Doğrultu atımlı faylarla ilişkili yüzey kırıklarının odak derinliği ve örtü kalınlığı ilişkisinin mekanik modellerle incelenmesi
Investigation of the relationship between depth of focus and overburden and the surface ruptures related with strike slip faults by mechanical models
Yazar: AYŞEGÜL TURGUT
Danışman: PROF.DR. K. ERÇİN KASAPOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bugüne kadar yapılan çalışmalarda depremin yer yüzünde oluşturduğu yüzey kırığının uzunluğu yalnızca depremin büyüklüğüne bağlı olarak önerilen eşitliklerle belirlenmiştir. Ancak bu eşitliklerin hiç birinde örtü malzemesi kalınlığı ve odak derinliği parametrelerinin yüzey kırığı uzunluğu üzerindeki etkisi dikkate alınmamıştır. Bu çalışmada, doğrultu atımlı faylanma mekanizmalarının hareketine bağlı olarak oluşan yüzey kırığı uzunluğu ile deprem büyüklüğü, odak derinliği ve örtü malzemesi kalınlığı parametreleri arasında ampirik bir ilişki elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, doğrultu atımlı faylanma mekanizmalarının hareketini yansıtacak şekilde özel olarak tasarlanan deney düzeneği içine yerleştirilen andezit bloklarının üzerlerine serilen değişik kalınlıklardaki toprakla örtü malzemesi oluşturulmuş ve değişik derinliklerdeki blokların arasına yerleştirilen ve değişik çaplarda karotlar kullanılarak farklı büyüklüklerdeki depremler benzeştirilmeye çalışılmıştır. Deprem büyüklüğü, odak derinliği ve örtü malzemesi kalınlığı parametreleri değişken kılınarak, deney setleri tekrarlanmış ve örtü malzemesi üzerinde gelişen yüzey kırıklarının uzunluğu ölçülmüştür. Elde edilen veriler, Türkiye' de meydana gelen depremlerdeki verilerle oransal olarak karşılaştırılarak ve model deney verileri ile gerçek deprem verileri bir veri tabanında birleştirilerek değerlendirilmiştir. Ancak model deneylerde değişken kılınan örtü malzemesi kalınlığı değerlerine gerçek deprem verilerinde ulaşılamadığından model deney verileri ve Türkiye' de meydana gelen depremlere ait büyüklük, odak derinliği ve yüzey kırık uzunluğu parametreleri kullanılarak deneme yanılma yöntemiyle en iyi performansa sahip kestirim modeli oluşturulmuştur. Buna göre, deprem büyüklükleri ve odak derinlikleri kullanılarak birleştirilmiş parametre olarak adlandırılan BP= ?[(Ms-4) / 0.75] / D ilişkisi belirlenmiş ve bu ilişkiden yararlanarak yüzey kırığı uzunluğunu hesaplayan L =15? (0.15BP) şeklinde bir eşitlik önerilmiştir. Türkiye' de meydana gelen depremlerde ölçülen yüzey kırığı uzunluk değerleriyle bu çalışmadan elde edilen eşitlikten belirlenen yüzey kırığı uzunluk değerleri karşılaştırıldığında, bu ilişkinin literatürde mevcut olan ilişkilere göre (odak derinliğini içermeyen) daha gerçeğe yakın değerler verdiği belirlenmiştir. Ayrıca, model deneylerden elde edilen veriler kendi içinde değerlendirildiğinde; örtü malzemesi kalınlığının, kırık uzunluğu üzerinde etkisinin olduğu belirlenmiş ve azalan örtü kalınlığıyla birlikte kırık uzunluklarının arttığı görülmüştür.Anahtar kelimeler: Yüzey kırığı, deprem büyüklüğü, odak derinliği, doğrultu atımlı fay, model deney

Abstract:
At present the length of surface rupture resulted from an earthquake is determined by some empirical equations exist in the literature relevant with earthquake magnitude and surface rupture length. However, none of those equations consider focal depth and thickness of overburden material. In this study, an empirical relationship between earthquake magnitude, focal depth and thickness of overburden material and surface rupture length resulted from strike-slip faulting mechanisms is aimed to be investigated. For this purpose, a special experiment set-up simulating strike-slip faulting mechanisms has been designed. Overburden layers with varying thicknesses are formed by a soil material spreaded on the andesite blocks placed in the experimental set-up. Different earthquake magnitudes and different focal depths are simulated by using different diameters of core samples placed between the andesite blocks at different depths. Group of tests are repeated with variable earthquake magnitude, focal depth and thickness of overburden material; and lengths of the surface ruptures occured on the overburden material are measured. Obtained experimental data and real earthquake data are correlated and a data base is formed by combining the model test data with the real earthquake data in Turkey. Since no reliable data for the thickness of overburden materials exist for the earthquake of Turkey, the best estimation model is determined by using trial-error method for earthquake magnitude, focus depth and surface rupture length data of the model tests and the earthquakes of Turkey. Using earthquake magnitude and surface rupture length parameters , a so called combined parameter ( BP), is set up as BP= ?[(Ms-4) / 0.75] / D . By using this combined parameter a final equation L =15? (0.15BP) is developed for the length of surface rupture (L). The surface rupture lengths calculated by using the equation suggested here, are compared with the real surface rupture lengths measured in the field; and it is founded that the equation developed in this study gives closer values to the real measured surface rupture lengths than those obtained from the previous equation suggested in the literature. Also, when model test data is evaluated, it is concluded that thickness of overburden material is affective on surface rupture length and it is observed that surface rupture length increases as the thickness of overburden material decreases.Key words: Surface rupture, earthquake magnitude, focus depth, strike-slip fault, model test