Vs30 ve diğer zemin büyütme kestirimlerinin karşılaştırılarak zemin sınıflamalarında güvenilirliğin araştırılması

Abstract

Bu tez çalısmasında; zeminlerin kayma dalgası hızının yüzeyden itibaren ilk otuz metreiçin ortalama degeri olan Vs30 degerinin, zemin büyütmesini iyi temsil edipedemeyecegi ayrıca depreme dayanıklı yapı yönetmeliklerinde Vs30'a göre tanımlananfarklı zemin sınıflarına baglı kayma dalga hızı ile elde edilen büyütmeler ve depremlerinolusturdugu gerçek büyütme kestirimleri karsılastırılarak arastırılmıstır. Bu amaçlaçalısma alanı Adapazarı bölgesi seçilmis ve bu bölgedeki kayma dalgası hız dagılımınıbelirlemek için Çok Kanallı Yüzey Dalgaları Analiz Yöntemi (MASW) ile kaymadalgası hızının dagılımı 100 noktada ilk 50 metrelik zemin dilimi için belirlenmistir.Belirlenen zeminlerin Eurocode8, UBC ve Türk Deprem Yönetmeligine göresınıflamaları yapılıp haritalanmıstır. Yüzeyden itibaren ilk 30 metre için elde edilen hızdegerlerinden Midorikawa (1987), Borcherdt ve dig. (1991) ve Joyner ve Fumal (1984)yaklasımları kullanılarak zemin büyütmeleri kayma dalgası hızlarından kestirilmistir.Çalısma sahasında daha önce Fah ve dig. (2003) tarafından yapılan mikrotremor(Yatay/Düsey; H/V) çalısmasından elde edilen zemin hakim frekansları ampirikyaklasımlar kullanılarak ?yumusak sediment kalınlıgı? belirlenmesindekullanılmıstır.Çalısma alanında ayrıca, kayma dalgası hızından hakim periyotlar Kanai(1982) bagıntısı ile belirlenmistir. Yine Vs hızları (600 m/sn ve 700 m/sn kabuledilerek) ana kaya derinlikleri belirlenmistir. Bölgede daha önce Özel ve Sasatani(2004)'nin mikotremor dizilim ölçümlerinden elde ettigi derin kayma dalga hız yapısı,?yumusak sediment kalınlıgı? ve ?Çok Kanallı Yüzey Dalgaları Yöntemi (MASW)? ileelde edilen kayma dalgası hız verilerinin her üçü karsılastırılmıstır. Bölgede daha önceolusmus büyüklükleri 4.0 ile 5.6 arasında olan depremlerin çalısma alanındaki çesitliistasyonlardaki (Babalı, Seker, Genç, Hastane, Toyota ve mar) ivme kayıtlarıkullanılarak Referans stasyonu Yöntemi (mar istasyonu referans istasyon olmak üzere)ile 0.1-1.0 sn aralıgındaki büyütmeler deprem verilerinden belirlenmistir. Ayrıca buistasyonların her birindeki deprem kaydı için ?Tek stasyon Yöntemi? (NakamuraTeknigi) uygulanarak bu istasyonların bulundugu ortamın hakim periyotlarıbelirlenmistir.Depreme dayanıklı yapı tasarımı yönetmeliklerinde tanımlanan Vs30'a dayanan zemintürleri ile büyütme ve hakim periyot degerleri karsılastırılmıstır. Büyütme, hakimperiyot ve derinlik kestirimi için kullanılan tüm veri birlikte degerlendirilmis vebirbirileri ile olan uyum veya uyumsuzluguna bakılmıstır.Sonuç olarak Vs30'un Adapazarı örneginde oldugu gibi havza türü yapıların bulundugualanlardaki depremlerin zeminlerde olusturdugu büyütmeler ile iyi bir uyumsergilemedigi sonucuna varılmıstır.

The aim of the thesis is to verify if: (1) the average of shear wave velocity in the first 30m (Vs30) of the soil is a good proxy of site amplification; and (2) relevant spectra isadequate. For this aim, it is compared the soil amplifications obtained by both Vs30 andreal earthquake data for different soil types in several Earthquake Resistant SeismicDesign Codes. Adapazarı area is selected as study area, and shear-wave velocitydistribution is obtained by Multi Channel Analysis of Surface Waves (MASW) in 100sites for soil column of first 50 meters. For these sites, soil classifications are mappedaccording to the Eurocode-8, UBC (NEHRP) and the Turkish Seismic Design Code.Site amplifications are estimated by shear-wave velocity proposed by Midorikawa(1987), Borcherdt et al (1991) and, Joyner and Fumal (1984) for soil column of the first50 meters.Microtremor measurements are performed in the study area. By using the data obtainedfrom these measurements (Fah et al, 2003), fundamental frequencies are obtained. Itwas determined soft sediment thickness by these data by using empirical approach. Inthe study field, fundamental periods were obtained by Vs (shear wave) data by Kanai(1982) equation. From Vs data, depths of engineering bedrock were also determined byassumption of 600 m/s and 700 m/s of bedrock depths. The shear-wave velocitystructure beneath measured sites by MASW is compared with deep shear-wave velocitystructures obtained by Özel and Sasatani (2004) and soft sediment thickness obtained bymicrotremor data, as well. Aftershock data, whose magnitudes range between 4.0-5.6,obtained by six stations (Babalı, Seker, Genç, Hastane, Toyota and mar) that installedin and around the Adapazarı basin are used to estimate response spectra of sites byusing Reference Station Method, and amplifications between 0.1 and 1.0 s, as well.Furthermore, fundamental periods of station sites are estimated by Single StationMethod (Nakamura technique or H/V method).Site types, based on Vs30 in seismic design codes, were compared with fundementalperiods and amplification values that obtained by earthquake data. All the obtainedresults (amplifications, fundamental periods and depth estimations), are evaluated incontext of harmony or disharmony each other. Site responses defined in Seismic DesignCodes according to Vs30 were evaluated by fundamental periods and site amplificationsobtained by real earthquake data. As a result, site amplifications (from real earhquakedata ) and relevant spectra (from Vs30) are not good agreement in basin type structureslike Adapazarı.