=6.4) kuvvetli hareket kayýtlarýnýn incelenmesi

Transkript

1 Yerbilimleri, 28 (2003), Hacettepe niversitesi Yerbilimleri Uygulama ve AraßtÝrma Merkezi BŸlteni Bulletin of Earth Sciences Application and Research Centre of Hacettepe University 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi (M W =6.4) kuvvetli hareket kayýtlarýnýn incelenmesi Investigation of strong motion records of the May 1, 2003 Bingšl earthquake (M W =6.4) Eßref YAL INKAYA Üstanbul niversitesi, MŸhendislik FakŸltesi, Jeofizik MŸhendisliÛi BšlŸmŸ, AvcÝlar, ÜSTANBUL Z 1 MayÝs 2003Õte yerel saatle 03:27Õde meydana gelen Bingšl depremi (M W =6.4), 177 kißinin yaßamýný yitirmesine, 530 kißinin yaralanmasýna, 308 binanýn škmesine ve 2000Õin Ÿzerinde binanýn ise aûýr hasar gšrmesine neden olmußtur. Depreme neden olan fay, DoÛu Anadolu Fay ZonuÕna yaklaßýk dik, saû yšnlÿ doûrultu atým karakterine sahip ikincil bir faydýr. Deprem, bšlgede yer alan 4 ivme šl er istasyonunda kaydedilmißtir. Bingšl (BNG) istasyonu KB-GD uzanýmlý fay dÿzlemine yaklaßýk 8 km uzaklýktadýr ve en bÿyÿk ivme KG bileßende 546 cm/s 2 Õdir. Uzak istasyonlarda ivmelerin ampirik eßitliklerden tahmin edilenin altýnda kalmasý, bšlgedeki soûurmanýn yÿksek oldu- Ûunu gšstermektedir. BNG istasyonunun fayýn gÿneydoûu ucuna yakýn olmasý ve KG bileßeninde gšrÿlen yÿksek ivmeler, bu istasyon kayýtlarýnýn ileri yšnlenme etkisi taßýdýûýný gšsteriyor olabilir. Zaman kayýtlarýnda S dalgalarýnýn 0.5 s kadar kesilmesi, kýrýk cephesinin istasyona erißmesi ile ilgili olduûu dÿßÿnÿlmektedir. Hesaplanan kýrýlma hýzý yaklaßýk 2.5 km/sõdir. BNG istasyonunda hesaplanan spektral ivme deûerleri sadece dÿßÿk periyodlarda ( s) yšnetmeliûin šngšrdÿûÿ deûerlerin Ÿzerindedir. Anahtar kelimeler: Bingšl depremi, ivme, kýrýlma hýzý, kuvvetli hareket kayýtlarý, sÿre, yšnlenme etkisi. ABSTRACT The Bingšl earthquake of May 1, 2003 (M W =6.4) occurred at 03:27 local time, with the epicenter about 15 km north of the city center of Bingšl. The earthquake resulted in 177 deaths, 530 injures, collapse to 308 buildings, and damage to more than 2000 buildings. The Bingšl earthquake was caused by the right-lateral strike slip faulting, lying in the NW-SE direction approximately normal to the East Anatolian Fault Zone. The earthquake was recorded by 4 strong motion instruments located in the region. The nearest station to the epicenter is Bingšl (BNG) station which is located 8 km far away from the KB-GD fault plane. The maximum acceleration was measured 546 cm/sec 2 on the NS component of the BNG station. The peak accelerations recorded at the distance stations are below the empirical predictions, because of probably high attenuation at the region. Records of the BNG station located at southeastern tip of the fault indicate the forward directivity effects. On the time records, S waves clipped during 0.5 sec may be point out to the passing of rupture front from the station. The estimated rupture velocity is 2.5 km/sec. The spectral accelerations are only higher at low periods than the amplitudes of design spectra in the current Turkish code. Key words: Bingšl earthquake, acceleration, rupture velocity, strong motion records, duration, directivity. GÜRÜÞ 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi, yerel saatle 03:27Õde meydana gelmiß ve ilk belirlemelere gšre 177 kißinin yaßamýný yitirmesine, 530 kißinin yaralanmasýna, 308 yapýnýn škmesine ve 2000Õin Ÿzerinde binanýn ise aûýr hasar gšrmesine neden olmußtur (EERI, 2003). Depremin E. Yal Ýnkaya eyalcin@istanbul.edu.tr

2 100 Yerbilimleri bÿyÿklÿûÿ, Kandilli Rasathanesi ve Deprem AraßtÝrma EnstitŸsŸ (KRDAE) tarafýndan 6.4 (M W ) olarak belirlenmißtir. Depremin odak derinliûi 10 kmõdir. Dalga analizi alýßmalarýndan elde edilen fay dÿzlemi šzÿmlerine gšre, depreme neden olan fayýn doûrultusu i in iki olasýlýk vardýr. Bunlardan birincisi kuzeydoûu-gÿneybatý uzanýmlý (K66D), ikincisi ise kuzeybatý-gÿneydoûu uzanýmlý (K24B) olasý faylardýr (Þekil 1). Deprem, a Ýk bir yÿzey kýrýûý olußturmadýûý i in, baßlangý ta faylanma doûrultusu hakkýnda farklý gšrÿßler ortaya ÝkmÝßtÝr. Depremden sonra yÿzlerce art Ý sarsýntý meydana gelmißtir ve halen olmaya da devam etmektedir. Þekil 1Õde KRDAE tarafýndan rapor edilen ve tarihine kadar meydana gelmiß art Ý sarsýntýlarýn dýß merkezleri gšsterilmektedir. Bu tarihe kadar olußan en bÿyÿk art Ý sarsýntý 4.6 bÿyÿklÿ- ÛŸndedir. Þekilden gšrÿldÿûÿ gibi, art Ý sarsýntý daûýlýmýndan da bir faylanma doûrultusu belirlemek olduk a zordur. Art Ý sarsýntý dýß merkezleri, genelde ana ßok etrafýnda gelißi gÿzel daûýlmýß ßekildedir. Deprem sonrasý evredeki kÿ Ÿk faylarýn tetiklendiûi ve art Ý sarsýntýlarýn daûýlmýß bir gšrÿntÿ vermesine neden olduûu dÿßÿnÿlebilir. Ancak, M>4.0 olan art Ý sarsýntýlar i in KB-GD yšnÿnde bir dizilim gšrmek mÿmkÿndÿr ( Bunun yaný sýra, T BÜTAK Marmara AraßtÝrma Merkezi (MAM; tarafýndan bšlgede kurulan 6 adet istasyonda yapýlan art sarsýntý kayýt alýßmasýnda, 2-5 MayÝs 2003 arasýnda kaydedilen art Ý sarsýntý dýß merkezleri KB-GD yšnelimli bir fay dÿzlemini a Ýk a desteklemektedir (Þekil 2). Benzer bulgulara, Ko yiûit vd. Þekil 1. Bingšl ve evresinde yer alan baßlýca faylar (KAFZ: Kuzey Anadolu Fay Zonu, DAFZ: DoÛu Anadolu Fay Zonu). 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi (yýldýz) ve 4 AÛustos 2003 tarihine kadar KRDAE tarafýndan rapor edilen art Ý sarsýntý yerleri (daireler). Bingšl depremini kaydeden ivme šl erler (Ÿ genler) ve okunan en bÿyÿk ivme deûerleri (BNG: Bingšl; TER: Tercan; ERC: Erzincan; ELZ: ElazÝÛ). Figure 1. The main faults located in Bingšl and vicinity (KAFZ: North Anatolian Fault Zone, DAFZ: East Anatolian Fault Zone). Locations of the May 1, 2003 Bingšl earthquake (star) and the aftershocks (circles) reported by KOERI up to August 4, The accelerometers (triangles) recorded the Bingšl earthquake and the peak ground accelerations (BNG: Bingšl; TER: Tercan; ERC: Erzincan; ELZ: ElazÝÛ).

3 Yal Ýnkaya 101 (2003) ve PÝnar vd. (2003)Õnin raporlarýnda da rastlanýlmaktadýr. Her ne kadar dalga kayýtlarýnýn ters šzÿmÿ ile elde edilen fay dÿzlemi š- zÿmlerinde fay doûrultusu K24-26B ßeklinde bulunsa da (KRDAE; ve Amerika Jeolojik AraßtÝrmalar Merkezi-USGS; art Ý sarsýntý dizilimi yaklaßýk K42B yšnÿnde bir fay doûrultusuna ißaret etmektedir (bkz. Þekil 2). Ko yiûit vd. (2003) ise, depreme neden olan fay doûrultusunu K65B olarak vermißlerdir. Her bir durumda, depreme neden olan fay, saû yšnlÿ doûrultu atýmlý olup, eûimi dÿßeye ok yakýndýr. Bšlge sismotektonik a Ýdan, saû yšnlÿ doûrultu atým faylanma karakterine sahip Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) ve sol yšnlÿ doûrultu atým faylanma karakterine sahip DoÛu Anadolu Fay ZonuÕnun (DAFZ) kesißtiûi KarlÝovaÕya ok yakýn bir bšlgede yer alýr (bkz. Þekil 1). Bu nedenle her iki sistemin doûurduûu kuvvetlerin etkisi altýndadýr. Bšlgede meydana gelen en son yýkýcý Gen FayÝ Þekil 2. T BÜTAK Marmara AraßtÝrma Merkezi tarafýndan 2-5 MayÝs 2003 tarihleri arasýnda 6 istasyonda (beyaz Ÿ genler) kaydedilen art Ý sarsýntýlarýn yerleri (daireler). Bingšl (BNG) ivme šl er istasyonu (siyah Ÿ - gen), ve art Ý sarsýntý yerlerine baûlý olarak 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi (yýldýz) i in tahmin edilen fay dÿzlemi (kesikli izgiler). Figure 2. Locations of the aftershocks (circles) recorded between 2-5 May 2003 at 6 stations (open triangles) deployed by T BÜTAK Marmara Research Center. Bingšl (BNG) accelerometer station (black triangle), and the fault plane (dashed lines) of the May 1, 2003 Bingšl earthquake (star) predicted from the locations of the aftershocks.

4 102 Yerbilimleri deprem 22 MayÝs 1971 Bingšl (M W =6.7) depremidir (Utkucu vd., 2003). Ana faylarýn yaný sýra bšlgede farklý doûrultularda irili ufaklý bir ok fay yer alýr. KRDAE tarafýndan belirlenen ana ßokun dýß merkezi (40.49D-39.01K) ana fay sistemleri Ÿzerine dÿßmemektedir (bkz. Þekil 1 ve 2). DAFZÕna gšre yaklaßýk km kuzeyde, Ko - yiûit vd. (2003) tarafýndan belirtilen K65B doûrultulu BŸyŸkyurt Fay ZonuÕnun yakýnýnda yer alýr. Bu nedenle, DAFZ ile yaklaßýk 90 derecelik a Ý yapan ikincil bir fayýn depreme neden oldu- Ûu a ÝktÝr. Muhtemelen bšlgenin aßýrý heterojen ve kýrýklý yapýsý, faylanma ile ilgili a Ýk gšzlemlerin elde edilmesini engellemektedir. 6.4 bÿyÿklÿûÿndeki sýû odaklý bir deprem i in belirgin bir yÿzey kýrý- ÛÝnÝn olußmamasý dikkat ekicidir. Ko yiûit vd. (2003); uzunluklarý bir ka metre ile 40 m arasýnda deûißen, sÿreksiz, m genißlikte bir zon i inde daûýlmýß, toplam uzunluûu 17 km, genel gidißi ise K60-70B arasýnda deûißen bir seri yÿzey kýrýûý belirlemißlerdir. Wells ve Coppersmith (1994) tarafýndan šnerilen ampirik baûýntýya gšre, 6.4 bÿyÿklÿûÿnde doûrultu atýmlý bir deprem i in beklenen yÿzey kýrýûý yaklaßýk 15 kmõdir. Bšlge, 27 Haziran 1998 Adana-Ceyhan depreminin meydana geldiûi ukurova bšlgesi gibi kýrýûý šrtebilecek yumußak alÿvyon bir dolguya da sahip deûildir. Depreme neden olduûu dÿßÿnÿlen BŸyŸkyurt Fay Zonu, hemen hemen tÿmÿyle Erken Miyosen-Pliyosen yaßlý andezitik ve dasitik volkanitler (Solhan Volkanitleri) i inde gelißmißtir (Ko yiûit vd., 2003). Zon i inde bulunan volkanik kayalar aßýrý derecede ezilip par alanmýß ve ayrýßmaya uûramýßtýr. YŸzeye yakýn bu bloklu, olduk a ayrýßmýß ve par alanmýß yapý, kýrýlma enerjisinin bir ok yšne daûýlmasýna ve bu nedenle kýrýûýn yÿzeye erißememesine neden olmuß olabilir. Bir baßka neden, deprem kayna- ÛÝnÝn dÿßÿnÿlenden daha derinde olmasýdýr. Depremin olußturduûu hasarýn ve can kaybýnýn bÿyÿk bir bšlÿmÿ Bingšl ilinde toplanmýß olup, eski tip yapýlarýn (kerpi -yýûma) yanýnda modern sayýlabilecek betonarme yapýlarda gšrÿlen aûýr hasar dikkat ekicidir. zellikle 85 kißinin yaßamýný yitirdiûi eltiksuyu YatÝlÝ ÜlkšÛretim Bšlge Okul binasý 1975 deprem yšnetmeliûine gšre 1998 yýlýnda tamamlanmýß 4 katlý bir binadýr (EERI, 2003). Bšlgede yapýlan incelemeler sonucunda aûýr hasarýn nedeni olarak yapým hatalarý ve yerleßime uygun olmayan yumußak zemin gšsterilmektedir (Ko yiûit vd., 2003; PÝnar vd., 2003; EERI, 2003). Bu alýßmada, 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi ana ßok kuvvetli hareket (ivme) kayýtlarý incelenmiß ve šzellikleri yorumlanmýßtýr. alýßma depremden hemen sonra yapýldýûýndan, bir ilk inceleme olarak deûerlendirilmelidir. Deprem, Afet Üßleri Genel MŸdŸrlŸÛŸ tarafýndan ißletilen bšlgedeki 4 kuvvetli hareket kayýt ÝsÝ (Bingšl-BNG, Tercan-TER, ElazÝÛ-ELZ, Erzincan-ERC) tarafýndan kaydedilmißtir (bkz. Þekil 1). ÜstasyonlarÝn ana ßok dýß merkezine uzaklýklarý en fazla yaklaßýk 119 km olup, šl Ÿlen en yÿksek ivmeler izelge 1Õde verilmißtir. Depremi kaydeden en yakýn istasyon, depremin dýß merkezine yaklaßýk 14 km, KB-GD uzanýmlý fay dÿzlemine ise yaklaßýk 8 km uzaklýktaki ve evresinde aûýr hasarýn meydana geldiûi Bingšl (BNG) istasyonudur (bkz. Þekil 2). ÜVME KAYITLARI Bir depremde hasarý kontrol eden en šnemli faktšrlerden birisi en bÿyÿk ivme deûeridir. 1 MayÝs 2003 Bingšl depremini kaydeden 4 ivme šl er istasyonunda bileßen farký gšzetmeksizin šl Ÿ- len en bÿyÿk ivmeler Þekil 1Õdeki harita Ÿzerinde gšsterilmiß, her bir bileßende šl Ÿlen en bÿyÿk ivmeler ise izelge 1Õde verilmißtir. En bÿ- izelge 1. 1 MayÝs 2003 Bingšl depremiyle ilgili kuvvetli yer hareketi kayýt istasyonlarýna ait parametreler ve en bÿyÿk ivme deûerleri. Table 1. Parameters of the stations and maximum accelerations for each component of the May 1, 2003 Bingšl earthquake. KG DB DŸßey UzaklÝk Üstasyon Enlem Boylam (cm/s 2 ) (cm/s 2 ) (cm/s 2 ) (km) Bingšl (BNG) Tercan (TER) Erzincan (ERC) ElazÝÛ (ELZ)

5 Yal Ýnkaya 103 En bÿyÿk ivme (g) Geometrik ortalama yatay bileßen Sadigh vd. (1997) Campbell (1997) zbey vd. (2003) zbey +/-1t. sapma UzaklÝk (km) Þekil 3. En bÿyÿk ortalama yatay bileßen ivmeler ve Campbell (1997), Sadigh vd. (1997) ve zbey vd. (2003) tarafýndan šnerilen uzaklýk-azalým ilißkileri (Kesikli eûriler zbey vd. (2003) eûrisi +/-1 standart sapmalarý gšstermektedir). Figure 3. Recorded maximum horizontal accelerations and attenuation relationships proposed by Campbell (1997), Sadigh et al. (1997), and zbey et al. (2003) (Dotted lines represent plus and minus standard deviation for zbey et al. (2003) curve). yÿk ivmelerin uzaklýkla azalýmý Þekil 3Õte Sadigh vd. (1997), Campbell (1997) ve zbey vd. (2003) tarafýndan šnerilen ampirik azalým eûrileri ile birlikte gšsterilmißtir. Grafikte en bÿyÿk ivmeler, KG ve DB bileßenlerin geometrik ortalamasý alýnarak hesaplanmýßtýr. Ampirik eûriler, doûrultu atýmlý faylanmalar i in Sadigh vd. (1997) eûrisinde, zemin tÿrÿ olarak yumußak kaya (TŸrkiye 1998 deprem yšnetmeliûinde yaklaßýk Z2 sýnýfý) alýnarak, Campbell (1997)Õnin šnerdiûi eûride ise, sýký zemin (Z3 zemin sýnýfý) koßulu kabul edilerek hesaplanmýßlardýr. zbey vd. (2003)Õnin TŸrkiye depremleri i in šnerdikleri ampirik eûrilerde ise, yaklaßýk Z3 tipi zemin sýnýfý (180 m/s V S m/s) kullanýlmýßtýr. alýßmada kullanýlan 4 istasyon yeri i in ayrýntýlý bir zemin araßtýrmasý olmamasýna karßýn, benzer jeolojik birimlerle karßýlaßtýrýlýrsa genel olarak orta sýký (Z3) zeminler olarak kabul edilebilirler ( Üstasyonlar i in kullanýlan uzaklýklar (bkz. izelge 1), ampirik baûýntýlarda kabul edilen deûerlerden (Abrahamson ve Shedlock, 1997) biraz farklýdýr. Bu alýßmada kullanýlan uzaklýklar, istasyon-deprem dýß merkezi arasýndaki mesafelerdir. Deprem kýrýûýnýn uzunluûunun yaklaßýk 15 km olabileceûi dÿßÿnÿlÿrse, kullanýlan dýß merkez uzaklýklarýnýn šzellikle uzak istasyonlar i in sonu larý pek fazla etkileyeceûi dÿßÿnÿlmemektedir. Þekil 3Õte gšrÿldÿûÿ gibi, Bingšl (BNG) istasyonunda kaydedilen en bÿyÿk ivme, ampirik eûrilerin biraz ŸstŸnde iken, uzak istasyonlardaki ivmeler tahmin edilen deûerlerin altýndadýr. Uzak istasyonlardaki ivmelerin dÿßÿk kalmasýnýn nedeni, bšlgedeki aßýrý kýrýklý kabuk yapýsýndan dolayý dalgalarýn tahmin edilenin Ÿzerinde soûurulmasý olabilir. BNG istasyonundaki ivmenin tahmin edilenden yÿksek olmasýnýn nedeni ise, ilerleyen bšlÿmlerde deûinileceûi gibi, bir ileri yšnlenme etkisi veya kštÿ zemin koßullarý, ya da topoûrafya etkisi nedeniyle olußan bÿyÿtmeler olabilir (EERI, 2003; Ko yiûit vd., 2003). BNG istasyonu, ßehri ikiye bšlen apak ur ve Gayt derelerinin getirdiûi yama molozlarýndan olußan bir sýrt Ÿzerinde kuruludur. Son zamanlarda yapýlan alýßmalar; bÿyÿk yÿzey kýrýûý olußturan depremlerin genliklerinin, yÿzey kýrýûý Ÿretmeyen yani gšmÿlÿ kýrýûa sahip depremlerin genliklerine gšre sistematik olarak daha kÿ Ÿk olduûunu gšstermißtir (Somerville, 2003). Bunun en son šrnekleri 17 AÛustos 1999 Üzmit-GšlcŸk ve 20 EylŸl 1999 Tayvan depremleridir. Her iki deprem de bÿyÿk yÿzey kýrýklarýna sahip olmalarýna karßýn, kýsa ve orta periyotlarda ampirik deûerlerin %40 altýnda genliklere sahiptirler (Somerville, 2003). Bingšl depremi de gšmÿlÿ bir kýrýûa sahiptir ve BNG istasyonunda ŸrettiÛi genlikler ampirik deûerlerden yÿksektir. zellikle TŸrkiye i in šnerilen ampirik eûride ( zbey vd., 2003) 17 AÛustos 1999 Üzmit-GšlcŸk depremi šnemli bir etkiye sahiptir. Þekil 4Õte 1 MayÝs 2003 Bingšl (Mw=6.4) depreminin BNG istasyonu Ÿ bileßen ivme kaydý ve bunlardan integrasyon yolu ile elde edilen hýz ve yerdeûißtirme kayýtlarý gšsterilmißtir. Üntegrasyon sýrasýnda veriye sadece temel izgisi (baseline) dÿzeltmesi uygulanmýßtýr. Þekil 4Õte gšrÿldÿûÿ gibi, KG bileßendeki en yÿksek ivme (546 cm/s 2 ), DB bileßenin (277 cm/s 2 ) yaklaßýk 2 katýdýr. BNG istasyonu, Þekil 2Õde gšsterilen art Ý sarsýntýlarýn merkezlerinden yararlanýlarak belirlenen fay dÿzlemine en az 8 km uzaklýktadýr. Üstasyon, fayýn tam šnÿnde yer almamakla birlikte, GD ucunda ve KBÕya doûru hareket eden blok Ÿzerindedir. Bu konumu nedeniyle yšnlen-

6 104 Yerbilimleri yšn) 24 cmõlik yerdeûißtirme, fay Ÿzerindeki hareket ile uyumludur. Þekil 5Õte BNG istasyonunun ivme ve yerdeûißtirme kayýtlarý i in izdirilen yatay dÿzlem par a- cýk hareketleri gšrÿlmektedir. Þekilden gšrÿldÿ- ÛŸ gibi, hareketin šnemli bir bšlÿmÿ kuzey-gÿney yšnÿndedir ve KG bileßendeki yÿksek ivmelerden dolayý par acýk hareketi saat yšnÿnde bir dšnme yapmaktadýr. Yatay dÿzlemdeki yerde- Ûißtirmeler ise, par acýûýn kuzeye gitmesi ve geri gelmesi ßeklindedir. Deprem-hasar ilißkisinde ivmenin yanýnda šnemli bir diûer parametre kýrýlma boyu ile ilißkili olan depremin sÿresidir. Þekil 6Õda her iki yatay bileßen i in Arias ßiddetleri (Arias, 1970) ve Arias ßiddetinin %5 ile %95Õi arasýndaki zaman farkýndan hesaplanan etkili sÿreler (D 5-95 ) gšsterilmektedir. KG bileßen i in etkili sÿre D 5-95 = 4.59 s, DB bileßen i in D 5-95 = 6.68 sõdir. KG bileßendeki etkili sÿrenin kýsalýûý, yukarýda da de- ÛinildiÛi gibi, bir ileri yšnlenme etkisinden kaynaklanýyor olabilir. Þekil 4. 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi BNG istasyonu Ÿ bileßen ivme (a), hýz (b) ve yerdeûißtirme (c) kayýtlarý. Figure 4. Three components acceleration (a), velocity (b), and displacement (c) time histories of the May 1, 2003 Bingšl earthquake recorded at the BNG station. me etkisi (directivity) (Somerville vd., 1997) taßýyor olmasý olasýdýr. YakÝn istasyonlarda ileri yšnlenme etkisi (forward directvity), yani kýrýûýn istasyona doûru ilerlemesi, faya dik bileßende uzun periyodlu enerjinin oûalmasýna, genliûin paralel bileßenden bÿyÿk olmasýna ve daha kýsa deprem sÿresine neden olur (Somerville vd., 1997). Bingšl depremi dýß merkezinin tahmin edilen fay dÿzleminin yaklaßýk ortasýnda yer almasý kýrýûýn her iki yšne ilerlediûinin gšstergesi olabilir. BNG istasyonu KG bileßen hýz ve yerde- Ûißtirme kayýtlarýnda gšzlenen doruk (puls) ßeklindeki hareket bir ileri yšnlenme etkisini gšstermektedir. Ancak, KG bileßen faya dik deûil, yaklaßýk 24 derecelik bir a Ýya sahiptir. KG bileßen yerdeûißtirme kayýtlarýnda kuzeye doûru (pozitif Hasar olußumuna etki eden šnemli faktšrlerden birisi de deprem dalgalarýnýn frekans i eriûidir. Þekil 7Õde BNG istasyonu Ÿ bileßen ivme kaydýnýn zamana baûlý frekans i eriûinin deûißimini gšsteren grafikler yer almaktadýr. Genelde kayýtlar, yakýn istasyon ve nispeten sýký zemin olmasý nedeniyle yÿksek frekanslardan olußmaktadýr. Enerjinin bÿyÿk bšlÿmÿ yatay bileßenlerde 2 ve 6 Hz civarýnda, dÿßey bileßende ise o- Ûunlukla 2 HzÕin Ÿzerinde taßýnmaktadýr. S dalgalarýnýn frekans i eriûi yatay bileßenler arasýnda kÿ Ÿk farklýlýklar gšsterir. KG bileßende 1 ve 6 Hz civarýnda gšrÿlen yÿksek enerjiler, DB bileßende nispeten dÿßÿktÿr. Zaman kayýtlarýnda 5. sõde S dalgalarýnýn aniden kesilmesi ve yaklaßýk 0.5 s bu durum devam ettikten sonra 5.5 s civarýnda ikinci bir dalga grubunun istasyona vardýûý a Ýk a gšrÿlmektedir (Þekil 8). Spektrumlarda bu kesilme ve ikinci grup dalga daha a Ýk gšrÿlebilir (bkz. Þekil 7). Her iki dalga grubu da benzer frekans i e- riklerine sahiptirler (2 Hz civarý) ve šzellikle DB bileßende ikinci grup dalganýn enerjisi S dalgasý enerjisiyle hemen hemen aynýdýr. Ülk dÿßÿnÿlen bu ikinci grup dalganýn, bir basen kenarýndan yansýyan yÿzey dalgasý olduûudur (Field, 1996; Yal Ýnkaya ve Alptekin, 2003). Ancak, S dalga-

7 Yal Ýnkaya 105 Þekil 5. Yatay dÿzlem par acýk hareketleri; a) ivme ve b) yerdeûißtirme. Figure 5. Horizontal plane particle motion; a) acceleration, and b) displacement. Þekil 6. Yatay bileßenler i in zamana baûlý Arias ßiddeti yÿzdeleri ve %5-95 arasýnda hesaplanan etkili sÿreler (D 5-95 ). Figure 6. Arias intensity percent for the horizontal components and the significant durations (D 5-95 ) buildup of 5% and 95% of the Arias intensity. larýnýn aniden kesilmesi ve ikinci grubun frekans i eriklerinin S dalgalarý ile benzer olmasý, bu ikinci grup dalganýn S dalgasýnýn bir devamý olabileceûini dÿßÿndÿrmektedir. ift ßoklu bir kýrýlma etkisi i in ise, S dalgalarýnýn en bÿyÿk genlikleri sýrasýnda aniden kesilmesini a Ýklamak zordur. Bu durumda, S dalgalarýnýn yaklaßýk 0.5 s kesilmesine neden olabilecek bir fiziki olay, GDÕya doûru ilerleyen fay kýrýûý cephesinin istasyona ulaßmasý olabilir. KayÝtlardan okunan S-P zaman farký yaklaßýk 2.3 sõdir ve kaba bir hesapla odak uzaklýûýnýn yaklaßýk 19 km olduûu bulunabilir (Þekil 8). Ülk S varýßý ile S dalga enerjisinin aniden kesildiûi an arasýnda yaklaßýk 2.2 s zaman farký vardýr. Bu durumda, kýrýk cephesi istasyona P dalgasýndan yaklaßýk 4.5 s sonra varmaktadýr ve hesaplanan kýrýlma hýzý 2.5 km/sõdir. Bu deûer, oûu depremde rastlanabilen tipik bir deûerdir (Andrews, 1976; Das ve Aki, 1977). KÝrÝlma cephesi istasyona ulaßtýûýnda, kayýtlarda yaklaßýk 0.5 s sÿreyle S dalgasýnýn kesilmesine neden olmakta ve sonra istasyonu ge mesi ile birlikte S dalgalarý kaydedilmeye devam etmektedir.

8 106 Yerbilimleri Þekil 7. bileßen ivme kaydýnýn zamana baûlý spektrumlarý. Figure 7. Moving window spectra for the three component acceleration records. Deprem kayýtlarýnýn hasar ile ilißkisini gšsterebilecek en šnemli ara lardan birisi kayýtlarýn tepki spektrumlarýdýr. Þekil 9Õda, BNG istasyonu Ÿ bileßen ivme tepki spektrumlarý (%5 sšnÿm i in) izdirilmißtir. GšrŸldŸÛŸ gibi, yÿksek spektral ivme deûerleri šzellikle KG ve dÿßey bileßenlerde ok kÿ Ÿk periyodlarda, yaklaßýk s civarýndadýr. Bu da, ok rijit ve kÿ Ÿk periyodlu binalar i in bir tehlike olußturabilir. DiÛer periyodlardaki ivme deûerleri, TŸrkiye 1998 Deprem YšnetmeliÛi ( FINAL999.pdf)Õnde yer alan 1. derece

9 Yal Ýnkaya 107 SONU LAR Þekil 8. BNG (Bingšl) istasyonu KG bileßen ivme kaydý (P, S dalga varýßlarý ve S dalgasýnýn kesildiûi zaman aralýûý oklarla ißaretlenmißtir). Figure 8. The NS component acceleration record at BNG (Bingšl) station (Arrivals of the P, S waves and the time interval clipped of the S waves are marked by arrows). deprem bšlgesi i in tasarlanan ivme deûerlerinin altýndadýr. Bu durumda, yýkýlan binalarýn o- Ûunun deprem yšnetmeliûinin gerektirdiûi koßullarý saûlamadýûý dÿßÿnÿlmektedir. 1 MayÝs 2003 Bingšl depremi, Ÿlkemizde yaklaßýk 1.5 yýlda bir yaßanan ve ne yazýk ki aûýr sonu larýyla karßýlaßýlan depremlerden biridir. OlußtuÛu jeolojik ortam ve bÿyÿklÿk a ÝsÝndan yÿzey kýrýûý Ÿretmemesi dikkat ekicidir. YakÝn alan Bingšl (BNG) istasyonu en bÿyÿk yatay ivme deûeri, ampirik olarak tahmin edilen deûerlerin biraz ŸstŸndedir. Buna karßýn, uzak istasyonlarda šl Ÿlen ivme deûerlerinin ampirik de- Ûerlerin altýnda kalmasý, bšlgedeki kýrýklý kabuk yapýsý nedeniyle soûurmanýn yÿksek olduûunu gšsteriyor olabilir. BNG istasyonunun fayýn gÿneydoûu ucuna yakýn olmasý, šzellikle KG bileßende gšrÿlen yÿksek ivme deûeri, hýz ve yerdeûißtirme kayýtlarýnda gšrÿlen doruk (puls) ßeklindeki hareket bir ileri yšnlenme etkisi taßýyor olabileceûini gšstermektedir. AyrÝca, deprem enerjisi ile ilgili olan etkili sÿre; KG bileßende 4.59 s iken, DB bileßende 6.68 sõdir. Ancak, BNG istasyonu KG bileßeni, bir ileri yšnlenme Spektral ivme (g) Periyod (s) Þekil 9. BNG istasyonu Ÿ bileßen ivme kaydý tepki spektrumlarý (%5 sšnÿmlÿ). Figure 9. Three components acceleration response spectra (damping 5%) at the BNG station.

10 108 Yerbilimleri etkisinde dÿßÿnÿldÿûÿ gibi faya dik olmayýp, fayla yaklaßýk 24 derecelik bir a Ý yapmaktadýr. BNG istasyonu yerdeûißtirme ve yatay dÿzlem par acýk hareketi fay Ÿzerindeki hareket ile uyumludur. BNG istasyonu ivme kayýtlarýnda S dalga varýßýndan yaklaßýk 2.2 s sonra ikinci bir dalga grubunun istasyona vardýûý gšrÿlmektedir. nce, havza kenarý dalgalarý olarak dÿßÿnÿlen, ancak S dalgalarý ile benzer frekans i eriûine sahip olmalarý ve bu fazýn šncesinde S dalgalarýnýn yaklaßýk 0.5 s sÿreyle aniden kesilmesi, GDÕya ilerleyen kýrýk cephesinin istasyona erißtiûine ißaret ediyor olabilir. Bu durumda hesaplanan kýrýlma hýzý yaklaßýk 2.5 km/sõdir. BNG istasyonunun deprem merkezine olduk a yakýn olmasý nedeniyle, kayýtlarda enerjinin bÿyÿk bir bšlÿmÿ yÿksek frekanslý dalgalar tarafýndan taßýnmaktadýr. Spektral ivme deûerleri sadece dÿßÿk periyodlarda yšnetmeliûin šngšrdÿûÿ de- Ûerlerin Ÿzerindedir. Bingšl depremi, gšmÿlÿ fay šzelliûine sahip depremlerin bÿyÿk yÿzey kýrýûý Ÿreten depremlere gšre daha yÿksek ivme de- Ûerlerine sahip olduûu gšrÿßÿnÿ desteklemektedir. Sonu larýn daha iyi deûerlendirilmesi a Ý- sýndan yumußak zemin ve topoûrafya etkileri konusunda alýßýlma yapýlmasýna ihtiya vardýr. KATKI BELÜRTME Yazar, deûerli gšrÿß ve katkýlarýndan dolayý, dergi editšrÿ Prof. Dr. Reßat UlusayÕa, Prof. Dr. Haluk EyidoÛanÕa ve adý belirtilmemiß olan diûer hakeme teßekkÿr eder. KAYNAKLAR Abrahamson, N.A., and Shedlock, K.M., Overview. Seismological Research Letters, 68, Andrews, D.J., Rupture velocity of plane-strain shear cracks. Journal Geophysical Research, 81, Arias, A., A measure of earthquake intensity. Seismic Design for Nuclear Power Plants. Editor: R.J. Hansen, MIT Press. Cambridge, Massachusetts, Campbell, K.W., Empirical near-source attenuation relationships for horizontal and vertical components of peak ground acceleration, peak ground velocity, and pseudo-absolute acceleration response spectra. Seismological Research Letters, 68, Das, S., and Aki, K., A numerical study of two dimensional spontaneous rupture propagation. Geophysical Journal Royal Astrological Society, 50, EERI, Preliminary observations on the May 1, 2003, Bingšl, Turkey, earthquake. EERI Special Earthquake Report, July 2003, 12 pp. Field, E.H., Spectral amplification in a sediment-filled valley exhibiting clear basin-edgeinduced waves. Bulletin Seismological Society of America, 86, Ko yiûit, A., Kaymak Ý, N., GŸlkan, P., Akkar, S. ve Yazgan, U., MayÝs 2003 SudŸÛŸnŸ (Sancak-Bingšl) depremi raporu. Orta DoÛu Teknik niversitesi, MŸhendislik FakŸltesi, Rapor No:14, 36 s (yayýmlanmamýß). zbey, C., SarÝ, A., Lance, M., Erdik, M., and Fahjan, Y., Empirical strong ground motion attenuation relations for northwestern Turkey. Fifth National Conference on Earthquake Engineering, May 2003, Üstanbul, Paper No: AE-040, 10 pp (in CD). PÝnar, A., YŸksel, F.A., KanlÝ, A.Ü., YÝlmaz, H., Alptekin,., YÝldÝrÝm, A., z elik, S. ve Haspolat, Z., MayÝs 2003 Bingšl depremi (M=6.4) yerbilimleri šn raporu. Üstanbul niversitesi, MŸhendislik FakŸltesi, 40 s (yayýmlanmamýß). Sadigh, K., Chang, C.Y., Egan, J.A., Makdisi, F., and Youngs, R.R., Attenuation relationships for shallow crustal earthquakes based on California strong motion data. Seismological Research Letters, 68, Somerville, P.G., Magnitude scaling of the near fault rupture directivity pulse. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 137, Somerville, P.G., Smith, N.F., Graves, R.W., and Abrahamson, N.A., Modification of empirical strong ground motion attenuation relations to include the amplitude and duration effects of rupture directivity. Seismological Research Letters, 68, Utkucu, M., PÝnar, A. ve Alptekin,., Uzak alan P dalga ßekillerinin sonlu-fay ters šzÿmÿnden 22 MayÝs 1971 Bingšl depremi kýrýlma sÿrecinin incelenmesi. Yerbilimleri, 28, Wells, D.L., and Coppersmith, K.J., New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84, Yal Ýnkaya, E. ve Alptekin,., Basen i i yÿzey dalgalarýnýn zemin bÿyÿtmesine etkisi. Beßinci Ulusal Deprem MŸhendisliÛi KonferansÝ, MayÝs 2003, Üstanbul, Bildiri No: AT-073, 10 s (CDÕde).