Sıvılaşma bazlı jeofiziksel zemin karakterizasyonu: Çanakkale örneği
Liquefaction based geophysical soil characterization: Çanakkale example
Yazar: EKREM BEKİN
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ALP
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeofizik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Zemin sıvılaşması, dinamik yük olan depremin sebep olduğu zemin yenilmelerinden biridir. Zemin sıvılaşmasının getirebileceği hasarları önleyebilmek veya oluşabilecek hasarları azaltabilmek için zemin sıvılaşması güvenlik faktörü analizi ile birlikte sıvılaşmaya bağlı zemin oturmalarının belirlenmesi en yaygın analizlerdir. Bilim insanları, sıvılaşmaya dayalı tehlikeleri tespit etmek ve hasarların azaltılabilmesi amacıyla yıllardan beri çok sayıda ampirik bağıntılar önermişlerdir. Bu bağıntılar da gerek mühendislik yapılarının tasarlanması sürecinde gerek de akademik camiadaki çalışmalarda kullanılmaktadır.
 Bu bağlamda Prof.Dr. Ferhat ÖZÇEP'in Türkiye ayağı yürütücülüğünü yapmış olduğu, Avrupa Birliği (AB) HORIZON 2020 Araştırma ve Yenilik Programı kapsamında gerçekleştirilen LIQUEFACT projesinin amacı, toplanan jeofizik ve geoteknik verilere dayanılarak düşük doğruluklu bir Avrupa sıvılaşma risk haritası oluşturmaktır.  Bu projeden hareketle, toplanan verilerin deterministik zemin sıvılaşma analizinde kullanılmak üzere kullanıcı dostu ve etkileşimli bir program sunmak bu tezin en temel amacıdır. Bu çalışmada sunulan algoritma ile formüllerle ortaya konan parametrelerin hesaplanması ile deterministik sıvılaşma analizi sağlayan bir grafik kullanıcı arayüzü içeren ilk MATLAB® yazılımı ortaya konmuştur. soiLique adı verilen bu yazılımın avantajlarından biri, gerektiğinde sıvılaşmaya eğilimli tabaka(lar)la doğrudan ilgilenilmesini sağlaması ve her tabakanın fiziksel özelliğinin (yani ince veya kaba tane oranı gibi) seçilmesine izin vermesidir. Bu program sayesinde zemin sıvılaşması ile ilgili parametreler hesaplanabileceği gibi grafik destekli sonuçlar da elde edilebilmektedir. soiLique'in tutarlılığı, Özçep (2010) tarafından tanıtılan başka bir zemin sıvılaşma analiz programı olan SoilEngineering ile kontrol edilmiştir. Hesaplamalar, gerçek SPT verileri ve VS ile CPT gibi gerçek veriler kullanılarak ayrı ayrı yapılmıştır. Karşılaştırmalar, soiLique'in çıktılarının ve SoilEngineering (Ozcep, 2010) sonuçlarıyla uyum içerisinde olduğunu göstermektedir. Ayrıca, deterministik zemin sıvılaşmasına ek olarak Çanakkale için yapılmış deprem tehlike analizi ve sondaj kuyusundan elde edilen su muhtevası ile elektrik rezistivite değerlerinin arasında iki farklı eğri çakıştırma yöntemi ile bulunmuş bir ilişki de sunulmuştur. Sonuç olarak ise, bu çalışmada Çanakkale'de belirlenen sahaların hepsinde soiLique ile yapılan analizlerde 29 cm ve üzeri miktarlarda zemin sıvılaşmasına bağlı oturmalar hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar VS değerlerinin düşük olduğu yerlerde büyük oturma değerlerinin oluştuğunu ortaya çıkarmış ve yüksek veya yükselmeye başlayan kayma dalgası hız değerlerinin olduğu bölgelerde oturma miktarlarının nispeten daha küçük değerler aldığını göstermiştir.

Abstract:
Soil liquefaction is one of the ground failures caused by earthquake- which is a dynamic load. Determination of settlements due to liquefaction, together with soil liquefaction safety factor analysis, are the most common analyzes in order to prevent or reduce the damages that may be caused by soil liquefaction. Over the decades, scientists have proposed A vast number of empirical formulations to identify hazards due to liquefaction and to reduce damage. These relations are used both in the process of designing engineering structures and in studies in the academic community. 
The aim of the LIQUEFACT project, carried out within the scope of the European Union (EU) HORIZON 2020 Research and Innovation Programme, led by Prof. Dr. Ferhat Ozcep in Turkey, was to prepare a low-accuracy European liquefaction risk map based on the collected geopyhsical and geotechnical data. Based on this project, the main aim of this thesis is to present a user-friendly and interactive program to be used in deterministic soil liquefaction analysis of the collected data. The algorithm presented in this study, soiLique, is the first MATLAB® program to include a graphical user interface that provides deterministic liquefaction analysis with the calculation of parameters set by formulas. One of the advantages of soiLique is that it allows direct attention to the layer(s) prone to liquefaction when needed and allows the physical property of each layer (i.e., fine content) to be selected. With this program, parameters of soil liquefaction can be calculated as well as graphically supported results can be obtained. The consistency of soiLique was checked with soil liquefaction analysis panel SoilEngineering, a program to analyze most of the soil-based problems introduced by Özçep (2010). Calculations were made separately using real SPT, VS and CPT data. The comparisons reveal that the outputs of soiLique are in good agreement with the results of SoilEngineering (Ozcep, 2010). In addition to the deterministic soil liquefaction, earthquake hazard analysis for Çanakkale and a relationship between the water content obtained from the borehole and the electrical resistivity values using two different curve fitting methods are presented. As a result, in all of the sites identified in Çanakkale in this study, settlements due to soil liquefaction of 29 cm and above were calculated in the analyses performed with soiLique. The calculations revealed that large settlement values occur where VS values are low, and relatively smaller settlement values arise in areas having high or increasing shear wave velocity values.