Geri Dön

Olasılıksal sismik tehlike analizi ve bir mikrobölgeleme çalışması Bursa-Gemlik örneği

Probabilistic seismic hazard analysis and microzonation: a case study in Bursa Gemlik

PDF İndir

  1. Tez No: 947992
  2. Yazar: TAYLAN AKSOY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RECEP İYİSAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 225

Özet

Aktif fay hatları üzerinde bulunması sebebiyle ülkemizde her sene çok sayıda farklı büyüklüklerde deprem meydana gelmektedir. Bu depremlerden bir kısmı yapılara hasar verebilecek düzeydedir. Özellikle son yıllarda yaşadığımız üzere bu depremler önemli sosyal ve ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Deprem hasarlarının azaltılması geoteknik deprem mühendisliğinin temel hedeflerinden biridir. Deprem hasarlarının azaltılması, dinamik davranışın analiz edilmesi ve sismik tehlikenin değerlendirilmesi için sismik mikrobölgeleme çalışmaları yaygın olarak yapılmaktadır. Sismik mikrobölgeleme, bir bölgede oluşabilecek deprem özellikleri dikkate alınarak zemin tabakalarının nasıl bir davranış göstereceklerinin ve yapıları etkileyecek deprem kuvvetlerinin inceleme alanı içinde nasıl değişeceğinin belirlenmesidir. (Ansal vd., 2003). Mikrobölgeleme çalışmaları üç aşamada gerçekleştirilmektedir. Birinci aşamada bölgede daha önce yapılmış çalışmalar derlenerek oluşabilecek kuvvetli yer hareketi belirlenir, ikinci aşamada bölgede yapılacak arazi çalışmaları ve laboratuvar çalışmalarıyla bölgenin geoteknik özellikleri belirlenir, üçüncü aşamada ise diğer iki aşamadaki veriler kullanılarak bölgede dinamik analizler yapılır. Bu çalışmada Bursa Gemlik havzasında önce olasılıksal sismik tehlike analizi daha sonra mikrotremor ölçümleri ve dinamik analizlerle bir sismik mikrobölgeleme çalışması yapılmıştır. Bu amaçla üç aşamada gerçekleşen bir mikrobölgeleme çalışması kapsamında ilk aşamada bölgede parsel bazında yapılmış 110 sondaj verisi ve bölgede daha önce farklı amaçlarla yapılmış çalışmaların raporları derlenmiş bölgenin yerel zemin koşulları Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY)'ne göre belirlenmiştir. Bölgede oluşabilecek kuvvetli yer hareketini tanımlamak amacıyla alan kaynak modeli kullanarak 1900 yılından itibaren bölgede gerçekleşen 3086 deprem kaydı derlenip bölgeye uygun yer hareketi tahmin denklemleriyle R-Crisis yazılımı kullanılarak bir olasılıksal sismik tehlike analizi yapılmıştır ve 50 yılda aşılma olasılığı 2% (DD-1) ve 10% (DD-2) olan depremler için ivme spektrumları oluşturulmuştur. Bölgedeki oluşabilecek kuvvetli yer hareketi tanımlandıktan sonra ikinci aşama mikrobölgeleme çalışması kapsamında yerel zemin koşullarının kuvvetli yer hareketi üzerindeki etkisini incelemek amacıyla bölge 200m × 200m alt birimlere ayrılarak çalışma alanında her alt birimde olacak şekilde 82 adet tekil mikrotremor ve 45 adet eş zamanlı mikrotremor ölçümü yapılmıştır. Çalışma alanında yapılan tekil mikrotremor ölçüm kayıtları önce yatay (H) ve düşey (V) bileşenlerine ayrılmış sonrasında Geopsy V3.5.2 yazılımı ile Nakamura Yöntemine (H/V) göre analiz edilip zemin hakim periyodu, zemin büyütmesi değerleri ve kayma birim şekil değiştirme değerleri hesaplanmıştır. Eş zamanlı mikrotremor ölçümleri uzamsal özilişki (Spatial Auto Correlation SPAC) yöntemi kullanılarak her ölçüm noktasında kayma dalgası hızı profilleri ve sismik anakaya derinlikleri hesaplanmıştır. Üçüncü aşama mikrobölgeleme çalışması kapsamında, olasılıksal sismik tehlike analizi sonucunda deprem düzeyi 1 (DD1) ve deprem düzeyi 2 (DD2) için oluşturulan ivme spektrumu kullanılarak TBDY'de önerildiği gibi her deprem düzeyi için 11 deprem kaydı olmak üzere toplamda 22 deprem kaydı seçilmiştir. Daha önce bölgede yapılmış 110 sondaj verisi ve mikrotremor ölçümlerinden elde edilen sismik anakaya derinliklerine göre zemin kesitleri oluşturulmuştur. Oluşturulan zemin kesitleri seçilen deprem kayıtlarıyla birlikte DEEPSOIL V7.1 yazılımı kullanılarak toplamda 3564 adet eşdeğer doğrusal ve doğrusal olmayan bir boyutlu dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Bu analizler sonucunda bölgede zemin büyütmesi ve kayma birim şekil değiştirme değerleri hesaplanmıştır. Mikrotremor ölçümlerinde ve bir boyutlu dinamik analizlerden elde edilen zemin büyütmesi ve kayma birim şekil değiştirme değerleri bir coğrafi bilgi sistemi yazılımı olan ArcGIS Pro V3.0 programı kullanılarak haritalanmıştır ve Gemlik ilçesi için zemin hakim periyodu, zemin büyütmesi ve kayma birim şekil değiştirme değerleriyle dağılım haritaları oluşturulmuştur. Mikrotremor ölçümlerinden elde edilen sonuçlarla oluşturulan haritalar ile bir boyutlu dinamik analizlerden oluşturulan haritalar karşılaştırılmıştır. Böylece bölgede üç aşamadan oluşan bir mikrobölgeleme çalışması yapılarak bölgenin sismik tehlikesi değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

In our country, thousands of earthquakes occur every year due to its location on active fault lines. A significant portion of these earthquakes are at a level that can damage structures. As we have experienced in recent years, these earthquakes cause serious social and economic losses. Reducing earthquake damage is one of the main goals of geotechnical earthquake engineering. There are three basic factors that determine structural damage during strong ground motion. These are local soil conditions, earthquake source characteristics and structural performance. Each of these factors significantly shapes the magnitude of the earthquake effect and the damage that may occur as a result. Microzonation studies are widely carried out to reduce earthquake damage, analyze dynamic behavior and assess seismic hazard. Microzonation studies are carried out in three stages. In the first stage, previous studies in the region are compiled and the strong ground motion that may occur is determined, in the second stage, the geotechnical properties of the region are determined with field studies and laboratory studies to be carried out in the region, and in the third stage, dynamic analyses are carried out in the region using the data from the other two stages. In earthquake engineering, how local soil conditions affect earthquake damage is very important. Microzonation studies are of great importance in order to determine local soil conditions and reduce earthquake-related damage. In this context, microzonation studies are applied to determine local soil conditions in detail and to evaluate seismic hazard with dynamic analyses. Thus, a more accurate earthquake hazard map can be created on a regional basis and the measures to be taken can be made more specific. The three stages of microzonation studies include the collection of field data, laboratory experiments and finally the dynamic analysis. The data obtained as a result of these studies provide detailed mapping of factors such as soil amplifications and shear deformations that will occur during an earthquake. In this study, a microzonation study was conducted in Bursa Gemlik basin with microtremor measurements and dynamic analyses. For this purpose, within the scope of a microzonation study carried out in three stages, in the first stage, 110 borehole data made on parcel basis in the region and reports of studies previously carried out in the region for different purposes were compiled, and the local soil conditions of the region were determined according to the Turkish Building Earthquake Code (TBDY). In order to define the strong ground motion that may take place in the region, 3086 earthquake records that occurred in the region since 1900 were compiled using the area source model, and a probabilistic seismic hazard analysis was performed using the R-Crisis software with ground motion estimation equations suitable for the region, and acceleration spectra were created for earthquakes with a 2 and 10 percent probabilty of exceedance in 50 years. After the strong ground motion that may take place in the region was defined, within the scope of the second stage microzonation study, in order to examine the effect of local soil conditions on the strong ground motion, the region was divided into 200 m × 200 m subunits and 82 single station microtremor and 45 microtremor array measurements were made in each subunit in the study area. The single station microtremor measurement records in the study area were first separated into horizontal (H) and vertical (V) components, and then analyzed using the Geopsy V3.5.2 software according to the Nakamura Method (H/V), and the predominant period, soil amplification values and shear strain values were calculated. Microtremor array measurements were analysed using the Spatial Auto Correlation (SPAC) method, and shear wave velocity profiles and seismic bedrock depths were calculated at each measurement point. Within the scope of the third stage microzonation study, a total of 22 strong ground motion records were selected, 11 for each earthquake ground motion level, as recommended in TBDY, using the acceleration spectrum generated for earthquake ground motion level 1 (DD1) and earthquake ground motion level 2 (DD2) as a result of the probabilistic seismic hazard analysis. Soil profiles were created according to the seismic bedrock depths obtained from the 110 borehole data previously conducted in the region and microtremor measurements. A total of 3564 equivalent linear and nonlinear one-dimensional dynamic analyses were performed using DEEPSOIL V7.1 software together with the selected earthquake records on the generated soil profiles. As a result of these analyses, soil amplification and shear strain values were calculated in the region. soil amplification and shear strain values that were obtained from microtremor measurements and one-dimensional dynamic analyses were mapped using ArcGIS Pro V3.0, a geographic information system software, and distribution maps were created for Gemlik district with predominant period, soil amplification and shear strain values. The maps generated with the results obtained from microtremor measurements were compared with the maps generated from one-dimensional dynamic analyses. Thus, a three-stage microzonation study was conducted in the region and the seismic hazard of the region was assessed. The results obtained in the study shed light on the studies to be carried out in determining the earthquake hazard of Gemlik district and to reduce this hazard. Thanks to microzonation studies, the damages that may occur during an earthquake according to different local soil conditions of the region have been revealed in detail. Determination of factors such as soil amplification and shear strain values provide important data to be considered in the seismic design of structures. In particular, the determined predominant period values are of great importance in terms of evaluating the resonance conditions of structures and taking appropriate measures. Knowing the local soil amplification values allows the design of structures in accordance with local soil conditions and allows the necessary engineering measures to be taken in order to minimize possible damages. The microzonation process applied in this study can constitute a model not only for Gemlik district but also for other regions with high earthquake risk. Carrying out such studies in different regions will contribute to our country becoming more resistant and safer against earthquake hazard. The application of microzonation studies in other regions under earthquake risk is of great importance in terms of minimizing earthquake damages and reducing social losses. Microzonation studies are valuable not only for determining the existing local soil conditions but also for evaluating how structures will perform against different earthquake ground motion levels. Therefore, detailed examination of the response of the ground behavior under strong ground motion allows for a better understanding of the soil-structure interaction and the development of appropriate design methods accordingly. Local soil conditions and how these conditions behave during strong ground motion are of critical importance in structural safety and earthquake risk assessment. In particular, determining hazards such as amplification potential that may occur during an strong ground motion and taking the necessary precautions in advance will significantly reduce earthquake damage. Such an approach is of great importance in terms of increasing the safety of people living in the region and minimizing possible material losses. This study, which was conducted in the Gemlik region, includes a detailed assessment of local soil conditions not only in terms of earthquake amplification but also in terms structural safety. In this context, the compatibility of microtremor and dynamic analysis results with each other allows for a more accurate determination of existing risks in the region. In addition, the creation of soil amplification and shear strain maps will guide the local people and local governments in terms of precautions to be taken and plans to be made. Integrating such microzonation studies into the construction plans of the region and taking necessary precautions in risky areas should be considered as a critical step towards minimizing earthquake damage. In terms of geotechnical earthquake engineering, microzonation studies play an important role not only in terms of scientific investigation but also in terms of public awareness and safety. Visualization of the obtained data and sharing it with the public allows the people of the region to be more aware of earthquake risk and to take more conscious steps on how to act during a possible earthquake. Using microzonation studies in this direction will be an effective strategy towards increasing public awareness and preventing possible loss of life. In this context, the results of the microzonation study conducted in the Gemlik district are valuable not only in terms of scientific but also in terms of providing social benefits. The results of this study contribute greatly to a more detailed and precise analysis of earthquake risks on a regional scale. The analyses made allowed the local ground conditions and the effects of these conditions on building safety to be determined accurately and helped to better understand regional seismic risks. The results obtained are of a nature that will guide especially on precautions to be taken against earthquake hazards. The data provided by the study can be used to take precautions to increase the seismic resistance of structures in the region by creating a valuable resource for local governments and civil engineers. It is clear that this study will form the basis for similar studies to be conducted in the future and that such approaches should be expanded in other earthquake risk regions. In this context, expanding the obtained data and applying it to larger regions will contribute to the formation of safer and more resilient cities. It is hoped that similar studies to be conducted in the future will further develop the obtained data and effectively use it to increase the seismic resistance of cities and minimize earthquake damage. This study can be an important model not only for the Gemlik basin but also for other earthquake-prone regions of Turkey. Expanding the study and implementing it in other regions will help to take a big step towards ensuring social security by increasing the general earthquake preparedness level of our country. As a result, this study not only contributes to the analysis of regional earthquake risks, but also forms a basis for the creation of safer and more resilient cities in the future. The dissemination of such studies to understand local soil conditions and earthquake hazards plays a critical role in increasing social resilience. In this way, an important step will be taken for a more prepared, safe and sustainable future against earthquake hazards. The effective use of the obtained data by local governments will contribute to the fact that the measures to be taken against earthquake hazards are more targeted and effective.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    485338

    Tek boyutlu dinamik analiz ve mikrotremor ölçüm sonuçlarının karşılaştırılması: Güzelyalı mikrobölgeleme örneği

    Comparison of one dimensional dynamic analysis and microtremor measurement results: Example of microzonation for Guzelyali

    OZAN SUBAŞİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RECEP İYİSAN

  2. Tez No

    828255

    Burdur ilinin yerel zemin koşullarının deprem davranışına etkisi

    The effect of local soil conditions of Burdur settlement area on earthquake behavior

    MEHMET ALPYÜRÜR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV

  3. Tez No

    244345

    Mikrobölgeleme çalışmalarında jeolojik, jeofizik, jeoteknik verilerin birlikte kullanımı (Kuzey Adana örneği)

    Integrated use of geological, geophysical and geotechnical data in microzonation studies (Northern Adana case)

    MEHMET GÜZEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Jeofizik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞAZİYE BOZDAĞ

    YRD. DOÇ. DR. FERHAT ÖZÇEP

  4. Tez No

    199625

    Mikrobölgeleme metodolojileri ve Balıkesir için bir uygulama

    Microzonation methodologies and a study for Balıkesir

    BANU YAĞCI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Deprem MühendisliğiBalıkesir Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ATİLLA ANSAL

  5. Tez No

    595939

    Logic tree for ground motion characterization of the vertical component: A case study based on updated Turkish ground motion database

    Düşey bileşen için yer hareketi karakterizasyonu mantık ağacı: Güncellenmiş Türk yer hareketi veritabanına dayalı bir vaka incelemesi

    NIMA AGHA ALIPOUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Deprem Çalışmaları Ana Bilim Dalı

    Assoc. Prof. Dr. ZEYNEP GÜLERCE

Geri Dön