Yer Hareketi Ölçümü
Deprem Hareketi Nasıl Ölçülür ve Nerede Kullanılır?
Sismolog ve Jeologlar deprem davranışı ve zemin hareketleri ile ilgili birçok bilgi ve veri sunarlar. Bunlardan biri sismogram adı verilen, depremin meydana getirdiği titreşimlerin kayıtlarıdır. Sismologlar bu sismogramları inceleyerek depremin büyüklüğünü Richter ölçeğinde tesbit eder ve halka duyururlar.
Depremin binalar üzerindeki etkisini anlamak ve depreme dayanıklı bina tasarlamak için inşaat mühendisleri daha farklı verilere ihtiyaç duyarlar.
Deprem çeşitli nedenlerle yer kabuğunda ani şekil değiştirmelerinin ve büyük bir enerjinin ortaya çıkması olayıdır. Deprem nedeniyle oluşan yerkabuğu hareketi kısa bir zaman diliminde, ani olarak ve farklı yönlerde gelişebilen "dinamik" bir davranıştır. Bu dinamik davranış günümüz teknolojisi ile çeşitli algılayıcılar kullanarak kaydedilebilir.
Yaygın olarak kullanılan algılayıcılardan biri "ivme ölçer"dir (accelerometre). Adı üstünde ivme ölçerler, üzerlerinde bulundukları zeminin ivme hareketini ölçer ve bir kaydedici cihaza iletirler. Burada dikkat edilmesi gereken "zemin" özelliğidir. Farklı zeminler aynı deprem etkisinde farklı ivmeler gösterir; bu konu ileride detaylıca ele alınacaktır. İvme ölçerden elde edilen veriler matematiksel işlemler ile hız veya deplasman (yer değiştirme hareketi) verilerine dönüştürülebilir. İnşaat mühendisi genelde depremin ivme-zaman grafiklerini kullanır. Ancak deprem davranışını kavrayabilmek için deplasman-zaman grafiklerine de bakmak gerekir.
17 Ağustos 1999 Marmara Depremi Sırasında Ölçülen İvmeler:
Yukarıdaki haritada ivme ölçerlerin yerleştirildiği noktalar ve bu ivme ölçerlerin 17 Ağustos depremi sırasında kaydettikleri maksimum ivme değerleri yerçekimi ivmesinin (g) yüzdesi olarak verilmiştir.
Şimdi Yarımca istasyonunda ölçülmüş ivme değerlerini ele alalım ve ivme/zaman grafiğinden hız/zaman ve yerdeğiştirme/zaman grafiklerine nasıl geçildiğini görelim.
(Aşağıdaki veriler Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi web sitesinden alınmıştır)
Yarımca İstasyonu Doğu-Batı Yönünde İvme/zaman grafiği:
Yarımca İstasyonu Hız/zaman grafiği İVME değerlerinin integrali alınarak bulunur:
Yarımca İstasyonu Yerdeğiştirme/zaman grafiği HIZ değerlerinin integrali alınarak bulunur:
Ölçülen maksimum ve minimum yerdeğiştirmeler:
17-Ağustos-1999 Marmara depremi yer hareketinin simülasyonu
17-Ağustos-1999 Marmara depremi yer hareketinin simülasyonunundan çıkarılan en önemli sonuç, yatayda büyük ve ani yerdeğiştirmeler olurken düşeyde de ani aşağı ve yukarı doğru oldukça büyük hareketler oluşuyor. Yapıların depreme dayanıklı tasarımında kullanılan afet/deprem şartnamelerinin öngörmediği düşey deprem hareketi bu depremde çok etkilidir. İleride detaylıca anlatılacağı gibi, yapı tasarımında depremin yatay hareketleri göz önüne alınır; gerçekte birçok depremde de önemli deprem-zemin hareketi yatayda oluşan yerdeğiştirmeler/salınımlardır. Marmara depremi gösterdi ki düşey deprem hareketi, aslında şiddet olarak çok ta büyük olmayan bir depremde büyük hasarlar ve can kayıplarına yol açabiliyor.
Yarımca istasyonunun üzerinde bulunduğu zeminin deprem esnasındaki maksimum ivmesi 320 cm/s2 civarında. İvme/zaman grafiğinden depremin en şiddetli anlarının 5-15 saniyeler arasında olduğu, ayrıca 40. Saniyede yine 5-6 saniyelik bir 2. Şiddetli hareketin yaşandığı görülüyor. Mercalli Şiddet Cetveline bakarak Yarımca'da zemin ivme değeri olarak VIII şiddetinde bir deprem yaşanmıştır denebilir.
Yukarıdaki haritada ivme değerleri yerçekim ivmesinin yüzdesi olarak verilmiş. En büyük değer Adapazarı merkezinde ölçülmüş: 41% veya 0.41g. Yine Mercalli cetveline ivme değeri olarak bakıldığında Adapazarı'nda IX şiddetinde bir deprem yaşanmış denebilir. Ancak yukarıda da belirtildiği gibi yapıların kalitesizliği ve zayıf zemin sebebiyle Adapazarı'ndaki deprem şiddeti yer yer X ve XI seviyesine çıkmış; Yalova ve Avcılar gibi VIII şiddetinde yaşanması ve can kaybı olmaması gereken yerlerde de IX~X şiddetinde yaşanmasına ve büyük can kayıplarına neden olmuştur.
Bu haritada ivmelerin daha yüksek olduğu bölgelere bakıldığında buraların zayıf zeminli bölgeler olduğu da dikkati çekiyor. Zayıf zemin, yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu, yumuşak, gevşek kumlu tabakalar; kil, çakıl, siltten oluşan ve kaya üzerine oturmayan zeminlerdir. Zayıf zeminlerde ivme şiddeti büyür. Deprem merkezinden çok uzakta bulunan Avcılar'da ivme değerinin büyük olması buradaki zeminin çok zayıf olmasından ötürüdür. İstanbul'un zemini sağlam olan büyük bölümü depremi VI~VII şiddetinde hissetmiştir.
Yukarıdaki grafikler ve hesaplamalar Matematikçi yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Matematikçi'de deprem konusu ayrıca işlenmektedir.
Deprem Hareketi - 17 Ağustos Marmara Depremi Hasarları inceleme