Tohoku

Tohoku Depremi ve Sıvılaşma Olayı

11 Mart 2011 tarihinde Japonya Tohoku bölgesinde 9.0 büyüklüğünde büyük bir deprem gerçekleşti. Bu deprem okyanusta gerçekleşmiş olup odağı yaklaşık 24 kilometre (km) derindeydi. Depremde yaklaşık 16 bin kişi yaşamını yitirdi. Karayolları, demiryolları ağır hasar gördü. Bu depremin özelliklerinden biri depremden kaynaklı tsunaminin olması ve önemli bir hasara sebep olmasıdır. Sıvılaşma da bu depremin diğer özelliği olarak kabul edilebilir. Iwate, Miyagi ve Fukushima illerinde toplam 93 sıvılaşmış yerleşim yeri olduğu çeşitli kaynaklardan tespit edilmiştir. Zeminlerin sıvılaşması kum kaynamaları ve iniş deliklerinden anlaşılmaktadır. Tsunaminin olduğu bölgelerde sıvılaşma kanıtları yok olmuştur.

Tohoku depremi sonrası Sendai Havalimanı

Çeşitli tarım arazileri, konutlar, havalimanlarında oluşan bu zemin sıvılaşmasıyla ilgili bölgedeki bilim adamları tarafından çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda oturmaya müsait evlerde zemin iyileştirilmesi yapılan konutlarda daha az hasarın olduğu tespit edilmiştir. Sendai havalimanı tsunami nedeniyle hasar görürken, apronda sıvılaşma olduğu tespit edilmiştir. Sendai havalimanında tsunami etkisini göstermeden önce kumun kaynadığı görülmüştür. Tsunamiden sonra bu noktalarda çatlaklar olduğu görülmüş ve yer altındaki çatlaklardan dolayı su havuzu oluşmuştur.

Sendai havaalanı deprem sonrası görüntü
Sendai havaalanı deprem sonrası görüntü

Yerleşim alanları olarak iki ayrı zemin profili görülmektedir. Bir bölgede çatlaklar ve çökmelerin olduğu, diğer bölgede sıvılaşma kaynaklı bir hasarın görülmediği apronun batı ucudur. Çatlakların olduğu bölgede dolgu malzemesi çok fazla silt içermekte ve çok gevşektir. Bu da sıvılaşmaya neden olmuş olabilir. Pistte iyileştirici yöntem olarak jet grout enjeksiyon yöntemi kullanıldığı belirtilmektedir. Tsunaminin oluşturduğu enkazın kalkmasından 5 gün sonra pist hizmete açılabilmiştir.

Yaşanılan deprem sıvılaşma konusunun ne kadar da önemli olduğunu hatırlatmıştır. Sıvılaşma, suya doygun zeminin geçici olarak dayanımını kaybedip katıdan ziyade sıvı gibi davranmasıdır. Sıvılaşma problemi genellikle çok sıkı olmayan ve suya doygun kumlu tabakalarda görülür. Deprem anında çok sıkı olmayan kum tabakalarının yerleşim düzeni değişir ve sıkışmaya çalışır. Sonucunda boşluk suyu basıncı artar ve basıncın artmasıyla zemin sıvı bir başka deyişle viskoz davranış göstermeye başlar.

Sıvılaşmanın, zeminin taşıma gücünü yitirmesi, zeminin oturması, zemin salınımı, yanal yayılma, akma türü kayması gibi arazi ve yapılar üzerindeki etkileri vardır. Yapıları taşıyan zeminin sıvılaşması, zemin üzerindeki yapıyı etkilemekte olup, yapının değişik yönlerde yatması ve devrilmesine sebep olabilir. Zemin sıvılaşması sadece üst yapıları değil altyapıları da etkileyebilir. Altyapıdaki boru, baca veya drenaj sistemlerinin yüzeye doğru kabarma eğiliminde bulunmasına sebep olabilir.