Bursa il merkezi zeminlerinde dinamik zemin davranış analizleri

Bu tez kapsamında, Bursa il merkezinin sıvılaşma olasılığı bulunan bir kısım zeminlerinde deprem hareketini büyütme özelliği, sıvılaşma riski ve kumlu zeminlerde meydana gelebilecek oturmalar analiz edilmeye çalışılmıştır. Analizlerde bu yöre çevresinde meydana gelen 17 Ağustos 1999 deprem ivme kayıtları esas alınmıştır. Bursa il merkezi taban kayası yüzeyinde oluşacak maksimum yatay ivmeler, P. Spudich, J.B. Fletcher et al, (1997), tarafından önerilen sönümleme ilişkileri kullanılarak belirlenmiştir. Sönümleme ilişkilerinde, zemin yapısından dolayı Kocaeli-Gebze (GBZ) istasyonundaki ivme kayıtları kaynak veri olarak alınmıştır. Bursa il merkezi zeminlerinin büyütme analizlerinde EERA (Equivalent - Linear Earthquake Response Analysis) bilgisayar programı kullanılmıştır. Program ile ilgili ayrıntılı bilgi http://geoinfo.usc.edu/gees internet adresinden edinilebilir. Zemin büyütme analizlerinin ve kullanılan bilgisayar programının dayandığı bir boyutlu eşdeğer-doğrusal zemin davranış modelinin esasları Bölüm 3. de verilmektedir. Depremler sırasında sismik dalgalar zeminde ilerlerken tekrarlı ve birbirine göre ters yönde kuvvet çiftleri (kayma gerilmesi) yaratarak, daneleri boşluk hacmini küçültecek şekilde yer değiştirmeye zorlar. Bu tekrarlı hareketler çok kısa sürelerde yön değiştirdiğinden dolayı boşluk suyu basıncı artar. Boşluk suyu basıncı düşey efektif gerilmeye eşit olduğunda zemin bir sıvı gibi hareket eder ve bu olaya sıvılaşma denir. Deprem esnasında oluşan bu kayma gerilmesinin düşey efektif gerilme değerine oranına literatürde Tekrarlı Gerilme Oranı (CSR) denir. GSR değeri zeminin Tekrarlı Gerilme Direnci (CRR) değerini aştığında suya doygun kumlu zeminlerde sıvılaşma riski oluşur. CRR nin belirlenmesi için arazi deneylerine dayanan çeşitli korelasyonlar geliştirilmiştir. Bu tezde, sıvılaşma analizleri esas olarak NCEER - 1997'nin önerdiği SPT-N korelasyonlarına dayanmaktadır. Ancak ince malzeme (-No.200) oranının %35< (-No 200) <%45 olduğu durumlar için Seed and De Alba (1986), Seed and Harder (1990)'nın önerdikleri yöntemlerden yararlanılmıştır. Zeminin plastiklik indeksinin, lP>%5 olması durumunda ise Seed et al, (1990), Ishihara et al, (1992) geliştirdikleri yöntemlerden yararlanılmıştır. Deprem etkisi ile zeminde oluşan gerilmelerden dolayı, kumlu zeminlerde sıkılaşmalar oluşur. Bursa il merkezi zeminlerinde deprem etkisi ile oluşacak sıkılaşmaları (oturmaları) tahmin etmek için, GF (sıvılaşmaya karşı güvenlik faktörü) ve SPT-N değerine (veya CPT veya Sıkılık-Dr değerine) bağlı olarak Ishihara and Yoshimine (1992) 'nin geliştirdikleri yöntem kullanılmıştır. Bu yöntem ile GF ve SPT-N değer çiftlerine karşılık gelen deformasyon oranı (e) belirlenerek oturmalar tahmin edilebilmektedir. Yukarıda bahsedilen sıvılaşma ve oturma analizleri, ekler kısmında verilen ve bu tez çalışması için oluşturulan bir Excell programı ile yapılmıştır.