|
|
MİKROTREMOR(TİTREŞİMCİK)
1)MİKROTREMÖR(TİTREŞİMCİK) NEDİR?
Depremler ve sismik patlamalar dışında, doğal ve doğal olmayan nedenlerle oluaşan, periyotları birkaç
dakikayı aşmayan, yeryüzünün titreşim hareketlerine genel olarak mikroseism(çok küçük yer
sarsıntıları) denir. Mikrotremör(titreşimcik) ifadesi 0.05 ile 2 sn. aralıklı periyotlar için kullanılır.
2)MİKROTREMÖRLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ:
-Periyotları çok küçüktür.(0.05-2 sn).
-Genlikleri 0.1 mikron mertebesindedir.
-Gündüzleri geceden daha aktiftir.
-Dalga şekilleri düzgün değildir.
-Grup halindeki titreşimleri sürekli kısadır.
-Genellikle yapay nedenlerle oluşur.
3)MİKROTREMORLARIN KAYNAKLARI NELERDİR?
Mikrotremorlar rüzgar, okyonus dalgaları, jeotermal reaksiyonlar, küçük magnitüdlü yer sarsıntıları gibi
doğal etkiler yanında kültülürel gürültüler olarak tanımlanan ve başta trafik hareketleri olmak üzere
insanların yaşam sürecinde neden oldukları hareketlilikten kaynaklanmaktatır. (Kartz,1976)
Gözlenen bu birçok çeşit mikroseismleri kısaca özetlemek gerekirse;
Düzenli ve Düzensiz diye ikiye ayırabiliriz.
DÜZENLİ MİKROSEİSMLER;
*Trafik, endüstriyel makineler ve rüzgarla oluşan 0.01-0.5 sn peryodlu mikroseismler.
*Karışık rüzgarların oluşturduğu, 1-4 sn peryodlu mikroseisler.
*Kasırgalar ve tayfunlar gibi şiddetli rüzgarlar sırasında okyanuslarda oluşan, 2- 6 sn peryotlu
mikroseismler.
*Hava basıncıyla oluşan, 4-10 sn peryodlu mikroseismler.
*Muson ve benzeri tipteki rüzgarlarla oluşan, 4-10 sn peryodlu mikroseismler.
*Su dalgalarının kıyıya çarpmasıyla oluşan, 10-20 sn peryodlu mikroseismler.
DÜZENSİZ MİKROSEİSMLER;
*Deniz dalgaları ile oluşan, 1-4 sn peryodlu mikroseismler.
*Rüzgarların, ağaçlara ve binalara etkimesiyle oluşan, 1-4 sn peryodlu mikroseismler.
*Aletlerin tepe kısmında oluşan hava akımlarının neden olduğu, 20-100 sn peryodlu mikroseismler.
*Yerin donması sonucu oluşan, 40-200 sn peryotlu mikroseismler.
4) MİKROTREMOR NE TÜR DALGALARDAN OLUŞUR?
Japonya’da birçok noktada yapılmış mikrotremor ölçümleri sonucunda, titreşimciklerin depreme
dayanıklı bina yapımımda, sismik faktörlerin saptanabilmesi amacıyla kullanılabileceği ortaya
çıkarılmıştır. (Kanai ve diğ. 1954, 1957, 1961, 1965)
Genel olarak rüzgar, okyonus dalgaları vev kültürel gürültüler gibi yüzeysel kaynakların yüzey dalgaları
ürettikleri, buna karşı derin kaynaklı ve küçük magnitüdlü yer hareketlerinin neden olduğu
titreşimlerin ise düşey yönlü cisim dalgaları olarak yayıldıkları benimsenir.
Kısacası günümüze kadar mikrotremorlerın yüzey dalgaları mı? Yoksa cisim dalgaları mı? Olduğd
konusunda çeşitli araştırmacılarca ayrı görüşler ileri sürülmüştür. Bunlar;
Akamatsu(1956, 1958); Mikrotremorları bu titreşimiciklerin, Rayleigh ve Love dalgalarının
birleşiminden oluşmuş, karışık yüzey dalgaları olduğunu belirtmiştir.
Kubetoro ve Otsuka(1970); Aso Caldera alanında 1-3 sn periyotlu mikrotremorleri gözlemişler ve
bunların aslında Love dalgaları olduğunu ve etkin periyotlarının zemin tabaka kalınlığı ile ilişkisi
olduğunu belirtmişlerdir.
Aki(1957); Yapmış olduğu çalışmada mikrotremorların verilen bir frekansta belirli bir hıza sahip olan
yüzey dalgaları olduğunu belirlemiş ve yatay hareketleri Love dalgaları olarak nitelemiştir.
Kanai; Mikrotremorların yer içinde S dalgalarının yenilemeli yansımaların sonucu olduğunu
düşünmüştür.
Wilson(1953); 4-100 Hz frekans aralıklı mikrotremorları incelemiş ve üç bileşenli sismometre
kullanarak yaptığı ölçümler sonucunda parçaçık hareketinin Rayligh dalga türüne benzer olduğu 9
Hz’den yüksek olan mikrotremorların cisim dalgaları, 9 Hz’e yakın olanların ise
yüzey dalgalarından oluştuğunu belirtmiştir.
5) MİKROTREMOR ÖLÇÜMLERİ NE AMAÇLA UYGULANIR?
Mikrotremor ölçümleri aşağıdaki amaçlar için uygulanır;
*Zemin cinsleri ve tabakalanmasının belirlenmesi
*Yer hareketinin yerel zemin koşulları etkisiyle oluşturabileceği büyütme özelliklerinin belirlenmesi
ve projenin oluşmasında önemli olan zemin hakim periyodunun bulunmasında etkin olarak
faydalanılmaktatır.
*Mikrobölgelendirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılan mikrotremorlar sayesinde sismik
bölgelendirme yapılabilmektedir.
*Sismik bölgelendirme yapılmış yerin geoteknik risklere karşı farklı risk derecelerinin tanımlanması
amaçlı,
Proje yukarıdaki esaslar dikkate alınarak oluşturulur.
6) MİKROTREMORLARIN ÖLÇÜMÜNDE KULLANILAN
CİHAZLAR VE GENEL ÖZELLİKLERİ
Zeminlerde çeşitli nedenlerden kaynaklanabilen yatay yada düşey yöndeki çok küçük titreşimler
(mikrotremor), özel titreşimölçerler (sismometre) yardımıyla, ivme, hız veya yer değiştirme türünden
kaydedilebilmektetir. Kullanılan bu hassas sismometrelerin genlik sınırları 0,005-3000 mikron
olmalıdır. Eğer daha güvenilir sonuç isteniyorsa peryod sınırlarının 0,001-5 sn olarak alınması
gerekir.
Mikrotremorları, genliklerinin küçük olması nedeniyle, büyütmesi oldukça fazla olan sismometrelerle
kaydetmek mümkündür. Sismometreler ivme, hız ve yer değiştirmeye duyarlı olduğu için
sismometrelerde bunlardan biri için kayıt alınır. Mikrotremorlar genel olarak partikül hızı algılayan
sismometrelerle kaydedilmiştir. İvme sismometresinin duyarlılığı arttıkça mikrotremorlar o zaman
ivme olarakta kaydedilebilir. Ancak bu tür ivme cihazlarının 18 bit’ten daha yüksek olması
gerekir. Kayıtların sayısal olarak verilmesi de verilerin bilgisayarda daha doğru ve daha hızlı bir
şekilde işlenmesini sağlar.
Sismometre üç bileşenlidir. Doğu-Batı mavi renk Kuzey-Güney kırmızı Düşey yeşil’dir.
Cihazın altı düz olmalıdır. Sarı uç kuzey hava kabarcığı ortaya gelecek
7) KULLANILAN EKİPMANLAR:
*Notebook Bilgisayar
*6,75 V Pil
*Bağlantı Kobloları
*CPS
*3 Bileşenli kısa periyot sismometre
8) MİKROTREMORLARIN KAYITLARI NE ŞEKİLDE ALINIR:
Mikrotremor kayıtlarının analizinde elde edilen spektrumlardan zemin özelliklerini belirliyebilmek
için, en az birkaç noktada karşılaştırmalı gözlem gerekmektedir. Mikrotremor kayıtları farklı
noktalarda farklı zamanlarda alına bilindiği gibi bir bölgedeki titreşim özelliklerinin noktalar
arasında ya da seçilen bir referans noktasına göre gösterdiği değişimin belirlenmesi istenildiğinde
genellikle bir hat üzerinde yerleştirilen ve çok sayıda sismometreden oluşturulan bir tertiple eş
zamanlı kayıtların alınması yoluna gidilmektetir.
Mikrotremor kayıtlarının alınması için birkaç dakikalık kısa bir süre gerekmektedir. Fakat
mikrotremor özelliklerinin günün farklı saatlerinde özellikle kültürel gürültü seviyesindeki değişime
bağlı olarak nasıl değiştiğini belirlemek için uzzun süreli ölçümler yapılması gerekmektedir. Ancak
bu sayede istenen sonuca yaklaşılabilir. Gündüz kültürel gürültülerin çok fazla olduğu için ölçümlerin
gece yapılması önerilir.
Mikrotremorların genlikleri üzerinde meteorolojik koşulların da önemli etkisi bulunmaktadır. Gaull ve
diğ. (1957), rüzgarlı havada yapılan mikrotremor gözlemlerinden elde edilen verilerin Fourier
spektrumları ile sakin bir havada elde edilenlerin Fourier spektrumlarının oldukça farklı olduğunu
görmüşler ve mikrotremor gözlemlerinin sakin bir havada yapılmasının sonuca yaklaşılmasında
yararlı olacağı kanısına varmışlardır.
Ölçü alınan yer çatlaklı ve kırıklı olmamalıdır. Ölçüm yapılan yerden tren geçerse doğu-batı yönü
olan Mavi’nin genliği maxsimum olur.
9) MİKROTREMOR VERİLERİNİN ANALİZİ
Spektral analiz yöntemleri kullanarak, sismik dalga karakteristikleri ve bu dalgaların yapılar
üzerindeki etkisinin anlaşılması mümkün olmaktadır. Gözlenen dalganın spektrumu bize dalganın
hangi yolu izleyerek geldiği ve bu yol üzerinde
neler tarafından etkilendiği başka bir değişle zemin koşullarının sismik dalga yayılımı üzerindeki
etkisi hakkında geniş olarak bilgi verir. Zeminde kaydedilebilen ve çeşitli
nedenlerden kaynaklanan çok küçük genlikli titreşimler olarak adlandırılan mikrotremor dalgalar için
de spektral analiz yöntemlerinin kullanılması ve mikrotremor karakteristiklerinin zemin
koşullarından ne şekilde etkilendiğin belinlenmesi mümkün olmaktadır.
Mikrotremor verilerinin incelenmesi ile elde edilen Fourier spektrumlarının değerlendirilmesinde
yaygın olarak kullanılmaakta olan üç yöntem vardır. Bunlar;
* Sert zemimde veya kaya üzerimde bulunan bir referans istasyonuna göre spektral oranların elde
edilmesi,
* Fourier genliklerinin yada güç spektrumlarının doğrudan değerlendirilmesi,
* Yatay hareket bileşenlerinin düşey hareket bileşenine göre spektral oranlarının belirlenmesi
(Nakamura Yöntemi) yöntemleri olmaktadır.
Dördüncü töntem olarak Sıfır kesme yöntemi yani Kanai Yöntemini söyleye biliriz. Bu yöntem
mikrotremor analizi ve zemin sınıflandırılmasını içermektedir.
İlk üç yöntemin ortak özelliği yerel zemin etkisinin elastik yarı sonsuz ortam üzerinde yer alan tek
bir yumuşak zemin tabakasından kaynaklandığını kabul etmeleridir. Fourier genliklerinin ya da güç
spektrumlarının doğrudan değerlendirilmesi sonucu zemin hakim peryodunun bulunması ve
referans istasyonuna göre spektral oranların elde deilmesi veya yatay hareket bileşenlerinin düşey
hareket bileşenlerine göre spektral oranların belirlenmesi sonucunda zeminlerdeki büyütme
seviyelerinin belirlenmesi mümkün olmaktadır. Bu durumda iki boyutlu ve üç boyutlu yerel zemin
etkileri ihmal edilmiştir(Lermo ve Chavez-Garcia, 1994b). Şekil 1’de Bursa’da
yapılmış bir mikrotremor etüdüne ait kayıtların değerlendirilmesi sonucu elde edilen Fourier
spektrumları ve spektral oranlar görülmektedir.
Kanai metodunda ise; mikrotremor kaydından herhangi iki dakikalık kısmı alınarak sıfır kesme
noktaları arasındaki uzaklık ölçmekte ve bu uzaklıkların iki katı, peryod olarak kabul edilmektedir.
Bulunan peryodlar yatay eksende, her bir peryoda ait yenileme sayıları düşey eksende işlenerek
peryod dağılım eğrisi oluşturulur. Bu dağılım eğrisinin doruk noktasına karşılık gelen preryod, en
çok tekrarlanan peryod olup hakim peryodu verecektir.
Zemin Grubu Özellikleri
I
Zemin , kaya , set kumlu çakıl vb. içeren tersiyer ya da daha yaşlı
Tabakalardan oluşur.
II
Zemin , kumlu çakıl , sert kumu kil vb. içerir sel gerilimli ya da çakıllı alüvyon olarak 5m ya da daha çok kalınlıktaki katmanlardır .
III
Zemin , kalınlığı 5m ya da daha fazla olan alüvyon içermektedir.
IV
Zemin, yumuşak
FOURİER GENLİKLERİ VE GÜÇ SPEKTRUMLARININ
DEĞERLENDİRİLMESİ
Fourier spektrumu, sismik dalgaların kendi frekans özelliklerini yani hangi frekans bileşenlerini
içerdiğini, hangi bileşenin genliğinin büyük olduğunu göstermektedir. Büyük genlikli bir bileşen
bulunması halinde bu bileşenin hakim durumda olduğu bilinmekte ve böyle bir dalga bileşeninin
frekans veya peryoduna hakim frekans veya hakim peryod adı verilmektedir. Güç spektrumunda ise
değerler, Fourier spektrum değerlerinin karelerine eşit olup, dalga bileşenlerinin yapılar üzerinde
oluşturacağı etki güç spektrumunda daha belirgin olarak görülmektedir.
10) SARSINTI-YER-YAPI ETKİLEŞİMİ:
Deprem bölgelendirme çalışmalarının esas amacı, bölgelerin deprem duyarlılıklarına göre
sınıflandırılması ve alan kullanım haritalarını çıkararak deprem zararlarını en aza indirgemektir. Bu
nedenle yapılan ölçümler daha sonra meydana gelecek bir depremin hangi alanı ne düzeyde
etkileyeceğini belirtir. Sarsıntı sarasında esnek bir yapının davranışını denetleyen temel davranış
özellikleri, hakim yanal titreşim peryodu (Tx,Ty), ivme(a), zemin büyütmesi (b), kesme (shear)
dalga hızı (Vs), su içeriği (%Wn) dir. Eğer yapı deprem sırasında sarsıntılara karşı esnek
kalabiliyorsa daha düşük sarsıntılar önemli olmayacaktır.
Sert yerlerde hakim titreşim periyodu küçük olup, az katlı (kısa peryodlu) yapılarda, yunuşak
zeminlerde ise hakim titreşim peryodu büyük olup, çok katlı yapılarda daha çok yatay basınç
oluşmasına neden olmaktadır. Eğer yapının zemin emniyet gerilmesi, yapı ağırlığından fazla ise
sarsıntı geldiğinde yapı esnek kalabilir. (Ercan,A 2000)
Aynı büyüklükteki deprem, aynı uzaklıkta iki ayrı özellikteki yerde, farklı yer ivmesi gösterir.Bunun
nedeni deprem dalgasının frekansı, zemin salınım frekansı, su içeriği, gevşek tabakanın kalınlığı,
sarsıntı geliş yönü ve yerin esnekliği’dir. Yapının depremyüküne karşı tasarımında zemin
hakim peryodu, büyütmesi,sıvılaşmacekincesi gibi özelliklerinin göz önünde bulunması gereklidir
ancak bu şekilde yapı depreme dayanıklı olabilir.
Sarsıntılar yerde düzensiz, ardaşık kayma gerilmeleri oluşturur. Ardaşık gerilmeler altındaki
zeminindavranışını etkileyen unsurlar; biçim değiştirme genliği, etkin çevre basınçı, kırılma hızı, kırık
yüzei pürüzlülüğü, sarsım süresi, sarsımla gerilim düşümü, suya doygunluk, boşluk oranı, ince
taneli plastiklik özelliği, aşırı sıkışma oranı, sarsıntının oranı ve sarsıntının hakim frekansıdır(Ansal,
1999). Ardaşık sarsıntılar altında gevşek, taneli ve sulu topraklarla zeminin kayma dayanımının
sıfırlanması, zemini akışkan duruma geçirerek sıvılaşma oluşturur. Bunun sonucunda yapı yan yatar,
döner ya da olduğu yere devrilir.
SALINIM BİLEŞENLERİ VE İÇERİĞİ:
Zaman içinde alınan bu zaman verileri için salınım içeriği ve bileşenleri bulmak için Fourier
dünüşümü yapılarak spekturumuna bakılır. Frekans spektrumuna bakılır. Frekans spektrumuna tüm
enerji ya bir çan birimli doruk altında toplanır ya da bu doruklardan tüm frekans aralıklarında birkaç
tane bulunur. Her doruk, zemine etkşyen ayrı bşr titreşim ya da salınım bileşeninin gösterir. Bunlara
hormonik(uyumlu) denir. (F1,F2,F3…..FN). Bunlar F1,F2,F3..FN frekanslarında
G1,G2,G3,…GN genlikleri ile oluşurlar. Bu harmoniklerden küçük frekanslı olanlar tüm
derinlikleri (F1), orta frekanslı olanlar orta derinlikleri (F2,F3,…..), yüksek frekanslı olanlar
(sağa doğru) sığ derinliklerde oluşan titreşimlerdir. O nedenle, yapı dengesinde kullanılmak üzere
tüm yapıyı simgeleyen F1 frekansına (1/T) ya da en büyük enerjisi içeren hakim peryod (Ta) alınır.
Bazı durumlarda To ve Tb aynı olabilir. Temel kayanın sığ olduğu yerlerde To spektrumunun sağ
ilerisinde, derin olduğu yerlerde sol başta, orta derin olduğu yerlerde ortada yer alır |
|
<< Eylül 2010 >>
| Pzt |
Sa |
Çrş |
Prş |
Cm |
Cts |
Pz |
| |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| 6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
| 13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
| 20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
| 27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
|
|
|
|
Mesaj göndermeniz için üye olmanız gerekmektedir.
Henüz hiç kısa mesaj gönderilmemiş.
|
· Çevrimiçi Ziyaretçiler: 3
· Çevrimiçi Üyeler: 0
· Toplam Üye Sayısı: 1
· En Yeni Üye: Admin
|
|