Temmuz 2007 - Sayı: 135 (5007 KB) - İzmir - TMMOB İnşaat ...

İncelemeler
YER HAREKETLERİ ÜZERİNDE
YERELZEMİN ŞARTLARININ ETKİSİ
Dr. Banu Yağcı
Balıkesir Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi,
İnşaat Mühendisliği Bölümü, Geoteknik Anabilim Dalı
1. Giriş
Yerel zemin şartları, tasarım depremi yer
hareketinin belirlenmesinde ve dolayısıyla
depreme dayanıklı yapı tasarımında dikkate
alınması gereken konulardan birini
oluşturmaktadır. Çünkü, yerel zemin şartları yer
hareketinin önemli karakteristikleri olan genliği,
frekans içeriği ve süresini önemli oranda
etkileyebilir. Bu etkinin miktarı, zemin
özelliklerine, arazi topografyasına ve ana kayadaki
yer hareketi karakteristiklerine bağlıdır.
Dolayısıyla, yerel zemin şartlarının yer hareketleri
üzerindeki etkisi bu üç ana parametreye dayalı
olarak değişmektedir. Bu değişim, deprem kaynak
özellikleri ile yerel zemin şartları arasındaki
karşılıklı etkileşim olarak da tanımlanabilir. Bu
çalışmada yerel zemin şartlarının yer hareketleri
üzerindeki etkisi, yapılmış teorik ve ampirik
çalışmalar ile tarihsel gözlemlere dayalı olarak
açıklanmıştır.
2. Yerel zemin şartlarının etkisini kontrol
eden parametreler
Ana kaya derinliği, yeraltı su seviyesi, zemin
tabakalarının özellikleri ve kalınlığındaki
değişiklikler nedeniyle çok farklı olabilen
geoteknik zemin şartları, yüzeydeki yer hareketi
karakteristiklerini kontrol eden ana faktörler
arasındadır. Depremler sırasında, farklı genlik ve
frekanslardaki tekrarlı gerilmelere maruz zemin
tabakalarının gerilme-şekil değiştirme özellikleri
ve mukavemet özellikleri değişebilir. Bu durumda
hem zemin tabakalarının davranışı hem de
yüzeydeki yer hareketi karakteristikleri, zemin
tabakalarının özelliklerinden etkilenmektedir.
Zemin tipi, rijitliği ve derinliği olarak
tanımlanabilecek bu özellikler içinde, zemin
tabakalarının tekrarlı yükler altındaki gerilmedeformasyon
davranışını etkileyen en önemli
parametrelerden birinin plastisite indisi olduğu
laboratuvar ve arazi deneylerine dayalı olarak
belirlenmiştir [1, 2].
Diğer taraftan topoğrafik düzensizlikler ve
basen geometrisi yer hareketleri üzerinde önemli
bir etkiye sahiptir, bu nedenle yerel zemin şartları,
yüzey ve yeraltı topoğrafyası etkisini de
içermektedir. Basen yapısındaki arazilerde yatay
olarak ilerleyen yüzey dalgaları, 1 boyutlu etkiye ek
büyütmeye neden olmakta ve yer hareketi süresini
uzatmaktadır [3]. Bu tür arazilerdeki parametrik
analizler, zemin davranışının temel olarak basen
şekline bağlı olduğunu çünkü davranışın büyük bir
oranda yerel olarak oluşan yüzey dalgaları
tarafından kontrol edildiğini göstermekte ve sığ
alüvyon vadilerdeki yatay heterojenliğin neden
olduğu ek büyütmelerin düşünülmesi gerektiğini
vurgulamaktadır [4].
Yerel zemin şartlarının etkisinde dikkate
alınması gereken diğer bir parametre ana kayadaki
yer hareketi karakteristikleridir. Yumuşak zemin
tabakalarının davranışının ana kayadaki yer
hareketi şiddetine göre değiştiği gözlem ve analiz
sonuçlarına dayalı olarak belirlenmiştir (Şekil 1).
Seed vd. [5] tarafından, Batı Amerika'daki
manyitüdü 6.5 olan deprem kayıtları kullanılarak
farklı zemin şartlarındaki pik ivmeler için
istatitiksel bir çalışmaya dayalı olarak ortaya konan
bu ilişki, Idriss [6, 7] tarafından 1985 Mexico City ve
1989 Loma Prieta depremi verileri kullanılarak
yumuşak zeminler için modifiye edilmiştir. Bu
ilişkide, ana kaya ivmesinin 0.05g ve 0.1g
arasındaki düşük değerlerinde, 1.5 ile 4 kat
arasında büyütme faktörleri görülmektedir.
Ortalama büyütme faktörü, kayadaki ivme artışı ile
birlikte azalma eğilimindedir, ana kayadaki düşük
ivmelere karşılık 2.5 ile 3 arasında iken 0.4g lik bir
ivme durumunda büyütme faktörünün 1 olduğu
görülmektedir.
3. Yerel zemin şartlarının etkisinin teorik olarak
açıklanması
Teorik davranış analizlerinin temeli, yerel
22 İMO İzmir Şubesi Bülteni - Temmuz 2007 - Sayı: 135