Tek boyutlu dinamik analiz ve mikrotremor ölçüm sonuçlarının karşılaştırılması: Güzelyalı mikrobölgeleme örneği

Dünya üzerinde meydana gelen depremler birçok insanın yaşamanı olumsuz yönde etkilemekte, çok sayıda can ve mal kaybına neden olmaktadır. Bununla birlikte ülkemiz sınırları içerisinde yer alan aktif fay hatları ve kırıklar önemli hasarlara yol açan depremlere neden olmaktadır. Deprem sırasında oluşan bu hasarı etkileyen temel faktörler deprem kaynak özellikleri, yerel zemin koşullarının ve üstyapı özelikleridir. Özellikle yerel zemin koşulları, kuvvetli yer hareketi sırasında açığa çıkan sismik dalgaların genlik ve frekans içeriğini değiştirmekte ve mühendislik yapılarındaki hasar dağılımını önemli ölçüde etkilemektedir. Bu nedenle deprem gibi dinamik yükler altında zemin davranışının belirlenmesi son derece büyük bir önem taşımaktadır. Kuvvetli yer hareketi sırasında zemin dinamik davranışının belirlenmesi için mikrobölgeleme çalışmaları yapılmaktadır. Mikrobölgeleme çalışmaları, araştırma bölgesini daha küçük alt birimlere ayırarak zemin büyütmesi, şev stabilitesi ve sıvılaşma olmak üzere üç farklı geoteknik olay için gerçekleştirilmektedir. Birinci aşama mikrobölgeleme çalışmalarında bölge ile ilgili genel bilgiler toplanıp derlenerek, bölgedeki sismik aktiviteye neden olacak kaynaklar belirlenmektedir. İkinci aşamada ise bölgedeki anakaya derinliğini, zemin tabakalaşmasını, zemin dinamik özelliklerini belirlenmek için çeşitli arazi deneyleri yapılmaktadır. Üçüncü aşama mikrobölgeleme çalışmalarında ise ilk ikinci aşamada elde edilen sonuçlar kullanılarak 1, 2, 3 boyutlu zemin dinamik analizleri yapılmaktadır. Deprem sırasındaki zemin dinamik davranışının belirlemesi için en uygun yöntem, inceleme yapılan bölgedeki deprem kayıtları ve yerel zemin koşullarını göz önünde bulundurarak dinamik analizlerinin yapılmasıdır. Fakat kuvvetli yer hareketi kayıtlarının ve derin sondaj kuyularının bulunmadığı durumlarda ise mikrotremor ölçümleri alternatif bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Zemin tabakalarında kayda değer bir örselenme oluşturmaması, sağladığı ekonomik avantajlar ve uygulama kolaylığı nedeniyle mikrotremor ölçümleri zemin dinamik davranışının incelenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Arazide gerçekleştirilen mikrotremor ölçümleri ile kayma dalgasının hızının derinlik ile değişimi, mühendislik anakaya derinliği, zemin hakim periyodu ve büyütmesi belirlenebilmektedir. Bu çalışmada, Bursa İli Güzelyalı Beldesi'nde mikrobölgeleme çalışması yapılmış ve tek boyutlu analiz ve mikrotremor ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu amaçla birinci aşama mikrobölgeleme kapsamında, bölgede daha önceden yapılmış olan 68 sondaj verisi, jeolojik raporlar ve deprem raporları kullanılarak bölgedeki zemin tabakaları Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY), Desing of Structures for Earthquake Resistance (Eurocode 8), National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY)'ne göre sınıflandırılmıştır. Aktif fay hatları ve kırıklar belirlenmiş ve daha önceden yapılmış sismik tehlike analizleri ile birlikte değerlendirilmiştir. İkinci aşama mikrobölgeleme çalışmalarında, bölge 200m x 200m boyutlarında hücrelere ayrılarak her bir hücre isimlendirilmiş, daha önceden yapılan 60 tekil mikrotremor ölçümlerinin bölgedeki dağılımı değerlendirilmiş ve her bir hücrede en az bir mikrotremor kaydı olacak şekilde belirlenen hücrelerde 14 adet tekil ve 7 adet eş zamanlı mikrotremor ölçümü gerçekleştirilmiştir. Derleme ve ölçümler sonucunda elde edilen toplam 74 tekil mikrotremor kaydının Geopsy V2.9.1 programı yardımı ile spektral analizleri (H/V) yapılarak zemin hakim periyodu ve zemin büyütmesi değerleri belirlenmiştir. Spektral analiz ve bölgede daha önceden yapılmış olan olasılıksal sismik tehlike analiz sonuçları kullanılarak hasar görebilirlik ve zemin yüzeyinde meydana gelen birim şekil değiştirmeler hesaplanmıştır. Bölgede alınan eş zamanlı mikrotremor kayıtlarının analizi ile de kayma dalgası hızının (Vs) derinlik ile değişimi ve mühendislik anakaya derinliği belirlenmiştir. Üçüncü aşama mikrobölgelemede ise belirlenen kayma dalgası hızı-derinlik profilleri ve mühendislik anakaya derinliği ve bölgede daha önce yapılmış 68 adet sondaj çalışması ile birlikte incelenerek zemin modelleri oluşturulmuştur. Oluşturulan zemin modellerinin bölgedeki fay mekanizması ve geçmiş depremler göz önünde bulundurularak belirlenen 6 farklı deprem için zemin dinamik analizi yapılmıştır. Bir boyutlu zemin dinamik analizleri sonucunda elde edilen kayma şekil değiştirmeler, mikrotremor ölçümlerinden elde edilen kayma şekil değiştirmeleri ile kıyaslanarak coğrafi bilgi sistemleri programı olan ArcGIS ile haritalandırılmıştır. Mikrotremor ölçümleri ve tek boyutlu analizle sonucunda elde edilen kayma şekil değiştirmesi arasında pratik amaçlar doğrultusunda kullanılabilecek bir bağıntı önerilmiştir.