Marmara bölgesinin kuvvetli yer hareketi karakteristiğinin belirlenmesi
Determination of the Marmara region strong ground motion characteristics
Yazar: BERRAK FIRAT
Danışman: PROF. DR. ASIM OĞUZ ÖZEL
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Deprem 12 Kasım 1999 Düzce = Earthquake 12 November 1999 Düzce ; Kocaeli depremi = Kocaeli earthquake

Özet:
17 Ağustos 1999 Kocaeli ve 12 Kasım 1999 Düzce depremleri Marmara Bölgesinde
bulunan çevre illerde önemli hasara neden olmuştur. Hasara etki eden en önemli faktörler,
kalitesiz inşaat malzemesi kullanımı, deprem tasarım yönetmeliğine uyulmaması,
kuvvetli yer hareketinin özellikleri ve yerel zemin koşullarıdır. Çalışmada, Kocaeli,
Düzce ve Sakarya depremlerinin farklı istasyonlar ve zemin koşullarındaki davranışları
zaman ve frekans ortamında incelenmiştir. Düşey bölü yatay ivme tepki spektrum (D/Y)
oranlarının, efektif sürelerin ve kümülatif mutlak hız değerlerinin (CAV) depremin
büyüklüğü, faydan uzaklık ve zemin etkisiyle nasıl değişim gösterdiği araştırılmıştır.
Kocaeli, Düzce ve Sakarya depremlerini kaydeden kuvvetli yer hareketi istasyonlarından
hesaplanan efektif süreler faydan uzaklıkla doğrusal olarak artmaktadırlar. Efektif sürenin
minimum olduğu yerler Düzce ve Bolu istasyonları olarak belirlenmiştir. Efektif süre ile
faya yakın mesafe arasında yönlere bağlı olarak aşağıdaki bağıntılar elde edilmiştir.
𝐸𝑆𝐾𝐺 = 0.094𝐶𝑙𝑠𝑡 + 16.0
𝐸𝑆𝐷𝐵 = 0.13𝐶𝑙𝑠𝑡 + 15.0
𝐸𝑆𝑈𝐷 = 0.18𝐶𝑙𝑠𝑡 + 16.0
Efektif süreler ile CAV değerlerinin uzaklıkla değişimleri karşılaştırıldığında, süreler
artarken, hız değerleri azalmaktadır. Efektif sürenin kısa olması sarsıntının etkisini
arttırmaktadır. Bolu ve Düzce istasyonları için efektif süreler kısa ve CAV değerleri
kuzey güney bileşende en büyük değerlerini almaktadır.
Taban kayasındaki deprem hareketinden etkilenen, zemin tabakaları üzerinde yer alan
istasyonlar için zemin yüzeyindeki ivme tepki spektrumu bilinmelidir. Çalışmada elde
edilen ivme tepki spektrumlarından D/Y spektral orandaki değişimler hesaplanmıştır.
Sonuçta zaman ve frekans ortamı parametrelerinin faydan uzaklık, zemin koşulları ve
deprem büyüklüğünün kuvvetli bir fonksiyonu olduğu, D/Y oranların faya yakın alanlar
için 0.4sn ve daha yüksek frekanslarda deprem mühendisliğince kabul edilen 2/3 oranını
aştığı belirlenmiştir.

Abstract:
17 August 1999 Kocaeli and 12 November 1999 Duzce earthquakes caused significant
damages to the surrounding areas in the Marmara Region. The most important factors that
lead to damages are the use of poor quality construction materials, failure to comply with
the terms of earthquake design regulations, the characteristics of strong ground motion
and the local ground conditions. In this study, the behavior of Kocaeli, Düzce and Sakarya
earthquakes in different stations and site conditions were investigated in time and
frequency domain parameters. It has been investigated that the ratios of vertical to
horizontal (V/H) acceleration response spectrum, effective durations and cumulative
absolute velocities change with the size of earthquake, distance to the fault and site
conditions. Effective durations, calculated from the strong ground motion stations which
records Kocaeli, Düzce and Sakarya earthquakes, are linearly increased with the distance
to the fault. Minimum effective durations were estimated at the Düzce and Bolu stations.
The following equations were derived depending on the directions between effective
durations and closest distance to the fault.
𝐸𝑆𝐾𝐺 = 0.094𝐶𝑙𝑠𝑡 + 16.0
𝐸𝑆𝐷𝐵 = 0.13𝐶𝑙𝑠𝑡 + 15.0
𝐸𝑆𝑈𝐷 = 0.18𝐶𝑙𝑠𝑡 + 16.0
When the chenages between effective durations and CAV values with the distances are
compared, durations were decreased and velocity values were increased. The low
effective duration leads to an increase in the level of ground shaking. For Bolu and Duzce
stations effective durations were low and CAV values were the largest on the North-South
components.
Accelaration spectrum is needed to be known for the stations which are above the soil
layers and for the stations which is effected by the earthquakes at the bedrocks. V/H
spectral ratios were calculated by using the acceleration response spectra obtained in the
study. As a conclusion; parameters of time and frequency domain were seen to be the
strongest functions of the size of earthquake, distance to the fault and site conditions and
V/H ratios were determined to be 0,4 sn at the sites close to the fault whereas that was
higher than the ratio of 2/3 at higher frequencies, which was accepted as earthquake
engineering.