1999 Kocaeli Depreminde Adapazarı'nda yapı yükü altında zemin davranışı
Soil behavior analyses under structure loading during 1999 Kocaeli Earthquake in Adapazari
Yazar: GÜLÇİN NOMALER
Danışman: PROF. DR. ZEKİ GÜNDÜZ ; PROF. DR. AYFER ERKEN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kocaeli depremi = Kocaeli earthquake

Özet:
Bu çalışmada, Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) üzerindeki konumundan dolayı tektonik açıdan aktif konumda olan ve zemin koşullarının özelliğinden dolayı da önemli sayılan Sakarya İli ve çevresi araştırma konusu olarak seçilmiştir. Araştırma iki ana konu başlığı kapsamında gerçekleştirilmiş ve önlenmesi mümkün olmayan deprem afetinden korunmaya katkı sağlanması amaçlanmıştır. 

İlk konu başlığı kapsamında, seçilen yapı-zemin modelinin özellikleri oluşturulmuş ve seçilen yapının Plaxis yazılımında doğru olarak temsil edildiği Sap2000 yazılımı  ile kontrol edilmiştir. Plaxis-2016 yazılımında Hardening Soil model with small strain stiffness (HSsmall) ve User Defined Soil Model (UDSM)- General Hardening Soil (GHS/UBCSAND) modelleri kullanılarak 1999 Kocaeli Depremi Sakaya (SKR) istasyonu ana şok doğu-batı (D-B) kaydı uygulanmıştır. Daha sonra literatürdeki yaklaşımlarla yatay ve düşey deplasman ile sıvılaşma analizi yapılmıştır. Ayrıca seçilen modelde yapı temeline ait sismik taşıma gücü analizi de gerçekleştirilmiştir. Bu analizler gerçekte oluşan hasar durumu ile karşılaştırıldığında literatürdeki yaklaşımların sonuçlarına ait bir genelleme yapılamıyacağı, Plaxis-2016 yazılımı UDSM modelde sıvılaşmanın da dikkate alındığı ve depremin hemen ardından oluşan deplasmana yakın sonuç elde edildiği görülmüştür.

Çalışmanın ikinci ana bölümünde 1999 Kocaeli ve Düzce depremlerine ait ivme kayıtları Seismosignal ve Shake2000 yazılımları ile analiz edilmiş ve bu depremlere ait azalım ilişkileri incelenmiştir. 1999 Kocaeli depremine ait ana şok ile  13/09/1999 tarihli 5.8 moment büyüklüğündeki artçı şok ivme kayıtları Shake2000 yazılımında hem ilk bölümde oluşturulmuş olan zemin profillerine hem de Adapazarı'nda yumuşak zemin üzerinde kurulu geçici HST istasyonuna ait zemin profillerinde uygulanmıştır. Shake2000 yazılımında zemin tepkisini hesaplamada belirli bir yaklaşım sağlandığı görülmüştür. Daha sonra Sakarya İli ve çevresindeki kuvvetli yer hareketi istasyonlarında 1999 Kocaeli ve Düzce depremlerine ait zemin büyütme faktörleri hesaplanmış, TDY, 2007 tasarım spektrumu ile karşılaştırılmış ve bu karşılaştırmalarda elde edilen sonuçlar Adapazarı gibi alüvyon zemin üzerindeki yerleşimlerde görülmüş olan hasarın nedenlerini açık olarak göstermiştir. Aynı kuvvetli yer hareketi istasyonları için aynı depremlerde geleneksel ile yeni nesil ivme azalım ilişkileri hesaplanmıştır.  Karşılaştırması yapılan ivme azalım ilişkilerinde de uygunluk açısından  genelleme yapmak mümkün olmamıştır. 1999 Kocaeli Depremi ve sonrası verileri ile SPSS 20.0 yazılımı kullanılarak regresyon analizi yapılmış ve Kuzeybatı Anadolu bölgesi için ivme azalım ilişkisi geliştirilmiştir. Sunulmuş olan bu eşitlikle ölçülmüş olan ivme kayıtları arasında iyi bir uyum sağlandığı görülmüştür.

Anahtar kelimeler: Dinamik yük, zemin deplasmanı, sıvılaşma, azalım ilişkisi

Abstract:
In this study, Sakarya  and the region close this city , which is considered to be active due to its location on the NAFZ and  to be important due to the characteristics of soil conditions, has been chosen as the research topic.The research was carried out within the scope of two main topics and it was aimed to contribute to the provention from unavoidable earthquake disaster. Within the scope of the first topic, determination characteristics of the  soil-structure model and checked with the Sap2000 software that the model building was correctly represented in the Plaxis software.1999 Kocaeli Earthquake SKR station main shock E-W recording applied in Plaxis-2016 software with Hardening Soil model with HSsmall and UDSM - GHS / UBCSAND. Then, horizontal and vertical displacement and liquefaction analysis were done with the approaches in the literature. In addition, seismic bearing capacity analysis of the structure foundation was also performed. These analyzes are compared with the actual damage, it can be seen that the Plaxis-2016 software, considering the liquefaction of the UDSM model, is close to the displacement occurring immediately after the earthquake. But a generalization of the results of the approaches in the literature can not be made. In the second part of the study, acceleration records belonging to 1999 Kocaeli and Düzce earthquakes were analyzed with Seismosignal and Shake2000 softwares and the relation of attenuation relationships to these earthquakes was examined. The main shock of 1999 Kocaeli earthquake and the aftershock acceleration records of 5.8 moment magnitude dated 13/09/1999 were applied both to the ground profiles formed in the first section and to the ground profiles belonging to the temporary HST station installed on the soft soil in Adapazarı. Shake2000 software has been found to provide a specific approach to calculating the soil response. Then, soil amplification factors of 1999 Kocaeli and Düzce earthquakes were calculated at the strong ground motion stations of Sakarya city and closed region. This results were compared to TDY 2007 design spectrum and the results obtained in these comparisons clearly show the causes of the damages observed on alluvial soil settlements such as Adapazarı. For the same strong ground motion stations, the new generation attenuation relationships are calculated for the same earthquakes. It is not possible to make generalizations in terms of compliance in the comparison of the attenuation relationships. Ground-motion attenuation relationships with using the 1999 Kocaeli earthquake data were developed for the Northwest Anatolia region. This attenuation relation equations were developed by applying non-linear regression analysis; with SPSS Statistics 20.0 software. It has been found that there is a good fit between the acceleration records measured by this equation presented.


Keywords: Dynamic load, soil dispacement, liquefaction, attenuation relationship.