DEPREM TEHLİKE HARİTALARININ HAZIRLANMASI VE AZALIM İLİŞKİLERİ

Transkript

1 DEPREM TEHLİKE HARİTALARININ HAZIRLANMASI VE AZALIM İLİŞKİLERİ PROF. DR. ŞERİF BARIŞ KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ YER VE UZAY BİLİMLERİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA MERKEZİ

2 KONUŞMA AKIŞI Deprem Hasarlarının Sebebi Tehlike Haritalarının Hazırlanmasının Amacı Tehlike Haritaları Nasıl Hazırlanır? Tehlike Haritalarının Uygulamada Kullanımı Deprem Senaryoları Tehlike Haritalarının ve Deprem Senaryolarının Kentsel Dönüşümde Kullanımı Sonuçlar

3 Küresel Deprem Tehlikesi Değerlendirme Programı Türkiye

4 DEPREM HASARLARININ SEBEBİ I. SARSINTI II. KALICI ZEMİN DEOFRMASYONLARI A. SIVILAŞMA B. HEYELANLAR C. FAY YIRTILMALAIR

5 TEHLİKE HARİTALARININ AMACI I. Tehlike haritaları olası deprem hasarlarını belirlemek için hazırlanır II. Tehlike haritaları hazırlanırken: A. Sarsıntı B. Kalıcı zemin deformasyonları 1. Sarsıntı 2. Sıvılaşma 3. Heyelanlar

6 TEHLİKE HARİTALARI I. Bölgesel tehlike haritaları hazırlanmalıdır II. Tehlike haritaları hazırlanırken gerekenler: A. CBS B. Detaylı jeolojik haritalar 1. Jeolojik yapı 2. Fay dağılımı 3. Heyelan riski 4. Yeraltı su seviyesi C. Fiziksel parametreler hakkında bilgi 1. Deprem: S-dalga hızı 2. Deprem Riski 3. Sismik-gravimetri ölçümleri 4. Özdirenç ölçümleri 5. Heyelan riski D. Geoteknik Parametreler hakkında bilgi 1. CPT 2. SPT 3. Zemin cinsi 4. Sıvılaşma potansiyeli

7 KOCAELİ ÖRNEĞİ: ÇALIŞMA ALANI VE UYGULANAN JEOFİZİK YÖNTEMLER

8 Özalaybey vd., 2008

9 Özalaybey vd., 2008

10 GROUND MOTION IMPORTANT FACTORS Source effects Magnitude or moment Rupture directivity Bay Mud 25 km Path effects Attenuation with distance: geometric, scattering, and anelastic Critical reflections off Moho Discontinuity Site effects Local amplification

11

12

13

14

15

16 Özalaybey vd., 2008

17 Yerel Jeolojik Koşullar Sarsıntıyı ve Hasarı Etkiler 1989 Loma Prieta M6.9 Depremi Artçı Şoku

18 Short-Period Amplification Amplification Factor F a wrt SC-Ib AMPLIFICATION VS. V S30 5 F a = (v SC-Ib / v ) m a = ( 1050 m/s / v) m a SC-IV Soft soils SC-III Stiff clays and Sandy soils SC-II Gravelly soils and Soft rocks I=0.1g; ma = 0.35 I=0.2g; ma = 0.25 I=0.3g; ma = 0.10 I=0.4g; ma = Fa (0.1g) for Site Class Intervals Fa for Site Classes SC-Ib Firm to Hard rocks 1 0 (a) V Mean Shear-Wave Velocity S30 (m/s) to 30 m (100 ft) (v, m/s) Soft soil Rock

19

20

21

22

23

24

25 Özalaybey vd., 2008

26

27

28

29 Özalaybey vd., 2008

30

31

32

33

34

35

36 Çeken, U., 2007)

37 Çeken, U., 2007)

38 Çeken, U., 2007)

39 Çeken, U., 2007)

40 Çeken, U., 2007)

41

42 Strong-motion Records from Mexico City hard rock hills old lake bed Anderson et al., 1986

43 Mexico City Acceleration Response Spectrum Recorded data Expected ground motions Resonance Period of 10 to 14 story buildings

44 Acceleration (g) Acceleration (g) Acceleration (g) File: D:\encyclopedia_bommer\accel_same_pga.draw;Date: ; Time: 19:44:33 Acceleration (g) PGA generally a poor measure of groundmotion intensity. All of these time series have the same PGA: 0.2 Peru, 5 Jan 1974, Transverse Comp., Zarate 0.1 M = 6.6, r hyp = 118 km Montenegro, 15 April 1979, NS Component, Ulcinj 0.1 M = 6.9, r hyp = 29 km Mexico, 19 Sept. 1985, EW Component, M = 8.0, r 0.1 hyp = 399 km SCT Romania, 4 March 1977 EW Component, INCERC-1 M = 7.5, r hyp = 183 km Time (sec)

45 5%-Damped, Pseudo-Absolute Acceleration (g) File: D:\encyclopedia_bommer\psa_same_pga.draw;Date: ; Time: 19:34:16 But the response spectra (and consequences for structures) are quite different (lin-lin and log-log plots to emphasize different periods of motion): Peru (M=6.6,r hyp =118km) Montenegro (M=6.9,r hyp =29km) Mexico (M=8.0,r hyp =399km) Romania (M=7.5,r hyp =183km) Period (sec) Peru (M=6.6,r hyp =118km) Montenegro (M=6.9,r hyp =29km) Mexico (M=8.0,r hyp =399km) Romania (M=7.5,r hyp =183km) Period (sec)

46 Özalaybey vd., 2008

47

48 Özalaybey vd., 2008

49

50

51

52

53

54

55 DEPREM SENARYOLARI Jeolojik Jeofizk Jeoteknik CBS Tehlike Çalışmaları sonuçları Karakteristik veya senaryo deprem Yapı Bilgisi (Bina yapım yılı, tipi, vb.) GİRDİLER ÇIKTILAR Ağır Hasarlı binaların olduğu bölgeler Orta Hasar Hafif Hasar Hasarsız

56 SONUÇLAR Kentsel dönüşüm için tehlike haritaları gereksinimdir, Senaryo depremler üreterek ağır hasarlı ve yıkılacak bölgeler belirlenebilir, Kentsel dönüşüm süreci öncelikli olarak bu bölge ve binalardan başlamalıdır, Zemin sınıfı ve zemine ait birçok fiziksel parametreler belirlenirken jeofizik yöntemlerin önemi çok büyüktür, Ülkemizin tehlike haritalarının hazırlanmasında ve kentsel dönüşümün hızlı ve güvenli bir şekilde yapılmasında jeoloji, jeofizik ve inşaat mühendislerinin ortak çalışması zorunludur.

57 TEŞEKKÜR EDERİM

58 TEHLİKE TEHLİKE NEDİR? İnsan toplulukları için olumsuz etkiler doğurması mümkün olan doğa, teknolojik ve insan kökenli olayların tümü tehlike olarak tanımlanabilir. Diğer bir deyişle tehlike doğa, teknolojik veya insan kökenli olan ve fiziksel, ekonomik, sosyal ve çevresel kayıplara yol açabilecek tüm olayları ifade eder. - Doğa kaynaklı olaylar: Deprem, kuraklık, sel, çığ vb. - Şiddete dayalı olaylar: Savaş, terör, iç çatışmalar vb. - Bozulmaya dayalı olaylar: İklim değişimleri, erozyon, çevre kirlenmeleri, ekonomik ve sosyal bozulmalar vb. - Eğitim eksikliği ve yetersizliklere dayalı olaylar: Teknolojik kazalar, trafik kazaları, yangınlar vb.

59 YAPILMASI GEREKENLER - Geçmişte, hangi türde ve hangi büyüklükte afetler olduğunu, - Hangi sıklıkta meydana geldiklerini, - Tehlikelerin nereleri ve nasıl etkilediklerini, - Hangi türdeki ek veya zincirleme tehlikeleri meydana getirdiklerini, - Geçmişte yaşanan afetlerin doğurduğu sosyal, ekonomik, psikolojik çevresel ve politik problemlerin neler olduğunu, - Yerleşme birimi için önceden yapılmış tehlike analizleri olup olmadığını araştırmak ve bu konularla ilgili tüm bilgileri toplamak durumundadır.

60 RİSK NEDİR? Risk sözcüğü; gelecekteki belirli bir zaman içerisinde, belirli bir tehlikenin, bu tehlikeye maruz olan varlıklar veya tehlike altındaki unsurlara bunların zarar görebilirliklerine bağlı olarak, verebileceği kayıpları ifade eder. Bir olayın oluşturabileceği olumsuz sonuçların toplamı olan risk kavramı, mühendislik ve sigortacılıkta kısaca kayıp olasılığı olarak tanımlanmaktadır. Riskten yani kayıp olasılığından bahsedebilmek için, belirli bir yerde, belirli bir büyüklükte bir olay veya tehlikenin var olması, mevcut değerlerin bu tehlikeden etkilenme oranlarının veya zarar görebilirliklerinin bilinmesi veya tahmin edilebilmesi gerekmektedir. Riski aşağıdaki matematiksel ifade ile göstermek mümkündür. Risk = Tehlike x Tehlikeye Maruz Varlıklar x Zarar Görebilirlik

61 TEHLIKE, ZARAR GÖREBILIRLIK, RISK VE AFET ARASıNDAKI İLIŞKI.

62 SARSINTI BÜYÜTMESİ SAN FRANCISCO, KALİFORNİYA Ground-Shaking Amplification Capability (Site Classes, 2003 NEHRP) High - Very High Moderate - High Low - Moderate Very Low - Low Borcherdt, et al. 2006

63

64

65 GROUND MOTION PREDICTION Intended to predict PGA, PGV, or spectral response at periods of engineering interest logy=a1+a2(m-mr1)+a3(m-mr2)+a4r+a5logr+site+a6f Coefficients ai are determined by regression fits to ground motion data sets. Ground motion generally increases with M and decreases with R Site term mostly depends on near-surface shear-wave speed, usually expressed as Vs30 Site effects sometimes dominate Response spectra much more useful than PGA for predicting structural damage

66 5%-Damped, Pseudo-Absolute Acceleration (cm/sec 2 ) File: C:\metu_03\regress\psa_bjf_m55_m75_class_b_c_d.draw;Date: ; Time: 12:16:49 Boore, Joyner, and Fumal (1997); r jb = 10 km 1500 M=7.5, NEHRP classes M=5.5, NEHRP classes B, C, D B, C, D D C B 20 M=7.5, NEHRP classes M=5.5, NEHRP classes B, C, D B, C, D Period (sec) Period (sec) Perception of results depends on type of plot (linear, log)

67

68 Site Response: 1985 Michoacan, Mexico Earthquake

69 Mexico City 350 km from earthquake epicenter 9000 deaths collapse of 371 high rise structures, especially story buildings

70

71

72

73

74

75