Jeofizik yöntemlerle zemin-anakaya sınırının belirlenmesi ve dinamik zemin parametrelerinin elde edilmesi: Karşıyaka ve Güzelbahçe (İzmir) örneği
Determination of the contact between soil and bedrock and obtaining the soil dynamic parameters by using the geophysical methods: A case study in Karsiyaka and Guzelbahce (Izmir)
Yazar: AYKUT TUNÇEL
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKGÜN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Deprem-zemin-yapı etkileşiminin araştırılmasında, öncelikle zemin kesitine etkiyecek yanal yönlü deprem kuvvetinin, yapı yapılacak alan için tanımlanması gerekir. Daha sonra dinamik koşullar altında zeminin gerilme-deformasyon değişimleri tanımlanmalıdır. Bunun için zemin ve mühendislik anakayası derinlik modeli kullanılır. Bu çalışma kapsamında, zemin deformasyon analizlerinde kullanılması gereken zemin-ana kaya derinlik modeli, zemin dinamik parametrelerinin araştırılması konusunda 1B ve 2B çalışmaların önemi, gözlemsel ve kuramsal zemin transfer fonksiyon hesaplamalarında zemin araştırma derinliğinin seçimi konularında öneriler yapılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında kullanılan veriler İzmir Körfezi çevresinde yürütülen TÜBİTAK (Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırmalar Kurumu) 106G159 numaralı projesi ve Dokuz Eylül Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi 2009.KB.FEN.036 numaralı projesi tarafından sağlanmıştır.
Tez kapsamında kullanılan arazi verileri, İzmir Körfezi güneyinde yer alan Güzelbahçe ve kuzeyinde yer alan Karşıyaka ilçelerini kapsamaktadır. Güzelbahçe ilçesinde 1 profil üzerinde 11 noktada mikrotremor tek istasyon yöntemi, 4 profilde MASW yöntemi ve 17 noktada mikrogravite yöntemi verileri kullanılmıştır. Karşıyaka çalışma alanında 112 noktada tek istasyon mikrotremor yöntemi, 43 profil MASW yöntemi, 2 noktada SPAC dizilim yöntemi ve 150 noktada mikrogravite yöntemiyle toplanan veriler kullanılmıştır.
Çalışma alanlarında toplanan verilerin değerlendirilmesiyle, Güzelbahçe Çalışma alanında zemin hakim titreşim frekansı değişimi, profil boyunca Vs hızları ve derinlikle değişimi, zemin-anakaya sınırı ve tabakaların yoğunluk değişimi gibi zemin parametrelerine ulaşılmıştır. Karşıyaka arazi çalışmalarıyla elde edilen veriler kullanılarak zemin hakim titreşim frekansı, hassasiyet indeksi, makaslama modülü, Vs makaslama dalgası hızı ve zemin büyütmesi gibi bazı zemin parametreleri araştırılmıştır. İki çalışma alanı için de sismik çalışmalarla elde edilen tabaka yoğunluğu ve derinlik değerleri, mikrogravite verileri ve alandaki jeoloji birimlerin dağılımı ortak hesaba katılarak zemin- anakaya sınırları araştırılmıştır.

Abstract:
During the investigation of the earthquake-soil-structure interaction, firstly the lateral oriented earthquake forces must be defined for the field where the structure will be build. Afterwards, the stress-strain changes of the soil under the dynamic conditions should be characterized. For this, the soil and the engineering bedrock depth model is used. In this study, the suggestions is made about the soil-bedrock depth model which should be used at soil deformation analysis, the importance of 1-D and 2-D studies at the investigation of the soil dynamic parameters and the selection of the soil investigation depth at the observed and the theoretical soil transfer function. In this thesis study, data provided by TUBITAK (The Scientific And Technological Research Council Of Turkey) No. 106G159 project which was studied around the İzmir Bay and Dokuz Eylul University Scientific Research No. 2009.KB.FEN.036 project.
The field data which is used at this thesis study includes the Güzelbahçe district where take place at the south of the Izmir Bay and Karşıyaka district where take place at the North of the Izmir Bay. At Güzelbahçe district 11 point microtremor single station method, 4 profiles MASW method and 17 point microgravity method data were used. At Karşıyaka district 112 point microtremor single station method, 43 profiles MASW method, 2 point SPAC array method and 150 point microgravity method data were used.
Evaluating the data at two study areas, predominant frequency changes, VS velocity changes with depth along the profile, the contact between soil and bedrock and denstiy changes of the layers are achieved at Güzelbahçe study area. At Karşıyaka study area, some of the soil dynamic parameters such as predominant frequency, vulnerability index, maximum shear modulus, Vs shear wave velocity distribution and soil amplification are investigated using the data obtained with the field studies. Soil-bedrock contact are investigated for both study areas using density and depth values obtained by seismic studies, microgravity data and the distribution of the geological units.