Erzurum ve Çevresi Yerel Zemin Etkilerinin SSR ve HVSR Yöntemleri Kullanılarak Araştırılması

Erzurum ili ve çevresinde, farklı zemin türleri üzerinde yer alan 10 adet ivme-ölçerler ile kaydedilen 17 adet deprem ile Standart spektral oran (SSR) ve Yatay/Düşey Spektral oran (HVSR) yöntemleri kullanılarak çalışma alanının deprem-zemin ortak davranış özellikleri araştırılmıştır. Zeminlerin jeolojik ve jeoteknik özelliklerine göre elde edilen farklı büyütme değerleri belli frekans aralıkları için incelenmiştir. Şehir merkezi ve yakın çevresini kapsayan alanda Kuvaterner alüvyonda konumlanmış Merkez, Merkez_SS, Ilıca ve Pasinler istasyonlarında düşük frekanslarda yüksek büyütmeler tespit edilmiştir. Bu birimlerde zemin hakim frekansı 0.5 Hz ile 1.0 Hz (1-2 sn) arasında değiştiğinden olası bir deprem durumunda 10 ile 20 kat arasındaki yapılarda rezonans durumu ortaya çıkabilir. Alüvyon birimler üzerine kurulmuş şehir merkezi ve çevresinde, SSR büyütme değerlerinin özellikle düşük frekanslarda yüksek olduğu gözlenmiştir. En düşük SSR büyütme değerleri ise volkanitler üzerinde konumlanan Şenkaya ve Narman istasyonlarında hesaplanmıştır.

Investigation of the Local Soil Effects of Erzurum and Its Surroundings Using SSR and HVSR Methods

Earthquake-soil behaviour characteristics of the study area were investigated with 17 earthquakes recorded by 10 accelerometers located in different soil types using Standard Spectral Ratio (SSR) and Horizontal/Vertical Spectral Ratio (HVSR) methods. Different amplification values according to geological and geotechnical features of the soil sites were investigated for specific frequency ranges. High amplifications were detected at low frequencies in the Merkez, Merkez_SS, Ilıca and Pasinler stations located in the Quaternary alluvium covering the city center and its near surroundings. Since the soil dominant frequency ranges between 0.5 Hz and 1.0 Hz (1-2 sec) in these units, in case of a possible earthquake, resonance may occur in structures between 10 and 20 story buildings. It is observed that the SSR amplification values are high especially at low frequencies in the city center located in alluvial units. The lowest SSR amplification values were calculated at Şenkaya and Narman stations located in volcanics.

PDF

___

Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK), 2017. Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi 2017 yılı Sonuçları 27587 Sayılı Rapor, Ankara. http://www.tuik.gov.tr (Erişim Tarihi: 07.03.2018).
Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD), 2018. Türkiye Deprem Tehlike Haritası, Ankara. http://www.afad.gov.tr (Erişim Tarihi: 16.06.2018).
Aksu, B. 2014. Erzurum Şehir Merkezinde Kuzey Güney Doğrultulu Bir Hat Boyunca Yer Alan Yapı Stoğunun, Zemin ve Yapı Periyodu Açısından Değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erzurum, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, s.74.
Bikçe, M. 2015. Türkiye’de Hasara ve Can Kaybına Neden Olan Deprem Listesi (1900-2014). 3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 14-16 Ekim, İzmir.
Penirci, O., Demirtaş, R., Yağyemez, B., vd. 2011. Erzurum ili Büyük Şehir Belediyesi Yerleşim Alanının 1/5000 Ölçekli Nazım İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu, Zetem Mühendislik (Yayımlanmamış).
Yalçınkaya, E., Alptekin, Ö. 2003. Dinar’da Zemin Büyütmesi ve 1 Ekim 1995 Depreminde Gözlenen Hasarla İlişkisi, Yerbilimleri, Cilt. 27, s. 1-13.
Borcherdt, R.D., 1970. Effects of Local Geology on Ground Motion near San Francisco Bay, Bulletin of the Seismological Society of America, Cilt. 60 No. 1, s. 29-61.
Nakamura, Y., 1989. A Method for Dynamic Characteristics Estimation of Subsurface using Microtremor on the Ground Surface, Quarterly Report of Railway Technology Research Institute, Cilt. 30, s. 25-33.
Pamuk, E., Özdağ, Ö. C., Tunçel, A., Özyalın, Ş., & Akgün, M. (2018). Local site effects evaluation for Aliağa/İzmir using HVSR (Nakamura technique) and MASW methods. Natural Hazards, 90(2), 887-899.
Pamuk, E., Gönenç, T., Özdağ, Ö. C., & Akgün, M. (2018). 3D Bedrock Structure of Bornova Plain and Its surroundings (İzmir/Western Turkey). Pure and Applied Geophysics, 175(1), 325-340.
Tunçel, A., Özdağ, Ö. C., Pamuk, E., & Akgün, M. (2018). Mikrotremor Verisi Kullanılarak Zeminlerin Dinamik Büyütme Faktörü Değerlerinin Hesaplanması: İzmir (Kuzey) Örneği. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2018(2018).
Pamuk, E., Özdağ, Ö. C., & Akgün, M. (2018). Soil characterization of Bornova Plain (Izmir, Turkey) and its surroundings using a combined survey of MASW and ReMi methods and Nakamura’s (HVSR) technique. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 1-13.
Keskin, M., Pearce J.A, Mitchell, J.G. 1998. VolcanoStratigraphy and Geochemistry of Collision-Related Volcanism on the Erzurum-Kars Plateau, Northeastern Turkey, Journal of Volcanology and Geothermal Research, Cilt. 85, No. 1-4, s.355-404.
Yarbaşı, N., Kadirov, A., Bayrakturan, M.S. 2004. Erzurum Şehir Merkezi Batı Kesimi Jeoteknik Haritasında Kullanılan Kriterlerin İstatistiksel Analizi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 10, No. 2, s. 211-219.
Akbas, B., Akdeniz, N., Aksay, A., Altun, I., Balci, V., Bilginer E., et al. 2013. Turkey Geological Map, General Directorate of Mineral Research and Exploration, Ankara-Turkey. http://yerbilimleri.mta.gov.tr (Erişim Tarihi: 10.03.2018).
Yarbaşı, N., Kalkan, E. 2009. Geotechnical Mapping for Alluvial Fan Deposits Controlled by Active Faults: A Case Study in the Erzurum, NE Turkey, Enviromental Geology, Cilt. 58, s. 701-714. DOI: 10.1007/s00254-008-1544-1.
Koçyiğit, A., Canoğlu, M.C. 2017. Neotectonics and Seismicity of Erzurum Pull-apart Basin, East Turkey, Russian Geology and Geophysics, Cilt. 58, s. 99-122. DOI: 10.1016/j.rgg.2016.04.015.
Konno, K., Ohmachi, T. 1998. Ground-motion Characteristics Estimated from Spectral Ratio between Horizontal and Vertical Components of Microtremor, Bulletin Seismological Society of America, Cilt. 88, No. 1, 228-241.
Gök, E., Keçecioğlu, M., Çeken, U., Polat, O. 2012. İzmirNET İstasyonlarında Standart Spektral Oran Yöntemi Kullanılarak Zemin Transfer Fonksiyonlarının Hesaplanması, DEÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 14, No. 41, s.1-11.
SESAME, 2004. Guidelines for the Implementation of the H/V Spectral Ratio Technique on Ambient Vibrations: Measurements, Processing and Interpretation. http://sesamefp5.obs.ujfgrenoble.fr/Delivrables/Del-D23 (Erişim Tarihi: 13.04.2018).
Rodriguez, M.A., Bray, J.D., Abrahamson, N.A. 2001. An Empricial Geotechnical Seismic Site Response Procedure, Earthquake Spectra, Cilt. 17, No. 1, s. 6587.
Dbybhy, 2007. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Esaslar, Türkiye Deprem Yönetmeliği, Ankara, s.159.
Zhao, J.X., Irikura, K., Zhang, J., Fukushima, Y., Somerville, P.G., Asano A., Ohno Y., Oouchi T., Takahashi T., Ogawa H. 2006. An Empirical SiteClassification Method for Strong-motion Stations in Japan using H/V Response Spectral Ratio. Bulletin Seismological Society of America, Cilt. 96, No. 3, s. 914-925. DOI: 10.1785/0120050124.
Yalçınkaya, E. 2005. BYNET (Bursa-Yalova-Türkiye İvme Ölçer Ağı) İstasyonlarında Yerel Zemin Etkilerinin İncelenmesi, DEÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 7, No. 2, s. 75-85.
Yalçınkaya, E., Alptekin, Ö. 2005. Site Effect and Its Relationship to the Intensity and Damage Observed in the June 27, 1998 Adana-Ceyhan Earthquake, Pure and Aplied Geophysics, Cilt. 162, s. 913-930. DOI: 10.1007/s00024-004-2648-5.
Chavez-Garcia, F.J. 2011. Site Effects due to Topography and to Soft Soil Layers: Progress Made and Pending Issues: A Personal Perspective. 5th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, 10-13 January, Santiago, 105-136.
Chavez-Garcia, F.J., Pedotti, G., Hatzfeld, D., Bard, P.Y., 1990. An Experimental Study of Site Effects Near Thessaloniki (Northern Greece), Bulletin Seismological Society of America, Cilt. 80, No. 4, s. 784-806.
Steidl, J.H., Tumarkin, A.G., Archuleta, R.J. 1996. What is a Reference Site ?, Bulletin Seismological Society of America, Cilt. 86, s. 1733-1748.
Lermo, J., Chavez-Garcia. F. J. 1993. Site Effect Evaluation Using Spectral Ratios with only One Station, Bulletin Seismological Society of America, Cilt. 83, s. 1574-1594.
Bergamaschi, F., Cultrera, G., Luzi, L., Azzara, R.M., Ameri, G., Augliera, P. et al. 2011. Evaluation of Site Effects in the Aterno River Valley (Central Italy) from Aftershocks of the 2009 L'Aquila Earthquake, Bulletin of Earthquake Engineering, Cilt. 9, No. 3, s. 697-715. DOI: 10.1007/s10518-011-9245-7.
Stephenson, W.R. 2007. HVSR, SSR and V(S) 30 Values at Three New Zealand Basin Arrays. Journal of Earthquake Engineering, Cilt. 11, No.6, s. 9871009. DOI: 10.1080/13632460701385358.
Ateş, A. 2016. 1999 Düzce Depreminde Zemin Yapı Rezonans Uyuşumuna Bağlı Oluşan Yapı Hasarlarının Araştırılması, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt. 4, s. 911-925.
Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 1990, Ankara.
Gok, E., Chavez-Garcia, F.J., Polat, O. 2014. Effect of Soil Conditions on Predicted Ground Motion: Case Study from Western Anatolia, Turkey. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Cilt. 229, s. 88-97. DOI: 10.1016/j.pepi.2014.01.011.
Wessel, P., Smith, W.H.F. 1998. New, Improved Version of the Generic Mapping Tools Released, Eos Transactions American Geophysical Union, Cilt. 79, No. 47, s. 579. DOI: 10.1029/98EO00426.
Emre, Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Elmacı, H., Olgun, Ş., Şaroğlu, F. 2013. 1/1.125.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Özel Yayınlar Serisi, Ankara, Türkiye,. http:// http://yerbilimleri.mta.gov.tr/ (Erişim Tarihi: 13.07.2018).