Yer tepkisinin üç boyutlu sonlu eleman yöntemiyle belirlenmesi

Abstract

Deprem gibi kuvvetli yer hareketleri sonucu oluşacak yer dinamik davranışının belirlenmesi, mühendislik yapıları ve insan yaşamı için oldukça önemli fakat karmaşık bir işlemdir. Birçok çalışmada bilgisayar kapasitesinin yetersiz olması ve çözüm süresinin uzunluğu, model üretmedeki güçlükler ve kullanılan yazılımlardaki zorluklar gibi nedenlerle 1-boyutlu (1-B) veya 2-boyutlu (2-B) analiz yapılmakta 3.boyut (3-B) etkisi ihmal edilmektedir. Topoğrafik farklılıkların fazla olduğu bölgeler, derin havzalar, 3-B heterojen ve anizotrop ortamlar ile alüvyon gibi pekişmemiş birimlerde 3-B etkisi ihmal edilemeyecek düzeydedir. Bu çalışmada yer tepkisinin belirlenmesi amacıyla 3-B sonlu eleman modeli oluşturabilen ve Rayleigh sönüm yaklaşımı kullanarak dinamik analiz yapabilen bir yazılım (SiteEffect3D) Matlab programlama diliyle geliştirilmiş ve 3-B etkisi araştırılmıştır. SiteEffect3D yazılımı ile Quad4M programı kullanılarak farklı sentetik modellerle dinamik analizler karşılaştırmalı olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada 2-B ve 3-B dinamik analiz sonuçları incelenmiş ve 3-B dinamik analiz yapılmasının önemli olduğu durumlar ortaya konulmuştur. Bu çalışmada Marmara bölgesinde seçilen çalışma alanı için literatürdeki yayınlardan ve raporlardan elde edilen veriler ile sayısal yükseklik modeli verileri birlikte kullanılarak yeni 3-B sonlu eleman modeli üretilmiştir. Bu model üzerinde 17 Ağustos 1999 Marmara depremi ivme kayıtları kullanılarak SiteEffect3D programı test edilmiştir. Ölçülen ve hesaplanan ivmeler ile bunlardan elde edilen spektral verilerle yapılan değerlendirmeler sonucunda SiteEffect3D programının başarılı sonuçlar ürettiği görülmüştür. SiteEffect3D programı 3-B sonlu eleman modeli oluşturma, giriş ivmesinin istenilen şekilde verilebilmesi, laboratuvar deney sonuçları gerektirmemesi gibi özellikleriyle çalışmalarda araştırma zamanını azaltmakta, araştırma kapasitesini ve çeşitliliğini artırmaktadır. Literatüre kazandırılan 3-boyutlu arazi modeli ve SiteEffect3D programıyla bundan sonra yapılacak çalışmalara da zemin hazırlanmıştır.