Gümüşova (Düzce)-Gerede (Bolu) arası Asarsu vadisinin mühendislik jeolojisi ve depremsellik açısından incelenmesi
Engineering geology and earthquake risk of Asarsu valley between Gümüşova (Düzce)-Gerede (Bolu)
- Tez No: 126922
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHİR VARDAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mühendislik Jeolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
GÜMÜŞOVA (DÜZCE) - GEREDE (BOLU) ARASI ASARSU VADİSİNİN MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ VE DEPREMSELLİK AÇISINDAN İNCELENMESİ ÖZET İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Mühendislik Jeolojisi Programında yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmanın amacı Gümüşova-Gerede Arası Asarsu vadisinin mühendislik jeolojisi ve depremsellik açısından incelenmesidir. Bu amaçla, yüzey jeolojisi ve mevcut yeraltı jeolojisi verilerinden yararlanılarak, Asarsu geçişi Viyadük- 1 güzergahının 1/4000 ölçekli jeoloji ve mühendislik jeolojisi haritaları ve kesitleri ile Asarsu geçişi Viyadük-2, Viyadük-3, Viyadük-4 güzergahının 1/10000 ölçekli jeoloji haritası, kesitleri üretilmiştir. Ayrıca bölgede yer alan Kom Heyelanı ayrıntılı şekilde incelenmiştir. Bu bilgilerin ışığında, yüklenici firma tarafından Ocak - Aralık 2000 tarihleri arasında yaptırılan ve bölgede 12 Kasım 1999 tarihinde meydana gelen M=7.2 büyüklüğündeki depremin Viyadük- 1 güzergahına vermiş olduğu hasar belirleme ve sınıflandırma çalışmaları derlenerek, jeolojik etmenlerle yapı unsurları arasındaki ilişkiler saptanmaya çalışılmıştır. Bu çalışmada öncelikle geçilen birimlerin litolojileri, stratigrafi, yapısal durumları belirlenmiş ve daha önce yaptırılmış olan araştırma sondaj larından elde edilen bilgiler derlenerek, deprem sonrası Viyadük- 1 yapısında oluşan hasarın belirlenmesi ve sınıflandırılmasında kullanılan gözlemsel ve aletsel yöntemler incelenmiş, elde edilen sonuçlara göre yapıda gözlenen değişik yoğunluktaki hasarda rol oynayan ana etmenler araştırılmıştır. Ayrıca Viyadük- l'ün doğusunda, Bolu tüneli Asarsu portalına kadar olan bölge içerisinde yer alan kütle hareketleri incelenmiştir. Buna göre; Bolu dağı otoyol güzergahı geçiş alanında temel birimi Devoniyen öncesi yaşlı amfibolit ve diyoritten oluşan Yedigöller formasyonu oluşturur. Bu birimin üzerinde tektonik dokanakla sleyt, fillat, şeyi ve kuvarsit ardalanmasından oluşan İkizoluk formasyonu bulunur. Elmalık graniti Yedigöller formasyonunu kesmektedir. Üst Kretase - Alt Eosen, kiltaşı-kireçtaşı-kumtaşı ardalanmasından oluşan Gölcük Grubu'na ait Fındıcak formasyonu tarafından temsil edilir. Kiltaşı-silttaşı-şeyl ardalanmasından oluşan Apalar formasyonu Orta-Üst Eosen yaşındadır. Kuvaterner'de eski-güncel alüvyon çökelleri ve kütle hareketi malzemeleri yer alır. Otoyol güzergahını paleotektonik dönemde bindirmeler, neotektonik dönemde Kuzey Anadolu Fay zonu (KAFZ) etkilemiştir. KAFZ ile ilgili olarak gelişen yaklaşık D-B doğrultum Asarsu, Düzce ve Bakacak fayları ana tektonik yapılardır. Bu faylar arasında, otoyol güzergahım etkileyen kütle hareketleri bulunur.Km 6+449 - km 8+803 arasında, anakayayı oluşturan birimler yoğun tektonizma nedeniyle kınklanmışlardır. Asarsu deresinin biriktirdiği alüvyal çökeller anakayayı örterler. Bu kısımda, etkimesi beklenen deprem yüklerinin büyüklüğü, birimlerin taşıma güçlerinin azlığı ve Asarsu deresinin düzensiz yapısı nedeniyle kazıklı temeller inşa edilmiştir. 12 Kasım 1999 depremi fay kırığının kestiği Viyadük- 1 ağır hasara uğramıştır. Vadinin doğusundaki etkin süreksizlikler de Asarsu fayı ve Düzce fayıdır. Bu fayların otoyol güzergahım etkileyen en önemli özellikleri de km 12+200 - km 14+100 arasında bir heyelana sebebiyet vermesidir. Ana heyelan kütlesinin duraysız olmasma karşın, Asarsu deresinin oyması ve erozyon nedeniyle heyelan topuğunda daha küçük heyelanlar gözlenmektedir. Bu kesim otoyol güzergahı için potansiyel tehlike alanıdır. Yoğun yağmur, sel, deprem veya yarma çalışmaları etkisiyle bu kütle hareketlerinin aktif hale gelme olasılığı bulunmaktadır. Ayrıca vadinin kuzey ve güney yamaçlarındaki diğer kütle hareketleri nedeniyle otoyol ekseninin vadi tabanından geçirilmesi zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Bunun sonucu olarak da Asarsu deresinin kapalı menfez içerisine alınarak geçilmesi gerekmiştir. 12 Kasım 1999 depreminde oluşan yüzey kırığının tek bir lokasyonda kestiği Viyadük- 1' de oluşan hasarın belirlenmesi ve smıflandınlması için viyadük ayak temellerinde, topoğrafik gözlemler, kazıklardan karot alınması, yankı deneyi, paralel kuyu deneyi, tekil kuyu deneyi, serbest yükselim deneyi ve temel, kazık başlıkları ve kazık başlarında görsel kontroller yapılmıştır. Topoğrafik gözlemler sonucu elde edilen bilgilerin ışığında, Viyadük yapısının ana yüzey kırığı boyunca önemli deformasyona uğradığı, geri kalan bölümlerin ise daha küçük deformasyonlara maruz kaldığı anlaşılmışta. Temellerin yüzey kırığına olan uzaklıklarına bağlı olarak değişik yoğunlukta yapısal hasara uğradıkları belirlenmiştir. Topoğrafik bilgilerin yorumlanması uyarınca, ayak temelleri iki ayrı sınıfta ele alınmıştır; ana yüzey kırığı boyunca konumlanmış ayaklar (Ayak 45 Sağ, Ayak 47 Sol) ve ana yüzey kırığından uzakta konumlanmış ayaklar. Buna göre; Ayak 45 - Ayak 47 arasındaki temellere ait geniş çaplı, yerinde dökme beton kazıklar belirli bir derinlik boyunca zemin deformasyonlarma maruz kalmışlardır. Oluşan kazık deformasyonlan kompleks yapıdadır ve teorik bazda analiz edilebilmeleri zordur. Bu koşullar altoda, temel altındaki 12 kazığın hepsinde önemli yapısal hasar oluşabilme ihtimali vardır. Ayrıca hasar, kazık şaftı boyunca herhangi bir derinlikte olabilir. Ana yüzey kırığından uzaklaştıkça, kazıklardaki hasarın daha iyi tanımlanabilir yapıda ve derinliklerde oluşacağı beklenmiştir. Buna göre; her durumda, hasarın kazık şaftının ilk 10 m. sinde oluşacağı, kazık başının temel hasan için iyi bir gösterge olacağı, köşelerde yer alan kazıkların en büyük hasara uğramış olacağı ve kazık kesitinin merkezindeki kısımda çok büyük hasar gözlenmeyeceği çıkarımları yapılarak diğer aletsel ve gözlemsel deneylere geçilmiştir. xıAraştırma ve deneyler sonucunda, Kasım 1999 depreminde en fazla hasara maruz kalan 7 adet ayak belirlenmiştir (Ayak 26 Sağ, Ayak 27 Sol, Ayak 34 Sağ, Ayak 35 Sol, Ayak 44 Sol, Ayak 45 Sağ, Ayak 47 Sol). Bunlar da Viyadük- 1' deki tüm ayakların %6'sına karşılık gelmektedir. İnceleme alanının litolojisi, yapısal durumu, hidrolojisi, hidrojeolojisi ve geoteknik özellikleri açısından bakıldığında, bu etkenlerin depremde oluşan hasarda belirleyici olmadıkları, hasarın ayakların ana yüzey kırığına olan uzaklıklarına göre yoğunlaştığı belirlenmiştir..QdwumsYtn m X11
Özet (Çeviri)
ENGINEERING GEOLOGY AND EARHQUAKE RISK OF ASARSU VALLEY BETWEEN GUMUSOVA (DÜZCE) - GEREDE (BOLU) SUMMARY This study, submitted as a M.Sc. thesis to Istanbul Technical University, Institute of Science, Department of Geological Engineering, Engineering Geology Programme is aimed to investigate the engineering geology and the earthquake risk of Gümüşova- Gerede Motorway Asarsu Valley. For this purpose, using surface and subsurface data which has been done by contractor, a 1/4000 scale, geological and engineering geology map, longitudinal section of Viaduct- 1 alignment and a 1/10000 scale, geological map of motorway alignment and its vicinity, cross sections were prepared. In addition Kom landslide, which is located between ch 12+200 - ch 14+100 has been investigated by a plan map and a cross-section. In the light of these datas, the assessment and classification of damage of the Viaduct- 1 foundations works which have been performed after November 12, M=7.2 earthquake by contractor at December- January 2000 has been investigated. In this study, the lithology, stratigraphy and structural geology of the units have been priorly assessed and the results of the investigation drillings have been evaluated. The geotechnical properties of the formations at the Viaduct- 1 alignment have been investigated according to previously performed in-situ and laboratory tests. The observative and instrumental methods which have been used to assess the hazard occurred during the November 12 earthquake and the main factors on the different intensed hazard have been investigated. Moreover, the mass movements located in the east valley up to Tunnel Asarsu portal have been studied. As a result of the geological investigations, the units were mapped from oldest to youngest. The Devonian age, Yedigöller formation consisiting of amphibolite and diorite comprises the basement rocks of the motorway through the Asarsu valley. Above this unit there is İkizoluk formation composed of slate, phyllite, shale and quartzite. The contact is tectonic. The Elmalık granite cuts the Yedigöller formation. Upper Cretaceous - Lower Paleocene is represented by the Gölcük group Fmdicak formation in the area. The Apalar formation composed of, claystone, siltstone and limestoneare of Middle - Upper Eocene age. The Quaternary is represented by old- recent alluvium deposits and landslide masses. Units along the motorway were modified by thrusts during the paleotectonic period and by the North Anatolian Fault zone during the neotectonic period. The Asarsu, Düzce and Bakacak faults which have been developed in association with the (NAP) are the main tectonic features. Between these faults there are mass movements. xmBetween highway stations ch 6+449 - ch 8+803 mainrock is fractured due to high tectonic intensity. Mainrock is overlain by alluvial sediments deposited by Asarsu river. Piled foundations have been constructed in this section due to high earthquake forces, low bearing capacity of units and irregular structure of Asarsu river. However, Viaduct- 1, crossed by November 12, 1999 earthquake surface rupture, has been severely damaged. The major discontinuties affecting the eastern part of the section are Düzce and Asarsu faults. These faults cause a lanslide (Kom landslide) between ch 12+200 - ch 14+100. The landslide currently does not appear to be active, however, subsequent scouring and erosion of the landslide toe by the Asarsu river has locally destabilized the toe and produced smaller landslides. These active slide zones in the toe of the Kom landslide are significant potential hazards to the highway, adn could experience reactivation in response to high rainfall, river flooding, earthquake shaking, or construction excavation. Moreover, there is a necessity to take the alignment to the bottom of the valley due to the slide zones located in the north and south walls of the valley. As a result of this, the alignment had to be done through a box culvert. In order to assess and classificate the hazard occurred on Viaduct- 1 which has been crossed by November 12 earthquake main surface rupture; topographical observations, core-drilling of piles, echo test, cross-hole test, down-hole test, water infiltration tests and visual inspections of foundations, pile caps and pile heads have been performed. In the light of the topographical data, it has been clarified that significant ground deformations have occurred across the main rupture, while the remaning portions of the Viaduct- 1 have experienced much smaller movements. The foundations have experienced structural damages of different intensity, depending on their distance from the rupture zone. According to the topographical data, the foundations have been divided in two; foundations located on the main rupture zone (P45R, P47L) and foundations away from the rupture zone. According to this interpretation; the large diametere piles pertaining to these foundations have been subjected to relevant soil movements across the rupture surface, extending to a asignificant depth. The resulting pile displacements are complex and difficult to analyse on a theoretical basis. Under these circumstances, sever structural damage may be expected for all the piles of the 12 piles group. In addition, pile damage may be randomly present at any depth along the pile shaft. Moving away from the rupture surface, structural damage on the piles is expected to occur in well defined patterns, and at well defined depths. In all cases, the damage is likely to be found in the upper 10 m. Of the pile shaft, the pile head is a good indicator of foundation damage, the four corner piles should experience the most severe damage of the pile group and the central portion of the pile section is not the most damaged one inferences have been done and started to perform the other visual and instrumental tests. XIVAs a a result, 7 foundations have been taken out as the most damaged ones (P26R, P27L, P34R, P35L, P44L, P45R, P47L). These foundations represent 6% of the total foundation population. Taking into consideration the lithology, hydrology, hydrogeology and geoteehnical features of the study area, it has been understood that these features do not control the degree of the hazard but the distance of the foundations from the rupture zone is the main factor which has influenced the intensity of the hazard. xv
Benzer Tezler
- Finite element modeling and earthquake simulation of a highway bridge using measured earthquake data
Ölçülmüş deprem verileri kullanarak bir otoyol köprüsünün sonlu elemanlarla modellenmesi ve deprem simülasyonu
ÖNDER TÜRKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET TÜRER
PROF. DR. ÇETİN YILMAZ
- Anadolu otoyolu Bolu Dağı tünelleri elmalık sol tüp 64+150 ile 64+290 kilometreler arasının mühendislik jeolojisi
Başlık çevirisi yok
A.AKAY HÖKELEK
- Arazi deneyleri yolu ile sıvılaşma potansiyeli tahmini ve bir uygulama
Prediction of liquefaction potential with the help of in-situ tests and case study
ZAFER KARAYILANOĞLU
- Dış kuvvetler ünitesinin farklı yöntemlerle öğretimi
Teaching the unit of external power with different methods
EROL SÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
CoğrafyaGazi ÜniversitesiCoğrafya Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ERSİN GÜNGÖRDÜ