Yer Tepki Analizlerinde Farklı Dinamik Kayma Modülü Yaklaşımları Kullanılarak Belirlenen Tepki Spektrumlarının Karşılaştırılması

Deprem kaynaklı dinamik hareketlerin zemin içerisindeki dalga yayılımına bağlı olarak altyapı ve üstyapı sistemlerinde oluşturduğu etkilerin araştırılmasında kullanılan araçlardan biri tek boyutlu yer tepki analizleridir. Bu analizlerde zeminlerin dinamik özelliklerinin tanımlanmasında doğrudan çevrimsel yüklemeler ile gerçekleştirilen deneyler kullanılabilmektedir. Fakat bu deneylerin maliyetleri ve deney aletlerinin ulaşılabilirliğindeki zorluklar nedeniyle bu deneylerin yerine genellikle araştırmacılar tarafından geliştirilen modül azalım ve sönüm eğrileri kullanılmaktadır. Eğrilerin farklı veri setleri ve teknolojilere sahip deney aletleri ile hazırlanması, zeminin dinamik etkiler altındaki davranışlarında farklılıklara sebep olmaktadır. Literatürde bu farklılıkların giderilmesi konusunda çeşitli düzeltme parametreleri geliştirilmiştir. Fakat düzeltme parametrelerine rağmen eğrilerin birbiri ile tam uyumlu olduğundan bahsetmek mümkün değildir. Bu çalışmada dinamik davranış eğrileri ile elde edilen sonuçlar, bir vaka kapsamında incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Dinamik eğrilerin yer tepki analizi ile elde edilen zemin davranış çıktılarına etkisi karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler neticesinde yüzeye yakın killi zeminlerde dinamik kayma modülü etkilerinin uyumlu olduğu belirlenmiştir. Kumlu zeminler için ise tespit edilen uyumsuzluklar nedenleri ile birlikte açıklanmıştır.

Comparison of Response Spectrums Determined Using Different Dynamic Shear Modulus Approaches in Ground Response Analysis

One of the methods used to investigate the effects of earthquake-induced dynamic movements on substructure and superstructure is one-dimensional ground response analysis. In these analyzes, tests performed with direct cyclic loading can be used to define the dynamic properties of soils. However, due to the cost of these experiments and the difficulties in accessibility of the test equipment, modulus reduction and damping curves developed by the researchers are generally used instead of these experiments. The preparation of these curves with test tools with different data sets and technologies causes differences in the behavior of the soil under dynamic effects. Various correction parameters have been developed in the literature to eliminate these differences. However, despite these correction parameters, it is not possible to say that the curves are fully compatible with each other. In this study, the results obtained with dynamic behavior curves were examined and evaluated within the scope of a case. The effect of dynamic response curves used in ground response analysis on soil response outputs has been evaluated comparatively. As a result of the evaluations, it has been determined that the dynamic shear modulus effects are compatible in clayey soils close to the surface. But for sandy soils, inconsistencies were determined and the detected incompatibilities were explained with their reasons.

___

  • [1] Seed, H. B., Idriss, I. M. 1970. Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Response Analyses. Report No.EERC 70-10, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, California.
  • [2] Hardin, B. O., Drnevich, V. P. 1972. Shear Modulus and Damping in Soils: Measurement and Parameter Effects Terzaghi Lecture.J. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. Cilt. 98, s. 603-624. DOI:10.1061/JSFEAQ.0001756
  • [3] Vucetic, M., Dobry, R. 1991. Effect of Soil Plasticity on Cyclic Response. Journal of Geotechnical Engineering, Cilt. 117(1), s. 89–107. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1991)117:1(89)
  • [4] Ishibashi, I., Zhang, X. 1993. Unified Dynamic Shear Moduli and Damping Ratios of Sand and Clay. Soils and Foundations, 33(1), 182-191. DOI: 10.3208/sandf1972.33.182
  • [5] Darendeli, M. B. 2001. Development of a New Family of Normalized Modulus Reduction and Material Damping Curves. Texas University, Doktora Tezi, 362s, Austin, Texas.
  • [6] Tao, Y., Rathje, E. 2020. Taxonomy for evaluating the site-specific applicability of one-dimensional ground response analysis. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 128, 105865. DOI: 10.1016/j.soildyn.2019.105865
  • [7] Kumar, S. S., Dey, A., Krishna, A. M. 2018. Importance of site-specific dynamic soil properties for seismic ground response studies: ground response analysis. International Journal of Geotechnical Earthquake Engineering (IJGEE), 9(1), 78-98. DOI: 10.4018/IJGEE.2018010105
  • [8] Zhang, J., Andrus, R. D., Juang, C. H. 2005. Normalized Shear Modulus and Material Damping Ratio Relationships. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 131(4), s. 453-464. DOI: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2005)131:4(453)
  • [9] Roblee, C., Chiou, B. 2004. A Proposed Geoindex Model for Design Selection of Non-linear Properties for Site Response Analysis. In International Workshop on Uncertainties in Nonlinear Soil Properties and Their Impact on Modeling Dynamic Soil Response, Mart, PEER Headquarters, UC Berkeley, s. 18-19.
  • [10] Gürsoy, H., Piper, J. D. A., Tatar, O. 2003. Neotectonic Deformation in the Western Sector of Tectonic Escape in Anatolia: Palaeomagnetic Study of the Afyon Region, Central Turkey. Tectonophysics, Cilt. 374, 57-79. DOI: 10.1016/S0040-1951(03)00346-9
  • [11] Ulutürk, Y., 2009. Ömer-Gecek (Afyonkarahisar) Dolayının Jeolojisi ve Suların Kökensel Yorumu. Süleyman Demirel Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 179s, Isparta
  • [12] Basaran, C., Yildiz, A., Duysak, S. 2020. Hydrochemistry and Geological Features of a New Geothermal Field, Bayatcık (Afyonkarahisar / Turkey). Journal of African Earth Sciences, Cilt. 165, s. 103812. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2020.103812
  • [13] TBDY (2018). Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Tarih ve 30364 Sayılı Resmî Gazete, 395s.,
  • [14] ASCE 2022. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. ASCE 7, Reston, VA.
  • [15] Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması. https://tdth.afad.gov.tr/TDTH/main.xhtml (Erişim Tarihi: 21.08.2021)
  • [16] Atik, L. A., Abrahamson, N. 2010. An Improved Method for Nonstationary Spectral Matching, Earthquake Spectra, Cilt.26(3), s. 601–617. DOI: 10.1193/1.3459159
  • [17] Kwok, A. O., Stewart, J. P., Hashash, Y., Matasovic, N., Pyke, R., Wang, Z., Yang, Z. 2007. Use of Exact Solutions of Wave Propagation Problems to Guide Implementation of Nonlinear Seismic Ground Response Analysis Procedures. J. Geotech. & Geoenv. Engrg., 133(11), 1385-1398. DOI: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2007)133:11(1385)
  • [18] Idriss, I. M., Seed, H. B. 1968. Seismic Response of Horizontal Soil Layers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Cilt. 94, No. SM4, s. 1003-1031. DOI: 10.1061/JSFEAQ.0001163
  • [19] Hashash, Y.M.A., Musgrove, M.I., Harmon, J.A., Ilhan, O., Xing, G., Numanoglu, O., Groholski, D.R., Phillips, C.A., Park, D. 2020. DEEPSOIL 7, User Manual. Urbana, IL, Board of Trustees of University of Illinois at Urbana-Champaign, s. 170
  • [20] Kaklamanos, J., Bradley, B. A. 2018. Challenges in predicting seismic site response with 1D analyses: Conclusions from 114 KiK‐net vertical seismometer arrays. Bulletin of the Seismological Society of America, 108(5A), 2816-2838. DOI: 10.1785/0120180062
  • [21] Phillips, C., Hashash, Y.M.A. 2009. Damping Formulation for Nonlinear 1D Site Response Analyses. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Cilt. 29 (2009), s. 1143–1158. DOI: 10.1016/j.soildyn.2009.01.004
  • [22] Groholski, D. R., Hashash, Y. M. A., Kim, B., Musgrove, M., Harmon, J., & Stewart, J. P. 2016. Simplified Model for Small-Strain Nonlinearity and Strength in 1D Seismic Site Response Analysis. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Cilt. 142(9), s. 4016042. DOI: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001496
  • [23] Aaqib, M., Sadiq, S., Park, D., Hashash, Y. M., & Pehlivan, M. (2018). Importance of implied strength correction for 1D site response at shallow sites at a moderate to low seismicity region. In Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics V: Seismic Hazard Analysis, Earthquake Ground Motions, and Regional-Scale Assessment (pp. 445-453). Reston, VA: American Society of Civil Engineers. DOI: 10.1061/9780784481462.043
  • [24] Pehlivan, M., Hashash, YMA., Harmon, JA., Rathje, EM., Stewart, JP., Silva, SJ., Campbell, KW., Nikolaou, S 2015. Influence of shear wave velocity reversals on one-dimensional site response of spatially varied profiles. 6thInternational Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, 1-4 November, New Zealand
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-9304
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1999
  • Yayıncı: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Kullanımda Olan 2,5 MW Kapasiteli Bir Rüzgâr Türbininden Veri Toplanması, Sistem Tanımlama ve Model Güncelleme

Onur ÖZTÜRKOĞLU, Yaşar TANER, Veysel YURTSEVEN, Özgür ÖZÇELİK, Serkan GÜNEL

Nesnelerin İnterneti Uygulamalarıyla Rezervasyon Sistemli ve PV Destekli Bir Elektrikli Araç Şarj İstasyonunun İşletimi: Bir Üniversite Örneği

Oğuz KIRAT, Alper ÇİÇEK

Sintigrafik Görüntülerden Tiroid Nodülleri için Bilgisayar Destekli Tanı Sistemi

Aysun SEZER, Emre ALPTEKİN

Klasik Isı Pompali Kurutucunun Performans Ve Sürdürülebilirlik Analizinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Halil ATALAY

Sıyırıcı Olarak Kullanılan Polimer Boncuklarının ve Farklı Havalandırma Yoğunluklarının Membran Tıkanması Üzerine Sinerjistik Etkisi

Bahar YAVUZTÜRK GÜL, İsmail KOYUNCU

Yakınsak-Konik Nozulların Giriş ve Çıkış Çaplarının İtme Kuvveti ve Hacimsel Debi Üzerindeki Etkisinin Teorik, Nümerik ve Deneysel İncelemesi

Berkan HIZARCI, Zeki KIRAL

Yer Tepki Analizlerinde Farklı Dinamik Kayma Modülü Yaklaşımları Kullanılarak Belirlenen Tepki Spektrumlarının Karşılaştırılması

Engin NACAROĞLU, Berk YAĞCIOĞLU, Selçuk TOPRAK

Ataköy Gözlem Kuyusunda Saha Tepki Tahminleri

Yusuf GUZEL, Fidan GÜZEL

UC Merced Land-Use Veri Kümesi Kullanılarak CNN Tabanlı Hibrit Sistemlerin Performans Karşılaştırması

Fatma YAŞAR ÇIKLAÇANDIR, Semih UTKU

Yüzey Islanabilirliği Üniform Olmayan Kılcal Kanallardaki Arayüzeylerin Hareketinin Kontrolü

Mehmet Alptug BOYLU, Umut CEYHAN