Havza yapısının deprem zemin ortak davranış spektrumu üzerindeki etkisi Bornova
Menemen Ovası-İzmir örneği / Investigation of basin effect on earthquake-soil common behaviour spectrum: Case study of Bornova/Menemen Plain – İzmir
Yazar: YAPRAK ÖZDAĞ
Danışman: PROF. DR. OYA ANKAYA PAMUKÇU
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeofizik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Deprem dalgalarının yüzeye yakın zemin tabakalarından geçerken genliklerinde meydana gelen artış zemin büyütmesi olarak ifade edilmektedir. Zemin büyütmesinin etkisinin nasıl olacağının saptanabilmesi için; ana kaya derinliği, ana kaya üzerindeki zemin tabakalarının fiziksel özelliklerinin (Vs, Vp, yoğunluk vb.) bilinmesi oldukça önemlidir. Zemin büyütmesini etkileyen bir diğer konu ise ana kaya ara yüzey topoğrafyasında gözlenen özel durumlardır. Bu durumlar özellikle havza yapılarında oldukça belirgin bir şekilde görülür. Herhangi bir bölgede zemin tabakaları düz ve yatay olarak sonsuza uzanıyorsa yer hareketi büyütmesi sadece materyal etkisi ile oluşacaktır. Ancak, bilindiği üzere zemin ortamları yani çökel tabakalar temel kaya ortamı ile çevrilidirler. Bu durum nedeniyle çökelmeye oldukça elverişli havzaların oluştuğu görülür. Havza kenarlarında temel kayadan çökellerin yer aldığı zemin ortamına bir geçiş söz konusu olduğundan sismik dalga hızı tezatı nedeniyle güçlü dalga kırılmaları oluşur. Düşey veya düşeye yakın açıda ara yüzeye gelen cisim dalgaları durumunda basen kenarlarındaki bu kırılmalar havzaca indüklenmiş kırılmış dalgalar oluşturur ki bu kırılmış dalgalar yüzey dalgalarına çok daha hızlı dönüşür. Havza yapısından kaynaklanan bu etki havza kenarı etkisi olarak bilinir. Bu doktora tezi kapsamında İzmir Körfezi çevresini oluşturan 2 havzanın (Menemen ve Bornova Ovaları) deprem-zemin-yapı etkileşimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda deprem-zemin-yapı etkileşiminin havza yapısından nasıl etkileneceğinin belirlenmesi amacıyla 1B eşdeğer statik deprem yükü analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerin gerçekleştirilmesi için gerekli olan zemin-ana kaya modelleri mikrogravite, geliştirilmiş uzaysal öz ilişki yöntemi verileri kullanılmıştır. Çalışmanın sonucunda olası deprem senaryoları için Menemen ve Bornova Havzalarında havza yapısının deprem-zemin ortak davranışı üzerindeki etkileri belirlenmiştir.

Abstract:
The increase in amplitude observed as earthquake waves pass through near-surface soil layers is referred to as soil amplification. To determine the impact of soil amplification, it is crucial to know the depth of the bedrock and the physical properties of the soil layers above it (Vs, Vp, density, etc.). Another factor that influences soil amplification is the special conditions observed in the topography of the bedrock interface. These conditions are particularly noticeable in basin structures. If the soil layers in a region extend infinitely in a flat and horizontal manner, ground motion amplification will occur solely due to material effects. However, as is known, soil environments, namely sedimentary layers, are surrounded by bedrock. This situation leads to the formation of basins that are highly conducive to sedimentation. Since there is a transition from bedrock to sediment-filled soil environments at the basin edges, strong wave refractions occur due to the contrast in seismic wave velocities. In the case of body waves approaching the interface at a vertical or near-vertical angle, these refractions at the basin edges create basin-induced refracted waves, which convert into surface waves much more rapidly. This effect caused by the basin structure is known as the basin edge effect. In this doctoral thesis, the effects of two basins (Menemen and Bornova Plains) surrounding the İzmir Bay on earthquake-soil-structure interaction have been investigated. To determine how the basin structure affects earthquake-soil-structure interaction, 1D equivalent static earthquake load analyses were conducted. The soil-bedrock models required for these analyses were developed using microgravity and modified spatial autocorrelation method data. As a result of the study, the effects of the basin structure on the combined behavior of earthquake-soil interaction in the Menemen and Bornova Basins were determined for possible earthquake scenarios.