Istanbul liegt in unmittelbarer Nähe der Nordanatolischen Verwerfung, die rund 20 Kilometer südlich der Stadt in ost-westlicher Richtung durch das Marmarameer verläuft. Die Stadt lebt deshalb mit der ständigen Gefahr heftiger Erdbeben. 1999 ereignete sich ein schweres Erdbeben mit der Stärke 7,4 nach der Richter-Skala mit dem Epizentrum in İzmit ca. 100 Kilometer östlich von Istanbul. Der Marmaray-Tunnel ist deshalb darauf ausgelegt, Erdbeben bis zu einer Stärke von 9,0 nach Richter und auch einer möglichen Bodenverflüssigung auf sandigem Grund zu widerstehen. Um die dafür erforderlichen mechanischen Eigenschaften auch über einen langen Zeitraum (Auslegung auf mindestens 100 Jahre) zu gewährleisten, wurde ein spezielles Betonzusatzmittel entwickelt.