Sıvılaşma ve Yanal Yayılmanın Coğrafi Bilgi Sistemleri ile Değerlendirilmesi

Benzer belgeler
Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları

SIVILAŞMA RİSKİNİN DÜŞÜK BASINÇLI ÇİMENTO ENJEKSİYONU İLE AZALTILMASI REDUCING LIQUEFACTION POTENTIAL BY LOW PRESURE CEMENT GROUTING

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

SIVILAŞMANIN TANIMI. Sıvılaşma için Fiziksel süreç. sıvılaşma olması için için SIVILAŞMA TÜRLERİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA ANALİZ VE İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

TEMEL İNŞAATI ZEMİN İNCELEMESİ

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

Yalova Merkezi Zemin Özellikleri Tematik Haritaları. Thematical Maps of Soil Properties of Yalova City Center

SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİNDE BASİTLEŞTİRİLMİŞ YAKLAŞIMLA YAPI ETKİSİ ANALİZİ

AKADEMİK BİLİŞİM Şubat 2010 Muğla Üniversitesi GEOTEKNİK RAPORDA BULUNAN HESAPLARIN SPREADSHEET (MS EXCEL) İLE YAPILMASI

KUMLUCA YERLEŞİM ALANININ SIVILAŞMA ANALİZİ

INM 305 Zemin Mekaniği

Kırıkkale İli Bahçelievler ve Fabrikalar Mahallelerinin Sıvılaşma Potansiyelinin Coğrafi Bilgi Sistemlerinde Analizi

Sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışını

POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

JEOLOJİK-JEOTEKNİK BİLGİ SİSTEMİNE BİR ÖRNEK: AKSARAY İL MERKEZİ

STANDARD PENETRASYON DENEYİ (SPT) İLE KÜÇÜKKUYU (ÇANAKKALE) TRAFİK GÖZETLEME İSTASYONU ZEMİNİNİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI

Zemin Sıvılaşması ve Mekanizması

Zemin Özelliklerini Belirlemede Koni Penetrasyon Deneyi

DETAYLI İNCELEMELER. (Zeminde-Numune Alma) Ertan BOL-Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK 1 İNCE CİDARLI SHELBY TÜPÜ KUYU AĞZI HELEZON SPT KAŞIĞI

EK-2 BERGAMA OVACIK ALTIN İŞLETMESİ TÜBİTAK RAPORU ELEŞTİRİSİ NE İLİŞKİN GÖRÜŞLER

Hamza GÜLLÜ Gaziantep Üniversitesi

SAKARYA BÖLGESİNDE YEREL ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN HASAR BÜYÜKLÜĞÜNE ETKİSİ, ARİFİYE-GEYVE-GÜNEŞLER ÖRNEĞİ

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

ZEMİN İNCELEMELERİ. Yetersiz Zemin İncelemesi Sonucu Ortaya Çıkabilecek Kayıplar. İçin Optimum Düzey. Araştırma ve Deney

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

Geoteknik Mühendisliği

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Şekil 6. Kuzeydoğu Doğrultulu SON-B4 Sondaj Kuyusu Litolojisi

Saha Deneyleri. Saha Deneyleri. Geoteknik Mühendisliğinde. Prof. Dr. Ahmet Orhan EROL. A. Orhan EROL Zeynep ÇEKİNMEZ. Dr.

TARİHİ YARIMADA(İSTANBUL) NIN SIVILAŞMA VE ŞEV STABİLİTESİ POTANSİYELİ

Yeni Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine Göre Zeminlerin Sıvılaşma Analizi ve Sıvılaşmaya Karşı İyileştirilmesi

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 2 s Mayıs 2006

Konsol Duvar Tasarımı

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

ADAPAZARI NDA YEREL ZEMİN KOŞULLARININ YAPISAL DAVRANIŞA ETKİSİ ÜZERİNE BİR VAKA ANALİZİ

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

Siltlerde Sıvılaşma Potansiyelinin Geçirimlilik Katsayısı ile İlişkisi

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

DEPREMLER SIRASINDA ZEMİNLERİN SIVILAŞMASI VE TAŞIMA GÜCÜ KAYIPLARI

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

Hızlı Değerlendirme ve Ayrıntılı İnceleme Yöntemleri ile Betonarme Yapıların Hasar Durumlarının İncelenmesi

ARİAS ŞİDDETİ İLE SIVILAŞMA ANALİZİ

İMAR PLANINA ESAS JEOLOJİK-JEOTEKNİK ETÜT RAPORU

ASAT ATIKSU ARITMA TESİS ALANI GEOTEKNİK ÖZELLİKLERİ

ORMANCILIKTA SANAT YAPILARI

Dolgu ve Yarmalarda Sondaj Çalışması ve Değerlendirmesi. HAZIRLAYAN Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

LIQUEFACTION POTENTIAL OF YALOVA CITY SOILS

Üst yapı yüklerinin bir bölümü ya da tümünü zemin yüzünden daha derinlerdeki tabakalara aktaran

TOPOĞRAFİK HARİTALAR VE KESİTLER

ANALİZ YÖNTEMLERİ. Şevlerin duraylılığı kaya mekaniği ve geoteknik bilim dallarının en karmaşık konusunu oluşturmaktadır.

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL BAZINDA DÜZENLENECEK ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ (GEOTEKNİK) DEĞERLENDİRME RAPORU FORMATI

SIVILAŞMA ANALİZLERİNİN ARİAS ŞİDDET KAVRAMI İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

BELEDİYEDE YAPILAN CBS ÇALIŞMALARINDAN ELDE EDİLEN 2 BOYUTLU VE 3 BOYUTLU TEMATİK HARİTALARIN SUNUMU

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

Eskişehir Kohezyonlu Zeminlerinin Sıvılaşma Potansiyelinin Belirlenmesi. Determination of Liquefaction Potential of Eskisehir Cohesive Soils

Bazalt Fiber Katkısının Siltli Zeminlerin Kayma Direncine Etkisi

Coğrafi Bilgi Sistemleri Kullanılarak Sondaj Derinliğinin Sıvılaşma Analizine Etkisinin Belirlenmesi (Eskişehir Örneği)

YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı. Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR. Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN

KAYMA DALGA HIZINDAN SIVILAŞMA ÇÖZÜMLEMESİ KUMLUCA/ANTALYA ÖRNEĞİ

Koni Penetrasyon Deneyi ile Zeminlerin Karakterizasyonu. The Determination of Ground Properties by the Cone Penetration Test

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK-Ertan BOL 1

HAKKARİ BARAJI VE HES PROJESİ ZEMİN SIVILAŞMA RİSKİNİN BELİRLENMESİ

Yalova Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü. ZEMIN VE TEMEL ETÜT RAPORLARı, KARŞıLAŞıLAN PROBLEMLER

ZM-I FİNAL SORU ve CEVAPLARI SORU-1 [10]: Sıvılık indisi (I L ) ne demektir? Sıvılık indisinin 2.1, 0 ve -0.6 olması ne ifade eder?

ZEMİN SIVILAŞMASI VE SİSMİK ZEMİN DAVRANIŞI

DOĞU KARADENĠZ BÖLGESĠNDE HEYELAN

ZEMİNLERDE SIVILAŞMA

Artan İnce Kum Oranının Silt Zeminin Sıkışabilirliğine ve Dayanımına Etkisi

JEO156 JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

Sigma 29, , 2011 Research Article / Araştırma Makalesi SEISMIC RESPONSE OF SATURATED SAND DEPOSITS WITH SILT INTERLAYERS

INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ

Fethiye yerleşim alanındaki zeminlerin spt ve kayma dalga hızı verileriyle sıvılaşma potansiyelinin değerlendirilmesi

GEOTEKNİK VE SAYISAL MODELLEME

Kaya Zemin Sınıflamaları Parametre Seçimi Şev Stabilite Sorunları. Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

Zemin Dinamiği Deneylerinde Bilgisayar Kontrollü Sistemlerin Kullanilmasi

ÖLÇÜLEN ZEMİN PARAMETRELERİNDEN KAYMA DALGA HIZ (V s ) HESABINDA BULANIK MANTIK YAKLAŞIMI

TAŞKIN YÖNETİMİNDE MODELLEME ÇALIŞMALARI

TEMEL ZEMİNLERİNDE SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN İKİ BOYUTLU SAYISAL ANALİZLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Yüksek Modüllü Kolonların (Jetgrouting) Tablolama Programı Kullanarak Tasarımı

DEPREM BÜYÜKLÜĞÜ ÖLÇEKLEME KATSAYILARININ PERFORMANS ESASLI OLARAK BELİRLENMESİ

CBS DESTEKLİ TAŞKIN ALANLARININ BELİRLENMESİ: KAVAKÖZÜ DERESİ ÖRNEĞİ GIS AIDED DETERMINATION OF FLOOD AREAS: KAVAKÖZÜ CREEK CASE STUDY

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 54187, Adapazarı, Sakarya

SPATIAL STATISTICAL ANALYSIS OF THE EFFECTS OF URBAN FORM INDICATORS ON ROAD-TRAFFIC NOISE EXPOSURE OF A CITY IN SOUTH KOREA

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

MEVZİİ İMAR PLANINA ESAS JEOLOJİK-JEOTEKNİK ETÜT RAPORU

1999 DEPREMİ ARDINDAN ADAPAZARI NDA YERALTI SUYU SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİ

SIVILAŞMA RİSKİNİN BELİRLENMESİNDE GENETİK ALGORİTMA YAKLAŞIMI

Standard Penetrasyon Testi (SPT) ile Saruhanlı (Manisa) İlçesi Zeminlerinin Sıvılaşma Potansiyelinin Araştırılması

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

SIVILAŞMA ve ZEMİNLERİN SİSMİK DAVRANIŞINA GENEL BAKIŞ

BÖLÜM 6 - TEMEL ZEMİNİ VE TEMELLER İÇİN DEPREME DAYANIKLI TASARIM KURALLARI 6.1. KAPSAM

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Bahar. Su Yapıları II Hava Payı. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1

ZEMİNLERDE SU ZEMİN SUYU

1.2. Aktif Özellikli (Her An Deprem Üretebilir) Tektonik Bölge İçinde Yer Alıyor (Şekil 2).

Transkript:

2018 Published in 2ND International Symposium on Natural Hazards and Disaster Management 04-06 MAY 2018 (ISHAD2018 Sakarya Turkey) Sıvılaşma ve Yanal Yayılmanın Coğrafi Bilgi Sistemleri ile Değerlendirilmesi 1 Sedat SERT *1 Ertan BOL 1 Aşkın ÖZOCAK 2 Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye Özet: Türkiye nin üçüncü uzun akarsuyu olan Sakarya Nehri 1999 depreminde büyük hasara uğrayan Adapazarı kenti zeminlerinin oluşumunda başlıca rol oynamıştır. Son zamanlarda; gelişen şehirde yeni rekreasyon alanlarına ihtiyaç duyulmuş ve Sakarya Nehri nin kent merkezinin doğu sınırını teşkil eden bölümündeki her iki kıyı şeridi bu alanlar için seçilmiştir. Koni penetrasyon deneyi, zemin sıvılaşması ve yanal yayılmanın tespiti için kullanılan önemli bir araç olduğu için nehrin her iki kıyısı boyunca koni penetrasyon deneylerinin gerçekleştirilmesine karar verilmiştir. Bu bildiride öncelikli olarak sıvılaşma ve yanal yayılma açısından riskli bölgelerin koni penetrasyon deneyi verilerinin literatürdeki yöntemlerle değerlendirilmesi ile belirlenmesine yer verilmiştir. Sonrasında riskli alanları gösteren tematik haritalar bir coğrafi bilgi sistemleri yazılımı ile oluşturulmuş ve sonuçta coğrafi bilgi sistemleri nehir kenarlarındaki alanlarda güvenli ve ekonomik tasarım için kullanılmıştır. Anahtar kelimeler: Sıvılaşma, yanal yayılma, koni penetrasyon deneyi, coğrafi bilgi sistemleri Evaluation of Soil Liquefaction and Lateral Spreading by using Geographical Information Systems 1 Sedat SERT *1 Ertan BOL 1 Aşkın ÖZOCAK 1 Sakarya University, Faculty of Engineering, Civil Engineering Department, Sakarya, Turkey Abstract: Adapazarı City, Turkey, suffered great damage during the 1999 earthquakes. Sakarya River, which is the third longest river of Turkey, played a major role in the formation of Adapazarı soils. Nowadays, there has been a need to have new creation areas in the developing city and river sides have been thought to be used as the new recreation areas. Because the cone penetration test (PCPT) is an important tool to evaluate soil liquefaction and lateral spreading and to have a quick and reliable evaluation, PCPT tests have been decided to be conducted along both river sides. In this paper, potential risky areas of lateral spreading at sides of Sakarya River were determined by using PCPT results in the light of the available methods in the literature. Thematic map of risky areas was then prepared by using a Geographical Information System software. The City will now be in a position to design riverbank improvement systems safely and economically. Key words: Liquefaction, lateral spreading, cone penetration test, geographical information systems *Corresponding author: Address: Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering, Sakarya University, 54187, Sakarya, Turkey. E-mail address: ebol@sakarya.edu.tr, Phone: +902642955746 Page 943

1. Giriş Türkiye nin en uzun üçüncü nehri olan Sakarya Nehri, Adapazarı kent merkezinin doğu sınırı boyunca Karadeniz e doğru akmaktadır. Adapazarı kenti, Sakarya Nehri nin taşıdığı çökeller üzerine kurulmuş olup, 1960 lı yıllara kadar süregelen taşkınlarla nehir, şehir zeminlerinin oluşumunda önemli rol oynamıştır. 1965 te nehrin her iki sahiline yapılan seddelerle taşkın etkisi önemli ölçüde önlenmiştir. Sakarya Nehri nin oluşturduğu yumuşak/gevşek alüvyonlar üzerinde kurulu şehir 1999 depremlerinde çok ağır hasar görmüştür. Deprem sonrasında yapılan ayrıntılı zemin incelemeleri, Adapazarı kentinin üzerine kurulduğu Akova nın Sakarya Nehri tarafından oluşturulduğunu işaret etmektedir. Bütün şehir boyunca yapılan sondaj ve sondalama çalışmalarında farklı derinliklerde Sakarya Nehri nin terkedilmiş kanallarını gösteren kum ve çakıllara bolca rastlanmaktadır. Diğer taraftan taşkınlar sırasında seddelerde meydana gelen yarık yayılmaları (crevasse splays) ile gevşek ince kum ve silt zeminler bütün şehre yayılmışlardır. Taşkın suyunun enerjisini yitirmesi ile ana kanaldan uzak bölgelerde oluşan ard bataklık çökelleri (backswamps) de bolca görülebilmektedir. Sonuç olarak şehirde hem yatayda hem de düşeyde hızla farklılaşabilen çok sayıda zemin türüyle karşılaşılabilmektedir. Zamanla gelişen Adapazarı kentinde yerel yönetimler, yeni rekreasyon alanlarının oluşturulması amacıyla yeni alternatif yerler aramaya başlamışlardır. Sakarya Nehri nin, Adapazarı kent merkezi doğu sınırında çok uzun yıllar atıl vaziyette bulunan ve toplamda 16 km uzunluğundaki bir şeride karşılık gelen 8 km lik kısmı bir seçenek olarak gündeme gelmiştir. Alanın kullanılabilirliğine yönelik araştırma talebi Sakarya Üniversitesi ne iletildiğinde hızlı bir biçimde gerçekleştirilebilmesi nedeniyle koni penetrasyon deneyinin (PCPT/CPTu) sondaj desteğiyle kullanılması uygun görülmüştür. 2. Yöntem ve Arazi Çalışmaları Bu çalışmada öncelikli olarak alanın hâlihazır haritaları çıkartılmış ve bu haritalar yardımı ile yükseklik haritası oluşturulmuştur. Buna göre çalışma alanının güneyinde yüksekliklerin 30-35 metreler, kuzeyinde ise 28-30 metrelerde olduğu görülmekte olup, kuzeye doğru eğimlerde kademeli olarak bir düşüş bulunmaktadır (Şekil 1). İnceleme alanında Sakarya nehrinin taban kotu ortalama 20 metre civarlarındadır. Bölgede inşa edilen hidroelektrik santralinden sonra kuzey yönünde sol sahilin 1-2 km lik kısmında dik yamaçların olduğu izlenmiştir. Bu kısmın sağ sahilinde ise daha az yükseklikte şevlerin olduğu anlaşılmaktadır. Çalışma alanının kuzeyinde nehir kenarları genelde etrafındaki alanlar ile tatlı eğimler yapmaktadır. Çalışma alanında nehrin her iki yakasında yaklaşık 300 metre aralıklarla toplam 44 adet boşluk suyu basınçlarının da ölçüldüğü koni penetrasyon deneyleri (PCPT) gerçekleştirilmiş ve arazi verileri oluşturulan veri tabanına aktarılmıştır. Hâlihazır harita altlık olarak kullanılmış ve çalışma alanları Coğrafi Bilgi Sistemi yazılımı olan MapInfo programı ile sayısallaştırılmıştır [3]. MapInfo haritaları ile veri tabanı arasında gerekli ilişkiler kurularak sonuca ulaştıracak tematik haritalar hazırlanmıştır. Söz konusu tematik haritalar yardımı ile nehrin her iki sahili için risk dağılımları irdelenmiştir. Çalışmada izlenen yöntem şeması Şekil 2 de verilmektedir. Page 944

Şekil 1. Çalışma alanı yer bulduru haritası Şekil 2. Çalışmada izlenen yöntemin akış diyagramı Page 945

Şekil 3 de MapInfo yazılımında tematik haritalandırma yapılacak bölgelerin tanımlaması gösterilmektedir. Şekilden de anlaşılacağı üzere ayırtlanan her bir bölgede en az bir CPT bulunacak şekilde bölümlendirme yapılmış, çalışma alanı farklı segmentlere ayrılmıştır. Segmentler içinde bulundurduğu CPT numarasını ad olarak almıştır. Sakarya Nehri nin 8 km lik kısmının rehabilitasyonuna yönelik yürütülen çalışmada; toplam 521.23 m uzunluğunda 44 adet boşluk suyu basınçlarının da ölçüldüğü koni penetrasyon deneyi (PCPT) icra edilmiştir. Yerleri Şekil 3 de görülebileceği gibi, sağ sahilde toplam 313.90 m uzunluğunda 25 adet ve sol sahilde ise toplam 207.33 m uzunluğunda 19 adet sondalama gerçekleştirilmiştir. Yeraltı su seviyesinin topografyaya bağlı olarak değiştiği düşünülmektedir. Ölçülen minimum su seviyesi 1.50 m olmakla birlikte CPT deneyi yapılan kot arttıkça su seviyesinin derinleştiği söylenebilir. 3. Analizler 3.1. Sıvılaşma ve yanal yayılma analizleri Şekil 3. Çalışılan bölgenin bölümlere ayrılması Boşluk suyu basınçlarının da ölçülebildiği koni penetrasyon deneyi (PCPT) gelişen teknolojisi ile birçok ülkede önemli bir uygulama alanı bulmuş ve geleneksel yöntem olarak kabul edilen standart penetrasyon deneyinin (SPT) yerini almaya başlamıştır. Bu çalışmada da sıvılaşma ve yanal yayılma değerlendirmesi CPT verileri kullanılarak yapılmıştır. Şekil 4 te arazide yürütülen CPT çalışmalarından bir görünüm sunulmaktadır. Page 946

Şekil 4. Çalışma alanında yürütülen CPT çalışmalarından bir görüntü Sıvılaşabilir kumların tanımlanmasında, Seed ve Idriss (1971) tarafından geliştirilip genel kabul görmüş olan ve SPT deney verilerini kullanan yöntemin uygulanması sürmekte olup, bu yaklaşımda çoğunlukla çevrimsel gerilme oranını yansıtan CRR/CSR değeri kullanılmakta ve yöntem bu nedenle kumlarla sınırlanmaktadır [4]. Bu yöntemde; bir tasarım depremi tarafından oluşturulan çevrimsel kayma gerilmesi profilinin cyclic stress ratio (CSR) ve zeminin çevrimsel direnç oranının cyclic resistance ratio (CRR) tahmin edilmesi gerekmektedir. Bunun yanında, sıvılaşma potansiyelinin tahmini için Iwasaki vd. (1978) nin geliştirdiği sıvılaşma potansiyeli indisi (LPI) yöntemi mevcuttur [5]. Bu yönteme göre, sıvılaşmanın büyüklüğü sıvılaşan tabaka kalınlığına, bunun yüzeye olan yakınlığına ve sıvılaşmaya direncin deprem tarafından beliren yüke oranını ifade eden güvenlik sayısının (FS) birden küçük olduğu orana bağlıdır. 20 m den daha büyük derinliklerde oluşacak sıvılaşmanın etkisinin yüzeyde çok nadir belireceği gerekçesiyle araştırmacılar, LPI nın hesabını 0 ile 20 m arasında sınırlandırmışlar ve aşağıda verilen tanımlamayı önermişlerdir: 20m LPI Fw( z) dz (1) 0 Burada z metre boyutunda derinlik, w ise derinlik ağırlık faktörü olmak üzere; FS 1 için F=1-FS (2) FS > 1 için F=0 (3) w(z)=10-0.5z dir. (4) Buradan, bulunan LPI değerinin Tablo 1 de verilen aralıklarına göre sıvılaşma potansiyelinin büyüklüğü tahmin edilebilmektedir. Toprak ve Holzer (2003) 1989 Loma Prieta, California depremindeki sıvılaşmanın yüzey gözlemleri ile LPI korelasyonunu incelemişler ve sıvılaşma olayının tipik olarak LPI değerinin 5 i aştığı durumlarda gerçekleştiğini belirlemişlerdir. Tablo 1. Sıvılaşma Potansiyeli İndisine göre Sıvılaşmanın Şiddeti Page 947

Sıvılaşmanın Şiddeti LPI Az-yok LPI=0 Düşük 0 < LPI < 5 Orta 5 < LPI < 15 Yüksek 15 < LPI 3.2. Sakarya Nehri rehabilitasyonu CPT değerlendirme sonuçları Bu çalışma kapsamında tüm CPT lerde sıvılaşma analizleri çevrimsel gerilme yöntemine göre yapılmış ve her sondalamada sıvılaşma potansiyeli indisi tayin edilmiştir. CRR-CSR çevrimsel gerilme oranları hesaplanıp, sıvılaşan tabakaların bir nevi kümülatif toplamını veren LPI değerleri belirlenmiştir. Tablo 2 de hesaplanmış sıvılaşma potansiyeli indisi değerleri (LPI) yeraltı su seviyeleri (YASS) ile birlikte görülmektedir. YASS yüzeye yaklaştıkça çoğu durumda LPI değerinin önemli artışlar gösterdiği anlaşılmaktadır. Bu durum; çalışma alanında sıvılaşabilir tabakaların yüzeye daha yakın olduğunun, diğer bir deyişle üst kısımlarda daha çok sıvılaşabilir kumlu/siltli zeminlerin bulunduğunun bir göstergesidir. Tablo 1 ve Tablo 2 birlikte değerlendirildiğinde LPI nın 5 den küçük olduğu durumlarda sıvılaşma olayının gerçekleşme potansiyelinin düşük olduğu, LPI nın 15 den büyük olduğu durumlarda ise sıvılaşmanın oluşacağı anlaşılmaktadır. Şekil 5 te çalışma alanı için coğrafi bilgi sisteminde hazırlanmış tematik LPI haritası gösterilmektedir. Tablo 2. Segmentlerde Hesaplanan LPI ve LDI Değerleri Segment YASS LPI LDI Segment YASS LPI LDI 1 3.10 13.21 17.41 26 >5.00 5.25 3.17 2 3.30 6.14 17.36 27 >5.00 3.45 4.48 3 2.80 2.09 8.48 28 2.40 7.18 61.44 5 1.80 6.28 50.15 29 2.50 3.06 38.57 6 3.20 4.48 21.08 31 3.10 7.38 52.87 7 1.20 13.09 22.61 33 0.80 7.22 49.70 8 2.70 8.22 21.08 34 >2.70 4.22 35.09 9 1.50 2.75 24.03 35 2.90 7.91 49.71 10 2.50 16.49 45.27 36 >1.10 2.06 24.06 11 2.90 7.15 16.91 39 3.50 2.59 22.24 12 2.00 5.95 41.18 42 -- 0.86 15.94 13 3.40 9.70 29.24 43 >2.55 4.42 38.46 14 2.70 11.48 38.88 44 4.00 11.20 24.58 15 1.80 8.01 29.55 45 2.00 5.88 5.79 16 2.90 3.95 11.87 46 1.40 12.28 53.66 18 >5.00 3.78 33.34 47 >5.00 9.97 14.67 21 2.90 5.22 36.35 48 2.40 7.35 39.25 22 1.00 12.22 72.82 49 2.70 2.88 8.74 23 3.90 15.21 55.92 50 >4.70 9.64 20.78 24 >5.00 17.99 64.10 52 >5.00 0.40 4.16 25 >5.00 1.19 18.70 Page 948

Şekil 5. Sıvılaşma potansiyeli indisi (LPI) ve yanal yayılma indisi (LDI) haritaları Deprem sırasında genellikle çok az eğimli (0.3-3 derece arası) yamaçlarda veya su kütlelerine komşu yerlerde gelişen bir diğer etki de yanal yayılma dır. Yayılmalar altta bulunan zeminin sıvılaşmasını ve yüzeysel sediment bloklarının yanal ötelenmesini temsil eder. Bu yayılmalar çoğunlukla birkaç metre ile sınırlıdır. Bu gibi hareketler, tipik olarak dolgulara, boru hatlarına, köprülere, yüzeysel temellere ve bu çalışmanın da konusu olan su kütlelerine bitişik istinat duvarı gibi yapılara zarar verirler. Yanal yayılma ile ilgili CPT tabanlı çözümlemeler arasında ilk yapılan bilimsel araştırma Zhang vd. (2004) e aittir. Buna göre sıvılaşmış katmandaki kalıcı kayma deformasyonları esasen maksimum çevrimsel kayma deformasyonları ( max) ve yerinde statik kayma gerilmelerinin bir fonksiyonudur. Sıvılaşmış tabakaların kalınlığının artması daha fazla yanal yer değiştirmeye neden olacaktır. Sıvılaşmış tabakanın hem maksimum çevrimsel kayma deformasyonları ( max), hem de tabaka kalınlığı, zemin özellikleri ve deprem özelliklerinden etkilenir. Ishihara ve Yoshimine (1992), max ve sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısı (FS) arasındaki ilişkiyi, temiz kumların farklı bağıl birim hacim ağırlıkları (Dr) için oluşturmuşlardır [7]. Bağıl birim hacim ağırlıklar ya SPT ya da CPT verileri için oluşturulmuş olan korelasyonlardan tahmin edilebilir. Dr ile CPT verileri arasındaki korelasyon Tatsuoka vd. (1990) a göre: r c1n c1n D 85 76 log( q ) q 200 (5) Page 949

şeklinde hesaplanabilir [8]. Burada qc1n 100 kpa efektif örtü yüküne göre normalize edilmiş koni penetrasyon direncidir. Şekil 6 güvenlik sayısı ile bağıl birim hacim ağırlıkları arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Burada güvenlik sayısı (FS) NCEER (1997) in önermiş olduğu şekilde SPT veya CPT verilerine dayanılarak hesaplanabilir [9]. Hesaplanan max değerlerinin derinliğe göre integrali alınarak yanal yayılma indeksi aşağıdaki şekilde (LDI) belirlenir. LDI zmax maxdz (6) 0 Burada zmax FS in 2 den küçük olduğu değerler için tüm sıvılaşan tabakaların maksimum derinliğidir. Maksimum Çevrimsel Kayma deformasyonu, max (%) 60 50 40 30 20 10 Dr=% 90 Dr=% 80 Dr=% 70 Dr=% 60 Dr=% 50 Dr=% 40 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 Güvenlik Saysısı (FS) Şekil 6. Temiz kumlarda farklı bağıl sıkılıklar için maksimum çevrimsel kayma deformasyonu ve güvenlik sayısı ilişkisi LDI, deformasyon birimine sahip olmasına karşın yanal yayılmanın büyüklüğünü ifade eden bir değer olarak ele alınır. Sonuçta oluşacak deformasyonlar LDI nın büyüklüğü yanında zemin yüzey eğimi, şev yüksekliği ve geometrisi ile yapının konumuna ve deprem karakteristiklerine bağlı olarak değişmektedir. Bu çalışmada nehrin her iki sahilinde inşa edilecek yapı türleri belli olmadığı için söz konusu deformasyon hesaplamaları (LD) yapılmamış, ancak yanal yayılmanın derecesini yansıtan LDI hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Şekil 7 de örnek bir hesaplama tablosu NHR-13 CPT verisi için verilmiştir. Söz konusu sondalamada LDI 29.24 olarak bulunmuştur. Tablo 2 de ayrıca bu çalışmada yürütülen CPT çalışmalarının her birinde hesaplanmış LDI sonuçları verilmiştir. Bu veriler yardımı ile çalışma alanını temsil eden segmentler için hazırlanmış tematik harita da Şekil 5 te gösterilmektedir. Page 950

Şekil 7. NHR-13 CPT sondalamasına ait LDI hesap grafikleri Page 951

3.2.1. Sakarya Nehri rehabilitasyonu risk haritası Çalışmanın sonraki aşamasında nehrin her iki sahiline yapılması düşünülen tahkimat sistemlerinin seçimine ışık tutacak bir risk haritası çalışması yapılmıştır. Bu haritada; sıvılaşma, yanal yayılma ve topoğrafik açıdan riskli olabilecek alanları bölgesel olarak birbirlerinden ayırtlamak amaçlanmıştır. Bu değerlendirmeye topoğrafik yüksekliğin de dahil edilmesindeki amaç; Sakarya Nehri taban kotu 20 m gibi sabit bir değerde iken, her iki sahildeki yüksekliklerin değişken olmasıdır. Bu farklılıklar beraberinde yer yer yüksek şevleri getirmekte, bu da yanal yayılma açısından riski arttırmaktadır. Söz konusu risk Şekil 8 de gösterilmektedir. Bu grafikte LDI=29.24 değerine sahip NHR-13 nolu CPT sondasının LD değişim grafiği gösterilmektedir. Buradan da izlenebileceği gibi yanal yayılma potansiyeli bulunan kesitlerde şev yüksekliği arttıkça LD değerleri (gerçekleşecek yanal yayılma deformasyonu, cm) de artmaktadır. Buradan dolaylı olarak şev yüksekliği yanal yayılma açısından riski arttırmaktadır denilebilir. Şekil 8. NHR-13 için şev yüksekliği - yanal deformasyon ilişkisi Çalışmanın son aşamasında söz konusu sıvılaşma haritasının, yanal yayılma ve topoğrafik harita ile ilişkilendirilmesi ve çıkan sonuca göre bir değerlendirmenin yapılması amaçlanmıştır. Bununla birlikte ilişkilendirilecek olan haritalarda her bir segmentin sayısal büyüklükleri (LPI, LDI ve Kot m ) farklı ölçeğe sahiptir. Bu bakımdan farklı ölçeklere sahip olan bu haritalar normalleştirilerek aynı ölçeğe çekilmiştir. Önceki bölümlerde sıvılaşmanın değerlendirilmesi amacı ile hazırlanmış olan sıvılaşma potansiyeli indeksi haritasında LPI değerinin 15 den büyük olduğu alanların sıvılaşma açısından en yüksek risk potansiyeline sahip olduğu belirtilmişti. Bu nedenle haritadaki alanlar bu 15 değerine bölünerek sıvılaşma haritası normalleştirilmiştir. Benzer şekilde yanal yayılma ve topoğrafik haritalarda da ilgili segmentteki değerler maksimum değere bölünerek normalleştirme yapılmıştır. Daha sonra normalleştirilmiş değerler ile tekrar tematik haritalar oluşturulmuştur (Şekil 9). Sonuçta tüm haritalar benzer ölçeğe sahip olduğundan hepsinin coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ile ilişkilendirilerek yorumlanması mümkün olmuştur. Şekil 9 da normalleştirilmiş yükseklik, LPI ve LDI haritaları üst üste bindirilmiş, sayısal değerleri toplanmış ve ortalaması alınmıştır. Oluşan ortalama haritası bir anlamda riskli alanları yansıtmaktadır. Zira tüm haritalarda 0 a yakın değerler düşük, 1 e yakın değerler ise yüksek riski ifade etmektedir. Dolayısı ile ortalamaları da aynı aralıkta kalmaktadır. Page 952

Şekil 9. Sakarya Nehri rehabilitasyonu risk haritası Page 953

Buna göre Şekil 9 da oluşturulan risk haritasında kırmızı renklere sahip olan bölgelerin en riskli bölgeler olduğu, ancak bu alanların da çok fazla yer tutmadığı anlaşılmaktadır. Yeşil alanlar düşük, sarı olanlar orta riskli bölgeleri temsil etmektedir. Sonuç Bu çalışmada Sakarya Nehri nin 8 km uzunluğundaki kısmı, sıvılaşma potansiyeli ile nehir ve arazi kotları dikkate alınarak yanal yayılma riski açısından irdelenmiştir. CPT deney verilerinin analizi sonrasında nehrin iki yakasındaki çalışma alanı düşük, orta, yüksek ve çok yüksek riskli segmentlere ayrılmıştır. Yanal yayılma riski arazi kotunun yüksek olduğu, sıvılaşabilir tabakaların üst katmanlarda yoğunlaştığı durumlarda yüksek çıkmaktadır. CPT deneyi bu çalışmada coğrafi bilgi sistemleri ile birlikte değerlendirilerek sıvılaşma ve yanal yayılma analizlerinde etkin olarak kullanılmıştır. Çalışma sonunda güvenliğin ekonomik bir şekilde sağlanabilmesi için yöntem seçimine alt yapı oluşturulmuştur. Buna göre düşük ve orta riskli bölgelerde taş tahkimat gibi klasik yöntemlerin kullanılması ekonomik bir çözüm sağlayacaktır. Kaynaklar [1] Robertson PK, Wride CE, (1998). Evaluating cyclic liquefaction potential using the cone penetration test. Canadian Geotechnical Journal, 35:442-459. [2] Zhang G, Robertson PK, Brachman RWI, (2004). Estimating liquefaction-induced lateral displacements using the standard penetration test or cone penetration test, ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 130:8:861-871. [3] MAPINFO User Manual [4] Seed HB, Idriss IM, (1971). Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential. ASCE Journal of Geotechnical Engineering, 97:9:1249-1273. [5] Iwasaki T, Tatsuoka F, Tokia K-i, Yasuda S, (1978). A practical method for assessing soil liquefaction potential based on case studies at various sites in Japan. Proc. 2nd International Conference on Microzonation, San Fancisco, 885-896. [6] Toprak S, Holzer TL, (2003). Liquefaction potential index: Field assessment. ASCE Journal of Geotechnical Engineering, 129:4:315-322. [7] Ishihara K, Yoshimine M, (1992). Evaluation of settlements in sand deposits following liquefaction during earthquakes, Soils and Foundations 32:1:173-188. [8] Tatsuoka F, Zhou S, Sato T, Shibuya S, (1990). Method of evaluating liquefaction potential and its application. Rep. on Seismic hazards in the soil deposits in urban areas, Ministry of Education of Japan, 75-109 (in Japanese). [9] National Center For Earthquake Engineering Research, NCEER. (1997). Proc., NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, TL Youd and IM Idriss, eds., Technical Rep. NCEER-97-0022, Salt Lake City. Page 954