1. GİRİŞ Bölgenin Coğrafik Özellikleri

Transkript

1 1 1. GİRİŞ 1.1. Bölgenin Coğrafik Özellikleri Çalışma bölgesi; İstanbul Anadolu Yakası nda bulunan Çekmeköy ilçesine bağlı olup, ilçe merkezinin kuzeydoğusunda bulunan, merkeze yaklaşık olarak 7 km uzaklıkta olan Ömerli ile 11 km uzaklıkta olan Hüseyinli arasında kalan alandır (Şekil 1.1). Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası.

2 2 150 km 2 lik alan üzerine kurulu olan Çekmeköy ilçesi, 180 bin nüfusa sahiptir. İlçe'nin kuzeybatısında Beykoz, kuzeydoğusunda Şile, güneybatısında Ümraniye, güneydoğusunda ise Sancaktepe ilçeleri yer almaktadır. İlçeye ulaşım karayolu ile sağlanmakta olup, pek çok İETT seferi bulunmaktadır. Ayrıca bölgeye ulaşım için Alemdağ Şile yolu da kullanılabilir. Çekmeköy Kadıköy ile 35 km, Üsküdar ile 34 km, Beşiktaş ile 43 km uzaklıkta bulunmaktadır. Çekmeköy, Kocaeli Yarımadasının Karadeniz kıyısına yakın bir kesimde yer alanmaktadır. İstanbul un Anadolu yakasındaki Alemdağ ormanlarının güney batı kesiminde bulunan Keçiağılı Tepesi nin güney yamaçlarında kurulmuş olan ilçenin denizden yüksekliği 100 m dir. Belediye bünyesinde 17 mahalle ile 4 köy bulunmaktadır. İkinci derecede deprem bölgesi içinde yer alan Çekmeköy, Karadeniz iklimi ile Akdeniz iklimi arasında geçiş iklimi özelliğini gösterir. Her mevsimde bulutluluk ve nemliliğin görüldüğü ilçede yıllık ortalama sıcaklık değeri 13.6 C'tır. Yıllık ortalama yağış toplamı 75.7 cm arasındadır. Yağışlı günlerin yıllık ortalaması gün arasında değişmektedir. Yıllık ortalama nemlilik, karadeniz üzerinden gelen nemli hava kütlelerinin etkisinde kaldığından %70-%80 arasındadır Çalışma Amacı Tez kapsamında İstanbul ili Hüseyinli-Ömerli arasında yer alan 36 km 2 lik bir bölgenin 1/25000 ölçekli genel jeoloji haritasının yapılması ve bunun yanında bölgenin stratigrafisinin, sedimantolojik ve yapısal evriminin, yapılacak olan arazi ve petrografik çalışmalarla ortaya konulması amaçlanmıştır. Bölgedeki jeolojik çalışmaların tamamlanması ardından, kayaçlardan numuneler alınıp TSE standartlarına uygun kaya-zemin deneylerinin yapılması ile kayaçların özelliklerinin belirlenmesi ve elde edilen veriler doğrultusunda Coğrafi Bilgi Sistemleri ile bölgenin tektonik modellerinin çıkarılarak olası İstanbul depreminin çalışma alanında yaratabileceği etkilerin modellenmesi amaçlanmıştır Önceki Çalışmalar İstanbul jeolojisinde görülmekte olan Paleozoyik döneme ait istif 1962 yılında Sayar tarafından incelenmiştir. Sayar bu çalışmasında İstanbul Boğazı ile civarında görülen Paleozoyik istifi araştırmıştır. Baykal ve Kaya 1965 yılında İstanbul Silüriyen i, 1966 yılında ise İstanbul Boğazı nın kuzey kesimi hakkında araştırma yapmışlardır lı yıllarda

3 3 İstanbul Boğazı civarında bir diğer çalışmayı da Abdülselamoğlu hazırlamıştır. Araştırma bölgesi olarak İstanbul Boğazı nın doğusunu ele alan Abdülselamoğlu, 1963 gerçekleştirdiği bu çalışmada Paleozoyik arazide stratigrafik ve paleontolojik araştırmalarda bulunmuştur yılında Önalan tarafından gerçekleştirilmiş olan bir diğer araştırma ile Ordovisyen ve Silüriyen istifinin çökelme ortamları üzerinedir.

4 4 2. JEOLOJİ 2.1. Stratigrafi Çalışma alanı içerisinde Paleozoyik, Mesozoyik ve Senozoyik dönemlere ait birimler bulunmaktadır. İncelenen bölgede elde edilen verilere göre en yaşlı birim Ordovisyen yaşlı Kurtköy Formasyonu olup, bu formasyon üstüne sırası ile Aydos ve Gözdağ Formasyonları uyumlu şekilde gelmiştir (Şekil 2.1). Ordovisyen-Silüriyen yaşlı olan ve kırıntılılardan oluşmuş bu birimler, uyumlu bir şekilde dizilim göstermişlerdir. Daha sonra bölgenin geçirmiş olduğu tektonik olaylar sonucunda faylı dokanaklarla Dolayoba Formasyonu ve Kartal Formasyonu görülür. Mesozoyik dönemi, Triyas yaşlı kireçtaşından oluşan Ballıkaya Formasyonu ve bunu uyumsuzluk ile örten Üst Kretase yaşlı volkanojenik kırıntılılardan oluşan İshaklı Formasyonu ile temsil edilir. Senozoyik döneme ait birimler Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu ve Kuvaterner yaşlı Belgrad Formasyonudur. Her iki formasyon da Paleozoyik ve Mesozoyik kayalarını açısal uyumsuzlukla örter Kurtköy Formasyonu (Ok) Kurtköy Formasyonu adı ile bilinen kırıntılı istif başlıca konglomera, arkoz, feldispatik litarenit, çamurtaşı ve subarkozdan oluşmaktadır. Önceki çalışmalara göre Haas (1968) tarafından Kurtköy tabakaları, Kaya (1978) tarafından Kurtköy Arkoz birimi olarak tanımlanan bu birim ilk kez Önalan (1982) tarafından Kurtköy Formasyonu olarak adlanmıştır. Birimin egemen litolojisini oluşturan kumtaşları kahverengimsi kırmızı, mor renklidir (Şekil 2.2). Yer yer dereceli ve çapraz tabakalanma gözlenmiştir. El örneğinde boylanmanın oldukça iyi olduğu görülür. Kuvars ve feldspatlar kayacın ana bileşenleridir. Birim çalışma alanının doğusu ve güney doğusunda yer almaktadır. Birim, güneydoğusunda beyazımsı ve pembemsi kuvars arenitlerle temsil edilen Aydos formasyonuyla geçişlidir. Kuzey doğusunda Çayağzı deresinin alüvyonları ve alüvyonların güneyinde Kuvaterner yaşlı Belgrad Formasyonu tarafından örtülmüştür.

5 5 Şekil 2.1 Çalışma alanının stratigrafik kesiti (ölçeksiz).

6 6 Şekil 2.2. Kurtköy Formasyonu kumtaşlarına ait görünüm (Lokasyon 56). Kurtköy Formasyonu ile Aydos Formasyonu arasındaki bazı bölgelerde merceksel geometrili, baskın olarak kuvars çakıllarından oluşmuş çakıltaşları mevcuttur. Önalan (1982) a göre bunlar Kurtköy Formasyonu nun üst kesimlerinde kıyı ovası fasiyesi içine açılmış kanal dolgularıdır. Kurtköy Formasyonu nu oluşturan tüm litolojiler ileri derecede diyajenez sonucu çok sert kaya halini almışlardır. Şekil 2.3. Kurtköy Formasyonu na ait kumtaşlarının ince kesit görünümü. a) Polarize ışıkta görünüm. b)doğal ışık görünümü.

7 7 Kumtaşlarından alınan ince kesitlerin petrografik analizinde kuvars ve feldispat dışında az oranda köşeli yarı köşeli litik tanelerde tespit edilmiştir (Şekil 2.3). Bu taneler kil matriks ve demiroksit çimento ile tutturulmuştur. Matriks ve çimentonun toplam oranı %15 ten azdır. Kaya bu özellikleriyle Pettijohn (1978) a göre feldspatlı arenit olarak sınıflandırılır. Ordovisiyen yaşlı olan birim alüvyon yelpazesi ve örgülü akarsu ortamı ürünüdür (Önalan 1982). Önceki araştırmalara göre (Baykal ve Kaya, 1963; Haas 1968; Kaya 1978; Sayar 1962) Kurtköy Formasyonu Orta Ordovisiyen den daha yaşlıdır Aydos Formasyonu (Oa) Bu istif önceki çalışmalarda esas kuvarsit horizonu, orta kuvarsit formasyonu, Ayazma tabakaları, Aydos kuvars arenit birimi, kuvarsit gibi isimler altında incelenmiştir (Packelmann, 1938; Okay, ; Altınlı, 1951; Ketin, ; Arıç, 1955; Abdüsselamoğlu, ; Baykal ve Kaya, 1965). Daha sonra Önalan (1982) tarafından Aydos Formasyonu olarak formasyon mertebesinde adlanmıştır. Formasyonun altere rengi bej-açık kahve, taze yüzey rengi pembemsi beyazdır. Formasyon büyük bölümüyle kuvarsitlerden oluşur; kimi yüzlemelerinde süt kuvars çakıllarını yoğun olarak kapsayan, silis çimentolu çakıltaşı düzeyi ile başlar (Şekil 2.4). Çalışma alanının güneyinde Kurtköy Formasyonu ile sınır yaptığı bölgede silis çimentolu çakıltaşı yüzeyi ile başlamış olup, topoğrafik olarak yükseğe çıkıldığında (Ballıkaya Tepesine doğru) genel olarak birim kuvarsite dönüşmüştür. Birim çok sert olmakla birlikte arazinin genelinde tabakalanma gözlenmemiştir. Tabaka gözüken yerlerde ise tabaka kalınlığı cm aralığında değiştiği görülmüştür. Birim genel olarak eğim yönü güney kısmında doğuya doğru açıyla, kuzey kısmında kuzeye doğru 60 0 açıyla ölçülmüştür. Birim inceleme alanının güneyinde ve kuzeyde sınırlı bölgelerinde mostra vermektedir. Güneyde görülen kısım batısında uyumlu olarak Ordovisyen yaşlı Kurtköy Formasyonu ile geçişlidir. Doğusunda Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu ile uyumlu bir istif gösterir. Güneydoğusunda ise Dolayoba Formasyonu ile tektonik dokanak oluşturmuştur. Birimin arazinin güney kesiminde görülen kısmı kuzeyden Kuvaterner yaşlı Belgrad Formasyonu ile örtülmüştür. Çalışma alanının kuzey kesimlerinde de görülen birim kuzeyde Gözdağ Formasyonu ile uyumludur. Güneyinde Kuvaterner yaşlı alüvyon ve Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme tarafından örtülmüştür.

8 8 Şekil 2.4. Aydos Formasyonuna ait silis çimentolu çakıltaşı düzeyi (Lokasyon 27). Birimden alınan kaya örneğinden yapılan ince kesit incelendiğinde hemen hemen tümüyle kuvars tanelerinden oluştuğu görülmektedir (Şekil 2.5). Görülen örneğin kil içermemesi ve ayrışma göstermemiş olması dokusal olarak olgun-yarı olgun olduğunu belirtir (Folk, 1951). Tanelerin yuvarlaklığını değerlendirmek, tanelerin orijinal şeklini sıkışma ve çimentolanma olayları etkilediğinden dolayı zordur. Şekil 2.5. Aydos Formasyonu ndan alınan kaya numunesinin ince kesiti.

9 9 Kurtköy ve Gözdağ Formasyonları ile sınırları tedrici geçişlidir. Orta Ordovisiyen- Landoveriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu nun uyumlu olarak altında bulunması nedeniyle Formasyon Ordovisiyen yaşlı olmalıdır m arasında kalınlığa sahip olan Aydos Formasyonu gel git akıntılarının egemen olduğu plaj ve çok sığ sahil ortamında oluşmuştur. Aydos Formasyonu üste doğru çoğunlukla şeyl, silttaşı ve vaketaşları ile temsil edilen Gözdağ Formasyonuna geçer Gözdağ Formasyonu (OSg) Birim ilk olarak Paeckelman tarafından Grovak Horizonu olarak adlandırılmıştır. Altınlı, Çamlıca dolaylarında yaptığı çalışmalarda birimi sleyt olarak tanımlamıştır. Daha sonra Baykal ve Kaya silisli şeyl Formasyonu olarak adlandırdığı birime Ketin ve Abdüsselamoğlu Zeytuni Kumlu şeyl, silttaşı adını vermişlerdir. Birimi son olarak, Önalan tarafından Gözdağ Formasyonu olarak tanımlamıştır. Gözdağ Formasyonu esas olarak laminalı şeyllerden ve ender kumtaşı ara seviyelerinden oluşur. Genellikle altere rengi sarımsı gri-kahve, taze yüzey rengi açık kahvedir. Şeyllerde iyi derecede laminasyon gelişmiştir (Şekil 2.6). Laminalı yapı çökelme sonrası biyojenik karıştırma ve deformasyonlarla bozulmuştur. Formasyon içinde üste doğru merceksel ve inceorta tabakalı feldispatik kumtaşı ara tabakaları izlenir. Bu zonun üzerinde formasyon kuvars arenit-yarı feldispatlı arenit mercekleri içeren şeyller halindedir. Formasyon üstteki Dolayoba Formasyonu na yanal ve düşey yönde geçer. Şekil 2.6. İyi dereceli laminasyon göstermiş olan şeyller (Lokasyon 36).

10 10 Birim inceleme alanında iki kısımda görülmüştür. Güneydeki kısmı, batısında ve güneyinde Aydos Formasyonuyla uyumlu olarak geçişli, doğusunda Üst Silüriyen-Alt Devoniyen yaşlı Dolayoba ve Devoniyen yaşlı Kartal Formasyonlarıyla tektonik dokanaklı, kuzey doğusunda da Kuvaterner Belgrad Formasyonu birimi örtmüş olarak gözlenmiştir. Birimin kuzeydeki kısmı ise güneyinde Aydos Formasyonuyla uyumlu geçişli, kuzeyinde Triyas yaşlı Kireçtaşı ile Kretase yaşlı İshaklı Formasyonu ile tektonik dokanaklı olarak görülmüştür. Kuzeydeki birim güneydoğusunda Dolayoba Formasyonu ile tektonik dokanaklıdır. Güneyinde Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme ve Kuvaterner yaşlı Alüvyon ile örtülmüştür. Gözdağ Formasyonu nda saptanan Conularia, Brachiopoda, Halystes ve Graptolit fosilleri (Yalçınlar, 1955; Sayar. 1962; 1964; 1969; 1979a; 1979b; 1979c; 1984;1989; Haas, 1968a; Önalan, 1981) birimin Üst Ordovisyen-Alt Silüriyen de çökeldiğini belirtir Dolayoba Formasyonu (SDd) Gözdağ Formasyonu nun laminalı şeylleri üzerine gelen koyu mavi-mavimsi gri renklerde ve çeşitli karbonat fasiyeslerinden oluşan bu birim literatürde çeşitli adlar altında incelenmiş, litostratigrafik birimleme açısından Önalan (1982) tarafından Dolayoba Formasyonu olarak adlandırılmıştır. Genellikle mavimsi gri renklerde, bol fosilli, resifal kireçtaşlarından oluşmuştur. Birim çalışma alanının güneyinde ve doğusunda yer almaktadır. Güneyindeki kısmında pusula ile ölçümler alındığında haritada antiklinal mevcut olduğu görülmektedir (Şekil 2.7). Altere rengi krem-gri olup, taze yüzey rengi koyu gri-fümedir. Tabaka kalınlıkları cm arasında değişmektedir. Formasyonun çok çatlaklı olduğu ve bu çatlakların aralarını kalsit damarlarının doldurduğu gözlenmiştir. İnceleme alanının doğusunda bulunan kısmın altere rengi gri, taze yüzey renginin gri fümedir. Güneyde bulunan kısma göre doğudaki kısmın daha az deforme olduğu ve tabaka kalınlığının cm arasında değişmekte olduğu görülmüştür (Şekil 2.8). Bu birimin güneydeki bölümünün kuzeyinde Devoniyen yaşlı Kartal Formasyonu ile, batısında ise Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ ve Ordovisyen yaşlı Aydos Formasyonları ile tektonik dokanaklıdır. Birimi doğusunu Kuvaterner yaşlı Belgrad Formasyonu örtmektedir. Formasyonun çalışma alanının doğusunda bulunan kısmı ise kuzeyi ile batısında Ordovisyen- Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu ile tektonik dokanaklıdır. Güneyinde ise Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu ve Kuvaterner yaşlı Alüvyon birimi örtmektedir.

11 11 Şekil 2.7. Dolayoba Formasyonunun çalışma alanınının güneyinde görülen mostralar (Lokasyon 53). Şekil 2.8. Dolayoba Formasyonunun çalışma alanının doğusunda görülen mostraları (Lokasyon 67).

12 12 Şekil 2.9. Dolayoba Formasyonu nda alınmış numuneden ince kesitler. a) Brakiyopod kavkı parçası. b) Stilolit yüzeyi. Dolayoba Formasyonu nda alınan numunelerin ince kesitlerin petrografik analizinde Brakiyopod fosilini ait hilal şeklinde kavkı parçaları gözlenmiştir (Şekil 2.9 (a)). Ayrıca zamanla kalsitlenmiş Krinoid sapı görülmüştür. Birimi oluşturan kalsit taneleri 10 mikrondan daha iri boyutta olup fosil içerdiklerinden dolayı bio-sparitik kireçtaşı olarak sınıflandırılmıştır. İnce kesitlerde stilolit yüzeyler belirgin olarak görülmüştür. Bu yüzeyler testere dişi gibi düzensiz çizgiler şeklindedir (Şekil 2.9 (b)). Stilolit yapısal bir kırık olmayıp, kireçtaşlarında gözlenen çözünmemiş eriyiklerin oluşturduğu bir yapıdır. Sparitik kireçtaşının bulunduğu ortam enerjinin yüksek olduğu sığ denizel ortamı yansıtmaktadır. Dolayoba Formasyonu içindeki Mercan (Halysites, Helioities, Favosites, Syringhopora), Brakiyopod, Krinoid, Bryozoa, Gastropoda ve Conodantlar fosilleri ile birimin yaşının Üst Silüriyen-Alt Devoniyen olarak belirlenmiştir (Paeckelman, 1938; Haas, 1968a; Abdülsselamoğlu, 1977; Kaya, 1973; 1978; Haas, 1968a; Akyüz, 1987) Kartal Formasyonu (Dk) Kartal Formasyonu büyük bölümüyle, şeyllerden ve mikalı siltlerden oluşmakta, belirli kesimlerinde, özellikle üst düzeylerinde, kireçtaşı ara katkılı olarak görülmektedir. İstanbul un Anadolu yakasında geniş alanlar kaplayan ve bol brakiyopod, trilobit vb makro fosil kapsamıyla sahada kolay tanınabilen birimi, Penck (1919) Bosporianiche Fazies,

13 13 Paeckelmann (1938) Pendik Schichten, Altınlı (1951) Orta Pendik Tabakaları = Kanlıca Horizonu ve Üst Pendik Tabakaları gibi değişik ad ve başlıklar altında incelemişlerdir. Kartal Formasyonu çalışma alanında açık kahve kirli sarı renkli iyi laminalı şeyller olarak incelenmiştir (Şekil 2.10). Birim arazide çok ayrışmış olarak gözlenilmiş, şeyller ele alındığında ufak kuvvetlerde dağıldığı görülmüştür. Altere rengi açık kahve olup taze yüzey rengi daha koyu kahverengidir. Tabaka düzlemine dik ve aynı doğrultuda çatlak takımları gözlenilmiştir. Bu çatlak takımlarının arasındaki uzaklıklar cm arasında değiştiği görülmüştür. Ayrıca birimde çok sayıda Brakiyopod kavkı parçaları gözlenmiştir (Şekil 2.11). Birim güneyinde Dolayoba Formasyonuyla, doğusunda Gözdağ Formasyonuyla tektonik olarak dokanak halindedir. Kuzeyinde ise Belgrad Formasyonu birimi örtmüştür. Şekil Kartal Formasyonunda görülen şeyl seviyeleri (Lokasyon 49).

14 14 Şekil Kartal Formasyonundan alınmış olan el örneğindeki Brakiyopod kavkı parçaları. Bu formasyon dalga tabanı altındaki düşük enerjili ve açık denizel koşullarda çökelmiştir Ballıkaya Formasyonu (Trb) Cumhuriyet Köyü kuzey ve kuzeydoğusunda, Hüseyinli Köyü civarında, Üvezli Köyü ve dolayında yüzeylenen dolomit, dolomitik kireçtaşı ve kireçtaşları için Ballıkaya Formasyonu adı kullanılmıştır (Yurtsever, 1982). Formasyonun altere yüzey rengi beyazımsı gri gri, taze yüzey rengi gri-bej olarak gözlenilmiştir (Şekil 2.12). Kayanın taze yüzeyi incelendiğinde tanelerin gözle görülür şekilde büyük ve parlak olduğu görülmüştür. Birim bu özelliğinden dolayı sparitik kireçtaşı olarak nitelendirilmiştir. Mostranın çekiçle kırıldığında yumurta çürüğü şeklinde ifade edilebilinecek kötü bir koku yaymış olması birimin dolomitik kireçtaşı olarak düşünülmesinde etkili olmuştur. Ballıkaya formasyonunu oluşturan kireçtaşlarının sert, dayanımı fazla olduğu görülmüştür. Arazi genelinde tabakalar belirgin olarak gözlenilememiştir. Tabakaların nadir olarak görüldüğü bölgelerde tabaka kalınlıklarının 30 ile 70 cm arasında değişmektedir.

15 15 Şekil Çalışma alanının kuzeyindeki Ballıkaya Formasyonuna ait mostra (Lokasyon 39). Birim çalışma alanının kuzeyinde Hüseyinli köyü ve çevresinde görülmüştür. Doğusunda Ordovisyen yaşlı Gözdağ Formasyonu ile tektonik dokanaklıdır. Güneyinde Gözdağ Formasyonuyla, kuzeyinde ve doğusunda ise Kretase yaşlı İshaklı Formasyonu ile tektonik olarak dokanıklıdır. Bu dokanak arazideki diğer tektonik dokanaklara göre farklı özellikte olup bindirme olarak tanımlanmıştır. Birimi batısında Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu, güneyinde ise Kuvaterner yaşlı alüvyon örtmektedir. Ballıkaya Formasyonundan alınan numunelerin ince kesitlerinin analizinde Brakiyopod kavkı parçalarına rastlanılmıştır (Şekil 2.13). Ayrıca kesitler incelenirken rölyefin yüksek olduğu gözlenilmiştir. Birimi oluşturan kalsitler ara ara daha iri şekilde görülmüş olup, kesitin genelinde kalsit taneleri dışında mavimsi yeşilimsi muskovit minerallerine rastlanılmıştır. Birimde oolitler gözlenmiş, dolayısıyla birim oo-sparitik kireçtaşı olarak yeniden sınıflandırılmıştır (Şekil 2.14). Oolitlerin içerisinde kalsit büyümeleri gözlenmiştir.

16 16 Şekil Ballıkaya Formasyonu na ait ince kesitteki Brakiyopod kavkısı. Şekil Ballıkaya Formasyonu ndan alınmış numuneden elde edilmiş ince kesitler. Çift Nikol (a), Tek Nikol (b) Oolitler içinde kalsit büyümeleri gözlenmiştir. Gastropod fosilleri içeren formasyonun yaşı stratigrafik konumuna ve Kocaeli Triyas İstifi ndeki aynı stratigrafik konumlu Balıkkaya Formasyonu nun yaşına dayanarak geç Olenekiyen (geç Skitiniyen)-erken Anisiyen olarak kabul edilmiştir (Yurtsever, 1982) İshaklı Formasyonu (Kyi) Bu birim genel olarak kahverengimsi gri ve kahverengi, ince orta tabakalı volkanojenik kumtaşı ve yeşil-yeşilimsi gri, yer yer kırmızı renkli ince tabakalı şeyl ardalanmasından oluşmaktadır. Çalışma alanının topoğrafik olarak yüksek bölümlerine gidildiğinde birimde öncelikle altere rengi kahverengi taze yüzey rengi kahverengimsi gri, sert, tabakaların net görülemediği kumtaşları ile karşılaşılmış, daha sonrasında yer yer yeşilimsi gri yeşil kumtaşları görülmüştür. Yılgın Tepesi ne gelindiğinde birim kırmızı, ince tabakalı, çok düşük eğimli

17 17 Şekil İshaklı Formasyonuna ait yüzlekteki konglomera seviyeleri (Lokasyon 71). şeyllere olarak gözlenmiştir. Birimin güneybatı kısmında dereceli olarak konglomera-kumtaşı seviyesine rastlanılmış, bu birimdeki altere renk kahverengi olup konglomeralar kötü boylanmış, orta yuvarlanmıştır (Şekil 2.15). Çalışma alanının kuzeydoğusunda görülen bu birim, güneyinde Triyas yaşlı Ballıkaya Formasyonuyla, güneydoğusunda ise Gözdağ Formasyonuyla tektonik dokanaklı olup, bu dokanak bindirme fayı olarak belirlenmiştir. Oldukça bol fosilli olan birimin yaşı önceki araştırmacılar tarafından Geç Kretase (Baykal, 1943), Senoniyen (Abdülselamoğlu, 1963a), Turoniyen veya öncesi (Ternek, 1987), Senomaniyen-Maastrihtiyen (Yurtsever, 1996) olarak verilmiştir Çukurçeşme Formasyonu (Mç) Formasyon, tutturulmamış çakıl, kum, kil karışımından oluşmuştur. Küçükköy, Çukurçeşme ve Mahmutbey semtlerinde sınırlı bir alanda yüzeyleyen çapraz katmanlı, bol mikalı, yer yer kil ara katkılı, ufak çakıl ve çakılcıkla tutturulmamış kumların egemen olduğu istif, önceki araştırmalarda Çukurçeşme Formasyonu (Sayar, 1976), ya da Çekmece Formasyonu kapsamında Çukurçeşme Üyesi (Sayar, 1989) adlarıyla incelenmiştir. Birim inceleme alanının kuzey ve doğu kesimlerinde dağınık olarak görülmüştür. Kuzeydoğuda bulunan kısım tamamına yakın şekilde kil olarak gözlenmiştir (Şekil 2.15).

18 18 Şekil Çalışma alanının kuzeydoğusundaki Çukurçeşme Formasyonu na ait killi seviye (Lokasyon 69). Birimin çalışma alanının orta kısmında kalan alan ise daha çok kumtaşı olarak görülmüştür (Şekil 2.16). Birime ait kumtaşında hakim renk sarı-krem, kil kısmında ise beyaz açık krem olarak gözlenmiştir. Şekil Çukurçeşme Formasyonu na ait kumlu seviye (Lokasyon 5).

19 19 Birimin kuzeydoğusundaki kısmı Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu nu, kuzeybatısındaki kısmı Triyas yaşlı Ballıkaya Formasyonunu örtmüştür. Aynı şekilde birimin güneydeki kısımları Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu nu, Ordovisyen yaşlı Aydos Formasyonu nu ve Silüriyen-Devoniyen yaşlı Dolayoba Formasyonu nu örtmüştür. Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu ise güneyde Kuvaterner yaşlı Alüvyon tarafından örtülmüştür. Birimin genelini sarımsı seyrek çakıl ara katkılı kil kum seviyeleri oluşturmaktadır. Çalışma alanının kuzeydoğu kesiminde tam olarak endüstride kullanılabilecek saflıkta kil ocağı bulunmaktadır. Ara ara birimde kömür kalıntılarına rastlanılmıştır. Birimin geriye kalan kısmını karasal örgülü akarsu ortamında çökeltilmiş kumtaşları oluşturmaktadır. Formasyon içinde literatürde Küçükçekmece Faunası olarak bilinen omurgalı faunası (Sayar ve Pamir, 1933; Sayar, M.,1951) bulunmaktadır. Bu fauna formasyonun Sarmasiyen de (Üst Miyosen) depolandığını ortaya koymuştur Belgrad Formasyonu (Qb) Bu formasyon Önalan (1982) tarafından Belgrad Formasyonu olarak adlandırılmıştır. Belgrad Formasyonu litolojik olarak iki ayrı özellikte görülmektedir. Değişik boyda ( cm), çoğu küt köşeli, kötü boylanmış kuvars çakılları ile kumlar ve killerden oluşmuş, kızılımsı-sarımsı renkli olan birim, yatay tabakalı gözlenmiştir. Açık sarımsı-boz, bazen beyazımsı, kırmızımsı alacalı renkte ve gevşek tutturulmuş, ince taneli ve bol killi siltlidir. İnceleme alanının güneyinde gözükmekte olan bu formasyon kil, silt, kum ve çakılın muhtelif karışımlarından oluşmuş olup, formasyonda kil içeriği egemendir (Şekil 2.17). Birim çalışma alanının güney kesimindeki Ömerli Köyü civarında görülmüştür. Birim batısında Ordovisyen yaşlı Kurtköy Formasyonu nu, Ordovisyen yaşlı Aydos Formasyonu nu ve Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu nu örtmüştür. Güneyinde ise Devoniyen yaşlı Kartal Formasyonu nu ve Silüriyen-Devoniyen yaşlı Dolayoba Formasyonu nu örtmektedir. Birim kuzeyinde Kuvaterner yaşlı alüvyon tarafından örtülmüştür. Belgrad Formasyonu Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı birimler üzerine açısal uyumsuzlukla gelmiş ve bu birimleri örter niteliktedir.

20 20 Şekil Çalışma alanının güneyinde bulunan Belgrad Formasyonu na ait mostra görüntüsü (Lokasyon 8) Alüvyon (Qal) Çalışma alanındaki alüvyon Çayağız Deresi nin etrafında gözlenmiştir. Derenin geçtiği yerlerde etrafındaki kayaları aşındırmasıyla çakıl-kum-kil oluşturmuş ve bunları zamanla taşımıştır. Birim, Ordovisyen yaşlı Kurtköy Formasyonu nu, Ordovisyen yaşlı Aydos Formasyonu nu, Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu nu, Silüriyen-Devoniyen yaşlı Dolayoba Formasyonu nu, Triyas yaşlı Ballıkaya Formasyonu nu, Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu nu ve Kuvaterner yaşlı Belgrad Formasyonu nu açısal uyumsuzlukla örtmektedir. Birimin yaşı Kuvaternerdir Yapısal Jeoloji Bölgede elde edilen yapısal veriler tabakalar, faylar ve uyumsuzluklar başlıkları altında değerlendirilmiştir. Yapılmış olan arazi çalışmasında kıvrım, çatlak gibi süreksizlikler çok fazla görülmemiştir. Fay ve uyumsuzluklar görülmüş, nadir olarak faylardan ölçüm

21 21 alınabilinmiştir. Bölgede oluşan deformasyonların birçoğunun faylarla ilişkili olduğu düşünülmektedir Tabakalar Çalışma alanımızda çok fazla bitki örtüsü olduğundan çok fazla tabaka ölçülemedi. Ölçü sayısının az olması nedeniyle Schmidt ağında belirgin bir ayrımlaşma olmasa da Paleozoyik yaşlı kayaların birden fazla deformasyona maruz kaldıkları anlaşılmaktadır (Şekil 2.18). Harita paternine bakıldığında, ölçüler ve dokanak konumları D-B ve yaklaşık K-G yönlü olmak izere iki farklı sıkışma yönü göstermektedir. Bunlardan hangisinin önce hangisinin sonra olduğuna dair bölgede bir veri gözlenememiştir. Ancak K-G yönlü sıkışmaları yansıtan yapıların, bindirmeleri oluşturan gerilmelerle uyumlu olduğu ve muhtemelen aynı yaşta olduğu söylenebilir. Şekil Paleozoyik yaşlı kayalardaki ölçümlerden elde edilen Schmidt ağı.

22 Faylar Çalışma alanında bindirme fayları, normal faylar ve türü belirlenememiş faylar mevcuttur. Belirtilen bu fayların büyük bir kısmının karakteri hakkında yeterince veri bulunmamaktadır. Faylar çoğunlukla harita paterni ve tabaka konumları yardımıyla belirlenmiştir. Arazinin kuzey kesiminde yer alan bindirme fayları D-B doğrultulu olup, Üst Kretase ve Triyas yaşlı kayalar ile Triyas ve Paleozoyik yaşlı kayalar arasında bulunmaktadır. Bu bindirme hareketi ile Kuzey-Güney yönlü sıkışmalar sonucu kuzeye verjanslı yapılar gelişmiştir. Üst Kretase de İshaklı Formasyonu ile başlayan istifin Alt Eosen e kadar uyumlu şekilde çökeldiği bilinmektedir (Akyüz, 1987). Bu bilgi ışığında bindirmelerin Alt Eosen den daha genç olduğu söylenebilir. Ayrıca İstanbul Zonu nda Alt Eosen-Orta Eosen arası dönemde Alpin Orojenezi nin etkili olduğu bilinmektedir (Ketin ve Güner, 1989). Alt Eosen den sonra gelişmiş olan bu bindirmelerin Alpin Orojenezi sonucu oluştuğu düşünülmektedir. Formasyon dokanakları ve tabaka ilişkileri yardımıyla belirlenmiş olan bindirme fayları Sırapınar ın yaklaşık 1.5 km ötesinde KD-GB gidişli bir normal fay tarafından kesilmiştir. Kesme-kesilme ilişkisi göz önüne alındığında, bindirme faylarını kesmiş olan normal fayın daha genç olduğu anlaşılmaktadır. Sırapınar ın yaklaşık 500 m doğusunda Gözdağ Formasyonu içinde KD-GB doğrultulu ve 78 KB konumlu bir normal fay ölçülmüştür. Bu fay arazi koşullarından ötürü doğrultusu boyunca takip edilememiştir. Ancak kuzeydoğusunda bulunan Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu tarafından örtüldüğü düşünülmektedir. Gözdağ Formasyonu içindeki normal fayın yaklaşık 150 m güneydoğusunda, formasyon ve tabaka ilişkilerine bakılarak doğrultusu KD-GB olan Gözdağ Formasyonu ile Dolayoba Formasyonu arasında bir fay daha belirlenmiştir. Bindirme faylarını kesen, Gözdağ Formasyonu içinde bulunan ve Gözdağ ile Dolayoba Formasyonlarının arasında bulunan fayların gidişlerinin aynı olması bu fayların aynı sistemde geliştiğini gösterebilir. Aynı doğrultuda bulunan bu fayların Alpin dönem sonrası oluştuğu ve bir fay takımı olduğu düşünülmüş, yaşlarının ise Alt Eosen-Miyosen arası olduğuna kanaat getirilmiştir. Bu fayların doğrultularına bakıldığında, bölgenin KB-GD doğrultusunda bir açılma evresi geçirdiği görülür. Açılma evresi ile geliştiği düşünülen bu fayların oluşmasında Geç Alpin hareketinin etkili olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca arazinin doğusunda Gözdağ ile Dolayoba Formasyonlarının dokanağınu oluşturan KB-GD doğrultulu bir diğer fay görülmektedir. Bu fay, fay takımına ait olduğu düşünülen yine Gözdağ-Dolayoba Formasyonları arasında bulunan KD-GB gidişli bir fay tarafından kesilmiştir. Dolayısıyla bu fayın, daha önceki dönemlerde oluştuğu düşünülmektedir.

23 23 Arazinin güney kesiminde, Ömerli ye yaklaşık 200 m uzaklıkta bulunan Dolayoba Formasyonu ile Kartal Formasyonu arasında D-B doğrultulu bir fay bulunmuştur. Bu fay batısında yaklaşık K-G doğrultulu fay ile kesilmiştir. Aydos, Gözdağ Formasyonları ile Dolayoba, Kartal Formasyonları arasında bulunan K-G doğrultulu bu fayın, D-B doğrultulu olana göre daha genç olduğu anlaşılmıştır. Ancak bu fayların yaşları hakkında herhangi bir öngörüde bulunmak için yeterli veri bulunmamaktadır Uyumsuzluklar İnceleme alanı ile ilgili yapılmış olan araştırmalar sonucu bölgede iki adet uyumsuzluk türünün olduğu görülmüştür. Bu uyumsuzluklardan ilkini tektonik dokanaklar, diğerini ise açısal uyumsuzluklar oluşturmaktadır. Çalışma alanındaki tektonik uyumsuzluklar Hersiniyen ve Kimmeriyen orojenez dönemi sonucu oluşmuştur. Paleozoyik dönemde Ordovisyen den başlayıp Devoniyen e kadar uyumlu şekilde çökelmiş olan istif, Hersiniyen orojenezi sonucu çökelsizlik dönemi geçirmiş, ardından Triyas ta tekrar çökelim başlamıştır. Jura dönemi ile başlayan Kimmeriyen orojenezi sonucu tekrar çökelsizlik dönemi geçiren bölgede Kretase ile tekrar çökelim başlamıştır. İncelene bölgede Paleozoyik dönemde çökelmiş olan Ordovisyen-Silüriyen yaşlı Gözdağ Formasyonu ile Silüriyen-Devoniyen yaşlı Dolayoba Formasyonu arasında tektonik dokanak görülmüştür. Aynı şekilde Dolayoba Formasyonu ile Devoniyen yaşlı Kartal Formasyonu arasında tektonik dokanağa rastlanmıştır. Bu tektonik dokanakların sebebi, bölgenin geçirmiş olduğu orojenez dönemlerinin olduğu düşünülmektedir. Açısal uyumsuzlukların gözlendiği dönemler de Alpin ve geç Alpin hareketlerinin olduğu yapılan araştırmalar sonucu görülmüştür. Kretase dönemi ile başlayıp orta Eosen e kadar uyumlu şekilde çökelmiş olan istiften sonra Alpin orojenezi bölgede etkinliğini göstermeye başlamıştır. Ayrıca Oligosen-Üst Miyosen arası dönemde Geç Alpin hareketinin etkili olduğu bilinmektedir. Bu hareket ardından Üst Miyosen de tekrar çökelim başlamış ve yeni çökeller tüm birimleri açısal uyumsuzla örtmüştür. Üst Miyosen çökeliminin ardından, bu sefer Kuvaterner yaşlı çökeller uyumsuz şekilde tüm birimleri örtmüştür Jeolojik Evrim Hüseyinli-Ömerli bölgesinde yer alan çalışma alanının en alt birimini Ordovisyen yaşlı Kurtköy Formasyonu oluşturmaktadır. Bu formasyona ait kumtaşlarının özellikleri incelendiğinde çökelme ortamının durağan bir akarsu yani menderes olduğu görülmektedir.

24 24 Birimdeki kumtaşlarının sahip o1lduğu şarabi renk, kumtaşlarında bulunan feldspatların ayrışmasıyla oluşmuştur. Formasyona hakim olan rengin kızılımsı olması ve ortamın karasal kırıntılar içermesi, bu bölgenin karasal bir bölge olduğunun göstergesidir. Stratigrafide de görüldüğü gibi Kurtköy Formasyonu üzerine uyumlu şekilde gelmiş olan Aydos Formasyonu, kuvars arenitlerden oluşmuş olup, bu çökeller gelgit akımlarının hakim olduğu plaj ve çok sığ sahil ortamda çökelmiştir. Bu istifi takiben Silüriyen-Devoniyen yaşlı Gözdağ Formasyonu Aydos Formasyonu üzerine uyumlu şekilde gelmiş olup, bu birimi temsil eden şeyller lagüner ortamda oluşmuştur. Gözdağ Formasyonu nun üstüne gelen Dolayoba Formasyonu oluşturan kireçtaşları içerisinde mercan fosilleri, Krinoid sapları ve Brakiyapod kavkı parçalarına rastlanılması ortamın sığ şelf ve dalga tabanı altı yapısında olduğunu göstermektedir. Dolayoba Formasyonu ile tektonik dokanaklı olarak görülen Kartal Formasyonu nun fosil içeriği çok yüksek olup, birime ait en belirgin özellik çok sayıda Brakiyapod kavkısı içermektedir. Fosil içeriği ve ince taneli kırıntılı özelliği birimin açık denizel ortamda çökeldiğini gösterir. Ordovisyen yaşlı Kurtköy Formasyonu ile başlayıp Devoniyen yaşlı Kartal Formasyonu ile son bulan ve Paleozoyik evreyi temsil eden çökeller, bu döneme ait istifin transgresif olduğunu anlatmaktadır. Paleozoyik istifin üst kesmini çalışma alanında görülmez. İstanbul Zonu nun genel statigrafisine bakıldığında Permiyen kayaları görülmemektedir. Bunun nedenini Karbonifer sonrasında kesilen çökelim, Hersiniyen orojenezi sonucu oluşan yükselmeler ve erozyonla ilişkili olduğu düşünülmektedir. Bu çökelsizlik dönemi ardından, Triyas ta yeniden başlayan çökelme evresi çalışma bölgesinde Ballıkaya Formasyonu olarak karşımıza çıkmaktadır. Ballıkaya Formasyonu bol fosil içermekte ve bu fosillerin özelliklerine bakıldığında ortamın sığ denizel bir ortam olduğu anlaşılmaktadır. Triyas-Jura arası dönemi, Kimmeriyen orojenezine denk gelmekte ve bu döneme ait birim çalışma alanında görülmemektedir. Kretase de volkanizma eşliğinde başlayan yeni çökelme evresi ile sedimanter ve volkanik kayaların oluşmaya başlamakta olup çalışma alanının kuzeyine tektonizma ile gelmişlerdir. Alt Eosen e kadar bu çökelim uyumlu bir şekilde devam etmiş, fakat çalışma alanında yalnızca Kretase dönemine ait çökeller gözlenmiştir. Alt Eosen de çökelimin kesilme sebebi olarak Alpin orojenez döneminde oluşan deformasyon ve erozyon olarak düşünülmüştür. Alpin orojenezi ardından Orta Eosen de başlayan çökelme Oligosen de devam etmiştir. Daha sonra muhtemelen Geç Alpin dönemi sonrası, Üst Miyosen yaşlı Çukurçeşme Formasyonu tüm birimleri açısal uyumsuzlukla örtmüştür. İçerdiği kumtaşları ve kil seviyelerinin özelliklerine bakılacak olursa karasal, örgülü akarsu ortamı ürünü olduğu düşünülmektedir. Kuvaterner yaşlı Belgrad Formasyonu uyumsuz olarak tüm birimleri örtmüştür. Litolojik özellikleri göz önüne alındığında karasal,

25 25 örgülü akarsu ortamının özelliklerini taşıdığı görülmüştür. Günümüzde akmakta olan Çayağzı deresinin güncel çökelleri ile oluşan alüvyon birimlerin üstünü örtmektedir. 2.4 Ekonomik Jeoloji Bölgede bulunan Triyas Ballıkaya Formasyonu na ait kireçtaşları endüstriyel kireç üretiminde kullanılabilmektedir. Bu formasyonun hemen yanında Entegre Harç Sanayi ve Ticaret A.Ş. bulunmaktadır. Ballıkaya Formasyonu nda bulunan dolomitik kireçtaşları ile Dolayoba Formasyonu na ait kireçtaşları farklı özellikteki kireçlerin üretilmesine olanak sağlamaktadır. Kireçtaşının niteliğine göre farklı alanlarda kullanılabilen kireç üretilebilmektedir. Kireç, kireçtaşının çeşitli derecelerde ( C) pişirilmesi sonucu elde edilen, suyla karıştırıldığında, tipine göre havada veya suda katılaşma özelliği gösteren, beyaz renkli, inorganik esaslı bir bağlayıcı madde türüdür. Kireçtaşları, tabii kireçtaşı ve dolomitik kireçtaşı olmak üzere iki çeşittir.tabii kireçtaşı, bileşiminde kütlece en az %90 oranında kalker (kalsiyum karbonat, CaCO 3 ) bulunduran tortul bir kayaçtır.dolomitik kireçtaşı, bileşiminde kalsiyum karbonat (CaCO 3 ) yanında kütlece %10-%35 oranında magnezyum karbonat (MgCO 3 ) bulunduran tortul bir kayaçtır.birinci gruptan elde edilen kireç beyaz renklidir. İkinci gruptan elde edilen ise esmerdir ve dayanımı nispeten daha yüksektir. Kirecin oldukça geniş bir kullanım alanı vardır. Kullanım alanları sürekli artan bir şekilde çeşitlilik göstermektedir. Örneğin; yılları arasında kireç %80 inşaatta, %10 kimya endüstrisinde, %10 da ziraatta kullanılmaktaydı. 1980'lerde ise, yapılarda %3, kimyasal endüstride %84, otoyollarda %6, refrakter endüstrisinde %6, ziraatte %1 oranında kullanılmaktaydı. Kirecin günümüzdeki kullanım alanları ise aşağıda verildiği şekildedir. Kimyasal ve endüstriyel: Metalurjik eriyik, çelik üretimi, demir dışı metaller üretimi, flotasyon, ergime. Kimyasal üretim: Magnezya, alkaliler, karpit, beyazlatma, inorganikler, organikler. Yapı: Bina yapımı, yollar hava alanları, sıva, alçı, harç, stabilize yol, asfalt, yol temelleri. Sağlık: Su arıtma, pis su, atık arıtma, ağartma, kostikleme. Ziraat: Orman, toprak kireçlenmesi, gübre. Ayrıca seramik ve cam sanayinde, tuğla yapımında, refrakterlerde, petrol yağlama, rafineri ve sondaj çamuru, çeşitli boyaların yapımında, deri temizlemede ve vernikte kullanılmaktadır.

26 26 Kuvarsit; kuvars, kuvars kumu, ve kuvarslı grenin kullanıldığı tüm alanlarda kullanılabilir. Başlıca tüketim alanları; cam, seramik, boya, detarjan, dolgu, hafif gazbeton yapı elemanları (Ytong), silika tuğla ve ferrosilisyum üretiminde hammadde olarak, ayrıca ferrokromun ara ürünü olan silika ferrokrom üretiminde ve demir çelik sanayinde yüksek fırınlarda asit-baz dengesinin sağlanmasında şeklinde sıralanabilir. Aydos Formasyonu ile temsil edilen kuvarsitler de bu şekilde endüstriyel hammadde olarak değerlendirilebilir.

27 27 3. MÜHENDİSLİK ÇALIŞMALARI Çalışma alanında farklı birimlerden oluşmuş pek çok formasyon bulunmaktadır. Bu formasyonların litolojik özellikleri bir önceki bölümde ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Formasyonlardan Kurtköy, Aydos, Gözdağ, Dolayoba, Kartal, Ballıkaya ve İshaklı nın sağlam zemin, yani kaya; Çukurçeşme, Belgrad ve alüvyonun gevşek zemin olduğu gözlenmiştir. Formasyonlarda kaya ve zemin ayrımı yapılırken birimlere ait danelerin arasındaki tutturulma ilişkileri kullanılmıştır. Bu ayrım sonucu mühendislik çalışmaları iki ana başlık altında toplanmış, birimlere kaya ve zemin sınıfı gözetilerek deneyler uygulanmıştır. Ancak, kaya sınıfında bulunan Kurtköy, Gözdağ, Kartal ve İshaklı Formasyonlarından deneylere uygun numune alınamamıştır. Bunun sebebi, formasyon yüzeylerinin aşırı altere olmuş olmasıdır. Ayrıca, bölgede herhangi sondaj, derin kazı gibi çalışmanın da yapılmıyor olması numunelerin yüzeyden alınmasına sebep olmuştur. Bu tez kapsamında yürütülmüş olan mühendislik çalışmaları kaya kütlelerinin tanımlanması, kaya mekaniği, psödostatik katsayı, zemin mekaniği, zemin özelliklerinin belirlenmesi ve zeminler için psödostatik katsayı olmak üzere altı ana başlık altında anlatılmıştır Kaya Kütlelerinin Tanımlanması Kaya kütleleri; sürekli, homojen ve izotrop malzemelerden olmayıp, çeşitli süreksizlikler tarafından kesilirler (Şekil 3.1). Ayrıca farklı derecede bozunmaya uğramış kayaç türlerini de içerirler. Bu nedenle, dış yüklere maruz kalabilen söz konusu kütlelerin davranışı, içerdikleri süreksizliklerin özellikleri dikkate alınmadan gerçeğe yakın şekilde analiz veya önceden tahmin edilemezler. Bu durum, kaya kütlelerinin özelliklerinin sağlıklı bir şekilde tanımlanmasına ve kaya mühendisliği uygulamalarında önem kazanmasına neden olur. Kaya kütlesinin tanımlanması; mühendislik yapısının duraylılığını denetleyecek jeolojik unsurların ve bunların fiziksel özelliklerinin tanımlanmasıyla ilgili verilerin toplanması ve kaya kütlesini temsil edecek bir modelin oluşturulması işlemidir. Bu işlemde en önemli aşama, süreksizliklere ait özelliklerin tanımlanmasıdır.

28 28 Şekil 3.1. Kaya kütlelerini tanımlamak için kullanılan parametreler. Süreksizlik türleri; dokanak, tabaka düzlemi, fay ve makaslama zonu, eklem, dilinim (klivaj), fisür, foliasyon (yapraklanma), damar gibi yapılardır Kayaçların Süreksizlik Özelliklerine Göre Sınıflandırılması Süreksizlikleri ile bir bütün olan kayaçlar, bünyelerinde gelişmiş tabaka, çatlak, kırık gibi ana süreksizlik düzlemlerine göre sınıflandırılırlar. İnceleme alanında gözlenen formasyonlarda karşılaşılan kayaç ortamların süreksizlik özellikleri arazi çalışması ile araştırılmış ve formasyonları süreksizlik özelliklerine göre tanımlamaları aşağıda yapılmıştır Kayaçların Tabaka Kalınlığına Göre Sınıflandırılması Tabaka kalınlığı, değişik amaçlı mühendislik tasarım ve uygulamalarında kayacın kalitesini doğrudan etkiler. Tabaka kalınlığının oluşturduğu süreksizlik sıklığı azaldığında yeraltı ve

29 29 yerüstü kazıları daha güvenli, daha duraylı ve daha az destekleme - sağlamlaştırma işlemlerini gerektirir. Günümüzde tabaka kalınlığına göre kayaç ortam tanımlamasında yaygın olarak kullanılan sınıflamalar Deere (1963) ve Geological Society Engineering Group Working Party (1972) nin yapmış olduğu tabaka kalınlıklarına bağlı sınıflandırmalar aşağıda Tablo 3.1 ile verilmiştir. İnceleme alanında kayaçlar değişik tabaka kalınlıklarına sahiplerdir. Stratigrafik istif ilişkisinde çalışma alanının en yaşlı kayaçlarından olan Aydos formasyonunda yer alan kuvars arenitler arazi genelinde 5-15 cm arasında değişen tabaka kalınlıkları sergilemektedir. Birim bu özelliği ile Deere 1963 ve Geological Society Engineering Group Working Party (1972) sınıflamalarında ince tabakalı kayaç sınıfındadır. Stratigrafik istif ilişkisinde Aydos Formasyonu üzerinde yer alan Gözdağ Formasyonu mostraları arazi genelinde kırık ve ezik düzlemler içeren, irili ufaklı birim kayaç elemanlarından oluşma sık-çok sık süreksizlik düzlemlerine sahiptir. Formasyonun mekanik ufalanma etkisinden korunmuş kesimleri 5-25 cm arasında değişen tabaka kalınlıkları sergiler. Birim bu özelliği ile Deere 1963 sınıflamasında ince tabakalı, Geological Society Engineering Group Working Party (1972) sınıflamasında ince-orta tabakalı kayaç sınıfındadır. Gözdağ Formasyonuna tektonik olarak dokanak oluşturan Dolayoba Formasyonunu sparitik kireçtaşları genel karakter olarak 2 m den daha kalın tabaka seviyelerine sahip olsalarda, yer yer 1-35 cm arasında değişen tabaka seviyeleri de sergilerler. Tablo 3.1. Tabaka kalınlığına göre kayaçların sınıflandırılması. Tabaka Kalınlığı (cm) Kayaç Tanımı DEERE (1963) Geological Society Engineering Group Working Party (1972) Çok kalın tabakalı > 300 > 200 Kalın tabakalı Orta tabakalı İnce tabakalı Çok ince tabakalı < Laminalı (tortul) - 0,6 2 Yakın-sık (metamorfik, magmatik) İnce Laminalı (tortul) Çok yakın-sık (metamorfik, magmatik) - < 0,6

30 30 Birim bu özelliği ile DEERE 1963 sınıflamasında kalın tabakalı, Geological Society Engineering Group Working Party (1972) sınıflamasında çok kalın tabakalı kayaç sınıfındadır. Arazi gözlemleri ile bu birimin yayılım sunduğu alan genelinde çok kalın tabakalı olduğu gözlemlenmiştir. Birimde yer yer rastlanılan yaklaşık 40 cm kalınlığa kadar değişen seviyeler ise kayaç ortamın bazı kesimlerde ince laminalı-çok ince tabakalı olduğunu yer yer de orta kalınlıkta tabakaları da içerdiğini göstermektedir Çatlak Sıklığına Göre Kaya Ortamın Sınıflandırılması Kayaç ortamda tabaka süreksizliği dışında farklı doğrultularda gelişen süreksizlikler çatlak ve kırık olarak isimlendirilir. Çatlaklar; çatlak ara uzaklığı, çatlak açıklığı, ortalama çatlak sıklığı ve çatlak pürüzlülük özelliğine göre sınıflandırılırlar (Şekil 3.2) Çatlak Ara Uzaklığına Göre Kaya Ortamın Sınıflandırılması Günümüzde çatlak ara uzaklığına göre kayaç ortam tanımlamasında yaygın olarak kullanılan sınıflamalar Deere (1963) ve Geological Society Engineering Group Working Party (1977) nin yapmış olduğu tabaka kalınlıklarına bağlı sınıflandırmalar aşağıda Tablo 3.2 ile verilmiştir. Şekil 3.2. Mostra yüzeyinde gelişen süreksizlikler.

31 31 Tablo 3.2. Çatlak ara uzaklığına göre kayaçların sınıflandırılması. Çatlak Aralığı (cm) Uzaklık/Aralığı (cm) Kayaç Tanımı Geological Society Engineering DEERE (1963) Group Working Party (1977) Çok seyrek çatlaklı (katı) > 300 > 200 Seyrek çatlaklı (masif) Orta çatlaklı (bloklu) Sık çatlaklı (çatlaklı) Çok sık çatlaklı (kırılmış ve ezilmiş) < Aşırı sık çatlaklı - <2 Şekil 3.3. Ballıkaya Formasyonu dolomitik kireçtaşı seviyesinde gözlenen süreksizlik gelişimi (Lokasyon 14). Ballıkaya Formasyonu dolomitik kireçtaşı kayacında boyuna ve enine çatlak sistemi gelişimi gözlenmiştir (Şekil 3.3). Birimde verev çatlaklarda ölçülen çatlak aralığı cm arasında olup birim bu özelliği ile Deere 1963 ve Geological Society Engineering Group Working Party (1977) sınıflamalarında seyrek çatlaklı (masif) kayaç sınıfındadır. Gözdağ Formasyonu arazi genelinde kırık ve ezik düzlemli, irili ufaklı birim kayaç elemanlı ve yer yer ince-orta tabakalı

32 32 olarak gözlenir ve birim bu özelliği ile Deere 1963 ve Geological Society Engineering Group Working Party (1977) sınıflamalarında çok sık-sık çatlaklı kayaç sınıfındadır. Dolayoba Formasyonu kireçtaşı kayacında doğrultu boyunca çatlak (çt1) görülmemesine karşın doğrultuya dik çatlak (çt2) ve açılı kesen ( çt3) çatlaklar mevcuttur. Çt2 çatlak takımı 35 cm ile 1 m arasında değişmekte olup eğim yönü eğim açısı 248/74 dür. Çt3 çatlak takımda ilk çatlak 15cm ile 70 cm arasında 324/84 eğim yönü ve açısındadır. İkinci çatlak ise 15cm ile 50 cm arasında değişmekte olup, 12/68 eğim yönü ve açısında gözlenmiştir (Şekil 3.4). Dolayoba Formasyonu ölçülen çatlak aralığı cm arasında değişmekte, birim bu özelliği ile Deere 1963 ve Geological Society Engineering Group Working Party (1977) sınıflamalarında sık çatlaklı (çatlaklı)-orta çatlaklı (bloklu) kayaç sınıfındadır. Kartal Formasyonunda ölçülen çatlak aralığı cm arasında değişmekte, birim bu özelliği ile Deere 1963 ve Geological Society Engineering Group Working Party (1977) sınıflamalarında sık çatlaklı (çatlaklı)-orta çatlaklı (bloklu) kayaç sınıfındadır. Şekil 3.4. Dolayoba Formasyonu kireçtaşı seviyesinde gözlenen süreksizlik gelişimi (Lokasyon 20).

33 33 Şekil 3.5. Kartal Formasyonu fosilli şeyl seviyesinde gözlenen süreksizlik gelişimi (Lokasyon 23). Bu birimde doğrultuya verev çatlaklar (çt3) gözlenmemekte, doğrultuya paralel (çt1), doğrultuya dik (çt2) çatlak takımları görülmektedir. Çt1 çatlak takımı yaklaşık 20 cm olup, eğim yönü eğim açısı 236/74 dür. Çt2 çatlak sıklığı yaklaşık 30 cm olup, 144/84 eğim yönü ve açısında gözlenmiştir (Şekil 3.5) Çatlak Açıklığına Göre Sınıflandırma Aynı çatlağın iki duvarı arasındaki dik uzaklık olan çatlak açıklığı dolgulu, dolgusuz, yarı dolgulu olup dolgu malzemesini kalsit, kuvars, kil, kayaç kırıntısı vs. oluşturur. Çatlak açıklığına göre Geological Society Engineering Group Working Party (1977) ve ISRM (2007) tarafından önerilen sınıflamalar aşağıda Tablo 3.3 te sunulmuştur.

34 34 Tablo 3.3. Çatlak açıklığına göre kayaçların sınıflandırılması. Geological Society Engineering ISRM (2007) Group Working Party (1977) Açıklık (mm) Tanım Açıklık (mm) Tanım > 200 Geniş açıklık < 0,1 Çok sıkı Orta derece geniş açıklık 0,1 0,25 Sıkı Kapalı Yapılar Orta derece dar açıklık 0,25 0,5 Kısmen açık 6 20 Dar açıklık 0,5 2,5 Açık 2 6 Çok dar açıklık 2,5 10 Orta derecede geniş 0 2 İleri derecede dar aralık > 10 Geniş Boşluklu Yapılar 0 Sıkı Çok geniş Aşırı geniş Açık Yapılar > 1000 Boşluklu Aydos Formasyonunda açıklık <0,1 mm olup arasında dolgu bulunmamaktadır. Geological Society Engineering Group Working Party (1977) ileri derecede dar aralık ve ISRM (2007) sınıflamasına göre sıkı olarak tanımlamakta olup kapalı yapılar olarak sınıflandırılmıştır. Gözdağ Formasyonunda açıklık 1 mm ile 3 mm arasında değişmekte olup, Geological Society Engineering Group Working Party (1977) sınıflamasına göre ileri derecede dar aralık aralıkçok dar açıklık ve ISRM (2007) sınıflamasına göre açık-orta derecede geniş olarak tanımlanmakta olup boşluklu yapı olarak nitelendirilebilir. Bu boşluklara birim kayacın kırıntılıları doldurmuş bulunmaktadır. Dolayoba Formasyonunda açıklık 1 mm ile 2 mm arasında değişmekte olup, bu açıklıklar kalsit dolgusuyla kapanmıştır. olup Geological Society Engineering Group Working Party

35 35 (1977) sınıflamasına göre ileri derecede dar aralık ve ISRM (2007) sınıflamasına göre açık olarak tanımlanmakta olup boşluklu yapı olarak nitelendirilebilir. Kartal Formasyonunda açıklık 1 mm ile 3 mm arasında değişmekte olup, Geological Society Engineering Group Working Party (1977) sınıflamasına göre ileri derecede dar aralık-çok dar açıklık ve ISRM (2007) sınıflamasına göre açık-orta derecede geniş olarak tanımlanmakta olup boşluklu yapı olarak nitelendirilebilir. Bu boşluklara birim kayacın kırıntılıları doldurmuş bulunmaktadır. Ballıkaya Formasyonunda açıklık <0.1 mm olup, Geological Society Engineering Group Working Party (1977) ileri derecede dar aralık ve ISRM (2007) sınıflamasına göre sıkı olarak tanımlamakta olup kapalı yapılar olarak sınıflandırılmıştır Ortalama Çatlak Sıklığına Göre Sınıflandırma Kayaçlarda ortalama çatlak sıklığı, kaya yüzeyinde tüm süreksizlik düzlemlerine dik doğrultuda alınan ölçümlere dayanır ve stini veya k stini ile tariflenir (Şekil 3.6). Ortalama çatlak sıklığına göre Golder Hoek ve Associates (1979) ve ISRM (2007) tarafından önerilen sınıflama aşağıda Tablo 3.4 te sunulmuştur. Şekil 3.6. Çatlaklı kaya ortamında k Stini nin saptanması.

36 36 Tablo 3.4. Ortalama çatlak sıklığına göre kayaçların sınıflandırılması. Ortalama Süreksizlik Sıklığı (1/m) Tanım > 1 Masif 1 3 Az çatlaklı kırıklı 3 10 Kırıklı Çok çatlaklı kırıklı > 50 Parçalanmış Kayaçların Ayrışma Derecelerine Göre Sınıflandırılması Kayaçların erozyon, su, buzul, rüzgar, dalga vs. gibi etkenlerle orijinal durumlarının bozulması olan ayrışma hem kaya yüzeyinde hem de kaya yüzeyinin altında gelişmektedir. Kaya yüzeyinde gelişen ayrışma gözlenip kontrol altına alınabilirse de kaya yüzeyi altında gelişip ilerleyen ayrışmanın fark edilip zamanında önlem alınması zordur. Kayaçlardaki ayrışma, etkenlerin, etkime şiddetine ve süresine bağlı olarak değişik derecelerde gelişebilir. Aynı kayaçta görülen farklı derecelerdeki ayrışma kayacın mühendislik özelliklerinde de farklılıklar oluşturur. Derine doğru gelişerek ilerleyen ayrışma çeşitli şartlarda gelişebilir. Kayaçların, kırılıp, ezilip, ufalanarak zemine dönüşmesi olayına fiziksel, mineral yapılarının bozulması olayına ise kimyasal ayrışma denilir. Gerek mekanik (fiziksel) gerekse kimyasal ayrışma sonucunda kayaçlar büyük ölçüde değişikliğe uğramakta, taneler arsındaki bağ zayıflamakta veya tamamen yok olmaktadır. Diğer bir deyişle tanelerin kohezyonu azalmaktadır. Kayaçlardaki fiziksel ayrışmayı buzullar, bitki kökleri, yağış, donma - çözünme, düzensiz sıcaklık değişimleri, kristal büyümesi, erozyon ve erozyonal ek yükler gibi etkenler oluşturur. Böylelikle mevcut kırıklardan bağımsız yeni kırıklar gelişebileceği gibi mevcut kırıklar da genişleyip yeni branşlar oluşturarak yayılımlarını artırırlar. Oluşan yeni Birim Kaya Elemanlarının yüzey altında birbirleriyle kesişen düzlemleri oksidasyon, hidrasyon, yağmur sularındaki çözülmüş atmosferik karbondioksit, zemindeki bitki köklerinin oluşturduğu organik asit ve karbondioksit gibi yeni kimyasal bozulma öğelerinin etkisi altında kalırlar. Oksidasyon mineral bünyesine katıldığında demirli kayaçların rengini değiştiren bir işlemdir. Hidratasyon olayına örnek olarak, anhidritlerin jipse dönüşmesi verilebilir.

37 37 Sulandırılmış karbonik ve organik asitler klastik kayaçların çimento malzemesi olan ve eriyebilen karakterdeki kalsit, dolomit ve jipsi eritirler. Bunlar aynı zamanda kireçtaşlarının dolomit ve kalsit kristallerini çözerek uzun mesafelere taşıyabilir, kayaçta yeni dolaşım ağları oluşturarak buralarda erimez mineral çökelimi, çoğun kil bırakırlar. Kayaçların ayrışma derecesi ile ilgili çalışmalar, 1950 li yıllardan bu yana önem kazanmış ve bir çok araştırmacı kayaçların elastik dalga hızını iletmesi, su emme derecesi, fissür açıklıkları, doku, yapı ve renk değişiklikleri özelliklerinden yararlanarak çeşitli sınıflandırmalar önermişlerdir (Tablo 3.5). Aydos Formasyonunda ayrışma, çalışma alanının kuzeyinde bulunan kısmında W1-W3 arasında değişmekte olup yer yer ana kayaçta renk değişimi yok, dayanımda bir azalma veya diğer bozunma etkileri söz konusu değildir. Yer yer sıkışmaya bağlı olarak kayacın rengi değişmiş, süreksizlikler açık olabilir ve renkleri değişmiş, bozunma kayacın içine nüfuz etmeye başlamış, kayaç farkedilebilir ölçüde zayıflamıştır ( ana kayaç/ bozunmamış kayaç oranının tahmini mümkündür). Fakat çalışma alanının güneyinde bulunan kısmında ise birim çok daha taze ve ayrışmamış olarak W1 seviyesindedir. Tablo 3.5. Kayaçlarda bozunma derecelerinin tanımlanması (EINSELE 1985). Tanımlama Ölçütü Tanım Simge Ana kayaçta renk değişimi yok, dayanımda bir azalma veya diğer bozunma etkileri söz konusu değil. Taze (bozunmamış) W 1 Kayacın süreksizliklere yakın olan kesiminde çok az renk değişimi var, süreksizlik yüzeyleri açık ve renkleri çok az değişmiş. Kayaç taze (bozunmamış) kayaca oranla farkedilir bir zayıflık göstermiyor. Az bozunmuş W 2 Kayacın rengi değişmiş, süreksizlikler açık olabilir ve renkleri değişmiş, bozunma kayacın içine nüfuz etmeye başlamış. Kayaç farkedilebilir ölçüde zayıflamış ( ana kayaç/ bozunmamış kayaç oranının tahmini mümkündür). Orta derecede Bozunmuş W 3 Kayacın rengi değişmiş, süreksizlikler açık olabilir ve yüzeylerinin renği değişmiş, süreksizliklere yakın kesimlerde orijinal doku değişmiş, bozunma kayacın iç kesimlerini daha fazla etkilemiş, ancak ana kayaç halen mevcut ( ana kayaç/bozunmamış kayaç oranının tahmini mümkündür). Çok bozunmuş W 4 Kayacın rengi değişmiş ve kayaç toprak zemine dönüşmüş, fakat orijinal dokusu genel olarak korunmuş. Seyrek olarak küçük ana kayaç parçaları bulunabilir. Bozunma türü zeminin özellikleri kısmen ana kayacın özelliklerini yansıtıyor. Tamamen bozunmuş W 5

38 38 Gözdağ Formasyonu çalışma alanında ayrışması W1-W5 arasında gözlenmektedir. Şeyl bazı yerlerde tamamen ayrışarak toprak zemine dönüşmüş fakat dokusu genel itibariyle korunmuştur. Dolayoba Formasyonu çalışma alanının güneyinde bulunan kısmı W1-W2 arasında ayrıştığı gözlenmiştir. Kayacın süreksizliklere yakın olan kesiminde çok az renk değişimi var, süreksizlik yüzeyleri açık ve renkleri çok az değişmiştir. Kayaç taze (bozunmamış) kayaca oranla farkedilir bir zayıflık göstermemekte, genel itibariyle ana kayaçta renk değişimi yoktur. Dayanımda bir azalma veya diğer bozunma etkileri söz konusu değildir. Birimin kuzeyinde bulunan kısmında ise güneye oranla daha fazla ayrışma gözlenmektedir. W1-W3 güneydeki kısmından farklı olarak bazı kesimlerde Kayacın rengi değişmiş, süreksizlikler açık olabilir ve renkleri değişmiş, bozunma kayacın içine nüfuz etmeye başlamıştır. Kayaç farkedilebilir ölçüde zayıflamıştır ( ana kayaç/ bozunmamış kayaç oranının tahmini mümkündür). Kartal Formasyonu çalışma alanında ayrışması W1-W5 arasında gözlenmektedir. Şeyl bazı yerlerde tamamen ayrışarak toprak zemine dönüşmüş, fakat dokusu genel itibariyle korunmuştur. Bazı yerlerde içerisinde bulunan fosil yığışımları dağılmış, fakat ana kayacın tam olarak taze durduğu bölgelerde mevcuttur. Ballıkaya Formasyonu genelde sağlam kalmış ve neredeyse hiç ayrışmamıştır. EINSELE 1985 sınıflamasına göre W1 olarak tanımlanabilir Kaya Mekaniği Bu bölümde Aydos, Dolayoba ve Ballıkaya Formasyonlarına ait birimlerin özellikleri incelenmiştir. Öncelikle çalışma alanından birimlere ait örnekler alınmış, daha sonra TS EN ve ISRM standartlarına uygun şekilde numuneler hazırlanmıştır Fiziksel Özellikler Birim hacim ağırlığı, yoğunluk, doğal su içeriği, gözeneklilik (porozite) ve boşluk oranı, doygunluk derecesi, geçirimlilik, ağırlıkça ve hacimce su emme kayaçların fiziksel özelliklerini oluşturmaktadır Birim Hacim Ağırlığı ( Birim hacim ağırlığı, numunenin toplam ağırlığının toplam hacmine bölümüyle bulunur. Su ve hava tarafından doldurulan hacim, boşluk hacmi olarak adlandırılır. Mühendislik

39 39 hesaplarında kullanılmış olan değerler, bütün boşlukların su ile dolu olması halindeki doygun birim hacim ağırlıkları ( d ) ile numunelerin 105 C lik etüvde kurutulması sonucu hava ile dolu boşluklu kısımlarında ele alınması halinde kuru birim hacim ağırlığı ( k ) dır Gözeneklilik (n) ve Boşluk Oranı (e) Bir kayacın gözenekliliği (n), içinde bulunan boşlukların hacminin (V b ), tüm hacmine (V t ) oranıdır ve % olarak tanımlanır. Kayaçların boşluk hacmi ile katı kısımlarının hacmi (V k ) oranına boşluk oranı (e) denir ve % olarak ifade edilir. Kayaçların gözenekliliklerinin ve boşluk oranlarının bulunması için fiziksel özellikler başlığı altında verilmiş olan bütün değerler hesaplanmıştır. Fiziksel özelliklere ait bu hesaplamaların yapılması için araziden alınmış olan örnekler TS 699 ve ISRM 1979 standartlarına göre her bir formasyona ait 6 adet numune olmak üzerinde hazırlanmıştır (Şekil 3.7). Numuneler ilk olarak 105 C lik etüvde kurutulup hassas tartıda tartılmış, daha sonra 48 saat saf suda bekletilmiştir. Daha sonra tekrar hassas tartı ile her formasyona ait 6 adet numune tartılmıştır. Aydos, Dolayoba ve Ballıkaya Formasyonlarına ait deney sonuçları sırası ile Tablo 3.6, Tablo 3.7 ve Tablo 3.8 de verilmiştir. Şekil 3.7. Fiziksel özellik deneyleri için hazırlanmış olan numuneler.

40 40 Tablo 3.6. Aydos Formasyonu na ait fiziksel özellik deney sonuçları. Değerler Doygun Birim Hacim Ağırlık d, (g/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlık k, (g/cm 3 ) Su İçeriği w (%) Porozite n (%) Boşluk Oranı e (%) Minimum 2,61 2,6 13,685 25,441 33,334 Ortalama 2,629 2,619 14,834 27,613 36,986 Maksimum 2,636 2,627 16,276 30,013 42,857 * Kayacın kuru birim hacim ağırlık ve porozite değerlerinden hareketle k = (1-n) s eşitliği ile hesaplanmış değerlerdir. Tablo 3.7. Dolayoba Formasyonu na ait fiziksel özellik deney sonuçları. Değerler Doygun Birim Hacim Ağırlık d, (g/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlık k, (g/cm 3 ) Su İçeriği w (%) Porozite n (%) Boşluk Oranı e (%) Minimum 2,75 2,71 9,08 19,32 24,83 Ortalama 2,767 2,736 9,362 19,842 24,754 Maksimum 2,79 2,76 9,55 20,06 25,10 * Kayacın kuru birim hacim ağırlık ve porozite değerlerinden hareketle k = (1-n) s eşitliği ile hesaplanmış değerlerdir. Tablo 3.8. Ballıkaya Formasyonu na ait fiziksel özellik deney sonuçları. Değerler Doygun Birim Hacim Ağırlık d, (g/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlık k, (g/cm 3 ) Su İçeriği w (%) Porozite n (%) Boşluk Oranı e (%) Minimum 2,700 2,694 0,078 0,211 0,211 Ortalama 2,704 2,701 0,125 0,338 0,339 Maksimum 2,710 2,707 0,203 0,548 0,551 * Kayacın kuru birim hacim ağırlık ve porozite değerlerinden hareketle k = (1-n) s eşitliği ile hesaplanmış değerlerdir.

41 41 Tablo 3.9. Moos-Quervain (1948) ve Anon (1979) sınıflamaları. POROZİTE SINIFLANDIRMASI Moos-Quervain, 1948 Sınıflaması Anon, 1979 Sınıflaması Porozite (%) Kaya Sınıfı Porozite (%) Tanımlama Sınıf < 1 Çok kompakt Very compact > 30 Çok yüksek Very High 1 1 2,5 Az boşluklu 2,5 5 Orta boşluklu 5 10 Oldukça boşluklu Little porous Medium porous Rather porous Yüksek High Orta Medium Düşük Low Çok boşluklu Very porous < 1 Çok düşük Very Low 5 > 20 Çok fazla boşluklu Extremely porous Tablo Anon (1979) kuru birim hacim ağırlık sınıflaması. KURU BHA Anon, 1979 Sınıflaması Sınıf g k (g/cm 3 ) Tanımlama 1 < 1,8 Çok düşük Very Low 2 1,8-2,2 Düşük Low 3 2,2-2,55 Orta Moderate 4 2,55-2,75 Yüksek High 5 > 2,75 Çok yüksek Very High

42 yılında Moos-Quervain, 1979 yılında Anon tarafından kaya sınıfı belirlemek için porozite değerlerini baz alan porozite sınıflaması oluşturulmuştur (Tablo 3.9). Porozite değerleri ile Moos-Quervain (1948) ve Anon (1979) sınıflamalarına göre formasyonlara ait kaya sınıflaması yapılmıştır. Ayrıca, 1979 yılında Anon tarafından kuru birim hacim ağırlığı kullanılarak bir sınıflama daha geliştirilmiştir (Tablo 3.10). Aydos Formasyonu için alınan numunelerin porozite oranları ortalama 30,613 olarak hesaplanmıştır. Moos-Quervain, 1948 sınıflamasına göre çok fazla boşluklu olarak tanımlanan bu formasyon, Anon, 1979 sınıflamasına göre ise çok yüksek tanımlaması yapılmaktadır. Anon, 1979 sınıflamasına göre bu formasyondan alınan numunelerin kuru birim hacim ağırlıkları ortalama 2,62 olmakta olup yüksek tanımlaması yapılmaktadır. Dolayoba Formasyonu için alınan numunelerin porozite oranları ortalama 19,842 olarak hesaplanmıştır. Moos-Quervain, 1948 sınıflamasına göre çok boşluklu olarak tanımlanan bu formasyon, Anon, 1979 sınıflamasına göre ise yüksek tanımlaması yapılmaktadır. Anon, 1979 sınıflamasına göre bu formasyondan alınan numunelerin kuru birim hacim ağırlıkları ortalama 2,74 olmakta olup yüksek tanımlaması yapılmaktadır. Ballıkaya Formasyonu için alınan numunelerin porozite oranları 1 den küçük olarak hesaplanmıştır. Moos-Quervain, 1948 sınıflamasına göre çok kompakt olarak tanımlanan bu formasyon, Anon, 1979 sınıflamasına göre ise çok düşük tanımlaması yapılmaktadır. Anon, 1979 sınıflamasına göre bu formasyondan alınan numunelerin kuru birim hacim ağırlıkları ortalama 2,70 olmakta olup yüksek tanımlaması yapılmaktadır Mekanik Özellikler Kayaçların çeşitli gerilmeler altında davranışlarını belirleyen özelliklerdir. Tek ve üç eksenli basınç dayanımları, nokta yük ve çekme dayanımı, schmidt sertliği ve suda dağılmaya karşı dayanım indeksi kayaçların mekanik özelliklerindendir. Yapılmış olan mühendislik çalışmaları kapsamından Aydos, Dolayoba ve Ballıkaya Formasyonlarına ait numuneler (Şekil 3.8) üzerinde ASTM D ve ISRM 1985 standartlarına göre tek eksenli basınç deneyi ile endirekt çekme (brazillian) deneyi yapılmıştır.

43 43 Şekil 3.8. Tek eksenli basınç ve endirekt çekme (Brazillian) deneylerinde kullanılmak üzere hazırlanmış olan numuneler Tek Eksenli Basınç Deneyi Tek eksenli basınç dayanımı, üzerine uygulanan basma yüklerine karşı kaya numunelerinin, kırılmadan önce dayanma yeteneği olarak tanımlanmaktadır. Deneydeki amaç kırılmadan önceki silindir veya prizma (2x1) şeklinde hazırlanan numunelerin tek eksenli ve düşey olarak uygulanan yükler altında dayanım sınırının bulunmasıdır. Deney numune ekseni ile küresel yatak üzerindeki tablanın basınç merkezi aynı olacak biçimde gerekli ayarlama yapılır. Numuneye uygulanacak yükün yüzeye eşit olarak dağılımını sağlamak için, oynak tabla numune yüzeyine tümüyle değecek biçimde ayarlanır. Yükleme hızı kırılmayı 5-15 dakikalık bir süre içinde oluşturacak biçimde ayarlanır ve yükleme, sürekli olarak, olabildiği kadar değişmez şekilde olmalıdır. Numunenin yenildiği andaki yük (F), yükleme ünitesinin göstergesinden okunur. Yük deformasyon kaydedicisi ile donatılmış bir test makinesinde ilk kırılmanın tam olarak belirlenmesi için deney süresince kayıt alınmalıdır. Bazı durumlarda ilk kırılmadan sonra çatlamış numunenin hala yüke dayandığı ve yükün artmaya devam ettiği gözlenir. Eğer kaydedici yoksa ilk kırılma yükünün belirlenmesi için hidrolik pres göstergesi dikkatle izlenmelidir. İlk kırılma anında yük göstergesinde açık bir duraklama olacaktır.

44 Endirekt Çekme (Brazillian) Deneyi Kayacın çekme gerilmesine karşı gösterdiği dayanımı hesaplamak için yapılan deneydir. Düzgün şekilli (silindirik; 1x1) numuneler için yapılan bu deney numunelerin tek eksenli çekme dayanımlarının dolaylı olarak hesaplanması için yapılmaktadır. Bu deneyin doğruluğu deneysel gerçeklere dayanır. Genel olarak silindirik şeklindeki numuneler üzerinde uygulanan basma kuvvetinin etkisi ile numunenin yatay yönde oluşan çekme kuvveti sonucunda kırılması amaçlanır. Bu yöntemle, silindirik kayaç örneklerinin uçlarından sabitlenerek çekilmesi şeklinde uygulanan doğrudan çekme deneyindekine göre, genellikle biraz daha yüksek çekilme dayanımları elde edilmektedir. Örneklerin deneye hazırlanması ve deneyin yapılışı açısından daha pratik olması nedeni ile Brazillian yöntemi daha yaygın şekilde kullanılmaktadır. Numune, yan yüzeyleri yükleme çenelerinin arasında kalacak biçimde, yükleme başlığının altına koyulan çenelerin, nokta yükleme aleti kullanılıyorsa silindirik plakaların arasına yerleştirilir. Numunenin yenildiği andaki yük (F), yükleme ünitesinin göstergesinden okunur. Yük deformasyon kaydedicisi ile donatılmış bir test makinesinde ilk kırılmanın tam olarak belirlenmesi için deney süresince kayıt alınmalıdır. Bazı durumlarda ilk kırılmadan sonra çatlamış numunenin hala yüke dayandığı ve yükün artmaya devam ettiği gözlenir. Eğer kaydedici yoksa ilk kırılma yükünün belirlenmesi için hidrolik pres göstergesi dikkatle izlenmelidir. İlk kırılma anında yük göstergesinde açık bir duraklama olacaktır. Aydos, Dolayoba ve Ballıkaya Formasyonlarına ait numuneler üzerinde uygulanan bu deneyler sonucu Mohr diyagramları çizilmiştir. Mohr diyagramları yardımıyla kohezyon (c) ve içsel sürtünme açısı ( değerleri her bir numune için bulunmuştur. Deney sonuçlarıyla elde edilmiş olan Mohr diyagramları ve deney sonuçlarına ait minimum, ortalama ve maksimum değerler sırası ile Aydos (Şekil 3.9. (a), (b), (c)), Dolayoba (Şekil (a), (b), (c)) ve Ballıkaya (Şekil (a), (b), (c)) Formasyonları için verilmiştir. Elde edilmiş sonuçlar genel sonuçlar başlığı altında Gs=1,5 alınarak yorumlanmıştır.

45 45 Şekil 3.9. (a) Aydos Formasyonu na Mohr diyagramı ve minimum değerler. Şekil 3.9. (b) Aydos Formasyonu na Mohr diyagramı ve ortalama değerler. Şekil 3.9. (c) Aydos Formasyonu na Mohr diyagramı ve maksimum değerler.

46 46 Şekil (a) Dolayoba Formasyonu na Mohr diyagramı ve minimum değerler. Şekil (b) Dolayoba Formasyonu na Mohr diyagramı ve ortalama değerler. Şekil (c) Dolayoba Formasyonu na Mohr diyagramı ve maksimum değerler.

47 47 Şekil (a) Ballıkaya Formasyonu na Mohr diyagramı ve maksimum değerler. Şekil (b) Ballıkaya Formasyonu na Mohr diyagramı ve maksimum değerler. Şekil (c) Ballıkaya Formasyonu na Mohr diyagramı ve maksimum değerler.

48 Psödostatik Katsayı Sismik analiz için kullanılan en eski yöntemlerden bir tanesi psödostatik analizdir. Bu yönteme göre sismik hareket nedeniyle oluşacak kuvvetler yatay yönde statik kuvvet olarak tanımlanır. Tanımlanan kuvvetin şiddeti zemin diliminin ağırlığına ve sismik katsayı k nın alacağı değere bağlıdır. Sismik hareketlerin düşey bileşeni genellikle ihmal edilir ve sismik katsayı kuvveti temsil etmek üzere kullanılır. Ömerli-Hüseyinli bölgesindeki çalışmada güvenlik katsayını (Gs) 1,5 alarak farklı kayaların beklenen deprem sonucunda olması gereken şev açıları hesaplanmıştır. Bu hesaplama yapılırken kaya laboratuvarında elde edilen verilerin, Mohr diyagramında kullanılmasıyla c ve değerleri bulunmuştur. Güvenlik sayısının 1,5 olarak alınmasının sebebi, çalışma bölgesine muhtemel İstanbul depreminin yaratacağı etki sonucu, bölgedeki yapıların minimum etkilenmesini amaçlamaktır. Bu bölümde kayalarda, psödostatik katsayı değeri (k y ) 0,25 alınarak çeşitli hesaplamalar yapılmıştır. Psödostatik katsayının 0,25 olarak tercih edilmesinin sebebi, beklenen Marmara depreminin bu katsayıya dayalı ivmelenmeye maruz kalacak olmasıdır. Bu ivme değeri, San Andreas Fayı ile Marmara Fayının karşılaştırılması ile yapılan sonuçlara dayanarak tespit edilmiştir (Tüysüz, 2003). Hesaplamalar; formülü kullanılarak başlar. Gs=1,5 ve k y =0,25 olacak şekilde sırası ile Aydos, Dolayoba ve Ballıkaya Formasyonları için hesaplanan g değerleri ile bu bölgelerde açılacak olan güvenli şev açısı hesaplanmış, sonuçlar Şekil (a), (b), (c); Şekil (a), (b), (c) ve Şekil (a), (b), (c) de verilmiştir. Sismik yüklemeler olmadığı durumda k y =0 olduğu için açısı hesaplanan g değerine eşittir. Her formasyon için elde edilen verilere bakıldığında sismik yükleme altında şev açılarında büyük bir azalma olduğu görülmektedir.

49 49 Şekil (a) Aydos Formasyonu; = 50,5 0 iken g = 39 0 için şev açısı = 26 0 olarak belirlenmiştir. Şekil (b) Aydos Formasyonu; = 51,8 0 iken g = 40 0 için şev açısı = 27 0 olarak belirlenmiştir. Şekil (c) Aydos Formasyonu; = 51,4 0 iken g = 40 0 için şev açısı = 27 0 olarak belirlenmiştir.

50 50 Şekil (a) Dolayoba Formasyonu; = 34,26 0 iken g = 21,44 0 için şev açısı =< 10 0 olarak belirlenmiştir. Şekil (b) Dolayoba Formasyonu; = 29 0 iken g = 20 0 için şev açısı =< 10 0 olarak belirlenmiştir. Şekil (c) Dolayoba Formasyonu; = 35,9 0 iken g = 26 0 için şev açısı = 10 0 olarak belirlenmiştir.

51 51 Şekil (a) Ballıkaya Formasyonu; = 56,2 0 iken g = 44,8 0 için şev açısı = 31 0 olarak belirlenmiştir. Şekil (b) Ballıkaya Formasyonu; = 53,67 0 iken g = 42,2 0 için şev açısı = 28,5 0 olarak belirlenmiştir. Şekil (c) Ballıkaya Formasyonu; = 51 0 iken g = 39,46 0 için şev açısı = 26,5 0 olarak belirlenmiştir.

52 52 Aydos Formasyonu için; psödostatik katsayı 0,25 ve güvenlik katsayısını 1,5 alındığında şev açısı arasında değişmekte olup bu birim için son olarak şev açısının 27 0 alınması uygun görülmüştür. Dolayoba Formasyonu için; psödostatik katsayı 0,25 ve güvenlik katsayısını 1,5 alındığında şev açısı < arasında değişmekte olup bu birim için son olarak şev açısının 10 0 alınması uygun görülmüştür. Ancak Dolayoba Formasyonu nun arazideki konumu göz önüne alındığında 10 0 den yüksek açılarda da duraylı olduğu görülmüştür. Ballıkaya Formasyonu için; psödostatik katsayı 0,25 ve güvenlik katsayısını 1,5 alındığında şev açısı 26, arasında değişmekte olup bu birim için son olarak şev açısının 29 0 alınması uygun görülmüştür Zemin Mekaniği Bu bölümde çalışma alanının geniş bir kesiminde bulunan Çukurçeşme Formasyonu na, Belgrad Formasyonu na ve alüvyona ait birimler zemin deneyleri ile incelenmiştir. Bu deneyler için araziden her birime ait yaklaşık olarak 5 kg ağırlığında örnek toplanmış, numuneler 105 C etüvde kurutulup, tokmak yardımıyla iyice ayrıldıktan sonra numunelere sırası ile elek analizi, likit limit ve plastik limit deneyleri uygulanmıştır Elek Analizi Zemini oluşturan tane büyüklüklerinin dağılımı ve miktarını belirlemek için yapılan deneye elek analizi, tane boyu dağılımı veya granülometri denir. Elek analizi ıslak ve kuru olmak üzere iki şekilde yapılır. Analiz için kullanılan aletler; elek seti, fırça, petri, terazi ve etüvdür. Tane boyu dağılımı belirlenecek olan zeminden g alınarak etüvde 105 C de 24 saat kurutulur. Kuru örnekden genelde iri taneli ise g, ince taneli ise g alınır. Tanelerin yapışmaması için örnek suda veya su-hidrojen peroksit karışımı (H 2 O 2 ) içinde bekletilir. Daha sonra örnek 200 No lu elekten elenerek ince malzeme uzaklaştırılır (Şekil 3.15). Eğer hidrometre deneyi yapılacaksa, bu malzeme başka bir kapta toplanır. 200 No lu elek üstünde kalan örnek, elek setinden geçirilir. Eleme makine ile yapılıyorsa en az dk süre geçmelidir. Sonuçta, her elekte kalan örnek ayrı kaplara alınır ve kurutulduktan sonra tartılarak elde edilen değerler kaydedilir. Toplam örnek ağırlığı esas alınarak her elekte kalan ve geçen miktarların yüzdesi hesaplanır.

53 53 Şekil Elek Analizi deneyinde kullanılan elekler. Çukurçeşme Formasyonu ve bu formasyona ait kum ocağı, Belgrad Formasyonu ve alüvyon numuneleri üzerinde gerçekleştirilmiş olan elek analizi deney sonuçları Tablo arasında verilmiştir.

54 54 Tablo Çukurçeşme Formasyonu na ait numuneden elde edilmiş elek analizi sonucu. Formasyon Elekler Boş Elek Ağırlığı (g) Dolu Elek Ağırlıkları (g) Zemin Ağırlığı (g) ÇUKURÇEŞME ,28 466, ,95 500,8 63, ,19 625,5 207, ,69 715,46 327, ,84 804,56 435, ,19 607,23 259, ,43 607,81 278, ,76 569,2 259, ,96 495,65 193, ,18 126, ,78 385,03 105, ,85 364,92 100,07 Reciver 245,31 390,24 144,93 Tablo Çukurçeşme Formasyonu nda bulunan kum ocağına ait numuneden elde edilmiş elek analizi sonucu. Formasyon Elekler Boş Elek Ağırlığı (g) Dolu Elek Ağırlıkları (g) Zemin Ağırlığı (g) KUM OCAĞI ,28 466, ,95 437,83 0, ,19 462,52 44, ,69 559,78 172, ,84 678,85 310, ,19 537,27 189, ,43 524,21 194, ,76 477,08 167, ,96 444,17 142, ,61 117, ,78 399,26 119, ,85 398,03 133,18 Reciver 245,31 438,85 193,54

55 55 Tablo Belgrad Formasyonu na ait numuneden elde edilmiş elek analizi sonucu. Formasyon Elekler Boş Elek Ağırlığı (g) Dolu Elek Ağırlıkları (g) Zemin Ağırlığı (g) BELGRAD ,28 483,53 17, ,95 472,64 35, ,19 527,48 109, ,69 683,33 295, ,84 716,32 347, ,19 510,13 161, ,43 474,02 144, ,76 418,11 108, ,96 371,27 69, ,36 43, ,78 317,51 37, ,85 306,89 42,04 Reciver 245,31 280,79 35,48 Tablo Alüvyona ait numuneden elde edilmiş elek analizi sonucu. Formasyon Elekler Boş Elek Ağırlığı (g) Dolu Elek Ağırlıkları (g) Zemin Ağırlığı (g) ALÜVYON ,28 486,34 20, ,95 482,77 45, ,19 489,17 70, ,69 569,25 181, ,84 724,18 355, ,19 535,95 187, ,43 482,78 153, ,76 407,49 97, ,96 358,23 56, ,9 33, ,78 307,18 27, ,85 295,35 30,5 Reciver 245,31 280,95 35,64

56 56 Aşağıda elek analizi verileri ile elde edilen granülometrik dağılım grafikleri sırası ile verilmiştir (Şekil ). Çakıl+Kum Silt+Kil+ Çakıl (%) Kum (%) Silt (%) Kil (%) Kolloid (%) TOPLAM Toplamı Kolloid (%) Toplamı (%) ,21 5,79 Şekil Çukurçeşme Formasyonu na ait granülometrik dağılım. Çakıl+Kum Silt+Kil+ Çakıl (%) Kum (%) Silt (%) Kil (%) Kolloid (%) TOPLAM Toplamı Kolloid (%) Toplamı (%) 99,67 0,30 0,03 0,00 0, ,97 0,03 Şekil Kum ocağına (Çukurçeşme) ait granülometrik dağılım.

57 57 Çakıl+Kum Silt+Kil+ Çakıl (%) Kum (%) Silt (%) Kil (%) Kolloid (%) TOPLAM Toplamı Kolloid (%) Toplamı (%) ,55 2,45 Şekil Belgrad Formasyonu na ait granülometrik dağılım. Çakıl+Kum Silt+Kil+ Çakıl (%) Kum (%) Silt (%) Kil (%) Kolloid (%) TOPLAM Toplamı Kolloid (%) Toplamı (%) ,25 2,75 Şekil Alüvyona ait granülometrik dağılım.

58 Likit Limit Deneyi (LL) Likit limit ve plastik limit için kullanılacak malzemenin seçiminde özen göstermek ve değişen plastisitedeki zemin tabakalarım karıştırmak gerekir. Doğal su içeriğinde olan ve 200 No lu elek altı malzeme kullanılmalıdır (özellikle temel zemini numuneleri için) 200 No lu elek altına geçen malzeme iyice karıştırılarak 100 gr alınır. Bu malzeme üzerine damıtık su eklenerek macun kıvamına gelene dek derin bir kap içinde spatula ile karıştırılır. Hazırlanan bu macun kıvamındaki zeminden Casagrande aletinin vuruş kabına konur, spatula ile kap içine sıvanır (Şekil 3.20). Oluk açma bıçağı kullanılarak zemin belirgin bir biçimde iki eşit kısma bölünür. Saniyede iki dönme yapacak hızda yatay kol döndürülerek zeminin iki parçasının oluk tabanında 13 mm birleşmesini sağlayacak düşüş sayışı saptanır. Oluk tabanındaki kapanma, zeminin kayması biçiminde değil, zeminin akarak kapanması ile olmalıdır. Su içeriği belirlenmesi için kapanan bölgeden numune alınır. Vuruş kabında kalan malzeme karıştırma kabına alınır ve su içeriği değiştirilerek yeni bir darbe sayısı saptanır. Bu işlemlere, arasında en az 4 darbe sayısı saptanıncaya kadar devam edilir. Saptanan her darbe sayısı için su muhtevası hesaplanır. Bu elde edilen darbe sayısı ve buna karşılık gelen su muhtevası değerlerinden akış eğrisi elde edilir. Akış eğrisinde darbe sayısını (N) logaritmik olarak apsiste, su muhtevası yüzde olarak ordinatta gösterilir. Akış eğrisinde 25 darbeye karşı gelen su muhtevası değeri o zeminin "likit limit" değeridir. Aşağıda birimlere ait likit limit değerleri verilmiştir (Tablo ). Şekil Cassagrande aleti yardımıyla likit limitin belirlenmesi.

59 59 Tablo Çukurçeşme Formasyonu na ait likit limit (LL) değeri. Numune Darbe Kap ağırlığı (gr) Kap+ yaş numune (gr) Kap+kuru numune (gr) yaş numune (gr) kuru numune (gr) su içeriği (%) ÇUKURÇEŞME 23 21,04 43,79 40,37 22,75 19,33 17, ,87 45,95 39,29 25,08 18,42 36, ,85 44,44 42,04 25,59 23,19 10, N LL 25 20,31 Tablo Kum ocağına (Çukurçeşme) ait likit limit (LL) değeri. Numune Darbe Kap ağırlığı (gr) Kap+ yaş numune (gr) Kap+kuru numune (gr) yaş numune (gr) kuru numune (gr) su içeriği (%) KİL 36 0,86 20,57 15,18 19,71 14,32 37, , ,34 15,14 10,48 44, ,86 23,2 16,43 22,34 15,57 43, N LL 25 40,81

60 60 Tablo Belgrad Formasyonu na ait likit limit (LL) değeri. Numune Darbe Kap ağırlığı (gr) Kap+ yaş numune (gr) Kap+kuru numune (gr) yaş numune (gr) kuru numune (gr) su içeriği (%) BELGRAD 52 20,42 42,34 35,9 21,92 15,48 41, ,86 10,96 7,93 10,1 7,07 42, ,86 14,69 9,97 13,83 9,11 51, N LL 25 44,93 Tablo Alüvyona ait likit limit (LL) değeri. Numune Darbe Kap ağırlığı (gr) Kap+ yaş numune (gr) Kap+kuru numune (gr) yaş numune (gr) kuru numune (gr) su içeriği (%) ALÜVYON 10 18,58 38,79 33,96 20,21 15,38 31, ,32 46,74 39,82 27,42 20,5 33, ,06 48,39 40,76 28,33 20,7 36, N LL 25 34,72

61 Plastik Limit Deneyi (PL) Likit limit için hazırlanan numuneden bir miktar alınır. Alınan bu malzeme kaba konur ve parmaklar ile yoğrulduğunda yapışmayacak şekilde ancak kolayca yuvarlanabilecek bir kütle elde edilmesini sağlayacak ölçüde arı su ile karıştırılır. Bu kıvamdaki malzemeye el ile elipsoidal bir biçim verilir ve düz bir plaka üzerine konarak el ayası ile yuvarlanır. Bu işlemi yaparken 3 mm çapında çubuklar elde edebilmek için yeterince bastırılır. Çubukların çapı 3 mm olduğu anda yüzeyde çatlamalar olmazsa, malzeme toplanır ve tekrar topak haline getirilerek yoğrulur. Bu yoğurma işlemine 3 mm çapındaki çubuk çatlayıp birkaç parçaya bölününceye kadar devam edilir. Bu ufalanan çubuğun parçalarının su muhtevası belirlemesi yapılır. Bulunan bu su muhtevası ortalamaları zeminin plastik limit değerini verir. Çukurçeşme, kum ocağı (Çukurçeşme), Belgrad ve alüvyon numuneleri ile yapılmış plastik limit deney sonuçları Tablo 3.19 da verilmiştir. Tablo Zemin numunelerinden elde edilmiş plastik limit (PL) deney sonuçları. PLASTİK LİMİT NUMUNE KAP AĞIRLIĞI (GRAM) KAP+YAŞ NUMUNE (GRAM) YAŞ NUMUNE (GRAM) KURU NUMUNE (GRAM) SU İÇERİĞİ (%) ÇUKURÇEŞME 0,86 2,82 1,96 1,68 16, ,86 3,09 2,23 1,89 17, ,86 2,79 1,93 1,55 24, KUM OCAĞI 0,86 3,08 2,22 1,77 25, ,86 3,68 2,82 2,21 27, ,86 3,86 3 2,4 25 BELGRAD 0,86 2,41 1,55 1,16 33, ,86 2,43 1,57 1,18 33, ,86 2,47 1,61 1,25 28,8 ALÜVYON 0,86 3,17 2,31 1,96 17, ,86 3,28 2,42 2,06 17, ,86 2,59 1,73 1,47 17,

62 Zemin Özelliklerinin Belirlenmesi Kıvam Özellikleri ve Zemin Sınıfı Kıvam özellikleri 40 No lu elek altı malzeme üzerinde gerçekleştirilen plastik limit ve likit limit deneyleri ile belirlenmiştir. Plastik limit için örnekler üzerinde sucuk deneyi, likit limit için Casagrande deneyi yapılmıştır. Deneyler, silttaşlarının yerinde ayrışması sonucu plastik ve likit limit değerlerinin birbirine yakın olduğunu göstermiştir. Silttaşlarının yerinde ayrışan ve tutturulmamış halde bir arada bulunan kolloid boyutundan mm boyutlu dane aralığına kadar ayrık malzemesine ait doğal su içeriği, plastik limit, likit limit, plastisite indisi, likidite indisi ve kıvamlılık indisi değerleri Tablo 3.20 ile verilmiştir. Tablo Silttaşlarının ayrışmış kesimlerinin kıvam değerleri. Kıvamlılık Su İçeriği Plastik Limit Likit Limit Plastisite İndisi Likidite indisi İndisi w (%) PL (%) LL (%) PI (%) LI (%) I C (%) Zeminlerin plastisite değerine göre sınıflandırılmasında yaygın kullanılan sınıflama sistematiği Burmister, 1951; Leonars, 1962 ve Anon, 1979 tarafından önerilmiştir. Önerilmiş olan sınıflamalar Tablo 3.21 ile bir arada verilmiştir. Silttaşlarının yerinde ayrışıp ayrık malzemeyi oluşturduğunda oluşan zemin, Burmister, 1951 sınıflamasına göre önemsiz derecede plastisiteli killi silt; Leonars, 1962 sınıflamasına göre plastik olmayan ve çok küçük kuru dayanımlı; Anon, 1979 sınıflamasına göre az plastik zemin özelliğindedir. Zeminler likit limit, likidite ve kıvamlılık indis değerlerine göre de sınıflandırılırlar. Likit limit, Likidite ve kıvamlılık indisi değerlerine göre zeminlerin sınıflanması Tablo 3.22 ile verilmiştir. Tablo ile verilen tanımlama içersinde silttaşlarının yerinde ayrışarak oluşturduğu ayrık malzeme düşük plastisiteli yağsız veya siltli zemin özelliğinde (Bell, 2007) olup yarı katı veya katı faz (Murthy, 2003) dadır. Özellikleri yukarıda açıklanan silttaşları Casagrande plastisite kartında (Şekil 3.21 (a), (b), (c), (d)) CL grubunda yer alır. Bu grubu oluşturan killer düşük veya orta plastisiteli inorganik zayıf killer olup çakıl, kum ve silt içerebilirler.

63 63 Tablo Zeminlerin plastisite değerlerine göre sınıflandırılması. Burmister, 1951 Plastisite İndisi PI (%) Plastisite Derecesi Tanım 0 Plastik değil Silt 1 5 Önemsiz derecede plastisiteli Killi silt 5 10 Düşük plastisiteli Silt ve kil Orta plastisiteli Kil ve silt Yüksek plastisiteli Siltli kil > 40 Çok yüksek plastisiteli Kil Leonars, 1962 Plastisite İndisi PI (%) Plastisite Derecesi Kuru Dayanım 0 5 Plastik değil Çok düşük 5 15 Az plastik Düşük Plastik Orta > 40 Çok plastik Yüksek Anon, 1979 Plastisite Sınıfı Plastisite İndisi PI (%) Plastisite Derecesi 1 < 1 Plastik değil Az plastik Orta plastik Yüksek plastik 5 > 35 Çok yüksek plastik Tablo Zeminlerin likit limit, likidite ve kıvamlılık indisine göre sınıflandırılması. PLASTİSİTE (Bell, 2007) Tanımlama Plastisite Derecesi Likit Limit LL (%) Yağsız veya siltli Düşük plastisiteli < 35 Orta yağlı Orta plastisiteli Yağlı Yüksek plastisiteli Çok yağlı Çok yüksek plastisiteli Aşırı derecede yağlı Aşırı yüksek plastisiteli > 90 KIVAMLILIK (Murthy, 2003) Tanımlama Likidite indisi Kıvamlılık İndisi LI (%) I C (%) Yarı katı veya katı faz < 0 > 1 Çok sert (w doğal = PL) 0 1 Çok yumuşak (w doğal = LL) 1 0 Likit evre > 1 < 0

64 64 Silttaşlarının yerinde ayrışarak oluşturduğu zeminin aktivitesi hesaplanarak şişme potansiyeli değerlendirilmiştir. Zeminlerin aktivitesi Skempton (1953) tarafından zeminin plastisite indisi değerinin mm den küçük tanelerinin ağırlıkça yüzdesine oranı olarak tanımlanmıştır. Skempton (1953) tarafından 5 alt grup olarak tanımlanan aktivite genel olarak 0.75 ten küçük değerleri için aktif olmayan killer (kaolinit), değeri için normal killer (illit) ve 1.25 ten büyük değerler için aktif killer (montmorillonit) olarak tanımlanır (Ulusay, 1994). Silttaşlarının yerinde ayrışması ile oluşan zeminin 2 mikrondan küçük danelerinin ağırlıkça yüzde değeri (1) nolu eşitlik ile % olarak hesaplanmıştır. Bu durumda zeminin aktivitesi olacaktır. Bu değer zeminin aktif kil içerdiğini göstermektedir. Anon (1981) zeminlerdeki hacim değişim kapasitesini plastisite indis değerine göre Holtz ve Gibbs (1956) kolloid madde miktarı, plastisite ve büzülme indis değerlerine göre sınıflamışlardır. Bu sınıflamalar Tablo 3.23 ile verilmiştir. Şekil (a) Çukurçeşme Formasyonu silttaşının yerinde ayrışması sonucu oluşan zeminin Casagrande plastisite kartında yeri. Şekil (b) Kum ocağı (Çukurçeşme) silttaşının yerinde ayrışması sonucu oluşan zeminin Casagrande plastisite kartında yeri.

65 65 Şekil (c) Belgrad Formasyonu silttaşının yerinde ayrışması sonucu oluşan zeminin Casagrande plastisite kartında yeri. Şekil (d) Alüvyon silttaşının yerinde ayrışması sonucu oluşan zeminin Casagrande plastisite kartında yeri. Tablo Zeminlerin şişme potansiyeli sınıflandırması. Holtz ve Gibbs, 1956 İndis Özellikler Kolloid Yüzdesi Plastisite İndisi Büzülme Limiti Şişme Yüzdesi Şişme Derecesi > 28 > 35 < 11 > 30 Çok yüksek Yüksek Orta < 15 < 18 > 15 < 10 Düşük Anon, 1981 Plastisite İndisi Şişme Potansiyeli > 35 Çok yüksek Yüksek Orta < 18 Düşük Silttaşlarının yerinde ayrışıp ayrık malzemeyi oluşturduğunda oluşan zeminin şişme potansiyeli plastisite indisi değerine göre Anon (1981) ile Holtz ve Gibbs (1956) sınıflamaları

66 66 ile yapılan değerlendirmede düşük sınıfındadır. Holtz ve Gibbs (1956) sınıflamasına göre zeminin şişme yüzdesi %10 dan az olacaktır Hesaplamalar Değişik lokasyonlardan alınan numunelerin kuru birim hacim ağırlıklarını ve doygun birim hacim ağırlıkları kullanılarak aşağıdaki formül kullanılmıştır. Öncelikle hızlı yüklemede efektif gerilme değerleri bulunmuş, daha sonra yavaş yüklemede efektif gerilme değerleri hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar zemin ortamının su içeriğinin olmaması ya da tam olmasına göre yapılmıştır. Her bir formasyon için gerekli hesaplamalar ekte bulunmaktadır. Bu hesaplamalar zemin mekaniği laboratuvarında yapılan deneylerle bazı parametreler belirlenemediğinden, formasyonlar için litaratürdeki veriler yardımıyla yapılmıştır Hızlı Yükleme Örneğin alındığı yerdeki efektif gerilme değerini hesaplamak için aşağıdaki eşitliklerden yararlanılmıştır. Zemin deneylerinde elde ettiğimiz likit limit, plastik limit ve plastisite indileri kullanılarak kohezyon değeri hesaplanılmıştır. Her bir formasyon için gerekli hesaplamalar ekte bulunmaktadır. Normal konsolide killerde kohezyon-gerilme ilişkisi aşağıdaki formülde verildiği gibidir. Normal konsolide killerde içsel sürtünme açılarını bulmak için literatürde 2 farklı hesap bulunmaktadır. Aşağıdaki formüller kullanılarak bu iki yönteme göre içsel sürtünme hesapları yapılmış daha sonrasında bu iki değerin aritmetik ortalaması alınıp nihai içsel sürtünme açısı kabul edilmiştir. Her bir formasyon için gerekli hesaplamalar ekte bulunmaktadır.

67 67 Kenney 1959'a göre; Mayne 1980'e göre; En son bütün bu veriler kullanılarak kayma gerilmesi denklemleri ortaya konulmuştur. Kayma gerilmesi hesaplamak için aşağıdaki denklem kullanılmaktadır. c. tg Yavaş Yükleme İçsel sürtünme açısı ve efektif gerilme değerleri kullanılarak aşağıdaki formül kullanılarak yavaş yükleme durumundaki açısı değeri bulunmuş ve son olarak kayma gerilmesi denkleminde yerine konularak kayma gerilmesi bulunulmuştur. Her bir formasyon için gerekli hesaplamalar ekte bulunmaktadır. Drenajlı içsel sürtünme açısını hesaplamak için Skempton ve Bishop bir formül önermişlerdir (1967). Skempton ve Bishop'a (1967) göre; Normal konsolide killerde yavaş yükleme (drenajlı) durumunda c'=0 alınır. Bu durumda kayma gerilmesi aşağıdaki şekilde hesaplanmıştır Kritik Şev Yüksekliğinin Belirlenmesi Kritik şev yüksekliklerinin belirlenmesinde her bir formasyona ait içsel kuvvetler hesaplanılmıştır. Bu parametreler ve aşağıdaki formüller kullanılarak her formasyon için güvenlik katsayısı 1,0 alınarak kritik şev yükseklikleri belirlenilmiştir. Bu işlemler sonucu güvenli şev açıları ve başmakları elde edildi. Her bir formasyon için gerekli hesaplamalar ekte bulunmaktadır.

68 Yeraltı Suyunun Yüzeyde Olması Durumu Yeraltı suyunun yüzeyde olması durumunda şev yüksekliği H; Güvenlik sayısı G = 1 olması durumunda kritik şev yüksekliği H k şeklinde hesaplanır Yeraltı Suyunun Derinde Olması Durumu Yeraltı suyunun derinde olması durumunda şev yüksekliği H; Güvenlik sayısı G = 1 olması durumunda kritik şev yüksekliği H k şeklinde hesaplanır. Yeraltı suyunun durumuna göre formasyonlara ait hesaplamaların sonuçları eklerde verilmiştir Kayacak Kesimin Güvenlik Sayısı ve Şev Açısı Şev açısı ; eşitliği ile hesaplanır.

69 69 Kritik şev açısı Sin2 K ; eşitliği ile hesaplanır. Kaymaya karşı güvenlik sayısı G s ; eşitliği ile hesaplanır. Bu hesaplamalar ışığında zeminlerde şevler için kritik açılar hesaplanmıştır. Olağan durumda bölgede açılacak şevin güvenli olması için ise yatay ve düşey olarak kazıların nasıl yapılacağı yükseklikler bazında eklerde verilmiştir Zeminler için Psödostatik Katsayı Daha önceki hesaplarımızda deprem etkisi olmadan gerekli kritik şev açıları bulunmuştur. Çalışma alanımızın deprem koşulları altında güvenlik katsayısı 1.5 olacak şekilde tekrarlanmıştır. Bu hesaplamalar yapılırken aşağıdaki formüller kullanılmıştır. Her bir formasyon için gerekli hesaplamalar ekte bulunmaktadır. Leshchinsky - San, 1994 çalışmasında (c, ) içeren zeminlerde oluşturulacak şevlerin psödostatik analizi için stabilite abakları hazırlamışlardır. Analizde kullanılacak temel büyüklükler, 1. faktörü; 2. Denge konumu için gerekli stabilite sayısı N g ;

70 70 3. Stabilite için gerekli içsel sürtünme açısı; olarak hesaplanır ve kayacak kesimin güvenlik sayısı ve şev açısı adımı ile belirlenmiş olan şev açısı değerine göre aşağıdaki şekilde verilen ilgili (45 0 veya 90 0 ) abağından; eşitlikler ile hesaplanmış olan k y ve değerleri için içsel sürtünme açısı g ve Stabilite sayısı N g okunarak istenilen güvenlik sayısı G s için geri analiz yöntemi ile uygun şev yüksekliği H araştırılır (Şekil 3.22). Şekil Elde edilen ile geri analiz sonucu, N g ve g değerlerinin bulunmasında kullanılan grafikler.

71 71 4. ÖMERLİ HÜSEYİNLİ BÖLGESİ İÇİN DEPREM RİSKİ ANALİZLERİ 4.1. Giriş Türkiye depremsellik açısından dünyanın en aktif ülkelerinden biridir. Çünkü Alp-Himalaya dağ kuşağı üzerinde yer almakta ve tektonik rejim sebebiyle büyük depremlerden etkilenmektedir. Türkiye, tektonik açıdan ele alındığından 3 ana fay hattı içermektedir. Kuzey Anadolu fay hattı, Doğu Anadolu fay hattı ve Batı Anadolu fay hattı olarak bilinen bu faylar, ülkedeki konumlarına göre adlandırılmışlardır. Son yüzyıllarda Türkiye de gerçekleşmiş olan depremler, yukarıda bahsedilen aktif fay hatları üzerinde oluşmuş, bu depremler sonucunda da pek çok can kaybı, yaralanma ve maddi hasar meydana gelmiştir. Özellikle 17 Ağustos 1999 ve 12 Kasım 1999 depremleri ile birlikte ülkemiz başta Marmara Bölgesi olmak üzere maddi ve manevi olarak büyük kayıplar yaşamıştır yılında gerçekleşmiş olan Gölcük ve Düzce depremleri sonucu Türkiye nin depreme karşı hazırlıksız olduğu aşikar şekilde görülmüş, yaşanmış olan kayıpları en aza indirgemek için depreme karşı hazırlık gereği anlaşılmıştır. Deprem hazırlık evleri için önemli aşamalardan biri, depremde meydana gelmesi muhtemel olan yer sarsıntısını belirlemek; böylece, bölgede alınacak tedbirleri yer sarsıntısına göre planlayabilmektir. Bu tez kapsamında, Kuzey Anadolu fayının Marmara Denizi nde bulunan bölümünün belirli senaryolar doğrultusunda kırılması sonucu, İstanbul Anadolu Yakası nın kuzey kesiminde yer alan Ömerli-Hüseyinli bölgesinin ne şiddette bir yer sarsıntısı ile etkileneceği irdelenmiştir. Çalışma alanının şiddet dağılım haritalarını çıkartmak için ESRI firması tarafından üretilmiş olan ArcGIS programı kullanılmıştır Kuzey Anadolu Fayı ve Marmara Denizi Alpin sistem içerisinde uzunlukları bin kilometreyi geçen doğrultu atımlı büyük aktif faylar bulunmaktadır. Kuzey Anadolu fayı da bu sistem içerisinde yer alan doğrultu atımlı aktif bir fay olup, yaklaşık uzunluğu kilometredir. Kuzey Anadolu fay sistemi, Anadolu Levhası nın, güneyde Arap Levhası ile kuzeyde Avrasya Levhası arasında kalması sonucu oluşmuştur. Sağ yanal atımlı olan bu fay batıya doğru açılma şeklinde hızla hareket etmesi sebebiyle yüksek sismik aktivite göstermektedir.

72 72 Şekil 4.1. Marmara Denizi ndeki Kuzey Anadolu fayına ait kollar. Marmara Denizi Kuzey Anadolu fayının iki önemli kolu üzerinde bulunmaktadır (Şekil 4.1). Bu kollardan ilki Marmara Denizi nin kuzeyinde yer almaktadır. Doğuda İzmit Körfezi nden Marmara Denizi ne giren kuzey kolu, batıda Mürefte de denizden çıkar. İkinci kol ise yaklaşık olarak Marmara Denizi nin güney kıyısını takip eder. İznik Gölü güneyinden geçerek Gemlik Körfezi ne giren bu kol kıyıyı takiben Kapıdağ Yarımadası na kadar uzanır. Burada denizden çıkar, Biga Yarımadası nın içerisine dalarak Ege Denizi ne doğru devam eder İstanbul da Deprem Olasılığı İstanbul da yıkıcı etki oluşturan bütün depremlerin Marmara Denizi nde bulunan faylar üzerinde oluştuğu kabul edilmektedir. Çünkü İstanbul il sınırları içerisinde bilinmekte olan hiçbir yıkıcı deprem yaşanmamıştır.

73 73 Marmara Denizi içerisinde ciddi bir deprem tehlikesi olduğu kabul edilmektedir. Bu konudaki başlıca kabuller, 1939 yılında Erzincan Depremi ile başlayan ve 17 Ağustos 1999 Gölcük depremi ile 12 Kasım 1999 Düzce depremi ardından oluşmuş olan 60 yıllık deprem zincirinin, stres transferine ve bu transfer sonucunda depremlerin birbirini tetiklemesine dair elde edilmiş verilere dayanmaktadır. Yani, 1939 Erzincan Depremi nden bu yana oluşan stres, batıya doğru aktarılarak 60 yıllık süreçte Marmara Denizi ne kadar ilerlemiştir. Deprem oluştuğu fay üzerindeki stresi azaltırken, komşu faylar üzerindeki stresi değiştirmesi üzerine oluşturulmuş olan bu teori, deprem sonrası yapılan çalışmalar ile ortaya konarak desteklenmiştir. Parson vd. (2000) tarihsel depremler üzerine çalışmalar yapmıştır. Bu çalışmada Marmara Denizi içerisindeki fayların tekrarlanma aralıkları araştırılmış ve GPS değerleri ile eşleştirilerek Marmara Denizi nde tekrarlanması beklenen depremin yaklaştığı sonucuna varılmıştır. Bölgedeki gerilim değişimleri göz önüne alınarak, deprem olasılık hesaplarına gerilim transferi de eklenmiştir. Sonuç olarak Marmara Bölgesi ni etkileyecek ve İstanbul da kuvvetli bir yer sarsıntısı olarak hissedilecek bir deprem olasılığının yüksek olduğu anlaşılmıştır Deprem Riski Analizi İçin Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Uygulamaları Yapılmış olan araştırmalar, tanıtılan veriler ve görüşlerden de anlaşılacağı üzere İstanbul, ciddi bir deprem tehlikesi ile karşı karşıya bulunmaktadır yılında yaşanmış olan kayıplar ardından, bölgede gerçekleşmesi beklenen depremin olması sonucunda kayıpların en az şekilde yaşanması için ön hazırlık yapmanın önemi bir kez daha anlaşılmıştır. Deprem senaryosu oluşturmak, yapılacak olan hazırlıklar içinde en önemlilerinden birisidir. Çünkü bir deprem senaryosu oluşturarak, deprem öncesinde, deprem anında ve sonrasında yaşanabilecek olaylar belirlenip, bu olaylara karşı alınacak önlemler belirlenebilir. Bir deprem senaryosu oluşturulurken çalışmanın temelini, deprem tehlikesinin ve bu tehlikenin gerçekleşme olasılığının hesaplanması oluşturmaktadır. Dolayısıyla deprem riski analizi yapılırken, incelenen bölgeyi etkilemesi muhtemel olan depremin olma olasılığı hesaplamak ve o bölgede yaratacağı yer sarsıntısını belirlemek çalışmanın ilk aşamasını oluşturmaktadır. Sonuçların şiddet verilerine dönüştürülüp, yorumlanması ile incelenen bölge için hazırlık evresi doğru şekilde gerçekleştirilebilir. Bu tez kapsamında Marmara Bölgesi nde yer alan İstanbul Çekmeköy Belediyesi ne bağlı Ömerli-Hüseyinli bölgesi çalışma alanını oluşturmuştur. Bölge İstanbul da bulunduğu için yapılmış olan deprem risk analizlerinde kullanılmış olan aktif faylar, Kuzey Anadolu fay hattının Marmara Denizi içinden geçen kuzey kolunu oluşturan kırıklardır (Şekil 4.2).

74 74 Şekil 4.2. Senaryolar hazırlanırken kullanılmış olan fay hattı ile çalışma alanı. Senaryolar hazırlanmadan önce tamamlanmış olan ilk aşama, bölgede gerçekleştirilmiş çalışmalarla yapılmış genel jeoloji haritasının ArcMap programı ile sayısallaştırılmasıdır. Sayısal jeoloji haritası hazırlanırken, ilk olarak programa bölgenin topoğrafik harita verisi eklenmiş ve köşe koordinatları atanmıştır. Daha sonra koordinat bilgileri eklenmiş olan toroğrafik haritaya çalışma alanında incelenmiş olan dokanaklar işaretlenerek, her bir formasyon ayrı birer poligon olarak hazırlanmıştır. Formasyonlara ait adlandırmaların yapılması ile sayısal jeoloji haritası tamamlanmıştır. Bu haritanın veri bankasına her bir formasyona ait kaya/zemin türü, Vs hızı ve bu hıza bağlı olarak Gb ile Gc değerleri girilmiştir. Vs hızları doğrultusunda atanmış olan Gb ile Gc değerleri aşağıda verildiği şekilde belirlenmiş olup, Tablo 4.1 de formasyonlara ait Vs hızları ile Gb, Gc değerleri gösterilmiştir. Vs < 180 m/sn için Gb = 0, Gc = m/sn < Vs < 360 m/sn için Gb = 0, Gc = m/sn < Vs < 750 m/sn için Gb = 1, Gc = 0 Vs > 750 m/sn için Gb = 0, Gc = 1

75 75 Tablo 4.1. Formasyonlara ait Vs, Gb ve Gc değerleri. Kısaltması Vs Gb Gc Kısaltması Vs Gb Gc Ok Trb Oa Kyi OSg Mç SDd Qb Dk Qal Bu verilerin işlenmesi ardından olası İstanbul depreminde rol oynayacağı düşünülen Kuzey Anadolu fay hattının Marmara Denizi ndeki kuzey koluna ait bölümü haritalanmıştır. Kuzey kolunu oluşturan fayların üretilen senaryolar doğrultusunda boyları girilmiş, fayların boylarından hareketle üretebilecekleri maksimum deprem büyüklükleri belirlenmiştir. Boy ve büyüklük değerleri fay haritalarına ait veri bankalarına işlenmiştir. Sayısal jeoloji haritasını oluşturan poligonlar seçilen aralıklarla noktalara dönüştürülmüş ve bu noktalara jeoloji haritasında denk geldikleri formasyona ait parametreler atanmıştır. Yapılmış olan çalışma kapsamında poligonlar 25 santimetrelik aralıklarla noktalara dönüştürülmüştür. Bu işlem ardından üzerinde deprem olacağı varsayılan fayın seçilmesi ile noktaların faya dik uzaklığı hesaplanmıştır. Elde edilmiş sonuçlar metre cinsinden olup, kilometre cinsine çevrilmiştir. Kaya-zemin koşulları belirlenmiş olan bölgenin veri tablosuna faya uzaklık değerleri girilmiştir. Ardından deprem büyüklüğü, her noktanın faya uzaklığı ve Vs, Gb, Gc değerleri ile ivme azalım formülü işleme sokularak, her noktaya ait ivme değerleri hesaplanmıştır. Elde edilmiş ivme değerleri ile ivme-şiddet dönüşüm formülü kullanılmış, böylece her noktaya ait şiddet değerleri belirlenmiştir. Daha sonra noktasal olarak elde edilmiş şiddet verileri haritalanıp, gerçekleşmesi muhtemel senaryo doğrultusunda bölgeye ait şiddet haritaları hazırlanmıştır. Bu tez kapsamında 3 adet senaryo oluşturulmuş, bu senaryolarda kullanılan veriler senaryo başlıkları altında ayrıntılı şekilde anlatılmışlar. Senaryo sonuçlarının yorumlanması, tez kapsamındaki genel sonuçlar başlığı altında verilmiştir. Yorumlama için Şekil 4.3 te verilen Mercalli Şiddet ölçeği kullanılmıştır.

76 76 Şekil 4.3. Mercalli Şiddet ölçeği.

77 Senaryo 1 Senaryo 1 ile Marmara fayının Adalar fayı ile Tekirdağ Çukurluğu arasında yer alan 70 km uzunluğundaki Tekirdağ-Yeşilköy segmetinin kırılması halinde oluşması beklenen 7.2 büyüklüğündeki depremin çalışma alanında yaratacağı yer sarsıntısı irdelenmiştir. 7.2 büyüklüğündeki bir depremin bölgede yaratacağı şiddet değerleri 6 ile 7 olarak belirlenmiştir. Şekil 4.4 te görüldüğü gibi gevşek zeminden oluşmuş bölümlerde şiddet 7 olarak hissedilirken, diğer bölümlerde ise depremin 6 şiddetinde etki edeceği belirlenmiştir. Şekil 4.4. Tekirdağ-Yeşilköy segmentinin kırılması halinde çalışma alanında görülmesi beklenen şiddet dağılımı.

78 Senaryo 2 Senaryo 2 ile 121 km uzunluğundaki Batı Marmara fayının kırılması sonucu oluşacak deprem ele alınmıştır. Bu fay Ganos açıklarından başlar, Senaryo 1 de incelenmiş olan Tekirdağ- Yeşilköy segmentini kapsayarak, Yeşilköy açıklarına kadar uzanır. Batı Marmara fayının kırılması halinde büyüklüğü 7.5 olan bir depremin oluşması beklenmektedir. Bu depremin gerçekleşmesi halinde, çalışma alanının kuzeydoğu kesiminin bir kısmında hissedilecek şiddetin 6 olduğu, bölgenin geri kalan kısımlarında ise Senaryo 1 deki gibi gevşek zeminden oluşmuş olan kısmın daha yüksek şiddette etkileneceği görülmüştür (Şekil 4.5). Bu senaryo ile muhtemel deprem sonucu, bölgede etkinliğini göstermesi beklenen şiddet değerleri 6 ile 8 arasında değişmektedir. Şekil 4.5. Batı Marmara fayının kırılması halinde çalışma alanında görülmesi beklenen şiddet dağılımı.