Erzurum ili için zemin büyütmesi özelliklerinin mikrotremor yöntemi ve bir boyutlu analiz yöntemi ile belirlenmesi
Determination of soil amplification characteristics of Erzurum using microtremor and one dimensional analysis methods
Yazar: ŞEYMA SARIGÜL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM BAYRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering ; Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Amaç: Türkiye bulunduğu konum itibari ile aktif depremselliğe sahip olup, büyük ve yıkıcı depremlerin yaşandığı bir ülkedir. Erzurum ili de yüksek seviyede deprem tehlikesi olan bir bölgede yer almakta olup şehrin büyük çoğunluğu aktif faylar tarafından kesilen alüvyon zeminler üzerinde gelişmiştir. Bu tezin temel amacı Erzurum ili içinde yer alan Palandöken ve Yakutiye ilçelerinde zeminlerin büyütme özelliklerini tek istasyon mikrotremor ölçüleri ve 1-boyutlu doğrusal eşdeğer analiz yöntemi kullanarak belirlemektir. Bu araştırma, bölgedeki zemin koşullarının deprem etkileri üzerindeki potansiyel etkilerini daha ayrıntılı bir şekilde anlamamıza yardımcı olacaktır.
Yöntem: Bu çalışma kapsamında, öncelikle 25 farklı noktada tek istasyon mikrotremor tekniği ile üç bileşenli gürültü verileri toplanmıştır. Ardından, bu veriler Nakamura Yatay/Düşey spektral oran yöntemi ile analiz edilerek, çalışma alanına ait zemin hakim frekans (periyot) ve H/V değerleri elde edilmiştir. Bu değerler kullanılarak, çalışma alanına ait hakim periyot, zemin büyütme ve hasar görebilirlik indisi haritaları hazırlanmıştır. 1-boyutlu doğrusal eşdeğer analiz yöntemi, bölgedeki zeminin deprem sırasındaki dinamik davranışını incelemek ve tepki spektrumlarını belirlemek amacıyla yapılmaktadır. Bu analiz sonucunda pek çok dinamik zemin parametresi elde edilebilmektedir. DEEPSOIL yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen bu yöntemle, çalışma alanındaki yerel zemin tabakalarında oluşabilecek deprem etkilerini değerlendirmek için, bölgenin sismik tehlike verileri ile uyumlu olarak doğrusal eşdeğer analiz yöntemi kullanılarak zemin büyütmesi analizleri gerçekleştirilmiştir.
Bulgular: Zemin hakim periyot değerleri 0.15 ile 3.7 sn arasında değişmektedir. H/V değerleri ise 2 ile 9 arasında değişmektedir. Palandöken Dağı eteklerinde 4'ten düşük HV değerleri gözlemlenirken, ova bölgesinde daha yüksek değerler elde edilmiştir. Periyot ve büyütme faktörü değerleri kullanılarak elde edilen Hasar Görebilirlik İndisi (Kg), deprem sırasındaki zemin performansı hakkında bilgi sağlar. Bir boyutlu eşdeğer lineer analiz ile elde edilen en büyük spektral ivme değeri ile deprem kaydından elde edilen en büyük spektral ivme değerleri birbirlerine oranlanarak zemin büyütme katsayıları elde edilmiştir.
Sonuç: Tüm bu analizlerin, yüksek periyot, yüksek HV ve yüksek Kg değerlerinin, çalışmanın ova kesiminde yoğunlaştığı görülmektedir. Bu bölgedeki zemin araştırmaları, büyük bir dikkat ve multidisipliner bir yaklaşımla yürütülmelidir.
 
Anahtar Kelimeler:  Erzurum, mikrotremor, Nakamura yöntemi, zemin hakim periyodu, hasar görebilirlik indisi, bir boyutlu eşdeğer analiz

Abstract:
Purpose: Turkey has active seismicity due to its location and is a country where large and destructive earthquakes frequently occur. Erzurum province is also located in a region with a high level of earthquake hazard and most of the city has developed on alluvial soils intersected by active faults. The main objective of this thesis is to determine the amplification properties of soils in Palandöken and Yakutiye districts of Erzurum province using single station microtremor method and 1-D linear equivalent analysis method. This research will help us to understand in more detail the potential effects of soil conditions in the region on earthquake effects.
Method: Within the scope of this study, firstly, three-component noise data were collected by single station microtremor method at 25 different locations. Then, these data were analysed by Nakamura Horizontal/Vertical spectral ratio method and the dominant frequency (period) and H/V values of the study area were obtained. Using these values, the dominant period, ground amplification and vulnerability index maps of the study area were prepared. The 1-D linear equivalent analysis method is used to investigate the dynamic behaviour of the soil in the region during earthquakes and to determine the response spectra. Many dynamic soil parameters can be obtained as a result of this analysis. In order to evaluate the earthquake effects that may occur in the local soil layers in the study area, ground amplification analyses were performed by using the linear equivalent analysis method in accordance with the seismic hazard data of the region by using DEEPSOIL software.
Findings: Soil dominant period values vary between 0.15 and 3.7 s. H/V values vary between 2 and 9. While HV values lower than 4 were observed in the foothills of Palandöken Mountain, higher values were obtained in the plain region. The Vulnerability Index (Kg), which is obtained by using the period and amplification factor values, provides information about the soil performance during earthquakes. Ground magnification coefficients were obtained by dividing the maximum spectral acceleration values obtained by one-dimensional equivalent linear analysis and the maximum spectral acceleration values obtained from the earthquake record.
Results: All these analyses show that high period, high HV and high Kg values are mainly distributed in the lowland part of the study area. Soil investigations in this region should be carried out with great care and a multidisciplinary approach.

Keywords:  Erzurum, microtremor, Nakamura method, soil dominant period, vulnerability index, one dimensional linear equivalent analysis