GIS – based evaluation of the effect of local soil properties on the earthquake damage patterns

Abstract

Moderate magnitude earthquakes hit the Sakarya region, Turkey, in the range of 10-30 years. The 1999 earthquakes, which occurred in the study area, gave different damage patterns due to the variation of soil properties. In-situ and laboratory investigations were performed by Sakarya University in the centres of two townships in the Sakarya region: Arifiye and Geyve, which are known to possess different soil properties. Borings and cone penetration soundings were performed around the selected towns and data were entered into a database, which is connected to a Geographical Information System (GIS) software. Some thematic maps have been prepared for depths up to 15 m and an evaluation of damage patterns has been performed from points of view including: geology, geomorphology and geotechnical engineering in the investigation area. By evaluating the maps prepared in GIS, local soil properties affected the earthquake destruction of buildings. The number of heavily damaged buildings decreased with increasing bearing capacity. It was also proven that the liquefaction phonomena has not occurred in clayey areas.

Çok Kanallı Yüzey Dalgası Analiz Yöntemi (MASW) ile Zemin Özellikleri ve Sıvılaşma Potansiyelinin Belirlenmesi Arifiye-SAKARYA Örneği

“…Farklı zeminlerde yapılan araştırmalar yeraltı su seviyesi, zeminin dinamik özellikleri ve deprem büyüklükleri ile sıvılaşma direncinin değiştiğini göstermektedir [17]. Elde edilen derinlik-Vs verilerinin sıvılaşma açısından yorumlanmasında, MASW yöntemi ile sıvılaşma potansiyeli çalışmalarında [18,20,21] [6,8]. Bununla birlikte, araştırmalar sıvılaşmanın 20 m'den daha büyük derinliklerde nadiren gerçekleştiğini göstermiştir [19,21,30].…”

“…Sıvılaşma direncinde etkili yeraltı su seviyesi inceleme alanında Örencik Formasyonunda 15 m civarında, alüvyonda 1-2 m civarında olduğu tespit edilmiştir. Buna karşılık Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) değerleri Örencik formasyonunda 15 ile refü arasında değişirken, alüvyonda 2-15 arasında değiştiği gözlenmiştir [6,8]. Bununla birlikte, araştırmalar sıvılaşmanın 20 m'den daha büyük derinliklerde nadiren gerçekleştiğini göstermiştir [19,21,30…”

“…Aynı kat haritalarında 200 m/s'den daha düşük Vs dağılımının hakim olduğu Arifiye merkez ve Mollaköy mevkileri sıvılaşma riski içeren alanlar olarak tespit edilmiştir. Çalışma alanını kapsayan [6,8] tarafından yapılan araştırmalarda bu düşük hız zonlarında SPT değerlerinin 2-15, yeraltı su seviyesinin 1-2 m arasında değişmesi Vs'den elde edilen bilgileri doğrular niteliktedir.…”

“…Bu doğrultuda da 20,000'den fazla can kaybı yaşanmıştır. Deprem sonrası yapılan araştırmalar basen içerisinde bazı alanlarda 5 m'ye yakın bir yer değiştirmenin olduğu [2,3] ve zeminde meydana gelen sıvılaşmanın etkisinde [5,6,7,8] yapılarda, yıkımın yanında yan yatma ve ötelenme meydana geldiği gözlenmiştir.…”