zemİnlerİn yapi Üzerİndekİ etkİlerİnİn …

8
4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı 11-13 Ekim 2017 ANADOLU ÜNİVERSİTESİ ESKİŞEHİR ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN MİKROTREMOR VE GPR YÖNTEMLERİ İLE ARAŞTIRILMASI: SİVAS ÖRNEĞİ Özgenç AKIN 1 , Sinan KOŞAROĞLU 2 ve Özcan BEKTAŞ 2 1 Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü/Trabzon 2 Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü/Sivas [email protected] ÖZET: Çalışma, Sivas İl merkezinde alüvyon zemin üzerinde bulunan yapıya ait yapı titreşimlerini sönümleyerek en aza indirmesi için tasarlanan “Sıfır zemin” üzerinde ve bina içerisinde her katta, bina dışında ise 30 metrelik eşit aralıklarla gerçekleştirilmiştir. Ayrıca mevcut bina etrafında ana kaya derinliğini ve jeolojik birimlerin kalınlıklarını belirlemek amacıyla Yer Radarı (GPR) yöntemi ile ölçümler yapılmıştır. Tek istasyon kayıtlarından elde edilen mikrotremor verilerine Nakamura Yöntemi uygulanarak baskın periyot değerleri elde edilmiştir. Bina içerisinde bulunan ve binanın salınımından daha az etkilenmesi gereken “Sıfır Zemin” kısmının binanın diğer kısımları ile aynı baskın periyoda sahip olduğu görülmüştür. Binanın ortalama baskın periyodu 0,28 sn ve binanın bulunduğu doğal zeminin baskın periyodu ise 0,40 sn olarak bulunmuştur. Bu baskın periyotlar birbirlerine yakın oldukları için rezonans riskinin önemsenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Kanai ve Tanaka (1961)’nın zemin sınıflamasına göre zemin türü II olarak belirlenmiştir. Binayı etkileyen salınımın kaynağının belirlemek için yapılan Yer Radarı çalışmasında bina temelinin ağırlıklı olarak alüvyon zemin üzerinde bulunduğu gözlemlenmiştir. Bu sonuç Kanai ve Tanaka (1961) ile uyuşmakta olup, elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde yapının yüksek oranda salınmasının ana sebebinin bina temelinin altında bulunan kumlu killi alüvyonlardan kaynaklandığı düşünülmektedir. ANAHTAR KELİMELER: Mikrotremor, GPR, Nakamura Yöntemi INVESTİGATİNG OF GROUND EFFECTS ON THE BUİLDİNGS BY USİNG MİCROTREMOR AND GPR METHODS: CASE OF SİVAS ABSTRACT: The study have been carried out in the investigated building which is on the alluvium and its surrounds in Sivas city. The single station microtremor measurements (SSMM) were performed on each floor and on the “Tremorless Ground” that was designed to block oscillations. Also, some SSMM have taken equal intervals of 30 m at the buildings surroundings. Some Ground-penetrating radar (GPR) measurements have taken in order to determine the bedrock depth and geological information at near the building. The measurements obtained from SSMM were used to determine predominant periods by using Nakamura Method. As a result, Tremorless Ground which has to be less effected from oscillations than other parts of the building has the same predominant period with the building. The predominant period is averagely 0.28 s of the building and 0.40 s at its surroundings. The resonance risk should be considered because these predominant period values are close to each other. The ground class has been determined as Type II according to Kanai and Tanaka (1961) ground classification. Depending on the outcome of the GPR, the ground is mainly consist of alluviums and sands and this result is in a harmony with the classification defined by SSMM. When all these results are evaluated together, it is thought that the main reason for the high predominant period of the structure is caused by sandy-

Upload: others

Post on 23-Oct-2021

15 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN MİKROTREMOR VE GPR

YÖNTEMLERİ İLE ARAŞTIRILMASI: SİVAS ÖRNEĞİ

Özgenç AKIN1, Sinan KOŞAROĞLU2 ve Özcan BEKTAŞ2

1Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü/Trabzon2Cumhuriyet

Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü/Sivas

[email protected]

ÖZET:

Çalışma, Sivas İl merkezinde alüvyon zemin üzerinde bulunan yapıya ait yapı titreşimlerini sönümleyerek en aza

indirmesi için tasarlanan “Sıfır zemin” üzerinde ve bina içerisinde her katta, bina dışında ise 30 metrelik eşit

aralıklarla gerçekleştirilmiştir. Ayrıca mevcut bina etrafında ana kaya derinliğini ve jeolojik birimlerin

kalınlıklarını belirlemek amacıyla Yer Radarı (GPR) yöntemi ile ölçümler yapılmıştır. Tek istasyon

kayıtlarından elde edilen mikrotremor verilerine Nakamura Yöntemi uygulanarak baskın periyot değerleri elde

edilmiştir. Bina içerisinde bulunan ve binanın salınımından daha az etkilenmesi gereken “Sıfır Zemin” kısmının

binanın diğer kısımları ile aynı baskın periyoda sahip olduğu görülmüştür. Binanın ortalama baskın periyodu

0,28 sn ve binanın bulunduğu doğal zeminin baskın periyodu ise 0,40 sn olarak bulunmuştur. Bu baskın

periyotlar birbirlerine yakın oldukları için rezonans riskinin önemsenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Kanai

ve Tanaka (1961)’nın zemin sınıflamasına göre zemin türü II olarak belirlenmiştir. Binayı etkileyen salınımın

kaynağının belirlemek için yapılan Yer Radarı çalışmasında bina temelinin ağırlıklı olarak alüvyon zemin

üzerinde bulunduğu gözlemlenmiştir. Bu sonuç Kanai ve Tanaka (1961) ile uyuşmakta olup, elde edilen sonuçlar

birlikte değerlendirildiğinde yapının yüksek oranda salınmasının ana sebebinin bina temelinin altında bulunan

kumlu killi alüvyonlardan kaynaklandığı düşünülmektedir.

ANAHTAR KELİMELER: Mikrotremor, GPR, Nakamura Yöntemi

INVESTİGATİNG OF GROUND EFFECTS ON THE BUİLDİNGS BY USİNG

MİCROTREMOR AND GPR METHODS: CASE OF SİVAS

ABSTRACT:

The study have been carried out in the investigated building which is on the alluvium and its surrounds in Sivas

city. The single station microtremor measurements (SSMM) were performed on each floor and on the

“Tremorless Ground” that was designed to block oscillations. Also, some SSMM have taken equal intervals of

30 m at the buildings surroundings. Some Ground-penetrating radar (GPR) measurements have taken in order to

determine the bedrock depth and geological information at near the building. The measurements obtained from

SSMM were used to determine predominant periods by using Nakamura Method. As a result, Tremorless

Ground which has to be less effected from oscillations than other parts of the building has the same predominant

period with the building. The predominant period is averagely 0.28 s of the building and 0.40 s at its

surroundings. The resonance risk should be considered because these predominant period values are close to

each other. The ground class has been determined as Type II according to Kanai and Tanaka (1961) ground

classification. Depending on the outcome of the GPR, the ground is mainly consist of alluviums and sands and

this result is in a harmony with the classification defined by SSMM. When all these results are evaluated

together, it is thought that the main reason for the high predominant period of the structure is caused by sandy-

Page 2: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

clayey alluvium beneath the base of the building and that’s why the Tremorless Ground has the same

predominant period with the building.

KEYWORDS: Microtremor, GPR, Nakamura Method

1. GİRİŞ

Zemin ve yapılara ait özelliklerin belirlenmesi, depremlere karşı önlem almak açısından oldukça önemlidir. Bu

özelliklerin belirlenebilmesi için en iyi yollardan bir tanesi doğrudan jeofizik ölçümlerin yapılmasıdır.

Çalışmanın yapılış amacı, yapılan bina içindeki titreşimsiz olması gereken kısmın bu özelliği gösterip

göstermediğinin yapı-zemin ilişkilerinin incelenerek ortaya konulmasıdır. Bu nedenle bu çalışmada tek istasyon

mikrotremor yöntemi ve GPR (Ground Penetrating Radar) yöntemi olmak üzere iki farklı jeofizik yöntem

kullanılarak yer ve yapıya ait fiziksel parametreler belirlenmiştir. GPR sistemi elektromanyetik frekanslar ile

yeraltından bilgi toplamaya dayanır. GPR sisteminin dizaynı çok geniş bir yelpazede tanımlanmakta ve genel

olarak yapılacak uygulamaya uygun seçimlere göre yapılır. Bunlarda etkili olan hedef derinliği, hedef büyüklüğü

ve araştırma yapılacak alandır. Bu sayede GPR yönteminin uygulama alanları doğru seçilecek sistem ile oldukça

geniştir. Genel olarak GPR verileri belirli aralıklar ile belirlenmiş grid alanlarında uygulanır. Yöntem, genel

olarak antenlerden üretilen elektromanyetik sinyallerin yeraltındaki gidiş-geliş yolculuğu sırasında uğradığı

değişimlerin orijinal sinyallerden farkı ile ilgilenir (Conyers, 2006). GPR sinyalleri seyahat ortamlarının fiziksel

ve kimyasal özelliklerine göre hızlarını belirleyerek hedefe ulaşır ve hedef hakkında da bilgi toplar. Yolculuk

zamanı bilindiği durumlarda ortamın hızı da bilindiğinden, hedef derinliği de hassas olarak belirlenebilmektedir.

GPR sinyallerinin seyahat süreleri nanosaniye (10-9 sn) cinsinden belirlenir. Bu sayede yer üstündeki antenler, 2

– 20 cm aralığında sabit ya da değişken aralıklarla hareket ederek bilgi toplar. Mikrotremor yönteminde ise

rüzgâr, okyanus dalgası ya da araçlardan kaynaklanan doğal veya yapay kaynaklı titreşimler kaydedilir. Zeminin

ya da yapının doğal titreşiminin genlik ve frekans içeriği, zeminin litolojisi ve geometrisi gibi faktörlerden

etkilendiğinden dolayı elde edilen parametreler zemin ya da yapıya ait önemli mühendislik bilgileri taşımaktadır.

Birçok araştırmacı zemin davranışının belirlenebilmesi için özellikle zeminin baskın frekansının elde edilmesi

gerektiğini düşünmektedir (Nakamura, 1989; Lermo ve Chávez&García, 1994; Lachet&Bard, 1994; Bard, 1998;

Konno&Ohmachi, 1998; Mucciarelli, 1998; Asten, 2006; Pamuk vd., 2014; Pamuk, 2014; Akin&Sayil 2016).

Bu bilgiler ışığında depremlere karşı önlem almak adına zemin ve yapıların ne kadar güvenli ve duraylı olduğu

belirlenebilir. Baskın frekans açısından en hızlı ve güvenilir sonuç veren yöntemlerden olan Nakamura Yöntemi

çokça kullanılmaktadır. Bu yöntem kullanılırken dikkat edilmesi gereken en önemli şey doğru baskın frekansı

veren pikin seçimidir. Yanlış pik seçimi zemin ya da yapı hakkında tamamen farklı bir karar verilmesine yol

açacaktır. Bu sebeple pik seçimi sırasında her bir bileşene ait (K-G, D-B, Z) genlik spektrumları ayrı ayrı

incelenmelidir.

2. VERİLERİN TOPLANMASI ve İŞLENMESİ

Çalışmada tek istasyon mikrotremor ve GPR yöntemleri kullanılmış ve sonuçlar ilişkilendirilerek

yorumlanmıştır. Alınan mikrotremor ölçümleri, 14 adedi bina ve 5 adedi bina çevresindeki doğal zeminde olmak

üzere toplamda 19 noktada kaydedilmiştir. Yapı içinde ölçüm alınırken homojen bir şekilde dağılmasına özen

gösterilmiştir. GPR profilleri ise yapıyı çevreleyecek şekilde 4 ayrı tarafta seçilmiştir (Şekil 2.1).

Page 3: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Şekil 2.1. Tek istasyon mikrotremor ve GPR ölçümlerinin lokasyonları

2.1. GPR Yöntemi

GPR’da veri işleme, elde edilen sayısal verilerin anlaşılır görüntüler haline getirilmesine dayanır. Bu işlem için

genelde daha önceden uygulanmış örnek filtreler ve işlem basamakları kullanılır. Özel durumlarda ise testler ile

elde edilen işlemler uygulanır. Daniels (2004)’e göre veri işleme gürültülerin azaltılması olarak tanımlanır.

Mantıksal olarak, sinyaldeki gürültü oranı araştırılan hedefin belirlenip belirlenememesine neden olur. GPR

genelde gürültüler ile çok fazla kirletilmiş sinyaller üretir. Temizlenebilen bu gürültülerin en doğru şekilde filtre

edilmesi gerekmektedir.

Bu işlemler için ticari olarak elde edilebilen ReflexW (Sandmeier, 2003) programı kullanılmıştır. Ana işlem

basamakları aşağıdaki gibi özetlenebilir;

a) İşlenmemiş veri (Şekil 2.2a),

b) İlk zaman filtresi: Bu filtre her iz için ayrı ayrı uygulanarak hava boşlukları en aza indirgenir ve diğer

filtrelemeler için ön hazırlık yapılır (Şekil 2.2b),

c) Akım düzeltmesi (Dewow): Bu filtre her iz için ayrı ayrı uygulanır. Bu seçenek ile tüm izlerden ortalama

olarak DC akım ile oluşmuş etkiler temizlenir (Şekil 2.2c),

d) Enerji Geciktirme: Bu filtre her iz için ayrı ayrı uygulanır. Filtre aktivitesi ile seçilen artış eğrisi “y” ekseninde

tüm profile uygulanır ve enerjideki gecikmeler ortaya çıkartılır. Tüm gerçek değerler tabii ki kayıp edilir. Ancak

tüm profile uygulanan bu artış ve azalış toplamda gerçekçiliği etkilememekte sadece görünürlüğü arttırmaktadır.

Tüm işlemler sonucunda izlerdeki enerjiler sabit bir değer ile çarpılır (Şekil 2.2d),

e) Ortalama değer temizleme: Bu filtre belirlenen izlere uygulanır. Filtre her seferinde seçilen belirli bir sayıda iz

üzerinde işletilir. Aynı zamanda bu filtre kaydırmalı arka plan filtresi olarak da adlandırılır. Belirlenen sayıdaki

iz üzerine uygulanan filtrede belirlenen değer toplam olarak izlere uygulanır ortada bulunan iz sabit tutularak

diğerlerine yayılır. Görsel olarak bir çerçeve içerisinde kalan izlerin ortasındakine göre değer almalarına dayanır

(Şekil 2.2e),

f) Hız analizi: Kırılma hiperbolları ölçümlere uygulanarak hız değerleri okunur (Şekil 2.2f),

Page 4: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

g) Topoğrafik düzeltme (gerek duyulduğunda) uygulanır.

Şekil 2.2. Örnek bir GPR profili ve işlem basamakları, (a) Ham veri, (b) İlk zaman filtresi, (c) Akım düzeltmesi

(dewow), (d) Enerji geciktirme, (e) Ortalama değer temizleme, (f) Hız analizi

Ham GPR verilerine verilerine uygulanan veri işlem aşamaları sonucunda yapılan değerlendirmeler de kesitlerde

4 farklı seviye tespit edilmiştir. Bu seviyeler sırasıyla;

Bitkisel Toprak: Kalınlığı 0.1 – 0.45 metre arasında değişmektedir. Kesit boyunda düzenli bir istiflenme

gözlemlenmiştir.

Kumlu Siltli Seviye: Bitkisel toprak örtüsünün hemen altında yer alan seviye genel olarak 0.45 – 3 metre

derinliğe kadar takip edilmektedir. Seviye yatay olarak istiflenmiştir profil boyunda kalınlık yaklaşık olarak

aynı kalmaktadır.

Killi Seviye: Kumlu Siltli seviyenin altında yer alan ve en zayıf yansımaları veren kesimdir. Bu seviyenin alt

derinliği 4.5 metre olarak hesaplanmıştır. Yansımaların genlik okumaları yapıldığında (act. trace) bu kesimdeki

malzemenin boyutlarına göre yansımaların genliklerinin azaldığı öngörülmektedir. Tüm kesit boyunca bu seviye

yaklaşık olarak yatay şekilde istiflenmiştir ve diğer seviyelere göre oldukça ince bir istiflenme göstermektedir.

Ana Temel (Jips): Ana kaya olarak gözlemlenen ve ortalama olarak 4.5 metre derinlikten, inilen en derin nokta

olan 9.8 metreye kadar gözlemlenen birimdir (Şekil 2.3).

Şekil 2.3. Her bir kesit için a) Ham GPR verisi, b) Veri işlem aşamaları sonucu değerlendirilmiş GPR kesiti

c)Yorumlanmış GPR kesiti

Page 5: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

2.2. Nakamura Yöntemi

Nakamura (1989)’ya göre mikrotremorları oluşturan Rayleigh türü dalgalardır ve bunlar yüzey kaynakları

tarafından yaratılır. Bu dalga türü tabakalı bir ortamda hem yatay hem de düşey hareketlerden eşit şekilde

etkilenmektedir. Nakamura (1989) mikrotremorların derinden değil, yüzeyden ve yüzeye yakın yersel,

sismometreye yakın noktalardan gelen titreşimlerden (trafik, şehir gürültüleri vb.) oluştuğunu varsaymakta ve

derinden kaynaklanan katkıları ihmal etmektedir. Nakamura yöntemine göre gürültü titreşimlerinin düşey

bileşenleri zemin tabakalarından etkilenmezler. Buna karşılık yatay bileşenler, zemin tabakalarının sahip olduğu

düşük hız ve yoğunluğa bağlı olarak önemli büyütmelere uğrarlar. Böylece yatay bileşen kayıtların

spektrumlarının düşey bileşen kayıtların spektrumlarına oranlanması zemin transfer fonksiyonunun elde

edilmesini sağlar.

Yöntem mikrotremorları, yarı sonsuz ortam üzerine uzanan tek tabakalı bir ortamda yayılan Rayleigh dalgaları

yaklaşımı ile açıklamaya çalışmıştır (Şekil 2.4). Fourier frekans bölgesinde dört adet genlik spektrumu

tanımlanmaktadır.

Şekil 2.4. Nakamura (1989) tarafından önerilen basit model (VS ve HS, yüzeydeki düşey ve yatay bileşenler; VB

ve HB, Z derinliğindeki düşey ve yatay bileşenler)

𝐴𝑆(𝜔) =𝑉𝑆(𝜔)

𝑉𝐵(𝜔) (2.1)

𝑆𝐸(𝜔) =𝐻𝑆(𝜔)

𝐻𝐵(𝜔) (2.2)

Nakamura (1989) bu şekilde ölçüm noktasının (2.2) bağıntısında verilen transfer fonksiyonu SE(ω)’nın, (2.1)

bağıntısında verilen kaynak etkisini gösteren AS(ω)’a oranlanarak, kaynak etkisinin ölçüm değerlerinden

uzaklaştırılabileceğini göstermiştir. Bu oran (2.3) bağıntısında verilen SM(ω) olarak tanımlanır.

𝑆𝑀(𝜔) =𝑆𝐸(𝜔)

𝐴𝑆(𝜔)=

𝐻𝑆(𝜔)𝐻𝐵(𝜔)

𝑉𝑆(𝜔)𝑉𝐵(𝜔)

=

𝐻𝑆(𝜔)

𝐻𝐵(𝜔) ∙

𝑉𝐵(𝜔)

𝑉𝑆(𝜔)=

𝐻𝑆(𝜔)

𝑉𝑆(𝜔) ∙

𝑉𝐵(𝜔)

𝐻𝐵(𝜔)

= 𝑅𝑆(𝜔) 𝑅𝐵(𝜔) (2.3)

Nakamura (1989)’a göre mühendislik amaçlı çalışmalarda ilgilenilen frekans aralığında (1-20Hz) temel kayada

alınan yatay/düşey spektral oran RB(ω), (2.4) bağıntısında tanımlandığı gibi yaklaşık 1’e eşittir. Böylece RS(ω)

olarak verilen transfer fonksiyonu yüzeyde ölçülen mikrotremor verisinden elde edilebilir.

𝑅𝐵(𝜔) =𝑉𝐵(𝜔)

𝐻𝐵(𝜔)= 1 (2.4)

Page 6: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

(2.2) eşitliğinin kullanılması ile yer etkisi, hareketin yüzeydeki yatay ve düşey bileşenleri cinsinden tanımlanmış

olur. Kuzey-Güney (NS(ω)) ve Doğu-Batı (EW(ω)) olmak üzere kaydedilen iki yatay bileşeni tek bileşene

indirgemek için ise (2.5) bağıntısında verildiği gibi karekök ortalamaları alınır ve düşey bileşene (VS(ω))

oranlanarak (2.6) bağıntısında tanımlanan yatay/düşey spektral oran elde edilir.

𝐻𝑆(𝜔) = √𝑁𝑆(𝜔)2 + 𝐸𝑊(𝜔)2 (2.5)

𝑆𝑀(𝜔) =𝐻𝑆(𝜔)

𝑉𝑆(𝜔) (2.6)

Veriler değerlendirilirken “Geopsy” programı kullanılmıştır. Öncelikle trend etkisi giderilmiş ve Butterworth

(0.05-20 Hz) bant geçişli filtre kullanılarak veride sadece mikrotremorların kalması sağlanmıştır. Daha sonra

veri 25’er saniyelik pencerelere ayrılarak enerji sızmasını engellemek amacıyla %5 cosinüs penceresi

uygulanmıştır (Şekil 2.5a). Seçilen pencere sayısının en az 10 adet olmasına özen gösterilmiş, olmadığı

durumlarda pencere uzunluğu 20 saniyeye kadar düşürülmüştür. Her bir bileşenin Fourier dönüşümü alınarak

genlik spektrumları (Şekil 2.5 b, c, d) elde edilirken Konno&Ohmachi (b=40) penceresiyle yuvarlatılmış ve

böylece ani genlik değişiminden kaynaklanan hatalı piklerin seçimi önlenmiştir. Son olarak, elde edilen her bir

pencereye ait genlik spektrumlarının ortalamaları alınarak tek bir genlik spektrumu elde edilmiştir. Daha sonra

Nakamura Yöntemi’ne göre yatay bileşenlerin ortalaması alınarak düşey bileşene oranlanmıştır. Nakamura

Yöntemi’nden elde edilen genlik spektrumundaki doğru pikin seçimi, her bir bileşenden elde edilen genlik

spektrumları göz önünde bulundurularak yapılmıştır (Şekil 5.4 e, f).

Şekil 2.5. (a) Üç bileşen üzerindeki pencereleme işlemi (b) düşey bileşenin genlik spektrumu (c) K-G bileşeninin

genlik spektrumu (d) D-B bileşeninin genlik spektrumu (e) Nakamura yönteminden elde edilen her pencereye ait

genlik spektrumu (f) Nakamura yönteminden elde edilen tüm pencerelerin ortalama genlik spektrumu (kesiksiz

çizgi ortalama sonucu, kesikli olanlar ise standart sapmayı ifade etmektedir).

Page 7: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

Tablo 2.1. Tek istasyon mikrotremor kayıtlarından elde edilen parametreler

Nokta Adı Baskın Frekans (Hz) Baskın Periyot (sn) H/V

bina-1 3,00 0,33 3,50

bina-2 6,00 0,17 12,00

bina-3 4,20 0,24 5,20

bina-4 3,80 0,26 5,00

bina-5 3,80 0,26 3,75

bina-6 3,80 0,26 5,70

bina-7 4,00 0,25 4,10

bina-8 3,37 0,30 3,30

bina-9 2,96 0,34 3,20

bina-10 3,04 0,33 3,09

bina-11 4,70 0,21 1,01

bina-12 3,12 0,32 2,86

bina-13 3,70 0,27 2,94

bina-14 3,89 0,26 3,82

dış-1 3,70 0,27 2,20

dış-2 3,80 0,26 3,00

dış-3 2,25 0,44 4,80

dış-4 2,50 0,40 4,50

dış-5 2,50 0,40 3,00

3. SONUÇLAR

Yapılan bu çalışmada Sivas İl merkezinde bulunan bir binada titreşimsiz olması gereken (Sıfır Zemin) kısmın

titreşim durumunun belirlenmesi için yapıda ve çevresindeki doğal zeminde jeofizik ölçümler yapılmıştır.

Binanın her bir katında homojen dağılım gösterecek şekilde 14 noktada, dış zeminde ise 5 noktada tek istasyon

mikrotremor ölçümleri alınmıştır. Ayrıca binanın dört tarafında da GPR ölçümleri alınarak zemin özellikleri

belirlenemeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, bina içerisinde bulunan ve binanın salınımından daha az

etkilenmesi gereken “Sıfır Zemin” kısmının binanın diğer kısımları ile aynı baskın periyoda sahip olduğu

görülmüştür. Binanın ortalama baskın periyodu 0,28 sn ve binanın bulunduğu doğal zeminin baskın periyodu ise

0,40 sn olarak bulunmuştur. Mikrotremorların periyotlarının 0,05-2 sn arasında değiştiği göz önünde

bulundurulduğunda, baskın periyotlar birbirlerine göreceli yakın oldukları için rezonans riskinin önemsenmesi

gerektiği sonucuna varılmıştır. Yapılan zemin sınıflamasına göre (Kanai ve Tanaka, 1961) zemin türü II olarak

belirlenmiştir. Binayı etkileyen salınımın kaynağının belirlemek için yapılan GPR çalışmasında bina temelinin

ağırlıklı olarak alüvyon zemin üzerinde bulunduğu gözlemlenmiştir. Bu sonuç Kanai ve Tanaka (1961) ile

uyuşmakta olup, elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde yapının yüksek oranda salınmasının ana

sebebinin bina temelinin altında bulunan kumlu killi alüvyonlardan kaynaklandığı düşünülmektedir.

Page 8: ZEMİNLERİN YAPI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN …

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

KAYNAKLAR

Akin, O. ve Sayil, N., 2016. Site characterization using surface wave methods in the Arsin-Trabzon province,

NE Turkey, Environmental Earth Sciences 75:72.

Asten, M. W., Stephenson, W. R. ve Davenport, P., 2005. Shear-wave velocity profile for Holocene sediments

measured from microtremor array studies, SCPT, and seismic refraction, Journal of Engineering and

Environmental Geophysics, 10, 235-242.

Bard, P. Y., 1998. Microtremor Measurements: A Tool For Site Effect Estimation?, Second International

Symposium on the Effects of Surface Geology on Seismic Motion – ESG98, Japan.

Conyers, L. B., (2006). Ground-penetrating radar techniques to discover and map historic graves. Historical

Archaeology, v 40, n. 3, pp. 64-73.

Daniels, D. J., 2004. Ground Penetrating Radar 2nd Edition, published by the Iee Radar, Sonar, Navigation and

Avionics Series, London, United Kingdom.

Kanai, K. ve Tanaka A, T., (1961). On microtremors VII, Bulletin of the Earthquake Research Institute, 39, 97-

114.

Konno, K. ve Ohmachi, T., 1998. Ground-Motion Characteristics Estimated from Spectral Ratio between

Horizontal and Vertical Components, Bulletin of the Seismological Society of America, 88, 1, 228-241.

Lachet, C. ve Bard, P. Y., 1994. Numerical and Theoretical Investigation on the

possibilities and Limitations of the Nakamura‟s Technique, Journal of Physics of the

Earth, 42, 377-397.

Lermo, J. ve Chavez-Garcia F. J., 1994. Are microtremor useful site response Evolution?,

Bulletin of The Seismological Society Of America, 84, 1350-1364.

Mucciarelli, M., 1998. Reliability and Applicability of Nakamura‟s Technique Using Microtremors: An

Experimental Approach, Journal of Earthquake Engineering, 2, 4, 625-638.

Nakamura, Y., 1989. A method for dynamic characteristics estimation of sub-surface using microtremor on the

ground surface, Quarterly Report of Railway Technical Research Institute, 30, 1, 25-33.

Pamuk, E., 2014. İzmir (Buca) Bölgesinde Yüzey Dalgası Yöntemleriyle Elde Edilen Kayma Dalgası Hızlarının

(VS) Analizi ve Mikrotremor Uygulamaları, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri

Enstitüsü, İzmir.

Sandmeier, K. J., 2003. Reflexw 4.2 Manuel Book. Sandmeier Software, Zipser Strabe

1, D-76227 Karlsruhe, Germany.

SESAME, 2004. Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations:

measurements, processing and interpretation, Available: http://sesame- p5.obs.ujfgrenoble.fr/Delivrables/Del-

D23HVUser Guidelines.pdf