ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ... 1 Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7 2.1 Periyodik Fonksiyonlar...7 2.2 Kinematik, Newton Kanunları...9 2.3 D Alembert Prensibi...13 2.4 Enerji Metodu...14 BÖLÜM 3: BASİT TİTREŞİM SİSTEMLERİNİN İNCELENMESİ... 15 3.1 Giriş...15 3.2 Sönümsüz Tek Dereceli Titreşim Sistemlerinin Serbest Titreşimi...15 3.3 Sönümsüz Kütle-Yay Sisteminin (TDTS) Zorlanmış Titreşimi...26 3.4 Kütle-Yay-Sönüm Elemanından Oluşan Sönümlü TDT Sisteminin Serbest Titreşimi...29 3.5 Logaritmik azalma...34 3.6 Kütle-Yay-Sönüm Elemanından Oluşan Sönümlü TDT Siteminin Sabit Genlikli Zorlanmış Titreşimi...36 3.7 Mesnet Hareketi...42 iii
iv Zemin Dinamiğine Giriş 3.8 Kütle-Yay-Sönüm Elemanından Oluşan Sönümlü TDT Sisteminin Genliği Sabit Frekansla Değişen Zorlanmış Titreşimi...47 3.9 İki Serbestlik Dereceli Sistemler...55 Kaynaklar...57 BÖLÜM 4: ELASTİK ORTAMDA DALGA YAYILIMI... 58 4.1 Elastik Çubukta Tek Boyutlu Boyuna Dalga Yayılımı...58 4.2 Elastik Çubukta Burulma Dalgası Yayılımı...64 4.3 Üç Boyutta Yayılan Elastik Dalgalar...66 4.4 Yüzey Dalgaları...76 4.5 Snell Kuramı...78 4.6 Kritik Kırılma Açısı...81 4.7 Sismik Yansıma ve Kırılma (Refleksiyon ve Refraksiyon)...82 4.8 Üç Tabakalı Sistemde Refraksiyon Deneyi...86 Kaynaklar...90 BÖLÜM 5: DİNAMİK ZEMİN PARAMETRELERİ... 92 5.1 Genel...92 5.2 Zeminlerde Gerilme Deformasyon İlişkisi...93 5.3 Dinamik Zemin Parametrelerinin Tayini Yöntemleri...103 5.3.1 Laboratuvar Deneyleri:...103 5.3.2 Arazi Deneyleri, Jeofizik Yöntemler...112 5.3.3 Elastik Dalga Yayılım Hızlarının Ampirik Formüller Yardımı ile Tahmini...118 Kaynaklar...127 BÖLÜM 6: DEPREMLER VE ZEMİN KATMANLARININ SİSMİK ETKİLER ALTINDA DAVRANIŞI... 130 6.1 Yerkürenin Yapısı ve Depremler...130 6.1.1 Depremler...132 6.2 Deprem Şiddeti...137 6.3 Rossi-Forel Şiddet Ölçeği...137 6.4 Modifiye Mercalli Ölçeği...138 6.5 Medvedev Sponheuer Karnik (MSK) Ölçeği...140 6.6 Aletsel Şiddet...144 6.7 Global Şiddet Haritası Atlası...145 6.8 Deprem Büyüklüğü (Magnitüdü)...145
v 6.9 Richter Magnitüdü veya Lokal Magnitüd (Büyüklük) Ölçeği...146 6.10 Cisim Büyüklüğü (Magnitüdü)...146 6.11 Yüzey Dalgası Büyüklüğü (Magnitüdü)...146 6.12 Moment Büyüklüğü (magnitüdü)...147 6.13 Deprem Enerjisi...148 6.14 Kuvvetli Yer Hareketinin Özellikleri...150 6.15 Fourier Serileri...151 6.16 Fourier Transformu...156 6.17 Tepki Spektrumu...160 6.18 Deprem Hareketinin Önemli Parametreleri...164 6.18.1 Maksimum İvme...164 6.18.2 Deprem Yer İvmesinin RMS Değeri...167 6.18.3 Deprem Hareketinin Hakim Periyodu...168 6.18.4 Depremin Süresi...169 6.19 Zemin Tabakalarının Deprem Hareketi Altında Davranışı...172 6.20 Maksimum Yer Hızı...180 6.21 Zemin Koşullarının Tepki Spektrumuna Etkisi...182 6.22 Yüzey Topoğrafyasının ve Zemin Katmanının Geometrisinin Zemin Büyütmesine Etkisi...188 Kaynaklar...191 Web Kaynakları...193 Bölüm 6'ya Ek...194 BÖLÜM 7: İSTİNAT (DAYANMA) YAPILARI VE ŞEVLERİN STABİLİTESİ... 202 7.1 Dayanma (İstinat) Yapılarına Gelen Yükler...202 7.2 Statik durumda Coulomb Toprak Basıncı Teorisi...203 7.3 Coulomb Aktif Basınç Katsayısı...203 7.4 Coulomb Pasif Basınç Katsayısı...204 7.5 Dayanma Yapılarına Gelen Dinamik Etkiler: Aktif Toprak Basıncı...205 7.6 Dayanma Yapılarına Gelen Dinamik Etkiler: Pasif Toprak Basıncı...209 7.7 Doygun Zeminler...209 7.8 Duvar Deplasmanını Göz Önüne Alan Yaklaşımlar...212 7.9 Dinamik Şev Stabilitesi...218 7.9.1 Yarı-statik analiz...218 7.9.2 Kalıcı deplasman analizi...223 Kaynaklar...229
vi Zemin Dinamiğine Giriş BÖLÜM 8: ZEMİNLERDE SIVILAŞMA... 232 8.1 Sıvılaşma Nedir?...232 8.2 Sıvılaşmanın Yapılara Etkisi...239 8.3 Sıvılaşma Olayının İncelenmesi ve Sıvılaşma Tehlikesinin Belirlenmesi...243 8.4 SPT Deneyi Verileri ile Sıvılaşma Tehlikesi Belirlenmesi...246 8.5 Seed-Idriss Yaklaşımı...247 8.6 Bina Temelleri için Japon Şartnamesi Kayıtları (1988)...255 8.7 CPT Verileri Kullanarak Sıvılaşma Potansiyelinin Belirlenmesi...261 8.8 Kayma Dalga Hızı Abakları Kullanarak Sıvılaşma Tehlikesinin Tahmini...266 8.9 Modifiye Çin Kriteri...268 8.10 Sıvılaşmayan Bir Katman Altında Sıvılaşma Potansiyeli Olan Tabaka Olması Hali...269 8.11 Temel Oturmaları...270 8.11.1 Yüzeysel temellerin sıvılaşmayan zeminlerde sismik etki altında oturması.270 8.11.2 Sıvılaşan zeminlerde oturmalar...271 Kaynaklar...276 Web Kaynakları...277 BÖLÜM 9: DİNAMİK YÜKLERE MARUZ TEMELLERİN TASARIMI... 278 9.1 Giriş...278 9.2 Harmonik Yüklere Maruz Makinelerin Temelleri...280 9.3 Temellerin Hareket Modları...282 9.4 Düşey Hareket Modu...284 9.5 Yanal Hareket Modu...285 9.6 Burulmalı Hareket Modu...286 9.7 Sallanma Hareketi Modu...287 9.8 Dikdörtgen Temel Blokları...290 9.9 Temellerin Bileşik Sallanma-Yanal Ötelenme Hareketi...293 9.10 Dinamik Yükler Altındaki Temeller İçin Tasarım Adımları...298 9.11 Temel Derinliğinin Etkisi...302 9.12 Barkan Metodu...303 9.13 Darbeli Makinelerin Temelleri...314 9.14 Dinamik Yükler Altındaki Temellerin İzolasyonu...325 9.15 Titreşimlerin İzolasyonu...330 9.16 İzolasyon Malzemeleri...337 9.16.1 Metal yaylar...337 9.16.2 Keçeler...338 9.16.3 Mantar...338
vii 9.16.4 Lastik...338 9.16.5 Noepren...339 9.16.6 Silikon lastiği...339 9.16.7 Metal ağlar...340 9.17 Hava Süspansiyonlu İzolasyon İstemleri...340 Kaynaklar...346 Dizin... 348