Gümüşhane kenti ve yakın çevresinin yerleşime uygunluk açısından araştırılması
Investigation of Gümüşhane city and its near surrounding according to suitability for settlement
Yazar: ŞULE TÜDEŞ
Danışman: DOÇ. FİKRİ BULUT
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Depremsellik = Seismicity ; Gümüşhane = Gümüşhane ; Mühendislik jeolojisi = Engineering geology ; Taşkınlar = Floods ; Taşıma gücü = Bearing capacity ; Yerleşim alanları = Settlement areas

Özet:
Yerleşim alanı seçiminde, kent zeminini oluşturan birimlerin mühendislik jeolojisi özelliklerinin araştırılması ve kayaçlann davranışlarının önceden belirlenmesi gerekir. Temel zemin taşıma gücü, kütle dayanımı, eğim durumu, oturma özellikleri ve deprem dalgalarının zeminde oluşturacağı yer ivmelerinin belirlenmesi yapı ve kat adedinin seçiminde planlamaya esas bilgileri oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Gümüşhane ilinin yerleşim alanını oluşturan birimlerin arazi ve labaratuvar deneyleriyle jeolojik, jeofizik, jeoteknik, topografya, kazılabilirlik, hidrojeolojik (taşlan durumu) ve depremsellik araştırmaları yapılarak; yerleşime uygun alanlar belirlenmiş ve imar planına esas bilgiler elde edilmiştir. Gümüşhane yerleşim alanı ve çevresinin 1/10000 ölçekli jeoloji haritası yapılmış ve yaşlıdan gence doğru; Gümüşhane Graniti (Paleozoyik), Zimonköy Formasyonu (Liyas), Berdiga Formasyonu(Malm-Alt Kretase), Kermutdere Formasyonu (Üst Kretase), Alibaba Formasyonu (Eosen), Kaçkar Granitoyidi II (Geç Eosen), Alüvyon ve Yamaç Molozu (Kuvaterner) şeklinde sıralanan litostratigrafi birimleri tanımlanmıştır. Ayrışma profillerinden alman granitik kaya malzemesinin, aglomera ve kireçtaşlannm fizikomekanik özellikleri labaratuvar deneyleriyle ortaya çıkarılmıştır. 87 istasyonda yapılan ölçüm, gözlem, ve basit arazi deneyleriyle yerleşim alam kaya kütlelerinin RMR puanlan belirlenmiş ve bu kütleler jeomekanik sınıflama sistemine göre sınıflandırılmıştır. Kazı ortamının iyi tanımlanması ve uygun kazı makinalanmn seçiminin doğru yapılabilmesi için yerleşim alam kayaçlarının kazılabilirlik derecesi hem sismik kırılma yöntemiyle hem de jeomekanik parametrelerle belirlenmiştir. Şehrin tam ortasından geçen Harşit Çayı'nın taşkın frekans analizi Gumbel olasılık dağılımı ile yapılmıştır. Harşit Çayı'nda 10, 30, 50 ve 100 yıllık taşkın debilerinin gelecek 10, 20 ve 50 yılda meydana gelme olasılıkları hesaplanmıştır. Şehir, depremsellik açısından değerlendirilerek magnitüd-frekans bağmtısı bulunmuş, Poisson modeli yardımıyla 1900-2000 yıllan arasında meydana gelen depremlerin sismik risk değerleri ve geri dönüş periyotlan hesaplanmıştır. Deprem senaryosu üretim modeli oluşturularak, inceleme alanım oluşturan birimlerin s dalga hızlan yerinde ölçülerek maksimum yatay yer ivme değerleri ve zemin büyütme katsayılan hesaplanmıştır. Arazide ölçüm noktalanndan elde edilen verilerle çatlaklı kayaçlann kütle dayanımlan Hoek-Brown ampirik yaklaşımıyla belirlenmiştir. Yerleşim alam birimlerinin taşıma güçlerinin belirlenmesinde sismik kınlma yönteminden yararlanılmıştır. Araştırma sonuçlan, Coğrafi Bilgi Sistemleri yazılım ve donanımlan vasıtasıyla bilgisayar ortamına aktanlarak sorgulama ve analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak Mühendislik Jeolojisi, eğim zonlama ve taşkın haritalan ve bu haritalann çakıştmlmasıyla yerleşime uygunluk haritası ve kent topografyasının tam olarak ortaya çıkanlması amacıyla şehrin üç boyutlu sayısal arazi modeli oluşturulmuştur. Anahtar Kelimeler: Kent Jeolojisi, Aynşma, Kütle Dayanımı, Taşıma Gücü, Depremsellik, Taşkın, Kazılabilirlik VII t-oWfllKANTASVON MMUBZ8

Abstract:
Investigation of Gümüşhane City and its Near Surrounding According to Suitability for Settlement Prior to the determination of settlement sites, it is necessary to investigate engineering geological properties of foundation rock units and also to understand behavior of these rock masses. The bearing capacity of foundation, strength of masses, slope trends, settlement properties, determination of horizontal ground acceleration during earthquake waves passing through foundation are the main data for the choice of structure type and number of the floor of buildings. In this study, earthquake, hydrogeology (flooding), rippability, topography, geotechnical, geophysical and geological features of beneath the settlement of Gümüşhane, a developing city, were investigated both in the field and in the laboratory, and suitable land units for new settlement were determined and data for the city planning and development were obtained. 1/10000 scale geological map of Gümüşhane was prepared and lithostratigraphic units of Gümüşhane Granitoid (Paleozoic), Zimonköy Formation (Liassic), Berdiga Formation (Malm-Lower Cretaceous), Kermutdere Formation (Upper Cretaceous), Alibaba Formation (Eocene), Kaçkar Granitoid II (late Eocene), alluvium and debris flows were mapped. Physico-mechanical properties of granitic, agglomerate and limestone masses from weathering profiles were obtained in the laboratory. Measurements, observations, and simple field tests in 87 locations were conducted in order to obtain RMR scores of rock masses forming foundation of urbanized area and these rock masses were classified based on geomechanical classification system (RMR). For describing the excavation circumstances well and thus choosing optimum excavators, degree of rippability were obtained from both using seismic reflection methods and geomechanical parameters. Flood frequency of Harşit River, which passes through the city, was calculated with the Gumbel distribution of probability. 10, 30, 50 and 100 years periods of maximum flood discharge rates of Harşit River were investigated and flooding probability of next 10, 20 and 50 years periods were calculated. Potential earthquake risks of the city were studied and magnitude-frequency relationship was established. Seismic risk values and reversal periods of earthquakes between years of 1900 to 2000 were calculated. The earthquake simulation models were produced and using directly field measured S-wave velocities in this simulation, horizontal ground acceleration values and soil expanded coefficients were determined. Strengths of fractured rock masses in the observation sites were determined using the Hoek-Brown empirical approach. Bearing capacity of the foundation units in settlement area were calculated via the seismic reflection method. The results obtained in this study were analyzed and evaluated in computer environment using Geographic Information System software and hardware tools. Finally, maps of engineering geology, slope zonation and flooding were produced. In addition, overlaying these maps, urban suitability map and 3-D digital topographic city map were obtained.Key words: Urban geology, weathering, mass strength, bearing capacity, earthquake study, flood, rippability. VIII