1.AMAÇ Kocaeli İli, Gebze İlçesinde 14.05.2007 tarihinde, Kocaeli Büyükşehir Belediyesi tarafından Gebze Belediyesi sınırlarında, yerleşime açık alanlarda yapı yüksekliği ve kat adetlerinin belirlenmesine yönelik yapılacak imar planlarına esas jeolojik, jeofizik, jeoteknik etüd istenilmiş olup, bu istek daha önce İmar Planına esas olarak düzenlenen ve Afet işleri Genel Müdürlüğü nce 30.01.2001 tarihinde onaylanan jeolojik, jeofizik ve jeoteknik etüd raporunda C1 ve C2 (Önlemli Alan) olarak değerlendirilen bölgede, Bayındırlık ve İskân İl Müdürlüğü denetiminde Revize İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik-Jeofizik Etüd çalışmalarını kapsamaktadır (Şekil:1 Yer bulduru hariatası). 2.İNCELEME ALANININ TANITILMASI VE ÇALIŞMA METOTLARI İnceleme alanı Kocaeli İli, Gebze İlçesinde Gebze Belediyesi sınırları dâhilinde olup, 1/1000 ölçekli G22B(17B3C-17C2B-17C2D-17C2C-17C3B-18A4D-18A3C-18D1A- 18D1B-18D2B-18C1A-18D1D-18D1C-18D2D-18D2C-18C1D-18D4A-18D4B-18D3A- 18D3B-18C4A-18D3D-18D3C-18C4A-18C4B-18C4C-18C2D-18C3A-18C3D-18C3B- 18C3C-19D4D-19B2C-19B3B-19B4C-19B3D-19B3C-19C1A-19C1B-19C2A-19C2B- 19D2C-19C1D-19C1C-19C2D-19D3B-19C4A-19C4B-19C3A-19C3B-19C3D-19C3C- 20A1D-20A1C-20A4A-20A4B-20A3A-20A2D-20A4B-20A4C-20A3C-20B4D-20D1A- 20D2A-20D2B-20C1A-20D1D-20D1C-20D2D-20D4A-20D4B-20D3A-20D4D-20D4C- 20D3D-20D3C-23B1A-23B1B-23B2A-23B2B-23B1C-23B2D-23B2C-23B4B-23B3A- 23B3B-24A1A-24A1B-24A1D-24A1C-24A2D-24A2C-24A4A-24A4B-24A3A-24A3B- 24B4A-24B4B-24A3D-24A3C-24B4D-24B4C-24D2A-24D2B-24C1A-24C1B-24B1B- 24B2A-24B2B-24B1C-24B2D-24B2C-24B3B-25A1A-25A1B-25A2A-25A2B-25A1D- 25A1C-25A2D-25A2C-25A4A) uygulama imar paftalarında, Afet işleri Genel Müdürlüğü nce 30.01.2001 tarihinde onaylanan jeolojik, jeofizik ve jeoteknik etüd raporunda C1 ve C2 (Önlemli Alan) olarak değerlendirilen alanları kapsamaktadır. Bölgenin jeolojik özelliklerini belirlemek için daha önce yapılmış incelemeler gözden geçirilmiştir. İnceleme alanını da içine alan bölgede değişik amaçlı jeolojik araştırmalar yapılmıştır. Baykal (1942), Erguvanlı(1948), Altınlı (1968), Irtem (1968), Özdemir (1974), Eroskay (1978), Önalan (1980) bu çalışmalardan başlıcalarıdır. Bölgesel jeoloji koşullarının belirlenmesinde, birimlerin stratigrafik ve yapısal ilişkilerinin açıklanmasında, kaya-stratigrafi birimlerinin adlandırılmasında bu çalışmalardan yararlanılmıştır. İnceleme alanı 1/1000 ölçekli 122 adet uygulama imar paftalarını kapsar. Bu paftalardan 11 adedi G22B(24B3B-24B2C-25A1A-25A1B-25A2A-25A2B-25A1D- 25A1C-25A2D-25A2C-25A4A) TÜBITAK arazisinde, 7 pafta G22B(17C2B-17C2C- 17C3B- 20D4A-20D4B-20D4D-20D4C) Askeri alanda yer almaktadır. İnceleme alanında yerleşime açık alanlarda (1708,8 hektar) yapı yüksekliği ve kat adetlerinin belirlenmesine yönelik revize imar planına esas; jeolojik, jeofizik, jeoteknik etüd, sondaj kuyusu açımı, sismik, rezistivite ve mikrotromer ) çalışmaları yapılmıştır ve yapılan çalışmalar 1/1000 ölçekli paftalar üzerine işlenmiştir(ek:cilt 6/6- Yerleşime uygunluk ve jeoloji haritası). İnceleme alanına ait zemin parametrelerini öğrenmek amacıyla 90 m toplam 10 adet mekanik sondaj çalışması, ayrıca zeminin dinamik elastisite parametrelerini belirlemek amacıyla 180 adet sismik kırılma, 70 adet DES, 53 adet mikrotremör çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmalar Jeoteknik araştırmalar kısmında ayrıntılı olarak incelenmiştir. Sondaj çalışması, deney sonuçları, sismik kırılma, des, mikrotromer çalışma föyleri Ek ler kısmında bulunmaktadır. 1
Muayene çukur verileri, sondaj kuyu verileri, jeofizik sismik, rezistivite ve mikrotremör ölçüm sonuçları, arazi gözlemleri ile birlikte inceleme alanının 1/1000 ölçekli mühendislik jeolojisi haritalan hazırlanmıştır. Sondaj Çalışmalarında her 1,5 m de bir SPT (Standart Penetrasyon Deneyi) yapılmıştır. Mekanik sondaj çalışmalarından belirli derinliklerde değişen zemin özelliklerine bağlı olarak alınan UD numuneleri üzerinde, tek eksenli basınç deneyi, atterberg limitleri deneyi, elek analizi ve konsolidasyon deneyi yapılması, ayrıca sondaj çalışmasından alınan SPT numuneleri ise zemin gevşekliği, su içeriği vb. durumları öğrenmek amacıyla Çözüm Jeoteknik zemin ve Kaya Mekaniği Laboratuar- İLKE ARAŞTIRMA TEST MERKEZİ Zemin Mekaniği Laboratuarına gönderilerek, Atterberg Limitleri Deneyi ve Elek Analizi Deneyi yapılması istenmiştir. Arazi, laboratuar deneyleri ve gözlemlerimiz raporun iç kısmında değerlendirilmiştir. ŞEKİL 1: Yer Bulduru Haritası (T.C.KARAYOLLARI GENEL MÜDÜRLÜĞÜ BAKIM DAİRESİ BAŞKANLIĞI) 3.COĞRAFİ KONUM VE MORFOLOJİ Ulaşım Gebze bölgesinde ulaşım sorunu bulunmamaktadır, yollar bir örümcek ağı gibi bölgeyi sarmıştır. Bölgede en işlek yolar İstanbul-Ankara karayolu (E-5) ve Otoban (TEM) sahil kesiminde İstanbul-Ankara Demiryolu ve Eskihisar da arabalı vapur iskelesi bulunmaktadır. Doruk Ağı Yüzey şekillerinin litoloji ve yapı ile yakından ilgisi olması nedeniyle bölgede bulunan tepe ve dağların büyük bir kısmı kuvasarenit, arkozik kum taşı, kireçtaşları, grovak, kumtaşları ve çakıltaşlarından oluşmuştur. Morfolojik yükseklikler 0-314 m. arasında değişmektedir. Bunların en önemlileri: Gaziler Tepesi(314m.), Beylik Dağı (287m.), Kara Bayır Tepe (218m.), Yel Değirmeni Tepe (210m.), Özbek Tepe (152m.), Karlık Tepe (181m.), Mudurnu Tepe (152m.), Küçük Mudurnu Tepe (148 m.), Tembel Ova Tepe, Koca Tepe, Köşklü Tepe, Turgut Tepe, Anibal Tepe, gibi tepeler vardır. Hafif dalgalı düzlükler ve vadiler ise kireçtaşları, grovaklar ve şeyller içerisinde oluşmuşlardır. 2
Akarsu Ağı Genellikle Dentritik Drenaj sistemi gösteren dereler; Yumrukaya Dere, Değirmen Dere, Arapçeşme Dere, Çamaşır Dere, Suçıkan Dere, Taşkaldıranalçağı Dere, Arabacı Dere, Pancaroğlu Dere, Korkak Dere, Aşıroğlu Dere, Çakal Dere, Söğütçük Dere, Beylik Dere, Öküz Sıçratan Dere, Yeni Çeşme Dere ve Kalaycı Dereler gibi derelerdir. Ayrıca neojen çökelleriyle vadileri dolduran alüvyonlar yeraltı suyu bakımından iyi akifer özellikleri taşımak tadırlar. İklim ve Meteoroloji Çalışma alanı içerisinde Marmara Bölgesi İklimi hüküm sürmektedir. Yazları sıcak ve az yağışlı, kışları ise soğuk ve yağışlıdır. Yağışlar ilk bahar, yaz sonbahar yağmur; kış aylarında ise kar ve yağmur şeklinde olmaktadır. Gebze Meteoroloji istasyonundan ölçülen 27 yıllık yağış ortalaması 519,8mm dir. En çok yağış 79,1 mm ile Aralık ayında en az yağış ise 15,6 mm ile Ağustos ayında düşer. Fazla su 112 mm eksik su ise 132 mm dir 4. İMAR PLANI DURUMU Kocaeli İli, Gebze Belediyesi sınırları içerisinde, Geos tarafından hazırlanan, Afet İşleri Genel Müdürlüğünce 30.01.2001 tarihinde onaylanan Revize İmar Planına Esas Jeolojik, Jeoteknik Etüt Raporunda Önlemli Alanlar (C1-C2) olarak belirlenen alanların yapı yüksekliği ve kat adetlerinin belirlenmesine yönelik yapılacak imar planlarına esas jeolojik, jeofizik, jeoteknik etüd çalışmaları firmamız tarafından yürütülmüştür. İnceleme alanı, 1708.8 hektar olup, mevcut imar durumunda Önlemli Alanlar (ÖA) olarak tanımlanmıştır. Bu alanlar harita üzerinde C1-C2 simgesiyle işaretlenmiştir. Geos tarafından hazırlanan Jeolojik, Jeoteknik Etüt Raporda Önlemli Alanlar ; C1 alanlarda Jeolojik olarak 1. Jeolojik ve 2. jeolojik zamana ait kaya birimleri bulunmaktadır. Çok eski jeolojik devirlerde oluşmuş olan özellikle kil ve feldispat içerikli kaya birimlerinde uzun zaman sürecinde atmosferin etkisiyle fiziksel ve kimyasal ayrışma sonucunda kalınlığı 3,00-10,00 m arasında değişen ayrışma zonları oluşmuştur. C2 alanlarda kalınlığı kuzeyden güneye doğru artar. Genel olarak çok katı-sert kıvamlıdır.bu birim genel olarak katı kıvamlı kil özelliğindedir. Seyrek olarak gevşek kum ve sıkı çakıl özelliğindedir. şeklinde tanımlanmıştır. İnceleme alanı Kocaeli İli Gebze İlçesi Gebze Belediyesi sınırları dâhilinde, 20.11.1996 tasdik tarihli 1/1000 ölçekli G22B(17B3C-17C2B-17C2D-17C2C-17C3B- 18A4D-18A3C-18D1A-18D1B-18D2B-18C1A-18D1D-18D1C-18D2D-18D2C-18C1D- 18D4A-18D4B-18D3A-18D3B-18C4A-18D3D-18D3C-18C4A-18C4B-18C4C-18C2D- 18C3A-18C3D-18C3B-18C3C-19D4D-19B2C-19B3B-19B4C-19B3D-19B3C-19C1A- 19C1B-19C2A-19C2B-19D2C-19C1D-19C1C-19C2D-19D3B-19C4A-19C4B-19C3A- 19C3B-19C3D-19C3C-20A1D-20A1C-20A4A-20A4B-20A3A-20A2D-20A4B-20A4C- 20A3C-20B4D-20D1A-20D2A-20D2B-20C1A-20D1D-20D1C-20D2D-20D4A-20D4B- 20D3A-20D4D-20D4C-20D3D-20D3C-23B1A-23B1B-23B2A-23B2B-23B1C-23B2D- 23B2C-23B4B-23B3A-23B3B-24A1A-24A1B-24A1D-24A1C-24A2D-24A2C-24A4A- 24A4B-24A3A-24A3B-24B4A-24B4B-24A3D-24A3C-24B4D-24B4C-24D2A-24D2B- 24C1A-24C1B-24B1B-24B2A-24B2B-24B1C-24B2D-24B2C-24B3B-25A1A-25A1B- 25A2A-25A2B-25A1D-25A1C-25A2D-25A2C-25A4A) uygulama imar paftaları mevcuttur. 5. JEOLOJİ 3
5.1.Genel Jeoloji Bu bölümde Gebze ve civarında gözlemlenen ve Genelleştirilmiş Stratigrafi Kesitinde gösterilen kaya birimlerinin litolojik tanıtım ve dağılımları stratigrafik ilişkiler ve kalınlıkları anlatılacaktır. Gebze civarında Tersiyer-Kuvaterner yaşlı gevşek tortullar tarafından Açısal Uyumsuzluk la örtülen Paleozoyik yaşlı istif Ordovisiyen yaşlı birimlerle başlayıp Silüriyen ve Devoniyen Yaşlı birimlerle devam edip Alt Karbonifer yaşlı Trakya Formasyonu ile son bulur. Bu paleozoyik istifin üzerine açısal diskordansla gelen Üst Kretase (Maastrihtiyen) Killi Kireçtaşından oluşmuş Şemsettin Formasyonu ile son bulur. Kurtköy Formasyonu(Ok) Eski çalışmalarda değişik adlar altında ayırtlanan birimi Önalan(1981) Kurtköy Formasyonu adı altında incelemiş olup formasyonun yaşını Ordovisiyen olarak kabul etmiştir. Genellikle morumsu, pembemsi, grimsi renklerde görülen çakıltaşı (konglomera), Kumtaşı (Arkoz, Feltspatikliteranit, Subarkoz), Çamurtaşı (Şeyl) den oluşan kalın bir çökel istifidir. Gebze nin Kuzey Batı kesiminde geniş bir yayılım gösteren birim en iyi mostralarını Gaziler Tepesinin Doğusunda, Beylik Dağının Batısında, Küçük Beylik Dağı nın Kuzeyinde, Mudurnu Tepesi nin Kuzeyinde, Yumrukaya Deresi ve Sarp Deresi boyunca vermiştir. Tabanı görülemeyen Kurtköy Formasyonunun kalınlığının 1000 m den fazla olduğu sanılmaktadır. (Önalan 1981) Çalışma bölgesinde Paleozoik istifin en altında bulunan ve tabanı görülemeyen birimin üstüne konkordans ilişkili ordovisiyen yaşlı Aydos Formasyonu gelmiştir. Aydos Formasyonu(Oa) Eski çalışmalarda değişik adlar altında çalışılmış bu birimi Önalan(1981) Aydos Formasyonu adı altında incelemiş olup formasyonun yaşı Ordovisiyendir. Genellikle beyazımsı, pembemsi gri, krem renginde gözlenen ve kuvarsarenitlerden oluşan bu çökeller aşınmaya dayanımlı olması nedeniyle bölgenin önemli yükseltilerini oluşturmuştur. Gebze bölgesinde Mudurnu Tepesi, Küçük Beylik Dağı, Gaziler Tepesi ve Baklacık Tepesi hattı boyunca gözlenen birim bu hat boyunca tipik mostralarını vermektedir. Bu çökel biriminin kalınlığının (290-310m.) Olduğu kabul edilmiştir. Aydos Formasyonun altındaki Ordovisiyen yaşlı Kurtköy Formasyonu ve üstündeki Silirüyen yaşlı Gözdağ Formasyonu ile Konkordan (uyumlu) ilişkilidir. Gözdağ Formasyonu(Sg) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında tanımlanan bu birim Önalan(1981) tarafından Gözdağ Formasyonu olarak adlandırılmış olup formasyon Silüriyen yaşındadır. Genellikle grimsi yeşil, boz ve kahve renklerde inceden kalına doğru değişen tabakanın, silisli ve mikalı şeyl ve grovaklardan oluşmuştur. Özellikle üst seviyelere doğru bazı bol fosilli kireçtaşı bant ve mercekleri de kapsar. Formasyon içindeki Şeyl tabakaların kırılgan bir yapı gösterirken grovaklı seviyeler ise aşınmaya karşı daha dayanımlıdır. Birim değişik yönlerde ve birbirini kesen eklem takımları da içermektedir. Gebze bölgesinde Küçük Beylik Dağı nın Güneydoğusunda, Balçık Tepesi nin Doğusunda, Gaziler Tepesi nin Doğusunda tipik mostralar vermektedir. Birim için yaklaşık olarak (250m.) kalınlık kabul edilmiştir. Gebze bölgesinde birim Aydos Formasyonu üzerine Konkordan olarak gelmiştir. Gözdağ Formasyonunun üstünde ise Dolayoba Formasyonu uyumlu (konkordan) olarak görülmektedir. Dolayoba Formasyonu(Sd) 4
Önceki çalışmalarda değişik adlar altında ayırtlanmış bu birime Önalan(1981) Dolayoba Formasyonu adını vermiş olup formasyonunun yaşı Silüriyendir. Genellikle sarımsı gri, mavi ve pembe renklerde, bol fosilli, Resifal Kireçtaşlarından oluşmuştur. Biyolit, Biyoklastik Kireçtaşı, Kireçtaşı, Kireçtaşı-Şeyl ardalanması şeklindedir. Gebze bölgesinde Dolayoba Formasyonunun Küçük Beylik Dağının Güney Doğusunda, Gaziler Tepesinin Doğusunda ve Baklacık Tepenin Doğusunda Tipik Mostralar vermektedir. Dolayoba Formasyonu için (125-225 m.) kalınlık kabul edilmiştir. Altta Gözdağ Formasyonu ve Üstte Devoniyen Yaşlı Sedef Adası Formasyonu ile uyumlu (konkordan) dokanaklıdır. Sedefadası Formasyonu(Ds) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında tanımlanan bu birim Önalan(1981) tarafından Sedefadası Formasyonu olarak adlandırmış olup formasyonunun yaşı Devoniyendir. Çoğunlukla siyahımsı mavi ve siyahımsı gri renkli, laminalı yer yer Kireçtaşı, Çamurtaşları ve bunlarla bazen ardaşıklanan kırmızımsı pembe renkli, Killi-kireçli Şeyllerden oluşmuştur. Gebze bölgesinde Sedefadası Formasyonu, Beylikdağı Güneyinde, Çakal Deresinde ve Karagüllü Deresinde tipik mostralar vermektedir. Sedefadası Formasyonu için (50 m.) kalınlık kabul edilmiştir. Sedefadası Formasyonu; Dolayoba Formasyonu üzerine İstinye Formasyonu da Sedef adası Formasyonu üzerinde Konkordan olarak durmaktadır. İstinye Formasyonu(Di) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında tanımlanan bu birim Önalan(1981) tarafından İstinye Formasyonu olarak adlandırılmış olup, formasyonun yaşı Devoniyendir. Çoğunlukla koyu mavi ve siyahımsı gri renkli, bol sparit damarlı seyrek fosilli bazen çok ince şeylli seviyeler kapsayan Karbonatlı Çamurtaşı (Mikritik kireçtaşı), Karbonatlı Vake taşlarından oluşmuştur. İstinye Formasyonu masifimsi görünümüne rağmen orta kalın tabakalanmalı ve çoğu zaman çatlaklar ikincil (tali) olarak beyaz renkli kalsit dolgu ile doldurulmuştur. Gebze bölgesinde; İstinye Formasyonu Çakal Deresi boyunca, Öküzsıçratan Deresi ve Karagüllü Deresinde yüzeylemektedir. İstinye Formasyonu için yaklaşık (100m) kalınlık kabul edilmektedir. Birim Altta Sedef adası Formasyonu, Üstte Kartal Formasyonu ile Konkordan İlişkilidir. Kartal Formasyonu(Dk) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında tanımlanmış bu birimi Kaya (1973) ve Önalan (1981) Kartal Formasyonu olarak adlandırmışlar, formasyonun yaşını Devoniyen olarak belirlemişlerdir. Çoğunlukla grinin muhtelif tonları, sarımsı kahverengi, okside olmuş bölümler pas rengi ile koyu kahverengi, bol fosilli, genellikle grovak ve şeyl ardalanmasından oluşan birim içerisinde bazen ince bantlar ve mercekler halinde kireçtaşları da bulunmaktadır. Şeyl seviyeleri çoğunlukla ince ve orta tabakalanma göstermektedir. Dayanım olarak oldukça sağlam kısımlar gözlendiği gibi yer yer bozuşmuş seviyeler de görülmektedir. İçinde yer yer hematit zenginleşmeleri de görülmektedir. Grovaklar, yeşilimsi sarı ve kahve renkli, orta kalınlıkta, tabakalanmalı bol çatlaklı ve çatlaklar genelde kil dolguludur. Kireçtaşı alt seviyelerde Grovaklar içinde ince bantlar ve mercekler halinde beyaz renkte ve üst seviyelerde tamamen kristalize olmuş, gri siyah renklerde, oldukça sert ve pürüzsüz, düzgün yüzeylidir. Gebze nin Batısında, Öküzsıçratan Deresinde ve Karagüllü Deresinde tipik mostralar vermektedir. 5
Kartal Formasyonu için (300-400 m.) kalınlık kabul edilmiştir. Kartal Formasyonu altında İstinye Formasyonu, üstünde Tuzla Formasyonu ile konkordan ilişkilidir. Tuzla Formasyonu(Dt) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında incelenen birime Önalan (1981) Tuzla Formasyonu adını vermiş ve formasyonun yaşını üst Devoniyen olarak kabul etmişlerdir. Genel olarak mavimsi gri renkli kireçtaşı, kahverengimsi Şeyl, pembemsi alacalı Şeyl ve Yumrulu Bantlı Kireçtaşlarından oluşmuştur. İnce sparit damarları bulunduran kireçtaşı gri ve mavinin muhtelif tonlarındadır. Yumrular ise iri çakıl boyutundadır. Gebze nin Güneyinde E-5 Karayolu yarmalarında, Arapçeşme Deresinde ve Değirmen Deresi boyunca tipik mostralar vermektedir. Tuzla Formasyonu için yaklaşık (100m.) kalınlık kabul edilmektedir. Kaya (1973) Büyükada Formasyonu adı altında incelediği bu birimi üç üyeye ayırmıştır. Gebze de iki tanesi görülen üyeler: 1-Bostancı Üyesi: Mikritik kireçtaşı ve Şeyller(Eyfeliyen- Jivesiyen) 2- Yörükali Üyesi 3- Ayineburnu Üyesi: İnce yumrulu karbonatlı çamurtaşları (fameniyenbaşıturnesiyenbaşı) Önalan(1981) tarafından birim Tuzla Formasyonu olarak adlandırılmış ve Kaya (1973) tarafından kullanılan üye isimleri aynen kullanarak birimin Eyfeliyen-Fameniyen yaşında olduğu belirtilmiştir. Trakya Formasyonu(Kt) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında ayırtlanan bu birimi Kaya (1971) Trakya Formasyonu adı altında incelenmiş ve yaşını Alt Karbonifer olarak kabul etmiştir. Genellikle birim, Grovak ve Şeyllerden oluşmuştur. Grovak çoğu orta-kalın tabakada olup bazı kesimlerde Şeyllerle ardalanmalıdır. Çoğunlukla grimsi, kurşuni ve yeşilimsi kahve renkler gösteren Trakya Formasyonu bazen tümüyle şeyllerden oluşmuştur. Birimin ayrışmış yüzeyleri kirli sarı ve koyu kahve renklidir. Çoğunlukla oksidasyon renklerinde görülmektedir. Tektonizma sonucu çok sık çatlak ve eklem takımları içerip, bu çatlak ve eklemlerin arası sert ve beyaz kalsit dolguludur. Gebze bölgesinde; Arp Deresinde, Tombul Deresinde, Yel Değirmeni Tepesinde, Ağaçlı Deresinde tipik mostralar vermektedir. Trakya Formasyonu, için (500-600m) kalınlık kabul edilmiştir. Gebze bölgesinde Trakya Formasyonu, altındaki Üst Devoniyen yaşlı Tuzla Formasyonu ile Konkordan ilişkilidir. Kapaklı Formasyonu(TRk) Önceki çalışmalarda değişik adlar altında incelenmiş bu birimi Altınlı ve Diğerleri (1970) Kapaklı Formasyonu adı altında incelemişler ve Alt Triyas yaşını kullanmışlardır. Kapaklı Formasyonu; Altta koyu şeyllerle başlar, kırmızı renkli çakıllı kumtaşları ve arkozik konglomeralarla devam eder, en üstte mikalı kumtaşları ile son bulur. Çoğu kesimlerde Kumtaşı-Şeyl ardalanması görülür. Alttaki krem renkli Şeylli seviyeler çok ince katmanlanmalı olup zayıf tutturulmuşlardır. Kırmızı renkli mikalı kumtaşı seviyeleri iyi boylanmış, bol mikalı psammitik bir karaktere sahip olup, bazı yerlerde laminalıdır. Koyu kırmızı renkli polijenik konglomeralar, köşeli, az yuvarlaklaşmış kötü boylanmıştır. Kuvarsit, mağmatik kayaç parçaları, kireçtaşı ve diğer kum taşlarından kopma (Paleozoik yaşlı kayaçlardan oluşma) çakıllar olup; tutturucu madde kum, kil, silt boyutundadır. Ayrıca birim morumsu, yeşilimsi, siyah bademcikli (amigdoloidal) bir dokuya sahip olan, sert sil ve dayk şeklindeki Albitik diyabazlarla kesilmişlerdir. En iyi örnekleri Şemsi Tepenin Eteklerinde görülmektedir. Gebze bölgesinde Ahmet Ağa Pınarı sırtında, Şemsi Tepesinde, Anibal Tepesinde, Arabacı Alçağı Deresinde, Ağaçlı Deresinde tipik mostralar vermektedir. 6
Kapaklı Formasyonu çok farklı kalınlıklar göstermekle birlikte (800-1000m.) kalınlık birim için kabul edilmektedir. Gebze bölgesinde Kapaklı Formasyonu, Paleozoik (Alt karbonifer) yaşlı Trakya Formasyonu üzerine açısal diskordansla gelmiştir. Birimin üst sınırı Hereke Formasyonu ile tedrici geçişli olup, sarımsı, kırmızımsı, kumlu, killi, Kireçtaşlarından oluşan geçiş katmanları belirgin bir klavuz seviye oluşturmaktadır. Eroskay (1975) birimi Karstik ve Hidrojeolojik yönden incelemiştir. İnceleme alanı dışında Hereke civarında Kapaklı Formasyonu üzerinde, Orta-Üst Triyas yaşlı Ballıkaya Konglomerası nedeniyle Kapaklı Formasyonunun Alt Triyas yaşlı olduğu kabul edilmektedir. Çimento maddesinde bolca demiroksit ortamda ve demirli karbonatlar gözlenen Kapaklı Formasyonu Karasal bir çevrede ve sonra yavaş yavaş derinleşen Denizel bir ortamda çökelmiş olup; çökelme ortamı çok derin olmayan Neritik Bölge olduğu düşünülmektedir. (Özdemir ve diğerleri.1974) Hereke Formasyonu(TRh) Önceki çalışmalarda İrtem(1968) tarafından Üye bazında ayırtlanmış birimler, Altınlı ve diğerleri(1970) tarafından Hereke Formasyonu adı altında incelenmiştir. İrtem (1968) tarafından ayırtlanmış üyeler şöyledir: Değirmenköy Kireçtaşı üyesi :Kirli Sarı şeyller, kırmızımsı kumlu kireçtaşları (üst skitiyen) Muallimköy Kireçtaşı Üyesi Beyazımsı Açık koyu gri, kısmen koyu renkli dolomitik kireçtaşları dolomitler (Üst Skitiyen ve Alt Anisiyen yaşındadır) Kazmalı Kireçtaşı Üyesi :İnce marn ara katkılı yumrulu mikritik kireçtaşları (Anisiyen - Ladiniyen yaşındadır.) Gebze ve civarında oldukça geniş yer kaplayan üyeler aşağıda tanımlanacaktır. Değirmenköy Kireçtaşı Üyesi(TRhd) Önceki çalışmalarda bir çok araştırmacı tarafından ayırtlanan birimi; İrtem(1968) Değirmenköy Kireçtaşı olarak adlandırmış ve Altınlı ve diğerleri (1970) birimi Hereke Formasyonuna dâhil etmişlerdir. Genellikle kirli sarı Şeyller, kırmızımsı Kumlu Kireçtaşı, siyahımsı gri mikritik kireçtaşı ve sarımsı gri kirli kireçtaşından oluşmuştur. Kumlu kireçtaşı düzeyleri ince katmanlıdır, ara katkı olarak değişik bileşimli kireçtaşları ihtiva etmektedir. Bunun üzerine gelen ince orta katmanlı mikritik kireçtaşı; sert, dayanımlı, bozuşma yüzeyi sarımsı, gri, fosil kalıntıları içermektedir. Daha sonra killi kireçtaşlarına geçen birim, marn ara katkılı olup, ince orta katmanlı, laminalı kum taşları ve silttaşları içermektedir. Gebze civarında; Şemsi Tepe, Kazmalı Tepe ve Özbek Tepe nin yamaçlarında, tipik mostralar vermektedir. Değirmenköy kireçtaşı üyesi için (80-265 m.) kalınlık kabul edilmektedir. Gebze bölgesinde Değirmenköy Kireçtaşı Üyesi; Alttaki Kapaklı Formasyonu üzerine düşey tedrici geçişlidir. Baykal(1942); birimi gri renkli masif karakterli olarak ayırtlamış ve Verfeniyen yaşında olduğunu belirtmiştir. Erguvanlı (1949); Birimi, marnlı plaketli dolomitik kalker olarak tanımlamıştır. İrten (1968) Değirmenköy Kireçtaşı olarak adlandırmıştır. Altınlı ve Diğerleri (1970); Birimi Hereke Formasyonuna dâhil etmiştir. Eroskay(1975); Birimi Karstik ve Hidrojeolojik yönden incelemiştir. Muallimköy Kireçtaşı Üyesi (TRhm) Önceki çalışmalardan Muallimköy Kireçtaşı İrtem (1968) olarak adlandırılan birimi; Altınlı ve diğerleri (1970) Hereke Formasyonu na dâhil etmişler ve formasyonun yaşını Triyas olarak adlandırmışlardır. Genellikle alt düzeylerde yumuşak ve beyazımsı Oosparitli, crinoidli, Üstte açık gri ve kısmen koyu renkli, dayanıklı dolomitlerden oluşmuştur. Birimde tabakalanma 7
güçlükle belirlenmesine rağmen orta kalın katmanlı masif görünümlü olduğu belirlenmiştir. Muallimköy Kireçtaşı Sakkaroit dokuludur. Kireçtaşlarının Dolomitizasyonu sonucu Dolomik Kireçtaşları oluşmuştur. Birim iri kristalli dolomitlerden oluşmuştur. Bazı kesimlerde allokem kalıntıları daha küçük, çimento maddesi ise daha iri kristallidir. Birim içerisinde değişen oranlarda çatlaklara bağlı olarak gelişmiş didolomitizasyon ( yeniden kalsite dönüşme) gözlenmektedir. Ayrıca % 5 e varabilen kuvars, feldspat, opak mineraller ve kil mineralleri mevcuttur. Magnezyumoksit oranı % 5 20 arasında değişmektedir. Magnezyumoksit oranının yüksek olduğu kesimlerde kırmızımsı renk gözlenmektedir. Gebze bölgesinde; Şemsi Tepenin, Anibal Tepenin, Kazmalı Tepenin ve Özbek Tepenin Güney yamaçlarında tipik Mostralar vermektedir. Muallimköy Kireçtaşı Üyesi için (200-800m.) kalınlık kabul edilmiştir. Gebze cbölgesinde Muallimköy Kireçtaşı Üyesi, Değirmenköy Kireçtaşı Üyesi üzerine tedrici geçişli olarak uyumlu bir şeklide gelmiştir. Kazmalı Kireçtaşı Üyesi(TRhk) Önceki çalışmalarda tam olarak ayırtlanan birime İrtem (1968) Kazmalı Kireçtaşı adını vermiş, Altınlı ve diğerleri (1970) de birimi Hereke Formasyonu na dâhil etmişlerdir. Genel olarak ince marn arakatkılı, yumrulu, mikritik kireçtaşlarından oluşmuştur. Birim altta, siyah mikritik kireçtaşı karakterindedir. İçinde 5 7 cm. Kalınlıkta yumrulu seviyeleri kapsar, siyah koyu gri marn arakatkılı olup fosilsizdir. Birim ortada krem rengi veya açık gri renkli (5 15 cm.) çapında yumrulu mikritik kireçtaşı ile 2-7cm. kalınlıkta pembemsi renkli Marnlarla münavebeli, koyu gri renkli mikritik kireçtaşları ve üst seviyeleri gri renkli marnlarla ardalanan gri renkli yumrulu kireçtaşlarından oluşmuştur. Gebze nin bölgesinde; Muallimköyün Güneyinden sahil boyunca tipik Mostralar vermektedir. Kazmalı Kireçtaşı Üyesi için (100-270 m.) kalınlık kabul edilmiştir. Gebze bölgesinde Kazmalı Kireçtaşı Üyesi, Muallimköy Kireçtaşı Üyesi Üzerine tedrici geçişli olarak gelmiştir. Şemseddin Formasyonu(KRş) Altınlı (1968) İzmit, Hereke, Kurucadağ alanında yaptığı çalışmalar sonucu birimin hâkim litolojisinin kireçtaşı olması nedeniyle ve tipik olarak Şemsettin Köyü ve civarında gözlenen birimi Şemsettin Kireçtaşı olarak adlandırmıştır. İrtem (1968) Şemsettin Formasyonu adını vermiş olup, formasyonun yaşı Üst Kretase dir. Genellikle beyaz, kirli beyaz, bej renkli, ince-orta tabakalı, marn ara tabakalı seyrek echinodermata fosilli, bol mikrofosilli ve levhamsı dilinimli, killi kireçtaşlarından oluşmuştur. Şemsettin Kireçtaşı, altta konglomera ve çökelleriyle başlar. Bu seviyede matriksin hemen hemen tümüne yakını demiroksit ile boyandığından kırmızımsı sarı rengiyle dikkat çeker, çakılların çoğunlukla gri, koyu gri renkli Triyas yaşta kireçtaşlarından türediği düşünülmektedir. Çakıllar çok iyi yuvarlaklaşmışlardır. Yani uzun bir sedimantasyon dönemi geçirmişlerdir. Şemsettin Formasyonu için (600 650 m.) kalınlık kabul edilmiştir. Gebze civarında; Şemsettin Formasyonu, Triyas yaşlı çökel birimleri üzerine açısal diskordansla gelmiştir. Tipik olarak Eskihisar ın batısında mostra verir. Belgrad Formasyonu(Tb) Önceki çalışmalarda Belgrad Serisi Packelmann (1938) ve Belgrad Formasyonu Eroskay (1978), Önalan (1981) olarak adlandırılmış olup yaşı Tersiyerdir. Belgrad formasyonu Litolojik olarak çalışma alanında iki ayrı özellikte görülür: Değişik Boyda (0.5-2.5cm), çoğunlukla küt köşeli, polijenik, kötü boylanmış kuvars 8
çakılları, kumları ve killerden oluşur. Kızılımsı-sarımsı renkli olan birim bazen düzenli ve belirgin tabakalı, kamalı, mercekli bazen de çapraz tabakalı, masifimsi ve düzensiz bir halde gözlenmektedir. Açık sarımsı boz, bazen beyazımsı, kırmızımsı alacalı renklerden, gevşek tutturulmuş, ince taneli, oldukça killi ve siltli bir birimdir. Gebze civarında geniş alanlar kaplayan Belgrad Formasyonu kil, silt, kum ve çakılın muhtelif karışımlarından oluşmuş olup formasyonda kil içeriği egemendir. Erozyona karşı mukavemet gösterememesinden, kil içeriğinden dolayı, yüzey ve yeraltı sularını bünyesinde absorbe etmesinden dolayı, kitle halinde yer yer küçük ölçekli heyelanlar içermektedir. Bünyesindeki suyu çoğu yerde verebildiğinden dolayı, formasyonda kullanma suyu amaçlı su sondaj kuyuları açılmakta, birim organik minerallerce zengin olmasından dolayı kültür toprağı olarak da kullanılabilmektedir. Gebze civarında özellikle E-5 karayolu güneyinde, Eskihisar ın Kuzeyinde, Kazmalıtepe Özbektepe de değişik büyüklükte ve düzensiz dağılmış yamalar şeklinde tipik mostralarını vermektedir. Belgrad Formasyonu için (1-50 m.) kalınlık kabul edilmektedir. Gebze civarında Belgrad Formasyonu Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı birimler üzerine Açısal Diskordansla gelmiş ve bu birimleri örtmüştür. Alüvyon(Qal) Alüvyonlar akarsuların çevresindeki kumlu, killi ve karbonatlı birimlerin ayrışması, aşınması ve taşınıp akarsular tarafından biriktirilmesi sonucu oluşmuşlardır. Kuvaterner yaşında olan Çakıl - Kum Kil sedimanları için ( 0-10 m.) kalınlık kabul edilmiştir. Çakaldere, Çamaşırderesi, Değirmendere ve Eskihisar Deresinde muhtelif yayılım ve kalınlıklar sunarlar. Mağmatik Kayalar Sancaktepe Granitoyidi (Pgr) :Önceki çalışmalarda Sancaktepe Plütonu Erguvanlı (1949); Gebze Plütonu ; Sancak Tepe Granotoyidi Pehlivan (1987) olarak adlandırılmış olup yaşı Permiyendir. Gebze civarında Gebze nin Kuzey-Kuzeybatısında Akkilise ve Baklacıktepe nin Batısında mostraları yüzeylemektedir. Büyük bir çoğunluğu kırmızımsı, pembemsi, açık turuncu, sarı kirli beyazımsı renklerde, bozuşmuş, kesimlerde yeryer kuvars ve kaolen zenginleşmeleri görülmektedir. Ayrıca feldspatın ayrışması sonucu kuvars taneleri açığa çıkmış ve neticede kaolenli bir kum yığını oluşmuştur. Bu kum yığınının kalınlığı bölgeden bölgeye değişiklik gösterir. Birimin ayrışmasını atmosferik şartlar ile yer altı suyunun sebep olduğu, birimin yüzeyden 1m. kadar derin kesimlerinin ıslak ve nemli olmasından anlaşılmaktadır. Andezit :Eskihisar civarında bazen bozuşmuş, bazende taze damarlar şeklinde gözlenen bu kayaç, Eskihisar ın Kuzeydoğusunda Şemsitepenin Güney eteklerinde en iyi mostralarını vermiştir. Andezitin bozuşmuş olanları açık kahve renkli, taze olanları ise yeşilimsi, siyahımsı, grimsi alacalı renktedir. Kayaç porfirik dokuludur. İçerisinde çoğunlukla idiomorf ve kısmen de hipidiomorf şekilli andezin ve oligoandezinlerden oluşan plajioklaslar içerir. Plajioklaslar ileri derecede arışmış ve kısmen de albitleşmiştir. Kuvars yok denecek kadar azdır ve bileşiminde %5 i geçmez. Taze yüzeylerde Mafitlerden koyu açık yeşil renkli Paleoprizma olan amfiboller gözlenmektedir. Bozuşmuş yüzeylerde ise mafitler hemen hemen tamamı altere olmuş ve idiomorf boşlukları klorit ve epidotla dolmuştur. Çoğunlukla kristalize olan hamur ise plajioklaslar ile kısmen de mafit minerallerden oluşmaktadır. Komşu kayaçlarla olan ilişkisi çok iyi gözlenebilen bu mağmatik kayaç çevresinde killi kumlu kireçtaşlarını etkileyerek, kontak zonunda kireçtaşı tabakaları arasına hidrotermal sularla girmiş hornblend mineralleri gözlenmiştir. 9
Andezit; çalışma sahasında en geç Triyas yaşlı çökel kayaçlarını kestiği için Triyastan genç olduğu söylenebilir. Üst sınırı için kesin bir veri bulunmamakla birlikte bölgede oluşmuş andezitleri Kretase yaşında olduğu kabul edilmektedir. Sağıroğllu- Bürküt (1943). 5.2.TEKTONİK Gebze ve çevresinde; çok değişik araştırmacılar tarafından yapılan çok sayıda jeolojik araştırmalara rağmen bölgenin yapısal özellikleri tam anlamıyla ortaya konulamamıştır. İstanbul ve Kocaeli yarımadası üzerinde farklı çökelme ortamlarına bağlı gelişen fasiyeslerin tanımlanamaması, bu çökel kayalarının bazılarının fosilce çok fakir olması bölgenin Marmara, Karadeniz ve İstanbul Boğazı gibi su kütleleri ile çevrelenmiş olması; birimlerin yanal ve düşey korelasyonlarının zor olması, bölgede tektonik olayların etkili olması sonucu olarak birimlerin aşırı derecede faylanma ve kıvrımlanmaya uğraması, yerleşim ve sanayii alanları nın çokluğu bölgenin yapısal özelliklerinin kesin olarak ortaya konulamamasının sebepleridir. Gebze; Paleozoyik, Mesozoyik ve Neojen yaşlı çökerlerden oluşan, çalışma alanı, yapısal bakımdan çok komplekstir. Bölgeyi etkileyen orojenik hareketler Alt Karboniferden sonra oluşan Hersiniyen ve Alpin hareketlerine bağlı olarak gelişmiştir. Morfolojik yapı, litolojiye ve bölgenin tektonik özelliklerine bağlı olarak gelişmiştir. Kuzeydoğu Güneybatı ve Kuzey Güney Doğrultusunca vadi ve sırtlar çoğunlukla Kuzeybatı Güneydoğu doğrultulu faylar tarafından kesilmişlerdir. Bölgenin yapısal jeolojisi tabakalanma kıvrılma faylar ve diskordanslar başlıkları altında tanıtılacaktır. Tabakalanma Çalışma alanındaki birimlere ait tabakalanma doğrultu ve eğimleri sahanın yapısal durumunu ortaya çıkarmak için temel unsurlar olarak ele alınmıştır. Paleozoyik yaşlı tüm birimler ve paleozoiğin üzerine diskordans ilişkiyle geçen Mesozoyik yaşlı tüm birimlerde genel tabakalanma doğrultusu Kuzeydoğu- Güneybatı yönünde; genel tabaka eğimleri ise 25-55 o Güneydoğu yönünde olduğu saptanmıştır. Kuzeybatı Güneydoğu istikametindeki tektonik kuvvetler etkisiyle güncel tabakalanma konumu oluşmuştur. Kıvrımlar Gebze civarında Neojen yaşlı Belgrad Formasyonunun geniş bir alana yayılması nedeniyle herhangi bir kıvrılma net olarak görülmemektedir. Ancak Arp Deresindeki Mostranın Mesozoyik yaşlı birimleri üzerine diskordans olarak geldikleri, Alt Karbonifer yaşlı Trakya Formasyonu nda, diskordansın olduğu zonlarda küçük çapta kıvrımlanmalar gözlenmiştir. Faylar Gebze bölgesinde; bölgesel tektonizmaya bağlı olarak Kuzey Kompartımanın yükselmiş, Güney Kompartımanın alçalmış olduğu çalışma alının da normal faylardaki morfolojik gözlemlerle belirlenmiştir. Bu fayların Hersiniyen Orojenezine bağlı olarak geliştiği düşünülmektedir. Çalışma alanı Kuzeybatı Güneydoğu doğrultusunda, morfolojide görülen veya örtülü konumda pasif (Hareket kabiliyetini yitirmiş) onlarca düşey faylar içermekte olup, tektonik olarak (Depremsel) tehlike arz edemeyeceği tahmin edilmektedir. Ancak Gebze ye 10 km. uzaklıktaki Kuzey Anadolu Doğrultu Atımlı Fayı nın tarihsel süreç içerisinde sürekli hareket etmesi neticesinde bölge tektonik etkilerle depremlerden etkilenecektir. Deprem şiddetinin istatistiki değerlerinin üzerinde bir harekette inceleme sahasındaki yaşlı ve pasif düşey fayların da hareket etme ihtimali çok az da olsa ihtimal dâhilindedir. 10
Diskordanslar Gebze civarında; Paleozoyik istif içerisinde yer alan Kurtköy, Aydos, Gözdağ, Dolayoba, Sedefadası, İstinye, Kartal, Tuzla ve Trakya Formasyonları arasında uyumsuzluk tespit edilmemiştir. Konkordan bir istif sunmaktadırlar. Paleozoyik istifin üzerinde bulunan Alt Karbonifer yaşlı Trakya Formasyonu ile Mesozoyik istifin en altındaki Alt Triyas yaşlı, Kapaklı Formasyonu arasında Açısal Uyumsuzluk (Diskordans) tespit edilmiştir. Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı birimleri bir örtü gibi örten Neojen yaşlı Belgrad Formasyonu arasında Açısal uyumsuzluk (Açısal Diskordans) olması doğal olarak görülmektedir. Kocaeli İlinin Paleotektoniği Batı Anadolu ve Orta Anadolu nun Paleocoğrafyasının iskeletini; en kuzeyde İstanbul Zonu, ortada Sakarya Zonu, güneyde Menderes Masifi, batıda Istranca Masifi, doğuda Kırşehir Masifi teşkil eder. Bu tektonik birlikler Neotetis in kapanması sonucu birbirlerine yaklaşmışlardır. Bu kapanma Eosen-Oligosen dönemini kapsar. Özellikle Sakarya Zonu ile İstanbul Zonu olarak bilinen bu zonlar intra-pontid sütur zonu adı verilen bu kapanma kuşağı boyunca birbirlerine girmişlerdir. Adı geçen sütur zonu sonraki dönemde (KAFZ) Kuzey Anadolu Fay Zonu nu meydana getirmiştir (Şengör ve Yılmaz, 1981; Okan ve Tansel, 1992). İzmit in hemen güneyindeki zon Sakarya Zonunun bir bölümüdür. Sakarya Zonu bir metamorfik temel (Pamukova ve İznik metamorfikleri) ile bu temel birimleri örten ve metamorfizma göstermeyen örtü kayaçlarından oluşur. Bu temel birimler ve örtü kayaçları KAF zonu güneyindeki Armutlu Yarımadasında izlenir. KAF kuzeyindeki İstanbul Zonu (Kocaeli Yarımadasında ) Paleozoyik, Mesozoyik ve Senozoyik birimlerden oluşmakta ve hiç metamorfizma göstermemektedir. İzmit-Sakarya doğusunda yer alan Bolu masifi muhtemelen Sakarya Kıtası zonu birimleridir. İzmit-Adapazarı-Düzce kuzeyinde kalan Ordovisyen- Tersiyer yaşlı birimlerin tümü İstanbul Zonuna aittir. Özetle doğu Marmara yöresinin jeolojik iskeleti Eosen-Oligosen sırasında İntrapondit okyanusunun kapanmasıyla kurulmuştur. Bu sırada oluşan yaygın bir kıtasal volkanizma yörede geniş alanlar kaplayan; doğuda Yığılca ve Armutlu Yarımadasında Sarısu Volkanitleri olarak adlandırılan birimlerin oluşmasını sağlamıştır. Eosen-Oligosen döneminden sonra Paleontolojik dönem sona ermiş ve Neotektonik dönem başlamıştır (Şengör, Yılmaz, 1981). Bu yeni dönemin en belirgin ürünü KAF Zonu dur. KAF Zonu, doğuda Karlıova dan başlayan ve batıda Saros Körfezi ne kadar uzanan çok belirgin, sismik olarak aktif ve önemli bir tektonik yapıdır. Yaklaşık 1200 km uzunluğunda ve 100 m.- 10 km. arasında değişen bir genişliğe sahip bu kuşak (zon) boyunca doğu-batı yönlü Karadeniz Levhası ile Anadolu Levhası arasındaki hareketi karşılayan sağ yönlü doğrultu atımlı bir faydır. Belirgin atımlı, ötelenmiş, set gölleri ve deforme olmuş morfolojik yapılar ile sağ yönü doğrultu atımlı diri fay dır. KAF transform fay özelliğinde ve sağ yönlü doğrultu atımlı fay olma özelliğini Üst Pliyosende kazanmıştır. Toplam atımı 20-25 km dir. Bu fay çoğu yerlerde bir fay zonu şeklinde ve bağımsız şekilde hareket eden çok sayıda faylar içermektedir(şekil 4). Türkiye nin neotektoniği orta Erken Miyosen den bu yana devam etmektedir. Bitlis Kenet Kuşağında Neotetis in Orta Miyosende kapanması ve Avrasya-Arap kıtalarının çarpışması ile kuzey-güney yönde Anadolu sıkışmaya maruz kalmıştır. Doğudaki bu sıkışma Anadolu Levhasını KAF ve DAF (Doğu Anadolu Fayı) sınırları boyunca batıya kaçmasına sebep olmuştur. Bu sıkışma ile doğrultu atımlı faylar, bindirmeler ve kıvrımlı yapılar oluşmuştur. Olasılıkla Üst Pliyosende KAF ve DAF ın birleşmesi ile batıya kaçan Anadolu Plakası Rodop Masifi ile karşılanınca batıya kaçış yavaşlamış ve Ege de kuzey-güney 11
yönünde bir gerilmeye sebep olmuştur. Ege Graben Sistemi bu dönemde oluşmuştur. Konya Ovası ve Tuz Gölü Havzaları da bu gerilmelere bağlı olarak oluşmuşlardır. Bu dönemde; 1-Batıda Ege Graben Sistemi 2- Orta Anadolu da Ovalar Rejimi 3- Doğu Anadolu da Sıkışma Rejimi gibi üç ana Neotektonik rejimler görülmektedir. Batıya kaçan Anadolu Plakası önündeki Rodop Masifi ile durdurulunca güney batı kuzey doğu yönlü Yunan Makaslama Zonuna dönüşüyor. Bu dönemin ilk evresinde doğrultu atımlı fayların etkinliğinde şekillenmiş olan Isparta büklümü tampon bir bölge olarak kalır iken, Adana havzası açılarak gelişmiştir. Neotektonik dönemin başında Türkiye nin büyük bir bölümü peneplen veya peneplene yakın bir morfolojiye sahipti. Anadolu da topoğrafik yükselti, kuzeyden güneye ve batıdan doğuya azalacak şekildeydi. Neotektonik dönemde doğu Anadolu sıkışarak yükselmiş, Orta Anadolu da pull-apart havzalar ve Batı Anadolu da Ege Graben Sistemi oluşarak bugünkü konumlarını kazanmışlardır. 5.3. İNCELEME ALANININ JEOLOJİSİ İnceleme alanında yüzeylenen birimler genel jeolojide belirtilen formasyonlara göre ayrı ayrı açıklanmıştır (Şekil:2 İnceleme Alanının Genelleştirilmiş Stratigrafik Kesiti). C1-Ayrışmış Kaya Zonlu Alanlar: İnceleme alanında jeolojik olarak 1.Jeolik ve 2. Jeolojik zamana ait kaya birimleri bulunmaktadır.çok eski jeolojik devirlerde oluşmuş özellikle kil ve feldispat içerikli kaya birimlerinde uzun zaman içinde atmosfer etkisi ile fiziksel ve kimyasal ayrışma sonucunda kalınlığı 3,00-10,00 m arasında değişen ayrışma zonları oluşmuştur.yüzzeyde yer yer katı, derinlik arttıkça çok katı-sert kıvam sunan bu birimler genellikle çakıllı kil olarak tanımlanmıştır.neojen yaşlı Belgrad formasyonuna benzerler ancak orijinal kalıntı toprak dokusu ve oluştuğu kaya rengi ile ayırtlanırlar. C2-Belgrad Formasyonu : Belgrad formasyonu Gebze Bölgesinde yaşlı jeolojik birimlerin üzerini örter konumdadır.genel olarak E-5 karayolunun güneyinde ve Çayırova da geniş alanlar kaplar.daha çok içerisinde muhtelif boyutlardaki kaya parçaları içeren kil özelliğindedir.kalınlığı kuzeyden güneye doğru artar genel olarak çok katı-sert kıvamlıdır.jeolojik haritalarda Tb simgesi ile gösterilen bu birim genel olarak katı kıvamlı kil özelliğindedir.seyrek olarak gevşek kum veya sıkı çakıl özellğindedir. 12
Şekil:2 İnceleme Alanının Genelleştirilmiş Stratigrafik Kesiti 13
6. SONDAJ ARAŞTIRMALARI VE ARAZİ DENEYLERİ 6.1. Sondaj Araştırmaları Sondajlar mevcut zemin koşullarını öğrenmek amacıyla rotary yöntem ile yapılmıştır. Sondaj kuyuları içinde zemin tabakalarının kıvamını tespit etmek amacıyla SPT deneyi yapılmıştır. Deney, diş çapı 50,8 mm. iç çapı 34,9 mm., olan yarıklı tüpün 63,5 kg ağırlıkta bir tokmak ile zemine 15 er cm.1ik 3 adet giriş için vurulan darbe sayılarak yapılmıştır. Tokmağın serbest yüksekliği 0.76 m.dir. Son iki 15 cm.1ik giriş için vurulan darbe sayıları toplamı standart Penetrasyon direnci (N) sayısı vermektedir. Vurulan Darbe sayıları ekte sunulan sondaj loglarında belirtilmiştir. Ayrıca zemin koşulları elverdiği oranda, ince cidarlı numune alıcıların (shelby).zemine statik kuvvetle (hidrolik baski) sokulmasiyla örselenmemiş (UD) numuneler alınmıştır. Kaya zeminlerde ise tamamen ayrışmış seviyeler hariç sağlam kayalarda karot alınarak ilerlenmiştir. Sondajlar sırasında kaya zeminde karotiyerler kullanılmış, alınan karotlar sandıkları içerisinde muhafaza edilmiştir. İnceleme alanında G22B(18C1A-18D2C-18C4A-18C3A-18C3D-19C1C-19C4A- 19C1D-19B3C-19C2B-19C2A-19C2D-19C3A-19C3B-19C3-19C3D-20D4A-20D1D- 20D4B-20D2A-20D2B-20A3C-23B1C-23B3B-23B3A-23B2C-23B2D-23B2A-23B2B- 23B1A-23B1B-24A1D-24B2A-24B2D-24A1A-24A3A-24A4B- 24A4A- 24A1C-25A2A- 25A2B) paftalarında 10 adet toplam 90 m sondaj çalışması yapılmıştır. Sondajlar sırasında geçilen zeminler, gözlenen standart penetrasyon değerleri, alınan örselenmiş (SPT) ve örselenmemiş (UD) numuneleri, sondaj loglarında gösterilmiştir (EK:Cilt 4/6: Sondaj Logları). G22B18C1A (SK-17), G22B18D2C, (SK-16), G22B18C4A(SK13-14- 15).,G22B23B1A (SK-28), G22B23B1B (SK-31), G22B23B1C (SK-2-30), G22B18C3A (SK-22), G22B18C3D(SK-24-12-11), G22B23B2A (SK-10-23), G22B23B2D (SK-6), G22B23B3A (SK-4-29), G22B18C3C (SK-21), G22B23B2B SK(19-20), G22B23B2C (SK-5), G22B23B3B (SK-1-27), G22B24A1A (SK18), G22B24A1D (SK-3-35-36-37), G22B24A4A (SK-32), G22B24A1B (SK-33-38), G22B24A4B (SK-26-34), G22B24A3A (SK-25), G22B19C3D (SK-45), G22B19C3C (SK-64), G22B19C4A (SK-55), G22B19C3A (SK-63), G22B19C3B (SK-66), G22B19C1D (SK-56), G22B19C1C(SK-53-54), G22B19C2D (SK-61-62-65), G22B19C2A (SK-59-60), G22B19C2B (SK58),G22B19B3C(SK-57), G22B20A3C(SK-52), G22B20D2A(SK-49-50), G22B20D2B(SK-51), G22B20D1D(SK-47), G22B20D4A(SK-44), G22B20D4B(SK-48), G22B24B2A(SK-7), G22B24B2D(SK-8), G22B25A1B(SK-39), G22B25A2A(SK-9-40), G22B25A2B(SK-41-42-43-44) paftalarında açılan sondaj kuyularında genel olarak 4 farklı zemin gözlenmiştir. 1. Orta katı -katı kıvamlı kil : G22B24B2A(SK-7),G22B24A1A(SK-18), G22B23B2B(SK-19)-nolu sondajlarda gözlenilmiş olup, bu tabaka içinde yapılan SPT deneylerinde. penetrasyon direnci N =10-20 değerleri arasında değişmektedir. 2. Çok katı, sarı -kahve-yeşil renkli, çakıllı kumlu siltli kil: G22B23B3B(SK-1-27), G22B23B1C(SK-2-30), G22B23B3A(SK-4-29), G22B23B2C(SK-5), G22B23B2D(SK-6), G22B24B2D(SK-8), G22B18C3D(SK-11-12-24), G22B18C4A(SK-13-14-15), G22B18D2C(SK-16), G22B18C1A(SK-17), G22B23B2B(SK-20), G22B18C3C(SK-21), G22B18C3A(SK-22), G22B23B2A(SK-10-23), G22B24A3A(SK-25), G22B24A4B(SK- 34-26),G22B25A2B(SK-41-42-43-44), G22B23B1A(SK-28), G22B23B1A(SK-31), G22B24A4A(SK-32), G22B24A1B(SK-33-38), G22B24A1D(SK-3-35-36-37), G22B25A1B(SK-39), G22B25A2A(SK-9-40), G22B19C3D(SK-45), G22B20A3C(SK- 52), G22B19B3C(SK-57), G22B19C2B(SK-58), G22B19C2A(SK-59-60), G22B19C3C(SK-64), nolu sondajlarda gözlenmiş olup,bu tabaka içinde yapılan SPT deneylerinde penetrasyon direnci N = 20-35 değerleri arasında bulunmuştur. 14
3. Çok katı sarı kahve yeşil renkli çakıllı kumlu siltli kil : G22B19C3A (SK-63), G22B20D4A (SK-46), G22B20D4B (SK-48) G22B19C1D (SK-56), G22B19C1C (SK-53-54), G22B19C2D (SK-61-62-65), G22B20D1D (SK-47), G22B20D2A (SK-49-50), G22B20D2B (SK-51). paftalarında açılan sondaj kuyusunda C1 olarak tanımlanan Ayrışmış kaya zonlu alanlar. 4.Sert,kahve-sarı-yeşil renkli kumlu siltli kil: Çok katı kıvamlı kil tabakasının altında kalınlığı genellikle sondaj derinliği boyunca devam eden sert kıvamlı bu kil tabakası içinde yapılan SPT deneylerinde penetrasyon direnci N =35 refü değerleri arasında değişmektedir. İnceleme alanında jeolojik olarak 1. Jeolojik ve 2. Jeolojik zamana ait kaya birimleri bulunmaktadır. Çok eski jeolojik devirlerde oluşmuş olan özellikle kil ve feldspat içerikli kaya birimlerinde uzun zaman dilimi içinde atmosferik etkenlerle fiziksel parçalanma ve kimyasal ayrışma sonucunda kalınlığı 3.00-10.00 m arasında değişen ayrışma zonları oluşmuştur. Yüzeyde yer yer kati, derinlik arttıkça çok kati-sert kıvam sunan bu birimler genellikle çakıllı kil olarak tanımlanır. Neojen yaşlı Belgrad formasyonuna benzerler ancak orijinal kalıntı toprak dokusu ve oluştuğu kaya rengi ile ayırtlanırlar. Bu birimler üzerinde jeoteknik araştırma yapılması ve bu araştırma kapsamında belirlenen özelliklere göre yapılaşmaya gidilmelidir. Kalınlığı 2,00 m ile 13,00 m arasında değişen ayrışma zonları genellikle kil özelliğinde olup penetrasyon değerlerinin; N~ 30 olduğu yapılan Standart Penetrasyon deneylerinde gözlenmiştir. 6.2. Araştırma Çukuru Çalışmaları Çalışılan bölgede yüzeysel katmanların niteliklerini öğrenmek amacıyla İnceleme alanında 35 adet araştırma çukuru açılmıştır.. Çukurlar genellikle JCB tipi Beko ile açılmıştır. Kohesif zeminlerde muayene çukur derinlikleri 3.00 m dir. Muayene çukur lokasyanlari öngörülen yapılaşmaya göre, alanı tarayacak ve satıh jeolojisini en iyi biçimde belirleyecek şekilde seçilmiştir. Çukurlarda kireçtaşı, kumtaşı ve kuvarsit gibi sert kayalarda ilerleme durdurulmuştur. Ancak şeyi, grovak, ayrışmış kumtaşı gibi nispeten yumuşak kayalarda bir miktar ilerlemeye çalışılmıştır. Muayene çukuru açılma imkanı olmayan yerlerde varsa temel çukuru, yol yarması, kaya mostrası gibi yerlerde çukur logu tanımlaması yapılmış ve logda bu durum belirtilmiştir. İncelenen 15 adet araştırma çukuru 1/ 1000 ölçekli paftada gösterilmiş olup, muayene çukur logları (EK-Cilt:4/6 Araştırma Çukuru Loglarında) sunulmuştur. G22B(19C3D-19C3C-19C2B-19B3C-20A4B-20A1D-19C1C-19C2D-19C3A- 19C3B-19C3C-19B2A-24B1D-20A4A-20A1C) paftalarında açılan araştırma çukurlarına göre 0-0,70 m arası değişkenlik gösteren dolgu-kültür toprağı, 1,50-4,50 m arası sarımsı kahverenkli yer yer iri çakıl taneleri içeren, çoğunlukla kumlu siltli kil tabakalanması gözlenmiştir. G22B(20D4B-19C1B-19C2A-19C2D-19C1A-19C1D) paftalarında açılan araştırma çukurlarında genellikle 0-0.50 m arası bitkisel toprak, 0,50 m -3,0 m arası sarımsı kahvemsi renkte çakıl-kum-silt-kil tabakalanması, 3,0-4,00 m arası şeyl-kireçtaşı tabakalanması gözlenmiştir. G22B(20D4A-19B2C-19C2A-19C3B) paftalarında ise genellikle kireçtaşı-şeyl ardalanması gözlenmiştir. Zemin parametrelerini belirlemek aracıyla 15 araştırma çukurundan farklı derinliklerde UD ve torba numuneleri alınarak deneye tabii tutulmuştur(ek-cilt:4/6 Laboratuvar Deney Föyleri). 15
6.3.Standart Penetrasyon Deneyleri SPT deneyi yerinde (in-situ) yapılan bir dinamik kesme deneyidir. Bu deney, penetrometre adı verilen çelikten yapılmış özel bir numune alıcı tüpün standart enerji kullanılarak darbe ile zemine çakılması sırasında oluşan direncin saptanması prensibine dayanır. Dış çapı 50.0 mm, iç çapı 34.9 mm olan standart yarık tüp 63.5 kg ağırlığında bir tokmak ile 76.2 cm yükseklikten serbest olarak düşürülerek, zemine 15 er cm' lik 3 giriş (=45 cm) için vurulması gereken darbe sayıları saptanır. Son iki 15 cm lik ilerleme için darbe sayısının toplamı N 30 şeklinde veya SPT N olarak gösterilir. SPT N deney sonuçlarının killi (kohezif) zeminlerin kıvamlılık ve serbest basınç dayanım değerlerinin korelatif ilişkisi aşağıda verildiği şekildedir. SPT deneyleri özellikle Alüvyonların ve Pliyo-Kuvaterner serinin çakıl içermesi dolayısıyla çok güvenilir olmadıkları bilinmekte olup değerlendirmeler buna göre yapılmıştır. SPT-N(DARBE/30 cm) SERBEST BASINÇ DİRENCİ (qu) KIVAM (Kg/cm 2 ) < 2 < 0.25 Çok yumuşak 2-4 0.25-0.50 Yumuşak 4-8 0.50-1.00 Orta 8-15 1.00-2.00 Katı 15-30 2.00-4.00 Çok katı > 30 > 4.00 Sert Tablo 1. Killer için SPT N, serbest basınç direnci ve kıvamlılık İlişkisi (ŞEKERCİOĞLU, E., 2002) Standart Penetrasyon deneylerinin bulguları genelde, daneli zeminlerin relatif sıkılık ve taşıma gücü değerlerini belirlemek için kullanılmaktadır. Daneli zeminler için önerilen SPT-N ve relatif sıkılık ilişkisi aşağıdaki gibidir. SPT- N(darbe/30 cm) RELATİF SIKILIK KURU BİRİM HACİM AĞIRLIK(kN/m 3 ) İÇSELSÜRTÜNME AÇISI ( ) 0-4 Çok gevşek < 14 < 30 04-10 Gevşek 14-16 30-32 10-30 Orta sıkı 16-18 32-35 30-50 Sıkı 18-20 35-38 > 50 Çok sıkı > 20 > 38 Tablo 2. Daneli (Kohezyonsuz) Zeminlerin SPT-N-Relatif Sıkılık İlişkisi İnceleme alanında yapılan SPT-N 30 sonuçlarına göre N 30 değerleri 15-Refü aralığında olup, bu değerler Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelikte (DBYBHY) Tablo 3 teki verilen Zemin Gruplarına girmektedir. Zemin Grubu Zemin Grubu Tanımı Stand. Penetrasyo n. (N/30) Relatif Sıkılık (%) Serbest Basınç Direnci (kpa) Kayma Dalgası Hızı (m/s) 16
(A) (B) (C) (D) 1.Masif volkanik kayaçlar ve ayrışmamış sağlam metamorfik kayaçlar, sert çimentolu tortul kayaçlar 2.Çok sıkı kum, çakıl 3.Sert kil ve siltli kil 1.Tüf ve aglomera gibi gevşek volkanik kayaçlar, süreksizlik düzlemi bulunan ayrışmış çimentolu tortul kayaçlar. 2. Sıkı kum, çakıl 3. Çok katı kil ve siltli kil 1.Yumuşak, süreksizlik düzlemleri bulunan çok ayrışmış metamorfik kayaçlar ve çimentolu tortul kayaçlar. 2. Orta sıkı kum, çakıl 3. Katı kil ve siltli kil 1.Yer altı su seviyesinin yüksek olduğu yumuşak, kalın alüvyon tabakaları. 2. Gevşek kum 3. Yumuşak kil, siltli kil Tablo 3. Zemin Grupları (AİGM, DBYBHY, 2006) - >50 >32-30-50 16-32 - 10-30 8-16 - <10 <8-85-100 - - 65-85 - - 35-65 - <35 - - >1000 - >400 500-1000 - 200-400 <500-100-200 - - <100 >1000 >700 >700 700-1000 400-700 300-700 400-700 200-400 200-300 <200 <200 <200 7.JEOFİZİK ÇALIŞMALAR Dinamik elastisite parametrelerine yönelik olarak 180 serim sismik kırılma ölçüleri, yapı temelini etkileyebilecek yer altı suyu ve tabakalanmaya yönelik ise de 70 adet düşey elektrik sondaj(rezistivite) ve peryot,büyütme tesbitine yönelik 53 adet Mikrotremor uygulanmıştır. 7.1.Sismik Kırılma Sismik kırılma uygulamasında, oniki kanallı Geometrics SmartSeis model sismik kırılma cihazı kullanılmış olup cihaz,12 adet P,12 adet S jeofonu,özel bağlantı üniteleri ile çok kanallı olarak otomatik sinyal grafiği verebilen bir optik ünite,jeofon kabloları,trigerli varyoz ve pad den oluşmaktadır. Sismik serim yerleşimi için;12 adet jeofon kullanılmış olup; offset (grup dışı alıcı) uzaklığı 1,0-2,0-3,0 metre, jeofon (grup içi alıcı) aralıkları 1,0-2,0-3,0 metre olarak tespit edilmiştir. P ve S dalgası hızlarını tespit etmek için atışlar yapılmış ve atışların varış zamanlarından yol-zaman grafiği çizilmiş,buradan da hızlar ve derinlik bulunarak zeminin dinamik elastisite parametrelerin hesaplanmasına geçilmiştir ( EK: Cilt 2/6 sismik Kırılma Sinyalleri, EK: Cilt 3/6 Sisimik Kırılma Değerlendirmeleri ve Çalışma Fotoğrafları) Arazide ölçülen Boyuna (P) ve Enine (S) dalgası hızları ve bunlara bağlı olarak hesaplanan birinci ve ikinci tabaka zemin dinamik elastisite parametreleri eklerde sunulmuştur. Dinamik Hesaplamalar Boyuna dalgası hızları VP 17
Boyuna dalgası hızları, malzemenin sıkışma ve genleşmeye karşı direnci varsa oluşurlar. Arazide ölçülen boyuna dalgası sinyal çıktısının alıcılara (jeofon) gelen varış zamanları okunmu, alıcı aralıklarına karşılık gelen grafiği çizilerek hızları hesaplanmıştır. Boyuna dalgası hızlarına göre zemin yada kaya birimlerin sökülebilirlikleri belirlenebilir. BOYUNA DALGA HIZI (VP)(m/s) SÖKÜLEBİLİRLİK 300 600 Çok kolay 600 900 Kolay 900 1500 Orta 1500 2100 Zor 2100 2400 Çok zor 2400 2700 Son derece zor Tablo:4 Boyuna dalgası hızı ile zemin yada kayaçların sökülebilirliği (Bilgin,1989). Kayma dalgası hızları VS Kayma dalgası hızları; malzemenin şekil bozumuna veya burulmaya karşı direnci varsa oluşurlar. Arazide ölçülen kayma dalgası sinyal çıktısının alıcılara (jeofon) gelen varış zamanları okunmuş, alıcı aralıklarına karşılık gelen grafiği hızları hesaplanmıştır. Kayma dalgası hızlarına göre belirlenmiş zemin grupları belirlenmelidir. KAYMA DALGA HIZI-VS (m/sn) YERSEL BİRİM TÜRÜ ZEMİN GRUBU <200 Yumuşak kil, siltli kil D <200 Gevşek kum D <200 Yeraltısu seviyesinin yüksek olduğu yumuşak, suya D doygun kalın alüvyon katmanları 200-300 Katı kil, siltli kil C 200-400 Orta sıkı kum, çakıl C 400-700 Yumuşak süreksizlik düzlemleri bulunan çok ayrışmış C metamorfik kayaçlar ve çimentolu tortul kayaçlar 300-700 Çok katı kil, siltli kil B 400-700 Çok sıkı kum, çakıl B 700-1000 Tüf ve aglomera gibi gevşek volkanik kayaçlar, B süreksizlik düzlemleri bulunan ayrışmış çimentolu tortul kayaçlar >700 Sert kil, siltli kil A >700 Çok sıkı kum, çakıl A >1000 Masif volkanik kayaçlar ve ayrışmamış sağlam A metamorfik kayaçlar, sert çimentolu tortul kayaçlar Tablo 5: Kayma dalgası hızına göre yersel birim türleri ve zemin grupları (ABYYHY, 1998). Kalınlık - h En üst tabaka kalınlığı, iki yönden (düz-ters atış) üretilen boyuna dalgası hızlarını kullanarak, atış noktalarının altını tanımlayacak biçimde iki tabakalı ortam için dalga yayınım geometrisinden elde edilen 3 formülü kullanılarak hesaplanmıştır (Us, 1993). h1=ti / 2((VP 1 x VP 2 ) / ( Vp 2 2 Vp 2 1 )) (3) 18
Zemin Hakim Titreşim Periyodu - T 0 Periyod, doğal yada yapay etkenlerden oluşmuş, periyodu 0,05-2 sn arasında olan yer titreşimleridir (Ercan, 2001). Belli bir mevkide belli bir periyodun tekrarlanma sayısı maksimum olmaktadır. Maksimum tekrarlı olan periyod, hakim periyod olarak tanımlanmaktadır (Kanai,1984). Yumuşak zeminlerde deprem hareketinin hakim titreşimi daha büyük yer değiştirme genliğine, bir başka değişle daha fazla salınıma sahiptir. Sert zeminlerde ise bu durumun tersidir. Zemin hakim titreşim periyodu, dalga boyu (λ), kalınlık (h) ve kayma dalga hızlarına (VS) bağlı olarak aşağıdaki 4 formülü kullanılarak hesaplanmıştır (Ercan,A.,2001). T 0 = 4 h / VS (4) ZEMİN HAKİM T.PERİYODU -T 0 (sn) SPEKTRUM KARAKTERİSTİK PERİYOTLARI T A T B YEREL ZEMİN SINIFI 0. 70 0.20 0.90 Z 4 0.50 0.15 0.60 Z 3 0.35 0.15 0.40 Z 2 0.30 0.10 0.30 Z 1 Tablo 6:Zemin Hakim Titreşim Periyodu, Spektrum K.P. ve Yerel Zemin Sınıfı ilişkisi. Yoğunluk d Boyuna dalgası hızına göre ampirik olarak Telford (1976) tarafından verilen yoğunluk, 5 formülü kullanılarak hesaplanmıştır. d= 0.31 x VP 0.25 (5) Arazide boyuna dalgası hızlarından elde edilmiş yoğunluk değerleri, zeminlerin yoğunluk değerlerine göre sınıflaması verilmiştir. YOĞUNLUK-d (gr/cm 3 ) TANIMLAMA <1.20 Çok düşük 1.20 1.40 Düşük 1.40 1.90 Orta 1.90 2.20 Yüksek >2.20 Çok yüksek Tablo 7: Zemin birimlerin yoğunluk sınıflaması (Keçeli,1990 dan derlenmiştir). Kayma modülü - G Dalga teorisinden elde edilen kayma modülü, yoğunluk ve kayma dalgası hızlarına bağlı olarak 6 formülü kullanılarak hesaplanmıştır (Ercan,A.,2001). G=d x VS 2 / 100 (6) Kayma modülü kayacın makaslama kuvvetleri altında esnemesini bir başka deyişle yatay kuvvetlere karşı dayanımını gösterir. Arazide ölçülen boyuna ve kayma dalgası hızlarına bağlı dalga denkleminden hesaplan kayma modülü kayma modülüne göre zemin ya da kayaçların dayanımları verilmelidir. Boyuna ve kayma dalgası hızlarına bağlı hesaplanan kayma modülleri. KAYMAMODÜLÜ (G)Kg/cm 2 DAYANIM < 400 Çok zayıf 400 1.500 Zayıf 19
1.500 3.000 Orta 3.000 10.000 Sağlam 10.000 Çok sağlam Tablo 8:Kayma modülü değerlerine göre zemin yada kayaçların dayanımı (Keçeli,1990 dan derlenmiştir). Elastisite Modülü E Elastisite modülü uygulanan düşey basınç yönünde yerin düşey yamulmasını tanımlar. Dalga teorisinden elde edilen elatisite modülü, 7 formülü kullanılarak hesaplanmıştır (Ercan,A.,2001). E=((G(3VP 2 4VS 2 ))/ (VP 2 VS 2 )) (7) Arazide ölçülen boyuna ve kayma dalgası hızları ile kayma modülüne bağlı hesaplan elastisite modülü, elastisite modülüne göre zemin yada kayaçların dayanımları verilmiştir. ELASTİSİTE MODÜLÜ (E) Kg/cm 2 DAYANIM < 1.000 Çok zayıf 1.000 5.000 Zayıf 5.000 10.000 Orta 10.000 30.000 Sağlam >30.000 Çok sağlam Tablo 9: Elastisite modülü değerlerine göre zemin yada kayaçların dayanımı (Keçeli, 1990 dan derlenmiştir). Poisson oranı - Poisson oranı birimlerin katılığını bir başka deyişle gözenekliliğini tanımlar. 0-0,5 arasında değerler alır. 0,5 ortamın sıvı, gözenekli veya çatlaklı, azaldıkça katılığını belirtir. Dalga teorisinden elde edilen poisson oranı, 8 formülü kullanılarak hesaplanmıştır. σ=((vp 2 2VS 2 )/ (2 (VP 2 VS 2 )) (8) Arazide ölçülen boyuna ve kayma dalgası hızlarına bağlı hesaplan poisson oranı değerleri poisson oranına göre sınıflama verilmiştir. POISSON-σ SIKILIK VP/VS 0.5 Cıvık 0.4-0.49 Çok gevşek -2.49 0.3-0.39 Gevşek 2.49-1.87 0.20-0.29 Sıkı-katı 1.87-1.71 0.1-0.19 Katı 1.71-1.5 0-0.09 Sağlam kaya 1.5-1.41 Tablo 10: Poisson sınıflaması ve hız oranı karşılaştırması(ercan,a.,2001). Bulk (Sıkışmazlık) Modülü k Bulk modülü, bir kütlenin çepeçevre saran basınç altında sıkışmasının ölçüsüdür.dalga teorisinden elde edilen bulk modülü, 9 formülü kullanılarak hesaplanmıştır (Ercan,A.,2001). K=((d(VP 2 4/3VS 2 ))/ (100) (9) Arazide ölçülen boyuna ve kayma dalgası hızları ile yoğunluğa bağlı hesaplan bulk modülü değerleri, bulk modülüne göre zemin ya da kayaçların sıkışması verilmiştir. BULK MODÜLÜ - k SIKIŞMA Kg/cm 2 < 400 Çok az 400 10.000 Az 10.000 40.000 Orta 40.000 100.000 Yüksek 20