Arazi deneylerine dayalı zemin büyütmesi ve sıvılaşma analizleri: Afyonkarahisar-Uydukent yerleşim alanı örneği

Abstract

Dinamik yükler altındaki yapılarda hasara neden olan önemli faktörlerden bir tanesi yerel zemin özellikleridir. Taşıma gücü kaybı, zemin büyütme, sıvılaşma, oturma gibi zemin problemlerinin temel nedeni deprem sırasında bu özelliklerinin değişimidir. Özellikle zemin büyütmesi ve sıvılaşma; ana kaya derinliği, zemin tabakalarının kalınlığı ve cinsi, zeminin dinamik özellikleri, tabakaların süreksizliği ve bölgenin topoğrafik yapısı gibi parametrelerden etkilenmektedir. Bu parametrelere bağlı olarak meydana gelen yapısal hasarların önlenebilmesi veya olumsuz etkilerinin azaltılabilmesi için zeminlerin, yerel zemin koşullarına bağlı olarak bu yükler altında nasıl bir davranış sergileyeceğinin araştırılması, zemin büyütme ve sıvılaşma analizlerinin önceden yapılması ve değerlendirilmesi büyük önem arz etmektedir.

Bu çalışmada yerel zemin koşullarının zemin büyütmesine etkisini incelemek amacıyla, Ana kaya mostrasındaki yer hareketi olarak 2019 yılında yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine uygun olarak seçilmiş olan 11 farklı deprem verisi kullanılarak bir boyutlu dinamik analizler yapılmıştır. Bu amaçla öncelikle bölgede yapılmış olan 124 farklı sondaj verisi değerlendirilerek yerel zemin özellikleri belirlenmiştir. Belirlenen yerel zemin özelliklerinin dinamik davranışa etkisini incelemek için bir boyutlu DEEPSOIL analiz programı kullanılmıştır. Bir boyutlu eşdeğer doğrusal ve doğrusal olmayan analizler yapılarak her sondaj için farklı büyütme değerleri elde edilmiştir. Aynı sondaj verileri kullanılarak ampirik yöntemlerle büyütme değerleri hesaplanarak analiz ve ampirik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Doğrusal olmayan zemin dinamik analizleri sonucu elde edilen boşluk suyu basıncı oluşum değerleri dikkate alınarak sıvılaşma analizi yapılmıştır. Bir boyutlu analizler ve ampirik yöntemlere göre elde edilmiş olan sonuçlar Coğrafi Bilgi Sistemleri kullanılarak ayrı ayrı haritalandırılmıştır. Doğrusal olmayan analiz yönteminin kullanılması; deprem etkisi altında bina temellerinin tasarımı, yerel zemin sınıflarının tanımlanması ve istinat yapıları ile şevlerin tasarımında kullanılacak zemin parametrelerinin belirlenmesindeki maliyeti azaltacağı düşünülmektedir. Deprem hasarlarının azaltılmasına yönelik çalışmalar kapsamında, şehirleşmenin ve nüfusun çalışma bölgesinde yoğunlaştığı dikkate alınarak Afyonkarahisar uydukent bölgesi için güvenli yerleşim alanlarının belirlenmesi planlanmıştır.

One of the important factors causing damage in structures under dynamic loads is local soil properties. The main reason for ground problems such as loss of bearing power, liquefaction, sitting is the change of these properties during the earthquake. It is particularly affected by parameters such as soil amplification, bedrock depth, thickness and type of ground layers, dynamic properties of the ground, discontinuity of layers and topographic structure of the region. In order to prevent structural damages caused by soil augmentation or to reduce their negative effects, it is of great importance to investigate how soil will behave under these loads depending on local soil conditions, to make and evaluate soil augmentation analyzes in advance.

This study aimed to investigate the effect of local soil conditions on the soil amplification, bedrock outcrops chosen as the place of action in accordance with Regulation 11 Turkey Earthquake Building a dynamic analysis using different dimensional seismic data was conducted. For this purpose, firstly 124 different drilling data made in the region were evaluated and local soil characteristics were determined. DEEPSOIL software was used to examine the effect of the determined local soil properties on dynamic behavior. One-dimensional Equivalent linear and nonlinear analyzes were performed and different amplification values were obtained for each drilling and the results of the analysis were compared. Magnification is applied with the empirical methods analyzed, the analysis and empirical results are compared. For the formation of pore water pressure obtained as a result of nonlinear ground dynamic analysis. It is mapped separately among Geographic Information Systems. Using nonlinear analysis method; It is thought that it will reduce the cost of designing building foundations under earthquake effect, defining local ground classes and determining the ground parameters to be used in the design of retaining structures and slopes. Within the scope of efforts to reduce earthquake damage, it is planned to determine safe settlements for Afyonkarahisar uydukent region, considering that urbanization and population are concentrated in the study area.