivme kayıtları olarak ortaya çıkmaktadır. Yırtılma hareketi doğrultusunun önünde kalan fay yakınındaki bölgelerde, yüksek periyotlardaki yönlenme yüksek genlikli hız sinyalleri şeklinde olmaktadır. Faya dik yöndeki hız bileşeni genellikle integrali alındığında kalıcı yer değiştirmeler yaratmayan tam döngülü hız sinyallerinden oluşmaktadır. Faya paralel yöndeki bileşenler ise, genellikle fay atımına eşit kalıcı mutlak yer değiştirmeler yaratan yarım döngülü hız sinyallerinden oluşmaktadır.

Periyot (sn)

Eşde

ğer R

elat

if Hız

Dav

ranışı

(cm

/sn)

Şekil 4.2. Şekil 4.1’de gösterilen ivme kayıtlarının davranış spektrumları (Anderson ve Quaas, 1988’den)


Frekans (Hz)

Four

ier S

pekt

rum

u (c

m/s

n)

Şekil 4.3. Tüm kayıt uzunluğu için Şekil 4.1’deki ivme kayıtlarının Fourier genlik spektrumları (Anderson ve Quaas, 1988’den)

Şekil 4.4. Sakarya istasyonunda kaydedilen farklı depremlerin Fourier genlik spektrumları

(Bu veriler 1999 Kocaeli depremi ve artçıları için AİGM’den alınmıştır)


Luco ve Anderson (1983) faya yakın bölgelerde alınan deprem kayıtlarını basit bir teorik model yardımı ile incelemişlerdir. Bu çalışmada, fay modellemesi sabit bir genişlik ve sonsuz uzunlukta düşey atım yerdeğiştirmesi ile yapılmıştır. Burada, homojen yarı sonsuz ortamda fay, zu=2 km derinliğinden zd=10 km derinliğine uzanmakta, ortamın P ve S dalgası hızları ise sırasıyla 6 km/sn ve 3.464 km/sn olmaktadır. 100 cm büyüklüğündeki yerdeğiştirme fay üzerinde yatay olarak 3.184 km/sn yırtılma hızı ile adımsal olarak hareket etmektedir. Yırtılmanın ön yüzü düşey yöndedir. Şekil 4.5’de fay üzerinde fayın yüzey projeksiyonuna farklı mesafelerdeki gözlem noktaları için faya paralel, faya dik ve düşey yöndeki ivme, hız ve yer değiştirme kayıtları verilmiştir (Luco ve Anderson, 1983). Görüldüğü üzere, en büyük genlikler fayın üst kısmının derinliği ile kıyaslanabilir mesafelerde (yaklaşık olarak 2 km) meydana gelmektedir. Faya dik yöndeki hız sinyalleri Şekil 4.5’te belirgin bir şekilde gözlenmektedir. İvme ve hız sinyallerinin süreleri özellikle faya dik yöndeki bileşenlerde faydan uzaklıkla beraber artmaktadır. Faya dik yöndeki yer değiştirme ve hızlar, fayın üst noktasına düşey uzaklıktan küçük fay uzaklıkları için yaklaşık olarak sabit kalmaktadır. Sinyal genlikleri, fayın üst noktasının gözlem noktasına uzaklığından etkilenmekte ve yarı uzayın üstündeki yumuşak zemin tabakaları 2 ve 8 arasında değişen önemli ilave büyütmelere neden olabilmektedir (Bouchon, 1987).

Somerville vd. (1997) yönlenmenin yakın fay çevresindeki yer hareketinin genliği ve süresinde, atıma paralel ve atıma dik yöndeki farklı bileşenler olarak yarattığı mekansal değişimi göstermek ve yer hareketi azalım ilişkilerini fay kırılmasının yönlenmesine göre geliştirmek için aktif tektonik bölgelerdeki ampirik sığ deprem kayıtlarını kullanmıştır. Bunlar, 0.6 saniye periyodunda önemli değişimler olarak ortaya çıkmakta ve bu değişimlerin büyüklükleri genellikle artan periyotla yükselmektedir. Bir sahaya doğru fay kırılması meydana gelmesi durumunda, spektral büyütme 0.6 saniyenin üzerindeki periyotlar için artmakta ve süre kısalmaktadır. Faya yakın bölgelerde, büyüklük, uzaklık ve açıya bağlı olarak 0.6 saniyenin üzerindeki periyotlarda atıma dik yöndeki spektral ivme, atıma paralel yöndekinden daha büyük olmaktadır. Yatay davranış spektrumlarındaki değişimler ve davranış spektrumunlarının faya dik ve paralel yöndeki bileşenleri arasındaki farklar tasarım amaçları için hesaba katılması gereken önemli hususlar haline gelmektedir.

Somervillle vd. (1997) fay yırtılmasının yönlenmesini hesaba katarak yakın bölge kayıtlarının davranış spektrumlarını düzeltmek için bir yöntem sunmuştur. Buradaki düzeltmeler, sınırlı yakın bölge verisinin ampirik analizine dayanmaktadır. Buna göre, yanal ve düşey atımlı faylanmaya göre ortalama ivme davranış spektrumlarının mekansal değişimleri için düzeltme katsayısı Şekil 4.6’da verilmiştir. Kırılma yönlenmesi parametrelerinin tanımları yanal atımlı faylar için X ve q, düşey atımlı faylar için Y ve f olarak şekillerin içinde verilmiştir.

Şekil 4.7, faya dik yöndeki spektral bileşenlerin genliklerin ortalama spektral genliklere oranı için ampirik bir model vermektedir. Bu oranların modelleri, farklı deprem büyüklükleri ve merkez üssü uzaklıkları için periyoda bağlı olarak ve farklı deprem büyüklükleri ve periyotlar için uzaklığa bağlı olarak verilmiştir. Anlaşılacağı üzere, ileri yönlenme 0.6 saniyenin üzerindeki periyotlarda daha büyük spektral genliklere neden olmakta ve faya dik spektral genliklerinin ortalama spektral genliklere oranı ise uygun ileri yönlenme koşulları altında 6 saniye periyotları civarında 1.6 değerlerine kadar yükselebilmektedir.


ÜRETİLMİŞ İVME KAYDI

FAYA PARALEL FAYA DİK DÜŞEY

ZAMAN (sn)

FAYDAN UZAKLIK

FAYA PARALEL FAYA DİK DÜŞEY FAYDAN UZAKLIK

ÜRETİLMİŞ HIZ KAYDI

ZAMAN (sn)

FAYA PARALEL FAYA DİK DÜŞEY ÜRETİLMİŞ YER DEĞİŞTİRME KAYDI

ZAMAN (sn)

FAYDAN UZAKLIK

Şekil 4.5. Yakın bölge deprem özelliklerinin tanımlanması (Luco ve Anderson, 1983)


Düşey Atımlı

Periyot (sn)

Periyot (sn)

Yanal Atımlı

Spek

tral

Büy

ütm

e Sp

ektr

al B

üyüt

me

Yanal Atım

Düşey Atım

Somerville vd. (1997) KIRIK YÖNLENMESİNİ DE İÇEREN KUVVETLİ YER HAREKETİ AZALIM İLİŞKİSİ

ORTALAMA YATAY DAVRANIŞ SPEKTRUMLARINDAKİ MEKANSAL DEĞİŞİM

M >=6.5 İÇİN DEĞİŞİM AŞAĞIDAKİLERİN FONKSİYONUDUR: YANAL ATIM İÇİN ⇒ Xcosθ BATMA İÇİN ⇒ YcosΦ

X=a/L

Y=d/W

L a

dW

Φ

θ

iç merkez

saha

iç merkez

iç merkez

dış merkez

fay kırığının yüzey izi

fay

fay

fay

saha

saha

saha

Şekil 4.6. Spektral büyütme katsayısının, periyot ve uzaklık parametrelerine bağlı olarak

ifade edilmesi (Somerville vd., 1997)


Uzaklık (km) Uzaklık (km)

Periyot (sn) Periyot (sn)

1.0 sn 2.0 sn

3.0 sn 4.0 sn

FAYA DİK (FD) BİLEŞENİN ORTALAMA YATAY DAVRANIŞ SPEKTRUMUNA ORANI (θ VE Φ PARAMETRELERİNDEN BAĞIMSIZ)

FD/O

rtal

ama

Ora

n

F

D/O

rtal

ama

Ora

n

FD

/Ort

alam

a

FD/O

rtal

ama

Şekil 4.7. Faya dik spektral bileşenin ortalama spektral genliklere oranı için bir ampirik

model ( Somerville vd., 1997’den)

4.1.2 Uygun Azalım İlişkileri Yer hareketinin azalımı üç kapsamlı tektonik oluşuma göre değişmektedir. Bunlar: Aktif tektonik bölgelerdeki sığ yer kabuğu hareketleri (Kaliforniya, Türkiye), stabil tektonik bölgelerdeki sığ yer kabuğu hareketleri (Kuzey Amerika’nın Doğusu) ve dalma zonları (Japonya, Şili). Aktif tektonik bölgelerdeki sığ yer kabuğu hareketleri için yakın zamandaki azalım ilişkilerinde yanal, ters ve normal atımlı deprem mekanizmalarına göre farklılaşma söz konusudur. Ters faylanma ile meydana gelen yer hareketi, yanal atımlı faylanma ile ilgili olandan yaklaşık % 30 olarak daha büyüktür. Normal faylanma ile


meydana gelen deprem hareketi ise, yanal atımlı faylanma ile ortaya çıkan hareketten daha küçüktür.

Araştırmacılar tarafından kullanılan azalım ilişkilerinin genel biçimi aşağıdaki gibidir:

Y = b1 + f1(m) + f2(r) + f3(M,r) + f4(P) + E (4.2)

Burada: Y, tahmin edilecek kuvvetli yer hareketi parametresi,

f1(m), genellikle f1(m)=exp(b2m) şeklinde verilen deprem büyüklüğü M’in bir fonksiyonudur.

f2(r), r uzaklığının bir fonksiyonu olarak çoğunlukla, f2(r), = exp(b4 r) (r+b5)**b3 şeklinde verilmektedir. Burada b3 ve b4 sırasıyla geometrik

ve inelastik azalım oranlarını göstermektedir. f3(M,r), deprem büyüklüğünün olası değişiminin uzaklıkla değişen bir ölçüsüdür. f4(P), saha ve yayılma yolu parametrelerini hesaba katan bir fonksiyondur. E, Y’deki belirsizliği gösteren rastgele değişkendir.

Deprem büyüklükleri için günümüzde tercih edilen ölçek moment manyitüdü (büyüklüğüdür). Diğer büyüklük ölçekleri, Şekil 4.8’de gösterildiği üzere artan deprem büyüklüğü ile manyitüd çözünürlüğü (magnitude saturation) olarak adlandırılan durumdan etkilenmektedir. Çoğu azalım ilişkisi iki yatay bileşenin en büyük değerlerinin geometrik ortalamasını kullanmakta, bazıları yer hareketinin her iki yatay bileşenin en büyük değerlerini ayrı ayrı değerlendirerek, bazıları ise her iki bileşenin en büyük olanını seçerek kullanmaktadır. Bu yaklaşımlar arasındaki farklar % 15’e varan oranlarda olabilmektedir.

Şekil 4.8. Farklı deprem büyüklüğü ölçekleri arasındaki ilişki. Artan deprem büyüklüğü ile

manyitüd çözünürlüğü görülmektedir


Şekil 4.9. Azalım ilişkilerinde kullanılan uzaklık tanımları

Özellikle yakın bölge koşulları altında saha-kaynak mesafesinin tanımlanması büyük önem taşımaktadır. Çoğunlukla kullanılan uzaklık ölçüleri: Fay uzaklığı (fay kırığının düşey projeksiyonuna en yakın yatay mesafe); Kırık uzaklığı (kırık yüzeyine en yakın eğik uzaklık); İç merkezden ve dış merkezden uzaklık (Şekil 4.9). Uzaklık parametresi olarak faya uzaklık, yer hareketi özellikleri ile korelasyonlar açısından büyük önem kazanmıştır.

Tahmin edilen yer hareketi ile gözlenen arasındaki sapma (fark) genellikle iki standart sapma değerlerine kadar log-normal dağılımla örtüşmektedir. Tahminlerin standart sapmaları doğal logaritma biriminde 0.5 civarlarında olup, (ortalama değerin) 1.6 katına karşı gelmektedir, ki bu verinin % 84’ünü aşmaktadır.

Türkiye’deki ve Doğu Akdeniz’deki sınırlı deprem hareketi verisi ve istasyon yerlerindeki koşulların tanımlarındaki tutarsızlıklar, güvenilir bölgesel ve yerel yer hareketi azalım ilişkilerinin geliştirilmesine imkan vermemektedir. Anadolu ve Kaliforniya arasındaki jeolojik ve jeo-tektonik benzerlikler ve uygun öngörülebilecek kıyaslamalara dayanarak, halihazırda Batı Amerika’da deprem tehlikesinin belirlenmesi için kullanılan azalım ilişkileri (Leyendecker vd., 2000), Türkiye’deki uygulamalar için de kullanılabilir. İzleyen paragraflarda bu güncel azalım ilişkileri kısaca açıklanmıştır.

Boore vd. (1997) en büyük ivme EBİ (PGA) ve Spektral İvme azalım ilişkisi, Kuzey Amerika’dan seçilen kuvvetli yer hareketi verilerine dayanmaktadır. Bu bağıntılar, rastgele en büyük yatay ivme bileşenini ve yanal atımlı, ters atımlı veya tanımlanmamış faylanma mekanizmaları için % 5 sönümlü eşdeğer ivme davranış spektrumlarını moment, uzaklık ve yerel zemin koşullarını tahmin etmektedir. Yerel zemin koşulları kayma dalgası hızının üst 30 metredeki ortalama değeri ile ifade edilmektedir. Yer hareketini tahmin etmek için kullanılan bağıntılardaki düzleştirilmiş katsayılar ağırlıklı, iki aşamalı regresyon işlemleri ile belirlenmiştir. İlk aşamada, faydan uzaklık ve yerel zemin koşullarına bağımlılık, her deprem için bir kaç büyütme katsayısı grupları ile bulunmaktadır. İkinci aşamada ise, deprem büyüklüğüne bağımlılığı elde etmek için büyütme katsayılarının deprem büyüklüğüne göre regresyon analizi yapılmaktadır. Bu çalışmada yer hareketi tahmininde kullanılan bağıntının genel hali:

ln(Y) = b1 + b2 (M-6) + b3 (M-6)2 + b5 lnr + bV ln (VS / VA) (4.3)

burada:

r = (rjb2 + h2)1/2 (4.4)


olmaktadır. Bu bağıntıda;

Y = en büyük yer hareketi parametresi M= moment büyüklüğü M ≥ 5.00 r = km biriminde istasyon ile fay kırığı arasındaki en yakın mesafe r ≥ 20km. rjb = km biriminde istasyon ile bir nokta arasındaki en kısa yatay mesafe. VS = ilk 30 metre için ortalama kayma dalgası hızı b1 = fay mekanizması ile ilgili parametre b1SS, b1RS, b1ALL, b2, b3, b5, bV, VA ve h çizelge halinde verilmiş regresyon katsayıları olmaktadır.

Şekil 4.10’da 1999 Kocaeli Depremi’nin (Mw = 7.4) EBİ verileri ile Boore vd. (1997) azalım ilişkisinden elde edilenler arasında karşılaştırma yapılmıştır.

Şekil 4.11’de 1999 Kocaeli Depremi’nde (Mw = 7.4) Düzce istasyonunda alınan kaydın (PSRV) statik relatif hız değeri ile Boore vd. (1997) azalım ilişkisinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

En

Büy

ük Y

atay

İvm

e (g

) Ya

tay

Bileşe

nler

in G

eom

etrik

Ort

alam

ası

Uzaklık (km)

Şekil 4.10. 1999 Kocaeli Depremi (Mw = 7.4) ve Boore vd. (1997) azalım ilişkisinden bulunan EBİ (PGA) verilerinin karşılaştırmaları


Eşd

eğer

Rel

atif İv

me

(cm

/sn2 )

Periyot (sn)

Şekil 4.11. Düzce kaydı (1999 Kocaeli Depremi, Mw=7.4) ile Boore vd. (1997) azalım

ilişkisinden hesaplanan davranış spektrumları

Campbell (1997) tarafından yapılan çalışmada Batı Amerika ve dünyada moment büyüklüğü 5’den yüksek olan depremlerden ve sismik kırılmanın 60 km çevresindeki sahalardan alınan ivme kayıtları kullanılarak, yatay ve düşey EBİ (PGA), EBH (PGV) en büyük hız, ve Sİ (SA) spektral ivme değerlerini belirlemek için ampirik azalım ilişkileri geliştirilmiştir.

EBİ (PGA) değerlerinin tahmini için Campbell (1997) aşağıdaki ifadeyi kullanmaktadır:

ln(AH) = -3.512 + 0.904M - 1.328 ln[RSEIS2 + (0.149e0.67M) 2]1/2

+ [1.125-0.112ln(RSEIS)-0.0957M] F+ [0.440-0.171 ln(RSEIS)] SSR

+ [0.405 - 0.222 ln(RSEIS)] SHR + ε (4.5)

burada:

AH = iki yatay EBİ’nin g biriminde geometrik ortalamalarının medyanı, M = moment büyüklüğü, RSEIS = km biriminde fay üzerindeki sismik kırılmaya en yakın mesafe, F, yanal atımlı ve normal faylanma mekanizmalı depremler için 0’a, ters, ters oblik

ve ters atımlı faylanma mekanizmalı depremler için 1’e eşit, SSR, yumuşak zemin koşullarına sahip sahalar için 1’e eşit, SHR, katı-kaya saha koşulları için 1’e eşit, SSR = SHR alüvyon üzerindeki sahalar için 0’a eşit, ε = ortalaması sıfır olan ve standart sapmanın ln(AH) standart hata tahminine eşit

olduğu hata terimi olmaktadır.


Sadigh vd. (1997) sığ kabuk depremleri için Kaliforniya depremlerinden elde edilen verilere dayanan azalım ilişkileri sunmuştur. Bu çalışmada, yatay bileşenlerin geometrik ortalamaları, yanal ve ters atımlı faylanma mekanizmalı depremler, kaya ve derin, sağlam zeminler, moment büyüklükleri 4 il 8’in üstü arasında değişen depremler ve 100 km’ye kadar olan mesafeler için ilişkiler verilmiştir. Burada kaya için verilen temsili azalım modellerinin ayrışmış kaya durumu için olduğu kabul edilmelidir. Derin zemin verileri ise ana kaya üzerinde 20 metreden fazla zemin bulunan sahalardan alınmıştır. Bu çalışmada, yatay spektral ivme davranışı (% 5 sönüm) zemin koşullarına göre iki ayrı bağıntı ile verilmiştir. Ters atımlı faylanma için ilişkiler ise yanal atımlı durum için verilen genliklerin 1.2 ile çarpılması ile hesaplanmaktadır. Kaya koşulları için bağıntının genel şekli aşağıdaki gibidir:

ln(y) =C1+C2M + C3(8,5-M)2.5 + C4 ln[rrup + exp(C5+C6M)]+ C7 ln(rrup+2) (4.6)

burada; y = yatay bileşenlerin geometrik ortalaması olarak g biriminde EBİ veya Sİ, C1’den C7’ye = çizelge halinde verilen genlikler M = moment büyüklüğü, rrup = km biriminde fay kırılma yüzeyine en yakın mesafe olmaktadır.

Ambraseys vd. (1996) tarafından önerilen azalım ilişkisi ise Avrupa ve komşu bölgelerde meydana gelen 157 depremden alınan 422 kuvvetli yer hareketi kaydına dayanmaktadır. Bu çalışmadaki bağıntılar, %5 sönüm için daha büyük yatay ivme davranış ordinatları hesaplamakta ve yer hareketini yüzey dalgası büyüklüğü, uzaklık ve yerel zemin koşullarına bağlı olarak vermektedir. Yerel zemin koşulları ise, kaya, sıkı zemin ve yumuşak zemin olarak temsil edilmektedir. Bu çalışmada yer hareketi tahmini için kullanılan bağıntının şekli aşağıdaki gibidir:

log(Y)=C’1+C2M+C4 log(r)+CASA+CSSS (4.7)

burada r = (d 2 + h02)1/2 olmaktadır.

Bu bağıntıda;

Y = g biriminde en büyük yatay ivme. M= yüzey dalgası büyüklüğü 4 ≤ M ≤ 7.5. d = km biriminde fayın yüzey projeksiyonuna en yakın mesafe. h0 = C1, C2, C3 ve C4 ile belirlenen bir sabit. SA, sıkı zeminler için 1’e, diğer durumlar için 0’a eşit, SS, yumuşak zeminler için 1’e, diğer durumlar için 0’a eşit olarak ifade edilmektedir.

Periyoda bağlı katsayılar C’1, C2, C4, CA, CS ve h0 ile hata terimi σ çizelge olarak verilmektedir.

Spudich vd. (1997) dünyadaki açılma (extensional) bölgelerinden yer hareketi kayıtları toplamış ve açılma tektonik rejimlerindeki EBİ ve Sİ parametreleri için azalım ilişkileri elde etmişlerdir. Bu çalışmadaki değerler, genel olarak birçok diğer azalım modellerinin normal faylanma mekanizmalı depremler için yer hareketlerini önemli oranda yüksek tahmin ettiğini işaret etmektedir.

Bu çalışmada, Anadolu sisteminde açılma türünden hareketlerden meydana gelen depremleri de içeren dört farklı deprem veri grubu üzerinde analizler yapılmıştır. Bu veri grubu 105 km’den yakın mesafelerde kaydedilen ve moment büyüklüğü M>5.0 olan depremler ile oluşturulmuştur. Deprem kayıtlarının alındığı sahalarda Joyner ve Boore (1981) tarafından yapılan sınıflandırma kullanılarak, yerel zemin koşulları kaya ve zemin olarak iki sınıf altında temsil edilmiştir.


Yer hareketini tahmin etmek için oluşturulan sonuç bağıntısının katsayıları, ağırlıklı ve iki aşamalı regresyonla bulunmuştur (Joyner ve Boore, 1993). Ancak, hesap aşamalarında bağıntının 7 ve üzerindeki büyüklükler için geçersiz olduğu gözlenmiştir. Burada temel problem, kullanılan veri grubunun deprem büyüklüğüne bağlı katsayıları doğru olarak belirlemek için bütün büyüklük seviyelerini kapsayacak kadar geniş olmamasıdır. Buna bağlı olarak, büyüklük bağımlılığını belirlemek için Boore vd. (1993, 1994) veri grubu kullanılmıştır.

Regresyon analizleri sonucunda genel ifade aşağıdaki gibi oluşturulmuştur;

log10Y = b1 + b2(M-6) + b3(M-6)2 + b4+ b5log10R + b6Γ (4.8)

burada,

Y = yatay hareket bileşenlerinin geometrik ortalamasının % 5 sönüm için g biriminde en büyük yatay ivme veya cm/sn biriminde eşdeğer hız davranışı,

R = (rjb2 + h2)1/2

Γ kaya için 0’a eşit, Γ zemin için 1’e eşit, M = Büyüklük, rjb = Joyner-Boore uzaklığı, h = Regresyonla bulunan fiktif derinlik, b1, b2, b3, b4, b5, b6, regresyon ilişkileri, yatay EBİ’nin geometrik ortalaması ve % 5 sönümlü en büyük spektral hız için yuvarlanmış katsayılar,

log10Y için standart sapma:

σlogY = (σ12+σ2

2)1/2 (4.9)

olarak ifade edilmektedir. EBİ için h, b1, b2, b3, b4, b5, b6, σ1 ve σ2 değerleri çizelge olarak verilmektedir. Sonuçta elde edilen SEA96 ilişkisi 5.0-7.7 büyüklük aralığında ve 0-70 km mesafedeki açılma rejimli depremler için kullanılabilir.

Campbell (1997) – Yumuşak Kaya – Yatay – Atım – D: 0 km – M: 7.5

Joyner vd. (1997) – Vs:750 m/sn –Atım – M: 7.5 Abrahamson ve Silva (1997) –Kaya –Yatay – Atım – M: 7.5 Sadigh vd. (1997) – Kaya – Atım – M:7.5

Uzaklık (km)

Azalım Eğrisi – T = .2 sn

Spek

tral

İvm

e (g

)

Şekil 4.12. Sağlam zemin koşulları ve Mw=7.5 büyüklüğündeki deprem için azalım

ilişkileri ile elde edilen Sİ (0.2 sn) değerlerinin karşılaştırılması




Azalım Eğrisi – T = 1 sn

Uzaklık (km)

Spek

tral

İvm

e (g

)

Şekil 4.13. Sağlam zemin koşulları ve Mw=7.5 büyüklüğündeki deprem için azalım

ilişkileri ile elde edilen Sİ (1.0 sn) değerlerinin karşılaştırılması

Spek

tral

İvm

e (g

)

Davranış Spektrumları

Periyot (sn)



Şekil 4.14. Yakın bölge koşullarında, sağlam zeminler ve Mw=7.5 büyüklüğündeki deprem için farklı azalım ilişkileri ile elde edilen davranış spektrumlarının karşılaştırılması

Şekil 4.12 ve Şekil 4.13’de Mw = 7.5 büyüklüğündeki bir deprem için sağlam zemin koşullarında Sİ (SA) (0.2 sn ve 1.0 sn) değerlerine göre farklı azalım ilişkileri karşılaştırılmaktadır. Mw = 7.5 büyüklüğündeki bir deprem için farklı spektral azalım ilişkilerine göre yakın bölge koşullarının değişimi Şekil 4.14’te gösterilmiştir.

Yakın zamanda Özbey (2001), Kocaeli ve Düzce depremlerinin ana ve artçı şoklarını kullanarak kuzeybatı Türkiye’deki EBİ (PGA) değerlerini tahmin etmek için bir azalım ilişkisi geliştirmiştir. Şekil 4.15’te bu çalışma ile diğer azalım ilişkilerinin karşılaştırılması yapılmıştır.


Şekil 4.15. Özbey (2001) tarafından önerilen azalım ilişkisinin diğer azalım ilişkileri ile

karşılaştırılması

Yukarıda açıklanan azalım ilişkileri arasından Türkiye’deki uygulamalarda en büyük yer ivmesi hesaplamaları için Boore, Joyner ve Fumal (1997), Sadigh vd. (1997) ve Campbell (1997) bağıntılarından elde edilen sonuçların ortalamasının, spektral ivmeler için ise Boore, Joyner ve Fumal (1997) ve Sadigh vd. (1997) bağıntılarından elde edilen sonuçların ortalamasının kullanılması önerilebilir. Tek bir azalım ilişkisinin kullanılmasının gerekli olduğu durumlarda, Boore, Joyner ve Fumal (1997) ilişkisi Türkiye için kullanılabilecek en uygun ilişkidir. En büyük ivme (PGA) için Özbey (2001) tarafından geliştirilen bölgesel azalım ilişkisinin kullanılması da düşünülebilir.

4.2. Olasılıksal Deprem Tehlikesi Analizi (ODTA “PSHA”) ODTA (PSHA) belirli bir zaman aralığı için sismik kaynak modellemesi, deprem dağılımı ve azalım ilişkilerine bağlı olarak yer sarsıntısının meydana gelme ihtimalini sahaya özel olarak belirlemeye imkan tanımaktadır. Olasılıksal Sismik Tehlike Analizi’nin (ODTA) temeli Cornell (1968)’in geçmiş çalışmasına dayanmaktadır. Güncel uygulamalar ise ABD Ulusal Araştırma Komisyonu (National Research Council, 1988) ve Deprem Mühendisliği Araştırma Enstitüsü Sismik Tehlike Komitesi (Earthquake Engineering Research Institute Committee on Seismic Risk, 1989) gibi bazı çalışmalarda açıklanmıştır. Günümüzde, yer hareketi değişimini, kaynak sınır değişimini ve düzlemsel (3-boyutlu) kaynak geometrisini hesaba katmaya yarayan farklı yöntemler mevcuttur. Deprem meydana gelme sıklığı, fay kırılmasının geometrisi ve her kaynak için depremlerin yerlerindeki ve azalım ilişkilerindeki rastgelelikte aynı şekilde dikkate alınabilmektedir.

Sismik tehlikenin belirlenmesinin gelişimi beş farklı yaklaşım ile incelenebilir (Muir-Wood, 1993). Bunlar: Tarihsel determinist yaklaşım; Tarihsel olasılıksal yaklaşım; Sismotektonik olasılıksal yaklaşım; Poissonian olmayan olasılıksal yaklaşım; ve Deprem tahminidir. Sismotektonik olasılıksal yaklaşım sadece tarihsel sismik kayıtlara dayanmayan ama bunları paleosismik yer hareketleri, neotektonik faylanma verileri ve sismik deprem nedenlerinin bilimsel olarak anlaşılmasını içeren jeolojik bilgi ile beraber

Verivd.

Uzaklık (km)

vd.

PGA

(cm

/sn2 )

Yakın bölge


değerlendirilmesine dayanan bir tehlike belirleme yöntemidir. Bu veriler bir sismik kaynak modeli içinde birleştirilmekte, fakat bu modelin girdi parametrelerinin tanımlanmasındaki belirsizliği de değerlerin ağırlıklı aralıkları içinde alınması şeklinde bir yaklaşımla azaltmayı hedeflemektedir.

4.2.1 Genel Yöntem Sismik tehlikenin hesaplanması için genel yöntem literatürde iyice oluşmuştur (örn. Cornell 1968). Yöntem iki farklı modeli içermektedir: deprem kaynaklarının coğrafi dağılımını ve deprem büyüklüğü dağılımını içeren bir sismik model ve deprem büyüklüğüne ve kaynak-saha uzaklığına göre herhangi bir sahadaki etkiyi tanımlayan bir azalım modeli. Sismik model, sismisitesi belirli bir büyüklüğe eşit veya büyük depremlerin tekrar ilişkileri şeklinde ifade edilebilecek kaynak bölgelerini içerebilir. Azalım modeli, bir noktadaki deprem şiddetini (veya genel bir terim olarak, deprem etkisini) deprem büyüklüğü, uzaklık, kaynak parametreleri ve yerel zemin koşulları ile ilişkilendirir. ODTA’nın temel bileşenleri (Kaynaklar, Tekrarlama, Azalım ve Olasılık) Şekil 4.16’da gösterilmiştir.

Şekil 4.16. Olasılıksal sismik tehlike analizinin temel bileşenleri

ODTA (PSHA) bir sahada seçilen yer hareketi seviyesinin üzerindeki depremlerin yıllık aşılma olasılıklarını hesaplar. Toplam yıllık oran ise tüm kaynaklardan gelen yıllık oranların toplamıdır. (z) seviyesinden yüksek yer hareketi genliği yaratan depremlerin yıllık oranı, νz, aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

Yer

Har

eket

i

Aşı

lma

Ola

sılığı

Bel

irli

Man

yitü

dden

Büy

ük

Dep

rem

ler

(loga

ritm

ik)

Uzaklık Yer Hareketi

3 -AZALIM 4 -OLASILIK

2 –TEKRARLAMA1- KAYNAKLAR

Büyüklük M

Saha Kaynak Alanı

Kaynak Alanı

Fay Çizgisi

Fay Çizgisi

Olasılıksal sismik tehlike analizi adımları (1) deprem kaynaklarının tanımlanması (2) her kaynak için deprem tekrarlama özellikleri (3) yer hareketinin deprem büyüklüğü ve uzaklıkla azalımı, ve (4) seçilen aşılma olasılığı seviyesine karşı gelen yer hareketi (bütün kaynakların, deprem büyüklüklerinin ve uzaklıkların toplamı)


νz = ΣΝ {[ΣΜ λ(mi)] [ΣR P(R=rj|mi)] [P(Z>z|mi,rj)]}n (4.10)

burada ΣΝ bütün sismik kaynak bölgeleri (N) kullanılarak bulunan toplamı göstermektedir.

Verilen bir kaynak için, λ(mi), mi büyüklüğündeki depremlerin yıllık meydana gelme olasılığı,

P(R=rj|mi), M=mi büyüklüğündeki depremin R=rj uzaklığında meydana gelme olasılığı, P(Z>z|mi,rj) yer hareketi parametresi seviyesi (z) nin verilen M=mi ve R=rj kombinasyonu

için aşılma olasılığıdır.

Toplam olasılık teorisinin en basit şekilde uygulanmasında (McGuire, 1993) bu toplam ifadeleri dr ve dm’ye göre çift integrasyon ile, olasılık değerleri ise büyüklüğün (f(m)) ve büyüklüğe bağlı uzaklığın olasılık yoğunluk fonksiyonları ile yer değiştirmektedir. En genel düzlemsel kaynaklar durumu için bu hesaplamalar, her kaynak için deprem büyüklüğü, saha uzaklığı, fay yırtılması genişliği, fay kırığı alanı, atımdaki kırığın merkez noktasının yerinin ve dalmasının 6 katlı integrasyonunu ve azalım ilişkisi için yer hareketi değişimini kapsamaktadır. Burada integrasyon sınırları olarak en küçük ve en büyük deprem büyüklükleri, en küçük ve en büyük standart sapma sayıları ve her kaynağın geometrik sınırları kullanılmıştır. Depremlerin yıllık oranlarını belirli bir yer hareketi seviyesinin aşılma olasılığına çevirmek için uygun bir stokastik oluşum modelinin izlenmesi gereklidir. EBİ’ye dayanan davranış spektrumları geliştirmek için temel ODTA bileşenleri Şekil 4.17’de gösterilmiştir.

Kaynak Alanı

Saha

Tek

rar

lam

a Sı

klığı

Deprem Büyüklüğü MFay

Kaynak-Saha Uzaklığı En

Büy

ük Y

er İv

mes

i PG

A

EBİ

Titreşim Periyodu, T

Belirlenen spektrum zarfının EBİ ile çarpılmış hali

Tehlike Eğrisi

Spek

tral

İvm

e, S

A

Yıllık

Aşı

lma

Frek

ansı

EBİ

Deprem Büyüklüğü

Olasılık Dağılımı

Fay

Kaynak Alanı

d. Belirlenen Spektrum Zarfının Tehlike Eğrisinden Seçilen PGA ile Oranlanması

c. Olasılıksal Analizlerin Yapılması ve En Büyük Yer İvmesine göre (PGA) Tehlike Eğrisinin Oluşturulması

a. Deprem Kaynaklarının Tanımlanması ve Özelliklerinin Belirlenmesi

b. En Büyük Yer İvmesine göre Azalım İlişkilerinin Tanımlanması

Şekil 4.17. EBİ (PGA)’ye dayanan davranış spektrumu için ODTA (PSHA)’nın

geliştirilmesi (EERI Sismik Risk Komitesi’nden)


4.2.2 Sismisite (Deprem Katalogları) Bir deprem tehlikesi modeli için en önemli ve temel girdi, çalışma yapılan bölgedeki sismik aktivitenin zamana göre ve mekansal dağılımını temsil eden depremlerin toplanmasıdır. Sismisite derlemelerinde, aletsel ve tarihsel deprem verilerinin karşılıklı korelasyonlarına dikkat edilir. Deprem büyüklüğündeki üniformluk, bütün büyüklüklerin moment büyüklüğüne çevrilmesi ile sağlanmaktadır. Geleneksel olasılıksal sismik tehlike hesaplamalarında (Cornell, 1968) birbirinden bağımsız olaylar değerlendirilmelidir. Bu ön şartın sağlanabilmesi için, sismik veri tabanlarındaki ön ve artçı şoklar çıkarılarak çalışma bölgesindeki depremlerin Poisson dağılımı elde etmeye uygun olacak şekilde düzenlenmesi gereklidir. Farklı kataloglardaki sismik veriler, farklı büyüklük ölçeklerindedir. Bazı depremler için kimi zaman farklı kaynaklardan alınan değişik büyüklük ölçeklerinde birden fazla büyüklük değeri bulunabilmektedir. Birçok araştırmacı tarafından önerildiği üzere, daha geleneksel aralığa bağımlı büyüklük ölçülerinde büyük sismik momentler meydana gelen çözünürlüğü (saturation) engellemesi nedeni ile; moment büyüklüğü, Mw, deprem büyüklüğünün gerçek değerini daha iyi ifade etmektedir. Bu nedenle, deprem büyüklüğü için birim olarak moment büyüklüğü, Mw, kullanılmalıdır.

4.2.3 Sismik Kaynak Bölgelemesi Sismik kaynak bölgesi, içindeki her noktanın gelecek depremler için merkez üssü olma olasılığının eşit olduğu kabul edilen, sismik olarak homojen bir alan olarak tanımlanmaktadır. Sismik kaynak bölgelerinin şeklinin belirlenmesi, çalışma yapılan bölgedeki jeoloji, tektonik özellikler, paleosismoloji, tarihsel ve aletsel sismik aktivite ve diğer neotektonik özelliklerin tam olarak anlaşılmasını gerektirmektedir. Birbirini tutan tektonik rejimleri gösteren sismo-tektonik kaynakların ve homojen deprem dağılımlarının belirlenmesi sismik tehlikenin olasılıksal olarak belirlenmesindeki ilk adımdır. Sismik kaynaklar, tarihsel depremlerin makro-sismik yerleri ve son 50 yıldaki depremlerin aletsel olarak belirlenen yerleri kullanılarak tanımlanabilir. Kaynak sınırlarının çizilmesi genellikle neotektonik elemanlara ve sismisitenin homojenliğindeki ani değişimlere dayanmaktadır. Bunlara ilave olarak, bu kaynaklar kapsamında ihmal edilen depremleri hesaba katmak ve önemli bir depremin yüzyıllar boyunca gözlenmediği bölgelerin çizilmesi için arka plan sismik kaynak bölgelerinin tanımlanması gerekebilir.

Sismik kaynak bölgelemesi deprem tehlikesinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılan bir yöntem olmakla beraber tek yaklaşım değildir. Sismik kaynak bölgelerinin belirlenmesinin öznel olması nedeni ile, günümüzde araştırmacılar (örn. Frankel, 1995) bu metodun öznelliğini ortadan kaldırmak amacıyla, sismik tehlikenin belirlenmesi için başka yöntemler önermektedir. Bu durum, özellikle tektonik yapının çok parçalara ayrıldığı ve sismisitenin dağınık olduğu bölgeler için büyük önem taşımaktadır.

4.2.4 Deprem Büyüklüklerinin Aralığı En küçük deprem büyüklüğü (manyitüdü), yapılaşma olan çevrede hasar yaratabilecek en küçük depremin büyüklüğünü ifade etmekte ve genellikle bu değer 4.5 - 5.0 arasında değişmektedir. Bir sismik kaynak üzerinde beklenen en büyük depremin manyitüdü, özellikle yüksek dönüşüm periyotları için önemli bir parametredir. Meydana gelebilecek en büyük depremin manyitüdünün belirlenmesinde aşağıdaki yöntemler kullanılmaktadır.

Uzun sismik geçmişe sahip ileri derecede aktif faylar olan ve yüksek manyitüdlü depremlerin tekrar aralığının kısa olduğu bölgelerde en büyük tarihsel deprem yöntemi makul tahminlere imkan vermektedir. Standart uygulamada, en büyük deprem manyitüdünü belirlemek için, en büyük tarihsel depremin büyüklüğü (kaydedilen veya kabul edilen), büyüklük biriminin yarısı kadar arttırılmaktadır.


Fay kırığı uzunluğu, fay atımı veya kırık alanı kullanılarak ampirik ilişkilerle deprem büyüklüğü tahmin edilebilir. Tahmin edilen deprem büyüklüğü genellikle normal dağılıma sahip olmakta ve ilişki genellikle ortalama büyüklüğü standart sapma ile beraber vermektedir. Yöntem, yüzeysel kırılma özellikleri ile deprem büyüklüklerinin regresyon analizini içermektedir. Dünyanın farklı yerlerinden derlenen verilere göre, en büyük kırık değeri, yaklaşık olarak fay kırığı uzunluğunun 1/3’ü ile 1/2'sine karşı gelmektedir. Bu konuda yaygın olarak kullanılan ilişkiler, Wells ve Coppersmith (1994) tarafından önerilen deprem büyüklüğü, kırık uzunluğu, kırık genişliği, kırık alanı ve yüzey yer değiştirme (aşağıdaki ifadede X olarak gösterilmektedir) parametreleri arasında regresyonlar şeklinde ifade edilen bağıntılardır:

log X = a + b MW (4.11)

burada a ve b regresyon sabitleridir.

Erdik vd. (1985) tarafından Türkiye için fay kırığı (L, km) ve deprem büyüklüğü (MS) arasındaki ilişkiyi gösteren aşağıdaki bağıntı geliştirilmiştir. Buna göre MS ≥ 6.8 için,

ln L = 2.53 MS – 14.04 (4.12)

olmaktadır. σ standart sapma, r2 korelasyon katsayısını göstermek üzere bu bağıntı için σln L= 0.27 ve r2=0.915’dir. Bu ilişki, Kuzey Anadolu Fayı üzerinde meydana gelen deprem verilerine dayanmaktadır.

Kocaeli ve Düzce deprem verileri de dahil edilerek, Kuzey Anadolu Fayı üzerinde 20. yüzyılda meydana gelen yüzey kırıklarının, Wells ve Coppersmith (1994) ile Erdik vd. (1985) ilişkilerinden hesaplananlarla karşılaştırılması Şekil 4.18 ve Şekil 4.19’da gösterilmiştir.

Mw

Surf

ace

Faul

t Rup

ture

(km

)

6,5 7 7,5 8 8,510

50

100

500

1.000

Erzurum-Pasinler

Mudurnu

VartoManyas Abant

Gönen

Bolu-Gerede

Ladik

Erzincan

Kocaeli

Düzce

Wells and Coppersmith (1994)log L = -3.55 + 0.74 MwSD= 0.23

Wells ve Coppersmith (1994)

Yüz

eyde

ki fa

y kı

rığı (

km)

Şekil 4.18. Kocaeli ve Düzce depremleri de dahil edilerek, Kuzey Anadolu Fayı üzerinde 20. yüzyılda meydana gelen yüzey kırıklarının Wells ve Coppersmith (1994) ilişkisinden

hesaplananlarla karşılaştırılması


Ms

Surf

ace

Faul

t Rup

ture

(km

)

6,5 7 7,5 8 8,510

50

100

500

1.000

Erzurum-Pasinler

Mudurnu

VartoManyasAbant

Gönen

Bolu-Gerede

Ladik

Erzincan

Kocaeli

Düzce

Erdik et al. (1985)Ln L = 2.53 Ms - 14. 04SD=0.27

Erdik vd.

Yüz

eyde

ki fa

y kı

rığı (

km)

Şekil 4.19. Kocaeli ve Düzce depremleri de dahil edilerek, Kuzey Anadolu Fayı üzerinde

20. yüzyılda meydana gelen yüzey kırıklarının Erdik vd. (1985) ilişkisinden hesaplananlarla karşılaştırılması

4.2.5 Yenilenme İlişkileri Depremlerin meydana gelme sıklığı, depremlerin yenilenmesinin değerlendirilmesi ile elde edilmektedir. Yenilenme eğrileri, belirli bir deprem büyüklüğüne eşit veya büyük depremlerin meydana gelme sıklığını ifade etmektedir.

Kaynak bölgelerindeki deprem yenilenme ilişkilerinin belirlenmesi için, farklı büyüklük gruplarının meydana gelme sıklığı her büyüklük grubu için verilerin eksiksiz olarak toplandığı zaman aralığı belirlenerek düzenlenir. Depremler için ampirik yenilenme ilişkisi (Gutenberg ve Richter, 1944) birçok sismik çalışmada kapsamlı olarak kullanılmış ve küçük depremler için bu ilişkinin geçerliliği kanıtlanmıştır. m=M manyitüdünden büyük depremlerin yıllık meydana gelme sıklığı aşağıdaki gibi ifade edilmektedir:

log N(M) = a – bM (4.13)

veya

ln N(M) = α − βM (4.14)

burada α=2.303a ve β=2.303b olarak hesaplanmakta,

“a” ve “b” ise regresyon sabitleri olmaktadır. “a” parametresi aktivite oranına karşı gelmekte, 10a ise ilgilenilen kaynak bölgesinde manyitüdü 0’dan büyük olan depremlerin yıllık meydana gelme sayısını ifade etmektedir. “b” parametresi ise küçük ve büyük depremlerin birbirine göreceli olarak meydana gelme olasılığı ile ilgilidir. “b” değerleri genellikle b=0.7-1.2 arasında değişmektedir. “a” parametresine ait “tipik” değerler yoktur. Burada f(M)=- dN(M)/ dM şeklinde bir yoğunluk fonksiyonu tanımlamakta mümkündür.


Bu yoğunluk fonksiyonunda, her ∆M genişliğindeki deprem büyüklüğü aralığı için, o aralıktaki deprem sayıları f(M) ∆M ’dir.

Seçilen alt ve üst deprem büyüklüğü sınırlarına (m0 ve mu) göre deprem büyüklüğünün olasılıksal yoğunluk fonksiyonu f(m) aşağıdaki gibi ifade edilmektedir:

f(m) = β exp[-β(m-m0)] / [1-exp[-β(mu-m0)]] (4.15)

Bu ifade, genellikle “sınırlanmış üssel Gutenberg-Richter modeli” olarak adlandırılmaktadır. Şekil 4.20’de deprem büyüklüğüne göre depremlerin meydana gelme sıklığı ve sınırlanmış üssel olasılık fonksiyonu gösterilmiştir. m=M manyitüdünden büyük depremlerin meydana gelme sıklığının yıllık ortalama değerini hesaplamak için, m= mu ve m=M aralığında deprem büyüklüğünün olasılıksal yoğunluk fonksiyonu f(m)’nin, integrali sağdan sola alınmalıdır.

∫=M

muu

dmmfmNMN )()()( (4.16)

Geçmiş zaman aralıkları için daha küçük büyüklükteki depremlerin eksik olması nedeni ile deprem katalogları genellikle bu açıdan sınırlıdır. Buna bağlı olarak, bir bölgeye uygun deprem tekrarlama sıklığı ilişkisinin elde edilmesi için (1) küçük depremlerin eksiksiz olduğu kısa bir örnek aralığı, (2) daha büyük depremlerin eksiksiz olduğu daha uzun bir örnek aralığı veya (3) homojen bir veri grubu oluşturarak eksik veriyi tamamlamak için bu iki veri grubunu da içeren yaklaşımlar arasından seçim yapılmalıdır. Bu verileri doğrudan bir regresyon ilişkisine örtüştürmeyi denemek, verilerin doğasında olan eğilim ve heterojenliğe bağlı olarak dördüncü veya daha yüksek dereceden ifadelerin elde edilmesine neden olabilir. Bu güçlüklerin üstesinden gelebilmek için, eksiksiz veri içeren her deprem büyüklüğü grubunun zaman aralığına karşı gelen periyot belirlenerek, bu aralık için yapay homojen veri grupları üretilebilir (Stepp, 1973).

Aktivite sıklığı, sınırlı üssel Gutenberg-Richter modelini kaynak bölgesinin deprem kataloğu ile örtüştürerek elde edilebilir. “a” ve “b” parametrelerinin belirlenmesi için genellikle en büyük ihtimaller veya en küçük kareler farkı yaklaşımları (Maximum likelihood or least-square approaches) kullanılır. En küçük kareler farkı yöntemi seyrek ve en büyük manyitüde sahip depremlere daha çok ağırlık verir. En büyük ihtimaller yaklaşımı ise küçük depremler üzerinde yoğunlaşır.

Gutenberg - Richter ilişkisindeki "a" sabiti doğrudan fayın atım miktarının oranı ile veya bölgesel deformasyon oranı ile ilgilidir. Atım miktarının oranı, atım oranı ve depremlerin sismik momentlerinin kümülatif toplamından hesaplanan sismik moment oranları ile deprem sıklığına çevrilebilir. Sismik moment aşağıdaki gibi tanımlanır:

Mo = µ AR D (4.17)

burada µ ortamın Lame sabiti (kayma modülü), AR fay kırığı, D ise ortalama fay atımıdır. Buna göre bir fay üzerindeki sismik moment oranı (sismik moment artışının yıllık oranı) aşağıdaki hali almaktadır:

dMo / dt = µ A s (4.18)

burada A fay düzleminin toplam alanı ve s yıllık atım oranı olmaktadır.

Mo ve moment büyüklüğü Mw arasında Hanks ve Kanamori (1979) tarafından verilen ilişki bulunmaktadır:

log Mo = 1.5 Mw + 16.1 veya Mo = 10(1.5 Mw + 16.1) (4.19)

Depremler ile ortaya çıkan yıllık sismik momentin toplamı aşağıdaki gibi ifade edilebilir:


∫ ⋅⋅=⋅⋅=M

m ouo

u

dmMmfmNsAdt

dM )()(µ (4.20)

Bu ifadeden yıllık aktivite N(mu) hesaplanabilir.

Yukarıdaki integrali etkileyen faktörler incelendiğinde, sismik momentin büyük bir kısmının en büyük deprem büyüklüğüne eşit veya yakın değerlerdeki depremler sonucunda ortaya çıktığı görülmektedir. Buna bağlı olarak, küçük depremler fay üzerinde biriken toplam momentin önemli bir kısmını ortaya çıkarmamakta ve büyük depremlere karşı bir güvenlik unsuru teşkil etmemektedir.

Verilen Bölge ve Zaman Aralığı için M manyitüdünden büyük depremlerin sayısı

Bölgesel Sismik Parametreler

(a) Depremlerin Tekrar Sıklığı

M Manyitüdü için Olasılık Yoğunluğu Fonksiyonu

Sismisite Parametresi Her kaynak için Alt ve Üst Sınırlar

(b) Deprem Büyüklüğü için Olasılık Yoğunluğu Fonksiyonu

Şekil 4.20. Deprem büyüklüğü için deprem tekrarlama sıklığı ve olasılıksal yoğunluk fonksiyonu ( EERI Sismik Risk Komitesi)

4.2.6 Karakteristik Deprem Tekil bir fay için depremler Gutenberg-Richter dağılımı ile örtüşmeyebilir. Farklı faylar için deprem yenilenme ilişkilerinin, bu faylar üzerinde gözlenen depremlerden bir birim küçük büyüklüğe sahip depremler açısından belirgin bir eksikliği vardır. Wesnousky vd.


(1983) tarafından yapılan çalışmalar, b-değeri modelinin farklı faylardan oluşan bir bölgedeki sismisiteyi istatistiksel olarak tanımlamak için, tekil bir fay durumu için olana göre daha başarılı olduğunu göstermiştir. Gutenberg-Richter üssel modeli, faylarla genelleştirilemeyen, dağınık sismisiteye sahip tektonik yapılar için iyi sonuç vermektedir. Bu durum, bir bölgedeki b-değeri ilişkisinin fay büyüklüklerinin dağılımından kaynaklandığına işaret etmektedir.

Yakın zamandaki çalışmalar, tekil faylar üzerindeki deprem yenilenmesinin, en büyük manyitüd veya ona yakın seviyelerdeki manyitüdlere sahip, “karakteristik” manyitüdlü depremler olarak adlandırılan olayları tetiklemeye eğilimli olduğunu göstermektedir (Schwartz ve Coppersmith 1984). Fay segmentleri, mu - ∆mc aralığında diğer büyüklüklükteki depremlere göre meydana gelme olasılığı daha yüksek olan karakteristik depremler üretebilir. Diğer bir deyişle, karakteristik modelde, sınırlı üssel modele kıyasla daha fazla sismik enerji ortaya çıkmaktadır.

Bu gibi fay kaynaklarında deprem yenilenmesinin modellenmesi için en büyük moment modeli (Wesnousky vd. 1983) ve karakteristik deprem büyüklüğü yenilenme modeli (Youngs ve Coppersmith 1985a, 1985b) geliştirilmiştir. Youngs vd. (1985) tarafından verilen karakteristik olasılıksal deprem yoğunluk fonksiyonu modelinde, f(m) dağılımı m0

ve mu - ∆mc manyitüdleri arasında üssel ve mu - ∆mc ve mu aralıkları arasında üniform bir dağılımda (düzgün yayılı) olmaktadır. Düzgün yayılımın boyutu (üniform dağılımın seviyesi) mu - ∆mc ve mu arasındaki üssel dağılımın değerine eşit alınmaktadır.

Youngs ve Coppersmith modelinin diğer olasılıksal deprem büyüklüğü yoğunluk fonksiyonları ile karşılaştırması Şekil 4.21’de verilmiştir.

Şekil 4.21. Youngs ve Coppersmith karakteristik deprem büyüklüğü olasılık yoğunluğu

fonksiyonunun diğer modeller ile karşılaştırması (Abrahamson, 2000’den)

Youngs vd. (1985) modelindeki ∆mc ve ∆m1 parametrelerinin genel değerleri sırasıyla 0.5 ve 1.0’dir. Bu seçim, sismik moment artışının % 94’ünü karakteristik depremin meydana gelmesi ile ilişkilendirmektedir.

Young ve Coppersmith Karakteristik Modeli

Sınırlı Üssel Model En Büyük Manyitüd Karakteristik Modeli (2sigma değerinde sınırlı )

Deprem Büyüklüğü

Dep

rem

Büy

üklüğü

Ola

sılık

Yoğ

unluğu


4.2.7 Homojen Poisson Modeli Sismik olayların önceden tahmini için birçok model geliştirilmiştir. Depremlerin meydana gelmesi üzerine en basit istatistiksel model Homojen Poisson Modeli’dir (Cornell 1968). Depremlerin bu modelin kurallarına uyabilmesi için mekansal ve zamansal bağımsızlık şartları bir sıradadır.

İstatistiksel Poisson yönteminde belirli bir sismik kaynak için depremlerin meydana gelmesi aşağıdaki gibi ifade edilmektedir:

PA (n|m,t) = [exp (-λA(m) t) (λA(m) t)n ] / n! (4.21)

burada PA (n|m,t), t zaman aralığında, M=m büyüklüğüne eşit veya daha büyük, n sayıda depremin meydana gelme olasılığıdır. Meydana gelme hızının ortalaması ise λA(m) ile ifade edilmektedir. t zaman diliminde meydana gelmesi beklenen M=m büyüklüğüne eşit veya daha büyük depremlerin sayısı aşağıdaki gibi verilmektedir:

ΕΑ (n|m,t) = λA(m) t (4.22)

t zaman aralığında, M=m büyüklüğüne eşit veya daha büyük en az bir depremin meydana gelme olasılığı:

P (n>0 | m,t) = 1.0 – exp [λA(m) t] (4.23)

ile verilmiştir. Bir depremin ortalama tekrarlama aralığı, RIA(m), meydana gelme hızının tersi ile ifade edilir:

RIA(m) = 1 / λA(m) (4.24)

Basit Poisson yöntemleri kullanılarak, t sene içerisinde, z seviyesi üstünde en az bir depremin meydana gelme olasılığı [PE (A>z, t) = PE (z)] aşağıda verilmiştir:

PE (A>z, t) = 1 – exp [-ν(A>z) t] (4.25)

veya

PE (z) = 1 – exp [-νz t] (4.26)

burada νz=ν(A>z) bir sahada z seviyesi üstünde gerçekleşen yer hareketlerinin yıllık oranıdır (frekansıdır). Kuvvetli yer hareketi seviyesi için ortalama dönüşüm periyodu (RP), νz’nin tersi olarak tanımlanmaktadır:

RP = 1 / νz (4.27)

Uygulamada ODTA (PSHA) sonuçları, PE (z), RP ve νz parametrelerinden biri veya birkaçı ile ifade edilmektedir. Bu parametreler arasındaki ilişki Şekil 4.22’de gösterilmiştir.

4.2.8 Bağıl Olasılık (Yenileme) Modeli Ana bir fay, tekil veya birbiri ardına basamaklı şekilde kırılabilecek parça grupları ile tanılmasıanmaktadır. Bir fay parçası, atım oranı ve depremlerin olasılık yoğunluk fonksiyonu ile ifade edilir.


Yıllık Aşılma Frekansı

Dönüşüm Periyodu (yıl)

Tasarım Periyodu (yıl)

Aşı

lma

Ola

sılığı (

%)

Şekil 4.22. Poisson Yöntemi için farklı parametreler arasındaki ilişki

te , te + ∆t zaman aralığındaki segment kırılması olasılığı (örn. karakteristik deprem için) aşağıdaki ifade ile gösterilebilir (WGCEP, 1990) :

( ) ∫∆+

=∆+≤≤tt

tTee

e

e

dttfttTtP ).( (4.28)

burada te en son deprem yaratan segmentin kırılmasından bu yana geçen süreyi ve fT(t) (karakteristik) depreme neden olan segmentteki kırığın süresi (T) nin lognormal olasılık yoğunluğu fonksiyonunu ifade etmektedir.

( )( )

⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡−

=2

2

2

ln

.2..

1 sm

t

T est

tfπ

(4.29)

Burada, Tm karakteristik depremin T tekrar aralığının en iyi ortalama değeri ve s ise meydana gelme zamanının doğal logaritmasındaki (ln T) standart sapmadır. Kesin olarak bilinmemesi durumunda, s değeri ln (m)’in üçte birine eşit kabul edilir. Tekrar aralığının medyan değeri, Tm, bir önceki depremi yaratan fay kırığının yer değiştirmesi ve bölgesel atım oranı (V) tahmininin en iyi ortalamasının (medyanının) oranlanması ile elde edilebilir.

Tm = D /V (4.30)


Fay parçalarının kırılmasına neden olabilecek ve te’den önce meydana gelmemiş (karakteristik) depremin te , te + ∆t aralığında meydana gelme olasılığı aşağıdaki ifade ile verilmektedir:

( ) ( )( )∞≤≤

∆+≤≤=>∆+≤≤

TtPttTtP

tTttTtPe

eeeee (4.31)

Bu ifadenin payı, Şekil 4.23’te şematik olan gösterilen olasılık yoğunluğu fonksiyonun altında kalan taranmış alana, paydası ise mavi alanın tümüne karşı gelmektedir.

Karakteristik depremlerin tekrar aralıklarını modellemek için log-normal, Weibull ve Gamma dağılımları kullanılmıştır. Bunlar arasından, aritmetik ortalama ve varyasyon katsayıları ile tanımlanan log-normal dağılım yaygın olarak kullanılmaktadır. Varyasyon katsayısı, karakteristik depremlerin periyodikliğinin bir ölçüsüdür. Bu katsayıya özgü değerler 0.4 ve 0.6 aralığında değişmektedir. Küçük varyasyon, karakteristik depremler için daha yüksek periyodikliğe işaret etmektedir. (Şekil 4.24).

ZAMAN

OLA

SILI

K Y

OĞ

UN

LUĞ

U

Şekil 4.23. Bağıl olasılığın, olasılık yoğunluğu fonksiyonu ile hesaplanmasını gösteren bir

diyagram. Burada ilgilenilen zaman aralığı (oluş zamanı) taralı bölge ile, kalıtım fonksiyonu ise mavi bölge ile gösterilmiştir. Bağıl olasılık, bu iki bölgenin oranıdır.


En Son Depremden Bugüne Geçen Zaman (yıl) En Son Depremden Bugüne Geçen Zaman (yıl)

Ola

sılık

Ola

sılık

Şekil 4.24. Zamana bağlı olasılıkların, yenileme modeli için 50 ve 5 yıla karşı gelen

meydana gelme zaman aralıkları için hassaslığı (Abrahamson, 2000)

4.2.9 Belirsizliklerin Ele Alınması Rastgele (aleatoric) belirsizlikler problemin doğasından kaynaklanmaktadır. İçsel (epistemic) belirsizlikler, problem ile ilgili bilginin sınırlı olmasından kaynaklanmakta ve verilerin arttırılması ve daha iyi analiz yöntemleri kullanılarak kontrol edilebilir. Tehlike değerlendirmesindeki belirsizlikler, çoğunlukla alternatif (ve güvenilir) kaynak bölgeleme tanımları, olasılık yoğunluk fonksiyonları, meydana gelme sıklığı ve azalım ilişkilerinin mantıksal dallanmaları kullanılarak düşünülür. Bu dallanmada, her sonuç noktasına giden yol, o yol ve sonuç noktası için sismik tehlike analizi yapmada kullanılan parametre gruplarını tanımlar. Her yol için temel tehlike analizleri uygulanır. Aynı zamanda her yolun kendi üzerindeki farklı model ve parametrelere ait olasılık veya ağırlıkların çarpımı ile elde edilen bir birleşik olasılık veya ağırlık değeri vardır. Proje tasarım kriterlerinin seçilmesinde genellikle mantıksal dallanma analizinden yapılan ortalama tahminler esas alınır. ODTA’de kullanılan dallanma modeli Şekil 4.25’te verilmiştir.

4.2.10 Eşdeğer Tehlike Spektrumları Eşdeğer tehlike spektrumları olasılıksal deprem tehlikesinin seçilen frekanslar (veya periyotlar) için spektral genlikler cinsinden hesaplanması ile geliştirilmiştir (Şekil 4.26). Eşdeğer tehlike spektrumların belirlenmesi, tehlikeyi etkiyen koşulların farklı deprem büyüklükleri ve kaynak-saha özellikleri nedeni ile değişimini doğrudan hesaba katmaktadır. Burada, farklı frekanslardaki spektral genlikler, aynı aşılma olasılığına sahiptir. Eşdeğer tehlike spektrumu farklı büyüklük ve yerlerdeki olası depremlerin sonucunu göstermektedir. Buna bağlı olarak, eşdeğer tehlike spektrumu bir senaryo depremi ile ilişkilendirilememekte ve fiziksel bir tanım olarak gösterilememektedir. Bu nedenle, ODTA sonuçlarını, ana etkenleri açığa çıkaracak (deprem kaynakları, büyüklük aralıkları, uzaklık aralıkları) şekilde ayrıştırmak büyük önem taşımaktadır.


4.2.11 Tehlikenin Ayrıştırılması Tehlikenin ayrıştırılması, bir sahada spektral büyüklükler cinsinden tanımlanan tehlikeyi oluşturan etkileri, farklı frekanslar için büyüklük-uzaklık çiftlerine bölme işlemidir. Bu, seçilen bir frekans için senaryo depreminin, o sahadaki tehlikeyi en çok etkileyen depremin, belirlenmesini kolaylaştırmaktadır. Şekil 4.27’de tipik bir ayrıştırma analizinin sonucu gösterilmiştir.

Şekil 4.25. ODTA (PSHA)’da kullanılan dallanma modeli


Kaynak Alanı

Çizgisel Kaynak (Fay)

DEPREM BÜYÜKLÜĞÜ İÇİN OLASILIK YOĞUNLUĞU

FONKSİYONU

UZAKLIK UZAKLIK

Olasılık Dağılımı

Deprem Kaynağının Sismisitesi ve Geometrisinin Tanımlanması

DEPREM BÜYÜKLÜKLERİ Ti PERİYODU İÇİN SPEKTRAL GENLİK

Seçilen T1...TN Periyotlarında Spektral Genliklerin Hesaplanması için Azalım

Eğrilerinin Tanımlanması

Her Periyottaki Spektral Genlik için Sismik Tehlike Eğrilerinin Geliştirilmesi ve Sabit Tehlike Düzeyi Spektral Genliklerinin Elde Edilmesi SV(T1)....SV(TN)

Sabit Tehlike Spektrumunun Oluşturulması

PERİYOT

SPEKTRAL GENLİK

SPEKTRAL GENLİK

Hedeflenen Olasılık Seviyesi

YILLIK AŞILMA OLASILIĞI

Şekil 4.26 Sismik Tehlike Analizi kullanılarak Sabit Tehlike Spektrumunun geliştirilmesi

(EERI Sismik Risk Komitesi’nden)


Deprem-Uzaklık Ayrımı

Ola

sılık

Yoğ

unluğu

Uzaklık (km) Deprem Büyüklüğü (M)

Şekil 4.27. Tipik bir ayrıştırma analizi


5. YER HAREKETİ ÖZELLİKLERİNE GÖRE BÖLGELEME

Sismik mikrobölgelemenin amaçlarından biri seçilen ölçekte bir sismik tehlike haritasının oluşturulması ve buna bağlı olarak deprem etkisi ile zemin yüzeyinde meydana gelen kuvvetlerin ve bunların araştırma yapılan bölgedeki değişiminin tahmin edilmesidir (Aki ve Irakura, 1991; Aguirre vd., 1994). Bu işlem, bir önceki bölümde detaylı olarak açıklanan olasılıksal sismik tehlike analizlerine dayandırılmalıdır (Bender ve Perkins, 1993; Allen, 1995; McGuire, 1995; Bommer, 2002).

Olası deprem özelliklerinin belirlenmesinden sonra ikinci adım yerel geoteknik ve jeolojik koşullara göre zemin yüzeyindeki yer hareketi özelliklerinin değerlendirilmesi olmalıdır (Bouckovalas, 1997; Kudo, 1995; Marcellini, 1995). Bu aşamanın kapsamı, seçilen ölçeğe ve sonuçlar için tercih edilen doğruluk derecesine bağlıdır. Bu aşamada yapılabilecek analizler tamamen mevcut geoteknik ve jeolojik bilgilere dayanmaktadır.

Tercih edilecek ölçeğin 1:5000 olduğu kabul edilirse, sismik mikrobölgeleme amaçları için yer hareketi tahminine yönelik olası yaklaşımlar (1) modern azalım ilişkilerine dayanan ampirik bağıntılar, (2) belirlenen saha parametrelerine bağlı olarak farklı deprem yönetmelikleri, (3) kayma dalgası hızı gibi özelliklere bağlı olarak jeolojik/geoteknik birimlerin belirlenmesi; (4) spektral oranlara göre mikrotremor ölçümleri ile kuvvetli ve zayıf yer hareketi kayıtlarının beraber değerlendirilmesi, (5) Tek boyutlu (1B) veya gelişmiş sayısal metodlara dayanan saha davranış (site response) analizleri olarak düşünülebilir.

Çalışmanın bu bölümünün ilk kısmında, yerel saha koşullarının etkilerinin belirlenmesi için literatür incelemesi yapılacak, ikinci kısımda ise yukarıda verilen yaklaşımlar, literatürden örnekler yardımı ile daha detaylı olarak özetlenecektir.

5.1. Yerel Etkiler Depremler sırasındaki yer hareketi özelliklerini kontrol eden ikinci grup etkenler yerel zemin koşulları olarak düşünülebilir. Yerel zemin koşulları, zemin tabakalarının kalınlık ve özelliklerindeki değişimlere, ana kaya derinliğine ve yeraltı suyu seviyesine bağlı olarak değişebilir ve yüzeydeki deprem hareketi özelliklerini önemli oranda etkileyebilir. Literatürde saha etkileri üzerine hasar dağılımlarını ve deprem kayıtlarını esas alan çok sayıda çalışma mevcuttur (Idriss, 1990; Makra vd., 2001; Lachet, vd., 1996; Ansal, 1994; Beresnev vd., 1995 ve bu raporun farklı bölümlerinde referans olarak gösterilen birçok araştırmacı).

5.1.1 Topoğrafik Etkiler Hasar değişimleri ve geçmiş depremlerden elde edilen kuvvetli yer hareketi kayıtları topoğrafik etkilerin yer hareketi özellikleri üzerinde önemli rol oynayabileceğini göstermiştir (Geli vd., 1988; Faccioli, 1991; Athanasopoulus vd., 1999; Chávez-García vd., 1996, Reinoso vd., 1997). AFPS (1995) tarafından benimsenen yaklaşım, topoğrafik etkileri hesaba katmak için tasarım spektrumunda topoğrafik büyütme faktörü olarak ilave bir ampirik parametre tanımlamaktır;

τ =1+0.8(I-i-0.4) 1.0 ≤ τ ≤ 1.4 (5.1)

burada I ve i sırasıyla yukarı ve aşağı şevlerin eğimleridir.

Diğer taraftan, basenler ve sedimanla dolu vadiler gibi jeolojik yapıların da deprem hareketinin değişimi üzerinde çok önemli etkisi vardır. Basen ve vadilerin yol açtığı yerel etkiler birçok araştırmacı tarafından incelenmiştir (Murphy ve Hewlett, 1975; Bard ve Bouchon, 1980a, 1980b, 1985; Zhao, vd., 1993; Wen, vd., 1995; Rassem vd., 1997, 1995;


Gao, vd., 1996; Chin-Hsiung vd., 1998; Su vd., 1998; Wald ve Graves, 1998; Kawase, 1998; Amirbekian ve Bolt, 1998; Paolucci vd., 2000; Sokolov vd., 2000; Chávez-García ve Faccioli, 2000).

Basen ve vadilerin yerleşim açısından uygunluğu nedeniyle birçok şehir basen ve vadiler üzerinde yer almkatadır. Bu nedenle ilk olarak, Stephenson vd. (2000) tarafından 1994 Northridge Depremi sonrasında Sherman Oaks’daki basen profilini belirlemek için yapılan çalışmalarda izlenen yaklaşımda olduğu gibi, jeolojik profillerin belirlenmesi için uygun jeofizik metodlarla yapılacak özel araştırmalara ihtiyaç vardır. İkinci olarak, aşağıda literatürde anlatılan bazı uygulamalara dayanarak özetlendiği üzere, bu bölgelerde yapılan mikrobölgelemenin gerçekçi ve güvenilir olabilmesi için basen etkilerinin de hesaba katılması gerekmektedir.

Bazı Uygulamalar

Chin-Hsiung vd. (1998) Taipei Basenindeki yoğun kuvvetli yer hareketi ölçüm ağında alınan iki depremin (ML=6.5 ve 6.7) kayıtlarını kullanarak, her iki depremde basenin farklı noktalarında alınan kayıtlar arasında gözlenen farklılıkların yanı sıra, en büyük yer ivmesi, deprem süresi ve spektral ivmelerde de önemli farklılaşmalar olduğunu bildirmişlerdir. Araştırmacılar, basenin mikrobölgelemesi için yer hareketi değişimlerinin tahmininde, sadece birkaç sismik harekete dayanarak sonuçlar çıkarırken çok dikkatli olunması gerektiği ve detaylı bir mikrobölgeleme için ölçüm ağından daha fazla sayıda kayıt elde edilmesinin gerekli olduğu sonucuna varmışlardır.

Su vd. (1998) de, benzer etkileri sediman sahalar üzerinde alınan kayıtlarla, kaya üzerinde alınanları en büyük ivme, en büyük hız ve yatay yer değiştirmelere göre karşılaştırarak, sediman sahalarda bu parametrelerin 2-3 kat arttığını gözlemişlerdir. Araştırmacılar, sediman sahalarda sarsıntı süresinde önemli artışın olduğunu belirtmişlerdir.

Sokolov vd. (2000) basenlerde hesaplanan spektral oranlarda, derin ve sığ depremler için farklılaşmalar olduğunu, sığ depremlerin düşük frekanslı hareketlerde büyütme, derin depremlerin ise yüksek frekans aralığında tepeler gösterdiğini gözlemişlerdir. Araştırmacılar, zemin büyütmesinin, çok tabakalı ve karmaşık çökellerin ve vadi şeklinin özelliklerinin tanımlararak belirlenmesi gerektiği sonucuna varmışlardır.

Coutel ve Mora (1998) saha davranışı tahmininde kullanılan dört farklı yöntemi karşılaştırmıştır. Bunlar, sediman/ana kaya spektral oranı, sediman/ana kaya gürültü oranı, yatay/düşey gürültü oranı (Nakamura, 1989), yatay/düşey spektral orandır. Araştırmacılar, basen ucu ve odaklanma gibi 2B (iki boyutlu) etkilerin saha davranışını büyük ölçüde etkilediğini ve yeraltı topografyasında basen yapısının bulunması durumunda, deneysel yöntemlerle bulunacak zemin büyütmesi spektrumlarının hatalı veya güvenilir olmayan sonuçlar vereceği sonucuna varmışlardır.

Şekil 5.1’de görüldüğü üzere, Kassem ölçüm ağında elde edilen bir depreme ait kuvvetli yer hareketi kayıtları, yüzey düzensizliklerinin etkisini net bir şekilde göstermektedir (Kamiyama vd., 1999).

Bu bulgular ve diğer araştırmalara dayanarak, basenlerin olduğu bölgelerde mikrobölgeleme yapmak için basen şeklinin belirlenmesinin ve olası depremler sırasındaki yer hareketinin 2 ve 3 boyutlu analizleri gibi gelişmiş düzey analiz ve yöntemlerin benimsenmesinin gerekliliği ortaya çıkmaktadır.


Tsukinoki Tabakası Vs = 500 m/sn

Zaman (sn)

H3 maks = 96.127 gal

H1 maks = 91.59 gal

V1 maks = 83.368 gal

WS10 maks = 124.53 gal

-100 gal

S2 maks = 64.786 gal

100 gal

30 40 50 60 70

Şekil 5.1. Kassem ölçüm ağında zemin profili ve kaydedilen depremler (Kamiyama vd., 1999)

5.1.2 Yakın Bölge Etkileri Yakın geçmişteki depremlerde gözlenenen bir diğer önemli bir konu da, yerel saha koşulları ve fay kırılmasının yönlenmesine bağlı olarak deprem hareketinin değişimine yol açan yakın bölge etkileridir. (Vidale vd., 1991; Hall vd., 1995; Dimitriu vd., 1999; Ansal, 1999). Bu konunun analizi için sayısal yaklaşımlar geliştirilmiştir (Suzuki ve Asano, 2000; Pitarka vd., 1998; Schneider vd., 1993). Pratik tasarım uygulamaları için, önceki bölümde detaylı olarak açıklanmış olan Somerville vd. (1997) tarafından önerilen ampirik yöntem seçeneklerden birini oluşturmaktadır.

5.2. Ampirik Korelasyonlar Önceki bölümde detaylı olarak açıklandığı üzere, deprem hareketinin özelliklerini tahmin etmek için bir seçenek, yer hareketini faylanma türü ve yerel zemin özelliklerine göre en büyük yer ivmesi veya spektral ivme cinsinden tanımlayan güncel azalım ilişkilerini kullanmaktır (Ambraseys, 1995; Ambraseys vd., 1996; Abrahamson ve Silva, 1997;. Boore


vd., 1997; Campbell, 1993, 1997; Campbell ve Bozorgnia, 1993; McVerry vd., 1993; Sadigh vd., 1997; Gregor ve Bolt, 1997). Fakat, farklı yerel koşullarda alınan kuvvetli yer hareketi kayıtlarının sınırlı olması nedeni ile bu ilişkilerde kullanılan zemin sınıflandırması çok geneldir ve birçok durumda bunların hassaslığı sismik mikrobölgelemede kullanmak için yeterli değildir. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için bir yaklaşım, deprem hareketi özelliklerinin uygun azalım ilişkisi kullanılarak sağlam zemin koşulları için belirlenmesi ve bu özelliklerin deprem yönetmeliklerindeki (örn. NEHRP) zemin sınıfı ve ilgili büyütme faktörleri ile düzeltilmesidir (Borcherdt, 1992, 1994).

Farklı bir yöntemi benimseyen başka bir yaklaşım ise sismik şiddetlerin kullanılmasıdır. Sismik şiddetler sarsıntı seviyesini ve buna bağlı olarak hasar ölçüsünü belirlemek için kullanılmaktadır (Kagami vd., 1988). Bu açıdan bakıldığında, bir olasılık da mikrobölgelemeyi sismik şiddetin değişimine göre yapmaktır (Everden vd., 1973; Everden ve Thomson, 1985; Bodel, 1992; Musson, 2000; Musson vd., 2001). Bu yaklaşımda, Geliştirilmiş Mercalli Şiddetini (Modified Mercalli Intensity) deprem kayıtlarına dayanan en büyük ivme ve en büyük hızlar cinsinden tahmin etmek için ilişkilerin kurulmasına yönelik denemeler yapılmıştır (Wald vd., 1999; Atkinson ve Sonley, 2000).

5.3. Türkiye Deprem Yönetmeliği ve NEHRP’a Göre Zemin Sınıflandırması Yapısal hasarı azaltmanın bir yolu, deprem yönetmeliklerinin beklenen sismik kuvvetler ile uyumlu olmasını sağlamaktır. Bu nedenle, deprem yönetmelikleri bu probleme biraz farklı yönlerden, mikrobölgeleme amaçları açısından da kullanılabilecek kendine özgü kavramlardan yararlanarak yaklaşmaktadır. Her ne kadar deprem yönetmeliklerinin amacı daha çok seçilen bir aşılma olasılığı seviyesine göre bir sahada meydana gelebilecek yerel deprem etkilerinin (kuvvetlerinin) yapısal tasarım için tahmini ile ilişkili ise de, deprem tehlikesi ve zemin sınıflandırması için seçilen yerel harita ölçekleri arasındaki farklılıklar nedeni ile uyumsuzluklar olabilir. Buna bağlı olarak, mikrobölgelemenin bir amacı da yapısal tasarım için makro ölçekli ulusal bölgeleme haritalarının yerine kullanılabilecek bir sismik bölgeleme girdisi sağlamak olarak düşünülebilir.

1998 Türkiye Deprem Yönetmeliği zemin koşullarını belirlemek için dört yerel zemin sınıfı tanımlamıştır. Bu, deprem yönetmeliklerinde zemin sınıflandırması için kullanılan en iyi yöntemlerden biridir. Yönetmeliklerde tanımlanan geçerli ve uygun deneysel veriler kullanılarak zemin koşullarının elde edilmesi halinde, yerel zemin koşullarının kolay bir şekilde belirlenerek tasarıma yansıtılabileceği düşünülebilir. Fakat geçmiş depremlerde yakın bölgede alınan kuvvetli yer hareketi kayıtları, deprem özelliklerinin bir noktadan diğerine önemli oranda değiştiğini göstermiştir (Benuska, 1990; Chaves-Garcia vd., 1996; Field ve Hough, 1997; Chin-Hsiung vd., 1998; Hartzell vd., 2000; Borcherdt, 2002). Bu nedenle, özellikle önem derecesi yüksek ve çok katlı binalar için, yapısal davranışı kontrol eden sismik kuvvetlerin bulunmasında yerel zemin koşullarının ayrıntılı olarak araştırılması ve sahaya özel tasarım parametrelerinin belirlenmesi zorunlu olmalıdır. Bu açıdan bakıldığında, sismik mikrobölgeleme çalışmaları yetersiz görülebilir, çünki seçilen bölgedeki her bina parseli için tasarım parametrelerini belirlemek amaçlanmamaktadır. Buna ilave olarak, 1:1,000,000 ölçeğinden 1:5,000 ölçeğine geçildiğinde deprem tehlikesi çalışmaları ile jeolojik ve geoteknik veriler kapsamlı bir değerlendirme yapmak için yeterli çözünürlük sağlamamaktadır.


Tablo 5.1. 1998 Türkiye Deprem Yönetmeliği’ndeki Zemin Grupları

Zemin Grubu

Zemin Grubu Tanımı Stand. Penetr. (N/30)

Relatif Sıkılık

(%)

Serbest Basınç Direnci (kPa)

Kayma Dalgası Hızı

(m/sn) (A)

1. Masif volkanik kayaçlar ve ayrışmamış sağlam metamorfik kayaçlar, sert çimentolu tortul kayaçlar.... 2. Çok sıkı kum, çakıl......... 3. Sert kil ve siltli kil.........

──

> 50 > 32

──

85─100 ──

> 1000 ──

> 400

> 1000 > 700 > 700

(B)

1. Tüf ve aglomera gibi gevşek volkanik kayaçlar, süreksizlik düzlemleri bulunan ayrışmış çimentolu tortul kayaçlar.................... 2. Sıkı kum, çakıl............... 3. Çok katı kil ve siltli kil...

──

30─50 16─32

──

65─85 ──

500─1000 ──

200─400

700─1000 400─700 300─700

(C)

1.Yumuşak süreksizlik düzlemleri bulunan çok ayrışmış metamorfik kayaçlar ve çimentolu tortul kayaçlar.......……….. 2. Orta sıkı kum, çakıl........ 3. Katı kil ve siltli kil..........

──

10─30 8─16

──

35─65 ──

< 500 ──

100─200

400─700

200─400 200─300

(D)

1.Yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yumuşak, kalın alüvyon tabakaları..... 2. Gevşek kum................... 3. Yumuşak kil, siltli kil....

──

< 10 < 8

──

< 35 ──

── ──

< 100

< 200 < 200 < 200

Tablo 5.2. 1998 Türkiye Deprem Yönetmeliği’ndeki Yerel Zemin Sınıfları

Yerel Zemin Sınıfı

Tablo 12.1’e Göre Zemin Grubu ve En Üst Zemin Tabakası Kalınlığı (h1)

Z1

(A) grubu zeminler h1 ≤ 15 m olan (B) grubu zeminler

Z2

h1 > 15 m olan (B) grubu zeminler h1 ≤ 15 m olan (C) grubu zeminler

Z3

15 m < h1 ≤ 50 m olan (C) grubu zeminler h1 ≤ 10 m olan (D) grubu zeminler

Z4

h1 > 50 m olan (C) grubu zeminler h1 > 10 m olan (D) grubu zeminler

Zemin tabakalarının tasarım depremi özellikleri üzerindeki etkilerini belirlemek için bir seçenek zemin profilinin üst 30 metresinde yeralan zemin ve kaya tabakalarının kayma dalgası hızlarının ortalaması olarak tanımlanan eşdeğer kayma dalgası hızını kullanmaktır. Eşdeğer kayma dalgası hızı, tasarım depreminin zemin yüzeyindeki özelliklerini değerlendirmek amacı ile deprem yönetmeliklerinde kullanılabilir. Kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarındaki zemin koşullarını belirlemek için yapılan çalışmalara dayanarak, üst 30 metredeki ortalama kayma dalgası hızının saha koşullarını tanımlamak için bir parametre olarak kullanılabileceği gözlenmiştir (Borcherdt, 1992; Anderson vd., 1996). Buna bağlı olarak, yerel zemin sınıflarını birbirinden ayırmak için üç kriter belirlenmiştir: fiziksel özellikler, üst 30 metredeki ortalama kayma dalgası hızı ve en küçük kalınlık. Bu kriterler, zemin sınıflarının haritalama amaçları için kullanılabilecek görünen büyütme


özelliklerini tanımlamaktadır (Borcherdt, 1991; Borcherdt vd., 1991; Borcherdt 1994). Sahaya özel serbest yüzey davranış spektrumu, kısa periyot (ivme, Ia) ve orta periyot (hız, Iv) bantları için yer hareketi spektral seviyelerinin belirlenmesinde referans alınan zemin özelliklerine bağlı olarak ortalama kısa periyot (Fa) ve orta periyot (Fv) büyütme faktörlerinin fonksiyonu olarak ifade edilmiştir (Crouse ve McGuire, 1996).

NEHRP hükümlerinde, kısa (Fa) ve uzun (Fv) periyotlar için genliğe bağlı iki zemin büyütme faktörünü esas alan bir zemin sınıflandırması yaklaşımı benimsenmiştir (Dobry vd., 1999, 2000). Zemin sınıflandırması üst 30 metredeki ortalama kayma dalgası hızına dayandırılmıştır. Bu sınıflandırmada kullanılan beş zemin sınıfı Tablo 5.3’de verilmiştir.

Tablo 5.3 NEHRP 2000 hükümlerindeki zemin sınıfları.

Zemin Sınıfı Açıklama Üst 30 metre için ortalama

Vs (m/sn)

Stand.Pen. Sayısı. N veya Nch

(vuruş/30cm)

Drenajsız Kayma Muk.

Su (kPa) A Sert Kaya > 1500

B Kaya 760 - 1500

C Çok sıkı zemin ve yumuşak kaya 360 - 760 > 50 > 100

D Sert zemin 180 - 360 15 - 50 50 - 100

E Yumuşak zemin < 180 < 15 < 50

1. Sismik yüklemeler altında potansiyel çökme veya göçme duyarlılığı olan zeminler, sıvılaşabilen zeminler, hızlı ve yüksek derecede hassas killer ve zayıf çimentolanmış zeminler, vb. 2. Turbalar ve/veya yüksek derecede organik killer (H > 3 m kalınlığında turba ve/veya organik kil) 3. Çok yüksek plastisiteli killer (H > 8 m ve PI > 75)

F

4. Çok kalın yumuşak/orta sert killer (H > 36 m)

Burada Vs ve N üst 30 metre için hesaplanan ortalama değerler, Nch ve Su’da üst 30 metredeki kaba daneli ve ince daneli zemin tabakaları için ortalama değerlerdir.

Beklenen yer sarsıntısı şiddetini ve bununla ilgili zemin tabakalarının lineer olmayan davranışını hesaba katmak amacı ile, kısa periyotlardaki spektral ivmelere göre Tablo 5.4’de verilen kısa periyot faktörü (Fa) ve 1 saniye periyotlarındaki spektral ivmelere göre Tablo 5.5’de verilen uzun periyot faktörü (Fv) tanımlanmıştır.

Tablo 5.4 Yerel Zemin Sınıfı ve Spektral Büyütmenin fonksiyonu olarak Fa değerleri Tahmin Edilen Deprem için Kısa Periyotlardaki En Büyük Spektral İvme Davranışı Zemin

Sınıfı SS ≤ 0.25 SS = 0.50 SS = 0.75 SS = 1.00 SS ≥ 1.25 A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 B 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 C 1.2 1.2 1.1 1.0 1.0 D 1.6 1.4 1.2 1.1 1.0 E 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9 F Sahaya özel geoteknik araştırmalar ve dinamik saha davranış analizleri ile


Tablo 5.5 Yerel Zemin Sınıfı ve Spektral Büyütmenin fonksiyonu olarak Fv değerleri Tahmin Edilen Deprem için 1 sn. Periyotlarındaki En Büyük Spektral İvme Davranışı Zemin

Sınıfı S1 ≤ 0.1 S1 = 0.2 S1 = 0.3 S1 = 0.4 S1 ≥ 0.5 A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 B 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 C 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 D 2.4 2.0 1.8 1.6 1.5 E 3.5 3.2 2.8 2.4 2.4 F Sahaya özel geoteknik araştırmalar ve dinamik saha davranış analizleri ile

Rodriguez-Marek, Bray ve Abrahamson (1999, 2001) tarafından işaret edildiği üzere, ortalama kayma dalgası hızı, saha davranışında ana kaya derinliğinin etkisini ihmal etmektedir. Bu araştırmacılar, deprem hareketini etkileyen üç faktör sıralamışlardır: bunlar sahanın hakim periyodu, yüzeysel ve alt tabakalarda yer alan zeminler arasındaki empedans oranı ve yer hareketinin şiddeti. Bu çalışmalarda önerilen zemin sınıflandırma sistemi iki ana ve iki tamamlayıcı parametreye dayanmaktadır. Burada ana parametreler (1) zemin türünün sert kaya, sağlam kaya, ayrışmış kaya, katı zemin, yumuşak zemin, potansiyel olarak sıvılaşabilir zemin gibi tanımları ve (2) ana kaya derinliği veya önemli derecede empedans zıtlığı gözlenen derinliktir. Tamamlayıcı parametreler ise; (1) Holosen veya Pleistosen olarak zeminin yaşı ve (2) ince veya kaba daneli olarak zemin türüdür.

5.4. Jeolojik/Geoteknik Birimlerin Özelliklerine Göre Belirlenmesi 5.4.1 Jeolojik Birimlere Göre Bölgeleme Bir seçenek, jeolojik birimleri esas alan zemin sınıflandırmasını benimsemektir. Wills ve Silva (1998) ve Willis vd. (2000) tarafından altı çizildiği üzere, bu sınıflandırma, her jeolojik birimin özellikleri için mevcut veriyi esas almalıdır (Nath vd., 1997). Ancak, 1:5000 ölçekli mikrobölgeleme çalışmaları yapılırken, jeolojik birimlerdeki değişimlerin dikkate alınması gereklidir. Jeolojik birimler için elde edilen ortalama değerlerden sapmalar, yerel zemin koşullarının etkilerini değerlendirmek amacı ile düzenlemeler yapmak için izin verilen sınırların üstüne çıkabilir. Wills ve Silva (1998), empedans zıtlığının, 3 boyutlu basen etkilerinin, topoğrafik etkilerin ve kırık yönlenmesi gibi kaynak etkilerinin öneminin de farkında olarak, üst 30 metredeki ortalama kayma dalgası hızını jeolojik birimleri tanımlamak için bir parametre olarak önermiş ve uygulamıştır. Bu araştırmacılar, jeolojik birimleri tanımlamak için (genellikle 1:24,000 ölçekli) jeolojik haritalar kullanmış ve derledikleri veritabanında, özellikle alüvyonlar için eşdeğer kayma dalgası hızında önemli değişimler gözlemişlerdir. Bu değişimler çoğunlukla jeolojik haritalarda her zaman gösterilmeyen yaş ve dane boyutu özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Çalışmada farklı alüvyon birimleri için kayma dalgası hızına bağlı olarak ayrım yapmanın mümkün olmadığı sonucuna varılmıştır. Yazarlar, kayma dalgası hızının arazide belirlenmesi için kapsamlı araştırmalar gerekmesine rağmen, yerel zemin sınıflandırmasında jeolojik birimlere göre sınıflandırma yerine, kayma dalgası hızına dayanan sınıflandırmanın kullanılmasını önermişlerdir.

Park ve Elrick (1998) bu yönde bir çalışma yaparak, ölçülen ortalama kayma dalgası hızlarını detaylı jeolojik haritalardan elde edilen jeolojik birimler ile ilişkilendirmeyi denemişlerdir. Çalışmada, araştırma için daha ayrıntılı jeolojik haritaların kullanılmasının, ortalama kayma dalgası hızı değerlerinin standart sapmasını genel harita kullanılan duruma göre önemli oranda azalttığı sonucuna varılmıştır.


5.4.2 Eşdeğer Kayma Dalgası Hızına Göre Bölgeleme Yerel zemin tabakalaşmasının deprem özellikleri üzerindeki etkisi, deprem kuvvetlerini ve yapısal davranışı değerlendirmede büyük öneme sahip faktörlerden biridir. Yerel zemin koşulları, farklı bölgelerdeki deprem kuvvetlerini büyütebilir veya küçültebilir. Fakat bazen zemin büyütmesini açıklamada, karmaşık tabakalaşma özelliklerini hesaba katmak için uygun bir basitleştirme gerekebilir. Yukarıda özetlendiği gibi, zemin profilinin üst 30 metresi zemin büyütmesinde önemli rol oynamaktadır ve eşdeğer kayma dalgası hızı zemin büyütmesini tahmin etmek için kullanılabilecek parametrelerden biridir (Joyner ve Fumal, 1984; Beresnev, ve Atkinson, 1997; Ansal vd., 2001b).

5.5. Deprem Kayıtları ve Çevresel Gürültü Ölçümlerinin Yorumlanması Saha davranışını tahmin etmek için bir olasılık da zayıf ve kuvvetli yer hareketi kayıtları ile çevresel gürültü (ambient noise) kayıtlarını kullanmaktır. Kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarının sayısındaki artış ve özellikle yoğun ağların kurulması ile deprem hareketi kayıtlarının veritabanlarında önemli artışlar olmuştur (Frankel vd., 2001). Buna bağlı olarak, bu veritabanlarının sismik mikrobölgeleme amaçları için deprem özelliklerinin tahmininde kullanılması mümkün ve ekonomik hale gelmeye başlamıştır.

5.5.1 Zayıf ve Kuvvetli Yer Hareketi Kayıtlarının Kullanılması Geniş bir yelpazedeki depremlerden elde edilen deprem kayıtları temel olarak iki şekilde kullanılabilir; alınan kayıtların spektrumlarının, kaya saha koşullarında alınan kayıtların spektrumlarına oranlanması ile belirlenen spektral oranlarla-SSR, veya her kayıt için yatay ve düşey bileşenlerin oranlanması ile elde edilen spektral oranlarla-HVSR (Reinoso ve Ordaz, 1999; Hartzell vd., 1997; Raptakis vd., 1998a; Martirosyan vd., 2002). Her iki parametrede çoğunlukla deprem büyüklüğüne ve depremin merkezinden uzaklığa önemli oranda bağımlıdır, bu nedenle, birkaç kayıt grubu ile, özellikle yer hareketi kayıtlarının sınırlı olduğu durumlarda güvenilir tahminler yapabilmek mümkün değildir. Zayıf ve kuvvetli yer hareketlerinden elde edilen spektral oranların bir sahadan diğerine değişmesi, yerel zemin koşullarındaki farklılığa ve zayıf ve kuvvetli yer hareketi kayıtlarının frekans içeriğine bağlı olarak kuvvetli bir ihtimaldir (Hartzell, 1998; Higashi ve Sasatani, 2000). Ancak elde edilen veriler, yer hareketi kayıtlarına göre zemin büyütmesi ve saha davranışı haritalarının elde edilmesi olasılığına da işaret etmektedir (Boore vd., 1993; Hartzell vd., 1997; Atkinson ve Cassidy, 2000; Beresnev vd., 1995; Theodulidis ve Bard, 1995).

Diğer bir seçenekte, elde edilen kayıtların detaylı mühendislik analizleri için tasarım hareketi girdisi olarak kullanılmasıdır (Bommer vd., 1998).

Bazı Uygulamalar

Raptakis vd. (1998a) SSR ve HVSR yöntemlerinin saha davranışı tahmini üzerindeki kullanılabilirliğinin değerlendirildiği bir çalışmayı anlatmışlardır. Bu amaçla her iki yöntemde Euroseistest ağında 1994-1996 yılları arasında kaydedilen ivme veri gruplarına uygulanmıştır. Bu veri grubu, 36 depreme ait 495 ivme kaydından oluşmaktadır (2.7≤M≤6.6 ve 12≤R≤160 km). Her iki yönteminde, kıyaslanabilir hakim rezonans frekansları için benzer spektral oran eğrileri gösterdiği ve bunların iyi bilinen geoteknik ve jeolojik koşullarla uyumlu olduğu gözlenmiştir. HVSR yönteminde SSR yöntemine nazaran daha iyi bir kararlılık görülmüştür. Bu ampirik analizlerin sonuçları ile, teorik 1B eşdeğer lineer davranış analizleri (SHAKE) ve Euroseistest vadisinin merkezinde detaylı jeofizik ve geoteknik veriye dayanarak yapılan 1B elastik davranış analizlerinden bulunan sonuçların uyumlu olduğu bulunmuştur. HVSR ile hesaplanan genliklerin SSR ile hesaplananlara göre sistematik olarak daha küçük olduğu gözlenmiştir. Bu durum, düşey bileşenin göreceli olarak yoğunlaşmasına bağlanmıştır. Yazarlar, iki yöntemle bulunan


genlikler arasındaki farkın, yüzey jeolojisinden kaynaklanan 2 ve 3 boyutlu saha etkilerini göstermek bakımından da kullanışlı olabileceğini belirtmişlerdir.

Riepl vd. (1988) Euroseistest vadisindeki büyütme etkilerine yönelik olarak vadi içinde çok yoğun bir ölçüm ağında alınan kayıtları kullanarak elde ettikleri sonuçları sunmuşlardır. Bu çalışmadaki ölçüm ağı, vadi eksenine paralel ve dik yönde 250 metre aralıkla kurulan 31 istasyondan oluşmaktadır. Ana veri grubu, en az 15 istasyonda kaydedilen 13 yerel depremden oluşmaktadır. Buna ilave olarak, 4 telesismik olay da bu çalışmada kullanılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, aynı ölçüm ağında kaydedilen farklı veri gruplarında standart spektral oran (SSR) yöntemi kullanılarak ortalama büyütmenin değişimi veri seçeneklerine bağlı olarak incelenmiştir. Çalışmanın bu aşamasında 89 yerel yer hareketi kullanılmıştır. Bunun sonucunda, 10 farklı yerel hareketten elde edilen ortalama büyütme değerlerinin, daha fazla sayıda deprem hareketi kadar temsili olduğu ve telesismik olayların düşük frekanstaki çözünürlüğü önemli oranda arttırdığı gözlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, daha önce bahsedilen 13 yerel harekete ait veri grubu kullanılarak, SSR yöntemi ile elde edilen sonuçlar, bir genel geri hesap yöntemi (GIT), H/V oranı yöntemi, bir coda dalgası yöntemi ve Nakamura yöntemi ile elde edilen bulgularla karşılaştırılmıştır. SSR ve GIT yöntemlerinin çok yakın sonuçlar verdiği ve çok sayıda istasyonda kaydedilen farklı yer hareketlerinin işlenmesinde, GIT yönteminin en hızlı ve efektif yöntem olduğu sonucuna varılmıştır. Diğer taraftan, coda dalgası yönteminin ise en fazla zaman alan yöntem olduğu ve özellikle yüksek frekanslar için (>2Hz) diğer yöntemlere oranla daha yüksek büyütmeler verdiği görülmüştür. HVSR ve Nakamura yöntemlerinden elde edilen spektral oranların ise büyütme seviyesinin tahmininde başarısız olduğu gözlenmiştir. Bu durum yüzeye yakın jeolojik koşulların karmaşıklığına bağlanmıştır. Yazarlar, coda dalgası, HVSR ve Nakamura yöntemleri ile elde edilen saha davranış spektrumlarının özellikle düşük frekans aralığı için önemli frekanslarla ilgili bilgi sağlayabileceğini ileri sürmüştür. Yazarlar, HVSR ve Nakamura yöntemlerinin genel olarak uygulanmasının güvenilir olmadığı ve bu yöntemlerin, yer hareketi büyütmesini elde etmekten çok, 2 ve 3 boyutlu etkileri göstermek için SSR veya GIT metodları ile beraber uygulanmasının daha kullanışlı olabileceği sonucuna varmıştır.

Field ve Jacob (1995) çalışmalarında Loma Prieta Depreminin 4 sediman ve 1 ana kaya sahasında kaydedilen 18 artçı şokunun verilerini kullanarak, 2 referans saha bağımlı yöntem; standart spektral oranlar (SSR) yöntemi ve genelleştirilmiş geri hesap yöntemi (GIT); kaynak ve yol etkileri parametreleştirilen geri hesap yöntemi ile 2 referans sahadan bağımsız yöntem olan alıcı fonksiyonu ve Nakamura yöntemleri ile karşılaştırmıştır. Bu çalışmada her yöntemin belirsizliklerine özel bir önem verilmiştir. Çalışmada, SSR ve GIT yaklaşımları ile yapılan zemin büyütme tahminlerinin çok yakın olduğu görülmüştür. Belirsizlik tahminleri, yöntemin uygulanmasında kullanılan verilerin özelliklerinin dağılımına (ağırlığına) bağlı olarak önemli oranda farklılaşabilmektedir. Bütün verilerin eşit ağırlıkta olması durumunda, GIT yöntemindeki belirsizlikler, SSR yöntemindekine göre 0.7 oranında daha küçüktür. Üç referans sahadan bağımsız yöntemin saha davranışı açısından yararlı bilgi verebileceği görülmüştür. Parametreleştirilmiş geri hesap ve alıcı fonksiyonu yöntemlerinin yerel zemin davranışının frekans bağımlılığını tanımlamada, Nakamura yönteminin ise hakim rezonans frekansını bulmada başarılı sonuçlar verdiği bulunmuştur. Ancak, frekanstan bağımsız genlik değerleri dikkate alındığında, saha davranışını belirlemek için kullanılan bütün yöntemler arasında çelişkiler olduğu gözlenmiştir. SSR ile yapılan tahminlerin en güvenilir sonuçlar olduğu kabul edilirse, diğer yöntemlerin hepsi saha davranışını daha düşük tahmin etmektedir (bu aşamada, daha önceki bir çalışmadan tek boyutlu modellerle yapılan tahminlerin sonuçları da karşılaştırmaya katılmış ve 2 kata yakın oranda daha düşük bulunmuştur). Araştırmacılar,


frekansa bağımlı saha davranışı için bu yöntemlerin herhangi biri ile yapılan tahminlerin gelecek için umut verici olduğuna ve başka çalışmalarla beraber kullanılmaları durumunda referans olarak kullanılacak uygun bir sahanın bulunmayan bölgelerde faydalı olacakları sonucuna varmışlardır.

5.5.2 Mikrotremor Ölçümleri Mikrotremor ölçümleri, yakın geçmişte deprem mühendisliğinde yerel zemin koşullarını belirlemek için popüler seçeneklerden biri haline gelmiştir. Teknolojinin ilerlemesi ile deney ekipmanlarında iyileştirmelerin yapılması, mikrotremor ölçümlerinin verimliliğini ve kullanılabilirliğini arttırmış ve yeni yöntemler için imkanlar yaratmıştır. Sonuç olarak, spektral büyütme, zemin hakim periyodu, ana kaya derinliği, eşdeğer (ortalama) kayma dalgası hızı profilleri gibi farklı saha özelliklerini belirlemek ve yerel saha davranışı özelliklerini bulmak için birçok yeni mikrotremor yöntemi geliştirilmiştir. Ancak, mikrotremorlar üzerinde yapılan çok sayıdaki çalışmaya rağmen, mikrotremor ölçümlerinin sınırları ve deprem mühendisliğindeki kullanımı ile ilgili tartışmalarda halen ortak bir görüş birliği oluşmamıştır. (Lachet ve Bard, 1994).

Mikrotremorlar, genlikleri 0.01~0.001 mm, periyotları ise 0.01-20 sn arasında değişen küçük titreşimlerdir. Deniz dalgaları, rüzgar veya küçük manyitüdlü depremler gibi doğal etkiler ve/veya trafik, endüstriyel gürültü gibi yapay titreşimler mikrotremorların başlıca kaynaklarını oluşturmaktadır. Mikrotremorlar, genellikle periyot özelliklerine göre sınıflandırılırlar. 1 saniyeden uzun periyotlu mikrotremorlar uzun periyotlu, 1 saniyeden kısa periyot aralığındaki mikrotremorlar ise kısa periyotlu mikrotremorlar olarak adlandırılır. Uzun periyotlu mikrotremorlar her ne kadar, bazı araştırmacılar tarafından yapılan çalışmanın ilgi alanına göre mikrosismik olaylar olarak adlandırılırsa da (Dravinski vd., 1991; Finn, 1991; Yamanaka vd., 1994; Trifunac ve Todorovska, 2000), genellikle 2 saniyeden uzun periyotlu mikrotremorlar mikrosismik olay olarak kabul edilirler (Akamatsu vd., 1991; Lermo ve Chavez-Garcia, 1994b).

F. Omori (1908) tarafından ilk olarak gözlenmelerinden bu yana, mikrotremor hareketinin doğasını tanımlamak için birçok çalışma yapılmıştır (Aki, 1957; Santo, 1959; Kanai ve Tanaka, 1961; Lermo vd., 1988; Yamanaka vd., 1993; 1994). Bu çalışmaların sonuçları, mikrotremorların kısa ve uzun periyotlu olarak sınıflandırılmasındaki sınırların yaklaşık olarak mikrotremorların kaynak özellikleri ve doğası ile ilgili sınırlarla örtüştüğünü göstermektedir. Mikrotremor kaynak özellikleri ve bunlarla ilgili önemli noktaların açıklaması Seo vd. (1990) tarafından yapılmış ve özetlenmiştir. Mikrotremorların geoteknik deprem mühendisliğindeki kullanımı ve sınıflandırması için ana kriterler Tablo 5.6’da verilmiştir. Bu tabloda, uzun periyotlu mikrotremorlar yüzey dalgası özelliği gösteren ve deniz dalgaları gibi doğal kaynaklardan yayılan mikrosismik olaylar olarak, kısa periyotlu mikrotremorlar ise trafik, endüstriyel gürültü gibi insan aktivitesinden kaynaklanan sabit hakim özelliklere sahip S ve Rayleigh dalgası benzeri parçacık hareketi gösteren titreşimler olarak tanımlanmıştır.

Tablodan görüldüğü üzere, mikrotremorların kaynakları (ve yakın çevredeki çevresel faktörler) mikrotremor hareketinin karakteri ve spektral özellikleri üzerinde önemli rol oynamaktadır. Bu etkiler, hem kısa (Nakamura, 1989) hem de uzun periyotlu mikrotremorlar (Yamanaka vd., 1993) üzerine yapılan çalışmalarda gözlenmiştir.

Mühendislik açısından, bu durum önemli bir konu haline gelmektedir, zira kaynağın titreşim özellikleri, spektral analiz aşamalarında büyük öneme sahip iki özelliği, dalga yayılma özelliklerini ve yayılma hareketinde baskın dalgaların türünü, etkilemektedir. Ancak bu noktada, araştırmacılar arasında bir fikirbirliği yoktur. Bazı araştırmacılar mikrotremorların yüzey dalgaları veya Rayleigh dalgalarından oluştuğunu (Frantti, 1963;


Toksoz, 1964; Konno ve Ohmachi, 1998; Bard, 1998), diğerleri ise mikrotremorların yüzey ve S-dalgalarını da içeren farklı dalga türlerinden oluştuğunu düşünmektedir (Nakamura, 1996; Kind vd., 2000).

Tablo 5.6 Mikrotremorların sınıflandırılması (Seo vd., 1990) Mikrotremorlar Mikrotremorların kaynağı nedir? İnsan Hareketliliğine Trafik ve/veya makina gürültüsü

Doğal Etkiler Hava koşullarına bağlı olarak meydana gelen okyanus dalgaları

Mikrotremorlar S dalgaları, Rayleigh dalgaları

Mikrosismik olaylar Rayleigh dalgaları, Love dalgaları

Kararlı özellikler Sabit hakim periyot Spektral genliklerde günlük değişimler

Kararsız özellikler Periyot ve genliklerde hava koşullarına bağlı olarak meydana gelen değişimler

Mikrotremor ölçümleri ile yerel zemin koşulları hakkında bilgi edinilebilir mi? Mikrotremorlar sismik hareketleri tahmin etmek amacı ile kullanılabilir mi?

Kanai ve arkadaşları tarafından yapılan öncü çalışmalardan bugüne, farklı yaklaşımlar ve kabullerin sonucunda, hedeflenen parametreler bakımından yapılan çalışmalarda geniş bir aralıkta farklılaşmaktadır (Kanai vd., 1954). Takip eden yıllarda, Kanai ve Tanaka (1961) Japon yönetmeliğine göre yerel zemin etkilerini tahmin etmek için kısa periyotlu mikrotremor ölçümlerini kullanmışlardır. Aynı zamanda mikrobölgeleme yaklaşımına yönelik ilk çalışmalardan biri olarak kabul edilebilecek bu yaklaşım, hakim periyot-en büyük genlik ve en büyük periyot-ortalama periyot gibi iki farklı yönteme göre mikrotremorların spektral analizlerinin yapılmasını içermektedir.

Kanai ve arkadaşlarının 1950-1960’lar arasındaki öncü çalışmalarından sonra, birçok araştırmacı mikrotremor ölçümlerini geoteknik deprem mühendisliğinde uygulamıştır. 1960’larda mikrotremor ölçümleri, mikrotremor bileşenlerinin doğrudan spektral analizlerinin sonuçları kullanılarak değerlendirilmiştir (Kanai vd., 1966). İzleyen senelerde, yeni yöntemler geliştirilmiştir. Bu yöntemler arasında en popüler olan iki tanesi günümüzde halen kullanılmakta olan referans ve tek istasyon (Nakamura Yöntemi) yöntemleridir. Referans yöntemi, farklı saha etkilerini araştırmak için ilk olarak Borcherdt (1970) tarafından deprem kayıtlarını incelemek için önerilmiştir. Referans yönteminde farklı noktalarda ve kaya özelliği gösteren bir noktada, eş zamanlı mikrotremor kayıtlarının alınmasını gerekmektedir. Kaya özelliği gösteren sahada alınan kayıtlar kullanılarak bulunacak spektral oranlar, her noktadaki transfer fonksiyonunu göstermektedir. Bu yaklaşımdaki ana fikir, deprem kayıtlarından kaynak ve yol etkilerini arındırarak, yerel zemin davranışını tahmin etmektir. Özellikle uzak depremler için referans yöntemi tatminkar sonuçlar vermektedir, ancak mikrotremorların ve mikrotremor kaynaklarının özelliklerindeki değişimlere bağlı olarak referans istasyonu ve diğer istasyonlarda gözlenen mikrotremorlar önemli oranda değişerek hatalı sonuçlar verebilmektedir. Bu durum literatürde farklı araştırmacılar tarafından gözlenmiştir (Seo, 1992; İyisan vd., 1997a). Ancak bu yöntemi başarılı olarak uygulayan çok sayıda araştırmacı da vardır (Kagami vd., 1986, 1991; Iyisan vd., 1997b; Taber, 2000).

Tek istasyon yöntemi diğer mikrotremor yöntemleri arasında en pratik ve uygulaması kolay seçenektir. Bu yöntem zemin hakim periyodu ve zemin büyütmesini tahmin etmek için yatay ve düşey mikrotremor bileşenlerinin spektrumlarının oranlanmasına dayanmaktadır. Mikrotremorların H/V spektrumları üzerine Nakamura’nın (1989) çalışmasından önceki tarihlerde çalışmalar (Shiono vd., 1979; Kobayashi, 1980)


yapılmasına rağmen, bu yöntem Nakamura yöntemi olarak bilinmektedir. Nakamura yönteminin teorisi ile ilgili araştırmacılar arasında halen tartışmalar (Konno ve Ohmachi, 1998; Bard, 1998; Taber, 2000; Tsuboi vd., 2001) olmasına rağmen, birçok çalışmada (Ansal vd., 1997, 2001c; Chavez-Garcia vd., 1996; Lermo ve Chavez Garcia, 1994a; Bodin ve Horton, 1999; Teves-Costa vd., 1996) bu yöntemin özellikle kayma dalgası hızı zıtlığı olan ve iki ve üç boyutlu düzensizliklerin ihmal edilebildiği jeolojik koşullar altında, zemin hakim periyotları için uygun sonuçlar verdiği gösterilmiştir.

Amaç ve kullanılan yöntemden bağımsız olarak; ekonomik olması nedeni ile mikrotremor ölçümleri mikrobölgeleme çalışmalarının ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. “Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards” (1993, 1999) kapsamında, ISSMGE ikinci seviye mikrobölgeleme çalışmaları için yöntemler arasına mikrotremor ölçümlerini de dahil etmiştir. Farklı araştırmacılar, mikrobölgeleme projeleri için mikrotremor ölçümlerini farklı özellikleri tanımlamak ve bunların coğrafi değişimini belirlemede kullanmıştır (Norio vd., 1996; Lachet vd., 1996; Gaull vd., 1995; Delgado vd., 2000; Nakamura ve Saita, 1994).

Uygulamadan Bazı Örnekler

Chavez-Garcia vd. (1996), şehrin kuzeyindeki iki mahalledeki saha etkileri üzerine Mexico City’deki mikrobölgeleme çalışmalarına tamamlayıcı bir araştırma yapmışlardır. Bu çalışmada, Mexico City şehrinin zemin hakim periyodu haritasının genişletilmesi için 67 noktada mikrotremor ölçümü ve geçici dijital ivme ölçer ağında kaydedilen zayıf yer hareketleri HVSR yöntemine göre analiz edilmiştir. İlave olarak, bir en büyük relatif büyütme haritası önerilmiştir. Her iki haritanın da yerel jeoloji ile uyumlu olduğu gözlenmiş ve bu haritaların bölgenin detaylı mikrobölgelemesinin yapılması için faydalı olacağı belirtilmiştir.

Regnier vd. (2000) New Hebrid dalma bölgesinin çok yakınında bulunan Port Vila, Vanuatu’da olası saha etkilerini değerlendirmek için bir mikrobölgeleme çalışması yapmıştır. Bu çalışmadaki sonuç haritaları hakim frekans ve yer hareketinin yaklaşık büyütmeleri cinsinden elde edilmiştir. Mikrobölgeleme ise Port Vila’da 100 farklı sahada yapılan mikrotremor ölçümleri ile yapılmış ve saha davranışını tahmin etmek için Nakamura yöntemi kullanılmıştır. Bu ölçümlerden elde edilen sonuçların, topoğrafik harita ve sondaj bulguları ile kullanılması yolu izlenerek dört saha grubu tanımlanmıştır. Sonuç haritası, birkaç saha haricinde, şehrin büyük bir kısmında önemli yerel etkilerin olmadığını göstermiştir. Bu bulgular, geçmiş depremlerde gözlenen hasar ile uyum göstermektedir.

Chavez-Garcia ve Cuenca (1998) Acapulco’nun (Meksika) mikrobölgelemesini iyileştirmek için bir çalışma yapmışlardır. Bölgedeki saha etkilerinin temel özelliklerini ifade etmek için iki harita önermişlerdir: hakim periyot ve en büyük relatif büyütme haritaları. Burada yapılan mikrobölgeleme üç ana veri kaynağına dayanmaktadır: 7 kalıcı kuvvetli yer hareketi istasyonundan elde edilen kuvvetli yer hareketi kayıtlarına, 6 dijital ivme ölçerden oluşan geçici ölçüm ağından alınan zayıf yer hareketi kayıtlarına ve 35 sahadaki mikrotremor ölçümlerine. Bu çalışmadaki kuvvetli yer hareketi verileri, büyüklükleri 3.5 ve 6.9 arasında değişen depremlerin kayıtlarından oluşmaktadır. Bu veriler, SSR ve HVSR yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. Zayıf yer hareketi verileri ise, 4’ten fazla sayıdaki istasyondan elde edilen 8 farklı depreme, 3’ten fazla sayıda istasyondan elde edilen 3 depreme ve 1 veya iki istasyonda kaydedilen çok sayıda depreme ait kayıtları kapsamaktadır. Zayıf yer hareketi kayıtları üç farklı yöntem kullanılarak analiz edilmiştir: SSR, HVSR ve davranış spektral oranlarının hesaplanması (RSR). Üçüncü yöntemde, %5 sönüm için hız davranış spektrumlarının oranı hesaplanmıştır. 35


farklı sahada alınan mikrotremor ölçümleri ise Nakamura yöntemi ile analiz edilmiştir. Zayıf ve kuvvetli yer hareketi verileri kullanılarak HVSR yöntemine göre hesaplanan transfer fonksiyonlarının, SSR yöntemi ile hesaplananlara çok yakın olduğu gözlenmiştir. Bu iyi uyum, hem hakim periyot hem de en büyük relatif büyütme değerleri için geçerlidir. Zayıf yer hareketi verilerine uygulanan RSR yöntemide hakim periyot için benzer değerler vermiştir. Bu yöntemle elde edilen büyütme faktörleri ise genellikle SSR ile elde edilenlerin yarısı civarında değerler almıştır. Bu sonuçların mikrotremor verilerinden elde edilen bulgularla karşılaştırılması, hakim periyot değerlerinin bulunmasında mikrotremorların iyi sonuçlar verdiği göstermiştir. Bu yöntemle elde edilen en büyük relatif büyütme faktörleri de belirsizlik faktörünün 2’ye eşit olduğu aralık için iyi sonuçlar vermektedir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara dayanarak yazarlar, deprem verilerinin seyrek olduğu durumlarda mikrotremorların interpolasyonlar için faydalı olacağı sonucuna varmıştır. Hakim periyot ve en büyük relatif büyütme faktörü sonuç haritaları, çalışmada elde edilen tüm verilerin birleştirilmesi ile sunulmuştur.

Gutierrez vd. (1992) Acapulco’da bir saha etkisi çalışmasını, şehrin 6 farklı noktasında kaydedilen 4 depreme (4.2≤M≤6.9) ait ivme kayıtlarına dayandırmıştır. Bu çalışmada kullanılan aletlerin 4 tanesi yumuşak zemin sahalarda, 2 tanesi ise katı zemin sahalarda kurulmuştur. Katı zemin koşullarına sahip sahalardan biri referans istasyonu olarak seçilmiştir. S-dalgası ve S-dalgasının koda bileşenleri hesaplanmıştır. Çalışmada, S-dalgasına ait koda bileşenlerinin spektral büyütmesinin S dalgasınınkine oldukça benzediği görülmüştür. Deprem kaydı alınan 6 sahada ayrıca mikrotremor ölçümleri de yapılmıştır. Her saha için ortalama spektral oran eğrisini elde etmek amacıyla mikrotremor ölçümlerinin Fourier genlik spektrumları bulunmuştur. Kuvvetli yer hareketi ve mikrotremorlardan elde edilen sonuçların karşılaştırılmasında iyi bir uyum gözlenememiştir. Buna bağlı olarak, yazarlar mikrotremorların araştırılan bölgelerde saha davranış tahminleri yapmak için sadece kaba (genel) bir fikir verebileceğini ve mikrotremorların başka yerlerde kullanılmasında buna dikkat edilmesi gerektiği sonucuna varmışlardır.

Ochiai vd. (2000) Japonya’nın Kanto bölgesindeki Sagami ovasında yaptıkları mikrobölgeleme çalışmaları için mikrotremor ölçümlerini kullanmışlardır. Bu çalışmadaki mikrotremor ölçümleri, 3 sabit noktada sürekli kayıtlar ile yüksek yoğunluklu olarak 932 farklı noktada hareketli ölçümleri içermekte ve proje alanını 500m×500m karelere ayırmaktadır. Çalışmada her kare için HVSR yöntemi kullanılarak hakim periyot değerleri belirlenmiştir. Sabit noktada alınan sürekli kayıtlar ise, HVSR yönteminin kararlılığını kontrol etmek için kullanılmıştır. Hakim periyotlara göre elde edilen sonuç haritasının, Şekil 5.2 ve Şekil 5.3’te gösterildiği üzere, sondaj verilerinden bilinen alüvyon kalınlığı ile yakından ilişkili olduğu görülmüştür.

Şekil 5.2’de gösterilen Sagami Ovasındaki yüksek yoğunluklu, hareketli ölçümlere göre yapılan mikrobölgelemenin sonuçları Şekil 5.3’te verilmiştir. Burada Sagami nehrinin ağzı yakınında yeralan A bölgesinde hakim periyotlar 1.0 ve 1.5 sn arasında değişmekte ve bölgedeki en uzun periyotlara karşı gelmektedir. Hakim periyotlar, Sagami nehrinin doğusunda yeralan B bölgesinde 0.8 ve 1.2 sn; Sagami nehri baseninde yeralan C bölgesinde 0.5 ve 1.0 sn, Sagami ovasının doğu ve batı uçlarında yeralan D bölgesinde 0.3 ve 0.5 sn, platoda yeralan E bölgesinde ise 0.1 ve 0.4 sn arasında değişmektedir. Sonuçlar, Şekil 5.2’den de görüldüğü üzere alüvyon tabakasının kalınlığı ile yakından ilişkilidir.


Şekil 5.2. Yüksek yoğunluklu mikrotremor ölçümlerinin sonuçları ve vadideki alüvyon

derinliğini gösteren kontur haritası (Ochiai vd., 2000’den)

Derinlik(m) N-Değeri N-Değeri N-Değeri

Derinlik(m) N-Değeri N-Değeri N-Değeri

Dolgu

Humus

Kumlu zemin

Çakıl

Silt

Şekil 5.3. Sismik mikrobölgeleme ve her bölge için temsili zemin profili (Ochia vd., 2000’den)


Lermo ve Chavez Garcia (1994a) çalışmalarında Mexico City şehri için yapılan bir saha etkisi değerlendirme çalışmasını açıklamışlardır. Çalışma sonunda hakim periyot ve şehirdeki katı zemin özelliği gösteren bir sahaya göre relatif büyütme haritaları elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan veriler, kuvvetli yer hareketleri ve mikrotremor ölçümlerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Kuvvetli yer hareketi verileri Mexico City şehrindeki 81 noktada kaydedilen 9 depremin ivme kayıtlarından, mikrotremor verileri ise 409 farklı noktada 1985-1992 arasında alınan mikrotremor kayıtlarının derlenmesinden oluşmaktadır. Çalışmada kuvvetli yer hareketi verilerinin analizi SSR yöntemi ile yapılmıştır. Ampirik transfer fonksiyonları ise, her deprem için sert zemin üzerinde deprem kaydı alınan bir nokta referans istasyonu kabul edilerek, o deprem için her noktadaki Fourier spektrumlarının ortalamaları alınarak hesaplanmıştır. Bu aşamada en büyük relatif büyütmeye göre bir harita çizilmiştir. Sonraki adımda, farklı araştırma grupları tarafından, farklı yöntemlere göre yapılan mikrotremor analizlerinden elde edilen bilgi derlenerek ortak formata sahip bir veritabanı oluşturulmuştur. Bu veritabanından farklı gruplar tarafından, farklı yöntemlere göre elde edilen sonuçların birbirleri ile uyumlu olduğu gözlenmiştir. Mikrotremor ve kuvvetli yer hareketi verilerinin mevcut olduğu 13 noktada, bu iki veri türünden varılan sonuçlar arasında çok iyi uyum olduğu gözlenmiştir. Buna bağlı olarak, tüm kuvvetli yer hareketi ve mikrotremor verileri birleştirilerek Mexico City şehri için hakim periyot haritası oluşturulmuştur. Bu çalışmaya dayanarak, şehrin mikrobölgelemesinin geliştirilmesi için yazarlar tarafından bazı iyileştirmeler önerilmiştir.

Bour vd. (1998) çalışmalarında güney Fransa civarında 60 km2 alana sahip bir ovada yaptıkları deneysel bir araştırmayı sunmuşlardır. Bu çalışmada 137 farklı noktada mikrotremor kaydı alınarak Nakamura yöntemine göre değerlendirilmiştir. Bu yöntemle hesaplanan H/V spektral oranları daha sonra tek boyutlu numerik simulasyon (SHAKE91) sonuçlarından elde edilenlerle kıyaslanmış ve temel frekansların uyumlu olduğu, büyütme seviyelerinin ise kimi zaman farklılaştığı gözlenmiştir. H/V spektral oranları, frekans aralığının fonksiyonu olarak rezonans frekansı ve büyütme seviyelerine göre mikrobölgeleme haritalarını üretmek için kullanılmıştır. Sonuç olarak, mikrotremorların doğrusal ortamda yüzeysel formasyonların temel frekanslarını belirlemede numerik yöntemler için kullanışlı bir tamamlayıcı yöntem olduğu ve mikrobölgeleme çalışmaları yapılan bölgelerde her iki yönteminde birlikte kullanılması gerektiği belirtilmiştir.

Lermo ve Chavez-Garcia (1994b) yumuşak zeminlerin davranışını belirlemek için mikrotremorların uygulanabilirliğini incelemiştir. Çalışmada, Mexico City, Oaxaca ve Acapulco’da yapılan mikrotremor ölçümleri en çok kullanılan üç analiz yöntemini karşılaştırmak için kullanılmıştır: Fourier genlik spektrumlarından doğrudan değerlendirme, referans istasyonuna göre spektral oranların hesaplanması ve Nakamura yöntemi. Mikrotremor ölçümlerinin sonuçlarını değerlendirmek için ölçüm yapılan sahalarda alınan kuvvetli ve zayıf yer hareketi kayıtlarından standart spektral oranlar yöntemine göre bulunan bulgular, mikrotremor ölçümlerinden bulunanlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar, mikrotremorların 0.3 ve 5 Hz aralığında hakim periyodun güvenilir bir şekilde belirlenmesine imkan verdiğini göstermiştir. Hakim periyotların belirlenmesinde en iyi sonuçlar, Nakamura yöntemi ile elde edilmiş ve yine bu yöntem yerel jeolojik özelliklerin göreceli olarak karmaşık olmadığı yerlerde büyütme seviyeleri için kaba tahminlere imkan vermiştir. Yazarlar, mikrotremor ölçümlerindeki kaynak etkilerinin de hesaba katılması nedeni ile bu yöntemin kullanılmasını önermiş ve mikrotremorların diğer saha etkisi çalışmalarını tamamlayıcı olarak kullanılmasının faydalı olacağı sonucuna varmıştır.

Konno ve Ohmachi (1998) mikrotremorların yüzey dalgalarından oluştuğunu kabul ederek, H/V oranını tabakalı zeminlerdeki Rayleigh ve Love dalgaları olarak ifade etmişlerdir.


Yazarlar, temel modlu Rayleigh dalgalarının H/V oranlarındaki en büyük tepeye karşı gelen periyodun, düşeyde yayılan S dalgalarının transfer fonksiyonlarının hakim periyotları ile uyumlu olduğu ve yüzeye yakın seviyelerde yumuşak zeminlerin olması durumunda H/V oranının, en büyük periyodun yarısına karşı gelen değerlerde bir çukur gösterme eğiliminde olduğu sonucuna varmıştır. Bu sonuçlara dayanarak yazarlar, hakim periyotların tahmininde sadece mikrotremorların H/V oranlarındaki tepelerin değil aynı zamanda çukurlarında kullanılmasını önermişlerdir. Çalışmada, büyütme oranı, hakim modlu Rayleigh dalgasının H/V oranının en büyük değeri ile ilişkilendirilmiştir. Bu işlemde, logaritmik fonksiyonlarla yuvarlama sonucunda H/V pik oranlarının büyütme faktörleri ile doğrudan ilişkili olduğu ve özellikle mikrotremorlardaki Rayleigh dalgası oranının 0.4 olması halinde, en büyük oranının yaklaşık olarak büyütme faktörlerine eşit olduğu görülmüştür.

5.6. Saha Davranış Analizleri 5.6.1 Tek Boyutlu Analizler Tek boyutlu analizlerde en yaygın olarak kullanılan analitik yöntem, tek boyutlu bir kolon içindeki S dalgası yayılımının çoklu yansıma modelleridir (Haskell, 1953; Iida vd., 1978). Sondaj verileri ve kayma dalgası hızı ölçümleri zemin ortamının parçacıklardan oluşan bir ağ olarak modelini oluşturmada kullanılmaktadır. Bu verilerin olmaması durumunda, tanımlanmış belirli zemin koşulları da kullanılabilir (Shima ve Imai, 1982).

Zeminlerin yüksek derecede lineer olmayan özellikleri olması nedeni ile, saha özelliklerinin belirlenmesinde ve analizlerde lineer olmayan özelliklere önem verilmelidir. Lineer olmayan davranış deprem kayıtlarında da gözlenebilmektedir (Tokimatsu ve Midorikawa, 1982; Chang vd., 1991). Zemin tabakalarının lineer olmayan davranışlarını hesaba katmak için, Schnabel vd. (1972) tarafından günümüzde yaygın olarak kullanılan bilgisayar programı Shake geliştirilmiştir. Daha sonra, bilgisayarlı hesap yöntemlerindeki gelişmelere bağlı olarak Shake programında Idriss ve Sun (1992) tarafından iyileştirmeler yapılmıştır. Programda lineer olmayan çözüm için eşdeğer lineer analiz yaklaşımı kullanılarak, düşey yönde hareket eden kayma dalgalarının etkisi altındaki yatay zemin tabakalarının davranışı hesaplanmaktadır.

5.6.2 Gelişmiş Yöntemler Doğal zeminlerin homojen olmayan doğasını hesaplamalara dahil etmek için iki ve üç boyutlu analizleri birleştiren analitik yöntemler geliştirilmiştir (Olsen, 2000). Aki ve Irikura (1991) numerik simulasyondaki yeni gelişmelerle ilgili önemli bir araştırma yapmışlardır. Horike vd. tarafından 1990 yılında yapılan sınıflandırma ile bunlar aşağıdaki gibi özetlenebilir: dalga fonksiyonu genişleme yöntemi (Trifunac, 1971; Sanchez-Sesma, 1985); sonlu elemanlar yöntemi (Lysmer ve Drake, 1971); sonlu farklar yöntemi (Boore, 1972; Virieux, 1984); ayrık dalga sayısı yöntemi (Aki ve Larner, 1970; Bouchon ve Aki, 1977; Bard ve Bouchon, 1980a, 1980b, 1985); sınır integral yöntemi (Wong ve Jennings, 1975; Sánchez-Sesma ve Esquival, 1979); ayrık dalga sayısı sınır eleman yöntemi (Bouchon, 1985; Kawase, 1988); ışın izleme ve ışın kirişi yöntemleri (Hong ve Helmberger, 1978; Lee ve Langston, 1983; Nowack ve Aki, 1984).

Bazı Uygulama Örnekleri

Raptakis vd. (2000) saha davranışını modellemede kullanılmak üzere en önemli parametreler cinsinden zemin kesitini tanımlamak için Euroseistest sahasındaki jeofizik ve geoteknik verileri tekrar değerlendirmiştir. Vadinin sonuçta elde edilen 2B modeli daha önce yayınlanandan farklıdır. Bu tekrar değerlendirmede SWI’den elde edilen Vs değerleri, vadinin 1B ve 2B profillerini oluşturmada en önemli rolü oynamıştır. Çalışmanın ikinci


bölümünde, en son elde edilen 2B modelin geometrisi ve dinamik özellikleri, frekans ve zaman ortamları için temsili iki deprem kullanılarak bir boyutlu (1B) numerik modellerle yapılan saha davranış analizlerinin sonuçları ile ilişkilendirilmiştir. Depremlerin kayıtları 1994 yılında kurulan geçici ve kalıcı iki farklı ölçüm ağından elde edilmiştir (1994 yılında 39 dijital sismograf 2 aydan fazla kayıt almış, bunun yanı sıra o tarihten beri 7 yüzey ve 2 kuyu içi ivme ölçer kullanımdadır). Ampirik transfer fonksiyonları SSR yöntemi kullanılarak tahmin edilmiştir. Sismograf ve ivme ölçer verilerinin frekans ve zaman ortamlarındaki analizleri, zemin hareketi büyütmesinin düşey yönde hareket eden kayma dalgalarının rezonansının yanında, yerel olarak oluşan yüzey dalgalarına da bağlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca Kennet’in yansıma katsayısı yöntemi kullanılarak sismograf ve ivme ölçerlerin bulunduğu sahalarda tek boyutlu teorik saha davranışı tahminleri de yapılmıştır. Teorik ve ampirik transfer fonksiyonlarının karşılaştırılmasında, rezonans frekansı için uyumlu sonuçlar elde edilmiş, ancak teorik olarak en büyük değerlerin, ampirik en büyük değerlere göre daha küçük değerler aldığı gözlenmiştir. Bu durum, tek boyutlu teorik transfer fonksiyonlarının, iki boyutlu etkilerin meydana geldiği koşullarda büyütmeyi tahmin edemediğinin bir göstergesi olarak kabul edilmiştir. Referans alınan sahadaki kayıtlarla 1B transfer fonksiyonları kullanılarak yapay ivme kayıtları da üretilmiştir. Gerçek kayıtlar ve yapay olanlar arasında kayıt süreleri bakımından büyük bir farklılık gözlenmiştir. Özet olarak, yukarıda anlatılan çalışmalar yanal özelliklerin deprem hareketi üzerindeki önemli etkilerini ve yerel olarak oluşan yüzey dalgalarının rezonansa katkısının önemli olabileceğini göstermiştir. Çalışmanın bulguları ışığında, 1B transfer fonksiyonunun Euroseistest vadisi gibi karmaşık zemin koşulları etkisindeki yer hareketini modellemek için kullanımının verimli olmadığı ve eksik tahmin edilen sarsıntı süresinin yer hareketi tahminlerinin hatalı yapılmasına neden olabileceği sonucuna varılmıştır.

Chavez-Garcia vd. (2000) Euroseistest sahasındaki numerik model çalışmalarının sonuçlarını sunmuşlardır. Bu çalışma için Raptakis vd. (2000) tarafından önerilen 2B model kullanılmıştır. Bu 2B yapının, düşey yayılan tekrarlı SH dalgaları altındaki davranışı, Moczo’nun (1989) sonlu farklar yöntemi ile hesaplanmıştır. Sonuçlar, bu vadideki zemin davranışında vadinin kenarlarından yanal (yatay) olarak yayılan yüzey dalgalarının baskın etkisi olduğunu doğrulamıştır. Bu yüzey dalgaları deprem verilerinde de görülmüş; gözlemler, yerel olarak ortaya çıkan dalgaların yer hareketine önemli katkılar yaptığını ve düşey yönde yayılan kayma dalgaları ile aynı rezonans frekanslarında olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, ampirik transfer fonksiyonlarının, zemin davranışı hakkında sadece (genlik hakkında) kısmi bilgi verdiğine ve 2B saha etkilerinin önemli olduğu durumlarda yanıltıcı olduğuna karar verilmiştir.

Makra vd. (2001) Euroseistest sahasında daha önce yapılan saha davranışı çalışmalarından yararlanarak, basit 1B hesaplamalar ile ayrıntılı 2B yüzey altı zemin yapısı modelleri ile elde edilen saha etkileri arasındaki değişimi değerlendirmiştir. Çalışma, 2B modelin davranış spektrumunda vadinin yatay heterojenliği dışında tanımlanamayacak ilave büyütme ürettiğini göstermiştir. Numerik sonuçların zaman, frekans ortamları ve davranış spektrumları üzerinden karşılaştırılması, 2B modelden hesaplanan bu ilave büyütmenin gerçek olduğunu ve davranış spektrumlarını önemli bir ölçüde etkilediğini ortaya koymuştur. Buna bağlı olarak, yazarlar mikrobölgeleme çalışmalarında ve sismik yönetmeliklerde yerel jeolojinin karmaşıklığına bağlı olarak toplu bir katsayının tanımlanmasının düşünülmesi gerektiği sonucuna varmıştır. Euroseistest sahası için böyle bir kaysayının 0.3 sn üzerindeki periyotlar için değeri 5 olmaktadır. Sonuçların sadece Euroseistest sahası için olması ve bütün numerik hesapların lineer zemin davranışına göre yapılmasına rağmen, yazarlar Avrupa’da yapılacak benzer çalışmaların bu bütünsel katsayıyı doğrulayacağını ve bu durumun sağlanması halinde karmaşık jeolojik etkilerin


sismik tasarım yönetmeliklerinde ve mikrobölgeleme yönetmeliklerinde dikkate alınması için kullanılabileceğini düşünmektedir.

Teves-Costa vd. (2001) geoteknik sondaj verileri ile tamamladıkları 1:10,000 ölçekli jeolojik haritaları, doğu-batı yönünde yaklaşık 500 metre ara ile 22, kuzey-güney yönünde ise 2 jeolojik profil oluşturmak için kullanmışlardır. Burada saha davranış analizleri 1B Thomson-Haskell yöntemi kullanılarak 500 metre uzunluğa sahip her hücre için bu jeolojik profiller arasından seçilen 314 profilde uygulanmıştır. Düşey ve yatay yöndeki hareketlerin transfer fonksiyonları, sırasıyla P ve SH dalgalarının düşeyde tekrarlı yayılmaları ile elde edilmiştir. Thomson-Haskell yöntemi için gerekli fiziksel parametreler (sismik hız, kalınlık ve yoğunluk) önceki çalışmalarda yapılan laboratuvar deney verileri ve sismik deneyler göz önüne alınarak tahmin edilmiştir. Sonuçlar, en büyük frekanslar ve bunlara karşı gelen büyütme faktörlerinin kontürlerini veren haritalar olarak çizilmiştir. Bu sonuç haritaları ile, daha önce yayınlanan mikrotremor analizleri ve önceki depremlerdeki hasar dağılımı haritalarının karşılaştırılması sonucunda iyi bir uyum gözlenmiştir. Yazarlar, bu çalışmada uygulanan 1B ve mikrotremor analizlerinin mikrobölgeleme amaçları doğrultusunda ilk yaklaşık tahminler olarak tamamlayıcı yöntemler gibi kullanılabileceği sonucuna varmıştır

Harris (1999) Paducah, Kentucky’de yapılan bir saha davranışı çalışmasını sunmuştur. Çalışmanın ilk bölümünde 37 sahada sismik yansıma ve kırılma verisi toplanmıştır. Bu sahalar için mevcut geoteknik bilgiye ve sismik kayma dalgası hızlarına dayanan 37 zemin kolonu modeli geliştirilmiştir. Daha sonra, yatay olarak tabakalanmış zemin formasyonlarını gösteren zemin kolonlarında, ana kayadan düşey yönde yayılan tekrarlı kayma dalgalarının yayılımını model etmek için tek boyutlu saha davranış modellemesi yapan “WAVES” bilgisayar programı tasarlanarak, oluşturulan zemin kolonlarının davranışları hesaplanmıştır. Kuvvetli yer hareketi verilerinin bulunmaması nedeni ile, Kanada depremleri arasından 5 ivme kaydı grubu, ana kaya seviyesindeki girdi hareket olarak kullanılmıştır. “WAVES” analizler için ihtiyaç duyulan zemin parametreleri, zemin tabakalarının Gmaks değerleri, kalınlıkları ve sönüm oranlarıdır. Bu çalışmada, kayma dalgası hızı ve tabaka kalınlığı verileri sismik kırılma ve yansıma yöntemleri ile toplanmış, yoğunluklar geoteknik raporlara göre tahmin edilmiş ve sönüm oranları için tahminler ise sönüm ve birim şekil değiştirme ilişkilerinden ve sismik verilerin azalım ölçümlerinden yapılmıştır. Ana kaya ve zemin yüzeyi seviyelerinde %5 sönüme karşı gelen ivme davranış spektrumları hesaplanmıştır. Bunlardan spektral oranlar ve bu oranların tepe yaptığı periyotlar (dinamik saha periyodu) elde edilmiştir. Sismik arazi araştırmalarına, spektral oranlara ve dinamik saha periyodu verilerine dayanarak Paducah için genelleştirilmiş bir mikrobölgeleme haritası geliştirilmiştir. Harita, bölgenin yüzeysel jeoloji ile uyumlu görünen 3 bölgeye ayrılabileceğini göstermektedir. Çalışmada, ana kaya derinliği ve ortalama kayma dalgası hızı haritaları da çizilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde deprem kaynak parametrelerinin stokastik modellemesi ile yapay sismik kayıtlar üretilmiştir. Üç bölgedeki tipik özellikleri temsil etmek için, üç zemin kolonu tasarlanmıştır. “WAVES” programı kullanılarak hipotetik depremin tipik zemin kolonlarındaki yayılımı model edilmiştir. %5 sönümlü ivme spektrumları hesaplanmış ve her bölge için spektral oran eğrileri çizilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde sismik veriler, temsili sahalardaki sondajlardan elde edilen SPT değerleri ve laboratuvarda yapılan rezonant kolon deneyleri kullanılarak bulunan kayma dalgası hızı değerleri karşılaştırılmıştır. SPT deneyinden bulunan değerler genellikle SH dalgası sismik verileri ile uyumlu sonuçlar vermiş, rezonant kolon deneylerinden elde edilenler ise sürekli olarak %30 düşük kalmıştır. Çalışmada yüzey sismik yöntemlerinin güvenilir ve ucuz maliyetli olduğu ve yerel zemin koşulları hakkında genel bir bilgi edinmek için kullanılabileceği


sonucuna varılmıştır. Buna göre, saha özelliklerini belirlemeye yönelik pratik bir çalışma, yüzey sismiği ve sondaj programının birleştirilmesi ile uygulanmalı, burada sismik veri, sondaj yerlerinin belirlemek ve bölgedeki saha koşullarını uygun bir şekilde temsil eden bilginin toplanmasını garantilemek için kullanılmalıdır.

Martin vd. (1995) bir mikrobölgeleme çalışmasında benzer geomekanik davranış özellikleri gösteren alanları belirlemeye yarayan ve bir coğrafi bilgi sistemi (GIS) altında geliştirilen bir yöntemi tartışmaktadır. Yöntem, yüzeyaltının 3B geoteknik modelinin oluşturulması ile sonuçlanmaktadır. Bunun için birbirini izleyen 8 adım izlenmektedir: 1. dijital topoğrafik yükselti modelinin 10 m aralıklarla oluşturulması, 2. sondajlardan noktasal verilerin girilmesi ve analizleri ile yüzey verisinin dijital formata çevrilmesi, 3. ortalama değerler ve standart sapmalara göre bulunan geomekanik özelliklerle tanımlanan geoteknik birimlerin belirlenmesi, 4. geoteknik kesitlerin çizilmesi ve dijital formata çevrilmesi, 5. her geoteknik birim için, Z yükseklik olmak üzere, X,Y,Z parametrelerinden oluşan veri dosyalarının hazırlanması, 6. çalışma bölgesinin sonlu sayıda hücrelere bölünerek modellenmesi, 7. her birim için bu verilerin interpolasyonu ve bu tabanın yüksekliğine karşı gelen dijital formatta bir yükselti modelinin oluşturulması, 8. sonuç geoteknik modelin bütün numerik modellerin diferansiyeli alınarak hesaplanması. Geoteknik model bir defa oluşturulduktan sonra, sismik referans hareketleri tanımı için karmaşıklık seviyesinin arttırılmasına dayanan yöntemle daha iyi hale getirilebilir. AFBS tarafından A,B ve C olarak üç karmaşıklık seviyesi tanımlanmıştır. A seviyesi için mikrobölgeleme Fransız yönetmeliğinde tanımlanan S0, S1, S2 ve S3 zemin sınıflarına göre haritalama ile sınırlandırılmaktadır. Bu durumda, geoteknik model her hücre için bir zemin sınıfı atamak için kullanılmaktadır. Orta seviye B’de, temel frekanslar (F0) ve bunlara karşı gelen büyütmelerin (A0) haritaları çizilmektedir. Bu çizim, basitleştirilmiş yöntemler veya ampirik kurallar ile yapılmaktadır. Bunun için, her hücredeki parametreler basitleştirilmiş formüllere uygulanmakta ve F0 ile A0 için hesaplanan değerler haritalar üzerinde çizilmektedir. Bu iki haritanın karşılaştırılması, her saha için basitleştirilmiş bir transfer fonksiyonu hesaplamaya imkan vermektedir. C seviyesi için, transfer fonksiyonları ise numerik modelleme ile yapılmaktadır. Bu amaca yönelik olarak çalışmada, basit geometriye sahip sahalar için SHAKE, daha karmaşık 2B geometriye sahip sahalar için ise, sonlu elemanlar programı GEFDYN kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde bu yöntemin yaklaşık 30 km2 büyüklükteki Lamentin’de uygulanması anlatılmıştır. Burada 3B geoteknik model, 300 sondaj kuyusu ve bunlarda yapılan deneylere, 12 sismik kırılma ve elektriksel deneylere, 2 karşıt kuyu deneyine, 250 m aralıklı 22 geoteknik kesite ve geoteknik araştırma raporlarına dayanarak oluşturulmuştur. Bu verilerin istatistik analizi ana özellikleri sayısal olarak ifade edilebilen 6 jeolojik birimi tanımlamıştır. Bu birimlerin herbiri en küçük eğim yöntemi ile interpole edilerek her birim tabanı için bir DEM (dijital yükselti modeli) elde edilmiştir. Model, daha sonra 25 metrelik hücrelere ayrılmış, bunun sonucunda her DEM için 40 000 hücre elde edilmiştir. Bu model üzerindeki istatistik değerlendirme 44 farklı geoteknik yapıyı işaret etmiştir. Daha sonra, geçmişte bölge için yapılan çalışmadaki sismik tehlike parametreleri kullanılarak A ve C seviyeleri için saha davranışı elde edilmiştir. C seviyesi için 6 sismik bölgenin herbirine özel davranışın tanımlanması için 44 davranış spektrumu karşılaştırılmıştır. Çalışma sonunda iki harita oluşturulmuştur: A seviyesi için zeminleri S0 ve S3 arasında ayıran mikrobölgeleme haritası ve C seviyesi için, zeminleri R1 ve R6 arasında değişen 6 bölgeye ayıran bir haritadır.


6. SIVILAŞMA OLASILIĞINA GÖRE BÖLGELEME

Sıvılaşmaya karşı mukavemet arazi veya laboratuvar deneyleri ile tahmin edilebilir. Sıvılaşma olasılığının tahmini için en çok kullanılan deneyler standart ve koni penetrasyon deneyleridir. SPT deneyine dayanan yöntemler, Seed ve Idriss (1971), Seed vd. (1985), Iwasaki vd. (1978), Tokimatsu ve Yoshimi (1983), Iai vd. (1989) ve Japon Yol Birliği (JRA, 1991) tarafından geliştirilmiştir. CPT deneyini kullanan yöntemler ise, Seed ve Alba (1986), Ishihara (1985), Shibata ve Teparaksa (1988) ve Robertson ve Campanella (1985) yöntemleridir. Mühendislik amaçları açısından, arazi araştırmalarından elde edilen sondaj ve laboratuvar deneyleri verilerinin SPT ve CPT’ye dayanan yöntemlerin yanında kullanılması gereklidir (Finn, 1993; Ansal, 1991).

Sıvılaşmaya göre yapılan çok sayıda bölgeleme çalışması vardır (örn. Hitchcock vd., 2000). Örnek olarak, Şekil 6.1’de gösterildiği üzere, Erdik vd. (2000) tarafından yapılan çalışmada, İzmir şehri için sıvılaşma olasılığı çok sayıda sondajdan elde edilen SPT deney sonuçları kullanılarak Seed vd. (1985) tarafından önerilen yöntemle hesaplanmıştır. Bu çalışmada, sıvılaşma olasılığı güvenlik sayılarına göre yüksek, orta ve düşük olarak sınıflandırılmıştır.

YÜKSEK ORTA DÜŞÜK

SIVILAŞMA OLASILIĞI

Şekil 6.1. İzmir şehri için sıvılaşma olasılığı

6.1. Sıvılaşma ve Sıvılaşmayı Etkileyen Faktörler Sıvılaşma, boşluk suyundaki artış ve efektif gerilmedeki azalma sonucunda daneli malzemenin katı durumdan, sıvı hale geçmesi olarak tanımlanır (Martin vd., 1975; Marcuson 1978, Castro ve Poulos, 1977). Boşluk suyundaki artış, daneli malzemelerin tekrarlı kayma deformasyonları altında sıkışma eğilimi göstermesi sonucunda meydana gelmektedir. Malzemenin kıvamındaki değişim özellikle geçirgen olmayan sedimanlarla kaplı veya bunları içeren siltli kumlar, kumlar ve çakıllar gibi gevşek ve/veya az sıkı daneli zeminlerde gerçekleşmektedir. Sıvılaşma meydana geldiğinde zemin tabakası yumuşamakta ve büyük tekrarlı deformasyonlar ortaya çıkmaktadır. Gevşek malzemelerde yumuşama ile beraber kayma mukavemetindeki kayıplar, örneğin bir temelin altında veya eğimli zeminlerde büyük kayma deformasyonlarına, hatta akmalara neden olabilmektedir. Nispeten daha sıkı malzemelerde ise sıvılaşma geçici yumuşamaya ve artan tekrarlı kayma gerilmelerine neden olmakta, ancak kayma sırasındaki ayrılma eğilimi, büyük mukavemet kayıplarını ve zemin deformasyonlarını engellemektedir. Kısmen daha sıkı malzemelerin sıvılaşmasının ardından çevrimsel mobilite veya toptan sıvılaşma durumu gelişebilir. Hafif


eğimli veya düz zeminlerde, akma veya tekrarlı mobilite sonucunda, sıvılaşma yer titreşimlerine veya yanal yayılmalara yol açabilir. Gevşek zeminler de, sıvılaşma sırasında sıkışmaya ve konsolidasyona uğrayarak zeminde oturmalara neden olmaktadır. Ayrıca ilave boşluk suyu basıncının sönümlenmesi sırasında, kum tepecikleri de oluşabilmektedir (Youd vd., 2001).

Özellikle geoteknik santrifüj modelleri ile, depremler sırasında ve sonrasında meydana gelen sıvılaşma ve sıvılaşmaya neden olan faktörler üzerinde birçok araştırma yapılmıştır. Depremle ilgili problemleri araştırmada santrifüj modellerinin ilkeleri ve avantajları 8.3.1 bölümünde anlatılmıştır. Bu çalışmalar, santrifüj ve fiziksel modelleme topluluğunun, konferanslarının bildiri kitaplarında bulunabilir (Corte 1988, Ko ve McLean 1991, Leung vd. 1994, Kimura vd. 1998 veya Phillips vd. 2002). Bu konuda elde edilen en son bulguların bazıları burada verilmiştir.

Sıvılaşma sürecinin açıklanması, VELACS (Verification of Liquefaction Analysis using Centrifuge Studies, Arulanandan vd., 1994) adı verilen bir çatı altında geliştirilen ileri ölçüm yöntemleri ile fiziksel ve numerik modelleme tekniklerine dayanmaktadır. Bundan sonra, Kutter ve Balakrishnan (1998) sıvılaşma potansiyelinin incelenmesi için gerekli dinamik fiziksel modelleme yöntemlerinin geliştirilmesini açıklamıştır. Su geçirmeyen kayma dalgası transduserleri veya harmonik dalga parçacığı yöntemleri gibi, daha yeni gelişmeleri kullanarak, bir zemin kütlesi içindeki sıvılaşan bölgenin tanımlanması mümkündür (Teymur ve Madabhushi 2002, Imamura ve Fujii 2002). Bu yöntemlerin gelecekte depremler sırasında zemin ve farklı yapı türleri arasındaki etkileşimi daha ayrıntılı olarak incelemek için kullanılması mümkündür. Sıvılaşma üzerine daha özel çalışmalarda, örneğin laboratuvar araştırmaları ile karşılaştırmalar ve buna bağlı olarak laboratuvar araştırmalarının güvenilirliklerinin değerlendirilmesi amacıyla, laboratuvar deney sonuçları ile santrifuj deney verileri arasında karşılaştırmalar yapılmaktadır. Burada, santrifüj model deneylerinden veriler, tanımlanan sınır koşullar altında arazi ölçümlerinin yerine kullanılmaktadır (Dief ve Figueira, 2002).

Sıvılaşma üzerine bazı çalışmalarda fiziksel modellemelerle veya gerçeğe uygun ölçekli olayların analizini içeren yöntemlerle ilgilidir. Örneğin, Vallejo ve Scovazzo (2002), sarsma tablasını kullanarak, belirli P-dalgası koşulları için kum merceklerinden oluşan kum tepeciklerini çalışmışlardır. Yakın tarihteki bir yüksek lisans tezinde (Jacka, 2002), parçacık dağılımının değişmesine ve sıvılaşma sırasındaki boşluk oranı artışına bağlı olarak deprem sonrasındaki süreçte bir köprü ayağının yıkılması incelenmiştir (aynı zamanda bkz. Berrill vd., 2001). Diğer taraftan, Malvick vd. (2002) deprem sırasında zemin koşullarındaki değişimi gözlemiş ve bir şevdeki zemin tabakalarındaki kayma birim şekil değiştirmelerinin gelişimini, yer hareketi girdisi, relatif sıkılık ve sarsıntı dizisini esas alarak göstermiştir.

6.2. Geliştirilmiş Çin Kriterleri (Finn vd., 1994) Şekil 6.2’de de gösterildiği üzere, bu kriterlere göre zeminler aşağıdaki durumlarda potansiyel olarak sıvılaşabilirler (Seed vd., 2001’den):

(1) kil yüzdesi (Çin tanımına göre 0.005 mm’den küçük boyutlu daneler kil olarak tanımlanmaktadır) %15’ten küçükse,

(2) likit limit %35’e eşit veya daha küçükse, (3) arazideki mevcut su muhtevası likit limitin %90’ına eşit veya daha büyükse.


Likit Limit1 < 32 Likit Limit ≥ 32

Kil İçeriği2 < 10%

Sıvılaşmaya Hassas

İleri Çalışmalar Gerekmektedir

(Mika gibi- plastik olan

ancak kil boyutunda olmayan daneler göz

önüne alınmalıdır)

Kil İçeriği 2 ≥

%10

İleri Çalışmalar Gerekmektedir

(Maden ve taş ocak atıkları gibi- plastik olmayan ancak kil

boyutundaki daneler göz önüne alınmalıdır)

Sıvılaşma Tehlikesi Yok

Notlar: 1. Casagrande deney aleti ile belirlenen likit limit 2. Kil, dane boyutu 0.002 mm’den küçük malzeme olarak tanımlanmıştır.

1. 0.005 mm’den küçük çaplı danelerin yüzdesi ≤ %15

2. Likit Limit (LL) ≤ %35

3. Su muhtevası ≥ 0.9 * LL

Doğal Su Muhtevası, Wn (%)

Lik

it L

imit,

LL

(%)

GÜVENLİ

DENEY

Şekil 6.2. Geliştirilmiş Çin Kriterleri (Finn vd., 1994’den)

6.2.1 Çin Kriterlerinin Tekrar Değerlendirilmesi (Andrews ve Martin, 2000) Andrews ve Martin (2000), Seed vd. (1984, 1985)’nin oluşturduğu veritabanından sıvılaşma ile ilgili geçmiş vakaları analiz etmiş ve Geliştirilmiş Çin Kriterlerini Amerika’daki geleneksel koşullara göre (kil boyutlarını 0.002 mm’den küçük kabul ederek) uygulamışlardır. Andrew ve Martin %10’dan az kil içeren ve 40 no’lu elek altına geçen bölümünün likit limiti (LL) %32’nin altında olan zeminleri potansiyel sıvılaşabilir olarak nitelemişler, bu koşulların aksi durumları sağlayan zeminlerde tekrarlı gerilmelerle meydana gelen klasik sıvılaşmanın gerçekleşmesinin mümkün olmadığı sonucuna varmışlardır. Bu iki zemin türü arasında kalan zeminlerde ise, numuneler alınarak, deney yöntemleri ile sıvılaşma potansiyellerinin belirlenmesinin gerektiğini belirtmişlerdir. Şekil 6.3’te bu kriterlerin bir özeti verilmiştir.

Şekil 6.3. Siltli ve killi kumların sıvılaşma olasılığı (Andrews ve Martin, 2000’den)


6.3. Laboratuvar Deneylerinin ve Örselenmemiş Numunelerin Kullanılması Örselenmemiş numuneler üzerinde laboratuvarda yapılan deneylerin kullanımı, numunenin alınması ve laboratuvarda tekrar konsolide edilmesi sırasındaki örselenmeden kaynaklanan güçlüklere bağlı olarak karmaşık hale gelmektedir. Bunun yanında, yüksek kaliteli dinamik basit kesme deneylerinin yapılması zor ve pahalıdır, dinamik üç eksenli deneyleri ise sismik problemlerin çoğunun ilgilendiği temel yükleme durumlarını eksik olarak temsil etmektedir. Uygun “donmuş” numune alma tekniklerinin kullanılması ve ardından yapılan kaliteli dinamik basit kesme veya burulmalı kesme deneyleri bir seviyeye kadar yardımcı olabilmektedir. Fakat bu yöntemlerin zorlukları ve maliyetleri, bu yöntemlerin kullanımını birçok mühendislik çalışmasının kapsamından çıkarmaktadır (Seed vd., 2001)

6.4. Arazi Deneyleri ile Korelasyonlara dayanan Ampirik Bağıntıların Kullanılması Arazi deneylerinin kullanılması, sıvılaşma potansiyelini sayısal olarak değerlendirmek için mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir yaklaşımdır. Zeminlerin sıvılaşma direncini değerlendirmek için iki değişkenin hesaplanması veya tahmin edilmesi gereklidir (Seed vd., 2001; Youd vd., 2001):

(1) CSR olarak ifade edilen, bir zemin tabakasındaki oluşan tekrarlı gerilme oranı

(2) CRR olarak ifade edilen, bir zeminin sıvılaşmaya karşı koyma kapasitesi.

6.5. SPT (Standart Penetrasyon Deneyi) Verilerine Dayanan Kriterler Sıvılaşma direncinin SPT verilerine dayanan kriterlere göre değerlendirilmesi CSR - N1,60 grafiğinde geniş olarak somutlaştırılmıştır (Youd vd., 2001).

6.5.1 Basitleştirilmiş Yöntem (Seed vd., 1984, 1985) Bu yöntem, SPT deney yöntemini etkileyen mevcut düşey gerilme ve enerji faktörleri ile ekipman ve deneyin uygulanmasına bağlı faktörlere göre N1,60 değerlerine düzeltilmiş SPT N- değerleri ile tekrarlı yüklemelerin şiddetini deprem büyüklüğünün ağırlıklı eşdeğer üniform tekrarlı gerilme oranı (CSReq) olarak ifade eden ilişkiyi esas almaktadır. Şekil 6.4’te gösterildiği üzere, düzeltilmiş N1,60-değerleri ve sıvılaşmayı tetiklemek için gerekli tekrarlı gerilmenin büyüklüğü arasındaki korelasyon aynı zamanda ince dane oranının da bir fonksiyonudur (Seed vd., 2001).

CSReq, Seed ve Idriss (1971)’in basitleştirilmiş yönteminden aşağıdaki gibi tahmin edilebilir,

dv

vPeak r

gaCSR '

max

σσ

= (6.1)

Peakeq CSRCSR 65.0= (6.2)

burada amax = yüzeydeki en büyük yatay ivme g = yer çekimi ivmesi σv = toplam düşey gerilme σ′v = efektif düşey gerilme rd = gerilme azaltma katsayısı

olmaktadır. rd değerleri,

zrd 015.01−= (6.3)

bağıntısından tahmin edilebilir. Burada, z, metre biriminde yüzeyden derinliktir.


İNCE DANE ORANI ≥ 5

İnce Dane Yüzdesi=35 15 ≤5

(N1)60

τAV/ σ'

0

Şekil 6.4. Mw = 7.5 büyüklüğündeki depremler ve farklı ince dane oranları için eşdeğer tekrarlı gerilme oranı ve SPT N1,60 değeri arasındaki ilişki (Seed vd., 1984, 1985’den)

6.5.2 Geliştirilmiş Basit Yöntem (NCEER, 1997, Youd vd., 2001) Basitleştirilmiş Yöntemin iyileştirilmiş hali olan bu yöntem Youd vd. (2001)’den özetlenmiştir.

1. Adım CSR, Seed ve Idriss (1971)’ten,

dv

v

v

av rg

aCSR 'max

' 65.0σσ

στ

== (6.4)

olarak hesaplanacaktır. Burada

amax = yüzeydeki en büyük yatay ivme g = yer çekimi ivmesi σv = toplam düşey gerilme σ′v = efektif düşey gerilme rd = gerilme azaltma katsayısı

olmakta, rd değerlerinin ortalaması ise, z, metre biriminde yüzeyden derinlik olmak üzere, Liao ve Whitman (1986b)’dan tahmin edilmektedir,

mz 15.9≤ için zrd 00765.00.1 −= (6.5a)

mzm 2315.9 ≤< için zrd 0267.0174.1 −= (6.5b)

2. Adım Düzeltilmiş N1, 60 değerleri aşağıdaki gibi hesaplanmakta,

EBSRN CCCCNCN =60,1 (6.6)

burada N = ölçülen standart penetrasyon direnci,

CN = N değerini ortak bir referans olarak alınan efektif düşey gerilmeye göre normalize etmek için bir katsayı

CR = tij boyu düzeltmesi,


CS = standart olmayan numune alıcılar için düzeltme, CB = kuyu çapı düzeltmesi, CE = tokmak enerji oranı için düzeltme.

CN , Liao ve Whitman (1986a)’dan hesaplanmaktadır, 5.0

' ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

v

aN

PCσ

(6.7)

burada CN , N değerini efektif jeolojik gerilmeye σ′v , yaklaşık olarak PA =100 kPa (1atm), normalize etmektedir. CN , 1.7 değerini aşmamalıdır. CN , Kayen vd. (1992) tarafından önerilen ve CN ’in maksimum değerini 1.7 olarak sınırlayan bağıntıya göre de hesaplanabilir,

)/'2.1(2.2

avN P

Cσ+

= (6.8)

Tablo 6.1’de, (6.6) bağıntısında kullanılan diğer düzeltme sayılarının değerleri özetlenmiştir.

Tablo 6.1 Robertson ve Wride (1998) tarafından oluşturulan SPT düzeltmeleri (Youd vd., 2001)

Faktör Ekipmana Bağımlılık Terim Düzeltme Mevut düşey basınç ⎯ CN (PA/σ′v)0.5

Mevut düşey basınç ⎯ CN CN ≤ 1.7 Enerji oranı Tamburlu tokmak CE 0.5-1.0 Enerji oranı Güvenlik kilitli tokmak CE 0.7-1.2 Enerji oranı Tamburlu otomatik tokmak CE 0.8-1.3 Kuyu çapı 65-115 mm CB 1.0 Kuyu çapı 150 mm CB 1.05 Kuyu çapı 200 mm CB 1.15 Tij boyu <3 m CR 0.75 Tij boyu 3-4 m CR 0.8 Tij boyu 4-6 m CR 0.85 Tij boyu 6-10 m CR 0.95 Tij boyu 10-30 m CR 1.0 Numune alma yöntemi Standart numune alıcı CS 1.0 Numune alma yöntemi İç kılıfsız numune alıcı CS 1.1-1.3

3. Adım. N1, 60 değerleri ince dane oranını (FC) hesaba katmak için aşağıdaki bağıntıyı kullanarak düzeltilir,

60,1,60,1 NN CS βα += (6.9)

burada α ve β aşağıdaki ilişkilerden hesaplanan katsayılardır:

FC ≤ %5 için 0=α , 0.1=β (6.10a)

%5 < FC < %35 için [ ])/190(76.1exp 2FC−=α , [ ])1000/(99.0 5.1FC+=β (6.10b)

FC ≥ %35 için 0.5=α , 2.1=β (6.10c)

4. Adım Elde edilen N1,60,CS değerleri sıvılaşma direncini CRR değerlendirmek için Seed vd. (1985) tarafından önerilen %5 veya daha düşük ince dane oranı eğrilerine göre düzenlenir (Şekil 6.5).


Şekil 6.5. Mw = 7.5 büyüklüğündeki depremler için, farklı ince dane oranlarına göre

NCEER Çalışma Grubu tarafından önerilen düşük tekrarlı gerilme oranı düzeltmesi yapılarak elde edilen eşdeğer tekrarlı gerilme oranı ve SPT N1,60 değeri arasındaki

ilişki (Seed vd., 1986’den düzenlenmiştir).

Bu eğrinin denklemi aşağıdaki gibi yaklaşık olarak tanımlanabilir,

( ) 2001

451050

135341

260,1

60,1

60,15.7 −

+++

−=

NN

NCRR (6.11)

Bu bağıntı N1,60 < 30 için geçerlidir. N1,60 ≥ 30 için temiz kaba daneli zeminler sıvılaşma açısından çok sıkıdırlar ve sıvılaşmayan zeminler olarak sınıflandırılırlar (Youd vd., 2001). 5. Adım Şekil 6.5’teki eğriler sadece 7.5 büyüklüğündeki depremler için geçerli olduğundan, diğer büyüklükteki depremlere geçebilmek için deprem büyüklüğü katsayısı MSF kullanılır ve güvenlik sayısı aşağıdaki gibi hesaplanır,

MSFCSRCRRFS )/( 5.7= (6.12)

burada MSF, önerilen aralık değerlerine göre aşağıdaki gibi seçilecektir (Youd vd., 2001),


Mw < 7.5 için ( ) 56.256.224.2 5.7/)1995,(/10 −≤≤ ww MMSFIdrissM (Andrus ve Stokoe, 1997) (6.13)

Mw > 7.5 için 56.224.2 /10 wMMSF = (Idriss, 1995) (6.14)

6.5.3 Çetin Vd. (2000) ve Seed vd. (2001) Tarafından Geliştirilen Yeni Yöntemler Bu yeni ilişkiler için işlemler Seed vd. (2001)’den özetlenmiştir.

1. Adım Ölçülen N değerleri (6.15) bağıntısına göre N1, 60 değerlerine dönüştürülecek, bu hesaplamalarda NC aşağıdaki gibi bulunacaktır (Liao ve Whitman, 1986’dan),

5.0

'1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

vNC

σ (6.15)

Tablo 6.1’de, (6.16) bağıntısında kullanılması önerilen düzeltme sayılarının değerleri özetlenmiştir.

2. Adım Elde edilen N1,60 değerleri ince dane oranına (FC) göre aşağıdaki bağıntı kullanılarak düzeltilecek ve N1,60,CS değerleri bulunacaktır,

FC1,60CS,60,1 CNN = (6.16)

burada İDOC regresyon ilişkisi ile aşağıdaki gibi bulunmaktadır,

FC ≥ 5% ve FC< 35% arasında: ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

1,60FC N

FC0.0050.004FC)(1C (6.17)

yukarıda FC = ince dane yüzdesi (0.074 mm’den küçük danelerin ağırlıkça yüzdesi) olmakta ve tam sayı olarak ifade edilmektedir (örn. %15, 15 olarak ifade edilir). N1,60 ise vuruş/30cm birimindedir. 3. Adım Arazideki eşdeğer tekrarlı gerilme oranı CSReq , Seed ve Idriss (1971)’den (6.4) bağıntısında aşağıdaki bağıntılarla hesaplanan rd değerlerini kullanarak tahmin edilecektir,

d < 65 ft (19.8 m):

(6.18a)

d ≥ 65 ft (19.8 m):

d

s

s

r

Vsw

Vsw

swd d

e

VMae

VMa

VaMdr εσ±−−

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

+

++−−+

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

+

++−−+

=

+

++−

)65(0014.0

201.0258.16

016.0999.0949.2013.231

201.0258.16

016.0999.0949.2013.231

),,,(

)888.240785.0(104.0

*'40,max

)888.240785.065(104.0

*'40,max

*'40,max

*'40,

*'40,

(6.1

8b)

burada d < 40 ft (12.2m) için 0072.0)( 850.0dddr =εσ t, ve

d ≥ 40 ft (12.2m) için 0072.040)( 850.0=ddrεσ

olmakta ve d = derinliği ft biriminde alınmaktadır.

d

s

s

r

Vsw

Vdsw

swd

e

VMae

VMa

VaMdr εσ±

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

+

++−−+

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

+

++−−+

=

+

++−

)888.240785.0(104.0

*'40,max

)888.240785.0(104.0

*'40,max

*'40,max

*'40,

*'40,

201.0258.16

016.0999.0949.2013.231

201.0258.16

016.0999.0949.2013.231

),,,(


amax = yüzeydeki en büyük ivme Mw= deprem büyüklüğü Vs,40′= zemin esnekliği, ft/sn (40 ft’in (12.2m), kayma dalgasının bu mesafeden geçiş zamanına bölünerek elde edilen, üst 40 ft (12.2m) için ortalama kayma dalgası hızı)

4. Adım Elde edilen CSReq değeri, deprem büyüklüğü ile ilişkilendirilen Süre Ağırlık Katsayısı (DWFM) kullanılarak, CSRN değerlerine aşağıdaki gibi çevrilir,

MeqMeq DWFCSRCSRCSRN /5.7, == = (6.19)

burada CSRN süre için (veya eşdeğer tekrar sayısı için) düzeltilmiş CSReq değerleridir ve MW=7.5 büyüklüğünde eş süreye sahip ortalama bir depremin eşdeğer CSR değerini temsil etmektedir. Şekil 6.6’da DWFM , N1,60 değerlerinin bir fonksiyonu olarak gösterilmektedir.

Şekil 6.6. Önerilen Deprem Büyüklüğü İlişkili Süre Ağırlık Faktörü’nün N1,60 değerinin bir

fonksiyonu olarak gösterilmesi (Seed vd., 2001’den) 5.Adım Yeni CSRN daha sonra efektif düşey basınca göre düzeltilir,

σKCSRNCSRCSR atmMeq /* 1,5.7, == = (6.20)

burada Kσ aşağıdaki gibi tahmin edilebilir 1)'( −= f

vK σσ (6.21)

yukarıdaki bağıntıda f ≈ 0.6-0.8 (N1,60,CS 1 ile 40 vuruş/30cm arasında olmak üzere) olmaktadır. atmv 2' >σ için, Şekil 6.7’nin kullanılması önerilmektedir (Seed vd., 2001).


Şekil 6.7. σ′v > 2 atm için önerilen Kσ değerleri (Seed vd., 2001)

6. Adım Elde edilen tam düzeltilmiş ve normalize edilmiş N1,60,CS ve CSReq,M=7.5,1atm değerleri, sıvılaşmanın başlangıç olasılığını değerlendirmek için Şekil 6.8 ile beraber kullanılacaktır (Seed vd., 2001).

Şekil 6.8. Önerilen SPT’ye dayanan sıvılaşmanın tetiklenme ilişkisi (Mw=7.5 ve σ′v=1 atm için)

Seed vd. (1984) Yoshimini vd. (1984)


6.6. CPT (Koni Penetrasyon Deneyi) Verilerine Dayanan Kriterler Aşağıdaki yöntem Youd vd. (2001)’den özetlenmiştir.

6.6.1 Robertson ve Wride (1998) Yöntemi 1. Adım CSR , Seed ve Idriss (1971)’ten Geliştirilmiş Basit Yönteme göre hesaplanacaktır.

2. Adım Uç direnci, qc , yaklaşık olarak 100 kPa (1 atm)’e göre aşağıdaki bağıntı ile oranlanarak boyutsuz bir orana dönüştürülecektir,

)/(1 acQNc PqCq = (6.22) burada

nvaQ PC )'/( σ= (6.23)

ve CQ = koni penetrasyon direncini normalize etmek için bir sayı,

Pa =σ′v ile aynı birimde 1 atmosfer basıncı, n = zemin türüne göre değişen üs,

qc = koni penetrasyon uç direnci.

olmaktadır. Yüzeye yakın derinliklerde CQ düşük jeolojik basınçtan dolayı küçülmektedir, ancak yinede bu parametre için 1.7’den büyük değerler kullanılmamalıdır (Youd vd., 2001). n üssünün değerleri zemin danelerinin özelliklerine bağlı olarak 0.5 ve 1.0 arasında değişmektedir (Olsen, 1997). Killi zeminler için 1.0, temiz kumlar için 0.5, siltler ve kumlu siltler için 0.5-1 arasında değişen değerler n için uygun olmaktadır (Youd vd., 2001). 3.Adım Boyutsuz uç direnci oranı qc1N , ince danelerin oranını da hesaba katmak için aşağıdaki bağıntı ile düzeltilerek qc1N,CS değerleri elde edilir,

NccCSNc qKq 1,1 = (6.24)

burada Kc, Robertson ve Wride (1998) tarafından dane özelliklerine bağlı olarak tanımlanan düzeltme sayısıdır,

Ic ≤ 1.64 için 0.1=cK (6.25a)

Ic >1.64 için 88.1775.3363.21581.5403.0 234 −+−+−= ccccc IIIIK (6.25b)

burada zemin davranış türü endeksi Ic, Robertson ve Wride (1998)’den aşağıdaki gibi hesaplanır,

[ ] 5.022 )log22.1()log47.3( FQIc ++−= (6.26)

bu bağıntıda

[ ] [ ]nvaavc PPqQ )'/(/)( σσ ⋅−= (6.27)

ve

[ ] %100)( ×−= vcs qfF σ (6.28)

fs ise sürtünme direnci olmaktadır. Robertson ve Wride (1998) zemin davranış türü endeksi Ic’yi hesaplamak için aşağıdaki işlemi önermektedir:


I. Eğer [ ] [ ] 0.1'//)( vaavc PPqQ σσ ⋅−= bağıntısından hesaplanan Ic < 2.6 ise, zemin killi ve sıvılaşmayan olarak sınıflandırılır ve analiz tamamlanır.

II. Eğer [ ] [ ] 0.1'//)( vaavc PPqQ σσ ⋅−= bağıntısından hesaplanan Ic > 2.6 ise, zemin daneli olarak sınıflandırılır, CQ ve Q , n = 0.5 alınarak tekrar hesaplanır ve Ic değeri (6.26) bağıntısıyla yeniden belirlenir.

a. Eğer tekrar hesaplanan Ic < 2.6 ise, zemin plastik olmayan ve daneli kabul edilerek, yeni Ic değeri sıvılaşma analizinde kullanılır.

b. Eğer tekrar hesaplanan Ic > 2.6 ise, zemin siltli kabul edilir ve n = 0.7 alınarak Ic tekrar hesaplanır. Bu şekilde bulunan Ic sıvılaşma analizinde kullanılır.

Ic ≥ 2.4 olan bütün zeminlerde zemin türünü doğrulamak ve sıvılaşabilirliği başka kriterlere göre belirlemek için numune alınarak laboratuvarda deney yapılması önerilir (Youd vd., 2001)

4. Adım Elde edilen qc1N,CS değerleri Robertson ve Wride (1998) tarafından geliştirilen eğri ile beraber kullanılarak sıvılaşma direnci CRR tahmin edilir (Şekil 6.9).

Şekil 6.9. Sıvılaşma direncini CPT verilerinden hesaplamak için önerilen eğri (Robertson

ve Wride, 1998’den)

Bu eğrinin denklemi yaklaşık olarak aşağıdaki hali almaktadır,

qc1N,CS < 50 için 05.01000

833.0 ,15.7 += CSNcq

CRR (6.29a)

50 ≤ qc1N,CS < 160 için 08.01000

933

,15.7 +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= CSNcq

CRR (6.29b)

5. Adım İyileştirilmiş Basitleştirilmiş Yöntemin 5. adımı uygulanarak, CRR değerleri, 7.5’ten farklı deprem büyüklüğüne göre düzeltilir ve sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısı hesaplanır.


6.7. VS (Kayma Dalgası Hızı) verilerine datanan kriterler Aşağıdaki yöntem Youd vd. (2001)’den özetlenmiştir.

Andrus ve Stokoe (1997, 2000) Yöntemi

1. Adım CSR, Seed ve Idriss (1971)’ten geliştirilmiş basit yöntemdeki gibi hesaplanır.

2. Adım Ölçülen Vs değerleri aşağıdaki gibi düzeltilerek VS1 değerleri elde edilir (Kayen vd., 1992; Robertson vd., 1992),

0.25

v

asS1 σ'

PVV ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= (6.30)

burada VS1 = düşey gerilmeye göre düzeltilmiş kayma dalgası hızı Pa = σ′v ile aynı birimde 1 atmosfer basıncına karşı gelen değer σ′v = efektif düşey gerilme olmaktadır.

3. Adım Sonuç olarak elde edilen VS1 değerleri ile Andrus ve Stokoe (1998) tarafından geliştirilen ilişki kullanılarak sıvılaşma direnci CRR elde edilecektir (Şekil 6.10).

Şekil 6.10. Sıvılaşma direncini VS verilerinden hesaplamak için önerilen eğri (Andrus ve Stokoe, 2000’den)

Bu eğrinin denklemi yaklaşık olarak aşağıdaki hali almaktadır,

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= *

11*1

21

5.7118.2

100022.0

sSs

S

VVVVCRR (6.31)

burada VS1*= VS1 için sıvılaşmanın gerçekleşebileceği üst sınır değerdir. VS1

* değerleri ince dane oranı ≤ %5 ve %35 arasında değişen zeminler için doğrusal olarak 215 m/sn ve 200 m/sn arasında değişmektedir.

Sıvılaşma

Sıvılaşma Yok

İnce Dane Oranı

Arazi Performansı Sıvılaşma Sıvılaşma Yok

≤ %5 %6 – %34 ≥35

Mw=7.5

≥45 20 ≤ 5 İnce Dane Oranı (%)

Veriler ile ilgili bilgiler: Mw=5.9 – 8.3 büyüklüğündeki depremlerden toplanmış ve CSR değeri (Mw/7.5)2.56 ile bölünerek düzenlenmiştir.

Çimentolanmamış, Holosen zeminleri içermektedir.

VS1 ve amaks değerlerinin ortalamaları kullanılmıştır.

Jeolojik Yüke Göre Düzeltilmiş Kayma Dalgası Hızı, VS1', m/sn

Tek

rarlı G

erilm

e ve

ya M

ukav

emet

Ora

nı, C

SR v

eya

CR

R


4. Adım İyileştirilmiş Basitleştirilmiş Yöntemin 5. adımı uygulanarak, CRR değerleri, 7.5’ten farklı deprem büyüklüğüne göre düzeltilir ve sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısı hesaplanır.

6.8. Zemin Hareketleri

6.8.1 Analitik Yöntemler Sıvılaşma nedeni ile zeminde meydana gelen deformasyonları tahmin etmek için analitik yöntemlere dayanan farklı modeller önerilmiştir (örn. Baziar vd., 1992; Jibson, 1994; Towhata vd., 1996, 1997; France vd., 2000; Shamoto vd., 1998). Bu yöntemlerin kullanılmasındaki temel güçlük, analizler için gerekli çok sayıda parametrenin belirlenmesi ve bu parametrelerin hassaslığının değerlendirilmesidir.

6.8.2 Ampirik Yöntemler Analitik yöntemlere alternatif bir yaklaşımda, sıvılaşma nedeni ile arazide meydana gelen zemin deformasyonu vakalarının istatistik analizine dayanan ampirik yöntemleri kullanmaktır. Bu konuda önerilen başlıca yöntemler Hamada vd. (1986), Youd ve Perkins (1987), Bartlett ve Youd (1992) ve Bardet vd. (2002) tarafından önerilen modelleri kapsamaktadır. Bu modellere uygulanacak yöntemler Bardet vd. (2002)’den özetlenmiştir.

Hamada vd. (1986)

Buradaki model, zemindeki yatay yerdeğiştirmeyi topoğrafik ve geoteknik parametrelere göre tahmin etmektedir,

33.05.075.0 θHD = (6.32)

burada D = yatay yer değiştirme (m) θ = zemin yüzeyinin veya sıvılaşan zemin tabanının eğimi (%) H = sıvılaşan zeminin kalınlığıdır. Youd ve Perkins (1987)

Bu modelde en büyük yatay ötelemeler sismik parametreler cinsinden tahmin edilmektedir,

MRLSI 98.0log86.149.3log +−−= (6.33)

burada LSI = zemin mukavemetine bağlı genel yer değiştirmenin en büyük genliği (inch), R = merkez üssünden (episentırdan) uzaklık (km) M = depremin moment büyüklüğüdür.

Bu model kullanılarak hesaplanan LSI 2.5 metreyi geçmemelidir (Youd ve Perkins, 1987). Bartlett ve Youd (1992)

Model, zemindeki yatay yer değiştirmeyi sismik, topoğrafik, jeolojik ve geoteknik parametrelere göre aşağıdaki gibi tahmin etmektedir,

)log()log()log()log()01.0log( 156543210 TbSbWbRbRbMbbbD off +++++++=+

158157 50)100log( DbFb +−+ (6.34)

burada D = yatay yer değiştirme, (m), M = depremin moment büyüklüğü, R = merkez üssünden (episentırdan) uzaklık, (km),

S = zemin yüzeyinin eğimi, (%), W = serbest-yüzey oranı (%),


T15 = doymuş kaba daneli zeminlerin kalınlığı N1,60 < 15, (m), F15 = ortalama ince dane oranı, (%), D5015 = T15 ’teki ortalama D50 dane boyutu (mm) olmaktadır. Katsayıların değerleri (b0, boff ve b1’den b8’e) Tablo 6.2’de verilmiştir. Model, hem serbest-yüzey, hem de eğimli-yüzey durumları için uygulanabilmektedir. Serbest yüzeylerde, b5 = 0 olmakta ve boff değeri Tablo 6.2’den alınacaktır. Eğimli yüzeylerde ise, b4 ve boff değerlerinin ikisi de 0 alınacaktır.

Bardet vd. (2002)

Model, yatay yer değiştirmeyi aşağıdaki ilişki ile tahmin etmektedir,

)log()log()log()log()01.0log( 156543210 TbSbWbRbRbMbbbD off +++++++=+ (6.35)

buradaki değişkenler (6.34) bağıntısında tanımlanmış, katsayılar ise Tablo 6.2’de verilmiştir. Bartlett ve Youd (1995) modeline benzer olarak bu model de hem serbest-yüzey, hem de eğimli-zemin durumları için kullanılabilmektedir (serbest yüzey için b5=0; eğimli yüzey için b4=0 ve boff =0).

Tablo 6.2 Bartlett ve Youd (1992) ve Bardet vd. (2002) modelleri için katsayıların değerleri.

Katsayılar Bartlett ve Youd (1995)

Bardet vd. (2002)

b0 -15.787 -6.815 boff -0.579 -0.465 b1 1.178 1.017 b2 -0.927 -0.278 b3 -0.013 -0.026 b4 0.657 0.497 b5 0.429 0.454 b6 0.348 0.558 b7 4.527 - b8 -0.922 - r2 82.60% 64.25%

Veri sayısı 467 467

Yukarıda anlatılan modellerden tahmin edilen değerlerin, ölçülen yer değiştirmelerle (Bartlett ve Youd (1992) veritabanındaki verilerle karşılaştırılması ile aşağıdaki sonuçlara varılmıştır:

(1). Youd ve Perkins, (1987) modelinin kullanılması durumunda hesaplanan ve ölçülen değerler arasında zayıf bir uyum vardır, (2). Bartlett ve Youd (1992) ve Bardet vd. (2002) modellerinin her ikisinden tahmin edilen değerlerin 2:1 ve 1:2 eğimleri için saçılımı yüksek, ancak 1:1 eğimi için yapılan tahminler ise kusursuzdur. (3). 6 parametreli Bartlett ve Youd (1992) modeli, 4 parametreli Bardet vd. (2002) modelinden daha doğrudur. Kullanılacak modelin seçimi, mevcut geoteknik verilere bağlıdır. Bartlett ve Youd (1992) modeli, zeminlerin dane boyutu dağılımı ile ilgili bilgi olması durumunda önerilmektedir (Bardet vd., 2002).


6.9. Sıvılaşma Etkilerinin Değerlendirilmesi Sıvılaşabilen bir zemin tabakasının tahmininden sonra, sıvılaşmanın yapılar (örn. binalar) üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi gereklidir. Aşağıda bu etkinin genel olarak değerlendirilmesi için önerilen ve kullanılan iki yöntem verilmiştir (Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards, 1999).

(1) Ishihara Yöntemi, Ishihara (1985)

Sıvılaşan zemin tabakasının zemin yüzeyinde hasara neden olup olmayacağına, Şekil 6.11’de gösterilen kriterler kullanılarak, bu tabakanın kalınlığının, bu tabakanın üstünde kalan zemin tabakalarının kalınlığı ile karşılaştırılmasıyla karar verilebilir. Eğer yüzeyin hemen altındaki tabakanın kalınlığı, H1, aşağıda kalan sıvılaşabilir tabakanın kalınlığından büyükse, zemin yüzeyinde meydana gelecek hasar önemsizdir. Eğer yeraltı suyu zemin yüzeyinin altında ise, Hl’in tanımlanması Şekil 6.12’de gösterildiği üzere yüzeydeki tabakanın özelliklerine bağlıdır. Kumlu zemin çökellerinde, Hl kalınlığı yeraltı suyu derinliğine eşit alınabilir.

Zemin Yüzeyi

Sıvılaşabilir tabaka

Yüzeyin altındaki tabakanın kalınlığı, H1 (m)

Sıvı

laşa

bilir

taba

kanı

n ka

lınlığı,

H2

(m)

Sıvı

laşm

a ile

ort

aya

çıka

n ze

min

has

arı

Maks. İvme 200 Gal

Maks. İvme300 Gal

Maks. İvme400-500 Gal

Şekil 6.11. Sıvılaşma ile zemin yüzeyinde meydana gelen hasarın oluşumunu belirlemek

için sınır eğrileri (Ishihara, 1985)


Sıvılaşmayan Zemin

kum

kum

kum

kum

kum

Sıvılaşmayan Zemin

Şekil 6.12. Yüzeydeki sıvılaşmayan ve altındaki sıvılaşabilir zemin tabakalarının tanımları

(Ishihara, 1985)

(2) Iwasaki vd. (1982) tarafından önerilen yöntem.

Iwasaki vd. (1982) herhangi bir sahadaki olası bir sıvılaşmanın şiddetini, sıvılaşma potansiyel endeksi, PL, isimli bir parametre ile sayısal olarak aşağıdaki gibi tanımlamışlardır,

∫= dzzwzFPL )()( (6.36)

burada z, metre biriminde yeraltı suyu seviyesinin altındaki derinlik; F(z) sıvılaşma direnci faktörü FL’nin bir fonksiyonu olarak F(z)=1- FL’e eşit, ancak FL>1.0 durumunda F(z)=0; ve w(z)=10-0.5z’dir. (6.36) bağıntısı 0 ve 100 arasında değişen PL değerleri vermektedir. Bu endeksi Japonya’da 63 sıvılaşma gözlenen ve 22 sıvılaşma gözlenmeyen sahada hesaplayan Iwasaki vd. (1982) PL değerlerinin yaklaşık olarak 15’ten büyük olduğu sahalarda sıvılaşmaya bağlı şiddetli etkiler, PL değerlerinin yaklaşık olarak 5’ten küçük olduğu sahalarda ise sıvılaşmaya bağlı hafif etkiler meydana geldiği sonucuna varmıştır (ISSMFE/TC4, 1999).


7. YAMAÇ KAYMASI TEHLİKESİNE GÖRE BÖLGELEME

Son depremlerde meydana gelen çok sayıda yamaç kayması, doğal ve yapay şevlerdeki duraysızlıkların hasarın ana nedenlerinden biri olduğunu göstermiştir. Depremler sırasındaki olası şev duraysızlıklarının gerçekleşeceği bölgelerin tahmin edilmesi için literatürde çeşitli bölgeleme yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemler yaklaşımın kapsamına göre, 1. Derece, 2. Derece ve 3. Derece olarak üç seviyede düşünülebilir (TC4 Komitesi-ISSMGE, 1997). 1. Derece Yöntemler, depremler sırasında gözlenen yamaç kayması sayısının, deprem büyüklüğünü ve dış merkezden veya faydan uzaklığı esas alarak geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin yaklaşıklığından dolayı, geoteknik ve topoğrafik koşullar hesaba katılmamıştır. Tamura (1978), Yasuda ve Sugitani (1988), Keefer vd. (1978) ve Ishihara ve Nakamura (1987) tarafından önerilen yöntemler bu kategorideki yaklaşımlardan bazılarıdır. 2. Derece Yöntemler, deprem büyüklüğü ve depremin merkez üssünden uzaklığın yanında topoğrafik ve jeolojik özellikleri de hesaba kattığından daha ayrıntılı değerlendirmeler gerektirmektedir. Bu kategorideki iki seçenek, Kanagawa Bölgesi Yönetimi (1986) ve Mora ve Vahrson (1991) tarafından geliştirilen yöntemlerdir. 3. Derece Yöntemler ise, farklı derecelerde olasılık seviyelerine göre şev duraysızlığı olan alanları belirlemek için en kapsamlı mikrobölgeleme yöntemleridir. Bu kategoride yamaç kayması potansiyeli, uygun analiz düzenine göre zemin ve kayaların geoteknik özellikleri, şev geometrisi ve deprem etkilerini temsil eden en büyük yer ivmesi kullanılarak değerlendirilir.

7.1. Depremler Sırasındaki Yamaç Kaymaları Depremler, şev duraysızlığı ve yamaç kayması tehlikelerinin en bilinen potansiyel kaynaklarıdır. Literatürde depremlerle meydana gelen yamaç kaymaları kapsamlı olarak belgelenmiştir (Okimura, 1995; Sassa vd., 1996; Harp ve Jibson, 1996; Jibson ve Crone, 2001; Esposito vd., 2000; Keefer, 1984; Ishihara, 1985; Mizuta ve Seo, 2000 (Şekil 7.1)).

Şev Duraysızlığı Gözlenen Sahalar

ÇALIŞMA ALANI K

Şekil 7.1. 1995 Hyogoken-Nanbu Depremi sırasında meydana gelen yamaç kaymalarının

dağılımı ve 50 m DEM (dijital yükselti modeli) karelajı ile elde edilen topoğrafik harita (50m aralıklarla) (Mizuta ve Seo, 2000’dan).


Bu çalışmaların bazıları hava fotoğraflarının saha gözlemleri ile tamamlanması ile (örn. Okimura (1995) ve Sassa vd. (1996)), bazıları ise depremler sırasında meydana gelen özel yamaç kaymaları ile ilgilidir. Huang vd. (2001) depremler sonucunda meydana gelen iki büyük kaya kütlesinin kaymasını, kayma başlangıcındaki yüzeye dik ivmenin etkisini (bu parametre henüz analizlerde kullanılmamaktadır) araştırmış ve kayma yüzeyine dik ivmelerin etkisinin hesaba katılması durumunda, Newmark’ın (1965) kayan blok modeli ile elde edilen yer değiştirmelerin iki katına çıktığı sonucuna varmıştır. Jibson ve Crone (2001) depremlerle tetiklenen yamaç kaymaları ve ilgili jeolojik koşulları daha detaylı olarak ele almışlardır.

Depremlerin farklı zemin koşullarında şev stabilitesine etkisi üzerine fiziksel modelleme yöntemleri ile birçok çalışma yapılmıştır. Geçmişteki çalışmalar daha çok farklı deprem ve zemin koşulları altında baraj ve şevlerin bir bütün olarak davranışı üzerine odaklanmıştır. Bu çalışmalara örnek olarak Habibian (1987) tarafından yapılan çalışma gösterilebilir. Bu çalışmada, baraj altındaki homojen olmayan zemin koşullarının, çatlama ve stabilite kaybı olasılıkları bakımından etkisi incelenmiştir. Daha güncel bir çalışma (Taboada vd., 1998) ise yer hareketi girdisi olarak kullanılan hareketin frekansının şevler üzerindeki etkisi ile ilgilenmektedir. Benzer bir şekilde, sıvılaşmayan zemin tabakalarının davranışı da, örneğin yumuşak kil zemin tabakalarının sismik davranışı üzerine odaklanan Yu ve Lee (2002)’nin çalışmasında olduğu gibi, incelenmiştir.

Birçok çalışmada sıvılaşmanın etkisi ve şevler beraber incelenmiştir (6.1 Bölümü ile karşılaştırınız). Deprem sırasındaki şev davranışının tanımı için burada en güncel çalışmalardan bahsedilecektir. Deprem etkileri altındaki şevlerin davranışı, 10° eğime kadar Nagase vd. (1994); 30° ve 45° eğimler için Madabhushi vd. (2002) tarafından incelenmiştir. Bu çalışmaların sonuçlarının uygulanabilirliği, örneğin 3° eğimli bir şev üzerine inşa edilen tarihi şehirler Sodom ve Gomorrah’ın kaybolması iki küçük silt tabakası ile ele alınarak, incelenmiştir (Haigh ve Madabhushi 2002a). Şev ve dolgularda borulanmadan kaynaklanan ilave etkiler Pilgrim ve Zeng (1994) ve Hayashi vd. (2002) tarafından araştırılmıştır. Farklı tabakalarda ve şevlerde sıvılaşma etkisi ise Imamura vd. (2002a) tarafından incelenmiştir.

7.2. Şev Stabilitesi Analizleri Sismik hareketlerle meydana gelen yamaç kaymasına göre bölgeleme, diğer tehlikelere göre bölgelemede olduğu gibi, temel olarak yamaç kaymalarına bağlı yerleşim planlama faaliyetlerini desteklemeyi ve olası can ve mal kayıplarını düşürmeyi amaçlar. Yamaç kayması tehlikesine göre bölgeleme, belirli bir süre için duraysızlığın meydana gelme olasılığı eşit olan bölgelerin haritalanması olarak tanımlanır (Varnes, 1984). Yamaç kayması tehlikesine göre bölgelemede doğruluk derecesi içiçe geçmiş birçok faktöre bağlıdır:

1. Ölçek; uygulanacak çalışmanın ölçeği haritanın kullanım amacına göre belirlenir, ölçek kullanılacak yöntem, mevcut veri ve veri kalitesi ile uyumlu olmalıdır.

a. Bölgesel ölçekteki çalışmalar: (1:1,000,000 – 1:50,000) bu tür çalışmalar temel olarak bölgesel planlamacılara şev stabilitesi problemi olan geniş alanları belirlemek bakımından yardımcı olur. Bu alanlar sonra daha ayrıntılı çalışmalarla incelenebilir.

b. Orta ölçekteki çalışmalar: (1:100,000 – 1:10,000) bu çalışmalar bölgesel planlama, yerel mühendislik çalışmaları, altyapı planlaması, konut yerleşimi ve endüstriyel projeler için kullanılabilir.

c. Detaylı çalışmalar: (> 1:5,000) bu çalışmalar çoğunlukla belirli sahaların tehlike durumları ile ilgilenen özel şirketler veya belediye kuruluşları için yapılır.


2. Veri bulunması; temel olarak beş ana bilgi kaynağı vardır: yayın taraması, mevcut haritalar, uzaktan algılama verileri, hava fotoğrafları ve laboratuvar deney sonuçları.

3. Kullanılan yöntemler; sismik yamaç kaymasına yönelik tehlike analizi için üç basit yaklaşım bulunmaktadır. Bunlar, istatistiksel, eşdeğer statik ve kalıcı-yer değiştirme yaklaşımlarıdır. Bu yaklaşımlar sonraki bölümlerde ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

7.2.1 İstatistiksel Yaklaşımlar İstatistiksel yaklaşımlar, tehlikeyi “geçmiş, geleceği tahmin eder” kabulü ile değerlendirir. Tehlike, geçmiş yamaç kayması vakaları ve bunları etkileyen faktörler arasındaki korelasyonlar ile değerlendirilir. Bu analizlerin sonuçları, tahmin edilen bir kayma ihtimali ile tehlike derecesini gösteren bir indeks arasında değişebilmektedir.

En az veriye ihtiyaç duyan istatistiksel yaklaşımlar, deprem büyüklüğü veya şiddeti ile farklı olasılığa sahip yamaç kaymalarının meydana gelebileceği uzaklıklar arasında basit ilişkiler kurmayı amaçlamaktadır (Tamura, 1978; Ishihara ve Nakamura, 1987; Yasuda ve Sugitani, 1988; Keefer ve Wilson, 1989; Papadopoulos ve Plessa, 2000; Prestininzi ve Romeo, 2000).

Malzeme özellikleri hakkında bilgi içermemeleri nedeni ile, yukarıda bahsedilen çalışmalar sadece genel amaçlar için kullanılabilirler ve bu nedenle sahaya özel değerlendirmeler veya sismik mikrobölgeleme amaçları için uygun değildirler. Fakat, yerel jeoloji, zemin ve yeraltı suyu koşulları ile ilgili bazı ilave bilgilerle, tehlike değerlendirmesinin doğruluğu kayda değer bir şekilde iyileştirilebilir. Bu tür bilgiler, yayınlanmış topoğrafya, jeoloji ve hidroloji haritalarından elde edilebilir. Bu verileri tehlike bölgelerini tanımlamak için kullanan yaklaşımlar aşağıda özetlenmiştir.

Kanagawa Bölgesi Yönetimi (1986) tarafından önerilen yöntem, Japonya’da meydana gelen 3 büyük deprem sırasındaki şev kaymalarını esas almaktadır. Buna göre, şev duraysızlığını kontrol eden 7 faktör vardır:

a) en büyük yüzey ivmesi b) ortalama yükseklikteki kontür çizgisinin uzunluğu c) yükseklikler arasındaki en büyük fark d) tipik bir yamaçtaki kayanın sertliği e) fayların toplam uzunluğu f) yapay olarak kesilen veya doldurulan şevlerin toplam uzunluğu g) her hücredeki tipik şevlerin topoğrafyası

Çalışmada her faktörün ağırlığı değerlendirilmiş ve tüm faktörlerin ağırlıklarının toplanması ile her hücre için toplam olasılık faktörü (W) belirlenmiştir. Toplam olasılığa, W, dayanarak her hücre için olası şev kaymalarının sayısı tahmin edilebilir. Bu çalışmada, 1:50,000 ve 1:25,000 ölçekleri ve 500m × 500m hücre boyutları kullanılmıştır.

Mora ve Vahrson (1993), Orta Amerika’da şiddetli yağmur ve depremlere bağlı vaka analizlerine dayanarak kayma olasılığını belirleyen faktörleri relatif yükselti, litoloji koşulları ve zemin suyu olarak belirlemiştir. Sismik şiddet ve yağmur şiddeti tetikleyen faktörler olarak tanımlanmıştır. Bu faktörleri beraber değerlendirerek, bir yamaç kayması tehlikesi endeksi ve buna bağlı olarak şev kayması tehlikesinin bir ölçüsü elde edilebilir. Elde edilen olasılık seviyesi “ihmal edilebilir” ile “çok yüksek” arasında değişmektedir.

Keefer (2000) 1989 Loma Prieta Depremi ile tetiklenen yamaç kaymalarının istatistiksel analizini yapmış ve yamaç kayması yoğunluğunun (kilometre karede meydana gelen yamaç kayma sayısı) merkez üssünden uzaklığa, şev eğimine, litolojiye bağımlılığını incelemiştir.



Coe vd. (2000), USGS’in 10 m’lik (100 m2 hücre alanı) dijital yükselti modellerinden (DEM’lerden) harita üzerinde gösterilen şevlerde meydana gelen tarihsel yamaç kaymalarının istatistiksel analizini yapmıştır. Her yükselti hücresi için, çevre hücrelerden en büyük yükseklik değişimini veren değere dayanarak, bir eğim değeri çıkarılmıştır. Yollar ve demiryolları, 1:24,000 ölçekli USGS dijital çizgi grafiği (dlg) veri tabanından alınmıştır. Kayan kontrol dairelerinin içinde meydana gelen yamaç kayma sayısını esas alarak belirlenen yamaç kayması yoğunluğukları harita üzerinde gösterilmiştir (Bkz. Campbell, 1973). Yazarlar tarafından geliştirilen Kontrol dairesi yazılımı kullanılarak yamaç kayması yoğunlukları aşağıdaki gibi berlirlenmiştir. İlk olarak, Seattle şehri dijital olarak 25 x 25 m’lik (625 m2) hücrelere ayrılmıştır. Sonra, 40,000 m2 (4 hektar, 200 x 200 m boyutundaki bir hücrenin alanına eşdeğer) alanındaki bir kontrol dairesi dijital olarak her hücrenin merkezine yerleştirilmiş ve daire içinde kalan yamaç kaymaları sayılmıştır. Daha sonra, her 4 hektarlık kontrol dairesi içindeki yamaç kayması yoğunluğu veya yamaç kayması sayısı, dairenin merkezindeki her 625 m2 alana sahip hücreye atanmıştır. 625 m2’lik hücrelerden oluşan karelaj, daha sonra konturlama ve ortalama meydana gelme aralıkları ile aşılma olasılıklarını hesaplamak için kaydedilmiştir. 625 m2’lik hücre alanının kullanılmasının nedeni yaklaşık olarak bu değerin şehirdeki ortalama bir bina yerleşim alanına karşı gelmesidir. 4 hektarlık kontrol dairesi de Seattle bölgesinde meydana gelen en büyük yamaç kaymasının alanının yaklaşık olarak bu değere eşit olması nedeni ile kullanılmıştır.

Wasowski ve Del Gaudio (2000), tarihsel ve tarih öncesi yamaç kaymalarının ve bölgesel sismisitenin istatistiksel analizine dayanan bir yamaç kayması tehlikesi değerlendirme yöntemi geliştirmiştir.

Parise ve Wasowski (1999) İtalya’da seçilen üç şehir için şev duraysızlığı ile ilgili tarihsel veriler ve hava fotoğraflarını beraber kullanarak yamaç kayması aktivitesini gösteren haritalar oluşturmuştur. Bu haritalar, şev duraysızlığına neden olan koşullar ve işlemler yerine, şev stabilitesinin etkilerine odaklandığı için kütle hareketlerine bağlı tehlikenin değerlendirilmesinde bir kısayol oluşturmaktadır. Yamaç kayması aktivitesinin havadan belirlenecek meydana gelme sıklığı ile bulunması yamaç kayması tehlikesine göre bölgeleme için kullanışlı bir araçtır.

Parise ve Jibson (2000) 1994 Northridge Depremi ile tetiklenen yamaç kaymalarının istatistiksel analizine dayanan farklı jeolojik birimlere göre bir olasılık derecelendirmesini önermiştir. Bu yöntemde, yamaç kayması için morfolojiler çeşitli parametrelerin yardımı ile tanımlanmıştır (alan, uzunluk, genişlik, genişlik oranı, şev açısı). Burada, her jeolojik birimin relatif sismik yamaç kayması olasılığı iki parametre yardımı ile derecelendirilmektedir: 1) Olasılık indeksi (bir jeolojik birimde yamaç kayması yaratabilecek alanın, toplam yüzey alanına oranı), 2) frekans indeksi (her birimin kilometre karesine düşen yamaç kayması sayısı).

7.2.2 Eşdeğer-Statik Yaklaşımlar Eşdeğer statik koşullar altındaki analizin amacı, yamaç kaymaları için güvenlik katsayılarını (Fs) ve kritik ivme katsayılarını elde etmek ve yamaç kayması beklenmeyen alanları belirlemektir. Kritik ivme, bir şevde kaymanın başlayacağı ivme değeridir. Bu ivme değeri genellikle yatay ivme bileşenlerini ifade etmekte ve şev rijit bir cisim gibi kabul edilerek şev boyunca sabit alınmaktadır. Güvenlik katsayısı ise, kaymanın başlangıç aşamasındaki mukavemet kaybı olarak tanımlanmaktadır. Kaymanın başladığı durum, limit denge durumu olarak adlandırılmaktadır. Bu nedenlerden dolayı, güvenlik katsayısı ve kritik ivme değeri, bir anlamda mevcut mukavemetin göstergeleridir. Kritik ivme değeri,


yük faktörü ile, güvenlik katsayısı ise mukavemet ile ilişkilidir. Bir dönüm noktası sayılan çalışmasında, Newmark (1965) deprem etkileri nedeni ile yamaç kaymasına maruz kalan bir şevin modellenmesi için, eğimli bir düzlem üzerinde dengede duran bir bloğa, model edilen şev ile aynı ivmelerin etkitilmesini önermiştir. Bu şekilde, statik ve dinamik kuvvetler toplamının kayma yüzeyinin dayanımını aştığı her durumda blok hareket edecektir. Newmark düzlemsel kayma durumunda kritik ivmeyi hesaplamak için aşağıdaki ilişkiyi tanımlanmıştır:

αsin)1( −= FSac (7.1)

burada FS şevin statik güvenlik katsayısı ve α yaklaşık olarak şev açısı ile ifade edilebilecek kayan blok yüzeyinin açısıdır.

Yukarıda anlatılan geoteknik incelemelerden ve eşdeğer statik yaklaşımlardan elde edilen verilerin birleştirilmesi ile şev stabilitesine göre daha iyi bir bölgeleme elde edilebilir. Elde edilen sonuçlar, sahaya özeldir ve 1:5,000 ölçeğe kadar olabilir.

Bir ikinci yaklaşım ise, Wilson vd. (1979) tarafından kayan bir ince zemin tabakasında kaydıran ve kaymaya karşı koyan kuvvetleri eşitleyerek önerilmiş ve aşağıdaki ilişki elde edilmiştir:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−+= )sintan(cos θφθ

γhcgac (7.2)

burada ac: kayma sırasındaki kritik ivme, g: yer çekimi ivmesi, c: zeminin kohezyonu, φ: tabakanın içsel sürtünme açısı,

γ: zeminin birim hacim ağırlığı, θ: şev açısı, h: kayan tabakanın kalınlığı

olmaktadır. Araştırılacak bölge için bir jeolojik harita, her formasyon için yukarıda bahsedilen zemin özellikleri ve eğim haritasının olması durumunda, bu haritaların GIS ortamında üst üste bindirilmesi ile kritik ivmeler hesaplanabilir ve beklenen deprem ivmesi haritası ile karşılaştırılarak sismik nedenlerle yamaç kayması gerçekleşme ihtimali olan alanlar belirlenebilir.

Siyahi ve Ansal (1999) güvenlik katsayısını kayma mukavemeti açısı, φ ve stabilite sayısı N1 terimleri ile tanımlamayan bir yöntem önermişlerdir. Buna göre:

1tan NFs φ= (7.3)

olmakta ve N1, şev ve kayma yüzeyinin yerleşimini temsil etmektedir (Şekil 7.2). Minimum N1 değerinin değişimi, şev açısı ve deprem ivmesinin bir fonksiyonu olarak gösterilmektedir. Buna bağlı olarak, her hücre için topoğrafyanın (şev açısı), zeminin kayma mukavemeti açısının ve beklenen deprem ivmelerinin bilinmesi durumunda, güvenlik katsayısı hesaplanabilir. Buna göre, güvenlik katsayısının 1’den küçük, 1 ve 1.5 arasında ve 1.5’ten büyük değerleri sırasıyla yüksek, orta ve düşük derecede riske karşı gelmektedir.


Şekil 7.2. Stabilite sayısının şev açısı ve en büyük yer ivmesi ile değişimi

(Siyahi ve Ansal, 1999).

Del Gaudio vd. (2000) 1995’teki Acquara-Vadoncello yamaç kaymasında kısa aralıklarla tekrarlanan düşük manyitüdlü depremlerin etkilerini belirlemek için eşdeğer statik yaklaşımı kullanmıştır. Çalışma, sismik bölgelerdeki şev duraysızlığına etki eden farklı koşullar arasındaki karşılıklı etkileşimin karmaşıklığına işaret etmekte, yamaç kaymasının gelişiminde sismik şokların etkilerinin, farklı sarsıntı özelliklerine ve şevin fiziksel-geometrik özelliklerinin değişimine bağlı olarak çok değişken olabileceği göstermektedir. Bu durum, şevin hasar görebilirliğini değiştirebilir ve kayma olayının eşiğini tetikleyebilir. Bu nedenle, benzer koşullar altındaki kütle hareketini tahmin etmek için bütün bu faktörleri ve aralarındaki etkileşimi düşünmek bir gerekliliktir.

Nagarajan (2002) sıvılaşma potansiyelini de hesaba katarak, deprem ve/veya yağmurlara bağlı yamaç kayması tehlikesinin hızlı “değerlendirmesi” için bir yöntem geliştirmiştir. Bu yöntem daha sonra depreme ve muson ikliminin belirsizliklerine karşı hassas olan kuzeydoğu Hindistan’ın bir bölümünde denenmiştir. Bu yöntemin, sismik olayların etkisi altındaki diğer tropik/muson iklimindeki veya plaka sınırlarındaki bölgelerde kullanılması önerilmiştir. Bu yöntem, yamaç kayması tehlikesi indisini, yağmur ve deprem endekslerinin toplamından oluşan bir toplam olarak tanımlamaktadır. Toplam yamaç kayması tehlikesi indisini oluşturan bu indisler aynı zamanda arazi örtüsü, yüzey drenajı, morfoloji, şev malzemesi, kaya türü, yönlenme/çatlak süreksizlikleri, jeolojik yapı, hidroloji, yağmur ve sismik koşullar gibi bazı terimlere göre kendi içinde tanımlanmaktadır. Her ne kadar çalışmada gösterilmese de, yazarlar yöntemin coğrafi bilgi sistemleri (GIS) ile birlikte kullanılabileceğine işaret etmektedir.

Luzi vd. (2000) Serchio Nehri baseninin üst bölümlerinde (Tuscany, İtalya) depremler sırasındaki şev kayma olasılığını, kritik yatay yer ivmesi bakımından alt bölgesel ölçekte (1:10 000) incelemişlerdir. Bu çalışmada sonsuz şev analizi en uygun yöntem olarak seçilmiş, fakat geoteknik, geometrik ve hidrolojik parametrelerin mekansal değişimlerinden kaynaklanan hatanın değerlendirilmesine özel ilgi gösterilmiştir. Jeolojik, jeomorfolojik ve hidrolojik veriler arazi incelemelerinden, geoteknik parametreler ise yerel yöneticilerden toplanmıştır. Monte Carlo yöntemi ve birinci dereceden bir moment yöntemi uygulanarak, şevin kayma tehlikesini değerlendirmedeki hataları tahmin etmek için karşılaştırılmış ve iki yöntem arasındaki farklar ele alınarak, her şev için sırasıyla kritik yatay ivmeyi ve kayma olasılığını gösteren iki harita hazırlanmıştır.


Mizuta ve Seo (2000) sonsuz şev modelinde güvenlik katsayısının hesaplanmasında, yeraltı suyu seviyesini de kullanmıştır. Bu çalışmada, yağmurdan önce ve sonra deprem meydana gelmesi halleri için güvenlik katsayısındaki değişimi göstermek üzere iki vaka analizi (1995 Kobe Depreminden gözlemlere dayanan) yapılmıştır.

7.2.3 Kalıcı Yer Değiştirme Yöntemleri Deprem kaynaklı şev kaymalarının haritalanması olgunlaşarak, bölgeleme araştırmaları yapmak için yaygın olarak kabul edilen bir çerçevenin oluştuğu, bir alan haline gelmiştir. Bu çerçeve, Newmark’ın kayan bir bloğun yer değiştirmesini esas alan yöntemi üzerine oturtulmuştur (Newmark, 1965). Etkitilen yer ivmesinin kritik ivmeden büyük olması durumunda, güvenlik faktörü geçici olarak 1’den küçük olmakta ve kütle şevden aşağıya kaymaktadır. İvmelerin çok kısa bir süre için devam etmesi nedeni ile, hareket bir süre sonra duracaktır. Şevin güvenliği, bu yer değiştirme ile değerlendirilmektedir. Newmark, kayan kütlenin yer değiştirmesini belirlemek için, eşdeğer kayan blok modelinin kullanılmasını önermiştir. Bu modelde, kayan cismin kütlesi (eğik yüzeyde hareket eden), aynı kritik ivmenin elde edildiği eşdeğer bir düzlemin yüzeyine konulmaktadır. Daha sonra, hareket halinde kritik ivmede bir değişim olmadığı kabul edilerek, yer değiştirme kayan bloğun hareket denklemi iki defa entegre edilerek hesaplanır. Newmark’ın modeli, tekrarlı boşluk suyu basıncının etkisi de dahil edilerek Sarma (1975) tarafından geliştirilmiştir. Wilson ve Keefer (1983) Newmark yönteminin doğal şevlerdeki yamaç kaymalarının dinamik davranışını modellemede makul ve kullanışlı sonuçlar verdiğini göstermiştir.

Bunu takip eden yıllarda, Wieczorek vd. (1985) Newmark yöntemindeki sınıflandırma kriterlerini kullanarak Kaliforniya’daki San Mateo şehrindeki sismik yamaç kayması olasılığını gösteren deneysel bir harita hazırlamışlardır. Wilson ve Keefer’de (1985) Kaliforniya’daki Los Angeles bölgesinde sismik şev duraylılığının bölgesel değerlendirmesinde Newmark yöntemini esas almıştır. Diğer taraftan, Newmark yöntemine göre tahmin edilen yer değiştirmeler, her zaman arazide ölçülebilen şev hareketlerine doğrudan karşı gelmemekte, bunun yerine, modellenen yer değiştirmeler arazi performansı ile korelasyonlar kurmak için bir indis sağlamaktadır. Newmark yönteminin tahminler yürütebilmek yönünüden kullanılabilirliği için, modellenen yer değiştirmeler sayısal olarak arazi performansı ile ilişkilendirilmelidir (Jibson vd., 1998, 2000).


Jibson vd. (1998) şevlerin dinamik performansını Newmark (1965) tarafından geliştirilen kalıcı yer değiştirme analizini kullanarak değerlendirmişlerdir. Yazarlar, Northridge Depremini, tetiklenen yamaç kaymaları ile ilgili faktörlerin detaylı bölgesel analizine imkan veren tüm veri gruplarının bulunduğu ilk deprem olarak tanımlamıştır. Bu veri grupları (1) depremle tetiklenen yamaç kaymalarının kapsamlı envanterini (Harp ve Jibson, 1996), (2) yamaç kayması gözlenen bölgede kaydedilen ana şoka ait yaklaşık 200 kuvvetli yer hareketini, (3) bölgenin detaylı (1:24,000-ölçekli) jeoloji haritalarını, (4) jelojik birimlerin özellikleri ile ilgili kapsamlı verileri ve (5) yüksek çözünürlüğe sahip dijital topoğrafik yükselti modellerini içermektedir. Burada Arias Şiddeti ve Newmark yer değiştirmeleri arasında bir ilişki tanımlanmıştır. Newmark yer değiştirmeleri ve Northridge Depremi ile tetiklenen yamaç kaymalarının envanteri arasında; tahmin edilen yer değiştirmeleri daha büyük şev kaymaları ile ilişkilendirmek için karşılaştırma yapmıştır. Çalışma, şev kaymasını tahmin edilen Newmark yer değiştirmesinin bir fonksiyonu olarak veren bir bağıntı sağlamaktadır.

Newmark yer değiştirmesi ve Arias Şiddeti veya PGA gibi deprem parametreleri arasında basitleştirilmiş ilişkiler kurmaya çalışan çalışmaların tersine, Miles ve Ho (1999) Newmark


yöntemini bir bütün olarak uygulamış ve ivme kayıtlarını kullanarak yer değiştirmeleri hesaplamıştır. Bu çalışmaya göre, Newmark yer değiştirme yöntemini kullanarak yerel duraysızlık bölgelemesi için ideal yer hareketi girdisi, ilgilenilen fay üzerinde meydana gelen ve uygun bir büyüklüğe sahip depreme ait ivme kaydıdır. Bu tür kayıtların elde edilmesinin güç ve bazı durumlarda imkansız olması nedeni ile, çalışmada yapay ivme kayıtları kullanılmıştır. Model edilen ivme kayıtlarına detaylı Newmark analizleri uygulanarak, CBS (GIS) bazlı bir örnek vektör geliştirilmiştir. Sonuçlar, basitleştirilmiş yaklaşımlardan elde edilenler ile karşılaştırılmıştır.

Miles vd. (2000) Newmark'ın kayan blok analojisini esas alan 4 kalıcı yer değiştirme modelini bölgesel sismik şev performansını değerlendirmek için karşılaştırmıştır. Modeller özellikle Newmark yer değiştirmesi ile ilişkilendirmede kullanılan yer hareketi tanımlayıcısına göre değişmektedir. Modellerin ilki en büyük yer ivmesini EBİ (PGA) kullanmaktadır. İkincisi, EBİ’yİ kullanmakta ancak yer değiştirmeleri hakim periyot ve eşdeğer tekrar sayısı ile oranlamaktadır. Üçüncü yöntem, Arias şiddetini kullanmaktadır. Dördüncü yöntem, modellemeyle elde edilen ivme kayıtlarının çift integrasyonu ile toplam yer değiştirmeleri hesaplamaktadır. Modeller, Kaliforniya’da San Francisco yakınlarındaki doğu Oakland karesinin sismik şev performansını belirlemek için CBS (GIS) ile uygulanmıştır. Sonuçta elde edilen şev-performans haritaları, görsel olarak ve istatistiksel analizlerle potansiyel farkları ortaya çıkarmak ve karar verme mekanizmasında tek bir yaklaşımın kullanılmasının etkilerini değerlendirmek için karşılaştırılmıştır. Bu haritalar karşılaştırma amaçları için oluşturulmuştur, bu nedenle bunların kritik karar verme araçları olarak kullanılmaları uygun değildir. Modeller, farkedilir derecede farklı şev performansları vermektedir. Bunlar arasından özellikle EBİ’ye dayanan modeller ortalama olarak en yüksek Newmark yer değiştirmesini tahmin etmektedir. Buna bağlı olarak, şev-performans modellerinin çeşitliliği düşünüldüğünde, uygulamada çalışanların tek bir model üzerine dayanan yaklaşımlardan kaçınması önerilmektedir. Bunun yerine, potansiyel tehlikeye daha iyi bir bakış açısı sağlamak için çoklu modeller CBS çatısı altında uygulanabilir ve daha çok bilgiye dayanan bir karar verme sağlanabilir. Miles vd. (1999) yukarıdaki yayında dördüncü yöntem olarak bahsedilen yaklaşımda, Newmark’ın klasik yer değiştirme yönteminde simulasyonla elde edilen ivme kayıtlarının iki katlı integrasyonuna dayanan yöntemi gelirmiştir. Newmark yönteminin bölgesel analiz için genişletilmesi ile, geleneksel Newmark analizindeki güçlükleri (örn. deprem kaydı seçimi ve bilgisayar işlem süresi) aşmak için basitleştirilmiş yaklaşımlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Mevcut coğrafi bilgi sistemlerinin esnekliği ve bilgisayar işlem zamanlarındaki hızlanma, yöntemin yer hareketlerinin özelliklerini belirlemedeki esnekliğini kaybetmeden geleneksel Newmark analizinin bölgesel ölçekte uygulanmasını ekonomik hale getirmektedir. Geleneksel Newmark yöntemi gerçek veya yapay ivme kayıtları kullanılarak uygulanabilir. Kaynak ve sahanın fiziksel parametrelerini hesaba katarak farklı sismik bölgelerde uygulanabilirliği arttıran popüler bir stokastik ivme kaydı simulasyonu regresyon analizi için çok uygundur. Konvensiyonal Newmark yönteminin sonuçları, üç basitleştirilmiş Newmark modelinden elde edilenlerle benzer bölgesel dokular sergilemektedir. İlk model, deprem özelliklerini belirlemek için Arias şiddetini hesaba katmaktadır. Diğer modellerde ise en büyük yer ivmesi (EBİ) kullanılmaktadır. Geleneksel ve basitleştirilmiş her dört modelde de, elde edilen Newmark yer değiştirme büyüklükleri önemli derecede farklılaşmaktadır. Bu bağlamda, basitleştirilmiş modeller genellikle daha büyük yer değiştirmeler hesaplamakta, diğer bir deyimle daha güvenli tarafta kalan sonuçlar vermektedir. Her ne kadar bir miktar güvenli tarafta kalsa da, Arias şiddetini esas alan model ile tahmin edilen alansal dağılım, geleneksel analizle elde edilen sonuçlarla en iyi karşılaştırılabilecek sonuçtur. Arias şiddetinin, depremlerle meydana gelen yamaç kayması potansiyeli ile ilişkisi oldukça iyidir. EBİ değerlerini esas alan modeller ise EBİ


azalımına çok hassas ve çok daha güvenli taraftadır. Bu nedenle, bu modeller kullanılırken dikkatli olunmalıdır. Geleneksel ve basitleştirilmiş modeller arasında girdi, işlem süresi ve sonuçlara göre farklılıklar, bu etkenlerin her birinin farklı rolü olduğunu ortaya koymaktadır. Basitleştirilmiş modeller büyük alanlar için veya Monte Carlo simulasyonları ve olasılıksal tehlike analizi gibi uygulamalar için çok uygundur. Geleneksel Newmark yöntemi orta büyüklükteki alanlara uygulanabilir ve gerçek deprem kayıtları veya simulasyonla yer hareketi özelliklerinin belirlenerek kullanılması için bir seçenektir. Romeo (2000) depremlerle meydana gelen yamaç kaymalarının yer değiştirmelerini tahmin ederek, deprem yükleri altındaki kayan bir kütleyi etkileyen birleşik sismik yer değiştirmeleri belirlemek için Newmark modelini kullanmıştır. Bu modelde sismik şev stabilitesi, mekanik zemin özelliklerine, boşluk suyu basıncı dağılımına ve şev geometrisine bağlı olarak kritik ivmeler cinsinden ölçülmektedir. Harekete geçirici sismik kuvvetler, ivme kayıtları esas alınarak kaynaktan enerji dağılımı, yayılma ve yerel saha etkilerine bağlı olarak araştırılmıştır. Yöntem, beklenen yamaç kayması yer değiştirmelerinin yayılmasını fay kırığından uzaklığının tersinin fonksiyonu olarak vermek için, sismik kuvvetlerin enerjilerini, kayan kütlenin dinamik kayma dirençlerine ilişkilendiren azalım bağıntılarının genel yapısına sahip olan ilişkilerin kalibrasyonuna dayanmaktadır. Bu ilişkilerle hesaplanan yer değiştirmenin büyüklüğü, şev kaymalarının meydana gelmesini tahmin etmek için bir kriter sağlamaktadır. Sonuçta, deterministik ve olasılıksal olarak sismik yamaç kayması yer değiştirmelerini gösteren haritalar, sırasıyla sismik yamaç kayması senaryoları ve deprem kaynaklı yamaç kayması tehlike haritaları için bir araç olarak ortaya çıkmaktadır. Luzi ve Pergalani (2000) İtalyan verilerini kullanarak, Newmark modelinin uygulanması ile bulunan yer değiştirmelern hesaplanması için, biri bazı yamaç kayması örneklerine, Arias Şiddetine dayanan ve diğeri Spektral Şiddetleri esas alan iki ampirik ilişki önermiştir.

Luzi ve Pergalani (1996) yamaç kayması olabilirliğini statik, eşdeğer statik ve dinamik koşullar altında değerlendirmiş ve Fabriano bölgesi için şev duraysızlığına göre bölgeleme haritaları üretmiştir. Dinamik analiz için Newmark modeli uygulanmış ve alınan iki ivme kaydının çalışma alanını temsil ettiği kabul edilerek, bu kayıtlar Newmark yer değiştirme analizinin girdisi olarak kullanılmıştır.

Biondi vd. (2000) Newmark’ın kayan blok analizini esas alarak boşluk suyu basıncının etkisini analiz etmiştir. Doygun kohezyonsuz zeminlerin oluşturduğu şevlerde, sismik yüklemeler boşluk suyu basıncında artışa, ve dolayısıyla efektif gerilmelerde önemli kayıplara neden olabilir. Sismik şiddete ve sismik yükleme öncesindeki efektif gerilme koşullarına bağlı olarak meydana gelecek ilave boşluk suyu basınçları şev kaymasına neden olabilir. Şev hareketleri, boşluk suyu basıncındaki artış nedeni ile başlangıç kritik ivme değerlerinden küçük sismik ivmeler için dahi meydana gelebilir. Bu çalışmada, sonsuz şevlerin sismik davranışı için basitleştirilmiş bir yöntem tanımlanmış ve relatif sıkılık ve başlangıç boşluk oranı gibi ilgili zemin parametrelerinin etkilerine dikkat çekilmiştir.

Silva vd. (2000) daha kapsamlı tehlike bölgelerine göre haritalama yapmak için önemli bir adım atarak Newmark analizini, yağışlı mevsimlerdeki deprem durumunu da suya doygun zeminler için şev koşullarını da inceleyerek genişletmiştir.

Yamaç kaymasına göre bölgeleme üzerine bazı kapsamlı çalışmalar özel olarak depremler gibi tetikleyici mekanizmalar üzerine yoğunlaşmamakta, fakat buralardan elde edilen fikirler sismik yamaç kayması tehlikesine göre kullanılabilmektedir (Carrara vd., 1991; van Westen vd., 1997; Aleotti ve Chowdhury, 1999)


Yukarıda açıklandığı üzere, sismik yamaç kayması tehlikesinin değerlendirilmesi ve benzer olasılık seviyesine sahip alanların bölgelemesi için çeşitli yöntemler mevcuttur. Gerekli ölçeği istenen verilerin mevcudiyetini ve erişilebilirliğini ve hesaplamalar için harcanacak emeği göz önüne alarak araştırmacı veya mühendis bir bölgede yamaç kayması tehlikesini değerlendirmek için uygun yöntemi seçebilir. Bilgisayar araçlarının, özellikle CBS teknolojisinin gelişimi, hesaplama için harcanan zamanı azaltmış ve daha karmaşık yöntemlerin kolaylıkla uygulanmasına imkan tanımıştır. Bu noktada, Carrara vd. (1999) aşağıdaki noktalara dikkat çekmiştir: Bilgisayarla hazırlanan haritalar el ile hazırlanmış benzer haritalara göre daha doğru ve güvenilir kabul edilmektedir. CBS bazlı programlarla verilerin sistematik işlenmesi ile elde edilen sonuçlar daha objektif olmakta ve veri işlemesi uzman olmayan kişiler tarafından da yapılabilmektedir. Carrera vd. bu kabullerin, verileri sayısal formata çevirme veya tehlike değerlendirmesinde ve özel tehlike işlemlerinde, CBS araçlarının uzman olmayan kişiler tarafından kullanılması durumunda rastgele veya sistematik bazı hatalara neden olabileceğini belirtmektedir.

Bu çalışmada açıklanan yöntemlerin çoğunluğu yamaç kayması tehlikesinin mekansal dağılımı üzerine yoğunlaşmaktadır. Fakat, şev duraysızlığını gösteren ideal bir harita, mekansal dağılımın yanında zamanla ilgili koşullar üzerine de bilgi sağlamalıdır. (Varnes, 1984). Zaman kavramı, belirli bir süre içinde meydana gelme olasılığı olarak ifade edilebilir. Sismik olaylarla meydana gelen yamaç kaymaları üzerine yapılan çalışmalar için bu daha kolay hale gelmektedir, çünki tetikleyici depremlerin meydana gelme olasılığı, belirli bir zaman aralığı için yamaç kayması meydana gelme olasılığı ile ilişkilendirilebilmektedir.


8. BULGULARIN ARAZİ KULLANIM YÖNETİMİ İÇİN SENTEZİ

8.1. Farklı Bölgelerin Belirlenmesi Çok sayıda sismik mikrobölgeleme çalışmasında yapıldığı üzere, jeolojik birimler, deprem yönetmeliklerindeki zemin sınıfları, ortalama kayma dalgası hızı, en büyük yer ivmesi, spektral ivme, Arias şiddeti, Modifiye Mercalli Şiddeti gibi çeşitli parametreler esas alınarak farklı bölgelerin birbirinden ayrılması mümkündür. Fakat, Finn (1991) tarafından işaret edildiği üzere, sismik mikrobölgeleme parametresinin seçimini kontrol etmesi gereken en önemli nokta, son ürün olarak elde edilen sismik mikrobölgeleme haritalarının amacı veya amaçlanan kullanımıdır. Bir seçenek, sismik mikrobölgeleme haritalarının ulusal deprem yönetmelikleri ile beraber kullanılan küçük ölçekli sismik tehlike haritalarının yerini almasıdır. Bu durumda bölgeleme parametreleri, yönetmelikte tasarıma yönelik işlemler, örneğin tasarım spektrumu, ile uyumlu olmalıdır. Fakat bu düzenlemenin uygulanması, araştırılan bölge ile sınırlı kalacak ve bölgenin kalan bölümünde yerel ulusal sismik tehlike haritaları geçerli olacaktır. Bu durumun, özellikle sınır bölgelerdeki tasarım işlemlerinde karışıklıklar yaratma ihtimali vardır.

Sismik mikrobölgelemenin ana amacı, uzun dönemdeki şehir planlaması için kullanılmasıdır. Yer sarsıntısı şiddeti, sıvılaşma olasılığı ve yamaç kaymasına göre sismik mikrobölgelemenin göz önüne alınması ile, şehir planları nüfus ve yerleşim yoğunluğu özelliklerini değiştirmek için düzenlenebilir. sonraki bölümde de özetlendiği üzere, birçok durumda sismik mikrobölgeleme çalışmaları, deprem beklenen önemli tarihsel geçmişe sahip ve çok sayıda bina stoğu olan şehirlerde uygulanmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmaların kısa dönemde şehir planlaması üzerinde etki yaratmasını beklemek zor ve gerçekçi değildir. Fakat, bina stoğunun hasar görebilirliği üzerine ilave çalışmalar ve deprem senaryosu çalışmaları yapılarak, önem durumuna göre bina stoğunu güçlendirmek ve deprem etkilerini azaltmak için gerekli deprem sonrası hazırlıklarda öncelikleri belirlemek amacıyla kısa ve/veya uzun vadeli planlar yapılabilir (Bendimeraad, 2002; Hays vd., 1998; King vd., 1997).

8.2. Özel Bölgeler İçin Öneriler Cardona ve Yamin (1997) tarafından önerildiği üzere, mikrobölgeleme çalışmalarına göre farklı bölgelerin belirlenmesinden sonra, yapıların tasarımı ve analizleri için deprem yönetmeliklerinde benimsenecek tasarım spektrumları geliştirilebilir.

8.3. Depremler Sırasındaki Zemin-Yapı Etkileşimi ve Sıvılaşmaya Karşı Önlemlerin Etkisi Üzerine Son Çalışmalar

8.3.1 Depremler sırasındaki zemin-yapı etkileşimi problemini incelemek için fiziksel modelleme işlemlerinin avantajları

Arazi gözlemleri çok ender olarak deprem koşulları altındaki zemin yapı etkileşimi problemlerini incelemeye imkan verir. Bu nedenle, doğru gerilme seviyelerinde fiziksel modellemeler yapmak, tanımlanan sınır koşullar altında gerekli çalışmalar yapmak için tek olasılıktır. Her fiziksel modellemede, doğru sınır koşullarının kullanılması büyük önem taşımaktadır. Zemin tabakaları içindeki gerilme durumunun yanısıra, girdi olarak kullanılacak deprem hareketi ve yükleme koşulları da uygun bir şekilde temsil edilmelidir.

Fiziksel model deneyleri ile zemin içindeki gerilme durumunu model etmek için sadece iki ihtimal vardır. Sarsma tablası üzerindeki tam ölçekli bir deneyde, gerçek gerilme durumlarını temsil etmek için genellikle zemin tabakalarının en az birkaç metre yüksekliğindeki örnekleri ve planda önemli bir alana ihtiyaç duyulmaktadır.


Aynı zamanda bu deneylerde doğru yüklemeyi uygulayabilmek için devasa sarsma tablaları gereklidir. Küçük ölçekli modellerde daha yüksek ivmeler etkitilebilen geoteknik santrifüj yöntemlerinin avantajlarını kullanarak, prototip koşulların aksine zemindeki gerilme durumunun birikmesine izin veren yaklaşım daha kolay bir çözümdür. Bu etkileşim, Şekil 8.1’de, 1g model deneyleri (laboratuvardaki küçük ölçekli modeller) ile karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir.

Gerçek Durum / Prototip

Model

Şekil 8.1. Gerçek durum (p indisi) (yukarıda), 1g küçük ölçekli model (aşağıda solda) ve

santrifüj modeli (aşağıda sağda) ile karşılaştırmalı olarak bir zemin modelindeki (m indisi) düşey gerilmeler (σv) (Laue 2002)

“n” katsayısı ile berlirlenen ölçeğe göre küçültülen ve “n” defa arttırılan yer çekimi seviyesinde deneye tabi tutulan küçük ölçekli modellerdeki zemin tabakalarında, artan yerçekimi etkisine bağlı olarak ölçekleme kuralları çıkarılabilir (Tablo 8.1 ve 8.2).

Tablo 8.1. Zaman etkilerine göre ölçekleme kuralları ilişkisi (Schofield, 1980) Parametre Birim Ölçek

(model/prototip) Süre: yayılma sn n2 Süre: dinamik sn n Frekans 1/sn n

Tablo 8.2. σv = ρm(ng)m(z/n)m = ρpgpzp bağıntısında, m ve p, model ve prototipi göstermek üzere ölçekleme kural ilişkileri (Schofield 1980)

Parametre Birim Ölçek (model/prototip)

İvme m/sn2 n Doğrusal boyut m 1/n Gerilme kPa 1 Birim şekil değiştirme - 1 Yoğunluk kg/m3 1 Kütle veya hacim kg veya m3 1/n3 Birim hacim ağırlığı N/m3 n Kuvvet N 1/n2 Eğilme momenti Nm 1/n3 Eğilme momenti/birim genişlik Nm/m 1/n2 Burulma rijitliği/birim genişlik Nm2/m 1/n3


Örnek bir gerilme durumunu doğru olarak model etmek imkanının yanında, geoteknik santrifüj kullanmanın ana avantajı, konsolidasyon (difüzyon) işlemlerini de içeren problemler için zaman ortamında ölçekleme yapmaktır. Fakat bazı problemler için, örneğin depremlerin incelenmesi, zamanın ölçeklenmesi büyük önem taşımaktadır, çünki Tablo 8.2’de gösterildiği üzere farklı işlemler, farklı büyüklüklerde ölçeklendirilmektedir. Bu durumlarda, difüzyon işlemlerinin hızlandırılması yükleme yapılmasının zamanlaması (yükleme frekansı veya hızı) ile çakışma yaratmaktadır. Bu nedenle, difüzyon işlemlerindeki akımı yavaşlatmak için önlemler alınmalıdır. Bunlara örnek olarak zeminin permeabilitesini düşürmek veya sıvı viskozitesini arttırmaya yönelik olarak gliserin veya başka sıvıların eklenmesi gösterilebilir. Bu seçeneklerin her ikisi de incelenmiştir, örneğin Laue (1997) model deneylerin modellenmesinde, her iki yönteminde geçerliliğinin iyi olduğunu bulmuştur. Ellis vd. (1998) bu önlemlerin zemin davranışı üzerindeki etkisini azaltmak için ilave laboratuvar deneylerinin gerekliliğini açıklamıştır.

Geoteknik santrifüjdeki deprem deneylerinin güvenilirliğine dayanarak, sınırlar nedeni ile deney sonuçlarının etkilenmemesi için (örn. Arulanandan vd., 1994) uygun deney kalıplarının (laminer model kutuları) yapılmasına yönelik çalışmalar yapılmış, fiziksel modeldeki ivme girdisinin gerçek durumdan n-defa hızlı olması nedeni ile (Tablo 8.2’den karşılaştırınız) üzerine gelen ilave ivmeleri ve çok geniş bir yelpazedeki depremleri modellemeye imkan veren sarsma tablalarının geliştirilmesine yönelik çaba gösterilmiştir.

Fiziksel modelleme kavramları ile ilgili ayrıntılar Schofield (1980)’de bulunabilir. Ko (1994) sismik olayların santrifüj ile modellenmesinin avantajlarını özetlemiştir. Santrifüj modellemenin potansiyeline genel bir bakış Taylor (1995) tarafından, dinamik modellemelerin daha detaylı açıklamalarını yapan Steedman ve Zeng (1995)’ı da içerecek şekilde verilmiştir. Laue (2002) santrifüj teknolojisinin 2001 yılına kadar olan gelişimini özetlemiştir.

8.3.2 Zemin Yapı Etkileşimi Üzerine Son Çalışmalar ve Alınacak Önlemler Depreme bağlı santrifüj modellemenin başlangıcından itibaren birçok zemin-yapı etkileşimi problemi araştırılmıştır. İlk evrelerde, bu çalışmaların çoğu göçme mekanizmasını gözlemek ve anlamak ile ilgilidir. Buna örnek olarak, Habibian (1987) tarafından tabakalı kumlardaki sahil bentlerinin temellerinin sismik yükler altındaki davranışı üzerine yapılan çalışma gösterilebilir. Günümüzde, birçok çalışmada daha detaylı olarak, sıvılaşmaya karşı alınacak önlemler ile ilgilenilmektedir. Santrifüj model deneylerinin farklı önlemler üzerine çalışmak ve bunları geliştirmek için uygulanabilirliği Koga vd. (1991) tarafından incelenmiştir. Bu çalışmaların çoğu konferansların bildiri kitaplarında bulunabilir (Corte, 1988; Ko vd., 1991; Leung vd., 1994; Kimura vd., 1998 veya Phillips vd., 2002). Diğer kaynaklar ise santrifüj model deneyleri için (Thorel vd, 2000) tarafından http://necer.lcpc.fr/cleo adresinde oluşturulan veritabanında bulunabilir.

Tipik etkileşim problemleri ve sıvılaşma üzerine yoğunlaşan farklı önlemler öneren incelemeler için son çalışmaların bazıları aşağıdaki tablolarda verilmiştir.


Tablo 8.3. Deprem sırasındaki zemin-yapı etkileşimi üzerine santrifüj model çalışmaları

Yapısal Eleman Kaynaklar Duvarlar (Genel) Matsuda vd., 1998; Matsuao vd., 2002; Sato ve

Zhang, 1998; Watabe vd., 2002 Kesonlar Kamon vd., 1998; Kawai vd., 2002; Lee vd., 2002

Kazıklar, şevlerdeki kazıkları da içerecek

şekilde

Chen vd., 2002; Higuchi ve Matsuda, 2002; Haigh ve Madabhushi, 2002b; Taji vd., 1998; Takahashi vd., 1998

Tünel ve gömülü silindirler

Onoue vd., 1998; Takahashi vd., 2002,

Dolgular Hayashi vd., 1998; Hayashi vd., 2002; Peiris vd., 1998; Sakemi, 1998

Temeller Haigh ve Madabhushi, 2002a; Kawasaki vd., 1998

Tablo 8.4, Sıvılaşmaya karşı farklı önlemler için santrifüj model çalışmaları

Alınacak Önlem Kaynaklar Sıkılaştırma Elgamal vd., 2002; Koseki vd., 1998; Uno vd., 2002

Yapay bloklar/ palplanşlar Okamura ve Matsuo, 2002; Sasaki ve Matsuao, 2002 Çimento enjeksiyonu Imamura vd., 2002b; Kitazume vd., 2002

Drenaj Brennan ve Madabhushi, 2002; Yang ve Ko, 1998 Geosentetikler Adalier ve Elgamal 1998


9. BAZI UYGULAMALAR Sismik mikrobölgeleme çalışmalarının büyük bir çoğunluğu dünyada deprem beklenen bölgelerde yapılmıştır (Marcellini vd., 1982, 1998; Astroza ve Monge, 1991; Lasterico ve Monge, 1972; Faccioli vd., 1991; Chavez-Garcia ve Cuenca, 1998; Lungu vd., 2000; Faccioli ve Pessina, 2001; Fäh vd., 1997, 2001). Fakat, bu çalışmaların birkaçı literatürde belgelenmiştir. Bu bölümde, mevcut literatürün kısaca gözden geçirilmesine ve Benevento, İtalya (Marcellini vd., 1991, 1995a, 1995b), Barcelona, İspanya (Cid vd., 2001, Jimenez vd., 2000;), Selanik, Yunanistan (Lachet vd., 1996; Raptakis vd., 1998b), Bağcılar-İstanbul, Türkiye’de (Ansal vd., 2001) yapılan dört çalışma hakkında daha detaylı bilgi vermeye çalışılacaktır.

Abeki vd. (1995) konferans bildirilerinde, Japonya’daki küçük bir şehir için dinamik zemin özelliklerine bağlı olarak bir mikrobölgeleme haritası sunmuşlardır. İlk adımda yüzeyaltı zemin koşulları incelenmiş ve üst tabaka sondaj verilerine dayanarak sınıflandırılmıştır. 200 kuyudan alınan veriler, çalışma alanındaki 34 farklı zemin sınıfını tanımlamak için kullanılmıştır. İkinci adımda, çoklu yansıma teorisi kullanılarak zemin türü için zemin iletkenlik katsayısı elde edilmiştir. Üçüncü adımda, çalışma alanı 200m’ye 200m hücrelere ayrılmış ve bu hücrelerin kesişme noktalarında mikrotremor ölçümleri yapılmıştır. Hakim periyotlar ve spektral oranlar sabit bir ölçüm noktasına göre hesaplanmıştır. İlave olarak, küçük bir deprem sonrasındaki sismik şiddet incelemelerinin sonuçları, şehrin izo-sismik haritasını oluşturmak için kullanılmıştır. Sonuçta, iletkenlik katsayıları, büyütme faktörü ve ikinci adımda bulunan spektrumlar arasındaki benzerliğe dayanarak 34 zemin türü 5’e indirilmiş ve sonuçlar bir mikrobölgeleme haritası olarak sunulmuştur.

Marinos vd. (2001) 1999 Atina depreminden kısa bir süre sonra şehrin hasar gören kısımlarındaki zemin koşullarını sismik riske göre sınıflandırmak için yapılan bir bölgeleme çalışmasını sunmuşlardır. Sistematik geoteknik araştırmaların eksikliği nedeni ile, zemin, temel olarak Yunan sismik yönetmeliğindeki kriterlere göre sınıflandırılan mevcut geoteknik bulgularla desteklenen jeolojik verilerle değerlendirilmiştir. Araştırma yapılan sahayı 4 bölgeye ayıran 1:25,000 ölçekli bir zemin bölgeleme haritası derlenmiştir. Her bölge, temel mühendislik jeolojisi özellikleri ve olası zemin kategorileri ile birlikte tanımlanmıştır. Bu şekilde önerilen bölgeleme daha sonra iki tür arazi gözlemi ile kontrol edilmiştir: yerel hasar dağılımı ve seçilen 8 sahada yapılan sismik zemin davranış analizleriyle. Hasar ile karşılaştırma bölgeler arasındaki sınırların genellikle farklı hasara sahip alanlar arasındaki sınırlarla çakıştığını göstermiştir. Saha davranış analizleri için geoteknik sondaj araştırmaları ile karşıt kuyu ve aşağı kuyu yöntemleriyle yapılan Vs ölçümleri kullanılarak seçilen sahalar için zemin profilleri oluşturulmuştur. Bu profillerin herbiri 2 farklı sismik hareket altında incelenmiştir: 1999 depremini temsil eden yapay olarak üretilmiş bir ivme kaydı ve 17/01/1983 depreminin gerçek ivme kaydı. Yüzeydeki yer hareketini elde etmek için saha davranış analizleri, yukarıdaki yer hareketleri ana kaya yüzeyinde alınmış kabul edilerek Shake programı ile yapılmıştır. Bu numerik analizlerin sonuçları, zemin koşullarının jeolojik özellikleri esas alarak yapılan sınıflandırması ile uyumlu bulunmuştur.

Anastasiadis vd. (2001) bir mikrobölgeleme çalışmasına yönelik detaylı saha davranış analizleri için temel oluşturmak amacıyla Selanik yerleşim bölgesindeki zeminlerin ve formasyonların geoteknik ve jeofizik özelliklerini araştırmış, sonuçları 1B profiller, 2B kesitler ve 3B tematik haritalar şeklinde sunmuşlardır. İlk adım, mevcut tüm geoteknik bilgiyi içeren büyük veritabanını düzenlemek olmuştur. Bu aşamada, 440 sondaj, 4000 numune, 171 CPT ve karşı gelen laboratuvar deneylerinden elde edilen veriler kullanılarak 60 farklı zemin kategorisi 7 ana zemin formasyonu olarak sınıflandırılmıştır. Sonra, her geoteknik formasyon için fiziksel ve mekanik özelliklerin ortalaması belirlenmiş ve


geoteknik harita oluşturulmuştur. Bu harita kentsel alandaki zemin koşullarının değişimini göstermiştir. İkinci aşama, zemin sınıflarının en önemli parametrelerini ve dinamik zemin özelliklerini belirlemek için detaylı jeofizik ve geoteknik deney programının uygulanması olmuştur. Geoteknik incelemelerde 14 kuyu açılarak 400’den fazla numune alınmış, 280 SPT ve 40 rezonant kolon deneyi uygulanmıştır. Bunların sonuçları, bazı sahalar için yüzeysel, 40-50 metre derinliğe kadar, formasyonlara ait açıklamaları sağlamıştır. Rezonant kolon deneyleri zemin formasyonlarının yumuşama ve sönüm eğrilerini elde etmek için başlıca deneyler olarak seçilmiştir. Jeofizik incelemeleri, 14 karşıt kuyu, 3 aşağı kuyu deneyi ve yüzey dalgası geri hesabı (SWI), P ve SH kırılma (REF) metodlarını içeren yüzeysel sismik yöntemleri oluşturmaktadır. Vs profilleri çoğunlukla CH deneylerinden elde edilmiştir. Üniform ortalama değerler tanımlamak için farklı yöntemlerden elde edilen bulgular arasında korelasyonlarda yapılmıştır. Üçüncü aşamada düşey profilleri tanımlamak için bütün veriler birleştirilmiştir. 2B kesitleri ve 3B haritaların tasarımı için bütün parametreler mekansal dağılımda ilişkilendirilmiştir. Bu haritalamanın sonucu topoğrafik düzensizlikleri, yanal değişimleri, olası süreksizlikleri ve zemin türlerinin değişimini göstermiştir. Sonuçların şiddet haritaları, hasar ve mikrotremor ölçümlerine göre makro-sismik gözlemlerle karşılaştırılması haritalama yapılan özelliklerle önemli ilişkileri göstermiştir.

Lachet vd. (1996) Selanik’te yapılan mikrobölgeleme çalışmasına katkıda bulunmak ve üç farklı saha etkisi değerlendirme yöntemi hakkında metodolojik bir çalışmaya veri sağlamak için deneysel bir çalışma sunmuşlardır. Bu amaçla, Selanik şehrine 3 ay süre ile kayıt alan 10 sismik istasyon kurulmuştur. Bu zaman aralığında yaklaşık olarak 40 deprem ikiden fazla istasyonda kaydedilmiştir. Kayıtlar üç farklı yöntemle analiz edilmiştir: a) klasik spektral oranlar, b) alıcı fonksiyonları, c) gürültü kayıtlarının (H/V) spektral oranları. Sonuçlar, hakim frekanslar ve büyütme seviyeleri bakımından karşılaştırılmıştır. Her üç yöntem de hakim frekansı belirlemede aynı oranda başarılı bulunmuştur. Fakat zemin büyütmeleri açısından yöntemler farklı sonuçlar vermiştir. Genellikle iki H/V oranı yönteminin büyütme seviyelerini klasik spektral oran yöntemine göre daha düşük tahmin ettiği gözlenmiştir. Daha sonra sonuçlar şehrin mikrobölgelemesi ile beraber kullanılmıştır. Yerel zemin büyütmesi ile yerel jeolojik formasyonun yaşı ve türü, ana kaya derinliği arasında iyi bir korelasyon görülmüştür. Buna ilave olarak, spektral oranlardan hesaplanan büyütme seviyelerinin 1978 depreminin hasar dağılımı ile uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmada, o günün koşulları için H/V yöntemleri ile elde edilen büyütme bilgisinin, zemin büyütmesinin nitel bir ölçüsü olarak düşünülmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Fakat yazarlar, düşük ve orta derecedeki sismik aktiviteye sahip alanlardaki kentsel mikrobölgeleme çalışmalarında genel amaçlar için gürültü kayıtları üzerinde H/V yöntemlerinin kullanımının uygun olduğunu belirtmiştir.

9.1. Suihua Şehrinin Sismik Mikrobölgelemesi Suihua, Çin’in kuzeydoğusunda küçük bir şehirdir. Bu şehrin mikrobölgeleme projesi, Çin yönetmeliğindeki geleneksel yaklaşıma bir örnek oluşturmaktadır.

9.1.1 Bölgesel Sismisite Ve Neotektonik Yönetmeliğe göre, 150 km mesafe içinde kalan bölgedeki bütün yıkıcı depremlerin ve şehrin 25 km çevresinde meydana gelen, büyüklüğü 2’den fazla olan depremlerin toplanarak analiz edilmesi gereklidir. Bu çalışmada, önceden bildirilen 2 kuvvetli yer hareketi (5 Mayıs, 1941 ve 2 Eylül, 1942) ve 8 deprem kaydı (1973-1993 arasında ve 2.2≤M≤4.3 olan) kullanılmıştır.

Bölgesel neotektonik birimlerin bilinen özellikleri incelenmiştir. Yönetmeliğe göre, aktif faylar için şehrin çevresindeki 25 km’lik alanda arazi çalışması yapılmıştır. 10 kesitte


buna yönelik jeofizik ve jeokimyasal araştırmalar yapılmıştır. Çalışma yapılan 4 kesitte fay olduğuna dair göstergelere rastlanmıştır.

Bölgenin sismisitesi ve neotektonik özellikleri ile ilgili bilgilere dayanarak, potansiyel kaynak alanları belirlenmiş ve Suihua bölgesi için deprem büyüklüğünün üst sınırı 6.5 olarak tahmin edilmiştir.

9.1.2 Sismik Tehlikenin Değerlendirilmesi Sismik tehlikenin elde edilmesi için Cornell türü olasılıksal sismik tehlike hesabı yapılmıştır. Potansiyel kaynak bölgeleri, seçilen bir deprem büyüklüğü sınırının üstündeki depremlerin yıllık meydana gelme sıklığı ve b-değeri gibi sismik parametrelerle tanımlanmıştır.

Çalışmada azalım ilişkisi eliptik bir model kullanılarak tanımlanmıştır. Bir grup azalım ilişkilerinden şehir için tasarım şiddeti, 50 yıl için %10 aşılma olasılığına karşı VII olarak hesaplanmıştır. 50 yıl dönüşüm periyodu esas alınarak, %63, %10 ve %3 aşılma olasılığı seviyelerine karşı gelen üniform tehlike spektrumları hesaplanmış ve bunlar kaya yüzeydeki tasarım spektrumları olarak kabul edilmiştir.

Daha sonra, tasarım için yer hareketi serbest kaya yüzeye göre model edilmiştir. Her olasılık seviyesi için üç tane olmak üzere, toplam 9 ivme kaydı üretilmiştir. Yapay ivme kayıtlarının elde edilmesinde, harmonik dalgaların üst üste bindirilmesi işlemi kullanılmıştır. Üç olasılık seviyesi için üretilen kayıtlarda toplam süre, 10 saniyelik kuvvetli bir bölümü içerek şekilde, 20 saniye olarak seçilmiştir.

9.1.3 Mikrobölgeleme Şehirdeki yerel saha koşullarını belirlemek için 291 noktadaki sondaj verisi, 150 noktadaki SPT verisi ve 10 noktadaki PS logging verisi ile 1082 zemin numunesinden elde edilen deneysel sonuçlar toplanmıştır. Saha incelemeleri ve ön analizlerden sonra bunlara ilave olarak 15 CPT deneyi, 4 tane numune alınan sondaj ve 23 noktada (4 tanesi kuyu olmak üzere) PS logging deneyi yapılmıştır. Lineer olmayan zemin davranışı ilişkileri elde etmek için 26 örselenmemiş numune üzerinde dinamik üç eksenli deneyi uygulanmıştır.

Zeminin sismik davranışı 1B dalga yayılma analizleri ile hesaplanmıştır. Zemin profili, farklı yoğunluk, dalga hızı ve kalınlıktan oluşan yatay tabakalanmış homojen ortamlar olarak modellenmiştir. Kaya yüzeydeki tasarım depremleri, yarı yarıya azaltılarak girdi yer hareketi olarak kullanılmıştır. Zeminin lineer olmayan davranışını hesaba katmak için eşdeğer doğrusallaştırma işlemi uygulanmıştır. Şehirde zemin koşullarının değişimini temsil eden 56 nokta seçilmiş ve bu noktalarda yukarıdaki olasılık seviyeleri için yer hareketleri hesaplanmıştır.

Her noktadaki yer ivmesi davranış spektrumu 4 parçalı eğri ile, T1, T2, T3 ve Smaks parametrelerine bağlı olarak ifade edilmiştir. En küçük, en büyük ve ortalama değerlere göre şehir iki alt bölgeye ayrılmıştır. Her alt bölge için yer hareketi tasarım spektrumu bütün olasılık seviyeleri için T1, T2, T3 ve Smaks parametreleri ile tanımlanmıştır.

Elde edilen bulgular ışığında yapılan yer tehlikesi değerlendirmeleri, sıvılaşma, yüzey kırıkları veya sismik oturmaların tasarım şiddetine karşı gelen sarsıntılarda meydana gelmeyeceğini göstermiştir.

9.2. Benevento Sismik Risk Projesi (Marcellini vd., 1991, 1995a, 1995b) Benevento, güney İtalya’daki en aktif sismik bölgelerden biri olan Sannio bölgesinde yaklaşık 13 km2 yüzölçümüne sahip ve 62000 nüfuslu bir kasabadır. Kasaba, tehlike ve mikrobölgeleme araştırmaları için Avrupa’da deney alanı olarak seçilmiştir.


9.2.1 Jeolojik ve Geoteknik Özelliklerin Belirlenmesi Benevento bölgesinin altındaki jeolojik birimlerin ardalanması mevcut veriler ve geçmiş çalışmalar incelenerek detaylı olarak açıklanmıştır. Bu bilgilere esas alinarak 1:25,000 ölçekli bir jeolojik harita oluşturulmuştur.

Çalışma alanının geoteknik özelliklerini değerlendirmek için mevcut geoteknik veriler kullanılmıştır. Bu veriler, araştırılan bölgeye eşit olarak dağılmamış ve sınırlı derinliğe sahip (30 metreden az) yaklaşık 200 sondajı içermektedir. Zeminlerin fiziksel ve mekanik özellikleri 50 örselenmemiş numune üzerinde yapılan standart laboratuvar deneyleri, arazi penetrasyon deneyleri (SPT ve CPT), ve birkaç sismik inceleme (DH) ile belirlenmiştir. Sondaj verilerinin düzenlenmesi ile, üç kesit çizilmiş ve sismik davranış analizi için gerekli özellikler belirlenmiştir. Eldeki bulgular ışığında, Benevento’da sadece duraysızlık problemlerinin (yamaç kayması ve sıvılaşma) yüksek seviyede tehlikeli olduğu sonucuna varılmıştır. Buna bağlı olarak, mikrobölgeleme çalışmasında sadece zemin tabakalarının dinamik yükler altındaki davranışı esas alınmıştır. Sismik zemin davranışı, lineer eşdeğer yaklaşım kullanılarak değerlendirilmiştir. Çoğu zeminin küçük genlikli birim şekil değiştirmeler için kayma modülü ve sönüm oranı, mühendislik yargısı ve indeks özellikleri ile korelasyonlar kullanılarak değerlendirilmiştir. Sadece sismik deney yapılan birkaç saha için Go değeri doğrudan ölçülmüştür. Bazı malzemeler için lineer olmayan kayma modülü ve sönüm oranı eğrileri Masing kriterleri kullanılarak, Ramberg-Osgood modeli kabulleri ile belirlenmiştir. Diğer zeminler için, benzer fiziksel ve mekanik özelliklere sahip zeminler üzerinde laboratuvarda yapılmış dinamik deneylerin sonuçları kullanılmıştır. Geoteknik verilerin ön analizleri ile, geoteknik özelliklere göre şehirdeki üç ana bölge belirlenmiştir.

9.2.2 Sismik Tehlike Sismik tehlike, davranış spektrumları ile değerlendirilmiştir. Seçilen girdi parametreleri aşağıda verilmiştir:

Son çalışmalardan elde edilen sismik kaynak bölgeleri dikkate alınmıştır. Sismisitenin bu bölgeler içinde homojen olarak dağıldığı kabul edilmiştir.

İki deprem kataloğu seçilmiştir. a) 1990 ve 1991 Potenza depremleri ile güncellenen Postpischl 1985 kataloğu, b) İtalyan deprem kataloğunun yeni versiyonu.

Şiddeti esas alan depremleri büyüklük ölçeğine çevirmek için üç farklı şiddet-büyüklük çevrim ilişkisi kullanılmıştır. Bunların iki tanesi tehlike analizine özel olarak tasarlanmış, üçüncüsü ise ampirik çalışmanın amaçlarına yönelik olarak elde edilmiştir.

Yenilenme ilişkisi Gutenberg-Richter ilişkisine göre uygulanmıştır. Sismotektonik ve sismolojik bilgileri esas alınarak her sismik kaynak bölgesi için deprem büyüklüğü üst sınırı 3.5 olarak tahmin edilmiştir.

İtalya’daki verilerden regresyonlarla çıkarılan iki azalım ilişkisi kullanılmıştır. En büyük yatay ivme, hız ve spektral ordinatlar yer hareketi parametreleri olarak bu ilişkiler yardımı ile hesaplanmıştır. Ortalama ve ortalamadan standart sapma değeri kadar bir birim aşağı ve yukarı değerler dikkate alınmıştır.

Üniform tehlike spektrumları, SEISRISK III bilgisayar programındaki deprem kataloğu seçenekleri kullanılarak a-deprem kataloğu opsiyonu ve b- Bayesian yaklaşım için hesaplanmıştır.

Hesaplarda girdi olarak kullanılan ivme kayıtları, Benevento’da seçilen bir referans sahasındaki 1B dekonvolasyon ile elde edilen eşdeğer ivme davranış spektrumlarından çıkarılmıştır. Burada uygulanan işlem, beklenen büyütme spektrumu ile uyumlu 8 gerçek


ivme kaydının seçilmesidir. Ayrıca referans hareketi olarak seçilen ilave bir ivme kaydı da bunlara eklenmiştir. Bu şekilde seçilen 9 ivme kaydı, 1B model için girdi olarak kullanılacak S-dalgası hareketini elde etmek için, temsili zemin kolonu ile kullanılarak dekonvolasyon işlemi yapılmıştır.

Saha etkilerinin değerlendirilmesi için sadece b-kataloğundaki verilerle hesaplanan üniform olasılıksal davranış spektrumları kullanılmıştır.

9.2.3 Mikrobölgeleme Jeolojik ve geoteknik araştırmalar, sıvılaşma tehlikesinin ihmal edilebileceğini ve şev duraysızlıklarının ortaya çıkma olasılığının oldukça düşük olduğunu göstermiştir. Buna bağlı olarak, mikrobölgeleme yer hareketi büyütmesine göre yapılmıştır. Benevento bölgesindeki zemin davranışı iki tamamlayıcı yaklaşım uygulanarak tahmin edilmiştir. Bunlar, zayıf yer hareketinin farklı frekans aralıklarındaki doğrusal büyütmesinin araştırılması için aletsel ölçümler ve seçilen noktalardaki kuvvetli yer hareketi spektrumlarını elde etmek için numerik modellerdir.

Aletsel ölçümler, şehirde kurulan 40 istasyondan oluşan bir ölçüm ağında, 3 vuruş için akınan kayıtlardan oluşmaktadır. Vuruşlar, 7 ve 19 km arasında değişen uzaklıktaki mesafelerde yapılmıştır. Buradaki temel işlem, her istasyonda alınan kayıtları, referans istasyonundakilerle karşılaştırmak olmuştur. Ayrıca her vuruş öncesinde ve sonrasında da çevresel gürültü ölçümleri yapılmış ve bu ölçümler Nakamura yöntemi ile değerlendirilmiştir. Vuruşlar sırasındaki kayıtlardan elde edilen bulgular, şehirdeki spektral oranları haritalamak için yeterince güvenilir bulunmamıştır. Bunun yerine, spektral oranlar Nakamura yöntemini kontrol etmek için kullanılmıştır. 6 farklı frekans aralığı için H/V büyütme haritalarını geliştirmek amacı ile 9 km2 alanda yapılan 42 çevresel gürültü ölçümünden elde edilen sonuçlar kullanılmıştır.

Numerik modeller için bazı sahalar geoteknik özelliklere göre üç ana bölgeyi temsil etmek üzere seçilmiştir. 1B eşdeğer lineer yaklaşım ve olasılıksal sismik tehlike çalışmalarından çıkarılan girdi spektrumları kullanılarak toplam 15 zemin profili analiz edilmiştir. Girdi olarak, 9 ivme kaydı kullanılmıştır. Lineer ve lineer eşdeğer analizler, SHAKE programı ile uygulanmıştır. Bulgular, şehrin farklı bölgeleri için önemli farklılaşmalar olmadığını ve mikrobölgeleme sonuçlarının tüm bölgedeki büyütme etkilerini hesaba katan genel bir davranış spektrumu olarak ifade edilebileceğini göstermiştir. Buna bağlı olarak, 15 noktada %5 sönüme göre hesaplanan en büyük spektral ivme EBSİ (PSA) değerleri kullanılarak Benevento için tek bir spektrum önerilmiştir.

9.3. Barselona’nın Sismik Bölgelemesi (Alfaro vd., 2001) Barselona, Iberia yarımadasının kuzeydoğusunda yeralan, 2,000,000 nüfuslu bir şehirdir. Bölgenin orta derecede sismik aktivitesi olduğu kabul edilmektedir.

9.3.1 Yerel Jeoloji ve Geoteknik Veriler Yerel jeoloji ile ilgili bütün veriler (yaş ve litoloji) toplanmış ve farklı jeolojik birimleri gösteren bir harita oluşturulmuştur.

İlk olarak şehirdeki zemin tabakalarının geoteknik özellikleri ile ilgili mevcut veriler toplanmıştır. Toplanan geoteknik bilginin çoğu inşaat çalışmaları için açılan SPT verilerinin bulunduğu sondajlardan elde edilmiştir. Bu veritabanına dayanarak 70 temsili zemin kolonu seçilmiştir. Zemin tabakalarının dinamik özellikleri SPT değerleri ile olan ampirik ilişkiler kullanılarak belirlenmiştir. Ana kaya derinliği detaylı gravite ölçümlerinin geri hesabı ile tahmin edilmiştir. Kayma modülü yumuşama ve sönüm oranı eğrileri


Euroseistest’ten elde edilen deneysel verilerden Barselona’daki yerel zemin koşullarına en uygun olanlar seçilerek elde edilmiştir.

9.3.2 Sismik Tehlike Sismik tehlike üzerine yapılan son çalışmalar incelenmiştir. Bu çalışmalara göre, Barselona’da dönüşüm periyodu 500 yıl olan deprem için beklenen şiddet MSK ölçeğinde VI-VII arasında değişmektedir. Bu, İspanya Sismik Yönetmeliği’nde önerilen ilişkiye göre, 0.054g değerindeki en büyük yer ivmesine EBİ (PGA) karşı gelmektedir.

Tasarım için yer hareketi ise 2-7 Hz arasında değişen hakim frekansa sahip Ricker darbe serileri ile tanınImlanmıştır. Bu hareketin ivme seviyesi, sismik tehlike çalışmasında da tanımlandığı gibi 0.054 g’dir.

9.3.3 Saha Davranışının Değerlendirilmesi Şehirde seçilen noktalardaki sismik davranış, 1B numerik analizler ile tahmin edilmiştir. SHAKE 91 kullanılarak seçilen 70 zemin kolonunda transfer fonksiyonları hesaplanmıştır. SHAKE analizlerinde kullanılacak hareket, sismik tehlike değerlendirmesi sonucunda elde edilen yer hareketi dekonvolusyon ile ana kaya seviyesine indirilerek belirlenmiştir. Dekonvulasyon ile elde edilen hareket her zemin kolonunun altından etkitilmiştir. Her kolon için 5 fonksiyon hesaplanmıştır: zemin yüzeyindeki sinyal (ivme-zaman kaydı), ana kaya formasyonu ve yüzey arasındaki transfer fonksiyonu, %5 sönüm için elastik eşdeğer ivme davranış spektrumu, %5 sönüm için en büyük yer ivmesine oranı olarak hesap edilmiş elastik eşdeğer ivme davranış spektrumu, %5 sönüm için elastik eşdeğer hız davranış spektrumu. Girdi olarak kullanılan verilerdeki belirsizliği analiz etmek için bir Monte Carlo simulasyon işlemi uygulanmıştır. Özet olarak, yukarıda bahsedilen beş fonksiyon, 6 farklı girdi sinyali esas alınarak 70 saha (nokta) için hesaplanmış ve bir Monte-Carlo simulasyon işlemi kullanılarak yapılan 500 hesaplama ile dinamik parametrelerin belirsizlikleri dikkate alınmaya çalışılmıştır.

9.3.4 Sismik Bölgeleme 70 sahadaki transfer fonksiyonları, analojiler dikkate alınarak 3 bölgeye ayrılmıştır. Burada her bölge yaklaşık olarak şehir için tanımlanan jeoljik birimlerden birine tekabül etmektedir. Ayrıca mostra veren kayalar için ilave bir bölge de oluşturulmuştur. Sonuçta dört bölgeden oluşan bir mikrobölgeleme haritası önerilmiştir. Bu haritadaki her bölge, bir transfer fonksiyonu ve bir standart sapma eğrisi ile en büyük yer ivmesi seviyesi için referans alınan sahaya göre bir büyütme faktörü kullanılarak tanımlanmıştır. Sonuç haritası, mikrotremor ölçümlerinin sonuçları ile oluşturulan haritayla karşılaştırılmıştır. Bölgelerin ikisi için iyi bir uyum elde edilmekle beraber, diğer bölge için Nakamura yönteminin büyütme fonksiyonunun ilk tepesine karşı gelen frekansı tahmin ettiği, ancak bunun bölge için geçerli hakim frekans değerinden farklı olduğu gözlenmiştir.

9.4. Bağcılar’ın (İstanbul) Sismik Mikrobölgelemesi (Ansal vd., 2001) İstanbul'da Bağcılar ilçesinde bir sismik mikrobölgeleme uygulaması yapılmıştır. Nüfusu 600,000 olan Bağcılar ilçesinin kapladığı alan 22 km2 civarındadır. Çalışmanın ilk aşamasında, sismik tehlikenin ve tasarım deprem özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, Bağcılar ilçesinin etrafındaki 100 km yarı çapındaki bir bölge içinde tekil kaynak bölgesi seçilerek olasılıksal değerlendirme yöntemleri bir sismik veri tabanı kullanılarak uygulanmıştır. Tasarım depreminin büyüklüğü, birçok deprem yönetmeliğinde olduğu gibi, 50 yıllık yapı ömründe %10 aşılma olasılığı için M=7.3 olarak hesaplanmıştır. İstanbul ve yakın civarında bugüne kadar farklı araştırmacılar tarafından yapılmış çalışmalarda da benzer tasarım deprem büyüklükleri önerilmiştir. Diğer yandan, Bağcılar ilçesi içinde yapılacak önemli yapılar için daha küçük bir aşılma olasılığı seçmek gerekebilir. Bu


durumda %5 aşılma olasılığına karşı gelen deprem manyitüdü ise M=7.8 olarak bulunmuştur. Geçmişte olmuş bütün depremlerin dış merkezlerinin gelecekte olacak depremlerin dış merkezleri olabileceği kabul edilerek, olası depremlerin dış merkez uzaklıklarını tahmin etmek için istatistiksel bir analiz yapılmıştır (Kafka ve Walcott, 1998). Bu yaklaşıma göre, Bağcılar ilçesini %10 aşılma olasılığı ile etkileyecek M=7.3 büyüklüğünde bir depremin dış merkez uzaklığı, ama bu sefer daha az olma olasılığı %10 olarak seçilerek, 32 km bulunmuştur. Bu çalışma kapsamında ana kaya seviyesindeki en büyük ivme, Ambraseys (1995) tarafından Avrupa’da olmuş bütün depremler kullanılarak geliştirilmiş azalım ilişkisinin sadece Türkiye’de olmuş depremler göz önüne alınarak Ansal (1998) tarafından yeniden hesaplanmış olan,

Log Ap=0.33M-0.00327R-0.79LogR+1.177 (9.1)

şekli kullanılarak hesaplanmıştır. Bu ilişkide Ap en büyük yatay ivmeyi, M tasarım deprem manyitüdünü, R ise R=[(Repc

2+h2)]1/2 bağıntısıyla verilen iç merkez uzaklığını göstermektedir. Burada Repc dış merkez uzaklığı, h ise iç merkez derinliğidir. Bu bağıntı hesaplanırken yapılan analizde standart sapma 0.42 olarak bulunmuştur. Bu standart sapma değeri her azalım ilişkisinde olduğu gibi gözlenen en büyük ivme değerlerinin iç merkez uzaklığına göre değişiminde bir saçılım olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, bu aşamada da bir istatistiksel değerlendirme yapılması ve ana kaya seviyesinde en büyük yatay ivme değeri hesaplanırken aşılma olasılığına göre bir ivme değeri belirlenmesi gerekmektedir. Böyle bir değerlendirme yapıldığında, Bağcılar ilçesinde anakaya seviyesinde %10 aşılma olasılığına karşı gelen en büyük ivme değeri 0.28 g olarak bulunmuştur.

9.4.1 Jeoloji ve Yerel Zemin Koşulları İnceleme alanı içinde karşılaşılan jeolojik birimlerin değişimi, arazi ve sondaj çalışmalarından elde ed’len bulgulara dayanarak detaylı bir jeolojik çalışma ile (1:1000 ölçekte) araştırılmış ve zemin profilindeki tabakaların özellikleri laboratuvar deneyleri ile belirlenmiştir. Bu çalışma sonucunda gözlenen jeolojik birimlerin aslında çok homojen olmadıkları ve aynı jeolojik birim içinde bile bir noktadan bir noktaya zemin tabaka özelliklerinin değişebileceği görülmüştür. Bu nedenle, sadece jeolojik birimler esas alınarak bir bölgeleme yapılması çok güvenli bir çözüm olarak kabul edilmemiştir. Buna bağlı olarak, jeolojik ve geoteknik özellikleri belirlemek için sondaj çalışmaları yapılmış, zemin tabakalarının özellikleri laboratuvar ve arazi deneylerine dayanarak belirlenerek, 1998 Türk Deprem Yönetmeliği’ne göre Bağcılar’daki zeminler sınıflandırılmıştır. Yapılan çalışmalar, Bağcılar ilçesindeki yerleşim alanları için, eldeki sondaj verilerinin sınırlı olması ve yerel zemin sınıfları arasındaki geçişlerin kesin bir şekilde belirlenememesi nedeniyle, genel olarak ikili bir tanımlanmanın daha doğru olacağını göstermiştir. Buna göre, yapılan değerlendirmede yerel zemin sınıflarına göre üç bölge (Z1-Z2), (Z2-Z3) ve (Z3-Z4) şeklinde bir bölgeleme yapılmıştır. Sınırlı sondaj verilerine dayanarak, zemin sınıfları cinsinden yapılan bu bölgelemenin yaklaşık olduğu ve parsel bazında yapılacak zemin incelemeleri ile tasarım amaçları için yerel zemin sınıflarının daha doğru bir şekilde belirlenmesinin gerektiği açıktır.

9.4.2 Zemin Yüzeyindeki Deprem Özellikleri Eşdeğer kayma dalgası hızı, arazide yapılan sismik deneylere dayanarak veya sondaj kuyularında yapılan standart penetrasyon darbe sayılarından literatürde önerilen bağıntılar kullanılarak hesaplanmıştır (İyisan, 1998). Bağcılar ilçesi için yapılan çalışmada her iki şekilde de eşdeğer kayma dalgası hızları bulunmuştur. İnceleme bölgesinde 40 noktada sismik kırılma deneyleri ile kayma dalgası hızları ölçülmüş, ayrıca açılan 40 sondaj kuyusunda yapılan standart penetrasyon deneylerinden elde edilen darbe sayıları


kullanılarak kayma dalgası hızları hesaplanmıştır. İnceleme bölgesi içinde eşdeğer kayma dalgası hızı genel olarak 200 m/sn ile 700 m/sn arasında kalmakta, bu değerler yerel zemin koşullarının oldukça değişken olduğunu göstermektedir.

9.4.3 Zemin Büyütmesi ve Zemin Hakim Periyodu Bu çalışma kapsamında yaklaşık 500 metre arayla alınan mikrotremor kayıtlarından hesaplanan zemin hakim periyodu değerlerinin Bağcılar ilçesi içindeki değişimi 250 noktada yapılan ölçümler ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlardan zemin hakim periyodunun genellikle 0.1 saniye ile 0.9 saniye arasında kaldığı ve geniş bir dağılıma sahip olduğu gözlenmektedir. Diğer yandan, “Afet bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik” uyarınca yerel zemin sınıfı Z2 olarak bulunmuş bölgelerde bu değer 0.40 saniye, Z3 olarak bulunmuş bölgelerde 0.60 saniye olarak önerilmektedir. Bu çalışmada bulunan deneysel sonuçlar, zemin hakim periyodunun aynı zemin grubunda bile farklı olabileceğini göstermiştir.

Depreme dayanıklı yapı tasarımında zemin hakim periyodu kadar önemli bir diğer parametre de spektral büyütmedir (1998 Türk Deprem Yönetmeliği’nde bu parametre spektrum katsayısı olarak tanımlanmıştır). Spektral büyütme, bir deprem sırasında yapıya gelecek deprem kuvvetlerini belirlemek için kullanılan bir parametredir. 1998 Deprem Yönetmeliği’nde bu parametrenin üst sınır değeri zemin koşullarından bağımsız, S=2.5 olarak verilmiştir. Mikrotremor kayıtlarından bulunan spektral büyütme değerinin yaklaşık olarak doğru olduğunu varsayıldığında, spektral büyütmenin S=4.5 değerine kadar çıkabildiği görülmüştür. Bu sonuçlar yaklaşık olsa dahi, özellikle önemli yapıların tasarımında, spektral büyütmenin noktasal olarak parsel bazında belirlenmesinin çok önemli olduğunu göstermiştir.

Şekil 9.1. Bağcılar ilçesinde alınan mikrotremor kayıtlarından hesaplanan spektral

büyütme katsayısılarının değişimi


Şekil 9.1’de Kocaeli Depremi’nde Bağcılar’da hasar gören yapıların dağılımı da gösterilmiştir. Buradan da hasarlı yapıların spektral büyütmenin fazla olduğu bölgelerde yoğunlaştığı gözlenmektedir. Spektral büyütmenin artması, yapılara gelecek deprem kuvvetlerinin artması anlamına geldiği için, özellikle yapısal zayıflıklar olması durumunda yapısal davranış üzerşnde önemli rol oynamaktadır.

9.4.4 Sismik Mikrobölgeleme Seçilen ölçeğe bağlı olarak, sismik bölgeleme çalışmalarında yeterli inceleme yapılamadığı için noktasal olarak bulunan parametreler çok kesin olmayıp, yapı tasarımı için gerçekleri tam olarak yansıtmayabilir. Dolayısıyla binaların tasarımının daha güvenli ve kesin olabilmesi için parsel bazında inceleme yapılması gerekir. Tabi burada da yapıların önemi açısından bir sınıflandırma yapılabilir ve örneğin bir veya iki katlı konut tipi binalar için sismik bölgeleme sonucunda bulunan tasarım parametreleri yeterli görülebilir. Ama bu tür yapıların dışında kalan yüksek öneme sahip yapılar için parsel bazında inceleme yapılması, arazi ve laboratuvar deney sonuçlarına dayanan bir değerlendirmenin aranması doğru olacaktır.

Yapı tasarımında deprem kuvvetlerine karşı üç ana parametreden söz edilebilir. 1998 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik’te bu parametreler; etkin ivme, spektral büyütme ve köşe periyotları olarak tanımlanmaktadır. Yapılara gelecek yatay kuvvetlerin hesabında etkin ivme ile spektral büyütmenin çarpımı olarak tanımlanabilecek spektral ivme değerleri kullanılır. Bu nedenle, mikrobölgeleme kriterlerinden birinin spektral ivme olması uygun olacaktır.

Spektral ivme katsayılarının hesabında, mikrotremor ölçümleri ve eşdeğer kayma dalgası hızı değerleri esas alınmış ve etkin ivme değeri olarak farklı deprem yönetmeliklerindeki gibi saha davranış analizleri kullanılarak hesaplanan en büyük ivme değerlerinin %70’ine karşı gelen ivme değerleri kullanılmıştır. Spektral ivme değerleri iki parametreye bağlı olarak hesaplanmaktadır. Deprem kuvvetlerine göre yapı tasarımında gerekli olan diğer bir parametre de zemin hakim periyodu ya da spektrum köşe periyodudur. Zemin hakim periyotları, saha davranış analizlerinin bulguları ışığında mikrotremor ölçümlerinden elde edilmiş ve spektrum köşe periyodu, TB olarak kabul edilmiştir.

Spektral ivme ve zemin hakim periyodu değişimlerinin birlikte değerlendirilmesi ile yapılan bölgeleme ile sonuç mikrobölgeleme haritası elde edilmiştir (Şekil 9.2). Bu değerlendirmenin avantajı, spektral ivmeler ve hakim periyotları beraber hesaba katabilme imkanı vererek şehir planlama amaçları için yapısal şartları belirlemede yönlendirici bilgi sağlamasıdır.

Sonuçta spektral ivme ve zemin hakim periyodu değişimlerinin birlikte değerlendirilmesi ile yapılan bölgelemede, şehir planlamacılara nüfus yoğunluğu veya yükseklik, her bölgede bina inşa edilecek alan yüzdesi gibi bina özellikleri ile ilgili yönlendirici bilgiler sağlamak için Tablo 9.1’de gösterilmiş olduğu gibi 6 farklı bölge (A1’den A6’ya) elde edilmiştir.

Buna göre, A1 sınıfına giren alanlar yüksek nüfus yoğunluğu, yüksek binaların ve hastane, itfaiye gibi önemli binaların inşaatı için en uygun bölgeler olarak gözlenmektedir. Bu uygunluk artan bölge numarası ile azalmaktadır. Fakat, daha önce bahsedildiği üzere, bu öneriler çoğunlukla 1:5000 ölçekte sağlanan verilerin analizine dayanmaktadır. Bu nedenle, getirilen öneriler kesin bulgulardan çok, genel anlamda yönlendirici temel noktalar olarak düşünülmelidir. Yapısal tasarım amaçlarının daha kesin değerlendirilmesi için büyük ölçekli geoteknik ve sahaya özel çalışmaların yapılması gereklidir.


Şekil 9.2. Bağcılar için önerilen sismik mikrobölgeleme haritası

Tablo 9.1 Bölgeler için tahmin edilen özellikler

Bölge Adı

Spektral İvme (g)

Hakim Periyot

(sn) A1 Sa ≤ 1 TB ≤ 0.5 A2 Sa ≤ 1 TB > 0.5 A3 1< Sa<1.5 TB ≤ 0.5 A4 1< Sa<1.5 TB > 0.5 A5 Sa ≥ 1.5 TB ≤ 0.5 A6 Sa ≥ 1.5 TB > 0.5


10. KAYNAKLAR

Abeki, A., Matsuda, I., Enomoto, T., Shigyo, V., Watanabe, K., Tanzawa, Y. ve Nakajima, Y. (1995) “A Study of Seismic Microzonation Based on the Dynamic Characteristics of Subsurface Ground Conditions”, Proc. 5th International Conference on Seismic Zonation, Nice, France, (3):2187-2194.

Abrahamson, N., (2000), State of Practice of Seismic Hazard Evaluation, Int. Conf. On Geotechnical and Geological Engineering, 19-24 Nov., 2000 Abrahamson, N.A. ve Silva,W.J. (1997) “Empirical Response Spectral Attenuation Relations for Shallow Crustal Earthquakes”, Seismological Research Letters, (68)1:94-127.

Adalier, K. ve Elgamal, A.W. (1998) “Metallic grid and geo-fabric reinforcement of level ground as a liquefaction countermeasure”, Centrifuge 1988. Rotterdam: Balkema. pp. 307-312.

AFPS (1995) “Guidelines for Seismic Microzonation Studies”, French Association for Earthquake Engineering, 18 pp.

Aguirre, J., Irikura, K. ve Kudo, K. (1994) “Estimation of Strong Ground Motion on Hard Rock and Soft Sediment Sites in Ashigara Valley Using the Empirical Green’s Function Method”, Bull. Disas. Prev. Res. Inst. Kyoto Uni. (44):45-68.

Akamatsu, J., Fujita, M. ve Kameda, H. (1991) “Long-period (1-10 S) microtremor measurement in the areas affected by the 1989 Loma Prieta Earthquake” 4th Int. Conf. on Seismic Zonation, Stanford, California, USA, 393-400.

Aki, K. ve K. Irikura (1991) “Characterization and Mapping of Earthquake Shaking for Seismic Zonation”, 4th Int. Conf. on Seismic Zonation, Stanford, California USA, (1):61–110.

Aki, K. (1988) “Local site Effects on Strong Ground Motion. Earthquake Engineering and Soil Dynamics II- Recent Advances in Strong Motion Evaluation”, ASCE Geotechnical Special Publication, No.20, Ed. J.Lawrence Von Thul, 103-155.

Aki, K. (1993) “Local Site Effects on Weak and Strong Ground Motion”, Tectonophysics, (218):93-111.

Aki, K. ve Larner, K.L., (1970) “Surface Motion of a Layered Medium Having an Irregular Interface Due to Incident Plane SH Waves”, Journal of Geophysics, Res., (75):933-954.

Aki, K. (1957) “Space and time spectra of stationary stochastic wave with special reference to microtremors” Bulletin of Earthquake Research Inst., Uni. of Tokyo, (35): 415-457.

Aleotti P. ve Chowdhury, R. (1999) “Landslide hazard assessment: summary review and new perspectives” Bull. Eng. Geol. Env., 58:21-44.

Alfaro, A., Pujades, L.G., Goula, X., Susagna, T., Navarro, M., Sanchez, J. ve Canas, J.A. (2001) “Preliminary Map of Soil's Predominant Periods in Barcelona Using Microtremors”, PAGEOPH, (158):2499-2511.

Allen, C.R. (1995) “Earthquake Hazard Assessment: Has Our Approach Been Modified in the Light of Recent Earthquakes”, Earthquake Spectra, (11)3:357-366.

Ambraseys, N.N. (1995) “The Prediction of Earthquake Peak Ground Acceleration in Europe”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (24):467-490.

Ambraseys, N.N., Simpson, K.A. ve Bommer, J.J. (1996) “Prediction of Horizontal Response Spectra in Europe”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (25):371-400.

Amirbekian, R.V. ve Bolt, B.A. (1998) “Spectral Comparison of Vertical and Horizontal Seismic Strong Ground Motions in Alluvial Basins”, Earthquake Spectra, (14)4:573-595.

Anastasiadis, A., Raptakis, D. ve Pitilakis, K. (2001) “Thessaloniki's Detailed Microzoning: Subsurface Structure as Basis for Site Response Analysis”, PAGEOPH, (158):2597-2633.

Andersen, K.H., Pool, J.H., Brown S.F. ve Rosenbrand, W.F. (1980) “Cyclic and Static Laboratory Tests on Drammen Clay”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, (106)GT5:499-529.

Anderson, J.G., Lee, Y., Zeng, Y. ve Day, S. (1996) “Control of Strong Motion by the Upper 30 Meters” BSSA, (86):1749-1759.

Anderson, J.G. ve Quaas, R. (1988) “The Mexico Earthquake of September 19, 1985 -- Effect of Magnitude on the Character of Strong Ground Motion: An Example from the Guerrero, Mexico Strong Motion Network,” Earthquake Spectra, (4)3:635-646.


Andrews, D.C.A. ve Martin, G.R. (2000) “Criteria for Liquefaction of Silty Soils”, Proc. 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand.

Andrus, R.D. ve Stokoe, K.H. (2000) “Liquefaction Resistance Based on Shear-Wave Velocity”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (126)11:1015-1025.

Andrus, R.D. ve Stokoe, K.H. (1997) “Liquefaction Resistance of Soils from Shear-Wave Velocity”, Proc. NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, National Centre for Earthquake Engineering Research, Buffalo, 89-128.

Ansal,A.M. (1994) “Effects of Geotechnical Factors and Behaviour of Soil Layers During Earthquakes”, State-of-the-Art Lecture, Proc. of 10th European Conference on Earthquake Engineering, (1):467-476.

Ansal, A.M. (1991) “Evaluation of Liquefaction Susceptibility”, Proc. 5th Int. Conf. on Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 303-312, Elsevier, London.

Ansal, A.M. (1999) “Strong Ground Motions and Site Amplification”, Proc. 2nd International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, Lisboa, Portugal, 879-894.

Ansal, A., Biro Y., Erken, A., Iyisan, R., Gulerce, U. ve Ozcimen N. (2001b) “Seismic Zonation in Istanbul: A Case Study”, Geotechnical Earthquake Engineering and Microzonation Seminar, Istanbul, Turkey.

Ansal, A.M. ve Erken,A. (1989) “Undrained Behaviour of a Normally Consolidated Clay Under Cyclic Shear Stresses”, ASCE, Journal of Geotechnical Engineering, (115)7:968-983.

Ansal, A.M. ve Erken, A. (1982) “Rate Dependent Dynamic Behaviour of Normally Consolidated Clay”, 7th ECEE, Athens, Greece, (2):329-336.

Ansal, A.M., Iyisan, R. ve Gullu, H. (2001c) “Microtremor Measurements for the Microzonation of Dinar”, PAGEOPH, (158):2525-2541.

Ansal, A.M., Iyisan, R. ve Ozkan, M. (1997) “A Microzonation Study for the town of Dinar”, Proceedings of Special Technical Session on Earthquake Geotechnical Engineering During 14th ICSMFE, Hamburg, Germany, 3-9.

Ansal, A.M., Iyisan, R. and Yildirim, H. (2001a) “The Cyclic Behaviour of Soils and Effects of Geotechnical Factors in Microzonation”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21):445-452.

Ansal, A.M. ve Slejko, D. (2001) “The Long and Winding Road from Earthquakes to Damage”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21)5:369-375.

Ansal,A.M., Şengezer,B.S., İyisan,R. ve Gençoğlu,S. (1993) “The Damage Distribution in March 13, 1992 Earthquake and Effects of Geotechnical Factors”, Soil Dynamics and Geotechnical Earthquake Engineering, Ed.P.Seco e Pinto, Balkema, 413-434.

Ansal,A.M. ve Lav,A.M. (1995) “Geotechnical Factors in 1992 Erzincan Earthquake”, 5th International Conference on Seismic Zonation, Nice, Vol.1, pp.667-674.

Ansal, A.M. ve Yıldırım,H. (1989) “Dynamic Shear Strength Properties of Golden Horn Clay” Proc. of Session on Influence of Local Conditions on Seismic Response, 12th ICSMFE, Tokyo, Japan, 121-126.

Arulanandan, A., Manzari, M., Zeng, X., Fagan, M, Scott, R.F. ve Tan, T.S. (1994) “What the VELACS project has revealed”, Centrifuge 94. Leung vd. eds. Rotterdam, Balkema, pp. 25-31.

Astroza, M. ve Monge, J. (1991) “Regional Seismic Zonation in Central Chile”, Proc. 4th International Conference on Seismic Zonation, (3):487-494.

Athanasopoulus, G.A., Pelekis, P.C. ve Leonidou, E.A. (1999).”Effects of Surface Topography on Seismic Ground Response in the Egion (Greece) 15 June 1995 Earthquake”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (18):135-149.

Atkinson,G.M. ve Cassidy, J.F. (2000) “Integrated Use of Seismograph and Strong Motion Data to Determine Soil Amplification: Response to the Fraser River Delta to the Duvall and Georgia Strait Earthquakes”, BSSA, (90)4:1028-1040.

Atkinson, J.H. ve Sallfors, G. (1991) “Experimental Determination of Soil Properties”, Proc. 10th European Conference of Soil Mechanics, Florence, Italy, (3):915-956.

Atkinson,G.M. ve Sonley, E. (2000) “Empirical Relationships between Modified Mercalli Intensity and Response Spectra”, BSSA, (90):537-544.


Bard, P.-Y. ve Bouchon, M. (1980b) “The Seismic Response of Sediment-Filled Valleys. Part 2: The Case of Incident P and SV Waves”, BSSA, (70):1921-1941.

Bard, P.-Y. ve Bouchon, M. (1985) “The Two-Dimensional Resonance of Sediment-Filled Valleys”, BSSA, (75):519-541.

Bard P.Y. (1998) “Microtremor Measurements: A tool for site effect estimation?” Proceedings of 2nd Int. Symp. on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion, Japan.

Bard, P.-Y. (1994) “Effects of Surface Geology on Ground Motion: Recent Results and Remaining Issues”, Proc. 10th ECEE, Vienna, Austria, (1):305-323.

Bard, P.-Y. ve Bouchon, M. (1980a) “The Seismic Response of Sediment-Filled Valleys. Part 1: The Case of Incident SH waves”, BSSA, (70):1263-1286.

Bardet., J.P., Tobita, T., Mace, N. ve Hu, J. (2002) “Regional Modelling of Liquefaction-Induced Ground Deformation”, Earthquake Spectra, (18)1:19-46.

Barka, A ve Kadinsky-Cade, K. (1988) “Strike-Slip Fault Geometry in Turkey and Its Influence on Earthquake Activity”, Tectonics, (7):663-684.

Barka, A.A. (1991) “Tectonic Formations Controlling the Seismicity of Istanbul and a Microzonation Study for Istanbul”, Istanbul and Earthquakes Symposium, Chamber of Civil Engineers, Istanbul Section, 35-56 (in Turkish).

Barka, A.A. (1992) “The North Anatolian Fault Zone”, Annales Tectonica, (VI):164-195. Barlett, S.F. and Youd, T.L. (1995) “Empirical Prediction of Liquefaction-Induced-Lateral

Spreads”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (121)4:316-329. Barrow, B.L. and Stokoe, K.E.II., (1983) Field investigation of liquefaction sites in Northern

California, Geotechnical Engineering Thesis, GT 83-1, Civil Engineering Department, University of Texas at Austin, 212pp.

Baziar, M.H., Dobry, R. ve Elgamal, A.W.M. (1992) “Engineering Evaluation of Permanent Ground Deformation due to Seismically-Induced Liquefaction”, Technical Report NCEER-92-0007, NCEE Research Center, Buffalo.

Bender, B.K. ve Perkins, D.M.(1993) “Treatment of Parameter Uncertainty and Variability for a Single Seismic Hazard Map”, Earthquake Spectra, (9)2:165-195.

Bendimeraad, F. (2002) “Loss Estimation: A Powerful Tool for Risk Assessment and Mitigation”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21)5: 467-472.

Benuska, K.L. (1990) “Source Lessons Learned from the 1989 Loma Prieta, California Earthquake”, Proc. 4th US National Conference on Earthquake Engineering, (1):91-105.

Beresnev, I.A. ve Atkinson, G.M. (1997) “Shear Wave Velocity Survey of Seismographic Sites in Eastern Canada: Calibration of Empirical Regression Method of Estimating Site Response”, Seismological Research Letters, (68)6:981-987.

Beresnev, I.A., Wen, K-L. ve Yeh, Y.T. (1995) “Nonlinear Soil Amplification: Its Corroboration in Taiwan”, BSSA, (85)2:496-515.

Berge, C., Herrero, A., Bernard, P., Bour, M. ve Dominique. P. (1998) “The Spectral Source Model: a Tool for Deterministic and Probabilistic Seismic Hazard Assessment” Earthquake Spectra, (14)1:35-57.

Berrill, J.B., Christensen, S.A., Keenan, R.P., Okada, W. ve Pettinga, J.R. (2001) “Case study of lateral spreading forces on a piled foundation”, Géotechnique 51(6) pp. 501-517.

Biondi, G., Cascone, E., Maugeri, M. ve Motta, E.. (2000) “Seismic response of saturated cohesionless slopes”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering (20):209-215.

Bodel, T.R. (1992) “Microzoning the Likelihood of Strong Spectral Amplification of Earthquake Motions Using MM Surveys and Surface Geology” Earthquake Spectra, (8)4:501-528

Bodin, P. ve Horton, S. (1999) “Broadband microtremor observation of basin resonance in the Mississippi embayment, Central US”, Geophysical Research Letters, (26):903-906.

Bolt, B.A. (1999) “Estimating Seismic Ground Motion”, Earthquake Spectra, (15)2:187-198. Bolt, B.A. (1996) “From Earthquake Accelerations to Seismic Displacements”, Fifth Mallet-Milne

Lecture, SECED, London, 50p. Bommer, J.J. (2002) “Deterministic vs. Probabilistic Seismic Hazard Assessment: an Exaggerated

and Obstructive Dichotomy” Journal of Earthquake Engineering, (6) Special Issue 1:43-74. Bommer, J.J., Scott, S.G. ve Sarma,S.K. (1998) “Time History Representation of Seismic Hazard”

Proc. 11th ECEE, Balkema, Rottterdam


Boore, D.M. (1972) “Finite Difference Methods for Seismic Wave Propagation in Heterogeneous Materials”, Methods in Computational Physics, (11):1-37, Seismology, Surface Waves and Earth Oscillations, B.A. Bolt, editor, Academic Press, New York.

Boore, D.M. ve Brown, L.T. (1998) “Comparing Shear Wave Velocity Profiles from Inversion of Surface Wave Phase Velocities with Downhole Measurements: Systematic Differences Between the CSX Method and Downhole Measurements at Six USC Strong Motion Sites” Seismological Research Letters (68):128-153

Boore, D.M., Joyner, W.B. ve Fumal, T.E. (1997) “Equations for Estimating Horizontal Response Spectra and Peak Accelerations from Western North American Earthquakes: A summary of Recent Work”, Seismological Research Letters, (68)1:128-153.

Boore, D.M., Joyner, W.B. ve Fumal, T.E. (1993) “Estimation of Response Spectra and Peak Accelerations from Western North American Earthquakes: An Interim Report”, U.S. Geological Survey Open-File Report 93-509, 72 p.

Borcherdt, R.D (1991) “On the Observation, Characterization, and Predictive GIS Mapping of Strong Ground Shaking for Seismic Zonation – A Case Study for San Francisco Bay Region”, Pacific Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand, (a keynote address), Proc. (1):1-24 and in Bulletin New Zealand National Society of Earthquake Engineering, (24):287-305.

Borcherdt, R.D. ve Gibbs, J.F. (1976) “Effects of Local Geological Conditions in the San Francisco Bay Region on Ground Motions and the Intensities of the 1906 Earthquake”, BSSA, (66): 467-500.

Borcherdt, R.D. (1992) “Simplified Site Classes and Empirical Amplification Factors for Site-Dependent Code Provisions”, Proceedings NCEER, SEAOC, BSSC Workshop on Site Response During Earthquakes and Seismic Code Provisions, Los Angeles, California.

Borcherdt, R.D., Wentworth, C.M., Glassmoyer, G., Fumal, T., Mork, P. ve Gibbs, J (1991) “On the Observation, Characterization, and Predictive GIS Mapping of Ground Response in the San Francisco Bay Region, California”, Proc 4th International Conference on Seismic Zonation, Stanford, California, (3):545-552.

Borcherdt, R.D. (1994) “Estimates of Site Dependent Response Spectra for Design (Methodology and Justification)”, Earthquake Spectra, (10)4:617-653.

Borcherdt, R.D. (2002) “Empirical Evidence for Acceleration-Dependent Amplification Factors”, BSSA, (92)2:761-782.

Borcherdt, R.D. (1970) “Effects of local geology on ground motion near San Francisco Bay”, BSSA (60):29-61.

Bouchon, M. (1987) “Numerical Simulation of Earthquake Ground Motion”, Strong Ground Motion Seismology, Erdik, M., Toksoz, M.N. eds., NATO ASI Series, D. Reidel Publishing Company, 185-207.

Bouchon, M. (1985) “A Simple, Complete Numerical Solution to the Problems of Diffraction of SH Waves by an Irregular Surface”, J. Acoust. Soc. Am., (77):1-5.

Bouchon, M. ve Aki, K. (1977) “Discrete Wave Number Representation of Seismic Source Wave Fields”, BSSA, (67):259-277.

Bouckovalas, G.D. (1997) “Prediction of Soil Effects on Seismic Motions: A Comparative Case Study”, Earthquake Spectra, (13)3:333-361.

Bour, M., Fouissac, D., Dominique, P. ve Martin, C. (1998) “On the Use of Microtremor Recordings in Seismic Microzonation”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (17):465-474.

Brennan, A.J. ve Madabhushi, S.P.G. (2002) “Liquefaction remediation by vertical drain groups”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 533-538.

Brignoli, E.G., Gotti,M. ve Stokoe, K.H. (1996) “Measurement of Shear Waves in Laboratory Specimens by Means of Piezoelectric Transducers,” Geotechnical Testing Journal, ASTM, (19)4:384-397.

Campbell, K.W. (1997) “Empirical Near-Source Attenuation Relationships for Horizontal and Vertical Components of Peak Ground Acceleration, Peak Ground Velocity, and Pseudo-Absolute Acceleration Response Spectra”, Seismological Research Letters, (68)1:154-179.


Campbell, K.W. (1993) “Comparison of Contemporary Strong-Motion Attenuation Relationships”, Proc. of Int. Workshop on Strong Motion Data, California, (2):49-70.

Campbell, K.W. ve Bozorgnia, Y. (1993) “Near-Source Attenuation of Peak Horizontal Acceleration from Worldwide Accelerograms Recorded from 1957 to 1993”, Proc. of International Workshop on Strong Motion Data, California, (2):71-81.

Cardona, O.D. ve Yamin, L.E. (1997) “Seismic Microzonation and Estimation of Earthquake Loss Scenarios: Integrated Risk Mitigation Project of Bogota, Columbia”, Earthquake Spectra, (13)4:795-814.

Carrara, A., Cardinali, M., Detti, R., Guzetti, F., Pasqui, V., ve Reihenback, P. (1991) “GIS techniques and statistical models in evaluating landslide hazard, Earth Surface Processes and Landforms, (16):427-445.

Carrara, A., F. Guzetti, M. Cardinali and P. Reihenback, (1999) “Use of GIS Technology in the Prediction and Monitoring of Landslide Hazard” Natural Hazards (20)2:117-135

Castro, G. ve Christian, J.T. (1976) “Shear Strength of Soils and Cyclic Loading” ASCE, Journal of Geotechincal Engineering, (102)GT9:887-894.

Castro, G. ve Poulos, J.J. (1977) “Factors Affecting Liquefaction and Cyclic Mobility”, ASCE, Journal of Geotechnical Engineering, (103)GT6:501-516.

Cetin K.O., Seed , R.B., Der Kiureghian, A., Tokimatsu, K., Harder, L.F. ve Kayen, R.E. (2000) “SPT-Based Probabilistic and Deterministic Assessment of Seismic Soil Liquefaction Initiation Hazard”, Research Report No. 2000/05, Pacific Earthquake Engineering Research Center.

Chang, C.Y., Mok, C.M., Power, M.S., Tang, Y.K., Tang, H.M. ve Stepp, J.C. (1991) “Development of Shear Modulus Reduction Curves Based on Downhole Ground Motion Data”, Proc. 2nd International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering. and Soil Dynamics, 111-118.

Chavez-Garcia, F.J. ve Cuenca, J. (1998) “Site Effects and Microzonation in Acapulco”, Earthquake Spectra, (14)1:75-94.

Chavez-Garcia, F.J., Cuenca, J. ve Sanchez-Sesma, F.J. (1996) “Site Effects in Mexico City Urban Zone. A Complementary Study”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (15):141-146.

Chávez-García, F.J. ve Faccioli, E, (2000). “Complex Site Effects and Building Codes: Making the Leap” Journal of Seismology, (4): 23-40.

Chavez-Garcia, F.J., Raptakis, D., Makra, K. ve. Pitilakis, K (2000) “Site Effects at Euroseistest –II. Results from 2D Numerical Modelling and Comparison with Observations”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 19(1): 23-40.

Chávez-García, F.J., L.R.Sanchez ve D. Hatzfeld, (1996) “Topographic Site Effects and HVSR. A Comparison between Observations and Theory”, BSSA, (89)3:1559-1573.

Chen, C.C., Takahashi, A. ve Kusakabe, O. (2002) “Change in vertical bearing capacity of pile due to horizontal ground movement”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 459-464.

Chin-Hsiung, L., Jeng-Yaw, H. ve Tzay-Chyn, S. (1998) “Observed Variation of Earthquake Motion across a Basin-Taipei City”, Earthquake Spectra, (14)1:115-134.

Cid, J., Susagna, T., Goula, X., Chavarria, L., Figueras, S., Fleta J., Casas, A. ve Roca, A. (2001) “Seismic Zonation of Barcelona Based on Numerical Simulation of Site Effects”, PAGEOPH, (158):2559-2577.

Coe, J.A., Michael, J.A., Crovelli, R.A. ve. Savage, W.Z. (2000) Preliminary map showing landslide densities, mean recurrence intervals, and exceedance probabilities as determined from historic records, Seattle, Washington, U.S. Geological Survey Open-File Report 00-303

Cornell, C.A. (1968) “Engineering Seismic Risk Analysis”, BSSA, (5)6:1583-1606 Corte, J.F. ed. (1988). Centrifuge 1988. Rotterdam: Balkema. Coutel, F. ve Mora, P. (1998) “Simulation-Based Comparison of Four Site Response Estimation

Techniques” BSSA (88)1:30-42 Crouse, C.B. ve McGuire, J.W. (1996) “Site Response Studies for Purposes of Revising NEHRP

Seismic Provisions”, Earthquake Spectra, (12)3:407-440


Delgado, J., Casado, C.L., Estevez, A., Giner, J., Cuenca, A. ve Molina, S., (2000) “Mapping soft soils in the Segura river valley (SE Spain): a case study of microtremors as an exploration tool” Journal of Applied Geophysics (45):19-32.

Del Gaudio, V., Trizzino, R., Calcagnile, G., Calvaruso, A. ve Pierri, P. (2000) “Landsliding in seismic areas: the case of the Acquara-Vadoncello landslide (Southern Itay)” Bull. Eng. Geol. Env. (59):23-37, 2000.

Dief, H.M. ve Figueira, J.L. (2002) “Comparative study of the level of energy to liquefaction determined from torsional shear and centrifuge tests”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 513-518.

Dimitriu, P., Kalogeras, I., and Theodulidis, N. (1999) “Evidence of Nonlinear Site Response in Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio from Near Field Earthquakes”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (18):423-435.

Dobry, R., Vucetic, M. (1987) “Dynamic Properties and Seismic Response of Soft Clay Deposits”, Proc. International Symposium on Geotechnical Engineering on Soft Soils, Mexico City, (2):51-87.

Dobry, R., Borcherdt, R.D., Crouse, C.B., Idriss, I.M., Joyner, W.B., Martin, G.R., Power, M.S., Rinne, E.E. ve Seed, R.B. (2000) “New Site Coefficients and Site Classification System Used in Recent Building Seismic Code Provisions” Earthquake Spectra (16)1:41-67.

Dobry, R., Idriss, I.M., ve Ng, E. (1978) “Duration Characteristics of Horizontal Components of Strong-Motion Earthquake Records,” BSSA, (68)5:1487-1520.

Dobry, R., Ramos, R. ve Power, M.S. (1999) “Site Factors and Site Categories in Seismic Codes”, Technical Report MCEER-99-0010, Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, Buffalo, USA, 102pp.

Dravinski, M., Yamanaka, H., Nakajima, Y., Kagami, H., Keshavamurthy, R. ve Masaki, K. (1991) “Observation of Long Period Microtremors in San Francisco Metropolitan Area” Fourth Int. Conf. on Seismic Zonation, Stanford, California, USA, 401-407.

Dravinski, M., Ding,G. ve Wen, K.L. (1996) “Analysis of Spectral Ratios for Estimating Ground Motion in Deep Basins” BSSA, (86):646-654.

Dutta, U., Martirosyan, A., Biswas, N., Papageorgiou, A. ve Combellick, R. (2001) “Estimation of S-Wave Site Response in Anchorage, Alaska from Weak Motion Data Using Generalized Inversion Technique”, BSSA, (91)2:335-346.

Elgamal, A., Sitar, N., Matsuo, O. ve Okamura, M. (2002) “Modeling of foundation liquefaction countermeasures for earth embankments”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 545-550.

Elgamal, A.W., Zeghal, M., Parra, E., Gunturi, R., Tang, H.T. ve Stepp, J.C. (1996) “Identification and Modelling of Earthquake Ground Response–I. Site amplification”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (15):499-522.

Ellis, E.A., Soga, K., Bransby, M.F. ve Sato, M. (1998) “Effect of pore fluid viscosity on the cyclic behaviour of sands”, Centrifuge 1998 Kimura vd. (eds). Rotterdam: Balkema. pp. 217-222.

Erdik, M., Doyuran, V., Akkaş, N. ve Gülkan P. (1985), “A Probabilistic Assessment of the Seismic Hazard in Turkey”, Tectonophysics, (117):295-344.

Erdik, M. ve Durukal, E. (2002) “A Hybrid Procedure for the Assessment of Design Basis Earthquake Ground Motions for Near-Fault Conditions”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21)5:431-443.

Erken, A. ve Ansal, A.M. (1994) “Liquefaction Characteristics of Undisturbed Sands”, 13th ICSMFE, 165-170.

Erken, A., Ansal, A.M., Yıldırım, H., Ülker, R., Sancar, T. ve Kılıç, C. (1995) “Liquefaction of Silt and Sand Layers in Erzincan Ekşisu” 1st ICEGE, JSSMFE, Tokyo.

Esposito, E., Porfido, S., Simonelli, A.L., Mastrolorenzo, G. ve Iaccarino, G. (2000) “Landslides and other surface effects induced by the 1997 Umbria¯Marche seismic sequence” Engineering Geology, (58)3:353-376.

Evernden, J., Hibbard, R. and Schnider, J (1973) “Interpretation of Seismic Intensity Data”, BSSA, (63):399-422.

Evernden, J.F. ve Thomson J.M. (1985) “Predicting Seismic Intensities”, USGS Professional Paper, (1360):151-202.


Faccioli, E. (1991) Seismic Amplification in the Presence of Geological and Topographic Irregularities”, Proc. 2nd International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering, St. Louis, Missouri, State-of-art paper, 1779-1797.

Faccioli, E., Battistella, C., Alemani, P., Lo Presti, D. ve Tibaldi, A. (1997) “Seismic Microzoning and Soil Dynamics Studies in San Salvador”, 12th ICSMFE, Rio de Jenerio, Brazil.

Faccioli, E. ve Pessina, V. (2001) “The Catania Project: Earthquake Damage Scenarios for a High Risk Area in the Mediterranean”, CNR-Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti, Roma, 225 pp.

Fäh, D., Kind, F., Lang, K. ve Giardini, D. (2001) “Earthquake Scenarios for the City of Basel”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21)5:405-413.

Fäh, D., Rüttener, E., Noack, T. ve Kruspan, P. (1997) “Microzonation of the City of Basel”, Journal of Seismology, (1):87-102.

Field, E.H. ve Jacob, K.H. (1995) “A Comparison and Test of Various Site Response Estimation Techniques, including Three that are not Reference-Site Dependent”, BSSA,(85)4:1127-1143.

Field, E.H. ve Hough, S.E. (1997) “The Variability of PSV Response Spectra across a Dense Array Deployed during the Northridge Aftershock Sequence”, Earthquake Spectra, 13(2):243-257.

Field, E.H., Hough, S.E. ve Jacob, K.H. (1990) “Using Microtremors to Assess Potential Earthquake Site Response: A Case Study in Flushing Meadows, New York City”, BSSA, (80)6:1456-1480.

Field, E. ve Petersen., M. (2000) “A Test of Various Site Effect Parameterizations in Probabilistic Seismic Hazard Analyses of Southern California”, BSSA, (90)6B:S222-S244.

Field, E. ve SCEC Phase III Working Group (2000) “Accounting for Site Effects in Probabilistic Seismic Hazard Analyses of Southern California: Overview of the SCEC Phase III Report” BSSA, (90)6B:S1-S31.

Finn, W.D.L. (2000) “State-of-the-art of Geotechnical Earthquake Engineering Practice”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (20)1-4:1-15.

Finn, W.D.L. (1993) “Evaluation of Liquefaction Potential”, Soil Dynamics and Geotechnical Engineering Seco e Pinto ed., Balkema, Rotterdam, 127-157.

Finn, W.D.L., Ledbetter, R.H. ve Wu, G. (1994) “Liquefaction in Silty Soils: Design and Analysis” Ground Failures under Seismic Conditions, Geotechnical Special Publication 44, ASCE, 51-76.

Finn, W.D.L. (1991) “Geotechnical Engineering Aspects of Microzonation”, Proc. 4th International Conference on Seismic Zonation, (1):199-259.

Frankel, A. (1995) “Mapping seismic hazard in the Central and Eastern United States”, Seismological Research Letters,(66)4:8-21.

Frankel, A. ve Stephenson, W. (2000) “Three-Dimensional Simulations of Ground Motions in the Seattle Region for Earthquakes in the Seattle Fault Zone”, BSSA, (90)5:1251-1267.

Frankel, A., Carver, D., Cranswick, E., Bicce, T., Sell, R. ve Hanson, S. (2001) “Observations of Basin Ground Motions from a Dense Seismic Array in San Jose, California”, BSSA, (91)1:1-12.

France, J.W., Adams, T., Wilson, J. ve Gillette, D. (2000) “Soil Dynamics and Liquefaction”, Geotechnical Special Publication 107, ASCE.

Frantti, G.E. (1963) “The nature of high frequency earth noise spectra”, Geophysics (28):547-581. Fujiwara, H., Yamanouchi, T., Yasuhara, K. ve Ue, S. (1985) “Consolidation of Alluvial Clay

under Repeated Loading”, Soils and Foundations, (25):19-30. Gagnepain-Beyneix, J., Lépine, J.C., Nercessian, A. ve Hirn, A. (1995) “Experimental Study of

Site Effects in the Fort-de-France Area(Martinique Island)”, BSSA, (85)2:478-495. Gao S., Liu, H., Davis, P.M. ve Knopoff, L. (1996) “Localized Amplification of Seismic Waves

and Correlation with Damage due to the Northridge Earthquake: Evidence for Focusing in Santa Monica”, BSSA, 86(2):S209-S230.

Gaull, B.A., Kagami, H., Eeri, M. ve Taniguchi, H. (1995) “The Microzonation of Perth, Western Australia, Using Microtremor Spectral Ratios”, Earthquake Spectra, (11)2: 173-191.


Gazetas,G., Dakoulas, P. ve Papageorgiou, A. (1990) “Local Soil and Source-Mechanism Effects in the 1986 Kalamata (Greece) Earthquake” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (19):431-453

Geli, L., Bard, Y.P. ve Jullien, B. (1988) “The effect of topography on earthquake ground motion: a review and new results” BSSA (78):42-63

Georgiannou, V.N., Hight, D.W ve Burland, J.B. (1991) “Behaviour of Clayey Sands under Undrained Cyclic Triaxial Loading”, Geotechnique, (41):383-393.

Gitterman, Y., Zaslavsky, A.S. ve Shtivelman, V. (1996) “Empirical Site Response Evaluations: Case Studies in Israel”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (15):467-463.

Gregor, N.J. ve Bolt, B.A. (1997) “Peak Strong Motion Attenuation Relationships for Horizontal and Vertical Ground Displacements”, Journal of Earthquake Engineering, (1)2:275-292.

Gueguen, P., Chatelain, J-L., Guillier, B., Yepes, H. ve Egred, J. (1998) “Site Effect and Damage Distribution in Pujili (Ecuador) after the 28 March 1996 Earthquake”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (17), 329-334.

Gutenberg, B. ve Richter, R.F. (1944) “Frequency of Earthquakes in California”, BSSA, (34):185. Gutierrez, C. ve Singh, S.K. (1992) “A Site Effect Study in Acapulco, Guerrero, Mexico:

Comparison of Results From Strong Motion and Microtremor Data”, BSSA, (82)2:642-659. Habibian. A. (1987) Seismic modelling of coastal dykes on layered sand foundations. PhD Thesis,

Cambridge University, UK. Haigh, S.K. ve Madabhushi, S.P.G. (2002a) “Dynamic centrifuge modelling of the destruction of

Sodom and Gomorrah”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 507-512.

Haigh, S.K. ve Madabhushi, S.P.G. (2002b) “Centrifuge modelling of lateral spreading past pile foundation”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 471-476.

Hall, L. ve Bodare A. (2000) “Analyses of the Cross-Hole Method for Determining Shear-Wave Velocities and Damping Ratios”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (20)1-4:167-175.

Hall, J.F., Heaton, T.H., Halling, M.W. ve Wald, D.J. (1995) “Near-source Ground Motion and its Effects on Flexible Buildings”, Earthquake Spectra, 11(1):569-605.

Hamada, M., Yasuda, S., Isoyama, R. ve Emoto, K. (1986) “Study on Liquefaction-Induced Permanent Ground Displacement”, Report for the Association for the Development of Earthquake Prediction.

Hanks, T. C. ve H. Kanamori (1979) “A moment magnitude scale”, J. Geophys. Res., (84):2348-2350.

Hardin, B.O. ve Drnevich, V.P., (1972) “Shear Modulus and Damping in Soils: Design Equation and Curves”, Jour. of Soil Mechanics and Foundations, ASCE, (98):667-692.

Harp, E. L. ve Jibson, R. W. (1996) “Landslides triggered by the 1994 Northridge, California earthquake” BSSA, (86)1B:319-332.

Harris, J.B. Street R.L., Kiefer J.D., Allen D.L. ve Wang, Z.M. (1994) “Modeling Site Response in The Paducah, Kentucky Area”, Earthquake Spectra, (10)3:519-538.

Hartzell, S. (1998) “Variability in Nonlinear Sediment Response during the 1994 Northridge, California Earthquake” BSSA, (88):1426-1437.

Hartzell, S., Carver, D., Cranswick, E. ve Frankel, A. (2000) “Variability of Site Response in the Seattle, Washington”, BSSA, (90)5:1237-1250.

Hartzell, S., Carver, D. ve Williams, R.A. (2001) “Site Response, Shallow Shear-Wave Velocity and Damage in Los Gatos, California, from the 1989 Loma Prieta Earthquake”, BSSA, (91)3:468-478.

Hartzell, S., Cranswick, E, Frankel, A., Carver, D. ve Meremonte, M. (1997) “Variability of Site Response in the Los Angeles Urban Area”, BSSA, (87)6:1377-1400.

Hartzell, S., Harmsen, S., Frankel, A., Carver, D., Cranswick, E. Meremonte, M. ve Michael,J. (1997) “First-Generation Site-Response Maps for the Los Angeles Region Based on Earthquake Ground Motions”, BSSA, (88)2:463-472.


Hartzell, S., Leeds, A., Frankel, A., Williams, R.A., Odum, J., Stephenson, W. ve Silva, W. (2002) “Simulation of Broadband Ground Motion Including Nonlinear Soil Effects for a Magnitude 6.5 Earthquake on the Seattle Fault, Seattle, Washington”, BSSA, (92)2:831-853.

Haskell, N.A. (1953) “The Dispersion of Surface Waves on Multi Layered Media”, BSSA, (43):17-34.

Hatanaka, M., Suzuki,Y., Kawasaki,T. ve Masaaki,E. (1988) “Cyclic Undrained Shear Properties of High Quality Undisturbed Tokyo Gravel”, Soils and Foundations, (28)4:57-68.

Hayashi, H., Nishikawa, J. ve Egawa, T. (2002) “Earthquake resistance of road embankments under influence of seepage water”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 483-488.

Hayashi, H., Nishikawa, J. ve Taniguchi. K. (1998) “Seismic behaviour of road embankments”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 243-248.

Hayashi, K., Burns, D.R. ve Toksöz, M.N. (2001) “Discontinuous-Grid Finite-Difference Seismic Modeling Including Surface Topography”, BSSA, (91)6:1750-1764.

Hays, W., Mohammadioun, B. ve Mohammadioun, J. (1998) “Seismic Zonation, a Framework for Linking Earthquake Risk Assessment and Earthquake Risk Management”, Quest Éditions – Presses Académiques, France.

Hitchcock, S.C., Scott C., Lindvall, S.C., Lettis, W.R., John G. Helms., J.G., Randolph, C., Kristin C. Weaver, K.C. ve Kada, L. (2000) “Liquefaction Hazard Mapping, Ventura County, California” 6th Int. Conf. Seismic Zonation

Higashi, S. ve Sasatani, T. (2000) “Nonlinear Site Response in Kushiro during the 1994 Hokkaido Toho-oki Earthquake”, BSSA, (90)4:1082-1095.

Higuchi, S. ve Matsuda, T. (2002) “Effects of liquefaction induced lateral flow of the ground against a pile foundation”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 465-470.

Hong, T.L. ve Helmberger, D.V. (1978) “Glorified Optics and Wave Propagation in Nonplanar Structure”, BSSA, (68):2013-2032.

Horike, M., Zhao, B. ve Kawase, H. (2001) “Comparison of Site Response Characteristics Inferred from Microtremors and Earthquake Shear Waves”, BSSA, (91)6:1526-1536.

Horike, M., Uebayashi, H. ve Takeuchi, Y. (1990) “Seismic Response in Three Dimensional Sedimentary Basin Due to Plane S wave Incidence”, Journal of Physics of the Earth, (38):261-284.

Huang, C.C., Lee, Y., Liu, H. Keefer, D. ve Jibson, R. W. (2001) “Influence of Surface-Normal Ground Acceleration on the Initiation of the Jih-FenErh-Shan Landslide during the 1999 Chi-Chi, Taiwan Earthquake” BSSA (91)5:953-958

Iai, S., Tsuchida, H. Koizumi, K. (1989). A Liquefaction Criterion Based on Field Performance around Seismograph Stations, Soils and Foundation, (29)2:52-68.

Idriss, I.M. (1990) “Response of Soft Soil Sites during Earthquakes”, Proc. H. Bolton Seed Memorial Symposium, 273-290.

Idriss, I.M., Dobry, R. ve Singh, R.M. (1978) “Nonlinear Behaviour of Soft Clays during Cyclic Loading”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, (104):1427-1447.

Idriss, I.M. ve Sun,J.I. (1992) “User’s Manual for Shake91, A Computer Program for Conducting Equivalent Linear Seismic Response Analysis of Horizontally Layered Soil Deposits Modified based on the original SHAKE program Published in December 1972 by Schnabel, Lysmer and Seed.”

Iglesias, J. (1988) “Seismic Microregionalization of Mexico City after the 1985 Earthquake”, Proc. 9th World Conference on Earthquake Engineering, (2):127-132.

Iida, K., Masaki, K., Taniguchi, H., ve Tsuboi, T. (1978) “Seismic Characteristics of the Ground and Earthquake Risk in Nagoya Area”, Proc. 5th Japan Earthquake Engineering Symposium, 1415-1422.

Imai, T. (1977) “P and S wave velocities of the ground in Japan” Proceeding of IX International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, (2):257-260.

Imamura, S. ve Fujii, N. (2002) “Observed dynamic characteristics of liquefying sand in a centrifuge”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 195-200.


Imamura, S., Hagiwara, T., Ishihara, K., Tsukamoto, Y. ve Kon, H. (2002a) “Characteristics of lateral flow of two layered slopes due to liquefaction in a centrifuge”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 501-506.

Imamura, S., Hirano, T., Yoshino, O., Hagiwara, T., Takemura, J. ve Fujii, N. (2002b) “Chemical grouitng as a countermeasure against soil liquefaction of sand with existing oil tanks”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 581-586.

Ishibashi, I. ve Zhang, X. (1993) “Unified Dynamic Shear Moduli and Damping Ratios of Sand and Clay”, Soils and Foundations, (33):182-191.

Ishihara, K. (1997) “Geotechnical Aspects of Ground Damage during the Kobe-Awaji Earthquake”, Theme Lecture, Earthquake Geotechnical Engineering, Ishihara, K. ed., Balkema, Rotterdam, 1327-1331.

Ishihara, K. (1993) “Dynamic Properties of Soils and Gravels from Laboratory Tests”, Soil Dynamics and Geotechnical Engineering, Seco e Pinto ed., Balkema, Rotterdam, 1-17.

Ishihara, K. (1982) “Evaluation of Soil Properties for Use in Earthquake Response Analysis”, Geomechanical Modeling in Engineering Practice, Dungar, R. and Studer J. A. eds., Balkema, 241-276.

Ishihara, K. ve Nakamura, S. (1987) “Landslides in mountain slopes during the Ecuador Earthquake of March 5, 1987” US-Asia Conference on Engineering for Mitigating Natural Hazards Damage.

Ishihara, K. (1996) “Soil Behaviour in Earthquake Geotechnics”, Clarendon Press, Oxford. Ishihara, K. (1980) “Strength of Cohesive Soils under Transient and Cyclic Loading Conditions”,

Proc. 7th World Conference on Earthquake Engineering, Istanbul, 159-169. Ishihara, K. (1985) “Stability of Natural Deposits during Earthquakes”, Theme Lecture, 11th

ICSMFE, (2):321-376. Ishihara, K., Nagao, A. ve Mano, R. (1983) “Residual Strain and Strength of Clay Under Seismic

Loading”, 4th Canadian Conference on Earthquake Engineering, 602-613. Iwasaki, T., Tatsuoka, F., Tokida, K. and Yasuda, S. (1978). “A Practical Method for Assessing

Soil Liquefaction Potential Based on Case Studies at Various Sites in Japan”, 2nd Int. Conf. on Microzonation, San Francisco, (2):885-896.

Iyisan, R. (1996) “Correlations between Shear Wave Velocity and In-situ Penetration Test Results”, Technical Journal of Turkish Chamber of Civil Engineers, 7(2): 1187-1199 (in Turkish).

Iyisan, R., Ansal A. ve Kaya, N., (1997a) “Comparison of seismic and microtremor test results”, 4th National Earthquake Engineering Conf., METU, Ankara, 96-103.

Iyisan, R., Ansal A., Sezen, A. ve Özkan, M. (1997b). “Results of microtremor measurements in Dinar”, 4th National Earthquake Engineering Conf., METU, Ankara, 104-111.

Iyisan, R. ve Ansal, A.M., (1998) “Determination of local site conditions by microtremors”, 7th National conf. on Soil Mech. ve Foundation Eng., YTU, Istanbul, 542-549.

Jacka, M.E. (2002) Delayed liquefaction -induced failure of embankments: a case study. Master Engineering Thesis, University of Canterbury.

Jackson, J. (2001) “Living with Earthquakes: Know Your Faults”, Journal of Earthquake Engineering, The Eighth Mallet-Milne Lecture (5)SI1:5-123.

Japan Road Association (1991). Specifications for Highway Bridges, Part V Earthquake Resistance Design

Jennings, P.C. (1997) “Enduring Lessons and Opportunities Lost from the San Fernando Earthquake of February 6, 1971”, Earthquake Spectra, 13(1):25-53.

Jibson, R. W.; Harp, E. L.; and Michael, J. A. (2000) “A method for producing digital probabilistic seismic landslide hazard maps” Engineering Geology, (58)3-4:271-289

Jibson, R. W. ve Crone, A. J. (2001) Observations and Recommendations Regarding Landslide hazards Related to the January 13, 2001 M-7.6 El Salvador Earthquake, U.S. Geological Survey Open-File Report 01-0141

Jibson, R. W., Harp, E. L. ve Michael, J. A. (1998) A method for producing digital probabilistic seismic landslide hazard maps: an example from the Los Angeles, California, area, U.S. Geological Survey Open-File Report 98-113


Jibson, R. (1994) “Predicting Earthquake-Induced Landslide Displacement Using Newmark’s Sliding Block Analysis”, Transportation Research Record 1411, Transportation Research Board, Washington, 9-17.

Jimenez, M.J., Garcia-Fernandez, M., Zonno, G. ve Cella, F. (2000) “Mapping Soil Effects in Barcelona, Spain, through an Integrated GIS Environment”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (19):289-301.

Jinan, Z. (1987) “Correlation between seismic wave velocity and the number of blow of SPT and depth” Selected papers from the Chinese Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 92-100.

Jongmans, D., Pitilakis, K., Demanet, D., Raptakis, D., Riepl, J., Horrent, C., Tsokas, G., Lontzetidis, K. ve Bard, P.Y. (1998) “Euro-Seistest: Determination of the Geological Structure of the Volvi Basin and Validation of the Basin Response”, BSSA, (88)2:473-487.

Joyner, W.B., ve Boore, D.M. (1981) “Peak Acceleration and Velocity from Strong Motion Records Including Records from the 1979 Imperial Valley, California, Earthquake”, BSSA, (71):2011-2038.

Joyner, W.B. ve Fumal, T. (1984) “Use of Measured Shear-wave Velocity for Predictive Geological Site Effects on Strong Motion”, Proc. 8th World Conference on Earthquake Engineering, (2):777-783.

Kafka, A.L. ve Walcott, J.R. (1998) “How Well Does the Spatial Distribution of Smaller Earthquakes Forecast the Location of Larger Earthquakes in the Northeastern United States”, Seismological Research Letters, (69)5:428-440.

Kagami, H., Okada, S., Shiono, K., Oner, M., Dravinski, M. ve Mal, A.K. (1986) “Observation of 1 to 5 second microtremors and their application to earthquake engineering. Part 3: A two dimensional study of site effects in San Fernando Valley”, BSSA (76):1801-1812.

Kagami, H., Okada, S. ve Ohta, G. (1988) “Versatile Application of Dense and Precision Seismic Intensity Data by an Advanced Questionnaire Survey”, Proc. 9th World Conference on Earthquake Engineering, (8), 937-942.

Kagawa, T. (1992) “Moduli and Damping Factors of Soft Marine Clays”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (118):1360-1375.

Kallioglou, P., Tika, Th. ve Pitilakis, K. (1999) “Dynamic Characteristics of Natural Cohesive Soils”, Earthquake Geotechnical Engineering, 113-117.

Kanagawa Prefectural Government (1986), Prediction of seismic damage in Kanagawa prefecture pp. 13-63 (in Japanese).

Kanai, K. ve Tanaka, T. (1961) “On Microtremors VIII” Bull. Earthquake Research Institute, University of Tokyo, (39):97-114.

Kanai, K., Tanaka, T. ve Oada, K. (1954) “On microtremors” Bulletin of Earthquake Research Institute, University of Tokyo, 32.

Kanai, K., Tanaka, T., Morishita, T. ve Osada, K. (1966) “Observation of Microtremors XI” Bull. Earthquake Research Institute, University of Tokyo, (44):1297-1333.

Kamiyama, M., Yoshida, M. veSuzuki, T. (1999) “Effects of irregular ground structure on earthquake motions: A comparison between observation and numerical simulation” 2nd Earthquake Geotechnical Conf., Lisbon, Portugal

Kamon, M., Mimura, M., Matsuda, S., Nagayama, S. ve Misaki, S. (1998) “Experimental studies on the seismic response of gravity caisson quay wall”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 333-338.

Kato, K., Aki, K. Takemura, M. (1995) “Site Amplification from Coda Waves: Validation and Application to S-Wave Site Response”, BSSA, (85)2:467-477.

Kawai, T., Kanatani, M. ve Tochigi, H. (2002) “Effects of the sequencs of shaking events on the seismic response of a model caisson” Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 441-446.

Kawasaki, K., Sakai, T., Yasuda, S. ve Satoh, M. (1998) “Earthquake induced settlement of an isolated footing for power transmission tower”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 271-276.


Kawase, H. (1988) “Time Domain Response of a Semicircular Crayon for Incident SV, P and Rayleigh Waves Calculated by Discrete Wave Number Boundary Element Method”, BSSA, (78):1415-1437.

Kawase, H. (1998) “The Cause of the Damage Belt in Kobe: ‘The Basin Edge Effect’, Constructive Interference of the Direct S-Wave with the Basin-induced Diffracted/Rayleigh Waves”, Seismological Research Letters, (67):25-34.

Kayen, R.E., Mitchell, J.K., Seed, R.B., Lodge, A., Nishio ve Coutinho, R. (1992) “Evaluation of SPT-, CPT-, and Shear Wave-Based Methods for Liquefaction Potential Assessment Using Loma Prieta Data”, Proc. 4th Japan-US Workshop on Earthquake-Resistant Design of Lifeline Facilities and Countermeasures for Soil Liquefaction, (1):177-204.

Keefer,D.K., Wieczorek, G.F. Harp, E.L. ve Tuel, D.H. (1978) “Preliminary assessment of seismicly induced landslide susceptibility”. Proc.of 2nd Int.Conf. on Microzonation for Safer Construction 1:279-290.

Keefer, D.K. (2000) “Statistical analysis of an earthquake-induced landslide distribution ¯¯ the 1989 Loma Prieta, California event” Engineering Geology (58)3-4:231-249.

Keefer,D.K. ve Wilson,R.C. (1989) “Predicting earthquake-induced landslides with emphasis on arid and semi-arid environments” Pub. of Inland Geological Society, (2):71-79.

Keefer, D.K. (1984) “Landslides caused by earthquakes”, Geological Society of America Bulletin, 95, 406-421.

Kiku, H., Yoshida, N., Yasuda, S., Irisawa, T., Nakazawa, H., Shimizu, Y., Ansal, A. and Erken, A. (2001) “In-situ penetration tests and soil profiling in Adapazari, Turkey” Proc. ICSMGE/TC4 Satellite Conference on “Lessons Learned from Recent Strong Earthquakes”, pp.259-265.

Kimura, T., Kusakabe, O. ve Takemura. J. (eds) (1998) Centrifuge 98. Rotterdam: Balkema. Kind F., Fäh, D. ve Giardini D. (2000) “Determination of local structures from ambient vibrations”

6th Int. Conf. on Seismic Zonation, Palm Springs, Ca., Paper No. 0033. King, S.A., Kiremidjian, A.S., Basöz, N., Law, K., Vucetic, M., Doroudian, M., Olson, R.A.,

Eidinger, J.M., Goettel, K.A. ve Horner, G. (1997) “Methodologies for Evaluating the Socio-Economic consequences of Large Earthquakes” Earthquake Spectra 13(4):565-584.

Kitazume, M., Sato, T., Dhiraishi, N. ve Okubo, Y. (2002) “Failure pattern and earth pressure of locally cemented improved ground under earthquake motion”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 581-586.

Ko, H.Y. (1994) “Modeling seismic problems in centrifuges”, Centrifuge 94. Rotterdam: Balkema. pp. 3-12.

Ko, H.Y. ve McLean, F.G. (eds) (1991) Centrifuge 91. Rotterdam: Balkema. Kobayashi, K. (1980) “A method for presuming deep ground soil structures by means of longer

period microtremors” 7th WCEE, Istanbul (1):237-240 Koga, Y., Matsuo, O., Koseki, J., Goto, Y., Kubodera, I., Suzuki, K., Fukada, H. ve Okumura, R.

(1991) “Applicability of the dynamic centrifuge model test method in developing countermeasures against soil liquefaction”, Centrifuge 91. Rotterdam: Balkema. pp. 431-438.

Kokusho, T. (1980) “Cyclic Triaxial Test of Dynamic Soil Properties for Wide Strain Range”, Soils and Foundations, (20):45-60.

Kokusho, T. (1987) “In-situ Dynamic Soil Properties and their Evaluations”, Proc. 8th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Kyoto, Japan, (2): 215-240.

Kokusho, T.,Yoshida, Y. ve Esashi, Y. (1982) “Dynamic Properties of Soft Clay for Wide Strain Range”, Soils and Foundations, (22):1-18.

Konno, K. ve Ohmachi, T. (1996) “Site-Effect Estimation using the H/V Ratio of Microtremor and Its Application”, Report of Research Laboratory of Engineering, Shibaura Institute of Technology, Tokyo, (11):21-41.

Konno, K. ve Ohmachi, T. (1998) “Ground Motion Characteristics Estimated from Spectral Ratio between Horizontal and Vertical Components of Microtremor”, BSSA (88)1:228-241.


Koseki, J., Matsuao, O., Kondo, K. ve Yoshizawa, T. (1998) “Effects of compaction of liquefiable sandy soil surrounding pile foundations”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema, pp. 277-282.

Koutsoftas, D.C. (1978) “Effect of Cyclic Loads on Undrained Strength of Two Marine Clays”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, (104)GT5:609-620.

Koutsoftas, D.C. ve Fischer, J.A. (1980) “Dynamic Properties of Two Marine Clays”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE,(106)GT6:645-657.

Kramer, S.L. (1997) “Geotechnical Earthquake Engineering”, Prentice Hall, New Jersey. Kuerbis, R. ve Vaid,Y.P. (1989) “Undrained Behaviour of Clean and Silty Sands”, 12th ICSMFE,

91-100. Kudo, K. (1995) “Practical Estimates of Site Response. State-of-the-Art Report”, Proc. of 5th

International Conference on Seismic Zonation, Nice, France (3):1878-1907. Kuroiwa, J. (1982) “Simplified Microzonation Method for Urban Planning”, Proc. 3rd International

Conference on Microzonation, (2):753-764. Kutter, B.L. ve Balakrishnan, A. (1998) “Dynamic model test data, from electronics to

knowledge”, Centrifuge 98, Vol. II. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 931-943. Lachet, C. ve Bard, P.Y. (1994) “Numerical and Theoretical Investigations on the Possibilities and

Limitations of Nakamura’s Technique”, Journal of Phys. Earth, (42):377-397. Lacave, C., Bard, P-Y. Koller, M. “Microzonation: Techniques and Examples”,

http://www.ndk.ethz.ch/downloads/publ/ Lachet, C., Hatzfeld, D., Bard, P.Y., Theodulidis, N., Papaioannou, C. ve Savvaidis, A. (1996)

“Site Effects and Microzonation in the City of Thessaloniki-Comparison of Different Approaches”, BSSA, (86)6:1692-1703.

Lanzo, G. ve Vucetic, M. (1999) “Effect of Soil Plasticity on Damping Ratio at Small Cyclic Strains”, Soils and Foundations, (39):131-141.

Lanzo, G., Vucetic, M. ve Doroudian, M. (1997) “Reduction of Shear Modulus at Small Strains in Simple Shear”, Journal of the Geotechnical and Geoenvironmental Engineering Division, ASCE, (123):1035-1042.

Lasterico, R. ve Monge, J. (1972) “Chilean Experience in Seismic Microzonation”, Proc. International Conference on Microzonation, (1):231-248.

Laue, J. (1997) “Transport Stability of Iron Ore Concentrate Heaps by means of Centrifuge Model Testing”, In J.S. Chung (ed.), Proc. of the Conference ISOPE 97: Vol I. International Society of Offshore and Polar Engineers: Golden, CO. pp. 921-927.

Laue, J. (2002) Centrifuge Technology. Constitutive and Centrifuge Modelling: Two Extremes. Springman ed. Lisse: Swets ve Zeitlinger. pp.75-112.

Lee, C.J., Abdoun, T. ve Dobry, R. (2002) “Performance of caisson type quay walls during earthquakes”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 447-452.

Lee, S.H.H. (1990) “Regression models of shear wave velocities” Journal of the Chinese Institute of Engineers, (13)5:519-532.

Lee, J-J. ve Langston, C.A. (1983) “Three-Dimensional Ray Tracing and the Method Of Principal Curvature for Geometric Spreading”, BSSA, (73):765-780.

Lefebvre, G., Leboeuf, D., Rahhal, M.E., Lacroix, A. ve Warde, J. (1994) “Laboratory and Field Determinations of Small-Strain Shear Modulus for a Structured Champlain Clay”, Canadian Geotechnical Journal, (31):61-70.

Lekkas, E.L. (1996) “Pyrgos earthquake damages (based on E.M.S.-1992) in relation with geological and geotechnical conditions” Soil Dynamics ve Earthquake Eng. (15):61-68.

Lermo, J. ve Chavez Garcia, F.J. (1994a) “Site Effect Evaluation at Mexico City: Dominant Period and Relative Amplification from Strong Motion and Microtremor Records”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (13):413-423.

Lermo, J. ve Chavez-Garcia, F.J. (1994b) “Are Microtremors Useful in Site Response Evaluation”, BSSA, (84)5:1350-1364.

Lermo, J., Rodriguez, M. and Singh, S.K. (1988) “The Mexico City earthquake of September 19, 1985: Natural period of sites in the Valley of Mexico from microtremor measurements and strong motion data” Earthquake Spectra, (4):805-814.


Leung, C.F., Lee, F.H. ve Tan, E.T.S. eds. (1994) Centrifuge 94. Rotterdam: Balkema. Leyendecker, E.V., Hunt, R.J., Frankel, A.D. ve Rukstales, K.S. (2000) “Development of

Maximum Considered Earthquake Ground Motion Maps”, Earthquake Spectra, (16)1:21-40 Liao, S.S.C. ve Whitman, R.V. (1986a) “Overburden Correction Factor for SPT in Sand”, Journal

of Geotechnical Engineering, ASCE, (112)3:373-377. Liao, S.S.C. ve Whitman, R.V. (1986b) “Catalogue of Liquefaction and Non-Liquefaction

Occurrences during Earthquakes”, Research Report, Department of Civil Engineering, MIT, Cambridge, Mass.

Louie, J.N. (2001) “Faster, Better: Shear-Wave Velocity to 100 Meters Depth from Refraction Microtremor Arrays”, BSSA, (91)2:347-364.

Lu, L., Yamazaki, F. ve Katayama, T. (1992) “Soil Amplification Based on Seismometer Array and Microtremor Observations in Chiba, Japan”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (21):95-108.

Luco, J.E. ve Anderson, J.G. (1983), “Steady-State Response of an Elastic Half Space to a Moving Dislocation of Finite Width”, BSSA,(73)1:1-22.

Luke, B.A., Matasovic, N.M. ve Kemnitz, M. (2001) “Evaluating Seismic Response of Deep Sandy Soil Deposits”, BSSA, (91)6:1516-1525.

Lungu, D., Aldea, A., Cornea, T. ve Arion, C. (2000) “Seismic Microzonation of the City of Bucharest”, 6th International Conference on Seismic Zonation, California, USA.

Lunne, T., Robertson, P.K. ve Powell, J.J.M. (1997) Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice, Blackie Academic ve Professional, London

Luzi, L., Pergalani, F. ve Terlien, M. T. J. (2000) “Slope vulnerability to earthquakes at subregional scale, using probabilistic techniques and geographic information systems” Engineering Geology (58)3-4:313-336.

Luzi, L. ve F. Pergalani, F. (2000) “A correlation between slope failures and accelerometric parameters: the 26 September 1997 earthquake (Umbria-Marche, Italy)” Soil Dynamics and Earthquake Engineering (20):301-313, 2000.

Luzi, L ve Pergalani, F. (1996) “Applications of Statistical and GIS Techniques to Slope Instability Zonation (1:50,000 Fabriano Geological Map Sheet)”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering (15):83-94.

Lysmer, J. ve Drake, L.A. (1971) “The Propagation of Love Waves Across Non-Horizontally Layered Structures”, BSSA, (61):1233-1252.

Madabhushi, S.P.G., Haigh, S.K. ve Subedi. B.R. (2002) “Seismic behaviour of steep slopes”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp 489-494.

Makra, K., Raptakis, D., Chavez Garcia, F.J. ve Pitilakis, K. (2001) “Site Effects and Design Code Provisions: The case of Euroseistest”. PAGEOPH, 158:2349-2367.

Malvick, E.J., Kulasingam, R. Kutter, B.L. ve Boulanger, R.W. (2002) “Void redistribution and localized shear strains in slope during liquefaction”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 493-500.

Mancuso, C. (1994) “Damping of soil by crosshole method”, 13th ICSMFE, Balkema, Rotterdam. Mancuso,C., Silvestri., F. ve Vinale, F. (1997) “Soil Properties Relevant to Seismic

Microzonation” First Japan-Turkey Workshop on Earthquake Engineering, Microzonation and Geotechnical Hazard (2):82-113, Istanbul Technical Univ.

Marcellini, A.(1995) “Probabilistic Hazard Evaluation in Terms of Response Spectra” Proc. of 3rd Turkish National Earthquake Engineering Conference, Istanbul, Turkey, 407-420.

Marcellini, A., Bard, P.Y., Iannaccone, G., Meneroud, J.P., Mouroux, P., Romeo, R.W., Silvestri, F., Duval, A.M., Martin, C. ve Tento, A. (1995b). The Benevento Seismic Risk Project. II- The microzonation”, Proc. 5th International Conference on Seismic Zonation, Nice, France, (1):810-817.

Marcellini, A. Bard, P.Y., Vinale, F., Bousquet, J.C., Chetrit, D., Deschamps, A., Franceschina,G., Grellet, B., Iannaccone, G., Lentini, E., Lopez Arroya, A., Meneroud, J.P., Mouroux, P., Pescatore, T., Rippa, F., Romeo, R.W., Romito, M., Sauret, B., Scarpa, R., Simonelli, A., Tento, A. ve Vidal, S. (1991) “Benevento Seismic Risk Project: Progress Report” Proc. 4th International Conference on Seismic Zonation, Earthquake Engineering Research Inst., Oakland, California, (l):605-669.


Marcellini, A., Iannaccone, G., Romeo, R.W., Silvestri, F., Bard, P.Y., Improta, L., Meneroud, J.P., Mouroux, P., Mancuso, C., Rippa, F., Simonelli, A.L., Soddu, P., Tento, A. ve Vinale, F. (1995a). The Benevento Seismic Risk Project. I- Seismotectonic and Geotechnical Background”, Proc. 5th International Conference on Seismic Zonation, Nice, France, (1):802-809.

Marcellini, A., Franceschina,G. Pagani, M. ve Riva, F. (1997) “State of the art of seismic hazard in Italy” First Japan-Turkey Workshop on Earthquake Engineering, Microzonation and Geotechnical Hazard (2):1-16, Istanbul Technical Univ.

Marcellini, A. ve Slejko, D. (1995) “State of The Art of Seismic Hazard and Microzonation in Italy”, Proc. 10th European Conference on Earthquake Engineering, A. A. Balkema, Rotterdam, (4):2523-2530.

Marcellini, A.; Stucchi, M. ve Petrini, V. (1982) “Some Aspects of the Microzonation of Ancona” Proc. 3rd International Earthquake Microzonation Conference, University of Washington, Seattle, (3):1475-1488.

Marcellini, A. vd. (1998) “Seismic Microzonation of Some Municipalities Of The Rubicone Area (Emilia-Romagna Region)” Proc. 11th European Conference on Earthquake Engineering, A. A. Balkema, Rotterdam.

Marcellini, A.; Daminelli, R., Franceschina, G. ve Pagani, M. (2001) “Regional and Local Seismic Hazard Assessment” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21)5:415-429.

Marcuson, W.F.III. (1978) “Definition of Terms Related to Liquefaction”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (104)9:1197-1200.

Marinos, P., Bouckovalas, G., Tsiambaos, G., Sabatakakis, N. ve Antoniou, A. (2001) “Ground Zoning against Seismic Hazard in Athens, Greece”, Engineering Geology, (62):343-356.

Martin, C., Chassagneux, D. ve Godefroy, P. (1995) “Improved French Microzonation Methods: Application to The Microzonation of Lamentin”, Proc. 5th International Conference on Seismic Zonation, Nice, France, (2):1627-1634.

Martin, G.R., Finn, W.D.L. ve Seed, H.B. (1975) “Fundamentals of Liquefaction Under Cyclic Loading”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (101)GT5:423-438.

Martirosyan, A., Dutta, U., Biswas, N., Papageorgiou, A. ve Combellick, R. (2002) “Determination of Site Response in Anchorage, Alaska, on the Basis of Spectral Ratio Methods”, Earthquake Spectra, (18)1:85-104.

Matasovic, N. ve Vucetic, M. (1992) “A Pore Pressure Model for Cyclic Straining of Clay”, Soils and Foundations, (32):156-173.

Matsuao, O., Nakamura, S. ve Saito, Y. (2002) “Centrifuge test on seismic behaviour of retaining walls”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 453-458.

Matsuda, T., Sato, K. ve Yanagisawa, E. (1998) “Behaviour of a cylindrical earth retaining wall in liquefiable sand layer”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 295-300.

Matsui, T., Ohara, H. ve Ito, T. (1980) “Cyclic stress-strain history and shear characteristics of clay”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, (106):1101-1120.

Mayne, P.W. ve Rix, G.J. (1995) “Correlations between Shear Wave Velocity and Cone Tip Resistance in Natural Clays”, Soils and Foundations, (35)2:107-110.

McGuire, K.R. (2002) “Deterministic vs. Probabilistic Earthquake Hazards”, Soil Dynamics and Earthquake Egineering”, (21)5:377-384.

McGuire, K.R. (1995) “Probabilistic Seismic Hazard Analysis and Design Earthquakes: Closing the Loop”, BSSA, (85)5:1275-1284.

McGuire, K.R. (1993) “Computations of Seismic Hazard”, Annali di Geofisica, (36)3-4:181-200. McVerry, G.H., Dowrick, D.J., Sritharan,S., Cousins,W.J. ve Porritt,T.E. (1993) “Attenuation of

Peak Ground Accelerations in New Zeland” Proc. of International Workshop on Strong Motion Data, California,(2):23-38.

Medvedev, J. (1962) “Engineering Seismology”, Academia Nauk Press, Moscow, 260 pp. Midorikawa, S. (1987) “Prediction of Isoseismal Map in the Kanto Plain Due to Hypothetical

Earthquake”, Journal of Structural Engineering, (33B): 43-48.


Milana, G., Barba, S., Del Pezzo, E. ve Zambonelli, E. (1996) “Site Response from Ambient Noise Measurements: New Perspectives from an Array Study in Central Italy”, BSSA, (86)2:320-328.

Miles, S.B., Scott, B. ve Keefer, D. K. (2000) “Evaluation of seismic slope-performance models using a regional case study” Environmental ve Engineering Geoscience, (6)1:25-39.

Miles, S.B., Keefer, D. K. ve Ho, C. L. (1999) “Newmark displacement models for seismic slope-performance zonation” Geological Society of America, 1999 annual meeting, Abstracts with Programs - Geological Society of America, (31)7:195, 1999.

Miles, S.B. ve Ho, C. L. (1999) “Rigorous Landslide Hazard Zonation Using Newmark’s Method and Stochastic Ground Motion Simulation” Soil Dynamics and Earthquake Engineering (18):305-323.

Ministry of Public Works and Settlement, Government of Republic of Turkey (1998) Specification for Structures to be Built in Disaster Areas, Part III - Earthquake Disaster Prevention (Turkish Earthquake Code).

Mizuta, T. ve Seo,K. (2000) “Prediction of slope failure potential induced by an earthquake using the digital elevation model” Proc. of 6th Intl. Conf. on Seismic Zonation, Palm Springs, CA.

Moczo, P. (1989) “Finite-difference technique for SH waves in 2-D using irregular grids: application to the seismic response problem” J. Int. Geophysics (99):321-329

Mora, S. ve Vahrson,W. (1994), “Macrozonation methodology for landslide hazard zonation,” Bull. Intl. Ass. Eng. Geology. (31)1: 49-58

Moya, A., Aguirre, J. ve Irikura, J. (2000) “Inversion of Source Parameters and Site Effects from Strong Ground Motion Records using Genetic Algorithms”, BSSA, (90)4:797-812.

Muir-Wood, R.(1993) “From Global Seismotectonics to Global Seismic Hazard”, Annali di Geofisica, (36)3-4:153-168.

Murphy, J.R. ve Hewlettt, R.A (1975) “Analysis of Seismic Response in the City of Las Vegas, Nevada: A Preliminary Microzonation”, BSSA (65):1557-1597.

Musson, R.M.W. (2000) “Intensity-Based Seismic Risk Assessment”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (20)5-8:353-360.

Musson, R.M.W. ve Henni, P.H.O. (2001) “Methodological considerations of probabilistic seismic hazard mapping”, Soil Dynamics and Earthquake Egineering”, (21)5:385-403

Naeim,F. (1995) “On Seismic Design Implications of the 1994 Northridge Earthquake Records”, Earthquake Spectra 11(1):91-109.

Nagarajan, R. (2002) “Rapid assessment procedure to demarcate areas susceptible to earthquake-induced ground failures for environment management - a case study from parts of northeast India” Bull Eng Geol Environ 61: 99-119

Nagase, H., Ko, H.Y., Law, H.K. ve Pak, R.Y.S. (1994) “Permanent displacement of sloping ground due to liquefaction”, Centrifuge 94. Leung vd. eds. Rotterdam: Balkema, pp. 239-244.

Nakamura, Y. (1996) “Real-time information systems for seismic hazard mitigation, UrEDAS, HERAS and PIC”, Quarterly Report of Railway Technical Research Inst.(RTRI), (37):112-127.

Nakamura, Y. (1989) “A Method for Dynamic Characteristics Estimation of Subsurface Using Microtremor on the Ground Surface”, QR of RTRI, (30)1:25-33.

Nakamura, Y. ve Saita, J. (1994) “Characteristics of Ground Motion and Structures around the Damaged Area of the Northridge Earthquake by Microtremor Measurement”, 1st Preliminary Report, Railway Technical Research Institute, Japan.

National Earthquake Hazard Reduction Program (NEHRP) (1997) Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures, FEMA 302/303.

Nath, S.K., Chatterjee, D., Biswas, N.N., Dravinski, M., Cole, D.A., Papageorgiou, A., Rodriquez, J.A. ve Poran, C.J. (1997) “Correlation Study of Shear Wave Velocity in Near Surface Geological Formations in Anchorage, Alaska”, Earthquake Spectra, (13)1:55-75.

Nazarian, S. ve Stokoe, K.H. (1984). “In Situ Shear Wave Velocities from Spectral Analysis of Surface Waves”, Proc. 8th World Conference on Earthquake Engineering, (3):31-38.

NCEER (1997) “Proceedings of the NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils”, Youd,T.L., Idriss,I.M., eds., Technical Report No. NCEER-97-0022.


Newmark, N. M. (1965) “Effects of Earthquakes on Dams and Embankments” Geotechnique, 15 (2), pp. 139-159.

Noack, T., Kruspan, P., Fäh, D. ve Rüttener, E. (1997) “A Detailed Rating Scheme for Seismic Microzonation based on Geological and Geotechnical Data and Numerical Modeling Applied to The City of Basel”, Eclogae Geol. Helv., (90):433-448.

Norio, A., Punongbayan, R., Garcia, D., Narag, I., Bautista, B., Banganan, E., Tabanlar, R., Soneja, D., Masaki, K., Maeda, N. ve Watanabe, K., (1996) “Site response evaluation of Metro Manila using microtremor observation”, 11th WCEE, Paper No. 1793.

Nowack, R. ve Aki, K. (1984) “The Two-Dimensional Gaussian Beam Synthetic Method: Testing and Application”, Journal of Geophysical Research, (89):7797-7819.

Ochiai, T., Enomoto, T., Abeki, N., Maeda, T. (2000) “Seismic Microzonation of Predominant Period of Ground in Sagami Plain Using H/V Spectra Ratio”, Proc. 6th International Conference on Seismic Zonation, California, USA.

Ohara, S. ve Matsuda, H. (1988) “Study on Settlement of Saturated Clay Layer Induced by Cyclic Shear”, Soils And Foundations, (28):103-113.

Ohta, Y. ve Goto, N. (1978) “Empirical Shear Wave Velocity Equations in terms of Characteristics Soil Indexes”, Earthq. Eng. ve Structural Dyn. (6):167-187.

Okamura, M. ve Matsuo, O. (2002) “Effect of countermeasures on embankment settlement due to foundation liquefaction”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 551-556.

Okimura, T (1995) “Damage to Mountain Slopes and Embankments in Residential Areas”, Preliminary Report on the Great Hanshin Earthquake, January 17, 1995, Japan Society of Civil Engineers, 165-176.

Okur, V. (2001) Stress-strain-and shear strength behaviour of fined grained soils under variable cyclic stress amplitudes, Ph.D.Thesis, Istanbul Technical University (in Turkish)

Okur,V. ve Ansal,A. (2001) “Dynamic Characteristics of Clays under Irregular Cyclic Loading” Lessons Learned from Recent Strong Earthquakes, Earthquake Geotechnical Engineering Satellite Conference, pp.267-270

Olsen, K.B. (2000) “Site Amplification in the Los Angeles Basin from Three-Dimensional Modeling of Ground Motion”, BSSA, (90)6B:S77-S94.

Olsen, R.S. (1997) “Cyclic Liquefaction Based on the Cone Penetration Test”, Proc. NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, National Centre for Earthquake Engineering Research, Buffalo, 225-276.

Omori, F., (1908) “On microtremors” Res. Imp. Earthquake Inv. Comm., (2):1-6. Onoue, A., Kazama, H. ve Hotta, H. (1998) “Seismic response of a stacked-drift type tunnel in dry

sand”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 237-242. Ozbey, C. (2001) “Empirical Peak Horizontal Acceleration Attenuation Relationship for

Northwestern Turkey”, M.Sc. Thesis, KOERI, Bogazici University. Özel, O., Cranswick, E., Meremonte, M., Erdik, M. ve Safak, E. (2002) “Site Effects in Avcilar,

West of Istanbul, Turkey, from Strong- and Weak-Motion Data”, BSSA, (92)1:499-508. Panza, G.F., Vacccari, F., Costa, G. Suhadolc, P. ve Fäh, D. (1996) “Seismic Input Modelling for

Zoning and Microzoning”, Earthquake Spectra, (12)3:529-566. Papadopoulos, G.A. ve Plessa,A. (2000) “Magnitude¯distance relations for earthquake-induced

landslides in Greece” Engineering Geology, (58)3-4:377-386. Parise, M. ve Jibson, R. W. (2000) “A seismic landslide susceptibility rating of geologic units

based on analysis of characteristics of landslides triggered by the 17 January, 1994 Northridge, California earthquake” Engineering Geology (58)3-4:251-270.

Parise, M. ve Wasowski, J. (1999) “Landslide activity maps for Landslide Hazard Evaluation: three case studies from southern Italy” Natural Hazards (20)2-3:159-183

Park, S. ve Elrick, S. (1998) “Predictions of Shear-Wave Velocities in Southern California Using Surface Geology”, BSSA, (88)3:677-685.

Parolai, S., Bindi, D. ve Augliera, P. (2000) “Application of the Generalized Inversion Technique (GIT) to a Microzonation Study: Numerical Simulations and Comparisons with Different Site Estimation Techniques”, BSSA (90)2:286-297.


Paolucci, R., Colli, P. ve Giacinto, G. (2000) “Assessment of Seismic Site Effects in 2-D Alluvial Valleys Using Neural Networks”, Earthquake Spectra, (16)3:661-680.

Pavlenko, O.V. (2001) “Nonlinear Seismic Effects in Soils: Numerical Simulation and Study”, BSSA, (91)2:381-396.

Peiris, L.M.N., Madabhushi, S.P.G. ve Schofield, A.N. (1998) “Dynamic behaviour of gravel embankments on loose saturated sand foundations”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 263-270.

Pergalani, F., Romeo, R., Luzi, L., Petrini, V., Pugliese, A. ve Sano, T. (1999). “Seismic Micozonation of the Area Struck by Umbria-Marche (Central Italy) MS 5.9 Earthquake of 26 September 1997”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (18):279-296.

Phillips, R., Guo, P.J. ve Popescu, R. (eds.) 2002. Physical Modelling in Geotechnics. Rotterdam: Balkema.

Pilgrim, N.K. ve Zeng, X. (1994) “Slope stability with seepage in centrifuge model earthquakes”, Centrifuge 94. Leung vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 233-238.

Pitarka, A., Irikura, K., Iwata, T. ve Sekiguchi, H. (1998) “Three-Dimensional Simulation of the Near-Fault Ground Motion for the 1995 Hyogo-ken Nanbu (Kobe), Japan, Earthquake”, BSSA, 88(2), 428-440.

Pitilakis, K., Raptakis, D., Lontzetidis, K., Tika-Vassilikou, Th. ve Jongmans, D. (1999) “Geotechnical and Geophysical Description of Euro-Seistest, Using Field, Laboratory Tests, and Moderate Strong Motion Recordings”, Journal of Earthquake Engineering, (3)3:381-409.

Pitilakis, K., Anastasiadis, A. ve Raptakis, D. (1992) “Field and Laboratory Determination of Dynamic Properties of Natural Soil Deposits”, Proc. 10th World Conference on Earthquake Engineering, Madrid, (5):1275-1280.

Prestininzi, A. ve Romeo, R. (2000) “Earthquake-induced ground failures in Italy” Engineering Geology, (58)3-4:387-397.

Raptakis, D., Chavez-Garcia, F.J., Makra, K. ve Pitilakis, K.(2000) “Site Effects at Euroseistest- Determination of The Valley Structure and Confrontation of Observations with 1D Analysis”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (19):1-22.

Raptakis, D., Anastasiadis, A. ve Pitilakis, K. (1998b) “Preliminary Instrumental and Theoretical Approach of Site Effects in Thessaloniki”, Proc. 11th European Conference on Earthquake Engineering, Paris, France.

Raptakis, D., Theodulidis, N.ve Pitilakis, K. (1998a) “Data Analysis of The Euroseistest Strong Motion Array in Volvi (Greece): Standard and Horizontal to Vertical Ratio Techniques” Earthquake Spectra, (14)1: 203-224.

Raptakis, D.G., Anastasiadis, A., Pitilakis K. ve. Lontzetidis, K.S. (1994a) “Shear Wave Velocities and Damping of Greek Natural Soils”, Proc. 10th European Conference on Earthquake Engineering, Vienna, Austria, (1):477-482.

Rassem, M., Ghobarah, A. ve Heidebrecht, A.C. (1997) “Engineering Perspective for the Seismic Site Response of Alluvial Valleys”, Earthquake Engineering and Structural. Dynamics, (26):477-493.

Rassem, M, Heidebrecht, A.C. ve Ghobarah, A. (1995) “A Simple Engineering Model for the Seismic Site Response of Alluvial Valleys”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (14):199-210.

Rathje, E.M., Abrahamson, N.A. ve Bray, J.D. (1998) “Simplified Frequency Content Estimates of Earthquake Ground Motions”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE (124)2:150-159.

Regnier, M., Moris, S., Shapira, A., Malitzky, A. ve Shorten, G. (2000) “Microzonation of the Expected Seismic Site Effects across Port Vila, Vanuatu”. Journal of Earthquake Engineering, (4)2:215-231.

Reinoso, E., Wrobel, L.C. ve Power, H. (1997) “Three-Dimensional Scattering of Seismic Waves from Topographical Structures”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (16):41-61.

Reinoso, E. ve Ordaz, M. (1999) “Spectral Ratios for Mexico City from Free-Field Recordings”, Earthquake Spectra, (15)2:273-295.


Riepl, J., Bard, P.-Y., Hatzfeld, D., Papaioannou, C. ve Nechstein, N. (1998) “Detailed Evaluation of Site-Response Estimation Methods across and along the Sedimentary Valley of Volvi (Euroseistest)”, BSSA, (88)2:488-502.

Robertson, P.K. ve Wride, C.E. (1997) “Cyclic Liquefaction and .its Evaluation based on the SPT and CPT” in Youd, T.L. ve Idriss, I.M., eds., Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, Salt Lake City, UT, NCEER, Technical Report, (97-0022):41-87.

Robertson, P.K., Woeller, D.J. ve Finn, R.D.(1992) “Seismic Cone Penetration Test for Evaluating Liquefaction Potential under Cycling Loading”, Canadian Geotechnical Journal, (29):686-695.

Robertson, P.K. ve Wride, C.E. (1998) “Evaluating Cyclic Liquefaction Potential Using the Cone Penetration Test”, Canadian Geotechnical Journal, (35)3:442-459.

Robertson, P.K., and Campanella, R.G. (1985). Liquefaction Potential of Sands Using the CPT, J. GED, ASCE, (111)3:384-403.

Robertson, R.K., Campanella, R.G. ve Wightman, A. (1983) “SPT-CPT Correlations”, Proc. ASCE, (109)GT11:1449-1459.

Rodriguez-Marek, A., Bray, J.D., ve Abrahamson, N. (1999) Task 3: Characterization of Site Response General Site Categories, PEER Report 1999/03, University of California, Berkeley.

Rodriguez-Marek, A., Bray, J.D. ve Abrahamson, N. (2001) “An Empirical Geotechnical Seismic Site Response Procedure”, Earthquake Spectra, (17)1:65-87.

Romeo, R. (2000) “Seismically induced landslide displacements: a predictive model” Engineering Geology, (58)3-4:337-351.

Sadigh, K., Chang, C-Y., Egan, J.A., Makdisi, F. ve Youngs, R.R. (1997) “Attenuation Relationships for Shallow Crustal Earthquakes Based on California Strong Motion Data”, Seismological Research Letters, (68)1:180-189.

Sagaseta, C., Cuellar, V. ve Pastor, M. (1991) “Cyclic loading”, Proc. 10th Europe Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 981-999. Balkema, Rotterdam.

Safak, E. (2001) “Local Site Effects and Dynamic Soil Behavior”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (21)5:453-458.

Sakemi, T. (1998) “Dynamic behaviour of embankments on clayey foundations against strong earthquake”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 249-254.

Sánchez-Sesma, F J. (1985) “Diffraction of Elastic SH Waves by Wedges”, BSSA, (75)5:1435-1446.

Sánchez-Sesma, F.J. ve Esquivel, J.A. (1979) “Ground Motion on Alluvial Valleys under Incident Plane SH Waves”, BSSA, (69), 4:1107-1120.

Sangrey, D.A. ve France, J.W. (1980) “Peak Strength of Clay Soils after Repeated Loading History”, International Symposium on Soils under Cyclic and Transient Loading, (1):421-430. John Wiley ve Sons, London.

Santo, T. (1959) “Investigation into microseisms using the observational data of many stations in Japan Part I: On the origin of microseisms” Bulletin of Earthquake Research Institute, University of Tokyo, (37):307-325.

Sarma, S. K. (1973) “Stability Analysis of Embankments and Slopes” Geotechnique, 23 (3), pp. 423-433.

Sasaki, T. ve Matsuo, O. (2002) “Centrifugal model test on countermeasure against liquefaction induced uplift of underground structures using sheet piles”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 569-574.

Sassa, K., H. Fukuoka, H., Scarascia-Mugnozza, G. ve Evens, S. (1996) “Earthquake induced landslides: distribution, motion and mechanisms” Soils and Foundations, Special Issue on the Geotechnical Aspects of the Jan. 17, 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake, 53-64.

Sato, M. ve Zhang, J.M. (1998) “Liquefaction induced damage to caisson-type quay wall and its neighbouring pile foundation”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 371-376.

Satoh, T., Kawase, H. ve Matsushima, S. (2001a) “Estimation of S-Wave Velocity Structures in and around the Sendai Basin, Japan, Using Array Records of Microtremors”, BSSA, (91)2:206-218.


Satoh, T., Kawase, H. ve Matsushima, S. (2001b) “Differences between Site Characteristics Obtained from Microtremors, S-Waves, P-Waves and Codas”, BSSA, (91)2:313-334.

Schnabel, P.B., Lysmer, J. ve Seed, H.B. (1972) “SHAKE – A Computer Program for Earthquake Response Analysis of Horizontally Layered Sites”, Report No. EERC 72-12, University of California Berkeley.

Schneider, J.A, ,Hoyos, L Jr., Mayne, P.W , Emir J. Macari, E.J. veGlenn J. Rix, G.J. (1999) “Field And Laboratory Measurements Of Dynamic Shear Modulus Of Piedmont Residual Soils” ASCE Geotechnical Special Publication (GSP) 12-25.

Schneider, J.F., Silva, W.J. ve Stark, C. (1993) “Ground Motion Model for the 1989 M 6.9 Loma Prieta Earthquake Including Effects of Source, Path and Site”, Earthquake Spectra, (9)2:251-287.

Schwartz, D.P. ve Coppersmith, K.J. (1984) “Fault Behavior and Characteristic Earthquakes from the Wasatch and San Andreas Faults,” J. of Geophysical Research, (89):5681-5698.

Schofield, A.N. (1980) “Cambridge University Geotechnical Centrifuge Operations”, 20th Rankine lecture. Géotechnique 30(3). pp. 227-268.

Seed, H.B ve Idriss, I.M. (1971) “Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential”, Journal of Soil Mechanics and Foundations, ASCE, (97)SM9:1249-1273.

Seed, H.B. ve Idriss, I.M. (1970) “Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Response Analyses”, Report No: EERC 70-10, EERC, University of California, Berkley.

Seed, H. B.; Tokimatsu, K.; Harder, L. F.; Chung, R. M. (1985) “Influence of SPT procedures in soil liquefaction resistance evaluations” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (111)12:1425-1445.

Seed, H.B., Wong, R.T., Idriss, I.M. ve Tokimatsu, K. (1986) “Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Analyses of Cohesionless Soils”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (112)11:1016-1032.

Seed, R.B., Dickenson, S.E. ve Idriss, I.M., (1991) “Principal Geotechnical Aspects of the 1989 Loma Prieta Earthquake,” Soils and Foundations,(31)1:1-26.

Seed, R.B., Dickenson, S.E. ve Mok, C.M. (1994) “Site Effects on Strong Shaking and Seismic Risk: Recent Developments for Seismic Design Codes and Practice” ASCE Structures Congress 12, (1):573-578.

Seed, R.B., Cetin, K.O., Moss, R.E.S., Kammerer, A.M., Wu, J., Pesatana, J.M. ve Riemer, M.F. (2001) “Recent Advances in Soil Liquefaction Engineering and Seismic Site Response Evaluation”, 15th ICSMFE, Geotechnical Engineering and Microzonation Seminar, Istanbul, Turkey.

Seed, H.B and De Alba, P. (1986). Use of SPT and CPT Tests for Evaluating the Liquefaction Resistance of Sands, Proc., In Situ’86, ASCE, 281-302.

Seekins, L.C., Wennerberg, L., Margheriti, L. ve Liu, H. (1996) “Site Amplification at Five Locations in San Francisco, California: A Comparison of S Waves, Codas, and Microtremors”, BSSA, (80),(3):627-635.

Seht, M.I. ve Wohlenberg, J. (1999) “Microtremor Measurement Used to Map Thickness of Soft Sediments”, BSSA, (86):627-635.

Seo, K. (1992) “A joint work for measurements of microtremors in the Ashigara valley” Int. Sym. on Effects of Surface Geology on Seismic Motion, Japan, (1):43-52.

Seo, K., Samano, H., Yamanaka, H., Hao, X. ve Takeuchi, M. (1990) “Comparison of ground vibration characteristics among several districts mainly with microtremor measurement” Proceedings of 8th Japan Earthquake Engineering Symposium, Japan, 685-690.

Shamoto, Y., Zhang, J.-M. ve Tokimatsu, K. (1998) “Methods for Evaluating Residual Post Liquefaction Ground Settlement and Horizontal Displacement”, Soils and Foundations, (Special Issue):69-83.

Shibata, T. and Teparaksa, W. (1988). Evaluation of Liquefaction Potential of Soils Using Cone Penetration Tests, Soils and Foundations, (28)2:49-60.

Shima, E. and Imai, T. 1982. “Estimation of Strong Ground Motions due to the Future Earthquakes – A Case Study for Saitama Prefecture, Japan”, Proc. 3rd International. Conference on Microzonation, (1):519-530.


Shima, E., (1978) “Seismic Microzoning Map of Tokyo”, Proc. 2nd International Conference on Microzonation, (1):433-443.

Shiono, K., Ohta, Y. ve Kudo, K. (1979) “Observations of 1 to 5 sec microtremors and their application to earthquake engineering, Part 5, existence of Rayleigh wave components” J. Seis. Soc. Japan, (32):115-124 (Japanese with English abstract)

Shome,N., Cornell, C.A., Bazzuro,P. ve Carballo, J.E. (1998) “Earthquakes, Records, and Nonlinear Responses” Earthquake Spectra (14)3:469-500

Silva, M.A., Dietrich, W.E., McKrink, T.P., Bellugi, D. ve Moskowitz, R. A. (2000) “Comparison of computer models for mapping debris flow and earthquake induced landslide hazards” Proc. of 6th Intl. Conf. on Seismic Zonation, Palm Springs, CA

Siro, L. (1982) “Emergency Microzonations by Italian Geodynamics Project after November 23, 1980 Earthquake: A Short Technical Report”, 3rd Int. Conf. on Microzonation, (3):1417-1427.

Siyahi, B.G. ve A. Ansal, A. (1999), Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards, Tech. Comm. For Earthquake Geotechnical Eng. TC4, ISSMGE, pp. 68-70.

Skempton, A.W. (1986) “Standard Penetration Test Procedures and the Effects in Sands of Overburden Pressure, Relative Density, Particle Size, Ageing and Overconsolidation” Geotechnique, (36)3:425-447.

Sokolov, Y,V., Loh, C.H. ve Wen, K.L. (2000) “Empirical Study of Sediment-Filled Basin Response: The Case Study of Taipei City”, Earthquake Spectra, (16)3:681-707.

Sokolov, Y,V., Loh, C.H. ve Wen, K.L. (2001) “Empirical Models for Site- and Region-Dependent Ground Motion Parameters in the Taepei Area: A Unified Approach”, Earthquake Spectra, (17)2:313-332.

Somerville, P.G. (2000) “New Developments in Seismic Hazard Estimation”, Proc. of the 6th International Conference on Seismic Zonation, EERI, Palm Springs CAL.

Somerville, P.G., Smith, N.F., Graves, R.W. ve Norman, A. (1997) “Modification of Empirical Strong Ground Motion Attenuation Relationships to Include the Amplitude and Duration Effects of Rupture Directivity”, Seismological Research Letters, (68)1:199-222.

Spudich, P., Fletcher, J.B., Hellweg, M., Boatwright, J., Sullivan, C., Joyner, W.B., Hanks, T.C., Boore, D.M., McGarr, A., Baker, L.M. ve Lindh, A.G. (1997) “SEA96- A New Predictive Relation for Earthquake Ground Motions in Extensional Tectonic Regimes”, Seismological Research Letters, (68)1:58-73.

Steedman, R.S. ve Zeng, X. (1995) Dynamics. Geotechnical Centrifuge Technology, Taylor ed. London: Blackie Academic and Professional. pp. 168-195.

Steidl, J.H. (2000) “Site Response in Southern California for Probabilistic Seismic Hazard Analysis”, BSSA, (90)6B:S149-S169.

Stephenson, W.J., Williams, R.A., Odum, J.K. ve Worley, D.M. (2000) “High-Resolution Seismic Reflection Survey and Modeling across an area of High Damage from 1994 Northridge Earthquake, Sherman Oaks, California”, BSSA, (90)3:643-654.

Stepp, J.C. (1973) “Analysis of Completeness of the Earthquake Sample in the Puget Sound Area”, Harding, S.T., ed., Contributions to seismic zoning: U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Technical Report ERL 267-ESL 30, 16-28.

Stokoe, K.H.,II, Darendeli,M.B., Andrus,R.D. ve Brown,L.T. (1999) “Dynamic Soil Properties: Laboratory, Field and Correlation Studies,” Theme Lecture, Second International Conference Earthquake Geotechnical Engineering, (3):811-845.

Stokoe, K.H., II ve Santamarina, C., (2000) "The Increasing Role of Geophysically-Based Tests in Geotechnical Engineering," International Conference on Geotechnical and Geological Engineering, GeoEng 2000, Melbourne, Australia.

Stokoe, K.H.II., ve Woods, R.D., (1972) "In Situ Shear Wave Velocity By Cross-Hole Method," Journal of Soil Mechanics and Foundation Div., ASCE, (98)SM5: 443-460.

Su, F. ve Aki, K. (1995) “Site Amplification Factors in Central and Southern California Determined from Coda Waves”, BSSA, (85)2:452-466.

Su, F., Anderson, G., Ni, S.D. ve Zeng, Y. (1998) “Effect of Site Amplification and Basin Response on Strong Motion in Las Vegas, Nevada”, Earthquake Spectra, (14)2:357-376


Sun, J.I., Golesorkhi, R. ve Seed, H.B. (1988) “Dynamic Moduli and Damping Ratios for Cohesive Soils”, EERC Report No.UCB/EERC-88/15.

Suzuki,S. ve Asano,K. (2000) “Simulation of Near source Ground Motion and its Characteristics” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (20)1-4:125-136

Sykora, D.W., ve Stokoe, K.H. II (1983) Correlations of In Situ Measurements in Sands of Shear Wave Velocity, Soil Characteristics, and Site Conditions, Geotechnical Eng. Report, GR83-33, The University of Texas at Austin

Taber, J.J. (2000) “Comparison of site response determination techniques in the Wellington Region, New Zealand”, 12th WCEE, Auckland, New Zealand, Paper No. 1390.

Taboada, V.M., Martinez-Carvalja, H. ve Okamura, M. (1998) “Effect of input frequency on the dilative behaviour of an infinite slope of loose sand”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 315-320.

Taji,Y., Sato, K. ve Goto, Y. (1998) “Modeling of a prototype soil-pile-structure system during seismic ground liquefaction”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 283-288.

Takahashi, A., Kuwano, J., Arai, Y. ve Yano, A. (2002) “Lateral resistance of buried cylinder in liquefied sand”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 477-482.

Takahashi, A., Takemura, J., Kawaguchi, Y., Kusakabe, O. ve Kawabata, N. (1998) “Stability of piled pier subjected to lateral flow of soils during earthquake”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema, pp. 365-370.

Takemura, M., Motosaka,M. ve Yamanaka,H. (1995) “Strong Motion Seismology in Japan” Journal of Phys. Earth. (43):211-257.

Talesnick, M. ve Frydman, S. (1992). “Irrecoverable and Overall Strains in Cyclic Shear of Soft Clays”, Soils and Foundations, (32)3:47-60.

Tamura,T. (1978) “An analysis of the relationship between the areal distribution of earthquake induced landslides and the earthquake magnitude” Geographical Review of Japan. 51-8: 662-672. (in Japanese).

Taylor, R.N. ed. (1995) Geotechnical centrifuge technology. London: Blackie Academic and Professional.

Technical Committee for Earthquake Geotechnical Engineering, TC4, ISSMGE (1993) “Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards”, The Japanese Geotechnical Society.

Technical Committee for Earthquake Geotechnical Engineering, TC4, ISSMGE (1999) “Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards”, The Japanese Geotechnical Society.

Tertulliani, A. (2000) “Qualitative Effects of Local Geology on Damage Pattern” BSSA (90)6:1543-1548

Teves-Costa, P., Almeida, I.M. ve Silva, P.L. (2001) “Microzonation of Lisbon: 1-D Theoretical Approach”, PAGEOPH, (158):2579-2596.

Teves-Costa, P., Matias, L. ve Bard, P.Y. (1996) “Seismic Behaviour Estimation of Thin Alluvium Layers Using Microtremor Recordings”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (15):201-209.

Teymur, B. ve Madabhushi, S.P.G. (2002) “Shear stress-strain analysis of sand in ESB model container by harmonic wavelet techniques”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp.201-206.

Theodulidis, N. ve P.-Y. Bard (1995) “(H/V) Spectral Ratio and Geological Conditions: An Analysis of Strong Motion Data from Greece and Taiwan (SMART-1)”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (14):177-197.

Thorel, L., Garnier, J., Piau, S. ve Haza, E. (2000) CLEOPATRE: a database on centrifuge physical modelling. In J. Garnier vd. (ed.), Int. Symp. on Physical Modelling and Testing in Environmental Geotechnic. La Chapelle sur Erdre: TOP Imprimerie. pp. 369-378.

Tokimatsu, K. (1997) “Geotechnical Site Characterization Using Surface Waves”, Theme Lecture, Earthquake Geotechnical Engineering, Ishihara, K. ed., Balkema, Rotterdam, 1333-1368.

Tokimatsu, K. ve Midorikawa, S. (1982) “Nonlinear Soil Properties Estimated from Strong Motion Accelerograms”, Proc. International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, 117-122.


Tokimatsu, K. and Yoshimi, Y. (1983). Empirical Correlation of Soil Liquefaction Based on SPT N-value and Fines Content, Soils and Foundation, (30)3:153-158.

Tokimatsu, K., Shinzawa, K., Kuwayama, S. ve Abe, A., (1991) “Estimation of Vs profiles from Rayleigh Wave Dispersion Data at Sites Affected in the Loma Prieta Earthquake’, Proc. 4th International Conference on Seismic Zonation, (2):507-514.

Toksöz, M.N. (1964) “Microseisms and an attempted application to exploration” Geophysics, (39):154-177.

Towhata, I., Kogai, Y., Amimoto, K. ve Putra, H.G. (1996) “Theory and Model Tests on Mitigation Measures against Lateral Flow of Liquefied Ground”, Proc. 6th US-Japan Workshop on Earthquake Resistant Design Lifeline Facilities and Countermeasures for Soil Liquefaction, NCEER, Hamada, M., O’Rourke, T.D., eds., 403-419.

Towhata, I., Orense, R.P. ve Toyota, H. (1997) “Mathematical Principles in Prediction of Lateral Ground Displacement Induced by Seismic Liquefaction”, Soils and Foundations, Japanese Geotechnical Society.

Trifunac, M.D. and Todorovska, M.I. (2000) “Long period microtremors, microseisms and earthquake damage: Northridge, CA, earthquake of 17 January 1994” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (19):253–267.

Trifunac, M. D. (1971) “Surface Motion of a Semi-Cylindrical Alluvial Valley for Incident Plane SH Waves”, BSSA, (61):1755-1770.

Tsuboi, S., Saito, M. ve Ishihara, Y. (2001) “Verification of Horizontal-to-Vertical Spectral-Ratio Technique for Estimation of Site Response Using Borehole Seismographs”, BSSA, (91)3:499-510.

Uno, H., Fujiwara, T., Ishii, H., Horijoshi, K., Tateishi, A. ve Harada, K. (2002) “Physical modeling of new liquefaction countermeasure based on soil densification”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 539-544.

Uniform Building Code (1997) “Structural Engineering Design Provisions”, International Conference of Building Officials.

Vallejo, L.E. ve Scovazzo, V. (2002) “Sand blows from compression (P) waves”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 525-529.

van Westen, C. J., Rengers, N., Terlien, M. ve Sooters, R. (1997) “Prediction of the occurrence of slope instability phenomena through GIS based hazard zonation” Geol Rundsch, 86:404-414.

Varnes, D. J. (1984), Landslide Hazard Zonation: A Review of Principles and Practice, UNESCO, Paris.

Vidale, J.E. ve Bonamassa, O. ve Houston, H. (1991) “Directional Site Resonances Observed from 1 October 1987 Whittier Narrows, California, Earthquake and the 4 October Aftershock”, Earthquake Spectra, (7)1:107-125.

Viggiani, G. ve Atkinson, J.H. (1995) “Stiffness of Fine-Grained Soil at very Small Strains”, Geotechnique, (45):249-265.

Virieux, J. (1984) “SH-Wave Propagation in Heterogeneous Media: Velocity-Stress Finite-Difference Method”, Geophysics, (49)11, 1933-1957.

Vrettos, C. ve Savidis, S. (1999) “Shear Modulus and Damping for Mediterranean Sea Clays of Medium Plasticity”, Earthquake Geotechnical Engineering, 71-76.

Vucetic, M. (1988) “Normalized Behavior of Offshore Clay under Uniform Cyclic Loading”, Canadian Geotechnical Journal, (25):33-41.

Vucetic, M. (1994) “Cyclic Threshold Shear Strains in Soils”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (120):2208-2228.

Vucetic, M. ve Dobry, R. (1991) “Effect of Soil Plasticity on Cyclic Response”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (117):89-107.

Vucetic, M., Lanzo, G. ve Dorouian, M. (1998) “Effect of the Shape of Cyclic Loading on Damping Ratio at Small Strains”, Soils and Foundations, (38), 111-120.

Wald, D.J. ve Graves, R.W. (1998) “The Response of the Los Angeles Basin, California”, BSSA, (88)2:337-356.

Wald, D.J. ve Mori, J. (2000) “Evaluation of Methods for Estimating Linear Site-Response Amplifications in the Los Angeles Region”, BSSA, (90)6B:S32=S42.


Wald, D.J., Quitoriano,V., Heaton, T.H. ve Kanamori, H. (1999) “Relationships between Peak Ground Acceleration, Peak Ground Velocity and Modified Mercalli Intensity in California”, Earthquake Spectra, (15)3:557-564.

Wasowski, J. ve Del Gaudio, V. (2000) “Evaluating seismically induced mass movement hazard in Caramanico Terme (Italy)” Engineering Geology, (58)3-4:291-311.

Watabe, Y., Tsuchida, T., Imamura, S. ve Satoh, T. (2002) “Stability of quay wall backfilled by lightweight geo-material during earthquake”, Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 435-440.

Wells, D.L. ve Coppersmith, K.J. (1994), “Empirical Relationships among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement”, BSSA, (84):974-1002.

Wen, K.L., Peng, H.T. ve Lin, L.F. (1995) “Basin Effects Analysis from a Dense Strong Motion Observation Network” Earthquake Engineering ve Structural Dynamics (24):1069-1083

Wen, Y.K. ve Wu, C.L. (2001) “Uniform Hazard Ground Motions for Mid-America Cities” Earthquake Spectra, (17)2:359-384.

Wesnousky, S., Scholz, C.H., Shinazaki, K., ve Matsuda, T. (1983). “Earthquake Frequency Distribution and Mechanics of Faulting,” Journal of Geophysical Research, (88):9331-9340.

Whitman, R.V., Anagnos, T., Kircher, C.A., Lagorio, H.J., Lawson, R.S. ve Schneider, P. (1997) “Development of a National Earthquake Loss Estimation Methodology”, Earthquake Spectra, 13(4):643-661.

Wieczorek G. F., R. C. Wilson and E. L. Harp (1985), Map Showing Slope Stability During Earthquakes in San Mateo County, CA; Miscellaneous Investigation Map I-1257-E, USGS.

Williams, R.A., Stephenson,W.J. Frankel, A:D., Cranswick E., Meremonte, M.E. ve Odum, J.K. (2000) “Correlation of 1 to 10-Hz Earthquake Resonances with Surface Measurements of S-Wave Reflections and Refractions in the Upper 50 m”, Earthquake BSSA, (90)5:1323-1331.

Williams, R.A., Stephenson,W.J. Frankel, A:D. ve Odum, J.K. (1999) “Surface Seismic Measurements of Near-Surface P- and S-Wave Seismic Velocities at Earthquake Recording Stations, Seattle, Washington”, Earthquake Spectra, (15)3:565-584.

Wills, C.J. (1998) “Differences in Shear Wave Velocity Due to Measurement Methods: A Cautionary Note” Seismological Research Letters (69)3:216-221

Wills, C.J., Peterson, M., Bryant, W.A., Reichle, M., Saucedo, G.J., Tan, S., Taylor, G. ve Treiman, J. (2000) “ A Site Conditions Map for California based on Geology and Shear Wave Velocity”, BSSA, (90)6B:S187-S208.

Wills, C.J. ve Silva, W. (1998) “Shear Wave Velocity Characteristics of Geologic Units in California”, Earthquake Spectra, (14)3:533-566.

Wilson, R.C. and D. K. Keefer (1985), Predicting Aerial Limits of Earthquake Induced Landsliding, USGS Professional Paper 1360, pp. 317-494.

Wilson, R., Wieczorek, G. ve Harp, E. (1979), “Development of criteria for regional mapping of slope stability”, Annual Meeting of the Geological Society of America

Wong, H.L. ve Jennings, P.C., (1975) “Effects of Canyon Topography on Strong Ground Motion”, BSSA, (65):1239-1258.

Wong, I., Silva, W., Thomas, P., Wright, D., Bott, J., Gregor, N., Li, S., Mabey, M., Sojourner, A. ve Wang, Y. “New Generation Of Earthquake Ground Shaking Hazard Maps For Three Urban Areas In The Western Us Part I: Portland, Oregon, Metropolitan Area” Proc. 6th International Conference on Seismic Zonation, California, USA.

Wood, D.M. (1982) “Laboratory Investigation of the Behaviour of Soils under Cyclic Loading: A Review. Soil Mechanics-Transient and Cyclic Loads”, 513-582. John Wiley ve Sons. London.

Working Group on California Earthquake Probabilities (1995) “Seismic Hazards in Southern California: Probable Earthquakes, 1994 to 2024”, BSSA, (85)2:379-439.

Working Group on California Earthquake Probabilities (WGCEP) (1990) “Probabilities of Large Earthquakes in the San Francisco Bay Region, California”, USGS.

Yamanaka, H. (1998) “Geophysical Explorations of Sedimentary Structures and their Characterization”, The Effects of Surface Geology on Seismic Motion, Irikura veKudo eds., 15-33. Balkema, Rotterdam.


Yamanaka, H., Takemura, M., Ishida, H. ve Niwa, M. (1994) “Characteristics of Long-Period Microtremors and Their Applicability in Exploration of Deep Sedimentary Layers”, BSSA, (84), 1831-1841.

Yamanaka, H., Dravinski, M. ve Kagami, H. (1993) “Continuous measurements of microtremors on sediments and basement in Los Angeles, California” BSSA (83):1595-1609.

Yang, T.F. ve Ko, H.Y. (1998) “Reduction of excess pore-water pressure by the gravel drainage method during earthquakes”, Centrifuge 98. Kimura vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 301-306.

Yasuda,S and Sugitani,T. (1988) “Case histories of slope failures during past earthquakes in Japan” Proc. of the 23rd JSSMFE. 891-892. (in Japanese).

Yasuhara, K., Yamanouchi, T. ve Hirao, K. (1982) “Cyclic Strength and Deformation of Normally Consolidated Clay”, Soils and Foundations, (22)3: 77-91.

Yeats, R.S., Shieh, K. ve Allen, C.R. (1997) The Geology of Earthquakes, Cambridge University Press, Cambridge, 586 pp.

Youd, T.L., Idriss, I.M., Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T., Dobry, R., Finn, W.D.L., Harder, L.F.Jr., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester, J.P., Liao, S.S.C., Marcuson, W.F.III., Martin, G.R., Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R.B. ve Stokoe, K.H.II. (2001) “Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefacton Resistance of Soils”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, (127)10:817-833.

Youd, T.L. ve Perkins, D.M. (1987) “Mapping of Liquefaction Severity Index”, Journal of Geotechnical Engineering, (11):1374-1392.

Youngs, R.R. ve Coppersmith, K.J. (1985a) “Development of a Fault-specific Recurrence Model,” Earthquake Notes (abs.), (56)1:16.

Youngs, R.R. ve Coppersmith, K.J. (1985b) “Implications of Fault Slip Rates and Earthquake Recurrence Models to Probabilistic Seismic Hazard Estimates,” BSSA, (75):939-964.

Youngs, R.R., Coppersmith, K.J., Power, M.S., ve Swan, F.H. (1985) “Seismic Hazard Assessment of the Hanford Region, Eastern Washington State,” Proceedings of the DOE Natural Hazards Phenomena Hazards Mitigation Conference, Las Vegas, NV,169-176.

Yu, S. ve Lee, F.H. (2002) “Seismic response of soft ground” Physical Modelling in Geotechnics. Phillips vd. eds. Rotterdam: Balkema. pp. 519-524.

Zen, K., Umehara, Y. ve Hamada, K. (1978) “Laboratory Tests and In-Situ Seismic Survey on Vibration Shear Modulus of Clayey Soils with Various Plasticities”, Proc. 5th Japanase Earthquake Engineering Symposium, 721-728.

Zhao, C. ve Valliappan, S. (1993) “Seismic Wave Scattering Effects under Different Canyon Topographic and Geological Conditions”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (12):129-143.

Sismik Mikrobölgeleme Bilimsel Son Durum Raporu_TR

Documents