Yüzey dalgasının ters çözümü yöntemiyle İzmir Menemen ilçesi yerleşim alanlarının kayma dalgası (Vs30) haritalaması

Abstract

Ülkemiz ve birçok ülkenin depreme dayanıklı yapı tasarım standartlarına göre, otuz metre derinlik için ortalama Kayma/Kesme hızı ( Vs30 ), dinamik zemin davranışını anlaşılması için, belirlenmesi gereken en önemli bir parametredir. Yapılan çalışmalar bir boyutlu (1-D) ortamda Vs hızının en etkin parametre olduğunu göstermektedir. Bu parametreyi elde etmek için kullanılan klasik sondaj yöntemi, çevrede tahribat yapan maliyetli bir yöntemdir. Yüzeye yakın S dalgası yapısı Rayleigh dalgalarından türetilen dispersiyon eğrilerinden tahmin edilebilmektedir. Bu amaçla yüzey dalgasının ters çözümünün analizine dayanan birçok yöntem geliştirilmiştir. Geleneksel yöntemlerin aksine Yüzey dalgası analiz methodları tahribatsız, maliyet avantajlı ve çabuk uygulanabilir olmaları açısında önemlidir ve dünya çapında kullanımları giderek yaygınlaşmaktadır.Tez kapsamında, yüzey dalgası analiz yöntemlerinden Yüzey Dalgalarının Çok Kanallı Analizi (MASW) ve Uzaysal Özilişki (SPAC) methodları kullanılarak; İzmir ilinin ana gelişme ekseninde yer alan Menemen ilçesi'nin mevcut yerleşim ve yeni yerleşime açılacak alanlarının kayma dalgası hızları (Vs30) haritalandı. H/V (Nakamura) metodu ile zemin hâkim periyodu ve zemin büyütme değerleri yine aynı alanlar için haritalandı. Ayrıca Yüzey dalgası analiz yöntemi ile elden bilgi, sondaj bilgisi ile karşılaştırılarak; yüzey dalgası analiz yöntemi'nin, tabaka ayrımlılığı güvenirliliği ve nüfuz derinliği kabiliyeti analiz edildi. Yine tez kapsamında yüzey dalgası analiz yönteminden elde edilen bir boyutlu yer modeli ile mikrotremor ölçümlerinin frekans spektrumları karşılaştırılarak, bölge için Zemin hâkim periyodu Temel kaya derinliği için bağıntısı geliştirildi.Anahtar Kelimeler: Yüzey dalgası analizi, kayma hızı (Vs30), zemin hâkim frekansı ve zemin büyütmesi

The average shear-wave velocity (Vs30) of the top 30 m of the Earth is specified as the most important parameter that needs to be determined for the evaluation of dynamic response of soil according to the earthquake resistant design codes of Turkey and other countries. Measurement or estimation of the shear-velocity profile of sediments overlying geological basement is a vital part of site zonation studies for earthquake hazard prediction, and more generally for geotechnical studies. Research studies reveal that Vs is the most effective parameter for one dimensional (1-D) space. Classical boring method to obtain this parameter is an expensive method that causes damage to the environment. Near surface S wave velocity structure can be estimated from the dispersion curves derived from the Rayleigh waves. For this aim, several methods based on surface waves inversion analysis have been developed. In spite of conventional methods, Surface waves analysis methods are important for being non-intrusive, cost effective and less time consuming. Their use is becoming more popular worldwide.In the scope of this thesis study; by using the surface waves inversion analysis methods of Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) and Spatial Autocorrelation (SPAC), shear wave velocity (Vs30) maps of the existing settlement fields as well as the future settlement fields of Menemen district, which is in the main developing axis of İzmir province are developed. Soil predominant frequency and soil amplification values have been also mapped for the same region using H/V (Nakamura) method. Besides, by comparing the information obtained using surface waves analysis method with the boring information, reliability of the surface waves analysis method in its ability to resolve layering and the capability of penetration depth was analyzed. Moreover, in the scope of this study, by comparing the 1-D earth model obtained using surface waves analysis method and the frequency spectra of micro-tremor measurements, relationship between the fundamental soil frequency and the bedrock depth for the investigated region is developed.Key Words: Surface waves analysis, shear-wave selocity (Vs30), soil predominant frequency and soil amplification