Yerkabuğu hareketlerinin üç boyutlu geometrik modelle araştırılması

Abstract

ÖZET YERKABUGU HAREKETLERİNİN ÜC BOYUTLU GEOMETRİK MODELLE ARAŞTIRILMASI Doğada hiçbir şey durağan değildir. Büyük mühendislik yapılarında ve yerkabuğunun bazı bölgelerinde çeşitli nedenlerden dolayı hareketler (def ormasyonl ar) oluşur. Bu hareketlerden bir kısmı son derece küçük ve tehlikesiz olup, ulaşılabilen ölçü duyarlığının altında kaldıklarından bel irlenemezler. Sözkonusu hareketlerden bazıları ise, gerek mühendislik yapıları gerekse o bölgede yaşayanlar için tehlike arzeder, toplum yaşamını etki lerler. Bu bakımdan önemli ve ilginçtirler. Bu nedenle, def ormasyonların araştırılması oluşum mekanizmasını kavramak, böylece isabetli kestirimlerde bulunmak ve önleyici tedbirlerin alınmasını sağlamak amacını taşır. De-formasyon araştırması güncel jeodezi uygulamalarının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Ayrıca yerkabugu hareketlerinin izlenerek depremlerin önceden kestirilmesine çalışılmaktadır. Def ormasyonların belirlenmesi, bu amaç için özel olarak kurulan, oldukça çağdaş aletlerle birçok defa ölçülen jeodezik test ağları ile yapılmaktadır. Deformasyon araştırmasında `Jeodezik Ag Yönteminin` bugün tartışılmaz üstünlüğü vardır. Bu çalışmada, def ormasyonun tanımı, nedenleri, araştırma modelleri, belirlenmesi ve yorumlanması anlatılmıştır. Yakın geçmişe kadar, yer değiştirme hareketleri yatay ve düşey yönlü hareketler biçiminde ikiye ayrılarak izlenmekteydi. Bu ayrımın nedeni üç boyutlu jeodezik ag dengelemesinde uygulamada karşılaşılan güçlükler idi. Ancak üç boyutlu irdelemenin, özellikle yerkabugu hareketlerinin araştırılmasında daha gerçekçi sonuçlar verdiği gözlenmektedir. Def ormasyonların araştırılması, problemin tanımı gereği doğrudan ölçüler yerine objeyi temsil eden noktaların konumlarının izlenmesi yoluyla yapılmaktadır. Peryodlar arasında, noktalarda oluşan konum değişikliklerinin rastgele ölçü hatalarından mı yoksa noktanın hareketinden mi kaynaklandığı yapılacak istatistiksel testlerle belirlenir. Bu amaçla gözlemlerle bilinmeyenler arasındaki ilişkiyi sağlayan matematik model ayrıntılı olarak verilmiştir. Noktaların üç boyutlu konum bilgileri ve bunların stokastik özelliklerinin belirlenmesinden sonra, değişim gösteren noktaların saptanması `Doğrusal Hipotez Testleri` ile gerçekleştirilmiştir. Doğrusal hipotez testleri konusunda ayrıntılı bilgi verilmiştir.

SUMMARY RESEARCH ON THE EARTH'S CRUST MOVEMENTS BY USING THREE-DIMENSIONAL GEOMETRICAL MODEL The movements (deformation) become in the large constructions and also in some region of earth's crust. Because of it is various. A part of movements are so little and not dangerous then it is not definite. The other part of movements are dangerous for large constructions and people which is living in that region. To determine these movements by geodetic methods a suitable control network are established and repeated measurements by using modern surveying instruments. In the other hand to the solution of the earthquake prediction problem by periodic observations `The Geodetic Network's Method` is more suitable than the other methods applied up to today in precision as well as reliability point of view. In this study, the definition, the research models and causes of deformation are given and deformation is determined and interprated. Deformation research can only be made on the points which represent the real object but not on the direct measurement, because of the definition of the problem and so the displacement can be followed on these points. In the next part, mathematical models, providing relations between measurements and unknowns (coordinates of points) are studied in detail. Although three-dimensional geodesy is not new, but it is only extensively used nowadays. Three-dimensional geodesy had not been applied for a long time because of refraction problem and low accuracy in the measurements of vertical angles. But some geodesists have been interested in this subjects and suggested different adjustment models. M Three- vidimensional Geometrical Model` was chosen in adjustement of periods, since available measured data. A computer program was prepared in FORTRAN called GLOBAL. Then every periods was adjusted in three dimensions. The parameters chosen id adjustement are X,Y,Z,§,A There are also six alternatives -for re-fraction model. The refraction coefficient can be accepted a constant value as k =0.123 A solution can also be achieved by using three dimensional model with all available observations. Three dimensional model has some advantages over conventional models. No reduction of measurements are needed and it may be develop with little mathematical knowledge as an exact combination of traditional methods such as trigonometric levelling and triangulation. More realistic results can be obtained this way. Various coordinate systems are used to solve the geodetic problems. The terrestrial coordinate systems are used in three dimensional geodesy. They can be classified in two main groups as geocentric and topocentric systems or natural and reference sytems. The geocentric system was chosen in this study. The polyhedron formed by control points on the surface of the earth and the lines of sight connecting them is called Bruns ' polyhedron. Another set of straight lines-one trough each corner represents the plumb line at the stations. In order to determine this figure we need five parameters for each stations, three coordinate (X,Y,Z) and two astronomical coordinates defining the directions of the p 1 umb line ( §, A> - In the next part, determining coordinates of points in three dimensions and their stochastical properties, `Lineer Hypothesis Testing's method` used in the deformation analysis of the points which show displacement are defined. Then finding out the points which were displaced, deformation vectors and real displacements are studied. NUMERICAL APPLICATION Two computer program was prepared in FORTRAN called TETA and MULTI for deformation analysis. In the last part of this study, a geodetic network chosen for this purpose is defined. This network has 12 points and was situated on the area of North Anatolian Fault Zone near Akyazı /Adapazarı. By using repeated observations of this network, a deformation study which was carried out is reported, Numerical results are discussed and real displacement and their directions are determined and also interpretations in geodetical sense are made. vi i