İzmit havzasının genç çökellerinin deprem esnasındaki davranışları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2005
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET KARAKAŞ
Danışman: Özkan Coruk
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Anahtar Kelimeler: İzmit Havzası, Sıvılaşma, Sıvılaşma Analizleri, YSA, CBS İzmit Havzası genç çökellerinin depremdeki davranışlarının araştırıldığı bu çalışmada havzanın jeomorfolojik, jeolojik, mühendislik jeolojisi ve jeodinamik özellikleri incelenmiştir. Özellikle genç tutturulmamış kırıntılı çökellerin depremdeki davranışları çalışmanın asıl konusunu oluşturmaktadır. İnceleme alanı Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun Kuzey kolunun açmış olduğu graben görünümlü genç bir havzadır. Jeomorfolojik olarak havza kuzeyde Kocaeli Penepleni ve güneyde Samanlı Dağ Yükselimi arasında düzlük bir alandır. Bölgede aktivitesini devam ettirmekte olan Kuzey Anadolu Fayı inceleme alanının jeomorfolojik konumunu denetleyen ana unsurdur. Alüvyal birikintiden oluşan inceleme alanında kumlu ve siltli düzeyler yer yer egemen litolojilerdir. Yeraltısu seviyesi ölçülen değerlere göre topoğrafik yüzeye yakındır. Genç birimlerin mühendislik özelliklerinin tanımlanması için bölgede daha önce yapılmış ve bu tez çalışması sırasında yapılmakta olan sondaj, arazi ve laboratuar deney verileri değerlendirilmiştir. Sondaj, arazi ve laboratuar çalışmaları genelde havzanın batı bölümünde Saraybahçe, Kullar ve Köseköy Beldeleri sınırları içerisinde yoğunlaşmaktadır. Buna bağlı olarak mühendislik jeolojisi verileri, değerlendirmeler ve zeminlerin deprem sırasındaki davranışlarının tanımlanması genelde bu kesimlerde ele alınmıştır. Bu çalışmada özellikle sıvılaşma davranışları ve buna bağlı gelişen oturma miktarları araştırılmıştır. Sıvılaşma analizinde, zeminlerin özelliklerine göre farklı iki değerlendirme dikkate alınmıştır. İri taneli zeminlerin sıvılaşma riskinin (liquefaction oppurtunity) belirlenmesi amacıyla Seed and Idriss (1971) tarafından geliştirilen yöntem ve bu yöntemin uygulanması için LiquefyPro (CivilTech 2002) programı kullanılmıştır. Buna göre sondajlarda iri taneli zemin seviyelerindeki SPT N3o değerleri kullanılarak bu zonların sıvılaşma riski ve sıvılaşma veya sismik bir yükten dolayı oluşan oturma değerleri belirlenmiştir. Standart sıvılaşma analizi olarak tanımlanan bu yöntem sonucuna göre toplam 61 kuyudan 36 tanesindeki değişik kumlu seviyelerde sıvılaşma riski belirlenmiştir. Bu kesimlerde ortalama toplam oturma 7.83 ile 13.27 cm arasında değişmektedir. En düşük oturma Saraybahçe yerleşim alanında izlenmiştir. Standard sıvılaşma analizinden elde edilen sonuçlar Coğrafi Bilgi Sisteminde (CBS) İzmit Havzası için değerlendirilmiştir. İnce taneli zeminlerin (ince kum-silt) sıvılaşma yatkınlığının (liquefaction susceptibility) belirlenmesi için Modifıye Edilmiş Çin Kriterleri yöntemi kullanılmıştır. Zeminlerin kıvam ve indeks özellikleri dikkate alınarak uygulanan bu yöntem sonucunda toplam iki sondaj alanında sıvılaşma yatkınlığı belirlenmiştir. Bu iki deterministik sıvılaşma analizi yanında bilgiye dayalı bir yöntem olan Yapay Sinir Ağlan (YSA) yöntemi ile de sıvılaşma değerlendirmesi yapılmıştır. Bu amaçla Matlab V 6.5 programı editöründe biri eğitim ve diğeri test olmak üzere iki algoritma yazılmıştır. Türkiye sınırları içinde meydana gelmiş daha önceki depremlerde sıvılaşmış ve sıvılaşmamış alanlardaki zeminlerin verileri yardımıyla hazırlanan bir eğitim seti ile eğitilen YSA, ikinci aşamada İzmit Havzası zemin verilerini belli bir deprem karşısında sıvılaşabilirlik için test amaçlı kullanılmıştır. Eğitilen ağın 1 (sıvılaşma var) ve 0 (sıvılaşma yok) değerlerine tam olarak ulaşmadaki başarı oranı % 92.3 olmuştur. YSA ile elde edilen sıvılaşma potansiyeli analiz sonuçlan, standart sıvılaşma analiz yöntemi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Eğitim safhası basan oranı yüksek olmasına karşın test safhası başarı oranlarının düşük seviyelerde olduğu görülmüştür.