Zeminlerin dinamik özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi ve zemin büyütme analizlerinin yapılması

Abstract

Deprem yer hareketi yerel zemin koşullarından etkilenmektedir. Deprem dalgaları yüzeye doğru hareket ederken ana kayanın derinliği, tabaka kalınlığı, zemin tipi ve dinamik özelliklerinden etkilenmektedir. Deprem bölgelerinde yapılacak olan yapılar için zeminlerin dinamik yükler altında göstereceği davranış büyük öneme sahiptir.Zeminlerin sahaya özel dinamik paremetrelerinin belirlenmesi ve bu parametrelerle yapılacak olan analizler sonucunda deprem anında yüzeyde oluşacak zemin tepkisi belirlenmiş olacaktır. Türkiye, Avrupa'nın önemli deprem kuşaklarından birinde yer almaktadır. Buradaki önemli ve aktif fay hatlarından biri olan Kuzey Anadolu Fay hattı (KAFZ) üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Sismik dalgalar, hareketi boyunca içinden geçtiği zemin tabakalarında değişikliklere neden olurken aynı zamanda zemin tabakalarının özelliklerine göre de dalgaların genlik ve frekans içeriğinde değişiklikler meydana gelmektedir. Yapıların sahaya özel tasarımlarının yapılabilmesi için hem zeminlerin hem de depremlerin analiz edilmesi gerekmektedir. Bu analizlerin yapılabilmesi için sahaya özel tasarım depreminin belirlenmesi ve zemin büyütme analizlerinin yapılması önemlidir. Bu tez çalışmasında, KAFZ üzerinde yer alan Sakarya ilinde yapılan 4 adet sondaj çalışması ve saha deneyleri ile bölgeden örselenmemiş numuneler ve parametreler elde edilmiştir. Daha sonra laboratuvarda rezonant kolon ve dinamik üç eksenli deney sistemleri ile sahaya özel dinamik davranışlar, birim kayma genliğine bağlı kayma modülü ve sönüm oranı cinsinden belirlenmiştir.Bölgenin depremsellik özelliklerini yansıtan 11 adet deprem ivme kaydı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'de tanımlandığı gibi iki farklı ölçeklendirme yöntemi ile ölçeklendirilmiş ve Deepsoil programı ile bir boyutlu eşdeğer doğrusal ve doğrusal olmayan zemin büyütme analizleri yapılmıştır. Bölgenin zemin büyütme değerleri, iki farklı ölçeklendirme yöntemi ile karşılaştırışmış ardından bölgenin spektral parametreleri TBDY 2018'in bölgeye önerdiği spektrum zarfı ile karşılaştırılmıştır.

Earthquake ground motion is affected by local soil conditions. While seismic waves move towards the surface, they are affected by the depth of the bedrock, layer thickness, soil type and dynamic properties. The behaviour of the soils under dynamic loads is of great importance for the structures to be built in earthquake zones.As a result of the determination of the site-specific dynamic parameters of the soils and the analyses to be made with these parameters, the ground response that will occur on the surface in the event of an earthquake will be determined. Turkey is located in one of the most important earthquake zones in Europe.Studies have been carried out on the North Anatolian Fault Zone which is one of the important and active fault lines here. While seismic waves cause variation while they pass through during their movement, changes occur in the amplitude and frequency content of the waves according to the characteristics of the soil layers at the same time. In order to make site-specific designs of structures, both soils and earthquakes must be analyzed. In order to make these analyses, it is important to determine the site-specific design earthquake and to conduct soil amplification analyses. In this thesis study, undisturbed samples and their parameters were obtained from the field experiments in Sakarya, located on the NAFZ the region with 4 borings. Then, site-specific dynamic behaviors were determined in terms of shear modulus and damping ratio depending on unit slip amplitude with resonant column and dynamic triaxial test systems in the laboratory. 11 earthquake acceleration records reflecting the seismicity of the region were scaled with two different scaling methods and one-dimensional equivalent linear and non-linear soil amplification analyses were performed with the Deepsoil program. The soil amplification values of the region were compared with two different scaling methods, then the spectral parameters of the region were compared with the spectrum envelope proposed by TEC 2018 for the region.