ERZURUM ŞEHİR MERKEZİNDE KUZEY GÜNEY DOĞRULTULU BİR HAT BOYUNCA YER ALAN YAPI STOĞUNUN, ZEMİN VE YAPI PERİYODU AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Bilge Aksu

Transkript

1 ERZURUM ŞEHİR MERKEZİNDE KUZEY GÜNEY DOĞRULTULU BİR HAT BOYUNCA YER ALAN YAPI STOĞUNUN, ZEMİN VE YAPI PERİYODU AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Bilge Aksu Yüksek Lisans Tezi İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Geoteknik Bilim Dalı Yrd. Doç. Dr. Semet ÇELİK 2014 Her hakkı saklıdır

2 ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ ERZURUM ŞEHİR MERKEZİNDE KUZEY GÜNEY DOĞRULTULU BİR HAT BOYUNCA YER ALAN YAPI STOĞUNUN, ZEMİN VE YAPI PERİYODU AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Bilge AKSU İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Geoteknik Bilim Dalı ERZURUM 2014 Her Hakkı Saklıdır

3 T.C. ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEZ ONAY FORMU ERZURUM ŞEHİR MERKEZİNDE KUZEY GÜNEY DOĞRULTULU BİR HAT BOYUNCA YER ALAN YAPI STOĞUNUN, ZEMİN VE YAPI PERİYODU AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Yrd. Doç. Dr. Sem et ÇELİK danışmanlığında, Bilge AKSU tarafından hazırlanan bu çalışma 25/12/2014 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı - Geoteknik Bilim Dalı ndayüksek Lisans tezi olarak oybirliği/oy çokluğu ( / ) ile kabul edilmiştir. Başkan Yrd.Doç.Dr. Semet ÇELİK İmza : Üye : Yrd.Doç.Dr. Seracettin ARASAN İmza : Üye : Yrd.Doç.Dr. Hayrettin EROĞLU İmza : Yukarıdaki sonuç; Enstitü Yönetim Kurulu.../.../..tarih ve....../ nolu kararı ile onaylanmıştır. Prof. Dr. İhsanEFEOĞLU Enstitü Müdürü Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaklardan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak olarak kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

4 ÖZET Yüksek Lisans Tezi ERZURUM ŞEHİR MERKEZİNDE KUZEY GÜNEY DOĞRULTULU BİR HAT BOYUNCA YER ALAN YAPI STOĞUNUN, ZEMİN VE YAPI PERİYODU AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Bilge AKSU Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği AnabilimDalı Geoteknik Bilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Semet ÇELİK Bu çalışmanın amacı, sürekli gelişen ve sismik olarak aktif bir bölgede yer alan Erzurum şehir merkezinde, kuzey-güney doğrultulu bir hat boyunca yer alan yapı stoğunun, zemin ve yapı periyodu açısından değerlendirilmesidir. Bu amaçla, çalışma alanının zemin özellikleri ve dinamik zemin davranışları incelenmiş; sondaj verileri ile jeofizik çalışmalardan elde edilen veriler kullanılarak bölgenin zemin sınıflaması, zemin büyütmesi, zemin hakim periyodu değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, Erzurum da daha önce yapılmış olan Erzurum ili Büyükşehir Belediyesi Yerleşim Alanının 1/5000 Ölçekli Nazım İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu ve diğer çalışmalara ait veriler kullanılmıştır. Bölgede belirlenen güzergah üzerinde yer alan binaların kat sayıları kullanılarak yapı hakim periyodu değerlendirilmiştir. Ayrıca Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri deprem yönetmeliklerine göre de yapı hakim periyodu hesaplanmıştır. Çalışma alanında meydana gelecek bir deprem durumunda depremin büyüklüğüne bağlı olarak deprem periyodu değerlendirilmiştir. Deprem periyodu belirlenirken geçmiş yıllarda meydana gelmiş depremlerin periyotları incelenmiştir. Çalışmada iki farklı büyüklükte deprem ele alınmıştır ve bu depremlerin oluşturduğu deprem periyodunun etki ettiği zeminin ve yapının; zemin hakim periyodu ve yapı hakim periyodu arasındaki ilişki değerlendirilmiş ve muhtemel riskler belirtilmiştir. 2014, 74 sayfa Anahtar Kelimeler: Zemin hakim periyodu, yapı hakim periyodu, deprem periyodu, zemin büyütmesi, rezonans i

5 ABSTRACT Master Thesis SOIL AND BUILDING PERIOD ASSESSMENT OF BUILDING STOCK ON A NORTH SOUTH DIRECTION IN ERZURUM CITY CENTER Bilge AKSU Atatürk University Institute of Science Department of Civil Engineering Geotechnical Science Thesis Advisor: Asst. Prof. Dr. Semet ÇELİK The purpose of this study is to review structure inventory situated along a north-south line at Erzurum City Center, an ever growing and seismically active region, in terms of soil and structure period. Soil properties and dynamic soil behaviors of the area subject to this study is examined accordingly; soil classification, soil amplification, soil predominant period are reviewed based on drilling data and geophysical studies. This study makes use of data from previously conducted Geological-Geotechnical Survey Report Based on 1/5000 Scaled Master Zoning Plan of Erzurum Metropolitan Municipality Settlement Area" and other studies. Number of floors on buildings located on the route selected in the region is used for reviewing predominant structure period. Also, according to eartquake regulation in Japan and USA predominant structure period are calculated. Earthquake period to be experienced in case of an earthquake in the area studied, depending on earthquake magnitude, is reviewed. Earthquake periods in previous years are also examined to determine the earthquake period. The study is concerned with two earthquakes of different magnitudes, reviews relationships between soil and structuring under the effect of the earthquake period caused by these two quakes and dominant soil period and dominant building period and identifies possible risks. 2014, 74 pages Keywords: Soil predominant period, structure predominant period, earthquake period, soil amplification, resonance ii

6 TEŞEKKÜR Tezin bölümlerini gözden geçirerek çeşitli önerileri ile destek veren danışman hocam Sayın Yrd. Doç. Dr. Semet ÇELİK e teşekkür ederim, tez çalışmamın en başından itibaren tez konusunun belirlenmesi ve yürütülmesi aşamasında bana yardımcı olan bilgi ve görüşleri ile çalışmama yön veren Sayın Prof. Dr. Suat AKBULUT a teşekkürlerimi sunarım. Tez düzenleme aşamasında değerli önerileri ve katkılarıyla benden yardımını esirgemeyen Sayın Yrd. Doç. Dr. Seracettin ARASAN a teşekkür ederim. Bu çalışmada Erzurum ili Büyük Şehir Belediyesi Yerleşim Alanının 1/5000 Ölçekli Nazım İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu verileri kullanılmıştır. Rapor ve verilere ulaşmam da büyük yardımlarını gördüğüm Zetem Mühendislik firmasına ve Orhan PENİRCİ ye teşekkürlerimi sunarım Literatür araştırmalarım esnasında bana yardımcı olan Sayın Arş.Gör.Haluk Görkem ALCAN a, teşekkür ediyorum. Canım Annem Nejla AKSU ve Kıymetli Babam Turgut AKSU ya sonsuz sevgi ve hoşgörü gösterdikleri; bugüne kadar gelmemde, maddi ve manevi desteklerini esirgemedikleri için teşekkür ederim, iyi ki varsınız. Bilge AKSU Aralık, 2014 iii

7 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... ix 1. GİRİŞ Kaynak Özetleri KURAMSAL TEMELLER Deprem ve Erzurum İli nin Depremselliği Deprem durumu Tarihsel dönem deprem etkinliği Aletsel dönem deprem etkinliği Aktif tektonik Deprem Büyüklüğü Zeminin Dinamik ve Elastik Parametreleri Poisson oranı Kayma modülü Elastisite modülü Bulk modülü Zemin Grubu ve Yerel Zemin Sınıfları Zemin Büyütmesi Sismik dalgaların yumuşak zemin tabakaları tarafından büyütülmesi Zemin büyütme fonksiyonu Zemin Hakim Periyodu Yapı Hakim Periyodu Japon ve ABD deprem yönetmeliğine göre yapı hakim periyodu Rezonans MATERYAL ve YÖNTEM iv

8 3.1. Çalışma Alanı Çalışma Alanı Zemin Özellikleri Çalışma Alanında Yer Alan Zeminlerin Dinamik Özellikleri Çalışma Alanı Yapı Özellikleri Gelecekte Beklenen Depremler Geçmişte Meydana Gelen Bazı Depremlerin Periyotları Aşkale depremi (2004) Horasan-Narman depremi (1983) Erzurum ve Çevresinde Yer Alan Faylar ARAŞTIRMA BULGULARI Zemin Hakim Periyodu Bulguları Yapı hakim periyodu bulguları Deprem Bulguları Olası Bir Deprem Durumunda Risk Analizi SONUÇ ve ÖNERİLER KAYNAKLAR EK EK EK ÖZGEÇMİŞ v

9 SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ A Dalga genliği A(T) Spektral İvme Katsayısı A k Zemin Büyütme Oranı A max Maksimum İvme (cm/sn 2 ) A o B d fi E E d F fi Etkin Yer İvmesi Katsayısı Maksimum büyütme Binanın i inci katında F fi fiktif yüklerine göre hesaplanan yerdeğiştirme Enerji akısı Young modülü Birinci doğal titreşim periyodunun hesabında i inci kata etkiyen fiktif yük F i Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi nde i inci kata etkiyen eşdeğer depremyükü G Kayma modülü (kg/cm 2 ) G max H H/V hi Maksimum kayma modülü Tabaka Kalınlığı Yatay/Düşey Spektral Oranı Binanın i inci katının kat yüksekliği H N Binanın temel üstünden itibaren ölçülen toplam yüksekliği (Bodrumkatlarında rijit çevre perdelerinin bulunduğu binalarda zemin katdöşemesi üstündenitibaren ölçülen toplam yükseklik) k Bulk modülü lw Perdenin veya bağ kirişli perde parçasının plandaki uzunluğu mi Binanın i inci katının kütlesi (mi = wi / g) n Zemin viskozitesi T Bina doğal titreşim periyodu (s) T 1 T 0 V P V p /V s Binanın birinci doğal titreşim periyodu (s) Zemin Hakim Peryodu Boyuna Dalga Hızı (m/s) Sismik hız oranı vi

10 V S V s30 Kayma Dalga Hızı m/s 30 m derinlik için ortalama kayma dalgası hızı V t Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi nde gözönüne alınan deprem doğrultusunda binaya etkiyen toplam eşdeğer deprem yükü (tabankesme kuvveti) ω Açısal Frekans Empedans oranı ξ Zemin Sönümü Doğal birim hacim ağırlık σ Poisson oranı Yoğunluk Kısaltmalar DBYBHY Deprem Bölgelerine Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik Mb Body Wave Magnitude (Cisim Dalgası Büyüklüğü) Md Duration Magnitude (Süreye Bağlı Büyüklük) Ml Local Magnitude (Yerel Büyüklük) Ms Surface Wave Magnitude (Yüzey Dalgası Büyüklüğü) MSK Medvedev-Sponheuer-Karnik (Deprem Şiddet Cetveli) Mw Moment Magnitude (Moment Büyüklüğü) N60 %60 enerji oranında düzeltilmiş SPT değeri SPT Standart Penetrasyon Deneyi USCS Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırması vii

11 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1. Erzurum ili deprem bölgeleri haritası... 7 Şekil 2.2. Bölgede yılları arasında oluşan depremlerin episantr dağılımları ve MTA tarafından hazırlanan aktif fay haritası Şekil 2.3. F fi hesabı Şekil 3.1. Çalışma alanı yer bulduru haritası Şekil 3.2. Çalışma alanı üzerinde belirlenen güzergahın gösterimi Şekil 3.3. Çalışma alanının jeoloji haritası Şekil 3.4. Çalışma alanı sondaj yerleri Şekil 3.5. MTA tarafından hazırlanan,erzurum ve çevresinde bulunan,yenilenmiş diri fay haritası viii

12 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1. Poisson sınıflaması ve hız oranı karşılaştırması Çizelge 2.2. Kohezyonlu zeminlerin Vp hızlarına göre sınıflandırılması Çizelge 2.3. Kohezyonlu zeminlerin Vs hızlarına göre sınıflandırılması Çizelge 2.4. Zemin birimlerin yoğunluk sınıflaması Çizelge 2.5. Kayma modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı Çizelge 2.6. Elastisite modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı Çizelge 2.7. Bulk modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların sıkışması Çizelge 2.8. Deprem yönetmenliğine göre yerel zemin sınıfları Çizelge 2.9. Zemin grupları Çizelge (a) Yer hakim titreşim periyotlarına göre mikrobölgeleme ölçütleri (b) spektral büyütmelere göre mikrobölgeleme ölçütleri Çizelge 3.1. Sondajlara ait koordinat bilgileri, zemin sınıfları Çizelge 3.2. SPT deneyi sonuçları Çizelge 3.3. MASW ölçümü koordinatları, V S1 hızı ve 1. tabaka kalınlığı Çizelge 3.4. Mikrotremor ölçümü koordinatları ve zemin hakm titreşim periyodu değerleri Çizelge 3.5. Poisson dağılımına göre, depremin büyüklüğü ve n yıl içinde olma olasılığı Çizelge 3.6. Gumbel uç değerler yöntemine göre, depremin büyüklüğü ve n yıl içinde olma olasılığı Çizelge , 19:30, M=5,1 Depremi; maksimum yer ivmeleri, hakim spektral periyotlar Çizelge , 04:12, Ms=6,7 depremi; maksimum yer ivmeleri, hakim ve ortalama periyotlar Çizelge 4.1. Yol güzergahı boyunca dağılım gösteren zemin hakim periyodu aralığı Çizelge 4.2. Yol güzergahı boyunca dağılım gösteren bina kat sayısına bağlı yapı hakim periyodu hesabı Çizelge 4.3. Japon ve ABD deprem yönetmeliklerine göre yapı hakim periyodu Çizelge 4.4. Yolgüzergahı boyunca dağılım gösteren zemin hakim periyodu aralığı ix

13 Çizelge 4.5. Güzergah boyunca zemin hakim periyodu ile yapı hakim periyodunun birlikte gösterimi x

14 1 1. GİRİŞ Sismik yönden aktif bulunan pek çok bölgede meydana gelen depremler, farklı özellikleri ile dünyada birçok insanın yaşamını olumsuz etkilemekte, büyük can ve mal kayıplarına neden olmaktadır. Deprem etkisi altında yapı hasarına neden olan üç ana faktör; deprem kaynak özellikleri, yerel zemin koşulları ve yapısal özelliklerdir (Kepçeoğlu 2008). Deprem hasarlarının azaltılmasında geoteknik mühendislerine düşen görev, deprem etkileri altındaki zemin davranışını ve bu zemin davranışının mevcut ve gelecekte inşa edilecek mühendislik yapıları üzerinde meydana getireceği etkileri incelemektir (Kepçeoğlu 2008). Yerel zemin koşullarını belirleyen faktörler ise elastik parametreler ve yapısal özelliklerdir. Elastik parametreler ise sismik dalga hızlarını etkileyen faktörlerdir. Bu nedenle sismik hızlar yerinde ölçülerek zemin hakim periyodunun saptanması gerekmektedir. Deprem bölgelerindeki geoteknik amaçlı zemin etütlerinde inşaat öncesi zemin hakim periyodunun enine dalga hızı ölçerek saptanmasının ve aynı zamanda dinamik elastik parametreler cinsinden mühendislik özelliklerinin, tektonik ve stratigrafik özelliklerinin belirlenmesinin hasarı azaltacak yönde proje geliştirilmesinde büyük yararları olmaktadır. Tarihte oluşmuş deprem olguları üzerine dokümanlar ve zemin tepkisi üzerine modern jeofizik veri analizleri bize göstermiştir ki depremlerin hasar dağılımı uniform değildir ve yerel zemin koşulları ile değişmektedir. Bir başka deyişle, depremlerin hasar potansiyeli yerel zemin koşullarından büyük ölçüde etkilenmektedir (Ovalı 2010). Bu çalışmada Erzurum şehir merkezinde kuzey-güney doğrultulu bir hat boyunca yer alan yapı stoğunun olası bir deprem durumunda davranışı incelenecektir. Bu amaç için o güzergaha ait yapı stoğu ve zeminlerin periyotları incelenerek deprem anında muhtemel riskler ortaya konulmaya çalışılacaktır. Bu amaçla bölgede önceden yapılan çalışmalar derlenmiş ve mevcut yapılar ele alınmıştır.

15 Kaynak Özetleri Yalçınkaya (2004), Bir Boyutlu Modeller için Zemin Büyütmesine Etki Eden Parametrelerin İncelenmesi başlıklı çalışmasında; zemin transfer fonksiyonlarının özellikleri, farklı parametrelere bağlı olarak bir boyutlu modeller kullanılarak teorik hesaplamalar ile incelemiştir. İnceleme sonucunda ana kaya derinliğinin ve S-dalga hızının, zemin hakim periyodu ve en yüksek büyütme açısından büyük önemi olduğu vurgulanmıştır. Kamacı (2004), Isparta Yerleşim Merkezinin (Yedişehitler ve Mavikent) Zemin Mikro Bölgelendirme Çalışması İle İlgili Bir Uygulama konulu çalışmasında, elektrik özdirenç ve sismik kırılma verilerinden yararlanılmış, bunların yanında yapılmış jeolojik ve konik penetrasyon çalışmaları ile bölgenin geniş bir alanının (Isparta- Burdur) sismik risk analizi ayrıntılı olarak yapılmıştır. Ayrıca söz konusu yerleşim merkezlerinin bina dayanıklılık (hassasiyet) değerlendirmesi yapılmıştır. Bunun yanında zeminin büyütme faktörleri, titreşim periyotları ve zemin parametreleri bulunmuştur. Kutanis ve Elmas (2005), Yerel Zemin Şarlarının Tasarım Yer Hareketi Üzerinde Etkileri konulu çalışmasında, kuvvetli yer hareketi parametrelerine etki eden zemin tabaka kalınlığı, zemin sınıfı ve dinamik zemin parametreleri üzerinde sayısal analiz yapılmıştır. Sonuçlar, büyütme oranlarının frekansla ve ivme spektrumlarının frekansla değişimi şeklinde verilmiştir. Acar vd (2005), SPT Verileri Kullanılarak Antalya İlinin Sismik Yönden İncelenmesi konulu çalışmasında, Antalya ilinde, olası bir depremin etkileri ele alınarak, zemin koşulları ile kayma dalgası hızı (Vs) arasındaki ilişki araştırılmıştır. Çalışmada, 253 tane sondaj kuyusu ile 91 tane sismik veriden faydalanılmıştır. SPT-N den kayma dalgası hızına geçiş korelasyonu (Jacob 1999) ile; kayma dalgası hızları, kayma dalgası hızlarından ise EERA yazılımı kullanarak, zemin hakim periyotları bulunmuştur.

16 3 Beliceli (2006), Eskişehir Yerleşim Yeri Zeminin Büyütme Etkisinin Makaslama Dalga Hızına (Vs) Bağlı Olarak Belirlenmesi başlıklı yüksek lisans tez çalışmasında, zemin büyütme parametrelerinin bölgedeki değişimini 3 Boyutlu Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) teknolojisi kullanılarak modellenmiş, araziden yerinde elde edilen veya darbe sayılarından dönüştürülen makaslama dalgası hızı (Vs) değerleri kullanılarak çalışma alanının National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) ye göre yer sınıflaması yapılmış ve bu sınıflama büyütmeye karsı zemin davranışı gösterebilecek alanlarla çakıştırılmış, zeminin zemin hakim titreşim periyodunun (To) hesaplanmasına çalışılmıştır. Kanbur ve Kanbur (2009), Isparta Şehir Merkezi Kuzeyinin Sismik Kırılma- Mikrotitreşim (ReMi) Tekniği ile S-Dalgası Hız Dağılımı konulu çalışmasında, ova çökelleri üzerine kurulmuş Isparta yerleşim alanı kuzey kesiminde belirlenen yaklaşık 4 km 2 lik bir alanda ReMi yöntemi uygulanmıştır. Uygulamada çalışma alanının Vs30 yapısı ve 100 metre derinliğe kadar olan tabaka hızlarının çıkarılması hedeflenmiştir. Belirlenen alanda toplam 54 noktada ReMi verisi elde edilmiştir. Bu veriler değerlendirilerek hız-derinlik bilgisine dönüştürülmüş ve Vs30 haritası elde edilmiştir. Yalçınkaya (2010), Zemin Neden Bu Kadar Önemli? başlıklı makalesinde, amacının, zemin büyütmesi kavramını netleştirmek ve depreme dayanıklı yapı inşasındaki önemini ortaya koymak olduğunu belirtmişir. Tekebaş (2010), Yalova İli Zemin Tepki Fonksiyonlarının Mikrotremör Verileri İle Belirlenmesi konulu yüksek lisans tezinde, Yalova ve çevresinde (Altınova, Çiftlikköy ve Çınarcık) toplam 81 noktada 92 adet mikrotremör ölçümü yapılmıştır. Elde edilen verilerden, Nakamura (1989) tek istasyon yöntemi kullanılarak yatay/düşey (H/V) spektral oranlar hesaplanmış ve zemin tepki fonksiyonları elde edilmiştir. Elde edilen H/V eğrileri, jeoloji bilgisiyle beraber değerlendirilip, Yalova nın zemin özellikleri belirlenmeye çalışılmıştır.

17 4 Ovalı (2010), Antakya Bölgesinin Sismik Yer Hareketinin Hasar Potansiyeli başlıklı yüksek lisans tez çalışmasında, mikrotremor ölçümleri Antakya kent merkezi ve çevre mahallelerinde mümkün olan en uygun dağılım ile 49 noktada yapılmıştır. Hakim titreşim periyotları ve buna bağlı olarak hesaplanan yer büyütmeleri Nakamura Yöntemi temel alınarak, mikrotremor değerlerinin yatay ve düşey spektral (H/V) oranlanmasından hesaplanmıştır. Bu çalışmanın sonucunda hakim titreşim periyodu değişimlerine dayalı bir mikro bölgeleme haritası oluşturulmuş ve yüksek deprem riski içeren bölgeler yorumlanmıştır. Kolat (2010), Yenişehir (Bursa) Yerleşim Bölgesi için Jeoteknik Mikrobölgeleme Modelinin Oluşturulması başlıklı çalışmasında amacının, sürekli gelişen ve sismik olarak aktif bir bölgede yer alan Yenişehir (Bursa, Türkiye) yerleşim merkezi için yerleşime uygunluk amacıyla jeoteknik mikrobölgeleme modelinin geliştirilmesi olduğunu belirtmiştir. Bu amaçla, çalışma alanının zemin özellikleri ve dinamik zemin davranışları incelenmiş; sondaj verileri ile mikrotremör ölçümleri kullanılarak bölgenin zemin sınıflaması, zemin büyütmesi, zemin hakim periyodu, rezonans olgusu ve sıvılaşma potansiyelini değerlendirmiştir. Penirci vd (2011), Erzurum ili Büyük Şehir Belediyesi Yerleşim Alanının 1/5000 Ölçekli Nazım İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu başlıklı raporda, çalışma kapsamında yerleşim alanında yüzeyleyen jeolojik birimlerin yanal ve düşey yöndeki değişimleri, morfo-tektonik özellikleri, yapısal özellikleri, mühendislik ve jeoteknik parametreleri ile dinamik-elastik parametreleri saptamak amacıyla, sahada, jeomorfolojik, jeolojik, jeofizik ve jeoteknik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Jeolojik, jeofizik ve jeoteknik parametreler karşılaştırılmış ve yerleşim alanında yüzeyleyen birimlerin tüm özellikleri ortaya çıkarılarak yerleşim ve yapılaşma açısından değerlendirilmiştir. Ansal vd (2011), Zemin Büyütme Analizleri ve Sahaya Özel Tasarım Depremi Özelliklerinin Belirlenmesi başlıklı çalışmasında, olası bir depremin mevcut yapı ve bina stoğu üzerinde etkilerinin gerçeğe yakın bir biçimde belirlenmesinde zemin

18 5 yüzeyindeki deprem özelliklerinin ve olası zemin davranışlarının hesaba katılmasının gerektiğini belirtmiştir. Bunun yapılabilmesi için zemin kesitinde yer alan zemin tabakalarının kapsamlı bir şekilde belirlenmesi, incelenen bölgede olasılıksal sismik tehlike analizleri ile uyumlu ivme zaman kayıtlarının seçilmesi ve zemin büyütme analizlerinin yapılması gerektiğini vurgulamıştır. Bu amaca yönelik olarak, tek boyutlu Shake91 analiz yöntemi frekans ve düşey gerilme etkilerini hesaba alacak şekilde geliştirilmiş ve bir zemin büyütme analiz yöntemi olarak kullanılabilirliği 1999 Kocaeli depreminde alınan deprem kayıtları model edilerek gösterilmiştir. Ve bu yaklaşım uygulanarak gerçekleştirilmiş sahaya özel tasarım depremi özelliklerinin belirlenmesi için yapılan mühendislik çalışmalarından bazı bulgular özetlenmiştir. Avcı (2011), Altınova Bölgesi (Tekirdağ) Arazisi Mikrobölgeleme Haritalarının Jeolojik ve Geoteknik Özelliklere Bağlı Olarak Hazırlanması konulu yüksek lisans tez çalışmasında, veriler doğrultusunda bölgenin; topoğrafik haritaları baz alınarak; eğim, jeoloji ve hidrojeoloji, sondaj, sismik, rezistivite, N60 değerleri ile yapılan SPT, N60 değerleri ile Meyerhof metodu kullanılarak yapılan taşıma gücü, Vs Hız Dağılımı, Rezistivite Eşdeğer, 30 metre derinlik için ortalama kayma dalgası hızı (Vs30), Zemin Hakim Titreşim Periyodu (To), Midorikawa (1987) ye göre büyütme, Joyner and Fumal (1984) e göre büyütme, Borcherdt et al. (1991) e göre zayıf hareket zemin büyütme, Borcherdt et al. (1991) e göre kuvvetli hareket zemin büyütme, sıvılaşma, yamaç stabilite ve tsunami risk ve mikrobölgeleme haritaları hazırlanmıştır. Karabulut (2012), İstanbul Kenti için Yer Tepkisi ve 3 Boyutlu Kayma Dalga Hız Yapısının Belirlenmesi konulu doktora tez çalışmasında, İstanbul un Avrupa Yakasında depremler sırasında hasarın önemli nedenlerinden biri olan site effect yani yerel zemin etkisinin nasıl şekilleneceği üzerine çalışılmıştır. Yerel zemin etkisini belirlemede kullanılan parametrelerden en önemlisi yerin; (ground: kaya veya zemin) kayma dalga hızı (Vs), sediman kalınlığı (h) ve zemin hakim titreşim frekansı olduğu belirtilmiştir. Bu amaçla çalışma alanında tek istasyon ve dizilim mikrotremor ölçümleri toplanmış ve değerlendirilmiştir.

19 6 Şişman (2013), Zeminlerin Dinamik Özelliklerinin ve Zemin Büyütme Faktörlerinin Alternatif Yöntemlerle Belirlenmesi başlıklı yüksek lisans tez çalışmasında, ilk olarak, Çoklu-mod Uzaysal Özilişki metodu kullanılarak ilgili sahalarda S-dalga hız profili değerlendirilmesi yapılmıştır. Alternatif metotlardan elde edilen büyütme faktörleri birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Hakim frekans ve zemin büyütme faktörü açısından birbiri ile uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Çatal vd (2014), Deprem Yönetmeliklerinin Kıyaslanması başlıklı çalışmada; Ülkemizdeki 1998, Amerika Birleşik Devletlerindeki UBC ve Japonya Deprem yönetmelikleri bir örnek yapıda kıyaslanarak elde edilen sonuçlar grafik halinde sunulmaktadır.

20 7 2. KURAMSAL TEMELLER 2.1. Deprem ve Erzurum İli nin Depremselliği Deprem durumu Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından hazırlanmış ve Bakanlar Kurulunun 18/04/1996 tarih ve 96/8109 sayılı kararı ile yürürlüğe girmiş olan Türkiye Deprem Bölgeleri Haritasına göre inceleme alanı konusunu oluşturan Erzurum ili, II. derece deprem bölgesinde yer almaktadır (Şekil 2.1). İnceleme alanının II. Derece Deprem Bölgesi nde yer alması nedeniyle yapılacak her türlü yapılaşmada Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkındaki Yönetmeliklere kesinlikle uyulması gerekmektedir. İnceleme Alanı Alanı Şekil 2.1. Erzurum ili deprem bölgeleri haritası (Penirci vd 2011)

21 Tarihsel dönem deprem etkinliği 21 Ocak 1859 Erzurum depremi: Deprem Erzurum-Pasinler civarındaki köylerde ağır hasar yapmış ve birkaç yüz kişinin ölmesine neden olmuştur. Depremde hasar gören bu köyler, Pasinler çukurluğunda ve Pasinlerin batısında yer alan Korucuk ve aynı çukurluğun doğu kısmında yer alan Aliçeyrek köyleri olarak tespit edilmiştir. Bu nedenle depremin dış-merkezi Pasinler çukurluğunda yer almıştır (Pinar ve Lahn 1952). 1 2 Haziran 1859 Erzurum depremi: Deprem, Erzurum da çok geniş hasar meydana gelmiştir. O zamanki şehir, bugünkü Erzurum un orta ve yukarı mahallelerinden ibaret olup, kısmen moloz ve enkazla örtülü volkanik kayaçlar, kısmende kumsal üzerine kurulmuş kesimden ibaretti. Doğu İran a kadar hissedilen bu iki 1859 depremi, Erzurum halkının hatırladığı iki büyük depremi temsil etmektedir (Pinar ve Lahn 1952) Aletsel dönem deprem etkinliği 8 Kasım 1901 Erzurum depremi (Ms=6,1): Erzurum yakınında, Ms=6,1 büyüklüğünde orta büyüklükte bir deprem olmuştur. Anaşoktan önce bir dizi öncü deprem meydana gelmiştir. Deprem, Erzurum civarında insanın evsiz kalmasına neden olmuştur. Hasar, Hasankale ile Hins ve Erzurum arasında yer alan bölgede yoğunlaşmıştır. Fakat deprem, Kığı, Hınıs, Sarıkamış ve Aşkale'de oldukça şiddetli hissedilmiştir. Erzurum'da askeri hastane, hapishane, mahkeme binası, Ermenistan kilisesi ve iki Yunan okulu dahil birçok bina tamamen yıkılmıştır. Bölgede, artçı depremler sekiz ay devam etmiştir. Depremde hiç kimse ölmemiş fakat ev onarılamaz şekilde hasar görmüştür. Deprem dış-merkezinde en büyük şiddet MSK=VIII olarak belirlenmiştir (Ambraseys and Finkel 1987b; Ambraseys 1988). 13 Eylül 1924 Horasan depremi (Ms=6,8): Kuzeydoğu Anadolu'da Narman yakınlarında, Ms=6,8 büyüklüğünde yıkıcı bir deprem olmuştur. Anaşoktan önce birkaç öncü deprem meydana gelmiştir. Deprem, Erzurum'un doğusunda, Hasankale, Sarıkamış, Karayazı ile Görür arasında yer alan bölgede 60 köy harabe haline gelmiştir.

22 kişi evsiz kalmıştır. Hasar, özellikle GB da Görür den Horasan ve KD da Pravelti ye kadar uzanan dar bir bölgede ağır olmuştur. Bu bölgede, depremle hareket etmiş heyelanlar ve kaya düşmeleri ilave hasar yapmıştır. Sarsıntı, Hasankale ile Sarıkamış arasında yer alan ray hattı boyunca vagonların raydan çıkmasını sağlayacak kadar şiddetli olmuştur. Deprem, Hasankale deki istasyon binasını; Aras nehri üzerindeki Çobandede köprüsünü yıkmış; Köprüköy'deki tüm raylarda hasar yapmış; Pasinler civarındaki köprüde ağır hasar yapmış; Sarıkamış'daki tüm tren hattında hasar yapmıştır. Daha uzakta, Erzurum'daki Büyük caminin minaresi devrilmiş ve hükümet binası ile telgraf binası dahil çok sayıda bina hasar görmüştür. Deprem, Gürcistan ve Ermenistan'a kadar geniş bir alanda hissedilmiştir. Deprem dış-merkezinde en büyük şiddet MSK=IX olarak belirlenmiştir (Stepanian 1942; Byus 1948; Pınar and Lahn 1952; Ambraseys 1988). 3 Ocak 1952 Hins (Erzurum) depremi (Ms=5,6): Erzurum'un kuzeyinde, Hins civarında hasar yapıcı bir deprem olmuştur. Deprem, Hins civarındaki birçok köyde hasar yapmıştır. Deprem odağı, çok sığda yer almıştır. Deprem dış-merkezinde, 6 km yarıçaplı çok dar bir alanda en büyük şiddet MSK=VIII olarak belirlenmiştir (Ambraseys 1988). 30 Ekim 1983 Horasan-Narman depremi (Ms=6,7): Penirci vd (2011) tarafından bildirildiğine göre; Horasan-Narman arasında Ms=6,7 büyüklüğünde yıkıcı bir deprem meydana gelmiştir. Deprem, kırsal kesimde, binlerce moloz taşlı-çamur harçlı kerpiç evin çökmesine tamamen yıkılmasına ve birçok kişinin hayatını kaybetmesine neden olmuştur. Bununla birlikte, Horasan ve Narman ilçeleri şehir merkezlerinde ve birkaç mühendislik hizmeti görmüş yapılarda çok ufak hasarlar olmuştur. Deprem sırasında harekete geçmiş birçok heyalan bölgede ilave hasara neden olmuştur. Depremde, Horasan ın KD sunda, KKD gidişli birkaç km uzunlukta bir dizi kademeli kırıklar meydana gelmiştir. Kırıklar, sol yönlü doğrultu-atımlı karakterde gelişmiştir. Deprem merkezine 11 km ve 65 km uzaklıklarda bulunan Horasan ve Erzurum a yerleştirilmiş iki SMA-1 ivme-ölçerlerde, 0,18 g ve 0,04g ivmeler kaydedilmiştir. Deprem dış-

23 10 merkezinde en büyük şiddet, VIII (MSK) olarak belirlenmiştir (Ergünay and Tabban 1983; Aysan 1984; Barka 1984; Ambraseys 1988). 18 Eylül 1984 Balkaya (Erzurum) depremi (Mb=6,4, 5,7): Penirci vd (2011) tarafından bildirildiğine göre; 18 Eylül 1984 Salı günü yerel saate göre 16:28 de Erzurum ili Şenkaya ve Olur ilçelerinin bazı köylerini etkileyen mb=6,4 büyüklüğünde bir deprem olmuştur. Depremin dış-merkezinin aletsel koordinatı, K D, derinliği 10 km ve mb=5,3 (USGS) olarak saptanmıştır. Depremde 35 köy etkilenmiş, 3 kişi hayatını kaybetmiş ve 35 kişi yaralanmıştır. Deprem, 187 konutun ağır, 383 konutun orta ve 847 konutun hafif hasar görmesine neden olmuştur. Depremde en fazla hasar Şenkaya ilçesine bağlı Susuz, Balkaya, Kömürlü ve Uğurlu köylerinde olmuştur. Uğurlu, Evbakan, Kömürlü, Susuz ve Balkaya köylerinde heyelana elverişli yamaçlarda yamaç eğimine paralel çekme çatlakları gelişmiş ve çok sayıda kaya düşmeleri meydana gelmiştir. Deprem, Balkaya, Beykaynak ve Evbakan köylerinde kaynak ve çeşme sularının azalmasına yol açmıştır. Deprem hasarının artmasında heyelan ve kaya düşmeleri önemli rol oynamıştır. Deprem Erzurum un KD sunda yer alan KD-GB doğrultulu bir kırıkla ilgilidir. Bu deprem, 30 Ekim 1983 Horasan-Narman depreminin (mb=6,9) yaklaşık 40 km kuzeyinde olmuştur. 30 Ekim 1983 depreminin ilk artçılarının Kömürlü ve Olur yakınında 18 Eylül 1984 depremine yakın bölgelerde olması oldukça dikkati çekmektedir. Dış-merkez yakınında depremin en büyük şiddeti MSK=VII olarak belirlenmiştir. Deprem dış-merkezinden 130 km uzaklıkta Erzurum istasyonunda 0.01 g lik ivme kaydedilmiştir. Arazi ve yapılarda oluşan hasar, depreminin şiddetinin VII (MSK) olduğunu ve bununda 5,7 ye karşılık geldiğini göstermektedir. 18 Eylül 1984 Balkaya depremi, orta şiddetli bir deprem olup, etki alanı, can kaybı ve hasarlı yapı sayısı depremin büyüklüğüne göre beklenene yakın düzeyde olmuştur. Deprem merkezinde yer alan kırsal köylerde yapıların biraz daha nitelikli olması nedeniyle can kaybı ve yapı hasarı az olmuştur.

24 11 3 Aralık 1999 Şenkaya (Erzurum) depremi (Ml=5,1): Penirci vd (2011) tarafından bildirildiğine göre; 3 Aralık 1999 günü Erzurum ili Şenkaya ilçesinin bazı köylerini etkileyen Ml=5,1 büyüklükte hasar yapıcı bir deprem olmuştur. Depremin dış-merkez koordinatları K D (DAD) olarak saptanmıştır. 31 köyü etkilemiş olan deprem, 255 konutun ağır, 318 konutun orta ve 597 konutun hafif hasar görmesine neden olmuştur. Depremde en çok hasar, Şenkaya ilçesine bağlı Göreşken, Gaziler, Çatalelma, Esenyurt, Gözebaşı ve İçmesuyu köylerinde meydana gelmiştir. Bu köyleri içine alan dış-merkez bölgesi için en büyük şiddet VI (MSK) olarak belirlenmiştir. Bu deprem, 18 Eylül 1984 Balkaya depreminin güneybatısında olmuştur. Bölgede 25 Mart 2004 ile 28 Mart 2004 Aşkale (Erzurum) ve 2 Temmuz 2004 Doğubeyazıt (Ağrı) depremleri meydana gelmiştir. Doğubeyazıt (Ağrı) depremi ve Aşkale (Erzurum) depremlerinde çok sayıda insan ölmüş yüzlerce insan yaralanmıştır. Aynı zamanda bölgede ağır ve hafif ölçekte yapısal hasarlar meydana gelmiştir. Yapısal hasarlarda yapıların kırılan faylara olan yakınlığı yanında kötü zemin özellikleri ve inşaat tekniklerinin kullanılmadan inşa edilmiş yapıların yaygın olması da etkili olmuştur. Aletsel büyüklükleri M=5,0 ile M=6,1 arasında değişen bu depremler sonrasında çok sayıda artçı deprem kaydedilmiştir Mart 2004 Aşkale (Erzurum) depremlerinden sonra aletsel büyüklüğü 2,0 M 4,2 arasında değişen 554 artçı deprem ve 2 Temmuz 2004 tarihli Doğubeyazıt (Ağrı) depreminden sonra aletsel büyüklüğü 2,0 M 4,0 arasında değişen 80 adet artçı deprem kaydedilmiştir. Aşkale (Erzurum) depremleri: Erzurum ili Aşkale ilçesi yakınlarında 25 Mart 2004 tarihinde aletsel büyüklüğü M:5,1 ve 28 Mart 2004 tarihinde aletsel büyüklüğü M:5,3 olan kısa süre aralıkla iki deprem meydana gelmiştir. Bu depremlerde 10 kişi hayatını kaybederken toplam 56 kişi ise yaralanmıştır. Orta büyüklükte olmalarına karşın üç gün arayla meydana gelen depremler Erzurum Merkez, Aşkale, Ilıca, Kandilli ve çevre köylerde etkili olmuş ve ağır hasar meydana gelmiştir. Bu bölgelerde toplam 1635 konut yıkılmış veya ağır hasar nedeniyle kullanılamaz hale gelmiştir. Erzurum Havzası, Doğu Anadolu daki önemli aktif fay kuşaklarından birisi olan Erzurum Fay Zonunda (EFZ) yer alan, birinci derece deprem bölgesi niteliklerine sahip bir Pliyo-Kuvaterner

25 12 çökelme alanıdır. Havzanın güneydoğu kesiminde yer alan Erzurum, son otuz yıl içinde havza kuzeyine, batısına ve güneybatısına doğru çarpık ve hızlı yapılaşmaya maruz kalmıştır. İnceleme alanı Erzurum Havzası nın güneyinde bulunan Palandöken Dağlarından kaynaklanan kalın alüvyon yelpazelerle (Kuvaterner) örtülmüştür. Şükrüpaşa mahallesi, Dadaşköy alüvyon zemini zayıf jeoteknik parametrelere sahiptir. Bu nedenle Erzurum havzasındaki özellikle genç alüvyon birimlerde kuvvetli yer hareketleri (M>5.0) sırasında olumsuz zemin-yapı etkileşimi meydana gelecektir. Erzurum ve yakın çevresinde olması muhtemel doğa olaylarından en etkin ve tehlikeli olanı depremdir. Bölgede günümüze kadar pek çok yıkıcı depremler meydana gelmiş, önemli hasarlar ve can kayıpları ile sonuçlanmıştır. Palandöken yamaçlarında eski deprem kırık yüzeyleri, nehir akış yönlerindeki değişiklikler, sınırsal alüvyon fanlar ve yeraltı su çıkışları, Erzurum un jeolojik tarihi içinde çok sayıda tahripkar depremlere maruz kaldığının belirtisidir. Bu depremlerden bazıları 1924-Pasinler (M=6,9), Pasinler (M=5,8), 1967Pülümür (M=6,2), 1932-Horasan (M=6,8) tarihlerinde meydana gelmiştir. 20. yüzyıl deprem magnitüdleri; M=6,0-7,0 her 30 yılda bir kez, M=5,0-6,0 her 10 yılda bir kez, M=4,0-5,0 her yıl bir veya birkaç kez oluşabilir yılları arasında oluşan depremlerin episantr dağılımları ve MTA tarafından hazırlanan aktif fay haritası birlikte Şekil 2.2 de verilmiştir (Penirci vd 2011).

26 13 Şekil 2.2. Bölgede yılları arasında oluşan depremlerin episantr dağılımları ve MTA tarafından hazırlanan aktif fay haritası Aktif tektonik Erzurum çevresi çok sayıda aktif tektonik yüzeylerden oluşan, kırık sistemlerine sahiptir. Bunlardan Palandöken ve Dumlu Fay Zonları iki önemli kuşak halindedir. Palandöken Fay Zonunda iki sistemde gelişmiş faylar tespit edilmiştir. Birinci sisteme ait faylar DKD-BGB uzanımlı, sol yanal atımlı ve ters faylardan oluşan bir kuşak halinde Karasu Havzasının güney kenarını belirlemektedir. İkinci sisteme ait faylar ise KKB-GGD doğrultusunda Kiremitlik Tepelerini parçalamış ve Palandökenlerde devam eden birçok sağ ve sol yanal atımlı faylardır. İnceleme alanı zeminini oluşturan alüvyon yelpaze Palandöken Fay kuşağına ait, birbirlerine paralel birçok fay düzlemi tarafından kesilmiştir. Dumlu Fay Zonu, KKD-GGB doğrultulu birbirine paralel 5 faydan oluşan bir kuşak halinde Karasu Havzasının doğu kenarını belirleyen, sol yanal atımlı normal faylardır (Barka ve Bayraktutan 1985).

27 14 Erzurumun doğusu ile Tortum arasında, 38 km uzunlukta ve 23 km genişlikte bir alan içinde dağılmış olan çok sayıda birbirine paralel KKD-GGB gidişli kırıklar, Erzurum fay zonu olarak adlandırılmıştır (Şaroğlu 1985; Şaroğlu vd 1987). Bu kırıklar yer yer sıçramalar yaparak birbirini tamamlamaktadır. Bu zondaki kırıklar, neotektonik döneme ait Üst Miyosen-Plliyosen yaşlı ve Kuvaterner yaşlı volkano-sedimanter birimleri kesmektedir. Kırıklar, doğuda, Erzurum havzasının doğusunu sınırlamakta; kuzeyde Tortum yakınlarında dağlık bir alanda sona ermekte; güneyde ise Palandöken dağlarında sona ermektedir. Bazaltik akıntıları kestikleri yerlerde kırıklar belirgin olarak izlenebilmektedir. Kırıkların doğrultuları, K10D ile K35D arasında değişmektedir. Bu fay zonundaki en uzun ve sürekli olan faylardan biri 35 km uzunluktadır. Şaroğlu vd (1987), Erzurum fay zonunun sol yönlü doğrultu atımlı ve Pliyo-Kuvaterner'den beri toplam atımının km olduğunu ileri sürmektedir. Zona ait bazı faylarda açılma bileşenleri gelişmiştir. Fay zonunun arasında, birkaç yüz metre ile birkaç km uzunlukta KKB-GGD gidişli sağ yönlü doğrultu atımlı bir fay sistemi daha yer almaktadır. Erzurum fay zonuna ait ikinci bir fay grubu, Narman ile Horasan arasında, geniş bir zon içinde dağılmış olan ve uzunlukları 1-10 km arasında değişen çok sayıda biribirine paralel KKD-GGB ve KB-GD gidişli kırıklar yer almaktadır. Bu fay sistemine ait en iyi izlenen faylardan biri, Erzurum-Narman yolu üzerinde, Narman a 5 km batıda yer alan fay ile Horasan-Karaurgan arasında, Kuşburnu köyünden geçen sağ yönlü doğrultu atımlı faydır. Horasan-Narman arasında yer alan faylardan KD doğrultulu olanlar düşey bileşenli sol yönlü ve KB doğrultulu olanlar ise sağ yönlü doğrultu atımlı faydır tarihinde, Pasinler-Horasan-Narman arasında Ms=6,7 büyüklüğünde bir deprem olmuştur. Kırıklar, 10 km uzunlukta ve 3 km genişlikte bir zon içinde dağılım göstermiştir. Çok sayıda süreksiz kırıktan oluşan yüzey kırıkları, birkaç on metre ile birkaç km uzunlukta gelişmiştir depreminde, düşey bileşenli sol yönlü doğrultu atımlı karakterde gelişmiştir. Gerek-Çimli köyleri arasında, 100 cm yatay ve 60 cm düşey atım meydana gelmiştir (Şaroğlu vd 1987). Kuşburnu (Dönertaş) civarında da

28 15 akarsular sol yönlü olarak ötelenmiştir. Kızlarkale köyü yakınlarında da K-G gidişli 122 cm genişliğinde açılma çatlakları gelişmiştir (Barka vd 1983; Özgül vd 1983; Şaroğlu 1985, Şaroğlu vd 1987). Ayrıca küçük boyutlarda KB gidişli sağ yönlü doğrultu atımlı kırıklar da meydana gelmiştir (Şaroğlu 1985, Şaroğlu vd 1987). Şaroğlu vd (1987), 1983 depreminin iki şoklu bir deprem olduğunu ve bu nedenle hem sol yönlü hem de sağ yönlü doğrultu atımlı kırıkların meydana gelmiş olabileceğini ileri sürmektedir. Araştırmacılar, K-G doğrultulu kırıklarda normal fay bileşeninin olduğunu ve K-G doğrultusundan uzaklaştıkça bindirme bileşenini kazandığını belirtmektedir. Şaroğlu (1985), 1983 Horasan-Narman deprem kırığında, deprem sonrası 100 cm yatay atım geliştiğini fakat altı ay sonra bu atımın 120 cm ye çıktığını ifade etmektedir. İnceleme alanının güneydoğudan sınırlayan Erzurum fay zonuna ait sol yönlü doğrultu atımlı faylar, Kümbet, Taşlıgüney, Yağmurcuk, Teke Deresi, Börekli, Tepeköy, Tuzcu ve Erzurum arasında morfolojik açıdan çok belirgin olarak izlenmektedir. Bu kesimde faylar 20 km den daha geniş bir zonu izlemektedir. Faylar sıçramalar yaparak geniş bir alanda dağılım yapmaktadır. İnceleme alanındaki faylar geniş bir zon içinde dağılmış olan ve uzunlukları 150 m m arasında değişen çok sayıda biribirine paralel KKD- GGB gidişli faylardan oluşmaktadır. Faylar boyunca uzamış sırtlar, sol yönlü ötelenmiş dereler, çarpılmış sırtlar ve dereler, askıda kalmış akarsu çökelleri, su çıkışları, çizgisel sırtlar, üçgenimsi yüzeyler vb. morfotektonik yapılar çok açık olarak gözlenmektedir. Sol yönlü doğrultu atımlı fayların genel olarak Erzurum ovasına doğru düşen eğim atım bileşenleri de bulunmaktadır. Bu düşey atımlara bağlı olarak Erzurum havzası sürekli olarak çökmüş ve faylar havzanın gelişiminde etkin rol oynamıştır Deprem Büyüklüğü Depremin büyüklüğü ile ilgili olarak daha nesnel ve nicel bir ölçütün elde edilmesi, depremler sırasında yer hareketini ölçmek için geliştirilen modern cihazların ortaya çıkmasıyla birlikte olmuştur. Geçen 60 yıl içinde sismik cihazlardaki ve bunların ölçtüğü büyüklükler üzerindeki anlayışımızda meydana gelen gelişmeler önemli

29 16 derecede artmıştır. Sismik cihazlarla deprem büyüklüğünün deprem magnitüdü denilen daha nesnel ve nitel olan ölçümünü yapmak mümkündür (Kramer ve Kayabalı 2003). Yüzey kırığı uzunluğu, deprem magnitüdünü hesaplamada sıkça kullanılmaktadır. Kullanılan ampirik bağıntılardan biri aşağıdaki gibidir (Kramer and Kayabalı 2003). Mw=5,08+1,16logL (Wells and Coppersmith 1994) (2.1) Mw moment magnitüdü, L km cinsinden yüzey kırığı uzunluğunu göstermektedir Zeminin Dinamik ve Elastik Parametreleri Poisson oranı Poisson oranı birimlerin katılığını bir başka deyişle gözenekliliğini tanımlar. 0-0,5 arasında değerler alır. 0,5 ortamın sıvı, gözenekli veya çatlaklı, azaldıkça katılığını belirtir. Poisson oranı boyuna ve kayma dalga hızlarından hesaplanır. (Vp/Vs) hız oranına direk olarak bağlıdır ve yoğunluk dikkate alınmadan hesaplanır.poisson oranı, denklem 2.2 kullanılarak hesaplanır. (2.2) Formülde verilen Vp boyuna dalga hızı, Vs kayma dalga hızıdır. Çizelge 2.1 de poisson sınıflaması ve hız oranı karşılaştırılması verilmiştir. Kohezyonlu zeminlerin Vp ve Vs hızlarına göre sınıflaması Çizelge 2.2 ve Çizelge 2.3 de verilmiştir.

30 17 Çizelge 2.1. Poisson sınıflaması ve hız oranı karşılaştırması (Ercan 2001) Poisson-σ Sıkılık Vp/Vs 0.5 Cıvık Çok gevşek Gevşek Sıkı-katı Katı Sağlam kaya Çizelge 2.2. Kohezyonlu zeminlerin Vp hızlarına göre sınıflandırılması (Özaydın 1982) Boyuna Dalga Hızı (V P )(m/s) Sökülenilirlik Çok kolay Kolay Orta Zor Çok zor Son derece zor Çizelge 2.3. Kohezyonlu zeminlerin Vs hızlarına göre sınıflandırılması (Özaydın 1982) Kayma Dalga Hızı (V S ) (m/sn) Zemin Durumu <200 Yumuşak-Orta Katı Katı Çok Katı Sert

31 Kayma modülü S dalga hızı ve yoğunluğun bilinmesiyle bulunur. Zemin ve depremle ilgili hasarların tespiti açısından önemli bir parametredir. Ayrıca kayaçların mukavemet kabiliyetinin de bir göstergesidir. Zemin birimlerinin yoğunuk sınıflaması Çizelge 2.4 te ve kayma modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı Çizelge 2.5 te verilmiştir. (kg/cm 2 ) (2.3) Çizelge 2.4. Zemin birimlerin yoğunluk sınıflaması (Keçeli 1990) Yoğunluk (d) (gr/cm 3 ) Tanımlama <1.20 Çok düşük Düşük Orta Yüksek >2.20 Çok yüksek Çizelge 2.5. Kayma modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı (Keçeli 1990) Kayma Modülü (G) (kg/cm 2 ) Dayanım < 400 Çok zayıf Zayıf Orta Sağlam Çok Sağlam

32 Elastisite modülü Elastisite modülü, malzemenin kuvvet altında elastik şekil değişitirmesinin ölçüsüdür. Dalga teorisinden elde edilen elatisite modülü, denklem 2.4 kullanılarak hesaplanır. (2.4) Formülde verilen G kayma modülü, Vp boyuna dalga hızı, Vs kayma dalga hızıdır. Çizelge 2.6 da elastisite modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı verilmiştir. Çizelge 2.6. Elastisite modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların dayanımı (Keçeli 1990) Elastisite Modülü (E) kg/cm 2 Dayanım < Çok zayıf Zayıf Orta Sağlam > Çok Sağlam Bulk modülü Kayacın sıkışmazlığını kontrol eden, yoğunluk ve sismik hızlardan hesaplanan bir modüldür.bulk modülü, bir kütlenin çepeçevre saran basınç altında sıkışmasının ölçüsüdür.dalgateorisinden elde edilen bulk modülü, denklem (2.5) kullanılarak hesaplanır. (2.5)

33 20 Çizelge 2.7. Bulk modülü değerlerine göre zemin ya da kayaçların sıkışması (Keçeli 1990) Bulk Modülü k, kg/cm 2 Sıkışma < 400 Çok az Az Orta Yüksek > Çok yüksek 2.4. Zemin Grubu ve Yerel Zemin Sınıfları Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkındaki Yönetmeliğe göre 4 çeşit zemin grubu ve 4 çeşit zemin sınıfı vardır. Zemin grupları A, B, C ve D harfleriyle adlandırılırlar. Zemin sınıfları da Z1, Z2, Z3 ve Z4 olarak adlandırılır. Çizelge 2.8 ve Çizelge 2.9 da yerel zemin sınıfları ve zemin grupları verilmiştir. Çizelge 2.8. Deprem yönetmenliğine göre yerel zemin sınıfları (Anonim 2007) Vs (m/sn) T A -T B (sn) V P / V S G S (kg/cm 2 ) E d (kg/cm 2 ) Qs (kg/cm 2 ) Z1 (çok sıkı sert) >700 0, Z2 (sıkı-katı) 400-0, ,40 Z3 (orta sıkıbozuşmuş) 200-0, ,60 Z4 (gevşekyumuşak) >200 0,20-0,90 1,5-2,0 > > , , , ,5-5 3, >600 >1700 >1,5

34 21 Çizelge 2.9. Zemin grupları (Anonim 2007) Zemin Grubu A B C D Zemin Grubu Tanımı 1- Masif ve volkanik kayaçlar, ayrışmamış metamorfik kayaçlar sert çimentolu tortul kayaçlar 2- Çok sıkı kum, çakıl 3- Sert kil ve siltli kil 1-Tüf ve aglomera gibi gevşek volkanik kayaçlar, süreksizlik düzlemleri bulunan ayrışmış çimentolu tortul kayaçlar 2- Sıkı kum, çakıl 3- Çok katı kil ve siltli kil 1-Yumuşak süreksizlik düzlemleri bulunan çok ayrışmış metamorfik kayaçlar ve çimentolu tortul kayaçlar 2- Orta sıkı kum, çakıl 3- Katı kil ve siltli kil 1- Yer altı su seviyesinin yüksek olduğu yumuşak, kalın alüvyon tabakaları 2- Gevşek kum 3- Yumuşak kil, siltli kil Standart Penetration (N/30) - >50 > <10 <8 Relatif Sıkılık (%) <35 - Serbest Basınç Direnci (kpa) > > < <100 Kayma Dalgası Hızı (m/sn) >1000 >700 > <200 <200 < Zemin Büyütmesi Bir deprem meydana geldiğinde, farklı sismik dalgalar kaynaktan itibaren yer içinde değişik hızlarda yayılmaya başlarlar. Bu dalgalar yer yüzeyine eriştiklerinde birkaç saniyeden dakikalara varan sürelerde titreşimler üretirler. Belirli bir yerdeki titreşimin süresi ve şiddeti; depremin büyüklüğüne, kaynaktan uzaklığına, dalgaların yol aldığı ortamın fiziksel özelliklerine ve o yerin zemin özelliklerine bağlıdır. Sismik dalgalar, kaynaktan yeryüzüne kadar olan seyahatlerinin önemli bir bölümünü yer kabuğunu

35 22 oluşturan sert ana kaya içinde geçirirler. Seyahatlerinin son aşaması, özellikleri ana kayaya göre oldukça farklı olan gevşek tutturulmuş zemin tabakaları içinde gerçekleşir ve bu zemin tabakalarının fiziksel özellikleri yeryüzünde gözlenen titreşimin karakteristiğini büyük ölçüde belirler. Zemin tabakaları, sismik dalgalar için adeta bir süzgeç gibidir. Bazı frekanslardaki sismik dalgalar sönümlendirilirken bazıları da büyütülür. Sismik dalgaların zemin tabakaları içinde geçirdiği değişimlerin tümüne zemin etkisi adı verilir. Genellikle bu değişim genliklerin artması şeklinde gözlendiğinden, zemin etkisi terimi zemin büyütmesi olarak da adlandırılır (Yalçınkaya 2010) Sismik dalgaların yumuşak zemin tabakaları tarafından büyütülmesi Sismik dalgaların taşıdıkları enerjiyi, enerji akısı kavramı (Stein and Wysession 2003) ile açıklamak istersek; basit bir harmonik dalga için enerji akısı (E); (2.6) bağıntısı ile tanımlanır. Burada A; dalga genliği, w; açısal frekans, ; ortamın yoğunluğu ve v; ortamın sismik dalga hızıdır. Sismik dalgaların seyahatlerini sert ana kayadan yumuşak zemin tabakalarına doğru yaptığını hatırlarsak, yeryüzüne doğru sismik dalga hızının ve bununla beraber ortam yoğunluğunun giderek azaldığını görürüz. Sismik dalga enerji akısının başka hiçbir nedenle değişmediğini ve dalga frekansının seyahat sırasında sabit olduğunu kabul edersek, enerjinin korunması ilkesine göre; azalan ortam dalga hızı (v) ve yoğunluğunun ( ), artan genlik ile (A) karşılanması gerekir. Bu nedenle, sert ana kayadan yumuşak zemin tabakalarına geçen deprem dalgalarının genliği büyür. Bu tıpkı sahile yaklaşan deniz dalgalarının genliklerinin artması gibidir. uzakta önemli bir dalga genliği görülmezken, aynı dalga sahile yaklaştıkça hızı yavaşlar ve buna bağlı olarakta genliği büyür. Büyütme miktarı;

36 23 (2.7) bağıntısı ile tanımlanabilir (Roesset, 1977). Burada B; maksimum büyütme, ; empedans oranı, ξ ; sönüm oranı dır. Bağıntıda görüleceği gibi sismik dalgaların yumuşak zemin tabakaları içinde ne kadar büyütüleceğini belirleyen iki parametre; empedans oranı ve sönüm oranıdır (Yalçınkaya 2010). Empedans oranı, yukarıda enerji akısı bağıntısında belirtilen ana kaya / yumuşak zemin tabakası geçişinde hız ve yoğunlunun ne kadar değiştiğini tanımlar: (2.8) Burada p r ve v r ; ana kayanın yoğunluğunu ve hızını, p s ve v s ise zeminin yoğunluğunu ve hızını gösterir. Empedans oranı ne kadar büyük olursa, sismik dalga genliği o oranda büyür (Yalçınkaya 2010) Sismik dalgalar yumuşak zemin tabakaları içinde sadece büyütülmezler, aynı zamanda sönümlendirilirler. Elastik dalga enerjisin bir kısmı ısıya dönüşür. Yumuşak zemin tabakalarının sert ana kayaya göre sismik dalgaları sönümlendirme özelliği daha fazladır. Zeminlerin sönümlendirme özelliği, sönüm oranı ( ) ile temsil edilir (Kramer 1996); (2.9) Burada n; zemin viskozitesi, w; açısal frekans, G; zemin kayma modülüdür. Enerji kaybını temsil eden sönüm oranı, farklı özellikteki zemin tabakaları için laboratuar deneyleri ile belirlenmiştir. Kaya ortamlar için sönüm oranı %2 civarında iken, yumuşak zemin ortamlarda yaklaşık %5 alınabilir. Sönüm oranının daha yüksek olması, empedans oranının aksine, bu kez dalga genliklerini daha da azaltılacağı anlamını taşır(yalçınkaya 2010).

37 Zemin büyütme fonksiyonu Gelen deprem dalgaları hiçbir zaman tek bir harmonikten oluşmaz, genelde hasar yapıcı özelliğe sahip dalga grubu 0,1 Hz ile 10 Hz arasında bileşenlere sahiptir. Deprem dalgalarının frekans içeriğini kaynaktaki kırılmanın özellikleri belirler, daha sonra yayıldıkları ortamın özellikleri bunu şekillendirir. Yumuşak zemin tabakaları, bu farklı genlik ve frekanslardan oluşan deprem dalgalarının tümüne aynı tepkiyi vermez. Büyütme frekans bağımlı olup, bazı frekanslar daha çok, bazı frekanslar ise daha az büyütülür. En fazla büyütmenin ne olacağına, empedans oranı ve sönüm oranı karar verirken, bunun hangi frekanslı dalgada olacağına yumuşak zemin tabakasının kalınlığı ve sismik dalga hızı karar verir: ya da (2.10) Bağıntıda f 0 ve T 0 ; maksimum büyütmenin görüleceği frekans ve periyot, H; sert ana kaya üzerinde yer alan yumuşak zemin tabakasının kalınlığı ve vs; zemin tabakasının sismik dalga hızıdır. Maksimum büyütmenin görüldüğü periyot, T 0, genellikle zemin hakim periyodu (veya frekansı) olarak adlandırılır (Yalçınkaya 2010). Göreceli zemin büyütme değerleri yapılan sismik kırılma yönteminden elde edilecek kayma (Vs) dalgası hızları kullanılarak, Midorikawa (1987) tarafından önerilen bağıntı kullanılarak hesaplanabilir. Hesaplanan büyütmeler boyutsuzdur. A k = 68 V (V 1 < 1100 m/sn) (2.11) A k = 1(V 1 > 1100 m/sn) (2.12) V 1 = temel derinliği için ortalama S dalga hızı

38 Zemin Hakim Periyodu Yerin baskın periyodu, ana kaya üzerindeki zemin kütlesinin serbest salınıma geçmesi periyot olarak tanımlanır ve zemin katmanlarının dinamik özelliklerine bağlıdır (Aytun 2001). Dayanımlı zemin üzerinde yer alan dayanımsız birimlerin kalınlık ve kesme dalgası hızından yararlanılarak bulunur. Kanai (1983) zemin hakim titreşim periyodunu, (2.13) bağıntısı kullanılarak hesaplamıştır. Zemin hakim periyodunun (T 0 ) kayaçlarda aldığı değer zeminlerde aldığı değerden düşüktür. Zemin hakim periyodu; 0 1 arasında değer alır ve bina yüksekliği hakkında bilgi verir. Zemin hakim titreşim periyoduna göre ve spektral mikrobölgeleme ölçütleri Çizelge 2.10 da verilmiştir. Çizelge (a) Yer hakim titreşim periyotlarına göre mikrobölgeleme ölçütleri (b) spektral büyütmelere göre mikrobölgeleme ölçütleri (Ansal et al. 2004) (a) (b) Zemin Hakim Titreşim Ölçüt Spektral Tehlike Periyodu Aralığı Tanımı Büyütme Düzeyi 0,10-0,30 sn A 0,0-2,5 A (Düşük) 0,30-0,50 sn B 2,5-4,0 B (Orta) 0,50-0,70 sn C 4,0-6,5 C (Yüksek) 0,70-1,00 sn D

39 Yapı Hakim Periyodu Yapıların hakim periyodunu, inşa edildiği malzemelerin özellikleri ve yapının boyutları belirler. Kaba bir hesapla kat sayısı/10 şeklinde bulunabilir (Yalçınkaya 2010). Türkiye de kullanılan yönetmeliğe göre yapı hakim periyodu aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır. Binanın birinci doğal titreşim periyodunun belirlenmesi; (a)- Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi nin uygulandığı tüm binaların birinci doğal titreşim periyodu, aşağıdaki (c) ye göre hesaplanabilir. Ancak, birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde HN 25 m koşulunu sağlayan binaların, üçüncü ve dördüncü derece deprem bölgelerinde ise Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi nin uygulandığı tüm binaların birinci doğal titreşim periyodunun (b) deki yaklaşık yöntemle hesaplanmasına izin verilmiştir. Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde HN > 25 m olması durumunda (c) nin uygulanması zorunludur. (b) - Yukarıdaki (a) da belirtilen koşullar göz önüne alınarak binanın birinci doğal titreşim periyodu, aşağıdaki yaklaşık bağıntı ile hesaplanabilir: T 1 T 1A = C t H N 3/4 (2.14) Denklem (2.14) deki C t tanımlanmıştır: değeri, bina taşıyıcı sistemine bağlı olarak aşağıda (1) Deprem yüklerinin tamamının betonarme perdelerle taşındığı binalarda Ct değeri Denklem (2.15) ile hesaplanacaktır.

40 27 0,05 (2.15) Denklem (2.15) deki A t eşdeğer alanı denklem (2.16) da verilmiştir. Bu bağıntıda (l wj /H N ) oranının en büyük değeri 0,9 olarak göz önüne alınacaktır. At = Σ j A wj [0,2 + (l wj / H N ) 2 ] (2.16) (2) Taşıyıcı sistemi sadece betonarme çerçevelerden veya dış merkez çaprazlı çelik perdelerden oluşan binalarda Ct = 0,07, taşıyıcı sistemi sadece çelik çerçevelerden oluşan binalarda Ct = 0,08, diğer tüm binalarda ise Ct = 0,05 alınacaktır. (c) - Yukarıdaki (a) da belirtilen koşullar göz önüne alınarak binanın birinci doğal titreşim periyodu, daha kesin bir hesap yapılmadıkça, denklem (2.17) ile hesaplanacaktır. ( ) (2.17) Burada m i, i inci katın kütlesini göstermektedir (m i =w i /g). i inci kata etkiyen fiktif yükü gösteren F fi, denklem (2.18) de (V t ΔF N ) yerine herhangi bir değer (örneğin birim değer) konularak elde edilecektir (Şekil 2.3). Her katta fiktif yükler, göz önüne alınan deprem doğrultusunda (a) ya göre gerçek (kaydırılmamış) kütle merkezine veya (b) ye göre tekil kütlelere etki ettirilecektir. d fi, bu fiktif yüklerin etkisi altında, aynı noktalarda deprem doğrultusunda hesaplanan yer değiştirmeleri göstermektedir. (2.18) (d) - Binanın birinci doğal titreşim periyodu (b) ye göre de hesaplanacak ve denklem (2.14) ten bulunan periyodun T 1A >1,0 sn olması durumunda, denklem (2.17) den elde

41 28 edilen T 1 in deprem hesabında göz önüne alınacak en büyük değeri, T 1A nın 1.30 katından daha fazla olmayacaktır (Anonim 2007). Şekil 2.3. F fi hesabı (Anonim 2007) Japon ve ABD deprem yönetmeliğine göre yapı hakim periyodu Japon deprem yönetmeliğine göre yapı hakim periyodu betonarme yapılar için; T= 0,02*h (2.19) bağıntısından hesaplanır. Burada h, yapı yüksekliğidir. ABD deprem yönetmeliğine göre bina hakim periyodu; T= C t h n 3/4 (2.20) bağıntısı ile hesaplanır. Burada C t, betonarme binalar için 0,03, çelik yapılar için 0,035, diğer tüm binalar için0,02 değerini alan katsayı, h n ise zeminden itibaren yapı yüksekliğini (ft) göstermektedir (Çatal vd 2014).

42 Rezonans Maksimum büyütmenin görüldüğü ilk hakim frekans (f 0 ), aynı zamanda rezonans frekansı olarak ta adlandırılır. Rezonans olayı, etkileşim halindeki iki farklı titreşimin frekanslarının çakışması durumudur. Bu durumda titreşimin genliği en büyük değerine ulaşır. Zemin ve üzerindeki yapının bu durumdan uzak durması gerekir. Yani, hakim frekanslarının çakışmaması, böylece bir deprem sırasında rezonansın neden olacağı aşırı kuvvetlerden uzak kalması gerekir. Anlaşılacağı üzere zeminlerin olduğu gibi, üzerindeki yapıların da bir hakim periyodu (veya frekansı) vardır (Yalçınkaya 2010).

43 30 3. MATERYAL ve YÖNTEM Bu çalışmada geçmişte bölgede meydana gelen deprem verileri; bölgede yapılmış olan sondaj çalışmaları, arazi deneyleri ve jeofizik çalışmalar kullanılmıştır. Ayrıca belirlenen güzergah üzerinde bulunan yapı stoğu incelenmiştir. Bu çalışmada faydalanılan Erzurum ili Büyük Şehir Belediyesi Yerleşim Alanının 1/5000 Ölçekli Nazım İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu nun kullanımı için verilen izin belgesi EK 1 de verilmiştir Çalışma Alanı Erzurum ili şehir merkezinde yer alan Çat Yolu Caddesi, Refik Saydam Caddesi, Fatih Sultan Mehmet Bulvarı, Ali Ravi Caddesi, Menderes Caddesi, 50. Yıl Caddesi, Kombina Caddesi, Necip Fazıl Kısakürek Caddesi, Şıh Köyü Caddesi, Işık Caddesi ve Filiz Caddesinin belli bölümleri çalışma alanı olarak seçilmiştir. Şekil 3.1 de ve Şekil 3.2 de çalışma alanının harita üzerinde gösterimi verilmiştir.

44 Şekil 3.1. Çalışma alanı yer bulduru haritası 31

45 32 Şekil 3.2. Çalışma alanı üzerinde belirlenen güzergahın gösterimi Erzurum ili Büyük Şehir Belediyesi Yerleşim Alanının 1/5000 Ölçekli Nazım İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu na ait inceleme sınırları içerisinde yüzeyleyen birimleri kapsayan inceleme alanının jeoloji haritası üzerinde belirlenmiş olan güzergahın gösterimi Şekil 3.3 de verilmiştir (Penirci vd 2011).

46 33 Şekil 3.3. Çalışma alanının jeoloji haritası (Penirci vd 2011) Yamaç Molozu ve Alüvyon Konisi (Qy): Yamaç eteklerinde ve akarsu vadi ağızlarında oluşmuş tutturulmamış çakıl, kum ve çamur depolarıdır. Erzurum şehir merkezinin güneybatısından güneydoğusuna kadar Palandöken dağ silsilesinin Erzurum ovası ile birleştiği etek boyunca derelerin ovaya boşalım yaptığı bölgelerde öbek öbek gözlenmektedir (Penirci vd 2011). Yeni Alüvyon (Qal): Erzurum Ovasının orta bölümlerinde, akarsu vadilerinde ve düzlüklerde oluşumu sürmekte olan alüvyonlardır. İnceleme alanının yaklaşık %40 ında alttaki yaşlı birimleri kalın bir istif şeklinde örter durumdadır. Erzurum şehir merkezinin batı-kuzeybatısındaki düzlük alanlarda Karasu deresi ve Adaçay deresi boyunca geniş ve düz alanlarda gözlenmektedir. Güncel alüvyonda yapılan sondajlara göre genellikle suya doygun ince taneli kum, silt ve killi birimlerden oluşmaktadır. Alüvyon birimlerde yeraltısuyu seviyesi çok yüksek olup bazı kesimlerde bataklık alanlar oluşturmaktadır (Penirci vd 2011). Bingöldağı Volkanitleri (Tb): Andezit ile andezitik bazalt arasında değişim gösteren bu volkanitlerin ana çıkış yeri Bingöldağı kalderasıdır. Gri, siyahımsı gri, genellikle