M?KROTREMOR(T?TRE??MC?K)

1)M?KROTREMÖR(T?TRE??MC?K) NED?R?

Depremler ve sismik patlamalar d???nda, do?al ve do?al olmayan nedenlerle olua?an, periyotlar? birkaç dakikay? a?mayan, yeryüzünün titre?im hareketlerine genel olarak mikroseism(çok küçük yer sars?nt?lar?) denir. Mikrotremör(titre?imcik) ifadesi 0.05 ile 2 sn. aral?kl? periyotlar için kullan?l?r.

2)M?KROTREMÖRLARIN GENEL ÖZELL?KLER?:

-Periyotlar? çok küçüktür.(0.05-2 sn).
-Genlikleri 0.1 mikron mertebesindedir.
-Gündüzleri geceden daha aktiftir.
-Dalga ?ekilleri düzgün de?ildir.
-Grup halindeki titre?imleri sürekli k?sad?r.
-Genellikle yapay nedenlerle olu?ur.

3)M?KROTREMORLARIN KAYNAKLARI NELERD?R?

Mikrotremorlar rüzgar, okyonus dalgalar?, jeotermal reaksiyonlar, küçük magnitüdlü yer sars?nt?lar? gibi do?al etkiler yan?nda kültülürel gürültüler olarak tan?mlanan ve ba?ta trafik hareketleri olmak üzere insanlar?n ya?am sürecinde neden olduklar? hareketlilikten kaynaklanmaktat?r. (Kartz,1976)
Gözlenen bu birçok çe?it mikroseismleri k?saca özetlemek gerekirse;
Düzenli ve Düzensiz diye ikiye ay?rabiliriz.

DÜZENL? M?KROSE?SMLER;
*Trafik, endüstriyel makineler ve rüzgarla olu?an 0.01-0.5 sn peryodlu mikroseismler.
*Kar???k rüzgarlar?n olu?turdu?u, 1-4 sn peryodlu mikroseisler.
*Kas?rgalar ve tayfunlar gibi ?iddetli rüzgarlar s?ras?nda okyanuslarda olu?an, 2- 6 sn peryotlu mikroseismler.
*Hava bas?nc?yla olu?an, 4-10 sn peryodlu mikroseismler.
*Muson ve benzeri tipteki rüzgarlarla olu?an, 4-10 sn peryodlu mikroseismler.
*Su dalgalar?n?n k?y?ya çarpmas?yla olu?an, 10-20 sn peryodlu mikroseismler.

DÜZENS?Z M?KROSE?SMLER;
*Deniz dalgalar? ile olu?an, 1-4 sn peryodlu mikroseismler.
*Rüzgarlar?n, a?açlara ve binalara etkimesiyle olu?an, 1-4 sn peryodlu mikroseismler.
*Aletlerin tepe k?sm?nda olu?an hava ak?mlar?n?n neden oldu?u, 20-100 sn peryodlu mikroseismler.
*Yerin donmas? sonucu olu?an, 40-200 sn peryotlu mikroseismler.



4) M?KROTREMOR NE TÜR DALGALARDAN OLU?UR?

Japonya’da birçok noktada yap?lm?? mikrotremor ölçümleri sonucunda, titre?imciklerin depreme dayan?kl? bina yap?m?mda, sismik faktörlerin saptanabilmesi amac?yla kullan?labilece?i ortaya ç?kar?lm??t?r. (Kanai ve di?. 1954, 1957, 1961, 1965)
Genel olarak rüzgar, okyonus dalgalar? vev kültürel gürültüler gibi yüzeysel kaynaklar?n yüzey dalgalar? ürettikleri, buna kar?? derin kaynakl? ve küçük magnitüdlü yer hareketlerinin neden oldu?u titre?imlerin ise dü?ey yönlü cisim dalgalar? olarak yay?ld?klar? benimsenir.
K?sacas? günümüze kadar mikrotremorler?n yüzey dalgalar? m?? Yoksa cisim dalgalar? m?? Oldu?d konusunda çe?itli ara?t?rmac?larca ayr? görü?ler ileri sürülmü?tür. Bunlar;
Akamatsu(1956, 1958); Mikrotremorlar? bu titre?imiciklerin, Rayleigh ve Love dalgalar?n?n birle?iminden olu?mu?, kar???k yüzey dalgalar? oldu?unu belirtmi?tir.
Kubetoro ve Otsuka(1970); Aso Caldera alan?nda 1-3 sn periyotlu mikrotremorleri gözlemi?ler ve bunlar?n asl?nda Love dalgalar? oldu?unu ve etkin periyotlar?n?n zemin tabaka kal?nl??? ile ili?kisi oldu?unu belirtmi?lerdir.
Aki(1957); Yapm?? oldu?u çal??mada mikrotremorlar?n verilen bir frekansta belirli bir h?za sahip olan yüzey dalgalar? oldu?unu belirlemi? ve yatay hareketleri Love dalgalar? olarak nitelemi?tir.
Kanai; Mikrotremorlar?n yer içinde S dalgalar?n?n yenilemeli yans?malar?n sonucu oldu?unu dü?ünmü?tür.
Wilson(1953); 4-100 Hz frekans aral?kl? mikrotremorlar? incelemi? ve üç bile?enli sismometre kullanarak yapt??? ölçümler sonucunda parçaç?k hareketinin Rayligh dalga türüne benzer oldu?u 9 Hz’den yüksek olan mikrotremorlar?n cisim dalgalar?, 9 Hz’e yak?n olanlar?n ise yüzey dalgalar?ndan olu?tu?unu belirtmi?tir.

5) M?KROTREMOR ÖLÇÜMLER? NE AMAÇLA UYGULANIR?

Mikrotremor ölçümleri a?a??daki amaçlar için uygulan?r;
*Zemin cinsleri ve tabakalanmas?n?n belirlenmesi
*Yer hareketinin yerel zemin ko?ullar? etkisiyle olu?turabilece?i büyütme özelliklerinin belirlenmesi ve projenin olu?mas?nda önemli olan zemin hakim periyodunun bulunmas?nda etkin olarak faydalan?lmaktat?r.
*Mikrobölgelendirme çal??malar?nda yayg?n olarak kullan?lan mikrotremorlar sayesinde sismik bölgelendirme yap?labilmektedir.
*Sismik bölgelendirme yap?lm?? yerin geoteknik risklere kar?? farkl? risk derecelerinin tan?mlanmas? amaçl?,
Proje yukar?daki esaslar dikkate al?narak olu?turulur.

6) M?KROTREMORLARIN ÖLÇÜMÜNDE KULLANILAN
C?HAZLAR VE GENEL ÖZELL?KLER?

Zeminlerde çe?itli nedenlerden kaynaklanabilen yatay yada dü?ey yöndeki çok küçük titre?imler(mikrotremor), özel titre?imölçerler (sismometre) yard?m?yla, ivme, h?z veya yer de?i?tirme türünden kaydedilebilmektetir. Kullan?lan bu hassas sismometrelerin genlik s?n?rlar? 0,005-3000 mikron olmal?d?r. E?er daha güvenilir sonuç isteniyorsa peryod s?n?rlar?n?n 0,001-5 sn olarak al?nmas? gerekir.

Mikrotremorlar?, genliklerinin küçük olmas? nedeniyle, büyütmesi oldukça fazla olan sismometrelerle kaydetmek mümkündür. Sismometreler ivme, h?z ve yer de?i?tirmeye duyarl? oldu?u için sismometrelerde bunlardan biri için kay?t al?n?r. Mikrotremorlar genel olarak partikül h?z? alg?layan sismometrelerle kaydedilmi?tir. ?vme sismometresinin duyarl?l??? artt?kça mikrotremorlar o zaman ivme olarakta kaydedilebilir. Ancak bu tür ivme cihazlar?n?n 18 bit’ten daha yüksek olmas? gerekir. Kay?tlar?n say?sal olarak verilmesi de verilerin bilgisayarda daha do?ru ve daha h?zl? bir ?ekilde i?lenmesini sa?lar.
Sismometre üç bile?enlidir. Do?u-Bat? mavi renk Kuzey-Güney k?rm?z? Dü?ey ye?il’dir. Cihaz?n alt? düz olmal?d?r. Sar? uç kuzey hava kabarc??? ortaya gelecek

7) KULLANILAN EK?PMANLAR:

*Notebook Bilgisayar
*6,75 V Pil
*Ba?lant? Koblolar?
*CPS
*3 Bile?enli k?sa periyot sismometre

8) M?KROTREMORLARIN KAYITLARI NE ?EK?LDE ALINIR:

Mikrotremor kay?tlar?n?n analizinde elde edilen spektrumlardan zemin özelliklerini belirliyebilmek için, en az birkaç noktada kar??la?t?rmal? gözlem gerekmektedir. Mikrotremor kay?tlar? farkl? noktalarda farkl? zamanlarda al?na bilindi?i gibi bir bölgedeki titre?im özelliklerinin noktalar aras?nda ya da seçilen bir referans noktas?na göre gösterdi?i de?i?imin belirlenmesi istenildi?inde genellikle bir hat üzerinde yerle?tirilen ve çok say?da sismometreden olu?turulan bir tertiple e? zamanl? kay?tlar?n al?nmas? yoluna gidilmektetir.
Mikrotremor kay?tlar?n?n al?nmas? için birkaç dakikal?k k?sa bir süre gerekmektedir. Fakat mikrotremor özelliklerinin günün farkl? saatlerinde özellikle kültürel gürültü seviyesindeki de?i?ime ba?l? olarak nas?l de?i?ti?ini belirlemek için uzzun süreli ölçümler yap?lmas? gerekmektedir. Ancak bu sayede istenen sonuca yakla??labilir. Gündüz kültürel gürültülerin çok fazla oldu?u için ölçümlerin gece yap?lmas? önerilir.
Mikrotremorlar?n genlikleri üzerinde meteorolojik ko?ullar?n da önemli etkisi bulunmaktad?r. Gaull ve di?. (1957), rüzgarl? havada yap?lan mikrotremor gözlemlerinden elde edilen verilerin Fourier spektrumlar? ile sakin bir havada elde edilenlerin Fourier spektrumlar?n?n oldukça farkl? oldu?unu görmü?ler ve mikrotremor gözlemlerinin sakin bir havada yap?lmas?n?n sonuca yakla??lmas?nda yararl? olaca?? kan?s?na varm??lard?r.
Ölçü al?nan yer çatlakl? ve k?r?kl? olmamal?d?r. Ölçüm yap?lan yerden tren geçerse do?u-bat? yönü olan Mavi’nin genli?i maxsimum olur.







9) M?KROTREMOR VER?LER?N?N ANAL?Z?

Spektral analiz yöntemleri kullanarak, sismik dalga karakteristikleri ve bu dalgalar?n yap?lar üzerindeki etkisinin anla??lmas? mümkün olmaktad?r. Gözlenen dalgan?n spektrumu bize dalgan?n hangi yolu izleyerek geldi?i ve bu yol üzerinde
neler taraf?ndan etkilendi?i ba?ka bir de?i?le zemin ko?ullar?n?n sismik dalga yay?l?m? üzerindeki etkisi hakk?nda geni? olarak bilgi verir. Zeminde kaydedilebilen ve çe?itli
nedenlerden kaynaklanan çok küçük genlikli titre?imler olarak adland?r?lan mikrotremor dalgalar için de spektral analiz yöntemlerinin kullan?lmas? ve mikrotremor karakteristiklerinin zemin ko?ullar?ndan ne ?ekilde etkilendi?in belinlenmesi mümkün olmaktad?r.
Mikrotremor verilerinin incelenmesi ile elde edilen Fourier spektrumlar?n?n de?erlendirilmesinde yayg?n olarak kullan?lmaakta olan üç yöntem vard?r. Bunlar;

* Sert zemimde veya kaya üzerimde bulunan bir referans istasyonuna göre spektral oranlar?n elde edilmesi,
* Fourier genliklerinin yada güç spektrumlar?n?n do?rudan de?erlendirilmesi,
* Yatay hareket bile?enlerinin dü?ey hareket bile?enine göre spektral oranlar?n?n belirlenmesi (Nakamura Yöntemi) yöntemleri olmaktad?r.

Dördüncü töntem olarak S?f?r kesme yöntemi yani Kanai Yöntemini söyleye biliriz. Bu yöntem mikrotremor analizi ve zemin s?n?fland?r?lmas?n? içermektedir.
?lk üç yöntemin ortak özelli?i yerel zemin etkisinin elastik yar? sonsuz ortam üzerinde yer alan tek bir yumu?ak zemin tabakas?ndan kaynakland???n? kabul etmeleridir. Fourier genliklerinin ya da güç spektrumlar?n?n do?rudan de?erlendirilmesi sonucu zemin hakim peryodunun bulunmas? ve referans istasyonuna göre spektral oranlar?n elde deilmesi veya yatay hareket bile?enlerinin dü?ey hareket bile?enlerine göre spektral oranlar?n belirlenmesi sonucunda zeminlerdeki büyütme seviyelerinin belirlenmesi mümkün olmaktad?r. Bu durumda iki boyutlu ve üç boyutlu yerel zemin etkileri ihmal edilmi?tir(Lermo ve Chavez-Garcia, 1994b). ?ekil 1’de Bursa’da yap?lm?? bir mikrotremor etüdüne ait kay?tlar?n de?erlendirilmesi sonucu elde edilen Fourier spektrumlar? ve spektral oranlar görülmektedir.
Kanai metodunda ise; mikrotremor kayd?ndan herhangi iki dakikal?k k?sm? al?narak s?f?r kesme noktalar? aras?ndaki uzakl?k ölçmekte ve bu uzakl?klar?n iki kat?, peryod olarak kabul edilmektedir. Bulunan peryodlar yatay eksende, her bir peryoda ait yenileme say?lar? dü?ey eksende i?lenerek peryod da??l?m e?risi olu?turulur. Bu da??l?m e?risinin doruk noktas?na kar??l?k gelen preryod, en çok tekrarlanan peryod olup hakim peryodu verecektir.

Zemin Grubu Özellikleri

I
Zemin , kaya , set kumlu çak?l vb. içeren tersiyer ya da daha ya?l?
Tabakalardan olu?ur.



II Zemin , kumlu çak?l , sert kumu kil vb. içerir sel gerilimli ya da çak?ll? alüvyon olarak 5m ya da daha çok kal?nl?ktaki katmanlard?r .

III Zemin , kal?nl??? 5m ya da daha fazla olan alüvyon içermektedir.

IV Zemin, yumu?ak



FOUR?ER GENL?KLER? VE GÜÇ SPEKTRUMLARININ
DE?ERLEND?R?LMES?

Fourier spektrumu, sismik dalgalar?n kendi frekans özelliklerini yani hangi frekans bile?enlerini içerdi?ini, hangi bile?enin genli?inin büyük oldu?unu göstermektedir. Büyük genlikli bir bile?en bulunmas? halinde bu bile?enin hakim durumda oldu?u bilinmekte ve böyle bir dalga bile?eninin frekans veya peryoduna hakim frekans veya hakim peryod ad? verilmektedir. Güç spektrumunda ise de?erler, Fourier spektrum de?erlerinin karelerine e?it olup, dalga bile?enlerinin yap?lar üzerinde olu?turaca?? etki güç spektrumunda daha belirgin olarak görülmektedir.

10) SARSINTI-YER-YAPI ETK?LE??M?:

Deprem bölgelendirme çal??malar?n?n esas amac?, bölgelerin deprem duyarl?l?klar?na göre s?n?fland?r?lmas? ve alan kullan?m haritalar?n? ç?kararak deprem zararlar?n? en aza indirgemektir. Bu nedenle yap?lan ölçümler daha sonra meydana gelecek bir depremin hangi alan? ne düzeyde etkileyece?ini belirtir. Sars?nt? saras?nda esnek bir yap?n?n davran???n? denetleyen temel davran?? özellikleri, hakim yanal titre?im peryodu (Tx,Ty), ivme(a), zemin büyütmesi (b), kesme (shear) dalga h?z? (Vs), su içeri?i (%Wn) dir. E?er yap? deprem s?ras?nda sars?nt?lara kar?? esnek kalabiliyorsa daha dü?ük sars?nt?lar önemli olmayacakt?r.
Sert yerlerde hakim titre?im periyodu küçük olup, az katl? (k?sa peryodlu) yap?larda, yunu?ak zeminlerde ise hakim titre?im peryodu büyük olup, çok katl? yap?larda daha çok yatay bas?nç olu?mas?na neden olmaktad?r. E?er yap?n?n zemin emniyet gerilmesi, yap? a??rl???ndan fazla ise sars?nt? geldi?inde yap? esnek kalabilir. (Ercan,A 2000)
Ayn? büyüklükteki deprem, ayn? uzakl?kta iki ayr? özellikteki yerde, farkl? yer ivmesi gösterir.Bunun nedeni deprem dalgas?n?n frekans?, zemin sal?n?m frekans?, su içeri?i, gev?ek tabakan?n kal?nl???, sars?nt? geli? yönü ve yerin esnekli?i’dir. Yap?n?n depremyüküne kar?? tasar?m?nda zemin hakim peryodu, büyütmesi,s?v?la?macekincesi gibi özelliklerinin göz önünde bulunmas? gereklidir ancak bu ?ekilde yap? depreme dayan?kl? olabilir.
Sars?nt?lar yerde düzensiz, arda??k kayma gerilmeleri olu?turur. Arda??k gerilmeler alt?ndaki zeminindavran???n? etkileyen unsurlar; biçim de?i?tirme genli?i, etkin çevre bas?nç?, k?r?lma h?z?, k?r?k yüzei pürüzlülü?ü, sars?m süresi, sars?mla gerilim dü?ümü, suya doygunluk, bo?luk oran?, ince taneli plastiklik özelli?i, a??r? s?k??ma oran?, sars?nt?n?n oran? ve sars?nt?n?n hakim frekans?d?r(Ansal, 1999). Arda??k sars?nt?lar alt?nda gev?ek, taneli ve sulu topraklarla zeminin kayma dayan?m?n?n s?f?rlanmas?, zemini ak??kan duruma geçirerek s?v?la?ma olu?turur. Bunun sonucunda yap? yan yatar, döner ya da oldu?u yere devrilir.




SALINIM B?LE?ENLER? VE ?ÇER???:

Zaman içinde al?nan bu zaman verileri için sal?n?m içeri?i ve bile?enleri bulmak için Fourier dünü?ümü yap?larak spekturumuna bak?l?r. Frekans spektrumuna bak?l?r. Frekans spektrumuna tüm enerji ya bir çan birimli doruk alt?nda toplan?r ya da bu doruklardan tüm frekans aral?klar?nda birkaç tane bulunur. Her doruk, zemine etk?yen ayr? b?r titre?im ya da sal?n?m bile?eninin gösterir. Bunlara hormonik(uyumlu) denir. (F1,F2,F3…..FN). Bunlar F1,F2,F3..FN frekanslar?nda G1,G2,G3,…GN genlikleri ile olu?urlar. Bu harmoniklerden küçük frekansl? olanlar tüm derinlikleri (F1), orta frekansl? olanlar orta derinlikleri (F2,F3,…..), yüksek frekansl? olanlar (sa?a do?ru) s?? derinliklerde olu?an titre?imlerdir. O nedenle, yap? dengesinde kullan?lmak üzere tüm yap?y? simgeleyen F1 frekans?na (1/T) ya da en büyük enerjisi içeren hakim peryod (Ta) al?n?r. Baz? durumlarda To ve Tb ayn? olabilir. Temel kayan?n s?? oldu?u yerlerde To spektrumunun sa? ilerisinde, derin oldu?u yerlerde sol ba?ta, orta derin oldu?u yerlerde ortada yer al?r