SISMIK STATIK PENETRASYON DENEYI (SCPT) ILE GEOTEKNIK ...

Bu makaleye konu olan çalisma kapsaminda kullanilan sismik penetrometre ise birbirinden1.0 m ara mesafe ile yerlestirilmis iki adet sismometreye sahip bir sistemdir. Bu sistemSekil 2’de gösterilmektedir.Bu veriler zemintabakalarinin hassas birsekilde tanimlanmasi,tasima ve oturmaözelliklerinin tayini, temelmühendisligi tasarimparametrelerininbelirlenmesi için verileriolusturmakta olupkullanimi ISSMFE(International Society ofSoil Mechanics andFoundation Engineering)tarafindan önerilmektedir.Kullanilan ekipmaninözellikleri Tablo 1’deözetlenmistir.Sismik Penetrometre ucuAdaptörKabloIkinci sismometreSekil 2 – Iki Sismometreli Sismik PenetrometreTablo 1 - Statik Penetrasyon Deneyinde Kullanilan YöntemSekil 3 – Sismik Deney MekanizmasiUç alani 10 cm 2Konik uç iç açisi 60°Çevre alani 150 cm 2Koni alan orani 0.75Penetrasyon hizi ~2 cm/sÖlçüm araligi Her 2 cm’deTij boyu50 cmTemel zemininin geodinamik parametrelerinin belirlenmesi amaciyla sismik deneylerdüseyde 1.0 m ara mesafeylegerçeklestirilmistir. Sismik ölçümünyapilacagi derinlikte konik uçpenetrasyonu durdurulmakta ve Sekil 3’degösterilen mekanizma araciligi ile sismikdalga iletilmektedir. Burada, zeminyüzeyine yerlestirilen rijit bir kirise birbalyoz araciligi ile verilen darbe ilekayma dalgasi ve basinç dalgasiolusturulmakta ve deneyin yapildigiderinlikte penetrometre sistemindeyeralan sismometreler araciligi ile kaymadalgasi ve basinç dalgasinin jeofonlaraulasma zamani kaydedilmektedir. Sismometrelerin bagli oldugu sistemin zemin içerisindehidrolik baski yolu ile itilmesi, sismometrelerin zemin ile tam bir mekanik temasinisaglamaktadir. Bu elde edilen sinyalin çok net olmasini saglamakla beraber çevregürültüsünden dolayi meydana gelen sismik sinyallerdeki gürültü kirliligini önlemektedir.

Buna ilaveten sismometrenin konumu ve derinligi çok hassas bir sekilde kontroledilebilmektedir.Kiris-balyoz kaynagindan sismometrelere dalganin ulasma zamani 1.0 m’lik araliklarlakaydedildiginde, birbiri ile 1.0 m ara mesafede yerlestirilmis jeofon kayitlari arasindakizaman farkindan kayma dalgasinin 1.0 m’lik ara mesafelerdeki yol alma sürelerihesaplanabilmektedir. Böylelikle, kayma dalgasi hizinin zemin profili içerisinde derinlikledegisimi ölçülebilmektedir.3. SISMIK CPT SONUÇLARIAdapazari sehrinin büyük bir kismi Pilo-Pleistosen göl çökelleri üzerinde yeralan Sakaryanehri ve kollari tarafindan tasinmis Pleistosen ve Holosen yasli alüvyonel zeminlerlekaplidir. Akarsularla tasinan malzemelerin üç boyutlu sedimantasyonuna bagli olarakzemin profili ve tabakalanma yatayda ve düseyde çok kisa mesafelerede degiskenlikgöstermektedir. Bu zemin kosullari sonucunda, deprem esnasinda zemin sivilasmasi vezemin yumusamasi olarak ortaya çikan yaygin zemin göçmesi meydana gelmistir.Son otuz yilda Standard Penetrasyon deneyi (SPT) ve statik penetrasyon deneyi (CPT),zemin tipi tanimlanmasi ve zemin sivilasmasi potansiyelinin belirlenmesinde en iyi ve enyaygin olarak kullanilan zemin arastirma yöntemleri olarak uygulanmistir. Bu nedenle,Adapazari’nda yürütülen arastirmalarda bu iki yöntem birlikte kullanilmistir.Kalifornia Üniversitesi Berkeley, Kalifornia Üniversitesi Los Angeles, BogaziçiÜniversitesi ve Sakarya Üniversitesi’nce ortaklasa yürütülen çalismalarda Adapazari’ndatoplam 12 ayri sahada zemin özellikleri arastirilmistir. Temel zemininde asiri deformasyongözlenen bu sahalardaki zemin özelliklerinin belirlenmesinde CPT deneyleri ile SPTdeneyinin birlikte kullanildigi arastirma sondajlarindan olusan bir çalisma yöntemiizlenmistir. Adapazari’nda yeralan bu sahalardan birinde zemin arastirmasi kapsamindaelde edilen veriler örnek olarak verilmistir.Bu makale kapsaminda örneklenen, G Binasi sahasi olarak adlandirilan G sahasindayeralan iki bina, Adapazari, Yenigün-Tigcilar mahallesi, Hasircilar sokaktayeralan Yagcilar ve TeverlerApartmanlaridir. Bu sahanin arastirmakapsamina dahil edilmesindeki basicaneden, Adapazari’nda deprem sonrasindaTürk-Amerikan NSF (National ScienceFoundation) takimi tarafindangerçeklestirilen incelemelerde temelzemininin sivilasmasi sonucu binalarin ikiyöne yatarak asiri defromasyona maruzkalmis olmalarindan kaynaklanmaktadir(Baturay et al.). G sahasinin genelSekil 4 – G Sahasi Genel Görünüsügörünümü Sekil 4’te verilmektedir. Sözkonusu sahada Standard Penetrasyon deneylerininyapildigi üç adet rotari arastirma sondajinin yani sira, dört adet CPT deneyigerçeklestirilmistir. Bu dört adet deneyden bir adedinde (CPT-G1) sismik CPT ekipmani

kullanilarak, SCPT deneyinde kayma dalgasi ve basiç dalgasi hizlari ölçülmüs ve sismikzemin profili elde edilmistir.Sözkonusu sahada gerçeklestirilen SCPT deneyi sonucu elde edilen zemin profili, CPT-G1noktasinda yapilan deneyde ölçülen uç mukavemeti, qc, çevre direnci, fs, ve hesaplanansürtünme orani, Rf’nin derinlikle degisimi ile birlikte Sekil 5’de verilmektedir. Sekil 5’deayni zamanda kayma dalgasinin derinlikle degisimi zemin profili ile birlikte gösterilmistir.Sekil 6’da ise SCPT ile belirlenen sag ve sol olmak üzere her iki yöndeki kayma dalgasihizlari ile basinç dalgasi hizlarinin derinlikle degisimi zemin profili ile birlikteverilmektedir. Ölçülen kayma dalgasi hizlarindan hesaplanan G max degerleri Seed andIdriss (1970) tarafindan önerilen ampirik bagintilarla elde edilen degerlerle uyumiçerisindedir.q c (MPa)0 5 10 15 20 250fs (kPa)0 50 100 150 200Rf (%)0 1 2 3 4 5 6 7 8Zemin TanimiClay / KilVs (m/sec)0 50 100 150 200Sand / Kum5Clay / KilSand / Kum10Clay / KilSand / KumDerinlik (m)15Clay / KilSand / Kum20Clay / Kil25Sand / KumVsright30Sekil 5 - ADAPAZARI - SCPT-G14. SONUÇLARSismik statik pentrasyon deneyi ile (SCPT) temel zeminlerinin geoteknik ve geodinamikmodellemesin ve zemin profili elde edilmesi bu makale kapsaminda sunulmustur. Statikpenetrasyon deneyinde (CPT) uç mukavemeti ve çeper sürtünmesi zemin profilinin zemintipleri ve kayma mukavemeti parametrelerinin belirlenmesinde hizli ve güvenilir biryöntemdir. Kuyu içi sismik deneyleri SCPT deneyinde arzu edilen derinlikte kisa süreliaralar verilerek yapilabilmektedir. SCPT deneyinden elde edilen kayma dalgasi hiziverileri maksimum dinamik kayma modülünün hesaplanmasinda kullanilmaktadir. CPTdeneyinde derinlik ve sismometrelerin konumu hassas olarak kontrol edilebilmektedir.Statik penetrasyon deneyi (CPT) ile sismik ölçümlerin birlestirilmesi ve tek bir deneyde

gerçeklestirilebilmesi, temel zeminlerinin stratigrafik, mukavemet ve dinamiközelliklerinin belirlenmesinde çok hizli, güvenilir ve ekonomik bir araç teskil etmistir.Sismik CPT deneylerinde elde edilen degerler diger kuyu içi yöntemlerle elde edilendinamik zemin parametreleri ile büyük uyum içerisindedir. Buna karsin sismik CPT, crossholegibi diger tekniklerle karsilastirildiginda çok hizli ve ekonomik bir yöntemdir.Zemin TanimiVssag (m/sec)0 50 100 150 200Vssol (m/sec)0 50 100 150 200Vp (m/sec)0 400 800 1200 1600Clay / KilSand / KumClay / KilSand / KumClay / KilSand / KumClay / KilSand / KumClay / KilSand / KumVsrightVsleftVpSekil 6 - Geodinamik Parametrelerin Derinlikle Degisimi - Adapazasri SCPT-G1TESEKKÜRBu çalisma US National Science Foundation sponsorlugu ve Bogaziçi ÜniversitesiArastirma Fonu Proje No. 96A0428 maddi katkisi ile gerçeklestirilmistir. Sahaçalismalarindaki katkilarindan ötürü ZETAS Zemin Teknolojisi AS mühendisleri SermetDanesfar, Tufan Heris ve Serdar Elgün’e tesekkür ederiz.KAYNAKLARASTM, (1979), Designation : D3441, American Society for Testing and Materials,Standard Method for Deep Quasi-static, Cone and Friction-Cone Penetration Tests ofSoil.Baturay, M. B., Bray, J. D., Durgunoglu, T., Sancio, R. B., Stewart, J. P., and Ural, D.(Principal Contributors) Damage Patterns and Foundation Performance in Adapazari.

Chapter VI of the EERI Reconnaissance Report on the August 17, 1999 KocaeliEarthquake, Turkey. To be published in a special edition of Earthquake Spectra.Seed, H. B., and Idriss, I.M. (1970) “Soil Moduli and Damping Factors for DynamicResponse Analyses”, Report to EERC 70-10, Earthquake Eng. Research Center,University of California, Berkeley.Robertson, P.K., Campanella, R.G., Gillespie, D. and Rice, A. (1985) “Seismic CPT ToMeasure In-situ Shear Wave Velocity”, Measurement and Use of Shear WaveVelocity for Evaluating Dynamic Soil Properties, Proceedings of ASCE Conventionin Denver, pp. 34-48.Zemin Mekanigi ve Temel Mühendisligi Sekizinci Ulusal Kongresi26-27 Ekim 2000, Istanbul Teknik Üniversitesi, IstanbulGEOTECHNICAL-GEODYNAMIC PROFILING BYSEISMIC CPTH. Turan Durgunoglu 1 , Turhan Karadayilar 2 , Jonathan D. Bray 3 ,Rodolfo B. Sancio 4 , and Emel Hacialioglu 2ABSTRACTA total of 12 case histories on the performance of shallow foundations in the city ofAdapazari have been chosen after the August 17, 1999 Kocaeli, Turkey earthquake (M w =7.4) for extensive documentation. Within the scope of this study geotechnical andgeodynamic profiling of foundation subsoils is performed by making use of seismic conepenetration testing (SCPT).This paper describes the procedures followed to perform SCPT for geotechnical andgeodynamic profiling and modelling. The combination of the seismic downhole methodand the CPT logging provided and extremely rapid, reliable and economic means ofdetermining stratigraphic, strength and modulus information in one single sounding.Results using the seismic cone penetration test are presented and compared to conventionalin-situ techniques.1 Professor of Civil Engineering, Bogaziçi University, Istanbul, Turkey2 Senior Engineer, CE M.Sc., ZETAS Zemin Teknolojisi AS, Istanbul, Turkey3 Professor of Civil and Environmental Engineering, University of California at Berkeley, USA4 Doctoral Candidate, University of California at Berkeley, USA