1999 Marmara Depremi sonrası için Gölcük ilçesi kıyılarının sıvılaşmaya göre mikrobölgelemesi

Abstract

Türkiye de yapılaşma konusunda dönüm noktası konumunda olan 17 Ağustos 1999 Kocaeli Depreminde binlerce insan yaşamını yitişmiş, binlerce yapı kullanılamaz hale gelmiş ve TUSIAD verilerine göre 17 milyar dolar ekonomik kayba sebep olmuştur. Deprem Araştırma Dairesi (2000) tarafından 17 Ağustos 1999 tarihinde meydana gelen depremin, M w , 7.4 büyüklüğünde, 3.02 yerel saatinde meydana geldiği 45 saniye sürdüğü, dışmerkezi 40.70N, 29.91E, derinliği 15.9 km maksimum şiddeti MSK şiddet cetveline göre X olduğu belirlenmiştir. Sonucunda 17.479 ölüm, 43.953 yaralı ve 505 kişi sakatlık durumunun oluştuğu; 285.211 ev, 42.902 iş yeri hasar gördüğü tespit edilmiştir. Kocaeli Depremi, Resmi olmayan bilgilere göre ise yaklaşık 50.000 ölüm, ağır-hafif 100.000'e yakın yaralı ve 133.683 çöken bina ile yaklaşık 600.000 kişinin evsiz kalmasıyla sonuçlanmıştır.17 Ağustos Kocaeli Depremi'nde merkez üssü olan ve en fazla hasarın ve can kaybının meydana geldiği Kuzey Anadolu Fay'nın geçtiği Gölcük Bölgesi için hasarların en büyük sebepleri olarak zemin büyütmesi, yakın fay etkisi, zemindeki sıvılaşma ile yatay ve düşey yer değiştirmelerin olduğu ön görülmüştür. Bu yüzden bu tez kapsamında bölgenin çeşitli analizleri içeren bir mikrobölgeleme çalışması yapılmış, sıvılaşma potansiyeli ve buna bağlı olarak gelişen deplasmanlar hesaplanmıştır.Merkez üssü olan Gölcük'te özellikle kıyı bölgelerde alüvyon zeminlerin bulunması nedeniyle sıvılaşmalar meydana gelmiştir. Sıvılaşmalardan dolayı zeminde taşıma gücü kayıpları ve yanal yayılmalara bağlı zemin deformasyonları meydana gelmiştir. Bu tez kapsamında inceleme bölgesinde zemin koşulları göz önünde bulundurularak kayma dalgası, sıvılaşma ve yanal yayılma gibi çeşitli analizler yapılmış ve bölgenin sıvılaşma ve yanal yayılma potansiyeli hakkında sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca bölgenin deprem öncesi( 10 Ağustos 1999'da) , deprem sonrası( 27 Eylül 1999'da) ve günümüzdeki (2017) uydu görüntüleri 1999 marmara depremi sonrası LANDSAT uydu görüntüleri elde edilmiş ERDAS programında görüntüler normalleştirilmiş ve ARCGIS programında görüntüler üst üste çakıştırılarak kıyı çizgisindeki değişim gözlenmiştir. Bölgede tüm zemin çeşitleri mevcut olduğu için tüm zeminlerde geçerli olan Imai (1977), Ohto& Goto(1978) Seed ve Idrriss (1982) ,Lee(1990) ve İyisan(1996) tarafından geliştirilen formüller kullanılarak VS (kayma dalgası) büyüklükleri hesaplanmış olup değerlerin 100-400 m/s aralığında yoğunlaştığı saptanmıştır. Değerler Deprem Yönetmeliği (2016) 'deki zemin sınıflama çizelgesine göre yorumlandığında zeminin yumuşak zemin ve killi kum orta sıkılıktaki tabakalardan oluştuğu belirlenmiştir. Sondaj logları için Youd (2001) ve Seed ve İdriss(1972) yöntemlerine göre yapılan sıvılaşma analizi sonucunda sondaj loglarının hemen hemen tamamında belirli derinliklerde Güvenlik Faktörü<1 olarak hesaplandığı için bu derinliklerde sıvılaşma potansiyeli olduğu saptanmıştır. Rauch (1997), Bartlett & Youd,1992), Youd ve Perkins (1987), Hamada ve diğ.(1986,1987) , Shomoto (1998) yöntemleri kullanılarak elde edilen yatay deplasman miktarlarının oldukça yüksek çıktığı tespit edilmiştir. Takimatsu(1987), Ishihara (1992) ve Shomoto (1998) yöntemlerine göre sıvılaşma nedeniyle meydana gelen düşey deplasmanlar hesaplanmış ve Wells anda Coppersmith(1994) yöntemine göre hesaplanan faylanma kaynaklı düşey deplasmanlara eklenerek toplam düşey yer değiştirme hesaplanmıştır. Hesaplanan deplasmanlarla denizin yaklaşık 150 m kadar kıyıdan içeri girdiği belirlenmiş olup uydu görüntülerindeki kıyı çizgisi değişimi ile de karşılaştırılarak , hesaplanan ve uydu görüntülerinde gözlenen değerlerin yakın olduğu saptanmıştır.

17 August 1999 Kocaeli Earthquake was a milestone in terms of settlement in Turkey. Thousands of people have lost their lives and many more buildings have become unusable. Data from TUSIAD shows that this earthquake caused a damage of 17 billion dollar. It has been determined that the 1999 Kocaeli Earthquake happened at 03:02 am in local time and last 45 seconds later by the Earthquake Research Center (2000). The earthquake has a magnitude of 7.4 M w and the epicenter is at 40.70N, 29,91E in 15.9 km depth with a maximum intensity of X in the Medvedev-Sponheuer-Karnik (MSK-64) Scale. 17.149 deaths, 44.458 injured with 285.211 damaged house and 42.902 damaged office were only some of the consequences of this earthquake. As for the unofficial numbers approximately 50.000 deaths, 100.000 wounded, 133.683 collapsed buildings and 600.000 homeless people are the result of this disaster. It is predicted that the Gölcük Region on Northern Anatolian Fault, is the epicenter of the August 17 Kocaeli Earthquake, and where the most damage and loss of life occurred, horizontal and vertical displacements with liquefaction was one greatest causes of the damage. Therefore, in this thesis, a microzoning study including various analyzes of the region was carried out, liquefaction potential and the displacements developed due to the liquefaction were calculated. Gölcük, the epicenter, has liquefied because of the presence of alluvial soils especially in coastal regions. As a result of the liquefaction, a loss of bearing power in the ground and ground deformations caused by lateral spreading occurred. In this thesis, various analyzes such as shear wave, liquefaction and lateral spreading have been carried out considering the ground conditions in the study area and the results about the potential of liquefaction and lateral spreading of the region have been obtained. In addition, the satellite images of the region before the earthquake (August 10, 1999), after the earthquake (September 27, 1999) and current (2017) have been attained. LANDSAT satellite images of 1999 Kocaeli earthquake, were normalized in the ERDAS program and the images were superimposed in the ARCGIS program in order to observe the shoreline change. All ground types existed in the area and SW (shear wave) magnitudes were calculated using formulas developed by Imai (1977), Ohto & Goto (1978), Seed and Idrriss (1982), Lee (1990) and Iyisan (1996) due to this reason. It has been detected that it concentrates in the range of 100-400 m / s. The values are interpreted according to the classification chart in the Earthquake Regulation (2016), and it is determined that the ground is composed of soft soil and clayey sand medium-tight layers. For drilling logs, liquefaction analysis has been done by the methods of Youd (2001) and Seed and Idriss (1972). As a result, liquefaction potential was found at these depths as the `Security Factor <1` was calculated at certain depths nearly in all drilling logs. Rauch (1997), Bartlett & Youd,1992), Youd ve Perkins (1987), Hamada and others(1986,1987) , Shomoto (1998) methods have been used to determine the high values of horizontal displacements. Vertical displacements due to liquefaction were calculated with Takimatsu (1987), Ishihara (1992) and Shomoto (1998) methods and added to the vertical displacements originating from faulting calculated with Wells anda Coppersmith (1994) method in order to find the total vertical displacement. It has been detected from the calculated displacements that the sea has came towards the coast approximately 150 m and it has been determined that the values observed in the calculated and satellite images are close to those of the coastline change in the satellite images.