Sıvılaşma sonucu oluşacak yanal yayılma hesap yöntemi
Sıvılaşma sonucu gerçekleşen hasar tiplerinden olan yanal yayılma hafif eğimli zeminlerde gözlenen yatay yer değiştirmeler olarak açıklanabilmektedir. Sismik hareket anında zeminin alt kısımlarında görülen boşluk suyu basıncının yükselmesi sıvılaşmaya sebep olur. Sismik hareket esnasında büyük ve yüzeysel zemin bloklarının yüzeye yakın kısımlarındaki sıvılaşma, yanal yayılmanın nedeni olarak görülebilir. Eğimler çoğaldıkça eğim yönündeki yatay yer değiştirmeler de çoğalmaktadır.
Sıvılaşma gerçekleştiğinde üst kısımda bulunan suya doymamış zeminler büyük kuvvetler altında alt tabakalarda bulunan sıvılaşan tabakanın üstüne çöker. Bu şekilde zeminde yer değiştirmeler sürer ve eğimin sonlandığı ırmak, deniz, göl gibi bölgelere doğru yarıklar ve kaymalar oluşur. Yanal yayılmayı belirleyen şartlar düşük eğime sahip zeminler, yüzeye yakın su seviyesi ve sıvılaşabilir kohezyonsuz zeminlerdir.
Yanal yayılmalar sonucu oluşan yer değiştirmeler birkaç santimlerden birkaç metre boyutlarına kadar oluşabilir. Kayma işlemi sonucu zeminde oluşan çatlak ve yarıklar eğim yönüne dik bir şekilde meydana gelir.
Yanal yayılma sonucunda oluşan yer değiştirmelerin büyüklüğünü tahmin etmek için önerilen yöntemleri 4 ana grupta ifade edebiliriz. 1. Sonlu Eleman Modelleri (SEM) 2. Ampirik Modeller 3. Basit Analitik Modeller 4. Fiziksel Modeller
Yanal yer değiştirmelerin tahmin edilmesinde basitleştirilmiş gösterim kullanılabilir. Şu yüzdendir ki, yanal yayılmada üst düzey zemin koşullarıyla alakalı bilgiler bazı zamanlarda eksiksiz olmayabilir. Esasen sıvılaşma sonucu oluşan yatay yer değiştirme tahmini için var olan pratik durum deneysel metotlara güvenilmektedir. Ancak yanal yayılma ile alakalı en güvenilir deneysel modeller sadece deplasmanların sınırlı tahmini hakkında bize bilgi verebilir. Sarsma tablası ve santrifüj deney sistemleri gibi fiziksel modeller ile elde edilen datalar yardımıyla sıvılaşma ve sıvılaşma sonrası zemin davranışlarıyla alakalı yararlı bilgilere ulaşılabilir.
Sıvılaşma sonucu oluşan yanal yayılma kaynaklı yer değiştirmelerin tahmini için kompleks olmayan deneysel yöntem olan yöntem sismik hareket kaynaklı parametreleri ve şiddetli yer hareketleri arasındaki bağıntıyı temel alır. Bu bağıntı sıvılaşma risklerinin geniş alandaki kullanımı için elverişlidir.
Yanal yayılma kaynaklı deformasyonların şiddetini ortaya koymak için “Sıvılaşma Şiddeti İndeksi” (LSI) denilen ifadeyi ortaya atılmıştır. LSI özellikle jeolojik olarak derin olmayan, süreklilik gösteren, iri taneli, sıvılaşma riski olan zeminler muhteva eden hafif eğimli alanların deformasyonları ve yanal yayılmaları için tarif edilmiştir. Ayrıca bu modelde büyük yer değiştirmeler hesaba katılarak 2.5m deplasman miktarı, İngiliz birim sisteminde uzunluk ölçüsü olarak kullanılan inç değerinde yaklaşık 100 değerine karşılık geldiği için bu modelde yatay yer değiştirme üst limiti 100 değeridir.
Deprem magnitüdü ve mesafesine göre LSI ilişkisi:
log ??? = −3,49 − 1,86 ∗ log ? + 0,98 ∗ ?w
Eşitlikte;
LSI = maksimum yanal deformasyon miktarı (inç)
R = sismik kaynağa olan mesafe (km)
Mw = depremin moment büyüklüğü
Deneysel LSI modeli, sıvılaşmaya bağlı yanal yayılma sonucu oluşan deformasyonların maksimum tahminini sağlar. Herhangi bir deprem anında oluşan yanal yayılmalardaki yer değiştirmeler muhtemel olarak eşitlikte’de hesaplanan değerden daha az olabilir. LSI modeli sıvılaşma risk haritalanmasında etkili bir modeldir. Ancak sahaya ait özel şartlar bu model içerisinde düşünülmediği için bu model bireysel yanal yayılma çalışmalarında emniyetli olarak kabul edilmez.
