Zemin özelliklerinin deprem hareketine etkisi: 1 Ekim 1995 Dinar ve 27 Haziran 1998 Adana-Ceyhan depremi örnekleri

Abstract

ÖZET ZEMIN ÖZELLİKLERİNİN DEPREM YER HAREKETİNE ETKİSİ : 1 EKİM 1995 DİNAR VE 27 HAZİRAN 1998 ADANA-CEYHAN DEPREMİ ÖRNEKLERİ Bu çalışmada 1 Ekim 1995 Dinar ve 27 Haziran 1998 Adana-Ceyhan depremlerinin art sarsıntıları kullanılarak, Dinar'da 5 istasyonda, Adana-Ceyhan bölgesinde 15 istasyonda lokal jeoloji etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. Kullanılan yöntemler, araştırmacılarca en güvenilir kabul edilen ve en yaygın olarak kullanılan Klasik Spektral Oran (KSO) yöntemi ile kolay uygulanabilirliği nedeni ile giderek güncelliği artan Yatay/Düşey Spektral Oran (YDSO) yöntemleridir. Çalışmanın sonuçlan göstermiştir ki, KSO yöntemi, seçilen referans istasyonunun özelliklerinden etkilenmektedir. Referans istasyonu her ne kadar sağlam kaya üzerinde seçilmeye çalışılıyor ise de muhtemelen kaya yüzeyinde meydana gelen aşınmalar veya çatlaklı yapılar nedeni ile kendisine özgü lokal jeoloji etkilerine sahip olabilmektedir. Bu çalışmada, seçilen referans istasyonları, incelenen frekans aralığında ortalama 2 katı büyütmelere sahiptirler. Referans istasyonlarının sahip oldukları bu etkiler, KSO yöntemi sonuçlarının büyütmeleri eksik belirlemesine neden olmaktadır. Bu nedenle referans istasyonu seçimine büyük önem gösterilmeli ve sonuçlar yorumlanırken bu etkiler mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. YDSO yöntemi, teorik eksikliğine rağmen zemin hakim frekansının belirlenmesinde oldukça başarılıdır. Fakat, düşey bileşen kayıtların lokal jeolojiye karşı duyarsızlığı her zaman geçerli olamamaktadır. Çalışmamızın sonuçlan göstermiştir ki bazı istasyonlarda düşey bileşen kayıtlar hemen hemen yatay bileşen kayıtlar kadar lokal jeolojiden etkilenmektedirler. Düşey bileşen kayıtların sahip olduğu bu büyütmeler, YDSO yöntemi sonuçlarının genel olarak büyütmelerin belirlenmesinde eksik kalmasına, bazı istasyonlarda ise hakim frekansın yanlış belirlenmesine ya da hiç belirlenememesine neden olmaktadır. Doğrusal olmayan zemin davranışı sonucu oluşan, büyük ivmeli yer hareketlerinde zemin hakim frekansının daha küçük frekanslara doğru kayması ve büyütmelerin azalması, Dinar ana şokunu kaydeden istasyonda incelenmiş ve yaklaşık 0.3 g değerinden daha büyük ivmelerde bu etkinin oluşabileceği tespit edilmiştir. Dinar bölgesi için hesaplanan tek boyutlu teorik büyütme fonksiyonları, deprem verilerinden elde edilen büyütme fonksiyonlarına göre daha küçük büyütmelere sahiptirler ve hakim frekanslar daha küçük frekanslarda görülmektedir. Çalışmamızın sonuçlarına göre her iki depremde de oluşan hasar ile zemin özellikleri arasında önemli ilişkiler vardır. Her iki depremde de ağır hasarlı bölgeler, yüksek büyütmelere sahip istasyonların bulunduğu yerler ile örtüşmektedir. Alüvyon ova içindeki istasyonlarda ana kayaya göre 15 katma varan büyütmeler tespit edilmiştir.Ayrıca, yapı ve zemin hakim peryotlarının uyuşması nedeni ile oluşan rezonans etkisi bu tür yapılara gelen deprem yüklerini artırmış ve hasarın büyümesinde önemli rol oynamıştır. TC TOK XI DOKÜMANTASYON U

SUMMARY EFFECT OF SOIL CONDITIONS TO EARTHQUAKE GROUND MOTION : 1 OCTOBER 1995 DİNAR AND 27 JUNE 1998 ADANA-CEYHAN EARTHQUAKES CASE STUDEES In this study, the local geology effects on earthquake ground motion have been determined at 5 and 15 stations in Dinar and Adana respectively using after shocks of 1 October 1995 Dinar and 27 June 1998 Adana-Ceyhan earthquakes. The methods used in this study are the Classical Spectral Ratio (CSR) method which is considered to be the most reliable and common approach, and the Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio (HVSR) method which is gaining popularity in recent years, because of its ease in application. Results of this study have shown that the CSR method is affected from the characteristics of reference station. Although the reference stations are usually located on rock, they can have their own site responses because the surface rocks are usually weathered. In this study, the selected reference stations have about average 2 times amplifications in examined frequency band. These amplifications lead to an underestimation of the soil response. Therefore, selection of the reference station should be made with care and its own site response should be taken into account. Despite the lack of theoretical explanations, the HVSR method is suitable in determining of the soil fundamental frequency. The assumption which requires the vertical component record is being free of near surface influences is not always justified. Results of this study have shown that vertical component records are also affected by amplifications in the same order of magnitude as the horizontal component records at some stations. These effects on the vertical component record can cause the HVSR method to underestimate the amplifications, and the soil fundamental frequency may be determined wrong or can not be determined at al. Nonlinear soil response where the degree of amplification generally decreases, and soil resonances shift to lower frequencies, as the level of ground motion increases, has been examined at MTR station which has recorded the main shock of the Dinar earthquake. An evidence of nonlinear soil response above 0.3 g have been observed at this station. 1-D theoretical amplification functions estimated for Dinar have lower amplifications relative to the amplifications obtained from earthquake data and the soil fundamental frequencies occur at lower frequencies. Results of this study have shown that for the both earthquakes studied there is an important relation between the degree of damage and the site conditions. Highly damaged regions observed in each of the two earthquakes correspond with the sites of stations which have high amplifications. At stations located in alluvial basins XIIamplifications up to 15 times have been observed. Because the fundamental periods of soil and structure were close to each other, the resonance effect has been important to increase the degree of damage in structures significantly. XIII