Bakırköy ilçesinin mikrobölgelemesi
The microzonation of Bakirkoy district
Yazar: MUHAMMED EMİN KARASU
Danışman: PROF. DR. KUTAY ÖZAYDIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Mikrobölgelendirme = Microzonation ; Sismik davranış = Seismic behavior ; Zemin büyütme = Soil amplification

Özet:
Mikrobölgeleme yerleşime açılacak bölgelerde planlamaların yapılabilmesi veya mevcut yerleşim alanlarında meydana gelecek bir deprem sırasında oluşabilecek hasar potansiyelinin belirlenmesi amacı ile, özellikle deprem riski yüksek bölgelerde zeminlerin mühendislik özelliklerinin incelenerek, yerel zemin koşullarından kaynaklanan deprem tehlikesinin (sarsıntı şiddeti, sıvılaşma, heyelan vb.) bölge içerisindeki dağılımının belirlenmesidir. Mikrobölgeleme, yerel zemin koşullarının etkilerinin belirlenmesinde kullanılan en yaygın yöntemlerden biridir. Geoteknik mühendisliğinde zemin büyütmeleri, şev stabilitesi ve sıvılaşma olmak üzere üç tür sorun için mikrobölgeleme yapılır. Bu olaylar için mikrobölgeleme yapılırken, genelden detaya doğru üç aşamalı bir yaklaşım uygulanır. Birinci aşamada, bölgenin jeolojik, sismolojik, tektonik ve geoteknik özellikleri incelenerek yerel koşullardaki değişikliğin büyütme üzerindeki etkisi belirlenir. İkinci derece mikrobölgelemede ise ayrıntılı geoteknik incelemeler yürütülerek arazi ve laboratuar deneyleri yapılır ve mikrotremor ölçümleri alınır. Arazi deneylerinden bulunan parametreler ile kayma dalgası hızının derinlikle değişimi gösterilerek, yerel zemin koşullarındaki değişimin büyütme üzerindeki etkisi belirlenir. Üçüncü derece mikrobölgelemede ise ilk iki aşamada elde edilen sonuçlar kullanılarak mühendislik özellikleri belirlenen zeminin, bir boyutlu, iki boyutlu veya üç boyutlu analizler ile dinamik etkiler altındaki davranışı modellenerek, yerel zemin koşullarındaki değişim ile zemin büyütmesi arasındaki ilişki sayısal olarak belirlenmeye çalışılır.Bu tez çalışması kapsamında, Bakırköy ilçesindeki inceleme alanında zemin büyütmesi (yer sarsıntısı şiddeti tehlikesine) göre mikrobölgeleme çalışması yapılmıştır. Bu amaçla İBB Deprem ve Zemin İnceleme Müdürlüğü tarafından yaptırılan İstanbul İli Avrupa Yakası Güney kısmı mikrobölgeleme çalışmalarında Bakırköy İlçesi'nde elde edilen verilerden yararlanılmıştır. İBB Deprem ve Zemin İnceleme Müdürlüğü tarafından 50 m x 50 m seçilen 131 adet noktada yapılan, derinlikleri 30 m ile 40 m arasında değişen sondajlar ve sismik kırılma deneylerinden yararlanılmıştır. Elde edilen veriler EERA programı kullanılarak değerlendirilmiş ve zeminlerin dinamik davranış analizleri yapılmıştır. Ayrıca, bölgedeki farklı zemin koşullarını temsil eden üç hücre için, Deepsoil prıgramı ile lineer ve nonlineer dinamik davranış analizleri yapılmış ve EERA sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Yapılan bütün çalışmalardan elde edilen veriler CBS (Coğrafi bilgi sistemleri) kullanılarak değerlendirilmiştir. Inceleme alanında etkimesi beklenilen Marmara depreminde oluşacak yer sarsıntısı şiddetine göre bölgede göreceli olarak tehlike dağılımını belirlemek amacı ile, EERA programı ile yapılan tepki analizleri sonucu belirlenen spektral ivme dağılımı yanında üst 30 metrelik tabakaların ortalama kayma dalgası hızı ile korele edilen kısa periyot spektral ivme değerleri kullanılarak yer sarsıntısı tehlikesine karşı mikrobölgeleme haritası hazırlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Mikrobölgeleme, Sismik Davranış, Yerel Zemin Koşulları, Zemın Buyutmesi

Abstract:
The main aims of microzonation are to aid the city planners to consider earthquake related risks in plans for new settling areas and to determine the potential damage after an earthquake at existing settling areas. Microzonation helps determining the effect of the local site conditions especially in regions of high seismic risk. Microzonation is one of the widely used method to determine the effect of local site conditions on earthqukae related risks. In geotechnical enginering microzonation is done for three types of earthquake risks, namely ground motion intensity, slope stability and liquefaction. Microzonation studies include three stages of investigation, starting from general to detailed experimental and analytical studies. In the preparation of microzonation maps against ground shaking intensity, which is the main aim of this thesis study, at the first stage of microzonation, the effect of the variation of the local site conditions on amplificaiton is evaluated by considering the geologycal, seismological, tectonic and geotechnical properties. At the second stage of the microzonation, in-situ tests, laboratory tests and microtremor measurements are executed and the effect of the local site conditions on amplification is determined by using the parameters from these tests and site shear wave velocity profiles. At the third stage of the microzonation study, the response of the soil under the dynamic effects is modelled with one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional site response analyses. At last, the relation between local site conditions and soil amplification is presented in the form of ground shaking intensity maps using the Geographical Information System (GIS).Within the context of the study, the microzonation study with respect to gorund shaking intensity is carried out for the study area located in Bakırköy district. For this purpose, the data collected for Microzonation Study of the Southern part of Istanbul executed for the Directorate of Earthquake and Ground Research of Istanbul Metropolitan Municipality (IMM) are utilized. The study area was divided into 50 m x 50 m cells by IMM and a total of 131 soil investigation borings were drilled. The depth of the boreholes varied between 30 meters and 40 meters. Also seismic refraction measurements were made in each cell. The data from these studies are utilized in site response analyses carried out with a computer programme called EERA. Also some additional site respnse analysis carried out at three cells representing typical soil conditions at the study area, using the computer code Deepsoil which can consider both linear and nonlinear dynamic soil behaviour, and the results are compared with those of EERA. The computed surface ground motion data are presented in various maps prepared by using GIS. The microzonation map showing the distribution of relative risk level in the study area with respect to ground shaking intensity during the probable Marmara earthquake expected to affect the region is prepared by utilizing both the surface spectral acceleration values determined from dynamic site response analyses and short period spectral acceleration values correlated to the average shear wave velocities for the upper 30 meter thick zone of the site soil profile.Keywords: Local Soil Condition, Microzonation, Seismic Behaviour, Soil Amplification