Adana Organize Sanayi Bölgesi`ndeki kalişlerin jeomekanik özelliklerinin ve iç yapı çökme mekanizmasının incelenmesi

Abstract

27 Haziran 1998 Adana-Ceyhan Depremi sonrasında, Adana Organize Sanayi Bölgesi ve yakın çevresinde geniş bir yayılıma sahip olan kalişler üzerinde kurulmuş yapıların ağır hasar görmesi, kalişlerin mühendislik ve dinamik özelliklerine dikkat çekmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, Adana Organize Sanayi Bölgesi'nde yüzeylenen kalişlerin jeomekanik özelliklerinin, iç yapı çökme mekanizmasının ve bazı dinamik özelliklerinin belirlenmesini kapsamaktadır. Kaliş profilinin en iyi izlenebildiği yer olması nedeniyle Adana Organize Sanayi Bölgesi çalışma alanı olarak seçilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında saha gözlemleri ve ölçümlerinin yanı sıra, bazı arazi deneyleri yapılmıştır. Bu aşamada, inceleme alanında yüzeylenen kalişlerin yayılımı ortaya konmuş, ayrıca kalişin dayanım ve deformasyon özeliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak, kaliş profilinin çakıllı, bloklu seviyesinde, 9 adet plaka yükleme deneyi gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, laboratuvar deneyleri ile malzemenin jeomekanik özellikleri belirlenmiş ve iç yapı çökme mekanizması incelenmiştir. İç yapı çökme mekanizmasının malzemede meydana getirdiği mikroyapısal değişimleri gözlemek amacıyla da SEM analizleri yapılmıştır. Daha sonra, İkinci Derecede Deprem bölgesi içinde yer alan çalışma alanının bazı dinamik özelliklerini belirlemek amacıyla, saha genelinde sınırlandırılmış bir bölgede, toplam 27 noktada mikrotremör ölçümü alınmıştır. Bunun yanı sıra, kaliş profilinin derinlikle değişiminin belirlenebilmesi amacıyla, bir adet sismik kırılma ve bir adet elektrik sondaj ölçümü yapılmıştır. Çalışmanın en son aşamasında, laboratuvar deneylerinden elde edilen parametreler ile çökme potansiyelini tahmin etmede kullanılmak üzere bir kestirim modeli oluşturulmuş ve bu modelin performansı sınanarak pratik amaçlarla kullanılabilecek ölçüde yeterli hassasiyete sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, çalışma kapsamında, çökme mekanizmasının geliştiği seviyedeki oturma miktarının belirlenebilmesi için görgül ilişkiler üretilmiştir. Laboratuvar çalışmaları sonucunda, siltli, kumlu seviyenin `çok az` ve `orta derecede` çökme potansiyeline sahip olduğu, bunun da yük ve ıslanma koşullarındaki değişime bağlı olarak, temellerde `orta derecede` oturma sorunu yaratacağı belirlenmiştir. Ayrıca, mikrotremör ölçüm sonuçlarına göre, kaliş profilinin yumuşak kaliş ve sert kaliş seviyelerinin rezonans farkının, 1998 Adana- Ceyhan Depremi sonrasında bu bölgedeki binaların ağır hasar görmesinin nedenlerinden biri olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Adana, kaliş, iç yapı çökmesi, plaka yükleme deneyi, mikrotremör, SEM Danışman: Prof. Dr. K. Ercin KASAPOGLU, Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı

After Adana-Ceyhan earthquake of June 27, 1998, heavily damaged buildings constructed on the caliche formations at Adana Industrial Park attracted the attentions to engineering and dynamic properties of caliches in this region. Therefore, in this study it is aimed to evaluate the geomechanical properties, internal structure collapse mechanism and some dynamic properties of caliches outcrops in the Adana Industrial Park. For this purpose, beside field observations and measurements, some laboratory and in-situ tests are performed on the caliches in this area. Nine plate loading tests are carried out to determine the strength and deformation characteristics of the gravelly-blocky levels of the caliche in the area. A series of laboratory tests were carried out on the caliche samples taken from the area to determine their geomechanical properties and the mechanism of internal structural collapsing. Scanning Electron Micrography (SEM) analyses were also carried out to observe the structural changes due to internal collapsing. A total of twentyseven microtremor measurements were taken to determine some dynamic properties of the caliches in the area which is located in 2nd Degree Earthquake Hazard region in Turkey. Furthermore, geophysical survey utilizing seismic reflaction and electrical methods were also made to determine the changes in caliche profile with depth. Finally, a model was developed to predict internal structure collapsing potential of the caliches in the area using the parameters obtained from the laboratory tests. Performance analyses of the proposed model showed that it can be used to predict the internal structure collapsing potential of caliches for practical purposes. In addition, some emprical relations were developed to determine the amount of settlement of some levels of the caliche formations having collapsing potential. The results obtained from this study showed that silty-sandy levels of the caliche formation have `very low` and `moderate` collapsing potential, respectively, on the other hand, `moderate` settlement problems can be expected in the caliche formation depending on changes in loading and wetting conditions. According to the results of the microtremor measurements, resonance differences between hard pan and soft pan caliche levels can be evaluated as one of the main causes of the heavy damages observed on the buildings during the 1998 Adana-Ceyhan earthquake. Key words: Adana, caliche, internal structure collapsing, plate loading test, microtremor, SEM Advisor : Prof. Dr. K. Ercin KASAPOGLU, Hacettepe University, Faculty of Engineering, Geological Engineering Department 11