Bursa

İznik ve Gemlik halkı gidin!

post-img

Geçişli akarsu-göl birikim ortamlarında sismik sıvılaşma değerlendirmesi: Türkiye İznik Gölü'nün batı kıyısından bir vaka çalışması

 
 

Önemli Noktalar

  • Nehir-göl geçiş ortamında değerlendirilen sıvılaşma potansiyeli.
  • Litolojik heterojenlik, sahaya özgü sıvılaşma tepkisini kontrol eder.
  • Bray ve Sancio yöntemi ince taneli zeminlerde orta düzeyde sıvılaşma olduğunu doğrulamaktadır.
  • Çok yöntemli SPT analizi yüksek sıvılaşmayı ortaya koymaktadır.
  • Kapak katmanları, püskürme, çatlaklar ve zemin hasarı riskini artırır.

Soyut

Geçişli birikim ortamlarında sismik sıvılaşma değerlendirmesi, karmaşık litoloji ve sedimentolojik değişkenliğin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Bu çalışma, Türkiye, İznik Gölü'nün batı kıyı şeridi boyunca Holosen akarsu-göl çökellerinin ayrıntılı bir sıvılaşma potansiyeli değerlendirmesini sunmaktadır. Alan, dalgalanan su seviyeleri ve değişken sediman temini de dahil olmak üzere dinamik sedimanter süreçler tarafından şekillendirilen akarsu kumları, çakıllar, akarsu/göl siltleri ve killerinden oluşan karmaşık bir ara tabakalanmaya sahiptir. Heterojen yeraltı koşullarını karakterize etmek için dokuz sondaj kuyusu Standart Penetrasyon Deneyleri (SPT) ve laboratuvar analizleri ile incelenmiştir. Sıvılaşma duyarlılığı, Youd ve Perkins'in jeolojik ve jeomorfolojik kriterleri, Iwasaki'nin gradasyon eğrisi kriterleri, çoklu SPT tabanlı yöntemler, Bray ve Sancio'nun ince taneli zeminler için kriterleri ve Ishihara'nın yüzey belirtileri modelleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Bulgular, gevşek paketlenmiş kumlu toprakların sıvılaşmaya karşı oldukça hassas olduğunu, gölsel ince taneli katmanların ise plastisite ve nem içeriğinden etkilenen orta düzeyde bir duyarlılık sergilediğini ortaya koymaktadır. Daha da önemlisi, sıvılaşmayan tortular yüzeye yakın yerlerde bulunmakta ve yüzeydeki oluşumların gelişimini ve şiddetini etkileyen koruyucu başlıklar görevi görmektedir. Geçişli akarsu-göl ortamlarındaki sıvılaşma davranışının, rastgele değişkenlikten ziyade birikimsel heterojenlik tarafından kontrol edildiği ve oldukça bölgeye özgü olduğu gösterilmiştir. Bu bulgular, karmaşık tortul ortamlarda güvenilir tehlike değerlendirmesi için yeni bilgiler ve pratik rehberlik sağlamaktadır.

Anahtar kelimeler

Nehir yatağı
Jeolojik heterojenlik
Göl yatağı
Sıvılaşma
Litoloji
SPT

1. Giriş

Sismik kaynaklı sıvılaşma, özellikle gevşek kumlar ve düşük plastisiteli siltler olmak üzere doymuş, kohezyonsuz topraklarda, depremler sırasında döngüsel yüklemenin tetiklediği yüksek gözenek suyu basınçları nedeniyle ani ve önemli ölçüde kayma dayanımı kaybını ifade eder ( Boulanger ve Idriss, 2014 ). Bu olgu, 1964 Niigata (Japonya) ve Alaska depremleri sırasında gözlemlenen yıkıcı sonuçların ardından önemli ölçüde dikkat çekmiş ve jeoteknik deprem mühendisliğinde bir dönüm noktası oluşturmuştur ( Seed ve Idriss, 1967 ). Sıvılaşma, kum kaynamaları, yanal yayılma, zemin çökmesi, gömülü yapıların kaldırma kuvvetiyle yükselmesi ve yapısal çökmeler dahil olmak üzere çeşitli yüzey ve yeraltı hasarlarıyla kendini gösterir.
1989 Loma Prieta, 1999 Chi-Chi ve 2023 Kahramanmaraş depremleri gibi çok sayıda sismik olaydan elde edilen ampirik kanıtlar, sıvılaşabilir zeminlerin davranışı hakkında kritik bilgiler sağlamıştır ( Boulanger vd., 1997 ; Yuan vd., 2004 ; Bol vd., 2024 ). Zemin sıvılaşma potansiyeli genellikle bir güvenlik faktörü (FS L ) aracılığıyla değerlendirilir. Bu faktör, bir zeminin döngüsel yüklemeye karşı içsel direnci olan Döngüsel Direnç Oranı'nın (CRR) sismik talebi temsil eden Döngüsel Gerilim Oranı'na (CSR) oranı olarak ifade edilir. CRR'yi tahmin etmek için kullanılan yerinde test yöntemleri arasında Standart Penetrasyon Testi (SPT), Konik Penetrasyon Testi (CPT) ve kesme dalgası hızı (Vs) ölçümleri yaygın olarak uygulanmaktadır ( Seed ve Idriss, 1971 ; Robertson ve Wride, 1998 ; Kayen ve diğerleri, 2013 ). SPT tabanlı basitleştirilmiş prosedür ilk olarak Seed ve Idriss (1971) tarafından önerilmiş ve daha sonra diğer araştırmacılar tarafından geliştirilmiştir ( Tokimatsu ve Yoshimi, 1983 ; Youd ve diğerleri, 2001 ; Boulanger ve Idriss, 2014 ). Maliyet açısından etkili ve pratik olması nedeniyle yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir.
Son gelişmeler, tahmin güvenilirliğini artırmak için olasılıkçı yaklaşımları ( Juang vd., 2000 ; Cetin vd., 2004 ) ve veri odaklı yumuşak hesaplama tekniklerini ( Zhang vd., 2021 ; Zhao vd., 2024 ) ortaya koymuştur. Geleneksel jeoteknik parametreler kullanılarak durum kavramı çerçevesi içerisinde kumlu toprakların olasılıkçı karakterizasyonunda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir ( Bradley ve Cubrinovski, 2013 ). Bununla birlikte, jeoteknik parametrelerin ötesinde, bir sahanın sıvılaşmaya karşı duyarlılığı, birikinti ortamı, tortu tipi ve yaşı, yeraltı suyu derinliği ve yüzey suyu kütlelerine yakınlık dahil olmak üzere jeolojik ve jeomorfolojik faktörlerden önemli ölçüde etkilenir ( Youd ve Hoose, 1977 ). Bu bağlamda, Youd ve Perkins (1978) , Wakamatsu (1992) , Witter vd. gibi araştırmacılar tarafından önerilen jeomorfolojik sınıflandırma sistemleri. (2006) ve Ingabire Abayo ve diğerleri (2023), akarsu taşınımı ve birikimi yoluyla kıtasal ortamlarda oluşan Holosen akarsu birikintilerinin sıvılaşmaya özellikle yatkın olduğunu vurgulamaktadır. Bu ortamlar, birikintilerin dokusunu ve katmanlaşmasını etkileyen akarsu gradyanı, akış debisi, tortu yükü ve iklimsel değişkenlik gibi dinamik parametreler tarafından şekillendirilir ( Miall, 2013 ). Yüksek enerjili akarsu sistemleri ağırlıklı olarak iyi derecelenmiş kum ve çakıl biriktirirken, kil ve silt gibi daha ince malzemeler düşük enerjili veya taşkın yatağı alanlarına yerleşir.
Doymuş kumlu katmanların üzerindeki neredeyse geçirimsiz ince taneli katmanların varlığı yeraltı suyunu hapsedebilir ve sismik sarsıntı sırasında aşırı gözenek basıncının birikmesini kolaylaştırabilir, böylece sıvılaşma riskini yoğunlaştırabilir ve çatlak oluşumu veya havalandırma gibi yüzey belirtilerinin olasılığını artırabilir ( Tohumcu Özener vd., 2009 ). Göl kenarlarına yakın akarsu ve göl sedimantasyon süreçlerinin birlikte meydana gelmesi, karmaşık litolojik koşullar yaratarak sıvılaşma duyarlılığını daha da artırır ( Meisina vd., 2022 ). Nitekim Ege Bölgesi, Orta Avrupa, Balkan ülkeleri ve Türkiye gibi kıyı ve iç göl ortamlarından elde edilen saha kanıtları, bu tür karışık tortul ortamlarda sıvılaşmanın meydana geldiğini sıklıkla doğrulamıştır ( Çetin vd., 2002 ; Di Manna vd., 2012 ; Berov vd., 2017 ; Papathanassiou vd., 2022 ; Flora vd., 2024 ).
Çeşitli sahaya özgü deprem öncesi sıvılaşma tehlikesi değerlendirmeleri yürütülmüş olsa da ( Sönmez, 2003 ; Kayabaşı ve Gökçeoğlu, 2018 ; Lu vd., 2023 ), bu çalışmaların çoğunluğu öncelikli olarak iç kesimlerdeki akarsu veya alüvyon ortamlarını ele almıştır. Bunlar arasında Kayabaşı ve Gökçeoğlu (2018) özellikle bu tür biriktirme ortamlarına özgü, nispeten homojen, temiz kum ve çakıl birikintilerine odaklanmıştır. Ayrıca, Kretase yaşlı akarsu tortularının sıvılaşma davranışı diğer çalışmalarda incelenmiş ve daha eski, iç kesimlerdeki biriktirme sistemlerinin sismik kırılganlığına dikkat çekilmiştir ( Wadi vd., 2021 ). Ayrı bir araştırma, daha önce deprem öncesi sismik sıvılaşma değerlendirmelerinin yapıldığı çalışma alanı içerisinde akarsu ve göl birikintileri arasında belirgin bir mekansal ayrım gözlemlemiştir ( Acharya vd., 2023 ). Ayrıca, Karadeniz kıyılarında yürütülen bir çalışmada denizel sedimanların sıvılaşma potansiyeli değerlendirilmiştir ( Ertek ve Demir, 2017 ). Deprem kaynaklı sıvılaşma potansiyelinin göl kıyısı veya kıyı ortamlarında değerlendirildiği birçok durumda, yeraltı litolojik özellikleri ya yetersiz bir şekilde raporlanmıştır ( Ates vd., 2014 ) ya da belgelenen litolojiler, nehir-göl birikim sistemlerinin tipik sedimantolojik özellikleriyle uyuşmamıştır ( Dixit vd., 2012 ).
Alüvyon ve kıyı birikintilerindeki sıvılaşma üzerine kapsamlı araştırmalara rağmen, geçişli akarsu-göl ortamlarının sismik tepkisi büyük ölçüde belgelenmemiştir. Önceki çalışmalar ya homojen akarsu veya deniz ortamlarına odaklanmış ya da göl kıyısı ortamları için yetersiz litolojik ayrıntı sağlamıştır. Bu boşluk kritik öneme sahiptir, çünkü geçişli birikim rejimleri, sıvılaşma duyarlılığını doğrudan kontrol eden güçlü bir litolojik heterojenlik üretir. Bu çalışma, akarsu ve göl süreçlerinin birleştiği batı İznik Gölü kıyı şeridindeki sıvılaşma potansiyelini sistematik olarak değerlendirerek ve birikimsel değişkenliği bölgeye özgü sıvılaşma davranışına açıkça bağlayarak bu boşluğu gidermektedir.
Jeolojik olarak karmaşık, sıvılaşmaya yatkın bölgelerin belirlenmesi, kentsel planlama, risk azaltma ve altyapı dayanıklılığı açısından hayati önem taşımaktadır. Bursa ili sınırları içerisinde yer alan İznik Gölü bölgesi, yoğun nüfusu ve sanayi işletmelerinin yoğunlaşması nedeniyle önemli stratejik ve sosyoekonomik öneme sahiptir. Buna göre, bu çalışma jeolojik ve jeomorfolojik kriterleri ( Youd ve Perkins, 1978 ), derecelendirme eğrisi kriterlerini ( Iwasaki, 1986 ), SPT tabanlı deterministik yöntemleri ( Tokimatsu ve Yoshimi, 1983 ; Youd vd., 2001 ; Boulanger ve Idriss, 2014 ) kullanarak kapsamlı bir sıvılaşma tehlikesi değerlendirmesi sunmaktadır. Ayrıca, ince taneli topraklar için Bray ve Sancio (2006) tarama yöntemi ve yüzey tezahür potansiyelini değerlendirmeye yönelik Ishihara (1985) kriterleri de eklenmiştir. Saha araştırmaları, gölün batı kenarı boyunca stratejik olarak konumlandırılmış dokuz sondaj kuyusunu kapsamakta olup, çok kriterli sıvılaşma analizini desteklemek için hem yerinde SPT verilerini hem de laboratuvar karakterizasyonlarını içermektedir. Bu entegre yaklaşım, akarsu ve göl sistemlerinin kesiştiği noktada, hidrojeomorfolojik olarak karmaşık bir birikim ortamında sıvılaşma davranışını değerlendirerek literatürde önemli bir boşluğu kapatmayı amaçlamaktadır.

2. Site açıklaması

Çalışma alanı, Bursa İli, Orhangazi İlçesi, Örnekköy Mahallesi'nde, İznik Gölü'nün batı kıyısında yer almaktadır ( Şekil 1 ). Akarsu ve göl çökelme süreçleriyle şekillenen bu bölge, sismik sıvılaşma analizleri için uygun jeolojik koşullar sunmaktadır. Saha, göl kıyısından yaklaşık 400 m uzaklıkta olup, Türkiye'nin en fazla kentleşmiş ve sanayileşmiş bölgesi olan Marmara Bölgesi'nde yer almaktadır. Önemli bir ulaşım koridoru olan İstanbul-İzmir Otoyolu, yaklaşık 3 km kuzeybatıdan geçerek bölgesel erişilebilirliği artırmaktadır. Gölün güneydoğusunda, özellikle erken Hıristiyanlık medeniyetleri döneminde tarihi ve kültürel önemiyle bilinen İznik İlçesi yer almaktadır.
Şekil 1
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (1MB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 1. Çalışma alanının Bursa, Türkiye, Orhangazi İlçesi, Örnekköy Mahallesi'ndeki coğrafi konumu

Yakın çevrede, Marmara Denizi'nin bir parçası olan ve önemli bir uluslararası limana ev sahipliği yapan Gemlik Körfezi de bulunmaktadır. Otoyol yakınlarında düşük yoğunluklu sanayi tesisleri bulunurken, Örnekköy ve Orhangazi'nin bazı kısımları yerel kent merkezleri olarak hizmet vermektedir. Bölgenin stratejik konumu ve sosyo-ekonomik bağlamı, önemli ticaret, sanayi ve turizm geliştirme potansiyeline işaret etmektedir.

3. Jeolojik ve jeomorfolojik ortam

Sıvılaşma analizi için çalışma alanı, Orhangazi İlçesi idari sınırları içinde, Gölyatağı Deresi kenarına yakın, İznik Gölü'nün batısında yer almaktadır. Havzanın çıkış noktası, gölden yaklaşık 8 km uzaklıkta bulunan Gölyatağı Deresi'dir. Bu dere, Karsak Deresi'nden su almakta olup bu nedenle Karsak Deresi adını almış ve nispeten dik bir eğimle Gemlik Körfezi'ne akmaktadır. Gölün çıkışı, 1960'lardan bu yana, maksimum su seviyesini kontrol eden bir barajla düzenlenmektedir ve rezervuar, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü (DSİ) tarafından korunmaktadır. Altınsaçlı (1999), gölün doğrudan Karsak Deresi yatağına boşalmadığını; bunun yerine gölün batı tabanındaki yeraltı suyunun Karsak Deresi'nin kaynağını oluşturduğunu bildirmiştir. Birincil çıkış noktası tarihsel olarak Gölyatağı olarak anılsa da, Nümann (1960) , 1950'lerde batı kıyısı boyunca kumlu çakıl yatakları arasında ek bir sızıntı çıkışının belirlendiğini belirtmiştir. Sonuç olarak, havzanın batı kesimindeki aktif nehirsel süreçler, jeolojik dönemlerde örneğin granüler malzemelerin birikmesiyle göl çıkışını aralıklı olarak kapatmış olabilir ( Ikeda ve diğerleri, 1991 ).
İznik Havzası, çoğunlukla akarsu ve yer yer göl tortularıyla çevrili, nispeten derin bir merkezi göl ile karakterize edilen, fay kontrollü bir depresyonu temsil eder ( Şekil 2 ).
Şekil 2
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (2MB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 2. İznik Gölü Havzası'nın jeoloji haritası, fay kontrollü çöküntüyü ve çevresindeki akarsu ve göl tortul birikintilerini göstermektedir ( Uzun ve Garipağaoğlu, 2019 ).

Şekil 2'de görüldüğü gibi , göl rezervuarı başlangıçta tüm tektonik depresyonu kaplarken, havza giderek çevredeki akarsuların taşıdığı tortularla dolmuş ve mevcut morfolojisini şekillendirmiştir. Bu dönemde, daha yağışlı bir iklim evresinde göl seviyesinin yükselmesiyle oluşan akarsu tortularıyla eş zamanlı olarak gölsel çökeller oluşmuştur. Soloz fayı, havzanın dik güney sınırını belirler ve Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun ( Öztürk vd., 2009 ) orta kolunu oluşturan eğik atımlı bir faydır. Aynı çalışmada tanımlandığı gibi, benzer iç ve açık deniz fayları havzanın kuzey ve batı sınırlarını belirler. Doğu ve batıdaki yüksek alanlar ağırlıklı olarak Erken Paleozoyik'ten Erken Kretase'ye kadar uzanan bir metamorfik kompleks olan İznik Metamorfitleri'nden oluşur. Tersine, güneydeki yükselme tamamen Geç Kretase'den Eosen'e kadar uzanan bir tortul istiften oluşmaktadır ( Yılmaz vd., 1997 ). Çalışma alanının batısında, graben gelişiminin daha erken bir evresini temsil eden Geç Miyosen-Pliyosen yaşlı kaba tortullar (Yalova Formasyonu), yamaçlardaki temel kayaçların üzerinde uyumsuz olarak yer alır.
Alçak zonlarda, hem güneyden hem de kuzeyden gelen bitişik yanal yelpazeler, göle bitişik nispeten geniş (<50 m) bir şerit ile karakterize edilen geniş bir kıyı ovası oluşturur. Daha önceki çalışmalar ( Tanoğlu ve Erinç, 1956 ) bu tortuları Pleistosen gölsel çökellere bağlasa da, bizim saha gözlemlerimiz bu yorumla çelişmektedir. Sondajlarda daha iri taneli malzemelerin (çoğunlukla çakıllı kum ve kumlu çakıl) baskınlığı, nehir kanalları ve kanallar arası alanlar gibi yüksek enerjili bir ortamda birikmeyi düşündürmektedir. Bazı yerlerdeki ince taneli topraklar, iklimsel değişkenliğin neden olduğu azalmış akarsu enerjisi veya göl seviyesi dalgalanmalarından kaynaklanmaktadır ( Asselman ve Middelkoop, 1995 ). Çoğu sondajın mevcut ana nehir kanalına yakınlığı, bu yorumu dolaylı olarak doğrulamaktadır.
Gölün sismik ve tortul çekirdek verileri, su altı tortul kökenini desteklemektedir. Öztürk ve diğerleri (2009) , Gölyatağı Deresi'nin doğusunda, mevcut göl seviyesinden yaklaşık 40 m aşağıda gömülü bir delta tanımlamış ve üzerinde dört metre kalınlığında bir transgresif tortu tabakası bulunduğunu belirtmişlerdir ( Şekil 3 ).
Şekil 3
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (1014KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 3. ( A) Çalışma alanının konumu ve İznik Havzası'nda daha önce yapılmış sismik ( Öztürk vd., 2009 ) ve sediman çekirdeği ( Roeser, 2014 ) araştırmalarının yerleri. (B) Doğu-Batı stratigrafik kesiti, Öztürk vd. (2009) verilerine ve bu çalışmada geliştirilen yorumlara dayalı sedimanter birim dağılımını ve yaşını göstermektedir.

Yazarlar delta oluşumunu Son Buzul Dönemi'ne bağlamış ve düz kıyı ovasının mevcut göl seviyesinin yaklaşık 40 m altına kadar uzandığını belirtmişlerdir. O zamandan beri, daha nemli bir iklimin neden olduğu göl transgresyonuyla ilişkili artan tortu akışı, bu seviyenin üzerinde tortular biriktirmiştir. Sonuç olarak, ince taneli göl tortularının mevcut kıyı şeridinin batısındaki daha derin stratigrafik birimlerde muhtemelen yoktur. Bu gözlem, sıvılaşma potansiyeli bağlamında özel bir öneme sahiptir. Senaryo, Geç Buzul Maksimumu sırasında (yaklaşık 24-18 bin yıl önce ) düşük göl seviyelerini ve ardından göl seviyesinde bir artışı belgeleyen Roeser (2014) tarafından bildirildiği üzere, göl merkezinden alınan IZN09/LC3 tortu çekirdeğinin çoklu vekil analizleriyle daha da doğrulanmaktadır ( Şekil 3'te görüldüğü gibi).

4. Yeraltı toprak durumu ve jeoteknik inceleme

Çalışma alanının yeraltı koşulları, özel bir jeoteknik danışmanlık firması olan HGA Şirketi, Bursa tarafından sondaj örnekleri üzerinde gerçekleştirilen yerinde testler ve laboratuvar analizleri ile karakterize edilmiştir. Yaklaşık 26.000 m2'lik bir alanı kaplayan dokuz sondaj (BH 1–9) yer yüzeyinin yaklaşık 20 m altına delinmiştir. Sondajların yerleri, Şekil 4'te görüldüğü gibi, saha boyunca yeraltı koşullarının mekansal değişkenliğini temsil edecek şekilde stratejik olarak seçilmiştir. Gösterildiği gibi, çalışma alanı engebeli bir topoğrafya ile karakterize edilir; BH-7, İznik Gölü kıyısına en yakın sondaj olup, bunu sırasıyla BH-8 ve BH-3 izler. Göl, araştırılan sahanın hemen doğusunda yer almaktadır.
Şekil 4
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (428KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 4. Çalışma alanındaki sondajların (BH1–BH9) mekansal dağılımı ve kot profili.

Standart Penetrasyon Deneyleri (SPT), toprak litolojisini belirlemek ve yer altı malzemelerinin jeoteknik özelliklerini değerlendirmek için sondaj sırasında 1,5 m aralıklarla gerçekleştirildi ( Şekil 5 ). Şekil 5'e göre , ham SPT-N profilleri, penetrasyon direncinin 5 ila 10 m derinlikler arasında belirgin şekilde düşük olduğunu ve bu aralıkta daha zayıf toprak koşulları olduğunu gösteriyor. Bununla birlikte, önceden tanımlanmış 5 m kalınlığındaki katmanlar içinde gözlemlenen çok yüksek SPT-N değerleri (≥ 50), çakıl gibi iri taneli malzemelerin varlığını gösteriyor. Standart Penetrasyon Deneylerinde (SPT) sıklıkla "red" olarak adlandırılan, örnekleme cihazının ≥50 çekiç darbesine rağmen ilerletilemediği bir durum olan bu yüksek direnç bölgeleri, bölgenin jeolojik ortamıyla tutarlı olarak, iri tortunun hakim olduğu nehir yataklarının tipik göstergeleridir.
Şekil 5
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (224KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 5. SPT -N değerlerinin 5 m aralıklarla derinliğe göre istatistiksel değişimi.

SPT sondaj çalışmaları sırasında toplanan toprak örnekleri, her Standart Penetrasyon Testi'nin (SPT) gerçekleştirildiği derinliklerden alınmıştır. Ancak, litolojik profildeki değişikliklerin sahada görsel veya manuel olarak tespit edildiği derinliklerden alınan örnekler üzerinde seçici olarak detaylı laboratuvar testleri yapılmıştır. Bozulmuş SPT örneklerinin fiziksel karakterizasyonu, nem içeriği tayini, Atterberg limitleri ve parçacık boyutu dağılım analizini içermektedir. Fiziksel test sonuçlarının özeti Tablo 1'de , bu parametrelerin derinliğe göre değişimi ise Şekil 6'da gösterilmektedir .

Tablo 1. Laboratuvar Test Sonuçlarına Göre Toprakların Fiziksel Özelliklerinin Özeti .

Boş Hücre Kaba içerik (%)
n  = 57)
İnce içerik (%)
(n = 57)
n (%)
(n = 57)
LL (%)
n  = 26)
PI (%)
(n = 26)
Minimum 7.00 7.00 7.20 25.00 8.00
Maksimum 93.0 93.00 42.70 39.00 20.00
Ortalama 62.12 37.88 19.83 31.65 13.92
Standart Sapma 24.34 24.34 8.86 4.12 3.37
n: Örnek numarası.
Şekil 6
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (737KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 6. Tane Boyutu Kompozisyonu ve Tutarlılık Limitlerinin Derinliğe Göre Dikey Değişimi.

Tablo 1'de sunulduğu gibi , çalışma alanındaki toprakların tane boyutu kompozisyonu hem ince hem de iri fraksiyonlarda geniş bir değişkenlik göstermektedir. Buna karşılık, kıvam limitleri nispeten dar aralıklar göstermektedir. Topraklar genellikle düşük plastisite özellikleri göstermektedir, sıvı limit değerleri (LL) %50'nin altındadır ve bu düşük plastik davranışı göstermektedir. Saha topraklarının fiziksel özellikleri, birikim ortamının karmaşık ve heterojen doğasını yansıtan derinliğe göre önemli değişkenlik göstermektedir (bkz . Şekil 6 ). Şekil 6'da görüldüğü gibi , iri taneli içerik derinlikten bağımsız olarak çoğu örnekte %50'yi aşmaktadır. Sıvı limit değerleri ağırlıklı olarak %30 ile %40 arasında dağılırken, plastisite indeksi (PI) değerleri çoğunlukla %10-%15 aralığındadır. İnce taneli sedimanlar genellikle düşük enerjili göl ortamlarıyla ilişkilendirilmesine rağmen, çalışma alanındaki gözlenen toprak özellikleri, özellikle ince taneli bileşenlere rağmen nispeten düşük plastisite indeksleri, farklı bir birikim rejimini göstermektedir. Değişken enerji koşulları ve aralıklı tortu taşınımı ile karakterize edilen akarsu birikinti sistemleri, periyodik yıkama ve yeniden işleme süreçleri nedeniyle sınırlı plastisiteye sahip ince tortular biriktirebilir. Buna karşılık, gölsel birikintiler, durgun sularda uzun süreli süspansiyon çökmesi ve organik zenginleşme nedeniyle genellikle daha yüksek plastisite değerleri sergiler. Bu nedenle, toprağın jeoteknik özellikleri, bölgenin jeomorfolojik evriminin gölsel sedimantasyondan ziyade akarsu sedimantasyonundan ağırlıklı olarak etkilendiğini göstermektedir. Bu gözlem, havzanın batı sınırında yüksek enerjili birikinti ortamlarını gösteren önceki jeolojik yorumla tutarlıdır.
Çalışma alanındaki yeraltı su tablası, yaz sondaj kampanyası sırasında yer yüzeyinin yaklaşık 1,5 m altında olduğu belirlenmiştir. Ancak, mevsimsel değişim ve olası yeraltı suyu seviyesi yükselmesi hesaba katılarak, analitik amaçlar için su tablasının 1,0 m derinlikte olduğu muhafazakar bir yaklaşımla varsayılmıştır. Sondaj araştırmalarından elde edilen detaylı litolojik profiller Şekil 7'de gösterilmiştir. Bu şekil, ham SPT-N değerlerini ve %60'lık bir enerji oranına ayarlanmış düzeltilmiş SPT darbe sayımlarını (N 60 ) içermekte olup, yeraltı toprak direncinin güvenilir bir temsilini sağlamaktadır. Şekil 7'de görüldüğü gibi , sahanın litolojisi siltli/killi kum, kumlu kil, siltli/killi kum ve killi kumun dönüşümlü katmanlarıyla karakterize edilmektedir. En üst katman yaklaşık 0,5 m organik açıdan zengin üst topraktan oluşmaktadır. Bu katmanın altında, değişken çakıl içeriğine sahip siltli veya killi kum yaklaşık 4,0 m ile 8,5 m derinlikler arasında uzanmaktadır. Bu birimin SPT-N değerleri 10 ile 50 arasında değişmekte olup orta ila yoğun bağıl yoğunlukları göstermektedir. Bunu 3,0 m ile 6,0 m arasında değişen bir kalınlığa ve 12-18 aralığında bir plastisite indeksine (PI) sahip kumlu kil birimi takip etmektedir. Bu tabakadaki SPT-N değerleri önemli değişkenlik göstermektedir ( N  = 4-50), özellikle 12 m'nin altında daha büyük derinliklerde gözlenen belirgin şekilde daha yüksek direnç bulunmaktadır. Bu iki baskın tabakanın altındaki litolojik dizilim tutarlı olup benzer dokusal ve kompozisyonel özellikler göstermeye devam etmektedir. Birleşik Toprak Sınıflandırma Sistemi'ne (USCS) göre, sondajlarda karşılaşılan başlıca toprak tipleri çakıllı siltli kum (SM), çakıllı killi/siltli kum (SC-SM), kumlu siltli çakıl (GM) ve çakıllı kumlu kil veya kumlu kil (CL) olarak sınıflandırılmaktadır. Bu toprak tipleri ve fiziksel özellikleri, sahanın sıvılaşma potansiyelini ve genel jeoteknik davranışını kritik olarak değerlendirmektedir.
Şekil 7
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (931KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir
Şekil 7
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (102KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 7. SPT -N değerlerini ve SPT darbe sayılarını (N 60 ) gösteren sondaj kuyularının litolojik profilleri .

Ancak, karşılaşılan katmanların litolojik kalınlıkları, saha boyunca önemli değişkenlik göstermektedir. Bu heterojenlik ağırlıklı olarak göl seviyelerindeki dalgalanmalara ve periyodik kuraklık ve yağış döngülerinden etkilenen akış enerjilerinin dinamik doğasına atfedilmektedir. Bu iklimsel ve hidrolojik değişiklikler, gözlenen akarsu birikintilerinin karmaşık ve düzensiz tabakalaşmasında kritik öneme sahiptir. Standart Penetrasyon Deneyleri (SPT) sırasında elde edilen bozulmuş toprak örneklerinin fotoğrafları Şekil 8'de sunulmaktadır . Bu örneklerin dikkatli bir şekilde incelenmesi, gölsel çökelme süreçlerinin, toprak profilinde tanımlanan kum birimleriyle birlikte belirli kil de oluşturduğunu ortaya koymaktadır. Bu, özellikle killi dokuların göründüğü bölgelerde belirgindir ve göl seviyesinin çalışma alanı üzerinde geçici olarak yükseldiği dönemlerde askıda kalan ince malzemelerin sedimantasyonunu düşündürmektedir. Göl seviyeleri yükseldikçe, azalan hidrodinamik koşullar, ince taneli parçacıkların göl tabanına birikmesini kolaylaştırmıştır. Buna karşılık, göl seviyeleri düştüğünde, içeri akan akarsuların hidrolik eğimleri artmış, bu da daha enerjik koşullara ve daha iri taneli malzemelerin birikmesine yol açmıştır. Göl ve akarsu birikim ortamları arasındaki bu etkileşim, litoloji genelinde oldukça değişken bir parçacık boyutu dağılımına neden olmuştur. İznik Gölü'nün mevcut kıyı şeridine en yakın konumda bulunan BH-3, BH-7 ve BH-8 sondaj kuyuları, en karmaşık ve heterojen litolojik profilleri sergilemiştir. Bu bulgular, kıyı şeridi dalgalanmalarının beklenen etkisiyle tutarlıdır ve bu alanların göl seviyesi değişikliklerine en duyarlı alanlar olduğunu doğrulamaktadır.
Şekil 8
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (699KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 8. Standart Penetrasyon Testleri (SPT) sırasında elde edilen temsili bozulmuş toprak numunelerinin fotoğrafları

5. Çalışma alanının sismo- tektoniği

Bu çalışma kapsamında bölgedeki güncel sismik aktiviteyi değerlendirmek amacıyla bir aletsel deprem kataloğu oluşturulmuştur. 1900-2020 yılları arasında meydana gelen ve büyüklüğü 4,0 ve üzeri (M ≥ 4,0) deprem olayları, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı Deprem Dairesi Başkanlığı (DEMAED) veri tabanından ( http://deprem.afad.gov.tr ) alınmıştır. Olaylar arasında tutarlılık ve karşılaştırılabilirliği sağlamak amacıyla veri setindeki tüm büyüklük tipleri Kadirioğlu ve Kartal (2016) tarafından önerilen ampirik ilişkiler kullanılarak moment büyüklüğüne (M w ) dönüştürülmüştür . Bu dönüştürme işlemi homojen bir deprem kataloğu oluşturulmasını kolaylaştırmıştır. Seçilen periyoda karşılık gelen episantırların mekansal dağılımı Şekil 9'da gösterilmiştir .
Şekil 9
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (1MB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 9. Çalışma bölgesinde 1900-2020 yılları arasında M ≥ 4.0 olan deprem merkez üslerinin mekansal dağılımı.

Çalışma alanının merkezinden 100 km yarıçapındaki sismik aktivitenin analizi, önemli can ve mal kayıplarına yol açan tarihsel açıdan önemli birkaç depremin varlığını ortaya koymaktadır. Bunlar arasında, bölgenin sismik açıdan ne kadar kırılgan olduğunu gösteren 1964 Manyas depremi (M w  = 6,2), 1963 Çınarcık depremi (M w  = 6,2) ve 1999 Gölcük-Kocaeli depremi (M w  = 7,6) bulunmaktadır.
Sahaya özgü sismik tehlike değerlendirmesi, proje sahasını etkileyebilecek doğrusal fay kaynaklarını belirlemiştir. Emre vd. (2018) tarafından çizilen bu fay segmentleri, Şekil 10'da sunulmaktadır . Gösterildiği gibi, Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ), yalnızca yakınlığı açısından değil, aynı zamanda büyük büyüklükte depremler üretme potansiyeli açısından da çalışma alanını etkileyen en sismik olarak aktif ve yapısal olarak önemli tektonik özellik olarak ortaya çıkmaktadır. Türkiye'nin kuzeyinde baskın bir doğrultu atımlı fay sistemi olan KAFZ, Türkiye'nin doğusundan Yunanistan yakınlarındaki Ege Denizi'ne kadar yaklaşık 1500 km uzanır. Ciddi sosyoekonomik sonuçları olan çok sayıda yüksek büyüklükte depremden sorumlu olmuştur. Seyitoğlu vd. (2016)' ya göre , fay zonunun genişliği önemli ölçüde değişmektedir ve uzunluğu boyunca gelişen çok sayıda paralel fay kolu ile birkaç yüz metreden 40 km'ye kadar değişmektedir. Doğu Marmara Bölgesi'nde, KAFZ, her biri bölgesel sismik tehlikeye benzersiz bir şekilde katkıda bulunan kuzey ve güney olmak üzere iki ana kola ayrılır. Kuzey kolu İzmit-Adapazarı koridorunu kat eder, Marmara Denizi'ni doğu-batı yönünde geçer ve Gelibolu Yarımadası üzerinden Saros Körfezi'ne ulaşır. Güney kolu ise ana fay izinden ayrılarak Pamukova Havzası, İznik Gölü, Gemlik ve Bandırma körfezlerini kapsayan bir morfolojik koridoru takip eder. Bu kol, Biga Yarımadası'nın fay sistemlerine doğru uzanır. Geyve'nin güneybatısında, fay bir kez daha ikiye ayrılır ve Yenişehir, Bursa, Mustafa Kemalpaşa, Manyas, Gönen ve Pazarköy gibi yerleşim yerlerinden geçerek nihayetinde Edremit'in kuzeyinde Ege Denizi'nin altında kaybolur.
Şekil 10
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (719KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 10. Çalışma alanı, ana fay segmentlerinin yakınlığını ve yönelimini gösteren aktif fay haritasında yer almaktadır ( Emre ve diğerleri, 2018'den değiştirilmiştir ).

Saha bazlı sismik tehlike analizinde kullanılacak fay segmentleri, Şekil 11'de basitleştirilmiş bir biçimde sunulmuştur . Bu ayrıntılı gösterim, saha ile yakındaki aktif fay yapıları arasındaki mekansal ilişkinin daha doğru bir şekilde değerlendirilmesini kolaylaştırır.
Şekil 11
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (548KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 11. Emre ve diğerleri (2018) tarafından çizildiği gibi çalışma alanı etrafındaki basitleştirilmiş fay segmentleri .

Şekil 11'e göre , çalışma alanının güneyinde uzanan İznik-Mekece (2-2 nolu segment) ve Gemlik (2-3 nolu segment) fay segmentleri ile proje alanının kuzeyinde yer alan Çınarcık (1-11 nolu segment), Orhangazi (2-18 nolu segment) ve Yalova (2-19 nolu segment) fay segmentleri, hem potansiyel deprem büyüklüğü hem de sahaya yakınlıkları açısından en kritik tektonik yapıları oluşturmaktadır. Bu segmentler, yüksek sismik potansiyelleri ve ilgi alanına yakınlıkları nedeniyle sahaya özgü tehlike değerlendirmesinde dikkate alınması gereken birincil sismik kaynakları oluşturmaktadır.

6. Deterministik sismik tehlike analizi

Yerel sismik tehlike analizi için potansiyel doğrusal sismik kaynakların tanımlanmasının ardından, kritik adımlardan biri her fay segmentinin üretebileceği maksimum deprem büyüklüğünün tahminini içerir. Bu çalışmada, sismik tehlike analizlerinde kullanılan maksimum deprem büyüklüğü (M max ), Wells ve Coppersmith (1994) 'in ampirik regresyonları uygulanarak tahmin edilmiştir . Haritalanmış yüzey kırığı uzunluğu ile moment büyüklüğü (Mw) arasındaki ilişki benimsenmiştir. Fay tipleri, Emre vd. (2018) sınıflandırmasına göre atanmıştır : normal, doğrultu atımlı ve ters faylar ilgili regresyonları ile değerlendirilirken, normal+doğrultu atımlı faylar tüm fay tiplerinin birleştirilmiş regresyonu kullanılarak analiz edilmiştir. Fay uzunlukları, aktif fayların haritalanmış izlerine dayalı bir CBS ortamında ölçülmüştür. Bireysel fay hatları sürekli yapılara birleştirilmiş ve gerçekçi kırılma sürekliliğini yansıtmak için adımlama bölgeleri toplam haritalanmış uzunluğa dahil edilmiştir. Bu nedenle, analiz, kırılma uzunluğu veya kırılma alanı parametreleri uygulanmadan, yüzey kırılma uzunluğu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Regresyon denklemlerinin medyan değerleri kullanılmış ve büyüklükler, yer hareketi tahmin denklemleriyle tutarlı olarak doğrudan moment büyüklüğü (M w ) olarak ifade edilmiştir; bu nedenle büyüklük dönüşümüne gerek duyulmamıştır. Tahmin edilen büyüklükler daha sonra literatür değerleriyle karşılaştırılmıştır. Doğrudan sayısal karşılaştırma, Emre vd. (2018) tarafından bildirilen M max değerleri ile yapılmış olup, ayrıca Marmara Bölgesi için Şeşetyan vd. (2019) tarafından elde edilen sonuçlarla da karşılaştırma yapılmıştır . Sismik tehlike değerlendirmesi için güvenli tarafta kalmak amacıyla nihai değerler muhafazakar bir şekilde seçilmiştir. Analizde dikkate alınan her bir doğrusal fay segmenti için nihai sismik kaynak parametreleri Tablo 2'de özetlenmiştir .

Tablo 2. Yerel sismik tehlike analizinde kullanılan doğrusal fay segmentlerinin sismik kaynak parametreleri.

Arıza Segmenti Numarası Arıza Türü maks
1–1 Grev-Kayma 6.8
1–2 Grev-Kayma 7.3
1–3 Grev-Kayma 7.2
1–4 Grev-Kayma 7.1
1–5 Grev-Kayma 7.2
1–6 Grev-Kayma 7.1
1–7 Grev-Kayma 7.5
1–8 Grev-Kayma 7.1
1–9 Grev-Kayma 6.9
1–10 Grev-Kayma 7.2
1–11 Normal+Çarpma-Kayma 6.9
2–1 Grev-Kayma 7.2
2–2 Grev-Kayma 7.2
2–3 Grev-Kayma 7.0
2–4 Grev-Kayma 7.2
2–5 Grev-Kayma 7.1
2–6 Grev-Kayma 7.2
2–7 Grev-Kayma 7.1
2–8 Grev-Kayma 7.2
2–9 Grev-Kayma 6.9
2–10 Grev-Kayma 7.1
2–11 Grev-Kayma 6.9
2–12 Grev Fişi 6.8
2–13 Grev Fişi 6.6
2–14 Normal 6.9
2–15-1 Normal 6.6
2–15-2 Normal 6.3
2–16 Normal 6.5
2–17 Normal 6.3
2–18 Normal+Çarpma-Kayma 6.8
2–19 Normal 6.6
Şekil 11'de tanımlanan fay segmentleri EZ-FRISK sismik tehlike analiz yazılımı kullanılarak modellenmiştir. Yer hareketi tahmini için, iyi bilinen üç yer hareketi tahmin denklemi (GMPE) eşit ağırlıklandırma ile uygulanmıştır: Boore vd. (1997) , Campbell (1997) ve Sadigh vd. (1997) . Özellikle, bu GMPE'ler Türkiye ve çevresine odaklanan önceki sismik tehlike çalışmalarında yaygın olarak uygulanmıştır ( Erdik vd., 2004 ), böylece bölgesel bağlamda uygulanabilirlikleri ve güvenilirlikleri desteklenmiştir. Jeoteknik ve jeofizik araştırmalara dayanarak, saha Türk Bina Deprem Yönetmeliği'nin ( TBEC (Türk Bina Deprem Yönetmeliği), 2018 ) 2C Bölümü'ne göre Zemin Sınıfı ZE olarak sınıflandırılmıştır . Bu sınıflandırma , toprak profilinin üst 30 m'sinde ortalama kesme dalgası hızının (V s30 ) 180 m/s'den düşük olduğu durumlara karşılık gelmektedir. 180 m/s'lik muhafazakar bir V  s30 değeri, deterministik sismik tehlike analizi için benimsenmiş ve EZ-FRISK modelinde saha koşulu girdisi olarak kullanılmıştır.
EZ-FRISK analizinin sonuçları, Gemlik Fayı'nın (2-3 no'lu segment) proje sahasını etkileyen en etkili sismik kaynak olduğunu göstermektedir. Bu fay segmenti, sahadan yaklaşık 5,0 km uzaklıkta yer almakta olup, Mw 7,0 büyüklüğünde bir deprem üretme potansiyeline sahiptir .  Yakınlığı ve sismik potansiyeli nedeniyle Gemlik Fayı, proje sahasını yakın kaynaklı sismik tehlike bölgesi içinde konumlandırmaktadır. Bu nedenle, bölgedeki sismik riske en büyük katkıyı sağlayan faktör olarak kabul edilmektedir.
Seçilen üç GMPE'den deterministik olarak hesaplanan ortalama tepe zemin ivmesi (PGA) değeri 0,551 g'dır. Karşılaştırma amacıyla, TBEC'de (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği) (2018) 50 yılda %10 aşılma olasılığı (yaklaşık 475 yıllık bir geri dönüş periyoduna karşılık gelir) için belirtilen tasarım PGA değeri 0,455 g'dır. Bu bulgular ışığında, muhafazakar ve güvenlik odaklı bir yaklaşım sağlamak amacıyla sonraki sıvılaşma analizleri için daha yüksek, sahaya özgü deterministik PGA değeri olan 0,551 g benimsenmiştir.

7. SPT tabanlı sıvılaşma analizi

Bu çalışmada, yeraltı litolojisinin heterojen yapısı göz önüne alındığında, sıvılaşma potansiyeli, Maurer ve ark. (2015) tarafından önerilen metodolojik önerilere uygun olarak, Standart Penetrasyon Testi (SPT) verilerine dayalı, deterministik, katmana özgü bir değerlendirme yoluyla değerlendirilmiştir . Sıvılaşma potansiyelinin değerlendirilmesi, zeminin döngüsel direnç oranının (CRR) deprem kaynaklı döngüsel gerilim oranına (CSR) oranı olarak tanımlanan sıvılaşmaya karşı emniyet faktörünün (FS L ) hesaplanmasıyla gerçekleştirilir, Denklem (1) 'de gösterildiği gibi :(1)
Güvenlik faktörünün 1,0'dan büyük olması, genellikle belirtilen sismik yükleme koşulları altında sıvılaşmanın meydana gelmesinin olası olmadığını gösterir.
Toprak üzerindeki sismik talebi temsil eden CSR, Seed ve Idriss (1971) tarafından önerilen basitleştirilmiş yöntem kullanılarak hesaplanır , Denklem (2) 'de gösterildiği gibi :(2)
Burada σ vo  = z derinliğindeki toplam dikey gerilme, σ vo'  = z derinliğindeki dikey etkin gerilme, a max /g = zemin yüzeyindeki maksimum yatay ivme (yerçekiminin bir kesri olarak) ve rd =  kayma gerilmesi azaltma faktörüdür.
Toprağın sıvılaşmaya karşı direncini yansıtan CRR, öncelikle Denklem (3)' te gösterilen ampirik korelasyon kullanılarak düzeltilmiş Standart Penetrasyon Testi (SPT) darbe sayısına (N 1 , 60 ) dayanarak belirlenir :(3)
Denklem 3'te , C N bir örtü yükü düzeltme faktörüdür, C E %60 çubuk enerji oranı düzeltme faktörüdür, C R bir çubuk uzunluğu düzeltme faktörüdür, C B standart olmayan sondaj deliği çapları için bir düzeltme faktörüdür, C S bir örnekleyici düzeltmesidir ve N ölçülen SPT darbe sayısıdır. CRR değerinin düzeltilmiş SPT sayısına ek olarak deprem büyüklüğü ve etkin örtü yükü gerilmelerinden de etkilendiği bilinmektedir. CRR için korelasyon M = 7,5 ve σ' v  = 1 atm referans değeri için geliştirildiğinden, Denklem 4 farklı deprem büyüklüğü ve etkin örtü yükü gerilmesi değerleri için kullanılır.(4)
Toprağın ince tanecik içeriği, (N 1,60  ) ile CRR (M = 7,5, σ v′  = 1 atm) arasındaki ampirik korelasyonu etkiler. Sıvılaşma değerlendirmesinde tutarlılığı artırmak için, bu ilişkiler güncellenmiş saha verileriyle iyileştirilmiş ve eşdeğer temiz kum penetrasyon direnci (N 1 ) 60cs  kavramı dahil edilmiştir . Bu yaklaşım, değişen ince tanecik içeriği ve toprak koşulları altında daha güvenilir bir değerlendirme sağlar. 
Bu çalışma kapsamında, sıvılaşmaya karşı güvenlik faktörünün (FS L ) derinliğe göre değişimi , Tokimatsu ve Yoshimi (1983) , Youd ve ark. (2001) ve Boulanger ve Idriss (2014) gibi çeşitli araştırmacılar tarafından önerilen metodolojiler kullanılarak değerlendirilmiştir . Bu analizler, sahaya özgü yeraltı değişkenliğini yakalamak için çalışma alanı genelinde dokuz sondaj lokasyonunda gerçekleştirilmiştir. Sayfa sınırlamaları nedeniyle, burada bireysel metodolojilerin ve hesaplama prosedürlerinin ayrıntılı açıklamaları sunulmamıştır.

8. Sonuç ve tartışma

Bu çalışmada, Türkiye'deki İznik Gölü'nün batı kıyısı boyunca uzanan Holosen akarsu-göl yataklarının sıvılaşma potansiyeli araştırılmıştır. Alan, dalgalanan su seviyeleri ve değişen tortu temini ile oluşan ara tabakalı kum, çakıl, silt ve killerle karakterizedir. Dokuz sondaj kuyusu SPT verileri ve laboratuvar testleri kullanılarak analiz edilmiştir. Sıvılaşma duyarlılığı jeolojik ve jeomorfolojik kriterler (Youd ve Perkins), Iwasaki'nin gradasyon eğrisi kriterleri, SPT tabanlı çeşitli yöntemler ( Youd vd., 2001 ; Boulanger ve Idriss, 2014 ; Tokimatsu ve Yoshimi, 1983 ), ince taneli zeminler için Bray ve Sancio'nun yaklaşımı ve yüzey etkileri için Ishihara'nın modeli ile değerlendirilmiştir. Bu yöntemlerden elde edilen sonuçlar aşağıdaki bölümlerde sunulmuştur.

8.1 Jeolojik ve jeomorfolojik kriterler

Youd ve Perkins (1978), zeminlerin sıvılaşma potansiyelini değerlendirmek için jeolojik ve jeomorfolojik ön kriterler önermişlerdir. Değerlendirme çerçeveleri, deprem kaynaklı titreşimlerin doğrudan etkilerinden bağımsız olarak, sedimantasyon süreçleri, tortu yaşı, jeolojik geçmiş, yeraltı suyu derinliği, parçacık boyutu dağılımı ve toprak yoğunluğu gibi faktörleri içermektedir.
Bu çalışmada, toprakların jeolojik ve jeomorfolojik özellikleri ilk olarak Bölüm 3'te tanımlanmıştır. Daha sonra, "Yeraltı Toprak Durumu ve Jeoteknik Araştırma" bölümünde toprak örneği analizlerine dayalı ayrıntılı bir açıklama sağlanmıştır. Bu değerlendirmelere göre, çalışma alanındaki topraklar ağırlıklı olarak göl kökenli toprakların ara katmanlarıyla birlikte akarsu birikintileridir. Sedimantasyon sırasında çevredeki akarsu ağının ve dalgalanan göl su seviyelerinin etkisi dikkate alınmıştır. Sonuç olarak, sahada belirlenen kıtasal birikinti tipleri, Tablo 3'te özetlendiği gibi nehir kanalları, taşkın yatakları, alüvyonlu ovalar, göl ve playa birikintilerini içerir. Holosen yaşlı toprakların yüzeyden aşağıya doğru bir yaşlanma gradyanı gösterdiği iyi bilinmektedir. Sunulan jeolojik ve jeomorfolojik kriterlere dayanarak (bkz. Tablo 3 ), sahanın genel sıvılaşma potansiyeli genellikle yüksektir.

Tablo 3. Zemin sıvılaşma potansiyelinin değerlendirilmesinde jeolojik ve jeomorfolojik kriterler kullanılmaktadır.

Mevduat türü Holosen
<500 yıl
Holosen
>500 yıl
Pleistosen Pleistosen öncesi
Nehir kanalı Çok yüksek Yüksek Düşük Çok düşük
Taşkın yatağı Yüksek Ilıman Düşük Çok düşük
Alüvyonlu ova Ilıman Düşük Düşük Çok düşük
Göl ve plaj Yüksek Ilıman Düşük Çok düşük

8.2 Sıvılaşma için derecelendirme eğrisi kriterleri

Sıvılaşma potansiyelini değerlendirmenin öncü yöntemlerinden biri, toprağın parçacık boyut dağılımının (PSD) değerlendirilmesidir. Bu çalışmada , liman yapılarının tasarımında yaygın olarak kullanılan ve Iwasaki (1986) tarafından önerilen yaklaşım kullanılmıştır. Iwasaki (1986), iyi dereceli ve kötü dereceli kumlu zeminler için sınıflandırma tabloları geliştirmiştir. İyi dereceli kumlar için geniş bir sınıflandırma aralığı olması nedeniyle, bu çalışma, sıvılaşma duyarlılığı için daha dar ve daha kesin bir aralık sağlayan, kötü dereceli kumlara ait tabloya odaklanmıştır.
Şekil 12 a ve b,çalışma alanındaki kumlu toprakların Iwasaki (1986)' ye göre zayıf dereceli kumlar için grafikte çizilen PSD aralıklarını göstermektedir. Kumlara ait PSD eğrilerinin önemli bir kısmının yüksek sıvılaşma duyarlılığı ile ilişkili aralıkta yer aldığı, diğer kısımlarının ise orta düzeyde sıvılaşma potansiyeli gösteren bölgeler içinde yer aldığı görülmektedir.
Şekil 12
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (683KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 12. Iwasaki (1986) 'den uyarlanan, derecelendirme eğrilerine dayalı sıvılaşma duyarlılığı için parçacık boyutu dağılım kriterleri : a) BH-1 ila BH-4 için, b) BH-5 ila BH-9 için.

8.3 İnce taneli zemin için sıvılaştırma taraması

Literatürde ince taneli zeminlerin sıvılaşma potansiyelini değerlendirmek için çeşitli metodolojiler mevcuttur. Bu çalışmada, Bray ve Sancio (2006) tarafından benimsenen yöntem , 1999 Kocaeli Depremi sırasında Adapazarı'ndaki çok çeşitli ince taneli zeminlerin döngüsel testlerine dayanmaktadır. Çalışma sahasının Adapazarı'na yakın olması ve Kocaeli Depremi'nden etkilenmesi, bu yaklaşımın uygulanabilirliğini haklı çıkarmaktadır. Bray ve Sancio'ya (2006) göre , kil minerallerinin türü ve miktarı, toplam kil içeriğinden daha kritik sıvılaşma duyarlılığı göstergeleridir. Sonuç olarak, Plastisite İndeksi (PI), ince taneli zeminlerde sıvılaşma potansiyelini değerlendirmek için en etkili parametre olarak kabul edilir. Ayrıca, doğal su içeriğinin (wn) likit limite (LL) oranı bu değerlendirmede ikincil bir göstergedir.
Çalışma alanındaki ince taneli zeminlere Bray ve Sancio yönteminin uygulanması, çoğunlukla düşük plastisiteli killer (CL) olarak sınıflandırılan numunelerin çoğunun orta düzeyde sıvılaşma duyarlılığı gösterdiğini ortaya koymuştur ( Şekil 13 ). Çalışma bölgesinin sınırlarında muhafazakâr bir yaklaşım benimsenmiş ve bu sınır numuneleri orta düzeyde sıvılaşma duyarlılığına sahip olarak sınıflandırılmıştır. Duyarlı olmayan zemin bölgelerinin, genellikle orta düzeyde sıvılaşma duyarlılığına sahip alanlara bitişik, dolayısıyla yüksek düzeyde sıvılaşma duyarlılığına sahip bölgelere komşu olduğu gözlemlenmiştir.
Şekil 13
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (217KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 13. Bray ve Sancio (2006) yöntemini izleyerek, Plastisite İndeksi (PI) ve doğal su içeriği/sıvı limit oranı (w n / LL) temelinde ince taneli toprakların sıvılaşma duyarlılığı taraması .

Orta derecede sıvılaşmaya yatkın ince taneli zeminler için kesin bir değerlendirme elde etmek amacıyla daha detaylı testler önerilmektedir. Sondaj kuyusuna özgü analizler, yalnızca BH-7 sondaj kuyusu boyunca zemin profilinin sıvılaşmaya yatkınlık göstermediğini göstermektedir. BH-1 sondaj kuyusu numunelerinde, zeminler sıvı kıvamda olduğunda (w n  /LL > 1) orta derecede duyarlılık gözlenmektedir. Orta derecede hassas ince taneli zeminlerin tamamı plastik kıvamdadır. BH-7 sondaj kuyusundan alınan numuneler ve BH-8 sondaj kuyusundan alınan bir numune (PI = 20) hariç, başlangıçta sıvılaşmaya yatkın olmayan zeminler, artan nem içeriğiyle sıvılaşmaya karşı hassas hale gelebilir.
Bu ön ince taneli zemin sıvılaşma taramasında, zemin örneklerinin derinliklerinin dikkate alınmadığı unutulmamalıdır. Aşağıdaki bölümde, iri taneli zeminler için SPT tabanlı analiz yoluyla tüm sondaj zemin profillerinin derinliğe bağlı sıvılaşma potansiyeli ele alınacaktır.

8.4 SPT tabanlı sıvılaştırma analizi sonucu

Standart penetrasyon testi (SPT) ham darbe sayıları (N) yerinde ölçülerek otomatik çekiç tipine özgü enerji verimliliği için düzeltildi ve buna göre bir enerji oranı düzeltme faktörü C E = 1,0 uygulandı. Standart Penetrasyon Testi (SPT) darbe sayıları normalize edilmiş değeri (N  1,60  )  elde etmek için saha prosedürleri ve ekipman etkilerine göre düzeltildi . Ölçümleri 100 kPa'lık etkin bir gerilime standartlaştırmak için aşırı yük düzeltmesi uygulandı. Çubuk uzunluğu (C R  ), sondaj deliği çapı (C B  ) ve örnekleyici türü (C S ) için ek düzeltme faktörleri, yerleşik düzeltme metodolojileri tarafından dahil edildi. Son normalize darbe sayısı, Denklem  3'te ifade edilen geleneksel formülasyon kullanılarak hesaplandı .
Açıklayıcı bir örnek olarak, BH-7 sondaj kuyusu için SPT tabanlı sıvılaşma analizi sonuçları, deprem büyüklüğü M w = 7 ve en yüksek yer ivmesi (PGA) 0,551 g varsayılarak Şekil 14'te sunulmuştur  . Analiz, BH-7'de 4,5-7,5 m ve 13,5-16,5 m derinlik aralıklarında, bu seviyelerdeki zeminlerin yüksek ince tane içeriği nedeniyle sıvılaşma değerlendirmesinin mümkün olmadığını göstermektedir.
Şekil 14
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (470KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 14. BH -7 için SPT tabanlı sıvılaşma analizi: a) SPT-N düzeltmesi, b) Üst Yük Gerilimleri, c) Zemin profilinin ince tanecik içeriği (FC), d) Sıvılaşma için emniyet faktörü.

Youd ve ark. (2001) , Boulanger ve Idriss (2014) ve Tokimatsu ve Yoshimi (1983) tarafından önerilen üç farklı metodoloji, dokuz sondaj deliğinde Holosen yataklarının SPT tabanlı sıvılaşma analizlerini gerçekleştirmek için kullanıldı. Sonuçlar ve ince taneli zeminler için sıvılaşma taraması Şekil 15 , Şekil 16 , Şekil 17'de gösterilmiştir . İlgili ısı haritalarında, sıvılaşmaya yatkın katmanlar kırmızı tonlara doğru bir eğim kaymasıyla gösterilirken, yeşil tonlar sıvılaşmaya dirençli katmanları göstermektedir.
Şekil 15
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (286KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 15. Youd ve ark. (2001) yöntemini kullanarak çalışma alanına ait SPT tabanlı sıvılaşma analizi sonuçları .

Şekil 16
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (283KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 16. Boulanger ve Idriss (2014) yöntemi kullanılarak çalışma alanına ait SPT tabanlı sıvılaşma analiz sonuçları .

Şekil 17
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (282KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 17. Tokimatsu ve Yoshimi (1983) yöntemini kullanarak çalışma alanına ait SPT tabanlı sıvılaşma analiz sonuçları .

Her üç yöntem de SPT verilerine dayanarak sıvılaşma potansiyelinin tutarlı bir şekilde belirlenmesini sağlamıştır. Bunlar arasında, Youd ve ark. (2001) tarafından geliştirilen yaklaşım en muhafazakâr olanıdır ve sıvılaşmanın olası olmadığı zemin katmanlarında bile en düşük güvenlik faktörü değerlerini üretmektedir. Boulanger ve Idriss (2014) tarafından geliştirilen yöntem ise ikinci en muhafazakâr yöntem olup, orta düzey güvenlik tahminleri sağlamaktadır.
Her sondaj deliğinde belirli derinliklerde ince taneli zeminler belirlendi. BH-7 sondaj deliği hariç, diğer sondaj deliklerindeki ince taneli zeminler belirli seviyelerde sıvılaşmaya karşı orta derecede duyarlılık gösterdi. Özellikle, BH-1, BH-3, BH-6 ve BH-9 sondaj deliklerindeki tüm ince taneli zeminler sıvılaşmaya karşı orta derecede duyarlı olarak sınıflandırıldı. Youd ve ark. (2001) yöntemine göre, sıvılaşma potansiyeli BH-4 ve BH-5 hariç tüm sondaj deliklerinde en üstteki 1,5 m'lik zemin tabakasında gözlemlendi. Buna karşılık, diğer iki yöntem BH-1'i de bu sığ sıvılaşabilir tabakaya dahil etti. BH-3 sondaj deliği, sıvılaşma potansiyelinin yüzeyden 12 m'ye kadar uzandığı tek yerdi. Sıvılaşma olasılığı açısından üst 4,5 m derinlikte BH-6 ve BH-7 sondaj kuyuları en kritik olarak belirlendi.
SPT'den elde edilen değerlendirmelere göre, çalışma alanının 3,0-9,0 m derinlik aralığında sıvılaşma meydana gelebilir. Ancak, BH-2, BH-5, BH-8 ve BH-9 sondajlarında bu derinliklerdeki bazı zemin katmanlarının sıvılaşmaya dirençli olduğu tespit edilmiştir.

8.5 Sıvılaşma kaynaklı püskürme ve zemin hasarının değerlendirilmesi

Sıvılaşma belirtileri, örneğin püskürme, zemin kırılması ve çatlaklar, sığ temeller ve yaşam hatları dahil olmak üzere altyapıya gelebilecek olası hasarın temel göstergeleri olarak yaygın olarak kabul edilmektedir. Sonuç olarak, bu yüzey belirtilerinin meydana gelme olasılığını tahmin eden tahmini modeller deprem mühendisliği uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Dikkat çeken modellerden biri , kritik bir kriter olarak sıvılaştırılmamış yüzey tabakasının (H 1 ) kalınlığını önceliklendiren "H 1 - H 2 " eğrilerini tanıtan Ishihara'nın (1985) modelidir ( Şekil 18 ). Özellikle, Şekil 18 a sıvılaşma kaynaklı püskürme kriterlerini temsil ederken, Şekil 18 b sıvılaşma kaynaklı zemin hasarına karşılık gelmektedir.
Şekil 18
  1. İndir: Yüksek çözünürlüklü görüntüyü indir (854KB)
  2. İndir: Tam boyutlu resmi indir

Şekil 18. Sıvılaşmanın yüzeysel belirtilerini değerlendirmek için Ishihara (1985) tarafından önerilen sınır eğrileri : a) Sıvılaşma kaynaklı püskürme potansiyeli, b) Sıvılaşma kaynaklı zemin hasarı potansiyeli, c) H 1 (sıvılaşmamış yüzey tabakası) ve H 2 (sıvılaşmış tabaka kalınlığı) tanımı .

Ishihara (1985) , 1983 Nihon Kai-Chubu Depremi'ndeki gözlemleri kullanarak, sıvılaşmamış yüzey tabakasının kalınlığını (H 1 ), sıvılaşmış tabakanın kalınlığını (H 2 ) ve tepe zemin ivmesini (PGA) ilişkilendiren sınır eğrileri geliştirerek sıvılaşma kaynaklı yüzey belirtilerinin olasılığını tahmin etti. Başlangıçta, yaklaşık 200 Gal'lik bir PGA'ya maruz kalan yerlerden alınan verilere dayanarak tek bir eğri önerildi ( Şekil 18 a ve b). Daha sonra, Gao ve diğerleri (1983) , 1976 Tangshan Depremi'nden verileri dahil ederek, 400 ile 500 Gal arasındaki PGA değerlerini temsil eden ikinci bir eğri sundu ( Şekil 18 a ve b). Ishihara daha sonra sıvılaşma kaynaklı zemin hasarı potansiyelini değerlendirmek için yaklaşık 300 Gal'e (∼0,3 g) karşılık gelen üçüncü bir eğriyi interpole etti ( Şekil 18 b).
Bu çalışmada, tüm SPT tabanlı sıvılaşma değerlendirme yöntemleri , BH-4 ve BH-5 sondaj kuyuları için yüzeydeki sıvılaştırılmamış toprak kalınlığını (H 1 ) 3 m olarak, alttaki sıvılaştırılmış toprak kalınlığını (H 2 ) da 3 m olarak ölçmüştür. Ham SPT-N değerleri bu derinliklerde 10'un altında olup, duyarlılığı göstermektedir. BH-1 sondaj kuyusunda, 1,5 m derinlikte sıvılaşmaya karşı güvenlik faktörü (FS L ) yalnızca Youd ve ark. (2001) yönteminde marjinal (0,99) olmasına rağmen , bu derinlikteki toprağı sıvılaştırılmamış olarak kabul ederek muhafazakar bir varsayımda bulunulmuştur ve bunun sonucunda H 1  = 3 m ve H 2  = 1,5 m elde edilmiştir. Ishihara'nın kriterlerini uygulayarak, BH-1 için herhangi bir dışarı atma potansiyeli belirlenememiştir; Ancak, PGA'nın sismik sarsıntısı altında BH-4 ve BH-5 için ejecta potansiyeli 0,4 g–0,5 g aralığında tahmin edilmiştir ( Şekil 18 a). Sıvılaşmanın neden olduğu zemin hasarı potansiyelinin BH-4 ve BH-5 için maksimum 0,3 g PGA ve BH-1 için 0,4 g–0,5 g arasında olduğu tahmin edilmektedir ( Şekil 18 b). Deterministik sismik tehlike analizinin çalışma sahası için ortalama 0,551 g PGA verdiği göz önüne alındığında, Ishihara'nın modeline göre sıvılaşma kaynaklı ejecta ve zemin hasarı oldukça olasıdır.
Bu sonucu destekler şekilde, 1999 Kocaeli Depremi sırasında, aynı sismik bölge içerisinde, çalışma alanının kuzeydoğusunda yer alan Sapanca Gölü kıyı şeridi boyunca Holosen akarsu birikintilerinde, kum kaynamaları, çatlaklar, yanal yayılma ve zemin çökmesi gibi sıvılaşmanın yüzeysel belirtileri belgelenmiştir ( Kanıbir vd., 2006 ). İki saha arasındaki temel fark, göl kıyısına yakınlıktır; çalışma sahası içeriden yaklaşık 400 m içeridedir. Sonuç olarak, sıvılaşmamış yüzey örtü tabakasının bulunduğu kıyı şeritlerinde tipik olarak görülen yanal yayılma hariç, zemin hasarı belirtilerinin benzer olması beklenmektedir. Yanal yayılma göstergeleri BH-1, BH-4 ve BH-5 yakınlarında gözlenmiş olsa da, önemli yanal yayılmayı tahmin etmek için tek başlarına yetersiz kalmışlardır ( Youd, 2018 ).

8.6 Nehir-Göl geçiş süreçlerinin etkileri ve sıvılaşma duyarlılığı üzerindeki belirsizlikler

Bu çalışmanın en önemli bulgularından biri, birbirine çok yakın konumlanmış sondajlar arasında bile sıvılaşma duyarlılığının belirgin bir şekilde değişkenlik göstermesidir. Homojen bir alüvyonlu veya denizel ortamda, birbirine yakın profillerin genel olarak benzer sonuçlar vermesi beklenir. Buna karşılık, İznik Gölü'nün batı kıyı şeridinde gözlenen değişkenlik, geçişli akarsu-göl birikinti ortamının ürettiği litolojik heterojenliğin doğrudan bir sonucudur.
Örneğin, kıyı şeridine en yakın bulunan sondaj kuyuları, yani BH-3, BH-7 ve BH-8, daha geçirgen akarsu birimleriyle ara katmanları olan göl katmanlarıyla en karmaşık tabaka değişimlerini sergilemiştir. Bu litoloji, BH-3'ün 12 m derinliğe kadar uzanan sıvılaşma potansiyeli göstermesinin nedenini açıklamaktadır (bkz . Şekil 15 , Şekil 16 , Şekil 17 ). BH-7'de kritik sıvılaşma duyarlılığı üst 4,5 m'de gözlenirken, 4,5 ile 7,5 m ve 13,5-16,5 m arasındaki aralıklar ince taneli toprakların baskınlığı nedeniyle değerlendirilememiştir; bu da yine heterojen litolojiyi yansıtmaktadır (bkz. Şekil 15 , Şekil 16 , Şekil 17 ).
İnce taneli zeminlerin davranışını daha iyi yakalamak için bu çalışmada , özellikle düşük plastisiteli kil ve siltlerin sıvılaşma potansiyelini ele alan Bray ve Sancio (2006) metodolojisi de uygulanmıştır. Sonuçlar, bu katmanların çoğunun orta düzeyde sıvılaşma duyarlılığına sahip olduğunu göstermiştir (bkz . Şekil 13 ). Bu, gölsel süreçlerin yalnızca litolojik karmaşıklığa katkıda bulunmakla kalmayıp aynı zamanda sismik sıvılaşma davranışını da doğrudan etkilediğini göstermektedir.
Buna karşılık, daha içeride yer almalarına rağmen BH-4 ve BH-5, 3 m kalınlığındaki sıvılaşmış bir tabakanın (H 2 ) üzerinde yer alan yaklaşık 3 m kalınlığında sıvılaşmamış bir örtü tabakası (H 1 ) içeren litolojik profillerle karakterize edilmiştir. Ishihara'nın (1985) çerçevesine göre , bu sondajlar bu nedenle atık ve yüzey zemin hasarı potansiyeli açısından kritik öneme sahiptir (bkz . Şekil 18 ). Bu bulgu, sıvılaşma davranışının yalnızca kıyı şeridine yakınlıkla değil, aynı zamanda tabaka kalınlıkları, tane boyutu dağılımları ve plastisite özellikleriyle de kontrol edildiğini vurgulamaktadır.
Daha da önemlisi, hiçbir iki sondaj benzer sonuçlar üretmemiştir. Bu durum, çalışma alanı genelindeki sıvılaşma duyarlılığının rastgele olmadığını, göl seviyesi dalgalanmaları, akarsu akış enerjisindeki değişimler ve bunun sonucunda oluşan kumlu ve killi birimlerin dönüşümleri gibi birikim süreçleri tarafından sistematik olarak yönetildiğini açıkça göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma yalnızca geleneksel sıvılaşma değerlendirme yöntemlerini uygulamakla kalmamış, aynı zamanda hem SPT tabanlı analiz hem de Bray ve Sancio çerçevesi aracılığıyla geçişli akarsu-göl ortamlarının sismik zemin davranışını kontrol etmedeki rolünü açıkça ortaya koymuştur. Bu, mevcut çalışmayı daha homojen birikim ortamlarında yürütülen benzer çalışmalardan ayıran özgün bir katkı oluşturmaktadır.
Bu birikim etkilerine ek olarak, sıvılaşma duyarlılığını değerlendirmede belirsizliklerin rolünün de kabul edilmesi önemlidir. Bu çalışma deterministik bir çerçeve benimsemesine rağmen, geçişli akarsu-göl ortamlarında sıvılaşma potansiyelini değerlendirirken birkaç belirsizlik kaynağının kabul edilmesi gerekir. Sondajlar, alternatif akarsu ve göl birimleriyle belirgin litolojik heterojenlik ortaya koydu. Bu tür bir heterojenlik, zemin dayanımı ve sertliğinde değişkenliğe yol açarak, güvenlik faktörü hesaplamalarının güvenilirliğini doğrudan etkiler. Deterministik sismik senaryo (M w  = 7, PGA = 0,551 g) bölgesel tehlike çalışmalarından türetilmiştir, ancak girdi hareketi özelliklerindeki değişiklikler (örneğin, süre, frekans içeriği ve yakın fay etkileri) sıvılaşabilir tabakaların kapsamını ve derinliğini değiştirebilir. Ayrıca, birbirine yakın aralıklı sondajlar bile, geçişli birikim sistemlerinin içsel mekansal değişkenliğini yansıtan belirgin şekilde farklı sıvılaşma değerlendirmeleri vermiştir. Bu belirsizlikler, hem deterministik yöntemlerin sınırlılıklarını hem de detaylı jeolojik ve jeoteknik araştırmaların önemini vurgulamaktadır. Olasılıksal bir çerçeve bu çalışmanın kapsamı dışında kalsa da, bu belirsizliklerin açıkça kabul edilmesi, İznik Gölü bölgesindeki sıvılaşma tehlikelerinin daha gerçekçi ve kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayacaktır.

9. Sonuç

Bu çalışma, entegre sondaj verileri, SPT analizleri ve laboratuvar testlerine dayalı olarak İznik Gölü'nün batı kıyısı için ilk kapsamlı sıvılaşma potansiyeli değerlendirmesini sunmaktadır. Sonuçlar, akarsu birimleri ve göl katmanlarının dönüşümlü olarak oluşturduğu litolojik heterojenliğin sıvılaşma duyarlılığı üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Gevşek kumlu tabakalar yüksek sıvılaşma potansiyeli gösterirken, ince taneli tabakalar plastisite ve su içeriğine bağlı olarak değişken tepki vermektedir.
Önemli bir sonuç, yakın aralıklarla bile olsa hiçbir iki sondajın benzer sonuçlar üretmemiş olmasıdır. Bu sistematik değişkenlik, geçişli tortul ortamlardaki sıvılaşma davranışının rastgele olmadığını, göl seviyesi dalgalanmaları ve akış enerjisindeki değişimler gibi süreçler tarafından kontrol edildiğini vurgulamaktadır. Sıvılaşabilir tabakaların üzerinde bulunan sıvılaşmayan örtü tabakalarının varlığı, yüzey belirtileri riskini daha da artırarak, hem sıvılaşabilir ufukların hem de örtü geometrilerinin değerlendirilmesinin önemini vurgulamaktadır.
Bu çalışma, birden fazla standartlaştırılmış sıvılaşma değerlendirme yaklaşımını çok kriterli bir çerçevede birleştirerek, yüksek riskli bölgeleri tutarlı bir şekilde belirlemiş ve litolojik karmaşıklığın göz ardı edilmesinin tehlikenin ciddi şekilde hafife alınmasına yol açabileceğini göstermiştir. Çalışma, sahaya özgü uygulamasının yanı sıra, çökelme ortamlarını sismik sıvılaşma tepkisine açıkça bağlayarak yeni bir bakış açısı sunmaktadır. Bu sonuçlar, dünya çapındaki diğer geçişli tortul ortamlardaki tehlike değerlendirmeleri için daha geniş bir çerçeve sunmaktadır.
Pratik bir bakış açısıyla, bulgular yoğun nüfuslu ve tektonik olarak aktif bölgelerde arazi kullanım planlaması, altyapı tasarımı ve sismik risk azaltma konusunda kritik bir rehberlik sağlamaktadır. Bu çalışma deterministik bir yaklaşım benimsemiş olsa da, litolojik değişkenlik, sismik girdi ve mekansal heterojenlikle ilgili belirsizliklerin açıkça kabul edilmesi, değerlendirmenin güvenilirliğini artırmakta ve gelecekte olasılıksal uzantılara ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir.

CRediT yazarlık katkı beyanı

Sadettin Topçu: Yazma – inceleme ve düzenleme, Yazma – özgün taslak, Görselleştirme, Doğrulama, Metodoloji, Araştırma, Kavramsallaştırma.

Rekabet eden çıkar beyanı

Yazarlar, bu makalede bildirilen çalışmayı etkileyebilecek bilinen herhangi bir rekabet eden mali çıkarlarının veya kişisel ilişkilerinin olmadığını beyan etmektedirler.

Teşekkür

Yazar, bu çalışmada kullanılan arazi ve laboratuvar verilerine erişim sağladığı için HGA Şirketi'ne (Bursa) teşekkürlerini sunar. Çalışma alanı ve çevresinin jeolojik ve jeomorfolojik yorumlanmasına değerli katkılarından dolayı Prof. Dr. Faruk Ocakoğlu'na özel olarak teşekkür ederiz.

Veri kullanılabilirliği

Talep edilmesi halinde veriler paylaşılacaktır.
 

Referanslar

Diğer Haberler