Konya il merkezi zeminlerinin sismik hız özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Dinamik zemin özelliklerinin önceden belirlenmesi, depremden kaynaklanan hasarların azaltılması ve yerleşime uygun yapıların tasarlanması için büyük önem taşımaktadır. Bu kapsamda yeni yapılaşmalarda zeminlerin dinamik parametrelerin belirlenmesi amacıyla iyi bir mühendislik hizmeti alınması son yıllarda önemini artırmaktadır. Bu çalışmada Konya il merkezi Selçuklu ilçesinin çeşitli yerlerinde (99 noktada) yapılmış olan sismik kırılma verisi dikkate alınarak, Vp ve Vs hızlarına bağlı, zeminlerin dinamik parametreleri değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler ışığında inceleme alanının Kayma Dalgası Hızı (Vs30), NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction Program) ve TS EN 1998-1 Uniform Building Code (Eurocode) 8'e göre zemin sınıfları, zemin hâkim titreşim periyodu ve zemin büyütmesi dağılımları Coğrafi Bilgi Sistemleri tabanlı yazılım kullanılarak haritalanmıştır. Bu parametrelere göre oluşturulan haritaların birbirine uyum sağladığı görülmüştür. Çalışma kapsamındaki haritalar genel olarak değerlendirildiğinde Sille Ak Mahallesinin batısı, Yazır Mahallesi, Sancak Mahallesinin güneyi ve Horozluhan Mahallesinin kuzeyinde katı, sağlam zeminler ve kaya birimleri yer alırken diğer yerlerde ise daha yumuşak ve gevşek zeminler yer almaktadır. İnceleme alanındaki zeminlerin ilk 30 m'deki ortalama S dalgası (Vs30) hızları 294 m/s ile 908 m/s arasında değişmektedir. Buna göre Vs30 değerleri, çalışma alanının orta kısımları ve güneyinde 360 m/s den düşük değerler alırken diğer yerlerinde 360 m/s den daha yüksek değerler almaktadır. Vs30 değerleri dikkate alınarak yapılan, NEHRP hükümlerine göre zemin sınıflaması incelendiğinde; çalışma alanında 294<Vs30<360 m/s arasındaki alanların `sert/sıkı zemin`, 360<Vs30<760 m/s arasındaki alanların `çok sıkı/sert zemin` ya da `yumuşak kaya`, 760<Vs30<908 m/s arasındaki değerlerin `kaya` birimlerine denk geldiği görülmektedir. TS EN 1998-1 (Eurocode 8) hükümlerine göre, zemin sınıflaması incelendiğinde ise çalışma alanının 294<Vs30<360 m/s arasındaki alanların `sıkı` ya da `orta sıkı kum, çakıl` veya `sert kil`, 360<Vs30<800 m/s arasındaki alanların `çok sıkı kum çakıl` ya da `çok sert killer`, 800<Vs30<908 m/s arasındaki alanların ise `kaya` ya da `diğer kaya` benzeri birimlere karşılık geldiği görülmektedir. Zemin hâkim titreşim periyodu 0.20 s ile 0.61 s arasında dağılım göstermektedir. Buna göre çalışma alanının batısı, kuzeyi ve doğusunda zemin hâkim titreşim periyodu değerleri 0.15 s ile 0.35 s arasında değişmektedir. Burada yüksek katlı binalar yaygın olarak bulunmaktadır ve rezonans bakımından herhangi bir risk taşımamaktadır. Ancak çalışma alanının orta kısımları ve güneyi 0.40 s ile 0.61 s arasında değerler almaktadır. Burada yaklaşık 4-6 katlı binalar oldukça fazladır ve buradaki zemin hâkim titreşim periyodu ile binaların kat sayısı birbirine uyumlu olduğundan rezonans gerçekleşme ihtimali büyüktür. Öte yandan zemin büyütmesi 1.2 ile 2.7 arasında değişmektedir. Zemin büyütme değerleri büyük olan yerde deprem sırasında daha çok hasar görülür. Çalışma alanının geneli zemin büyütmesi bakımından düşük tehlikeli zemin sınıfına girerken çalışma alanının güneyi ise orta tehlikeli zemin sınıfına girmektedir.

Pre-determination of dynamic soil properties is important to reduce damages caused by earthquakes, and to design suitable structures fort he settlement. In this context, in order to determine the dynamic parameters of foundation soils in new constructions, obtaining a good engineering service has increased its importance in recent years. In this study, the dynamic parameters of the subsurface soils, which depend on the velocities of Vp and Vs, are evaluated considering the seismic refraction data at various locations (99 points) in the Selçuklu district of Konya. Based on the data obtained, the distribution of soil classes according to the average shear wave volocity between 0 and 30-meters depth (Vs30), NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction Program) and TS EN 1998-1 Uniform Building Code (Eurocode) 8, dominant soil vibration period and soil amplificaiton maps are prepared using a Geographic Information Systems-based software. It is seen that the distribution maps of these parameters are compatible with each other. When the produced maps are evaluated generally, stiff soils and rock units are located at the western part of Sille Ak District, Yazır District, at the south of Sancak District and at the north of Horozluhan District, while soft and loose soil units are observed at the other regions of the study area.The average S wave (Vs30) velocities in the first 30 m of the subsurface soil in the study area range from 294 m/sec to 908 m/sec. Accordingly, Vs30 values are lower than 360 m/sec in the central part of the study area and 360 m/sec in other parts. When the soil classification according to the NEHRP provisions is examined considering the values of Vs30, `very hard/tight soil` or `soft rock` in the areas between 294<Vs30<360 m/sec and 360<Vs30<760 m/sec in the study area, 760<Vs30<908 m/sec are encountered in `rock` units. According to the provisions of TS EN 1998-1 (Eurocode 8), when the soil classification is examined, the areas wiht a value of 294<Vs30<360 m/sec are considered to be `tight` or `medium tight sand, gravel` or `stiff clay` It is seen that the areas between 800 m/s correspond to `very hard sand gravel` or `very hard clay` and the areas between 800<Vs30<908 m/sec correspond to `rock` or `other rock` units. The dominant soil vibration period varies between 0.20 sec and 0.61 sec. Accordingly, the values of the dominant soil vibration period in the west, north and east of the study area range from 0.15 sec to 0.35 sec. High-rise buildings are widely found here and do not reveal any risk of resonance. However, the middle parts of the study area and the south are between 0.40 sec and 0.61 sec. Here, 4-6 story buildings are quite abundant, and there is a high probability of resonance as the number of floors of the buildings coincide with the dominant soil vibration period. On the other hand, the soil amplification values ranges from 1.2 to 2.7. More damage can be seen during earthquakes where the soil amplification values are large. The south of the study area falls into the middle dangerous soil class when most of the study area is in the low dangerous soil class in terms of soil amplification.