İçerik Deprem Mühendisliğinin Tanımı, Önemi ve Amacı Deprem Nedir? Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı Depremlerin Oluşumu Faylar Depremlerin Sınıflandırılması Depremin Temel Parametreleri Öncü ve Artçı Depremler Sismik Dalgalar Depremlerin Kaydedilmesi Depremlerin Yeri Deprem ve Türkiye Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler
Dinamik yükler altında zemin ortamının davranışını inceler Deprem Mühendisliğinin Tanımı, Önemi ve Amacı DEPREM MÜHENDİSLİĞİ = Yapı Dinamiği + Zemin Dinamiği + Mühendislik Sismolojisi Karakteristik özellikleri bilinen bir yapının dinamik yükler altındaki davranışını inceler Dinamik yükler altında zemin ortamının davranışını inceler Depremin nasıl oluştuğunu, zemin ortamında nasıl yayıldığını, nasıl ölçülüp değerlendirildiği gibi konuları inceler
Deprem Mühendisliğinin Tanımı, Önemi ve Amacı Deprem Mühendisliğinin Amacı: Deprem olayının insan ve insanın çevresi üzerindeki etkilerini inceleyerek bu etkilerin ortadan kaldırılması veya azaltılmasıdır. Deprem olgusunun sürekli ve yoğun olarak yaşandığı ülkemiz topraklarının %92’si deprem kuşağı içerisinde, nüfusunun %96’sının bu kuşağa giren bölgelerde yaşaması, büyük sanayi merkezlerinin %98’i ve barajlarının %93’ünün deprem bölgelerinde bulunması Can kaybı: 1003 (yıllık ortalama) Yıkılan Bina: 7094 (yıllık ortalama) dikkate alındığında Deprem Mühendisliği’nin ve depreme dayanıklı yapı tasarımının önemini daha da artırmaktadır.
Deprem Nedir? Yerkabuğu içindeki bir kaynaktan ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini sarsması olayına DEPREM denir. Depremler oluşma nedenlerine bağlı olarak genelde şu şekilde sınıflandırılırlar: Tektonik depremler Volkanik patlamaların yol açtığı sarsıntılar Büyük boşlukların çökmesiyle oluşan sarsıntılar Meteorlar ve büyük heyelanların yol açtığı sarsıntılar Dünyada ve Türkiye’de meydana gelen depremlerin çoğunluğu tektonik depremlerdir. Bu tür depremlerin kayaçların fay hatları boyunca kırılmasından meydana geldiği kabul edilmektedir.
Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı Deprem yeraltında meydana gelen bir olaydır. Bu nedenle depremlerin nasıl oluştuğunu anlayabilmek için yerin iç yapısı hakkında bilgi edinmek gerekli olmaktadır. Depremlerin anlaşılması açısından dünyamızın iç yapısının bilinmesi önemlidir. 6371 km yarıçapında olan yerküremiz, dıştan içe doğru: - Yerkabuğu: Toplam hacmin %1’i, ağırlığın %0,4’ü - Manto (üst ve alt manto): Toplam hacmin %84’ü, ağırlığın %67’si - Çekirdek (dış ve iç çekirdek): Toplam hacmin %15’i, ağırlığın %32’si
Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı Güneşin çevresinde ve kendi ekseninde dönerek sürekli bir hareketlilik sergileyen yerküre, kendi içinde de hareketlidir. Litosferin rijit yapısına karşılık Astenosfer kendi içerisinde senede santimetre mertebesinde bir hızla hareket etmektedir. Astenosferin bu hareketleri ısıtılan bir kaptaki suyun konveksiyon akımları ile kıyaslanabilir. Nasıl ki bir kapta ısıtılan su hafifleyip yukarıya doğru yükselmekte, yüzeyde ise soğuyup yoğunlaşarak tekrar alta doğru hareket etmekte ise Astenosfer de Dünya'nın çekirdeğinden aldığı ısı nedeniyle benzeri bir hareket yapmaktadır. Astenosfer içerisindeki bu konveksiyon akımları üstteki Litosferin farklı yönlere sürüklenmesine neden olurlar. Astenosferin senede santimetre mertebesindeki hareketleri sonucunda Litosfer birbirine göre hareket eden çeşitli boyutlardaki parçalara ayrılmıştır. Bu litosfer parçalarına Levha, bunların hareketini inceleyen bilim dalına da Levha Tektoniği adı verilir. Dünyada 7 tane büyük, çok sayıda da küçük levha bulunmaktadır. Bunlar her yıl birbirlerine göre 1–10 cm arasında hareket etmektedirler. Çok yavaş olduğu için insan gözü ile fark edilmesi mümkün olmayan bu hareketler günümüzde uydular ile bağlantılı olarak çalışan GPS (Coğrafi Pozisyon Sistemi) cihazları yardımıyla ile hassas olarak ölçülebilmektedir.
Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı - Konveksiyon akımlarının yükseldiği yerlerde levhalar birbirlerinden uzaklaşmakta ve buradan çıkan sıcak magma da okyanus ortası sırtlarını oluşturmaktadır. - Levhaların birbirlerine değdikleri bölgelerde sürtünmeler ve sıkışmalar olmakta, sürtünen levhalardan biri aşağıya Mantoya batmakta ve eriyerek yitme zonlarını oluşturmaktadır. Konveksiyon akımlarının neden olduğu bu ardışık olay yerkürenin içinde devam edip gitmektedir. İşte yerkabuğunu oluşturan levhaların birbirine sürtündükleri, birbirlerini sıkıştırdıkları, birbirlerinin üstüne çıktıkları ya da altına girdikleri bu levhaların sınırları dünyada depremlerin oldukları yerler olarak karşımıza çıkmaktadır. Levhalar birbirlerine göre üç tür hareket ederler. Levhaların birbirlerinden uzaklaştıkları yerlere uzaklaştıran levha sınırı, birbirlerine yaklaştıkları yerlere yakınlaştıran levha sınırı, birbirlerine göre yanal olarak hareket ettikleri yerlere transform faylı sınırlar adı verilir.
Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı Uzaklaştıran Levha Sınırları: Levhaların birbirlerinden uzaklaştığı sınırlar okyanus tabanlarında ve kıtaların içlerinde görülmektedir. Deniz tabanı (Batimetri) haritaları okyanusların dibinde karalardan çok daha uzun dağ sıralarının bulunduğunu göstermiştir. Bu dağ sıralarının ortasında derin bir çukurluk (rift vadisi) bulunmakta, bu çukurluklarda sürekli bazalt volkanizması ve sığ odaklı depremler meydana gelmektedir. Okyanus ortası sırtlarda yapılan çeşitli çalışmalardan okyanus tabanının okyanus ortası sırtta oluşup, iki kenara doğru hareket ettiğini göstermektedir. Okyanus ortası sırtın iki tarafındaki levhalar alttaki konveksiyon akımlarının zorlaması ile sırt eksenine dik yönde birbirlerine zıt olarak hareket etmekte, arada meydana gelen boşluk astenosferden gelen sıcak magmanın her iki kenardaki levhalara eklenmesi yolu ile doldurulmaktadır. Bu sürekli hareket sonucu okyanus tabanları her yıl uzaklaşma miktarı kadar büyümektedir. Press and Siever (1999)
Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı Yakınlaştıran Levha Sınırları: Okyanus ortası sırtlarda oluşan levhalar bu sınırlardan uzaklaştıkça soğur, yaşlanır ve dolayısıyla yoğunluğu giderek artar. Yaşlı okyanus kabuğunun yoğunluğu astenosferin yoğunluğuna yakındır. Bu durum okyanusal litosferin kolayca astenosfer içerisine batmasına neden olur Okyanusal litosferin astenosfer içerisine batmasına dalma-batma adı verilir. Böylece okyanusal litosfer yeniden astenosfere döner, burada eritilerek astenosfer içerisinde özümsenir ve tüketilir. Dalma-batma mekanizması okyanusun kapanarak okyanusun iki kıyısını oluşturan iki kıtanın çarpışmasına kadar sürer. Hafif olan kıtasal malzeme dalamaz, bu nedenle çarpışır. Çarpışma sonucunda aradaki çökeller ve çarpışan kıtalar sıkışır, bindirmelerle birbiri üzerine itilir ve sonuçta büyük dağ sıraları meydana gelir. Press and Siever (1999)
Yerin İç Yapısı ve Levha Tektoniği Kuramı Transform faylı sınırlar: Transform faylı sınırlar boyunca levhalar birbirlerine göre kayarlar. Buralarda levhalar ne oluşturulur ne de yok edilirler. Transform fayların büyük bir kısmı okyanus tabanı içerisinde bulunur. Bunlar okyanus ortası sırtlarını biçerek birbirine bağlarlar. Transform faylar doğrultu atımlı faylardan farklı olarak sadece levha sınırları arasında uzanırlar. Bunun yanı sıra kıta içlerinde de büyük transform faylar bulunmaktadır. Örneğin San Andreas ve Kuzey Anadolu fayları kıtalar üzerinde yer alan büyük transform faylardır. Press and Siever (1999)
Depremlerin Oluşumu Önceki kısımda bahsedilen levha hareketleri nedeniyle kayaçlar, zaman içerisinde yavaş ama sürekli bir değişim (yer değiştirme, bükülme, yükselme, alçalma, kıvrılma) içindedirler. Bu değişim yeryüzünü kaplayan yerkabuğunda deformasyonlar, gerilme birikimleri ve dolayısıyla kırılmalar oluşturmaktadır. İşte bu kırılmalar depremlerin oluşmasını sağlamaktadırlar. Levha tektoniği kuramına göre depremlerin oluşumu şu şekilde gerçekleşir: Başlangıçta, mevcut bir fayın iki tarafındaki bloklar fay düzlemi boyunca birbirlerine sürtündükleri için hareket edemez, levha hareketleri sonucunda üzerlerine gelen kuvvetleri deforme olarak karşılarlar. Bu durumdaki faylara kilitli fay denir. Üzerlerine yüklenen enerjiyi biriktiren ve deforme olan kayalar deformasyonun gücü sürtünme kuvvetini ya da kayanın kırılma dayanımını yenecek seviyeye gelince aniden kırılırlar. Böylece şok niteliğinde bir hareket ve fay oluşur. Kayalar içerisinde biriken enerji boşalır. Fay harekete geçerek kırılır ve bloklar bir miktar atılır. Fayın iki tarafındaki kayalar deformasyon öncesindeki hallerine dönerler. Bu olaydan sonra da kayalarda uzak zamanlardan beri birikmiş olan gerilmelerin ve enerjinin bir kısmı ya da tamamı giderilmiş olmaktadır.
Depremlerin Oluşumu Aşağıdaki şekilde katı bir ortamda yer kabuğunun kırılması ve depremin oluşumu aşamaları özetlenmektedir: 1.Deprem öncesi gerilme yok 2.Deprem öncesi gerilme maksimum 3.Deprem anı, kırılma (fay) oluşur 4.Deprem sonrası gerilme yok
Depremlerin Oluşumu Levha sınırlarında yada levha hareketlerinin neden olduğu büyük kırık zonlarında meydana gelen depremler hem büyüklükleri hem de sıklıkları açısından en önemli depremlerdir. Dünyada oluşan önemli depremlere ait odak noktaları bir haritaya izdüşürüldüğünde levha sınırları ile bire bir çakıştıkları görülmektedir. Bu durum depremlerin levha hareketleri sonucunda oluştuğunu açık bir şekilde ispatlamaktadır. Press and Siever (1999)
Faylar Faylar genel olarak bir arazi kırığının iki tarafındaki kayalar birbirlerine göre gözle görülür miktarda hareket etmişlerse (atım gelişmiş ise) bu kırığa fay adı verilir. Dünyamızda oluşan yıkıcı depremlerin hemen hemen tamamı faylarla ilişkilidir. Bu nedenle faylar, depremlerin anlaşılması açısından en önemli unsurlardan biridir. Fayların - boyutları birkaç santimetreden, birkaç bin kilometreye kadar, atım miktarları ise birkaç santimetreden, onlarca hatta bazen yüzlerce kilometreye kadar değişmektedir. Fayların boyu depremin büyüklüğü ile logaritmik olarak oranlıdır. Büyük ve sığ depremlerde yeryüzünde gözlenen fayın boyu yüzlerce kilometreye erişebilmektedir. Örneğin 1939 Erzincan depreminde oluşan fayın boyu 360 km olup üzerindeki en büyük yer değiştirme ise 750 cm'dir.
Faylar Faylar deprem sırasında meydana gelen sıkışma, gerilme ya da makaslama kuvvetlerinin etkisi ile gelişir, kendilerini oluşturan kuvvete bağlı olarak farklı şekiller alırlar. Deprem sırasında fayın oluşumu anlık olmamakta, kırılma zaman içinde belirli bir hızla (2‑3 km/s) çeşitli yönlerde ilerlemektedir. Depremin süresini belirleyen bu olgu mühendislik açısından da önemli bir parametredir. Fay düzlemi boyunca kayaların birbirinden uzaklaşma miktarına atım veya ötelenme denir. Bir fay düzleminin iki tarafında yeralan ve fay tarafından birbirine göre ötelenen kayalar fay bloklarını oluştururlar. Fay düzlemi düşey ise bu bloklar hareket ettikleri yöne bağlı olarak alçalan veya yükselen blok adı ile bilinirler. Eğer fay düzlemi eğimli ise fay düzleminin eğimi üzerindeki bloğa tavan bloğu, tersi yönündeki bloğa da taban bloğu adı verilir. Faylar, fay bloklarının fay düzlemine göre hareket ettikleri yön dikkate alınarak adlandırılırlar. Faylar kırılma geometrilerine göre genel olarak şu şekilde sınıflandırılırlar: a) Eğim Atımlı Faylar - Normal Fay - Ters Fay b) Doğrultu (Yanal) Atımlı Faylar c) Verev (Oblik) Faylar
Faylar Eğim Atımlı Faylar: blokların fay düzleminin eğimi yönünde (doğrultusuna dik olarak) hareket ettiği faylardır. Tavan bloğu taban bloğuna göre aşağı düşmüşse eğim atımlı normal faydan, tavan bloğu taban bloğuna göre yukarı çıkmışsa eğim atımlı ters faydan söz edilir. Normal faylar gerilmeli tektonik rejim altında gelişir ve bölgenin genişlemesine neden olurlar. Ters faylar ise kompresyonel (sıkışmalı) tektonik rejim altında gelişir ve bölgenin kısalmasına neden olurlar.
Faylar Doğrultu (Yanal) Atımlı Faylar: blokların fay düzleminin doğrultusu boyunca hareket ettiği faylardır. Bloklardan biri üzerinde durulup karşı bloğa bakıldığında karşı blok sağa doğru hareket etmişse sağ yanal, sola doğru hareket etmişse sol yanal atımlı faydan söz edilir. Oblik (Verev) Faylar: blokların hem doğrultu hem de eğim yönünde hareket ettiği faylardır. Bunlar eğer tavan bloğu alçalmışsa Oblik normal fay, eğer tavan bloğu yükselmişse Oblik ters fay olarak adlandırılır.
Faylar Bir bölgede normal faylar ardışık olarak geliştikleri zaman horst-graben yapısının gelişimine yol açarlar. Horstlar yükselen, grabenler ise alçalan fay bloklarına karşılık gelirler. Horstlar dağlık ve yüksek alanları, grabenler ise alçak ve düzlük alanları oluştururlar. Ege bölgesi bu tür horst-graben yapıları için iyi bir örnektir. Press and Siever (1999)
Depremlerin Sınıflandırılması Oluş Nedenlerine Göre: a) Tektonik Depremler: İç kuvvetlerin neden olduğu gerilimlerin boşalması ile meydana gelen yer kabuğu hareketlerinin yol açtığı sarsıntılara Tektonik Depremler adı verilir. Gerek şiddet gerekse etki alanı bakımından en önemli ve en yıkıcı olan depremlerdir. Yeryüzünde olan depremlerin %90'ı bu gruba girer. Türkiye'de olan depremler de büyük çoğunlukla tektonik depremlerdir. b) Volkanik Depremler: Bunlar volkanların püskürmesi sonucu oluşurlar. Yerin derinliklerinde ergimiş maddenin yeryüzüne çıkışı sırasındaki fiziksel ve kimyasal olaylar sonucunda oluşan gazların yapmış oldukları patlamalarla bu tür depremlerin meydana geldiği bilinmektedir. Bunlar da yanardağlarla ilgili olduklarından yereldirler ve önemli zarara neden olmazlar. Japonya ve İtalya'da oluşan depremlerin bir kısmı bu gruba girmektedir. Türkiye'de aktif yanardağ olmadığı için bu tip depremler de olmamaktadır. c) Çöküntü Depremleri: Bunlar yer altındaki boşlukların (mağara), kömür ocaklarında galerilerin, tuz ve jipsli arazilerde erime sonucu oluşan boşlukları tavan bloğunun çökmesi ile oluşurlar. Hissedilme alanları yerel olup enerjileri azdır fazla zarar getirmezler. Özellikle karstik sahalarda görülürler. Ülkemizde en çok Akdeniz Bölgesindeki karstik mağaraların tavan kısımlarının çökmesi ile meydana gelirler.
Depremlerin Sınıflandırılması Uzaklıklarına Göre: Yerel Depremler: 100 km’den daha az uzaklıktaki depremler Yakın Depremler: 100-1000 km arasındaki uzaklıkta depremler Bölgesel Depremler: 1000-5000 km arasındaki uzaklıkta depremler Uzak Depremler: 5000 km’den daha çok uzaklıktaki depremler Büyüklüklerine Göre: Çok büyük depremler: M>8.0 Büyük depremler: 7.0<M<8.0 Orta büyüklükte depremler: 5.0<M<7.0 Küçük depremler: 3.0<M<5.0 Mikro depremler: 0.0<M<3.0
Depremin Temel Parametreleri Herhangi bir deprem meydana geldiğinde, bu depremim tariflenmesi ve anlaşılabilmesi için deprem parametreleri olarak tanımlanan bazı kavramlardan söz edilmektedir. Bu parametreler aşağıda kısaca özetlenecektir: Depremin Oluş Zamanı: Fiziksel anlamda oluş zamanı fay üzerinde ilk kırılmanın olduğu andır. Depremle ilgili araştırmalarda depremlerin tarih ve GMT’ye göre oluş zamanının belirlenmesi istenir. Bu, hem arşivlemede ve hem de fiziksel ve istatistik araştırmalarda gerekli olmaktadır. Depremin yerinin ve oluş zamanının doğru olarak saptanması için deprem istasyonlarında kullanılan saatlerin çok duyarlı olması gerekmektedir. Depremin Odak Noktası (Hiposantr): Depremi oluşturan ilk kırılmanın başladığı yeraltı noktasına, depremin odak noktası (Hiposantr) denir. Kırılma bu noktadan başlayarak sürer ve tüm fay üzerinde yayılır. Odak noktası fayın herhangi bir yerinde olabilmektedir. Odak noktası için günümüzde “başlama noktası” deyimi de kullanılmaktadır. Gerçekte, enerjinin ortaya çıktığı yer bir nokta olmayıp bir alandır, fakat pratik uygulamalarda nokta olarak kabul edilmektedir.
Depremin Temel Parametreleri Dış veya Üst Merkez (Episantr): Odak noktasına en yakın yer yüzeyindeki noktadır. Burası aynı zamanda depremin en çok hasar yaptığı veya en kuvvetli olarak hissedildiği yerdir. Aslında bu, bir noktadan çok bir alandır. Depremin dış merkez alanı depremin şiddetine bağlı olarak çeşitli büyüklüklerde olabilir. Bazen büyük bir depremin odak noktasının boyutları yüzlerce kilometreyle belirlenebilir. Bu nedenle "Episantr Bölgesi" ya da "Episantr Alanı" olarak tanımlama yapılması gerçeğe daha yakın bir tanımlama olacaktır.
Depremin Temel Parametreleri Odak Derinliği: Odak noktasının yeryüzünden olan derinliğine veya üst merkeze olan uzaklığına odak derinliği denir. Başka bir değişle deprem enerjisinin çıktığı noktanın (odak) yeryüzüne en kısa uzaklığı depremin odak derinliğidir. Depremler odak derinliklerine göre üç sınıfa ayrılırlar: Sığ depremler: yerkabuğu içinde 0‑60 km derinliklerde olan depremlerdir. Orta derinlikte depremler: 60-300 km derinliklerde meydana gelir. Derin odaklı depremler: 300 km den daha fazla derinliklerde olan depremlerdir. Araştırmalar 700 km den daha derin yerlerde depremlerin olmadığını göstermektedir. Bunun nedeni dalan okyanus litosferinin kırılgan katı ve gevrek özelliğini daha derinlerde koruyamaması ve eriyerek sünek manto malzemesine dönüşmesidir. Türkiye'de olan depremler genellikle sığ depremlerdir ve derinlikleri 0-60 km. arasındadır. Orta ve derin depremler daha çok bir levhanın bir diğer levhanın altına girdiği bölgelerde olur. Derin depremler çok geniş alanlarda hissedilir, buna karşılık yaptıkları hasar azdır. Sığ depremler ise dar bir alanda hissedilirken bu alan içinde çok büyük hasar yapabilirler.
Depremin Temel Parametreleri Depremin Büyüklüğü (Magnitüt): 1841 yılından itibaren depremleri kaydeden aygıtların (sismograf) yapılmaya başlanmasıyla birlikte aletsel kayıtlara bağlı olarak depremin ölçüsünü belirleyen ölçeklerin kullanımı da gündeme gelmiştir. Deprem sırasında açığa çıkan enerjinin bir ölçüsü olarak tanımlanmış, bu enerjinin doğrudan doğruya ölçülme imkanı olmadığından, 1935 yılında A.B.D.'den Prof. C.Richter tarafından bulunan bir yöntemle depremlerin aletsel bir ölçüsü olan "Magnitüt" tanımlanmıştır. Prof. Richter, episantrdan 100 km. uzaklıkta ve sert zemine yerleştirilmiş özel bir sismografla (2800 büyütmeli, özel periyodu 0.8 saniye ve %80 sönümü olan bir Wood-Anderson Sismografı ile) kaydedilmiş zemin hareketinin mikron cinsinden ölçülen maksimum genliğinin 10 tabanına göre logaritmasını bir depremin "magnitüdü" olarak tanımlamıştır. ML ile simgelenen bu ölçeğin yararı depremin ölçüsünü bulunduğumuz konumdan bağımsız olarak saptayabilmeye imkan tanımasıdır. Bugüne dek olan depremler istatistik olarak incelendiğinde kaydedilen en büyük magnitüt değerinin 8.9 olduğu görülmektedir.
Depremin Temel Parametreleri Richter büyüklük ölçeğinin basit bir sismografa bağımlı olması, yalnızca sığ ve yakın depremler için kullanılabilmesi ve 2 den küçük depremlerin büyüklüğünü saptayamama gibi sınırlamaları vardır. Bu nedenle daha geniş kullanım alanı olan deprem büyüklük ölçekleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Gutenberg ve Richter (1956) tarafından geliştirilen cisim ve yüzey dalgası büyüklükleri (sırasıyla mb ve Ms) her türlü depreme uygulanabilmekte ve bu büyüklükler birbirleri cinsinden tanımlanabilmekteydi. Ancak, sismolojik çalışmalar, çok büyük depremler için bu büyüklük ölçeklerinin yeterli olmadığını göstermiştir. Aki (1967) yaptığı çalışmalar sonucu kuramsal temeli daha sağlam olan ve Mo simgesiyle verilen Sismik Moment adlı yeni bir ölçek geliştirmiştir. Sismik Moment deprem kaynağındaki kuvvetlerin mekanik momentinin karşılığıdır ve birimi Newton.metre ya da dyne.cm'dir. Bugün büyüklük ölçekleri ile sismik moment ilişkilendirilmış olarak kullanılabilmektedir. Sismik moment kökenli büyüklüğe Moment Büyüklüğü denir ve Mw ile gösterilir.
Depremin Temel Parametreleri Depremin Şiddeti: Sismografların olmadığı dönemlerde, depremin gücünü belirleme amacıyla depremlerin canlılar, yapılar ve toprak üzerindeki etkileri sınıflanmış ve şiddet adı verilen ölçek ortaya çıkmıştır. Depremin şiddeti; herhangi bir derinlikte olan depremin, yeryüzünde hissedildiği bir noktadaki etkisinin ölçüsü olarak tanımlanmaktadır. Depremin şiddeti, onun yapılar, doğa ve insanlar üzerindeki etkilerinin bir ölçüsüdür. Bu etki, depremin büyüklüğü, odak derinliği, dış merkeze olan uzaklık, yapıların durumu, zemininin jeolojik yapısı gibi faktörlere bağlı olarak değişik olabilmektedir. Şiddet depremin kaynağındaki büyüklüğü hakkında doğru bilgi vermemekle beraber, deprem dolayısıyla oluşan hasarı yukarıda belirtilen etkenlere bağlı olarak yansıtır.
Depremin Temel Parametreleri Depremin şiddeti, depremlerin gözlenen etkileri sonucunda ve uzun yılların vermiş olduğu deneyimlere dayanılarak hazırlanmış olan "Şiddet Cetvelleri"ne göre değerlendirilmektedir. Diğer bir deyişle "Deprem Şiddet Cetvelleri" depremin etkisinde kalan canlı ve cansız her şeyin depreme gösterdiği tepkiyi değerlendirmektedir. Önceden hazırlanmış olan bu cetveller, her şiddet derecesindeki depremlerin insanlar, yapılar ve arazi üzerinde meydana getireceği etkileri belirlemektedir. Bir deprem oluştuğunda, bu depremin herhangi bir noktadaki şiddetini belirlemek için, o bölgede meydana gelen etkiler gözlenir. Bu izlenimler Şiddet Cetveli'nde hangi şiddet derecesi tanımına uygunsa, depremin şiddeti, o şiddet derecesi olarak değerlendirilir. Örneğin; depremin neden olduğu etkiler, şiddet cetvelinde VIII şiddet olarak tanımlanan bulguları içeriyorsa, o deprem VIII şiddetinde bir deprem olarak tariflenir. Çok çeşitli deprem şiddet ölçeği önerilmiş ve kullanılmıştır. Bu ölçeklerin başlıcaları: Rossi-Forel (RF), Mercalli-Sieberg (MS), Omori-Cancani (OC), Mercalli-Cancani (MC), Değiştirilmiş Mercalli (MM), Medvedev-Sponheur-Karnik (MSK) ve Japon (JM) ölçekleri gibi.
Depremin Temel Parametreleri Değiştirilmiş Mercalli Şiddet Cetveli (MM): I.Derece Duyarlı sismograflar tarafından kaydedilir. Çok az insan tarafından hissedilir. II.Derece Ancak oturan, yatan ve özellikle yapıların üst katlarındaki kişiler tarafından duyulur. Asılmış konumdaki bazı eşyalar sallanabilir. III.Derece Yapıların içinde ve özellikle yapıların üst katlarında bulunan kişiler tarafından duyulur. Duran motorlu araçlar hafifçe sallanabilir. Ağır bir motorlu araç geçiyormuş gibi duyulur. Süresi algılanabilir. IV.Derece Gündüzleri, yapıların içinde bulunan birçok kişi, dışarıda ise bazı kişiler tarafından duyulabilir. Geceleri, bazı kişileri uyandırabilir. Tabaklar, pencereler, kapılar sallanır, duvarlar gıcırdama sesleri çıkarır. Duran araçlar sarsılır. V.Derece Hemen herkes tarafından duyulur. Mutfak eşyalarından ve pencere camlarından bir bölümü kırılabilir. Sıvalar çatlayabilir ya da düşebilir. Kararlı olmayan eşyalar devrilebilir. Bazen araçların, direklerin ve diğer yüksek eşyaların sallandığı görülür. Sarkaçlı saatler durabilir. Kötü yapılmış bacalar ve bahçe duvarları yıkılabilir. VI.Derece Herkes tarafından duyulur. Birçok kişi korkar ve dışarı fırlarlar. Ağır eşyalardan bir bölümü yerinden oynar. Bazı yerlerde sıvaların ve bacaların düştüğü görülür. İyi yapılmamış taş, tuğla ve kerpiç yığma yapılarda önemli çatlaklar oluşur. VII.Derece Herkes dışarı koşar. İyi hesaplanmış ve iyi yapılmış yapılarda önemsiz hasar olur. İyi yapılmamış taş, tuğla ve kerpiç yapılarda önemli hasar ve yıkıntı olur. Betonarme yapıların duvarlarının çerçeve sistemi ile birleşim yerlerinde çatlaklar oluşur. Araç kullanan kişiler depremin farkına varırlar.
Depremin Temel Parametreleri Değiştirilmiş Mercalli Şiddet Cetveli (MM) --- (devam): VIII.Derece Özel olarak yapılmış yapılarda az hasar olur. İyi yapılmamış taş, tuğla ve kerpiç yapılarda ağır hasar ya da tümüyle yıkılma görülür. İyi yapılmış yığma kagir yapılarda ağır hasar, iyi yapılmamış betonarme yapılarda taşıyıcı sistemlerde çatlaklar oluşabilir. Ağır eşyalar ters döner. Araç kullananlar rahatsız olurlar. Arazide kum fışkırmaları (sıvılaşma), çatlaklar ve faylar (kırıklar) olur. Kayalar düşer ve heyelanlar olabilir. IX.Derece Yığma kagir yapılar yıkılır ya da çok ağır hasar görür. Betonarme yapılarda taşıyıcı sistemde mafsallaşma başlar. Donatıyı örten beton kabuk düşer, donatı etriyelerden ayrılır ve burkulma olur. Betonarme yapılarda önemli ötelemeler ve şakülden kaymalar olur. Yeryüzünde büyük yarık ve çatlaklar oluşur. Yeraltındaki borular kopar. Kumlu zeminlerde sıvılaşma olur. X.Derece İyi yapılmamış ahşap karkas, betonarme yapılarda çok ağır hasar ya da kırılma başlangıcı görülür. Yeryüzünde büyük çatlaklar ortaya çıkar. Raylar bükülür. Irmak kıyılarında ve dik yamaçlarda heyelanlar olur, kum ve çamur akmaları (sıvılaşma) görülür. XI.Derece Pek az yapı ayakta kalır. Köprüler yıkılır. Yeryüzünde geniş çatlaklar oluşur. Yeraltı boruları tümüyle işe yaramaz duruma gelir. Yumuşak zeminde yer kaymaları ve toprak yığıntıları olur. Raylar çok fazla eğilir. XII.Derece Tüm yapılar yıkılır. Deprem bölgesindeki yeryüzü biçimi değişir. Yeryüzünde deprem dalgalarının ilerleyişi görülür.
Depremin Temel Parametreleri Deprem Şiddet Cetvellerinin Karşılaştırılması:
Öncü ve Artçı Depremler Asıl depremden (ana şok) bir süre önce asıl depremin yakınlarında küçük sarsıntılar meydana gelebilir. Bu depremlere “öncü depremler” adı verilir. Küçük öncü depremler, daha sonra oluşacağı düşünülen büyük bir depremin habercisi olarak kabul edilmemelidir. Eğim atımlı fayların olduğu bölgelerde öncü depremlerin oluşması mümkündür. Büyük bir depremden sonra ana sarsıntıdan daha küçük ve giderek oluş zamanları uzayan ve büyüklükleri küçülen bir dizi sarsıntılara “artçı depremler” adı verilir. Artçı sarsıntılar genel olarak ana şoktan daha küçük magnitütlü olmaktadır. Bu sarsıntılar, daha önceden hasar gören yapıları yıkabilirler. Artçı sarsıntılar, asıl deprem sırasında yırtılan fay hattı üzerindeki değişik yerlerdeki gerilmelerin dengelenmesi ve yeniden dağılımından oluşur.
Sismik Dalgalar Levhaların kırılma ve kayma hareketlerinin etkisiyle yeryüzüne doğru ya da yüzey doğrultusu boyunca yayılan salınım hareketleri sismik dalgalar olarak isimlendirilmektedir. Depremde yer kabuğunda biriken şekil değiştirme enerjisi kinetik enerjiye dönüşür ve her doğrultuda sismik dalgalar meydana gelir. Dalgaların yayıldığı yere deprem merkezi denir. Sismik dalgaların yayılma davranışı geçtikleri ortamın cinsine bağlı olarak değişmektedir. Sismik dalgalar yayılırken yerkabuğunda geçtikleri homojen olmayan tabakalarda gevşek ve suya doygun zeminlerde absorbe edilerek, yansıma ve kırılmalara maruz kalırlar. Sismik dalgaların hızı da, dalganın geçtiği ortamın cinsine bağlı olarak değişir. Örneğin granit gibi yoğun kayalarda hız kum yada çakıldakinden çok daha fazladır.
Sismik Dalgalar Depremler bilindiği üzere titreşim hareketleri olup, bu dinamik etkinin yayılması dalga hareketi şeklinde olmaktadır. Bu dalga hareketi, özellikleri farklı iki tip deprem dalgası şeklinde tanımlanmıştır: Cisim Dalgaları - P Dalgaları (birincil, boyuna, basınç) - S Dalgaları (ikincil, enine, kayma) Yüzey Dalgaları - Rayleigh Dalgaları - Love Dalgaları Press and Siever (1999)
Sismik Dalgalar P Dalgaları: P Dalgalarının hızları; birincil, primer, boyuna veya basınç (Pressure) dalgası olarak da bilinir. geçtikleri ortamda önce sıkışma, sonra genleşme meydana getirmektedir. ses dalgalarına benzerler, katı ve sıvı ortamlardan geçebilirler. bu dalgalardan etkilenen bir parçacığın titreşimi dalga ilerleme yönüne paraleldir. çok büyük depremler veya deprem merkezine çok yakın yerler dışında yıkıma neden olmazlar. jeolojik birimler basınçta daha rijit olduklarından P dalgaları diğer dalgalardan daha hızlıdırlar ve dolayısıyla kayıt istasyonuna ilk olarak bu dalgalar gelir. P Dalgalarının hızları; λ Lamé sabiti; G kayma modülü; ρ zeminin kütlesel yoğunluğu (http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/WaveDemo.htm)
Sismik Dalgalar S Dalgaları: S Dalgalarının hızları; ikincil, sekonder, enine veya kayma (Shear) dalgası olarak da bilinir. geçtikleri zemin ortamında kayma deformasyonlarına yol açarlar. bu dalgalardan etkilenen bir parçacığın titreşimi dalga ilerleme yönüne diktir. SH ve SV şeklinde bileşenleri vardır. Yıkıcı etkiye sahiptir. yalnızca katı ortamlarda hareket edebilirler, sıvı ve gaz ortamlarda ilerleyemezler. S dalgasının hızı P dalgasına kıyasla daha yavaştır. S Dalgalarının hızları; G kayma modülü; ρ zeminin kütlesel yoğunluğu (http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/WaveDemo.htm)
Sismik Dalgalar Yüzey Dalgaları: Yer yüzeyi ve yüzeydeki katmanlar ile cisim dalgaları arasındaki etkileşim sonucunda ortaya çıkarlar. Mühendislik açısından en önemlileri Rayleigh ve Love dalgalarıdır. Rayleigh dalgalarından etkilenen bir parçacık hem yatay hem de düşey hareket etmektedir. Love dalgaları, SH dalgalarının yumuşak çökeller ile etkileşimi sonucunda oluşur. Partikül titreşiminin düşey bileşeni yoktur. Dalga hızları arasında cP>cS>cR bağıntısı mevcuttur. (http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/WaveDemo.htm)
Sismik Dalgalar Dalga hareketlerine yeniden bakacak olursak hepsinde dalganın ilerleme yönü aynı olmasına rağmen parçacık hareketi tamamen farklı meydana gelmektedir. Örnek olarak; bir arkadaşımızın elinde kitap olduğu halde ileriye doğru yürüdüğünü farz edelim (sismik dalgaların yayıldığı gibi). Yürürken elindeki kitabı ileri-geri hareket ettirirse P dalgası Yürürken elindeki kitabı yukarı-aşağı hareket ettirirse S dalgası Yürürken elindeki kitabı dairesel hareket ettirirse Rayleigh dalgası Yürürken elindeki kitabı sadece yatay doğrultuda hareket ettirirse Love dalgası
Depremlerin Kaydedilmesi Depremlerin ya da diğer tür enerji kaynaklarının ürettiği sismik dalgalar sismograf olarak adlandırılan deprem kayıt aygıtları tarafından kaydedilir. Yeryüzünde, yeraltında ya da denizaltında algılama yapabilen sismograflar, elektronik ve mekanik aksamların yer aldığı aygıtlar olup, üç ana kısımdan oluşur: Algılayıcı (sismometre, jeofon) Koşullandırıcı (yükseltici, süzgeç, saat ve radyo) Kayıtçı (kalem, teyp, bilgisayar)
Depremlerin Kaydedilmesi Yapılacak olan sismolojik araştırmanın niteliğine göre, deprem kayıtçıları ivme, hız ve yerdeğiştirme kayıtçıları olarak sınıflanmaktadır. İvme kayıtçıları depremlerin yapılar ve toprak üzerindeki etkilerini ve deprem kaynaklarının mekanizmasını incelemekte, hız ve yerdeğiştirme kayıtçıları ise depremlerin kaynak özelliklerini, yerin fiziksel yapısını ve sismik dalgaların yayınım karakteristiklerini araştırmakta kullanılır. Sismografların yerin titreşimlerine ait kayıtlarının tamamına sismogram adı verilmektedir. Şekildeki kayıtlar 17.08.1999 tarihli Kocaeli Gölcük depremi K-G; D-B ve düşey bileşen ivme kayıtlarını göstermektedir. www.deprem.gov.tr
Depremlerin Yeri Bir depremin yeri genellikle önce üst merkezi cinsinden tanımlanır. Kesin olmayan üst merkez tanımlaması sade ve kolay bir işlemdir, ancak kesin yerin belirlenmesi son derece karmaşık olabilir. Kesin olmayan üst merkezin yerinin tanımlanması en az üç sismograf istasyonuna ait P ve S dalgalarının göreceli geliş zamanlarına göre yapılır. Sismik dalgaların hızlarına ve geliş zamanları arasındaki farka bağlı olarak sismograf istasyonu ile deprem üst merkezi arasındaki uzaklık: Sadece bir sismograf istasyonuyla üst merkez uzaklığını belirlemek mümkündür, fakat üst merkezin yönü bulunamaz. Bu sınırlı bilgi, üst merkez uzaklığı yarıçap alınarak daire çizmek suretiyle grafiğe aktarılır. İkinci sismograf istasyonuna ait bilgi de grafiğe eklendiğinde depremim muhtemel üst merkezi iki dairenin ara kesitindeki alana indirgenmiş olacaktır. Daha fazla sismograf ve üç boyutlu sismik hız modeli ile birlikte sayısal optimizasyon teknikleri kullanılarak üst merkezin yeri daha hassas tayin edilebilir. Bu tekniklerin doğruluk derecesi sismografların sayısı, kalitesi ve coğrafi dağılımı ile sismik hız modelinin doğruluk derecesine bağlıdır.
Deprem ve Türkiye Yerküre üzerinde oluşan depremlerin büyüklüğü ve neden oldukları zararlar göz önüne alındığında iki ana deprem kuşağı en çok ilgi çeken bölgelerdir. Bunlar; Büyük Okyanusu çevreleyen ve özellikle Japonya üzerinde etkili olan Pasifik Deprem Kuşağı Cebelitarık’tan Endonezya’ya uzanan ve Türkiye’nin de içinde bulunduğu Akdeniz-Himalaya deprem kuşağı
Deprem ve Türkiye Türkiye’nin bulunduğu bölgede büyük levhalar arasında küçük birçok levhanın olması, Türkiye’nin büyük bir bölümünün deprem kuşağı içinde yer almasına neden olur. Türkiye, üç büyük levhanın etkisi altındadır. Avrasya, Afrika ve Arap levhaları. Anadolu’nun büyük bir kısmının yer aldığı Anadolu levhası, Avrasya levhasının küçük bir bölümüdür. Levhalar arasındaki etkileşim şu şekilde gerçekleşmektedir: Afrika levhası Akdeniz’de Helenik-Kıbrıs Yayı denilen bölgede Avrasya (Anadolu) levhasının altına dalar. Arap levhası ise Kızıldeniz'deki açılma nedeniyle kuzeye doğru hareket eder ve Anadolu levhasını sıkıştırır. Bu sıkıştırma sonucu Bitlis Bindirme Zonu (Bitlis Kenet Kuşağı) oluşmuştur. Sıkıştırma halen sürdüğü için Anadolu levhası kuzeydeki (Kuzey Anadolu Fayı) ve güneydeki (Helenik-Kıbrıs Yayı ile Doğu Anadolu Fayı) fay hatları boyunca batıya doğru hareket eder.
Deprem ve Türkiye Arap levhasının sıkıştırması sonucu batıya kayan Anadolu levhasının sınırlarında ve Afrika levhasının Avrasya levhasının altına dalması sonucu Akdeniz’de ve Ege Graben sistemi içerisinde depremler meydana gelmektedir. Ancak Arap levhasının sıkıştırması bu bölgelerdeki hareketlenme ile tamamen telafi edilemediği için İç Anadolu ve Doğu Anadolu bölgelerinde de içsel deformasyon nedeni ile depremler olabilmektedir.
Deprem ve Türkiye Geçmişte olan tarihi depremler, deprem kuşaklarına olan uzaklıklar ve jeolojik yapı durumu göz önüne alınarak. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelikte Türkiye 5 deprem bölgesine ayrılmıştır. Bu bölgelerden I. ve II. derece deprem bölgeleri en tehlikeli olan bölgelerdir. - I. derece deprem bölgesinde 70-80 yılda en fazla IX şiddetinde bir kere - II.derece bölgede aynı süre içinde en fazla VIII şiddetinde - III. Derece bölgede aynı süre içinde en fazla VII şiddetinde - IV. Derece bölgede aynı süre içinde en fazla VI şiddetinde deprem olması beklenir.
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Bir depremin herhangi bir uzaklıktaki ve konumdaki hareketlerinin özelliklerini belirleyen etmenlerin sayısı oldukça fazladır. - deprem kaynağı - deprem dalga fazları - deprem odağı ile algılanan nokta arasındaki yer yapısı - algılama noktasındaki zeminin ve yapının karşılıklı etkileşimleri gibi özellikler deprem kökenli yer hareketinin karakterini belirleyen unsurlardan bazılarıdır. Depremlerin etkileri genellikle üç grupta incelenebilir. Bunlar: Depremlerin yapılara etkileri ve zararları Depremlerin yeryüzündeki etkileri Depremlerin neden oldukları diğer etki ve zararlar
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Depremlerin yapılara etkileri ve zararları: Deprem nedeniyle bir yapıda gözlenen hasar ve etkilerin oluşmasında etkili olan unsurlar; depremin kaynak mekanizması depremin büyüklüğü ve derinliği zeminin türü zemin-yapı etkileşiminin durumu yapının mühendislik parametreleridir Aynı tür zemin üzerinde bulunan ve depremden aynı uzaklıktaki yapıların aynı büyüklükteki bir depremden etkilenme ve hasar görme derecesi o yapıların türüne, salınım periyotlarına ve altındaki zemin yapısına göre değişmektedir. En az hasar derecesinden en çok hasar derecesine göre yapı türlerini sıralarsak, hafif çelik betonarme döşemeli çelik betonarme ahşap kagir kerpiç yığma yapılar
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Hafif çelik yapılarda zemin problemleri olmadığı sürece deprem hasarına az rastlanır. Çelik iskelette deformasyonlara rastlanılsa bile yapının tümüyle çökmesi beklenmez. Betonarme yapılar depreme iyi dayanan yapılardır, ancak üst yapının, temelin ve zeminin yetersizliği nedeniyle önemli hasarlara uğradıkları gözlenmiştir. Ahşap yapılar büyük depremlerde eğilme ve katlar arasında kayma göstermekle birlikte orta büyüklükteki depremlerde iyi davranırlar. Ülkemizdeki geleneksel ahşap yapıların yatay etkilere dirençleri fazla değildir. Kagir ve kerpiç yığma yapılar depreme en az direnç gösteren yapılardır. Özellikle kerpiç yığma yapılar ortanın altında sayılabilecek büyüklükteki depremlerde dahi yıkılmakta ve ölümcül olmaktadırlar. 1903-1999 yılları arasında Türkiye’de meydana gelmiş hasar yapıcı depremlerin neden olduğu insan ve yapı kayıplarının karşılaştırılması (Kaynak: www.koeri.boun.edu.tr)
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Depremlerin yeryüzündeki etkileri: Faylar: Faylar yerkabuğu içinde yatay ve düşey yöndeki süreksizlikler olarak ortaya çıkar ve bu arakesitin her iki tarafında kalan yer blokları kayarak birbirine zıt yönde yer değiştirirler. Faylar genellikle kesiksiz bir çizgi değildir. Ana kırık boyunca çeşitli türde kırıkların yer aldığı bir 'kırıklar topluluğu' ya da bir 'kırık zonu' dur. Ancak 6 dan büyük ve sığ depremler yeryüzünde fay kırıkları oluşturabilirler.
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Heyelan, kopma ve çökme: Heyelanlar, depremler olmadığı zamanlarda da ortaya çıkan bir yer hareketidir. Özellikle çok yağışlı mevsimlerde, yamaçlarda konumlanmış gevşek ve dolgu tabakalar altlarındaki sağlam zemin üzerinde ve eğim yönünde hareket ederler. Depremler sırasında bu tür alanlarda büyük ölçekli heyelanlar tetiklenir. Kopma ve çökme ise yamaçlarda konumlanan kaya ve toprak parçalarının depremler sırasında eğim aşağı hareket etmeleridir.
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Heyelanlara neden olan etkenler: Kuvvetli Eğim: Eğimlerin fazla olduğu sahalarda heyelan riski artmaktadır. Suya Doygunluk: Heyelanlar yağışlı veya zeminin ıslak olduğu mevsimlerde meydana gelirler. Kaya Yapısı: Plastisite, likidite sınırları malzemenin yapısına sıkı bir şekilde bağlıdır. Çeşitli kil türlerinde plastisite değerleri birbirine yakın ancak likidite değerleri birbirinden çok farklıdır. Örneğin kaolin kili, en az su ile likidite sınırına erişen yani heyelana en uygun olan kil türüdür. Dolayısıyla killi formasyonların yaygın olduğu sahalarda heyelan çok fazla görülür. Buna karşılık kalker ve bazalt gibi kayalarda heyelan seyrek görülmektedir. Tektonik Yapı: Tektonik yapı ile heyelan arsında çok sıkı bir ilişki vardır. Tabakaların yamaç eğimine paralel olarak dalmaları, heyelanları kolaylaştırır. Özellikle tabakalar arasında killi bir seviyenin varlığı önemli rol oynar.
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Heyelan Türleri: Asıl Heyelanlar: Bu tür heyelanların oluşumunda su, hazırlayıcı bir rol oynar. Fakat asıl heyelan kütlesi, su ile hamurlaşmış halde değildir. Kuru bir kütle halinde, fakat kaymaya uygun bir zemin üzerinde yer değiştirmiştir. Bu tip heyelanlar ülkemizde sık sık oluşurlar. Bu heyelanların en büyük olanları, genellikle bol yağışlı ve dik eğimli sahalarda, özellikle kuvvetle yarılmış, nemli ve litoloji bakımından da elverişli olan Kuzey Anadolu dağlık alanında oluşmuştur. Göçmeler: Heyelanın hareket bakımından farklı bir başka tipini oluştururlar. Bu tip heyelan bir kaşığa benzeyen konkav kopma yüzeyleri boyunca dönerek yer değiştiren kısımlardan oluşur. Kayan kısımlardan her biri, geriye doğru çarpılır. Bunun sonucunda, kayan kütlelerin ilksel eğimleri değişir ve bunların yüzeyleri kopma yarasının bulunduğu tarafa doğru yeni bir eğim kazanır. Toprak Kaymaları: Heyelanın, bir bakıma çamur akıntılarına benzeyen bir türüdür. Fakat çok yavaş oluşmaları, belli bir yatağa bağlı olmamaları ve içerdikleri suyun çok daha az olması gibi farklarla çamur akıntılarından ayrılırlar. Toprak kaymaları, su ile doygun hale gelen ve bu şekilde bütünü ile kayganlaşan yüzeysel depoların, döküntü örtüsünün veya toprakların yer aldığı yamaçlarda oluşur. Bu şekilde bir kopma yarası ve kıvamlı bir hamur gibi yer değiştiren bir heyelan kütlesi meydana gelir. Toprak kaymaları asıl heyelandan daha yüzeyseldir.
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Toprak ve Çamur Akması: Depremler zaman zaman yer altı suyu içeren tabakaları etkileyerek suyun mevcut çatlaklardan yeryüzüne çıkmasını ve çamurla birlikte akmasına neden olmaktadır. Sıvılaşma: Yeraltı su seviyesi altındaki tabakaların geçici olarak mukavemetlerini kaybederek, katı yerine viskoz sıvı gibi davranmalarıdır. Özellikle, kil bulunmayan kum ve siltler ve bazen çakıllar sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Deprem sırasında, dalgaların özellikle kayma dalgalarının suya doymuş daneli tabakalardan geçerken, dane yerleşim düzenini değiştirir, gevşek olarak bulunan danelerin göçerek yerleşmesine ve sıkışmasına sebep olur.
Depremlerin Doğa ve Yapılar Üzerindeki Etkileri Depremlerin neden olduğu diğer etki ve zararlar: Yangınlar: Depremlerin zarar verici yan etkilerinden birisi de yangınlardır. Yerleşimin sık olduğu şehir ve kasabalarda deprem sırasında oluşan yangınlar, önlem alacak araçların felce uğramasıyla birlikte hızla yayılma ve büyük boyutlarda zarar verme eğilimi göstermektedir. Susuzluk, cadde ve sokaklardaki enkaz nedeniyle ulaşım zorluğu, gaz ve akaryakıt gibi maddelerin tutuşması ve hızla yayılması buna nedendir. Tsunami: Denizler altındaki yerkabuğundaki depremlerde oluşan faylanma ve deformasyonlar çok büyük su hacmini harekete geçirerek kıyılarda deniz basmasına ve büyük dalgalara neden olur. Bu dalgalara Tsunami denir. Tsunami dalgalarının dalga boyu birkaç yüz kilometre, genlikleri ise birkaç metredir. Kıyıya yakın yerlerde dalga yüksekliği artar ve kıyılarda çok büyük zararlara neden olur.
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler 1-2 katlı binalarda deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler 3-5 katlı binalarda deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Büyük market ve mağazaların içerisinde deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Yüksek yapılarda deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Cadde, sokak ve yaya üst geçitlerinde deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Tiyatro ve sinemalarda deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Yer altı çarşısı ve yaya geçitlerinde deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Ulaşım araçları ve istasyonlarda deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Araç kullanma sırasında deprem davranışı:
Deprem Sırasında Yapılması Gerekenler Stadyumlarda deprem davranışı:
DEPREM BÖLGELERİNİ BELİRLEMEK Dünyanın yüzeyi tektonik plakalar denilen birçok farklı plakadan oluşmuştur. Bu plakalar sürekli olarak, tırnaklarımızın uzama hızına yakın bir hızda hareket eder. Hareketleri sırasında birbirlerini iter ve basınç birikimi oluştururlar. Sonuç olarak, oluşan bu basınç plakaların kaymasına neden olur ve yer sarsılır; buna deprem denir. Bu, iki parmağımızı şıklatma hareketine benzer. Parmaklarımızı birbirine bastırdığımızda, ilk önce hiçbir şey olmaz; fakat daha sonra güç birikir, parmaklar birbirinden sıyrılır ve "şık" sesi oluşur. Parmaklarımızın aksine, plaka bütünüyle bir anda kaymaz. Yeterli basınç biriktiğinde plakayı oluşturan parçalar birbirlerinden ayrı olarak kayarlar. Bu plakaların birbirlerini iterek kaydırdıkları yerlere fay hattı denir. Bazı fay hatlarının yerleri, yüzeyde bıraktıkları izlerden görülebilirken, gözle görülemeyenlerin varlıkları deprem kayıtlarına dayalı olarak anlaşılabilir. Bununla beraber, henüz tespit edilmemiş fay hatlarının olması ve/veya ileride yeni fay hatlarının oluşması ihtimali de vardır.
Türkiye'deki deprem bölgeleri haritası, farklı deprem tehlikesi olan bölgeleri göstermektedir ve bu bölgeler 1 'den 5'e kadar sınıflandırılmıştır. Bu rakamlar, bir bölgedeki deprem tehlikesinin düzeyini belirlemekte ve dolayısıyla yerin ne ölçüde sarsılabileceğini göstermektedir. Deprem tehlikesi bölgeleme haritaları, yeni fay hatları bulunduğunda ve deprem oluşumları tekrar gözden geçirildiğinde değiştirilir. 5 ile gösterilen bölgenin ana fay hatlarından oldukça uzak olduğu, 1 ile gösterilen bölgenin ise ana fay hatlarına oldukça yakın olduğu düşünülebilir. Bu haritalar, yapı tasarımı ve hesaplamaları oluşturulurken yerin ne ölçüde sarsılacağına karar vermek için kullanılır. Haritaların bu amaçla kullanımı, yapıların maruz kalacakları sarsıntıya dayanacak şekilde tasarlanmalarını ve inşa edilmelerini sağlar. Her bölgedeki bina, o bölgenin deprem tehlikesine uygun olarak inşa edilmelidir. Hangi bölgede bulunduğunuzu bilmek, binanızın depreme dayanıklılığı hakkında bilgi vermez. Binanızın nasıl yapıldığını, hangi malzemelerin kullanıldığını ve bakımının nasıl yapıldığını bilmeniz gerekir. Bütün tehlike bölgelerindeki binalar, eğer o bölgeye uygun şekilde inşa edilmişlerse, depreme dayanıklı olabilirler.
TARİH BOYUNCA TÜRKİYE'DEKİ YAPILAR Türkiye' de depremler çok uzun zamandan beri meydana gelmektedir. İnsanlar da o tarihlerden beri, yer sarsıldıgında ayakta kalacak yapıları nasıl inşa etmeleri gerektigini araştırmaktadırlar. Örneğin; İstanbul'un tarihinde bir dönemde, insanlar evlerini ahşaptan yapmak zorundaydılar; çünkü ahşap depremler sırasında esneye biliyordu ve ahşap binanın, tuğla veya taş binaya göre yıkılma ihtimali daha azdı. Türkiye'nin birçok bölgesinde, geleneksel yapı tarzları depreme dayanıklılığı sağlayan özelliklere sahipti. Örnegin; hımış binalarda, geleneksel olarak X ve V şeklinde ahşap destekler kullanılıyordu. Bu çapraz destekler, bir deprem sırasında, duvarların yanlara doğru devrilme ihtimalini azaltmaktaydı. Türkiye'nin güney bölgelerindeki geleneksel taş yapılarda deprem hatılı denilen ahşaplar, taş katmanlarının arasına yerleştirilmektedir. Bu, deprem sırasında taş duvarların dağılmasını engellemeye yardımcı olmaktadır. Mühendisler ve inşaatçılar, geleneksel tekniklerin arkasında yatan bu prensipleri günümüzde yeni yapılarda kullanmaktadırlar. Aynı zamanda, modern beton ve çelik yapıların depremlerde ağır hasar görmesini engellemek için yeni inşaat teknikleri geliştirmektedirler.
BİNALARI DEPREME DAYANIKLI İNŞA ETMEYİ ÖGRENMEK Depreme dayanıklı yapı sistemleri hakkında bildiklerimizin yanısıra, hala öğrenmekte oldugumuz birçok şey var. Ne yazık ki, depreme dayanıklı bina inşa etmekle ilgili birçok şeyi, binaların nasıl zarar gördügünü inceleyerek ögreniyoruz. Ayasofya 537 yılında inşa edildiğinde bir mühendislik ve mimarlık harikasıydı; fakat problemler ortaya çıktıkça, tamir edilmesi ve bazı kısımlarının yeniden düzenlenmesi gerekti. Geçirdigi üç büyük deprem sebebiyle, büyük kubbenin 558, 986 ve 1346 yıllarında kısmen çöktügü bilinmektedir. Her çökme sonrasında, Ayasofya güçlendirilerek depreme daha dayanıklı hale getirildi. 1573 yılında, yapılmasının üzerinden 1000 yıl geçtikten sonra, Mimar Sinan, taşıyıcı sistemi desteklemek amacıyla payandalar ekleyerek yapıyı güçlendirmeye çalıştı. 1847 yılında mühendisler yapıyı bir kez daha incelediler ve güçlendirdiler. Günümüzde ise, deprem mühendisleri, gelecekteki İstanbul depreminde bu görkemli yapının zarar görmemesi için bazı kısımların güçlendirilmesini önermektedirler. Yapıların depremler karşısında daha dayanıklı olması için sürekli yeni yöntemler ögrenmekteyiz. Büyük depremler olaganüstü bir kuvvete sahiptir ve en iyi şekilde inşa edilmiş binalarda bile, binaların kolon ve kirişlerinde kılcal çatlaklar gibi hasarlara yol açabilirler.
Bununla beraber fay hatları yakınındaki kent merkezleri gün geçtikçe kalabalıklaşmakta ve kentlerdeki depremler çok fazla sayıda insanı etkilemektedir. Günümüzde zayıf bir şekilde inşa edilmiş yüksek ve orta yükseklikteki binalara daha çok rastlanmaktadır. Bu binalar can kayıplarına yol açma riski taşırlar. Bu yaralanma ve can kayıpları daha iyi yapılaşma ve bilgilenme ile önlenebilir. Evlerimizde, işyerlerimizde ve okullarımızda güvende olabilmek için, hangi unsurların binaları depreme dayanıklı hale getirdiğini öğrenmek zorundayız. Bu bilgiler, maddi kayıpları da azaltmamıza yardımcı olacaktır. Bunu yaparak, toplumuzu daha güvenli ve depremler karşısında daha dayanıklı hale getirebiliriz.
DEPREMLER SIRASINDA ZEMİN Mimarlar ve mühendisler, yapıların geçmiş depremlerden nasıl etkilendiğini inceleyip gelecekte de nasıl etkileneceklerini tahmin ederek, depreme dayanıklı binalar inşa etmeye çalışıyorlar. Bunun için deprem tehlikesi bölgeleme haritalarını kullanıp, binaların gelecek depremlerden etkilenebilme olasılıklarını ortaya koyarak işe başlıyorlar. Ayrıca binaların inşa edileceği zemin ortamını inceleyerek, binaların olası bir depremden nasıl etkilenebileceğini hesaplamaya çalışıyorlar. Bu hesaplamalarla ilgili hususları deprem şartnameleri belirlemektedir. Deprem dalgaları fayın kırıldığı yerden başlayarak farklı jeolojik (zemini ortamlardan geçerek yayılır. Depremin gücüne bağlı olarak, zeminler bu dalgaların büyüklüğünü arttırabilir; ancak her zemin türü deprem dalgalarını aynı şekilde büyütmez. Deprem sırasında kaya zemin üzerinde duruyorsanız, yerin titreşimini hissedebilirsiniz; fakat aynı deprem sırasında çamur zemin üzerindeyseniz, yerin büyük dalgalar ile yuvarlandığını hissetmeniz olasıdır. Bunun nedeni, sert zeminlerin, birbirine yakın olan kısa aralıklı dalgaları, yumuşak zeminlerin ise, birbirinden uzak olan uzun aralıklı dalgaları büyütmesidir.
TASIYICI SİSTEMLERİ TANIMAK VE YÜK AKTARMA SİSTEMİNİ ÖGRENMEK TEMELLER Binaların temelleri, insanların ayaklarına benzer. Uzun boylu insanların ayakta durmak için büyük ayaklara ihtiyaç duyması gibi, büyük binalar da geniş temellere ihtiyaç duyarlar. Yumuşak zemine kurulmuş binalar, karda yürüyen insanlara benzer; insanlar karda yürürken batmamak için kar paletleri giyerler. Binalar da yumuşak toprağa batmamak için geniş temellere ihtiyaç duyarlar. Modern betonarme ve çelik binalarda, binanın üzerinde bulunduğu zeminin türüne ve binanın büyüklüğüne göre farklı tiplerde temel kullanılır. Bağ kirişleri ile birbirlerine bağlanmış tekil temeller ve sürekli duvar altı temeli sert zeminlerde ve/veya küçük binalarda uygulanır. Zeminin biraz daha yumuşak olduğu durumlarda, bağ kirişleri ile birbirlerine bağlanmış tek yönlü sürekli temeller veya iki yönlü sürekli temeller kullanılır. Bağ kirişleri, temellerin deprem sırasında beraber hareket etmelerini sağlar ve binanın dengeli bir şekilde desteklenmesine yardımcı olur. Bu nedenle, deprem bölgelerinde yapılan , tekil ve sürekli temellerin kullanıldığı binalarda bağ kirişleri kullanmak önemlidir. Zemin daha da yumuşak ve/veya bina yüksek ise, radye temeller kullanılır.