SİSMİK KIRILMA YÖNTEMİ

Sondaj çalışması sonrasında sahaya gelen jeofizik mühendisleri sondaj verilerini de göz önüne alarak uygun sismik yöntemini (kırılma-yansıma-remi) ve uygun profilleri belirleyerek sismik çalışmaları yapmaktadırlar. Sismik çalışma ile sismik hızlar (Vp- Vs) ve zemine ait geoteknik parametereler, zemin hakim periyodu (To) belirlenmektedir.

Şekil 1. Sismik Kırılma Yöntemi.

Şekil 2. Sismik arazi kayıtları.

Jeofizik mühendisliği sismik etütleri, zeminde çeşitli enerji kaynaklarıyla yapay olarak oluşturulan sarsıntıların (yapay minik deprem) yani elastik dalgaların yer içersinde yayılırken kırılarak veya yansıyarak geçtikleri ortamları fiziksel (mekanik) özelliklerini taşıyarak sismik sinyal olarak yeryüzüne gelişlerinin kayıt edilmesi, kayıtların kendine özgü analitik yöntemlerle değerlendirilmesi ve yorumu şeklindedir.

Uygulamada firmamız tarafından kullanılan sismik ölçü cihazı Amerikan yapımı olup, Seistronics RAS-24 model 12 kanallı, frekans filtreli, sinyal biriktirmeli ve bilgisayar bağlantılı sismograftır.

Sismik ölçüler yer içinde yayılan boyuna (langitidunal) veya sıkıştırma (compressional) Vp , ayrıca enine (transversal) veya kayma (shear) Vs, dalgası türlerinin her ikisinin ölçülmesi şeklinde yapılmıştır. Bu uygulamada, sismik kırılma yöntemi kullanarak sismik hız ölçümleri yapılmıştır. Vp sismik dalga hızı, elastik özellikleri tanıma amacıyla ölçülmüştür.

Boyuna dalga kayıtları yere konan demir levha üzerine 10 kg ağırlığında balyoz düşey olarak vurularak, kayma dalgası ise açılan çukurun yan duvarına konan levhaya yatay olarak vurularak elde edilmektedir. Daha geniş ve derin açılımlı çalışmalarda 18 adet fişeğin aynı anda patlatılması ile oluşan enerjinin yere verildiği sistemler kullanılmaktadır.

Sismik Zemin Parametrelerinin Anlamları

Sismik hızlar, zeminin yoğunluğuna ve elastisite parametrelerine bağlıdır. Elastik parametreler ise kayaçların litolojisine bağlıdır. Yani, kayaçların mineral bileşimine, tane büyüklüğüne, tane dağılımına, gözenekliliğine, gözeneği dolduran sıvının türüne ve miktarına, sıklığına, çimentolaşmasına, maruz kaldığı basınçlara ve jeolojik geçmişine bağlıdır.Bilindiği gibi zemin mekaniğinde kullanılan zemin taşıma kapasitesi ve oturma parametreleri kayaçların sırasıyla kohezyon ve içsel sürtünme açısına, hacimsel sıkışma katsayısı özelliklerine bağlıdır. Bu özellikler ise kayaçların yoğunluğuna, su muhtevasına, boşluk oranı ve boşluk suyu basıncına, tane büyüklüğüne ve dağılımına, kayacın türüne bağlıdır. Bu bakımdan her iki yöntemde elde edilen parametrelerde bir biriyle eşdeğer anlamdadırlar.

Poisson oranı (s); kayacın gözenekliliğini, çimentolaşma derecesini ve gözeneklerin su veya kil ile dolu olup olmadığını yansıtan bir elastik parametredir. Bir örnek vermek gerekirse sağlam ve sıkı birimlerden olan betonun ve granitin poisson oranı değeri 0.25 ve su ortamının ise 0.5 mertebelerindedir.

Elastisite parametresi veya young modülü (Ed); kayacın dayanıklılığını sertliğini başka bir deyişle zeminin sağlamlığını yansıtır. Bir örnek vermek gerekirse betonun elastisite değeri Ed = (100.000 – 400.000) kg/cm2 , granitin elastisite modül değeri Ed =(500.000 kg/cm2) mertebesindedir. Literatürde dinamik elastisite modülü Ed ile statik elastisite modülü Es arasında sağlamdan zayıfa doğru artan bir şekilde, zeminin özelliklerine bağlı olarak Ed = (5-20) Es ilişkisinin bulunduğu deneysel verilerle gösterilmiştir.

Zemin taşıma gücü; zemin ve kayaçların maksimum taşıma gücüne eşdeğer yer basıncı ifadesinin sismik kayma dalgası direnci (d x Vs = yoğunluk x kayma dalgası hızı ) cinsinden ifade edilmesinden, zemin emniyet gerilmesi ise bu taşıma gücünün güvenlik faktörü (emniyet katsayısı) olarak, kullanılan sismik hız oranına Vp / Vs bölümünden elde edilmektedir.

REMİ (MASW) YÖNTEMİ

Zemin Araştırma Raporu kapsamında yapılan jeofizik çalışmalardan S dalgası hızlarını belirlenmeye yönelik olarak masw-aktif kaynak hat ölçümü yapılmaktadır. Yüzey dalgaları, yakın zamana kadar diğer sismik yöntemlerde gürültü olarak nitelendirilmiş ve veriden uzaklaştırılmıştır. Daha sonralarda, gelişen teknoloji ve yazılımlar sayesinde, yüzey dalgalarının da taşıdığı bilgiler incelenmeye başlanmıştır. Zeminin mukavemetinin göstergesi olan kayma dalgası hesaplamalarında, etkili bir yol olmuş ve çeşitli araştırmalarda önemli roller almıştır. Remi ve mikrotremor gibi yöntemler, yüzey dalgalarından yola çıkarak, kayma dalgası hesaplamalarında kullanılan etkin yöntemlerdir. Fakat bu yöntemlerde, kaynak dış gürültüler (rüzgar, trafik vs.) olduğu için, kaynak kontrolsüzdür ve alınan verilerin işlem aşamasında birçok zorlukla karşılaşılmaktadır. Bu noktada, yüzey dalgalarının çok kanallı analizi (MASW) yöntemi sığ zemin araştırmalarında kullanılmaktadır. Diğer yöntemlere göre en büyük avantajı kaynağın kontrollü olmasıdır. Aktif ve pasif kaynaklı yüzey dalgası yöntemleri kullanılarak yerin S dalga hız yapısı belirlenebilir. Bunun için iki adım vardır. Bunlardan birincisi incelenen alana ait dispersiyon eğrisinin belirlenmesidir. Yüzey dalgası yöntemlerin tümünde amaçlanan, incelenen alana ait dispersiyon eğrisini elde etmektir. Dispersiyon eğrisinin elde edilişi tüm yöntemler için farklıdır. İkinci adım ise ters-çözüm işlemidir. Bu işlem sırasında, dispersiyon eğrisinden yararlanılarak 1B ortama ait tabaka parametreleri elde edilmektedir. Bu çalışma ile sahada gerçekleştirilen jeolojik jeoteknik çalışmalar ve jeofizik sonuçların korelasyonu yapılarak, yeraltı jeoloji yapısı, jeoteknik durum ve değerlendirmeler aydınlatılmaya çalışılmış, ek olarak, jeoteknik çalışmalarla hesaplanması mümkün olmayan çalışma kapsamında alınan ölçülerden elde edilen Vp ve Vs hızlarına göre, yerin dinamik - esneklik özelliklerini ortaya koymak amacıyla belirlenen her bir tabaka için yoğunluk (?), maksimum kayma modülü (Gmax), young modülü (Ed), poisson oranı (?), bulk modülü (K), sismik hız oranı (Vp/Vs) ve Vs30 (m/sn) değeri hesaplanmıştır (Ercan,2001). İnceleme alanının kentsel yapısı, asfalt, kaldırım, sert satıh yapısı dikkate alınarak en uygun ölçüm sisteminin masw mikrotremor hat ölçümü aktif kaynak tekniği olduğuna karar verilmiş ve uygulamaya geçilmiştir. Elde edilen kayıtlar faz hızı-frekans grafiğinden dispersiyon eğrisi oluşturulan dalganın ters çözüm yolu ile yeraltındaki tabakaların Vs hızları ve derinlikleri hesaplanmıştır. Sahada elde edilen aktif kaynak ve pasif kaynak yüzey dalgası kayıtları ilk aşamada değişik frekanslara karşılık gelen faz hızları program vasıtasıyla çizdirilir. İşlem sonucunda dispersiyon eğrisi elde edilir. Farklı modellerde inversiyon (ters çözüm) uygulanarak derinliğe bağlı 2-D Vs dalgası hızları hesaplanır.

Mert İnşaat Zemin

KAZIKLI TEMELLER

İKSA UYGULAMALARI

ETÜD ÇALIŞMALARI

SONDAJ ÇALIŞMALARI

SİSMİK ETÜD