T.C.

İSTANBUL NİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİTİRME PROJESİ

İSTANBUL, 2013

JEOFİZİK UYGULAMALAR İLE YERİN SÖKÜLEBİLİRLİK

AÇISINDAN İNCELENMESİ

Hazırlayan

İlkay KARABATAK

1302090002

Danışman

Prof. Dr. Ali Osman Öncel

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ

1302090002 numaralı İlkay KARABATAK tarafından hazırlanan “JEOFİZİK

UYGULAMALAR İLE YERİN SÖKÜLERBİLİRLİK AÇISINDAN İNCELENMESİ” isimli

bitirme projesi tarafımdan okunmuş ve kabul edilmiştir.

Tarih:

Danışman

Prof.Dr. Ali Osman ÖNCEL

1302090002 numaralı İlkay KARABATAK’ın Bitirme Projesi Sınavı tarafımızdan yapılmış ve

başarılı bulunmuştur.

SINAV JÜRİSİ

Ünvanı, Adı ve Soyadı İmza

1. Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL ………………………

2. Prof. Dr. Murat BAYRAK ……………………....

3. Yard. Doç. Dr. Nihan SEZGİN HOŞKAN ……………………….

i

ÖNSÖZ

Bu bitirme tezi çalışmamda beni görüş ve önerileri ile yönlendiren ve yol gösteren hocam

Sayın Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL’e, tezimdeki eksiklikleri görmeme yardımcı olan Sayın

Seda TEMEL’e, arazi çalışmaları için bana ve çalışma arkadaşlarıma şirketin kapılarını

tereddütsüz açan ve yardımcı olan Sayın Serdar TANK’a, veri işlem konusundaki aşamaları

bizlere adım adım aktaran ve anlamamızı sağlayan Sayın Serhan GÖREN’e ekip çalışma

manasını tam anlamı ile yapabildiğimizi düşündüğüm ve bilgi alışverişi konusunda

birbirimize yardımcı olduğumuz çalışma arkadaşlarım Özgür ÖNCE ve Mert Sefa ÜNAL’a

ve bitirme tezi hazırlama aşamaları dahil benim her anımda bana olan desteklerini

esirgemeyen ve bana her daim güvenen sevgili Anneme ve Babama teşekkürü bir borç

bilirim.

İlkay KARABATAK

Mayıs, 2013.

ii

ÖNSÖZ…………………………………………………………………………………….…...i

İÇİNDEKİLER……………………………………………………………………………….ii

ÖZET………………………………………………………………………………………....iv

1.GİRİŞ………………………………………………………………………………………..1

2.GENEL BİLGİLER………………………………………………………………………...1

2.1. Sismik Dalgalar……………………………………………………………………2

2.2.P Dalgaları………………………………………………………………………….2

2.3.S Dalgaları………………………………………………………………………….3

2.4.Yüzey Dalgaları……………………………………………………………………3

2.5.Sismik Yöntemler………………………………………………………………….4

2.6.Sismik Kırılma Yöntemi………………………………………………………….5

2.7.Elastik Parametreler…………………………………………………………...….6

2.7.1.Poisson Oranı…………………………………………………………………...6

2.7.2.Young (Elastisite) modülü……………………………………………………...7

2.7.3.Bulk (Sıkışmazlık) modülü…………………………………………………......8

2.7.4.Kesme (Rijidite) mödülü………………………………………………………..8

2.7.5.Yoğunluk………………………………………………………………………..8

2.7.6.Gözeneklilik…………………………………………………………………….9

2.7.7.Sökülebilirlik (Kazılabilirlik)………………………………………………......10

2.8.Dalga Cephesi…………………………………………………………………….14

2.9.Huygens İlkesi…………………………………………………………………....14

2.10.Fermat İlkesi…………………………………………………………………….15

3. YÖNTEM VE UYGULAMALAR……………………………………………………….16

3.1. Sismik Ekipmanlar……………………………………………………………….16

3.1.a) Sismik kaynaklar……………………………………………………………….17

iii

3.1.b) Jeofonlar……………………………………………………………………….17

3.1.c) Kaydedici Sistem………………………………………………………………17

3.2. Sismik Kaynaklar………………………………………………………………...17

3.2.a) Etki tipi (Balyoz) Kaynaklar…………………………………………………...18

3.2.b) Ateşleyici tipi Kaynaklar………………………………………………………18

3.2.c) Patlayıcı tipi kaynaklar………………………………………………………...19

3.2.1 Arazide Ölçülerin alınması sırasında kullanılan enerji kaynakları……………..20

3.3. Sismik Kayıt Sistemleri………………………………………………………….21

3.3.1. Arazi Çalışmasında Kullanılan ekipman……………………………………….23

3.4. Yayılma (Spread) Türleri………………………………………………………...25

3.4.a)Split Spread……………………………………………………………………..25

3.4.b)End-on spread…………………………………………………………………..26

3.4.c)Boardside spread………………………………………………………………..26

3.4.d)Cross-spread……………………………………………………………………27

3.5. Dünya Çapında Uygulanan Dizilimler İçin Önemli Bilgiler…………………….31

3.5.1. Arazi Çalışmasında Ölçü alınması sırasında kullanılan geometri……………..32

3.5.2. Ölçülerin alınması sırasında kullanılan tetikleme sistemleri………….……….33

3.5.3. Alınan ölçülerin depolanması………………………………………………….33

3.6. İlk Varışlar ………………………………………………………………………34

3.6.1. Saha Verilerinin Değerlendirilmesi değerlendirilmesi….…………………….37

4.BULGULAR……………………………………………………………………………….62

5.SONUÇ VE TARTIŞMA………………………………………………………………….68

6.KAYNAKLAR…………………………………………………………………………….69

7.ÖZGEÇMİŞ………………………………………………………………………………..70

iv

ÖZET

Bu tez çalışmasının amacı “Jeofizik Uygulamalar ile Yerin Sökülebilirlik açısından

İncelenmesi” tez başlığı altında analizi yapılan bölgenin “sökülebilirliği (kazılabilirliği)”

hakkında bir yoruma varabilmektir. O nedenle motivasyonu yukarda belirtilen amaç

paralelinde ilerleyecektir. Bu amaç bağlamında jeofizik biliminin önemine biraz vurgu

yapmak gerekirse; Dünya insanlar tarafından yaşanabilir hale geldiğinden beri insanoğlu

merak dürtüsünün de yardımı ile sürekli keşiflerde bulunmuş ve bizim tarihsel çağlar diye

adlandırdığımız dönemleri adım adım teknolojik, sosyal ve kültürel açıdan geliştirerek

bugünlere gelinmiştir. Bu gelişimler içinde insanoğlu barınmak için evleri daha ileriki

dönemlerde çalışmak için fabrikalar gibi işyerlerini, bilimsel araştırmalar için araştırma

merkezlerini, kara ulaşımı için yolları ve köprüleri, enerji üretmek için santralleri her türlü

spor faaliyetlerini gerçekleştirebilmek için spor komplekslerini vb. yerleri inşa etmiştir.

Günümüze kadar teknolojik anlamda henüz “havada asılı” durabilecek yapılar

geliştirilememiştir. O nedenle az önce saydığımız tüm yapı türleri (bunlara mühendislik

yapıları da denebilir.) mutlak suretle yerle temas eden bir temelin üzerine oturtularak

yükselmelidir.

Açıklamamıza başlarken dünyanın insanlar tarafından yaşanabilir hale gelmesi gibi bir

cümle sarf etmiştik. Bilimsel olarak bunu biraz açalım: Bilim adamlarına göre dünyamız ilk

oluştuğu esnada adeta cehennemi andıran ergimiş bir alev topu halinde idi. Milyarlarca yıllar

ile tabir edilen süreçler içinde dünya soğuyarak yaşam formları en basit halden en

karmaşıklara doğru (yani insanoğluna doğru) ortaya çıkmıştır. Ancak bizlerin yaşayabilmesi

için soğuyan dünya aslında pek de göründüğü gibi soğuk değildir. İşte tam bu noktada dünya

ve sonsuz uzayı da kapsayan evrensel bir yer bilimi olan jeofizik bilimi devreye girmekte ve

dünyanın aslında nasıl soğuk olmadığını bu soğuk olmamanın insanoğlunun mühendislik

harikaları diye tabir ettiği yapıları doğru jeofizik saptamalar ile inşa edilmeden önce

incelenmez ise nasıl saniyeler içinde yok olmasını tetikleyeceğini açıklamaktadır.

Çalışmada uygulanan sismik profillerden birbirini dik kesen iki profil seçilmiş ve de

bu alan için yatayda birbirini dik kesen iki farklı yönde, yeraltındaki değişimi gözlemlemek

amaçlanmıştır. Gerekli veri işlem aşamalarından geçirilen sismik verilerle yer altı modelleri

oluşturulmuş, primer dalga hızlarına ve dinamik elastik parametrelerine bakılarak

sökülebilirlik derecesi ve yöntemi hakkında sonuçlara ulaşılmış ve daha sonra LINE-5 profili

baz alınarak 2 farklı yöntem ile sökülebilirlik çalışması için maliyet hesapları yapılmış bir

yöntem diğerine üstünlük sağlayarak %2.65 lik zarardan kurtarmıştır.

1.GİRİŞ

Çalışmanın konusu “Bir proje kapsamında İstanbul’un Avrupa Yakasında

yapılmış olan sismik çalışmada toplanan verilerin sismik kırılma verisi olarak veri

işleme tabi tutulup değerlendirilmesi”dir. Bu doğrultuda cisim ve yüzey dalgalarının genel

tanımları yapılıp, sismik kırılma prensiplerinden bahsedilerek çalışmanın uygulama sürecine

ışık tutulacaktır.

Uygulama sürecinde sismik verilerin nasıl toplandığına, toplanırken kullanılan

ekipmanlara jeofon çeşitlerine, ölçü geometrisine, kayıt alan cihazın teknik özelliklerine

değinilecektir. Sözel olarak değinilen bu kısımlar çeşitli örnekler ile daha net aktarılmaya

çalışılacaktır. Çalışmanın son aşamasında alınan sismik kayıtların, Jeofizik Özel Sektöründe

yaygın olarak kullanılan yazılımlardan biri kullanılacak, önce ilk kırılma zamanlarının

işaretlenme prensiplerine teorik olarak değinilerek ardından sunulacak olan ilk varışları

işaretlenmiş sismik kayıtların daha net anlaşılması sağlanacaktır. Ardından yazılımın

modelleme bölümüne geçilecek burada ilk kırılmaları işaretlenmiş kayıt bilgileri kullanılarak

hız-zaman grafiklerinin nasıl oluşturacağı, ortamın tabakalara nasıl ayrılacağı, tomografi

aşamasından önce başlangıç modellerinin nasıl oluşturulacağı, tomografi yönteminin

prensiplerinden de bahsederek sismik kırılma analizinin bulguları sunulacak ve aynı zamanda

kendi işlediğim veriler ile profesyonel bir mühendisin işlediği verileri karşılaştırma

çalışmasıyla da sağlamalı bir yaklaşım ile sonuçlar değerlendirilecektir.

Değerlendirmenin sonucunda; primer dalga hızlarına bakılarak modelleri oluşturulan

ortamların dinamik elastik parametrelerden, yoğunluk ve gözeneklilik parametreleri tez

içerisinde daha evvel belirtilen dinamik elastik parametreleri hesaplama formülleri ile

hesaplanacaktır. Daha sonra modellerde ortaya çıkan hız farklı hız bölgeleri için önce

ortalama bir sökülebilirlik derecesi ve yöntemi sonra her hız bölgesi için ayrı ayrı

sökülebilirlik derecesi ve yöntemi önerilerek, iki ayrı maliyet hesabı yapılacak ve

karşılaştırılarak çıkan sonuçlar tartışılacaktır.

2. GENEL BİLGİLER

2.1. Sismik Dalgalar

Sismolojinin en önemli uğraş alanlarından biri kuşkusuz deprem dalgalarıdır. Yer kabuğu

içinde ani kaya kırılmalarıyla oluşan bu enerji dalgaları “sismik dalgalar” olarak adlandırılır.

Bu sismik dalgalar da iki türdür: Yerin iç kısımlarındaki odak noktasından başlayıp her yöne

doğru yayılan "cisim dalgaları" ve merkez üssünden yayılan ve Yer yüzeyinde ilerleyen

"yüzey dalgaları". Yer kabuğunun iç kısımlarında etkili olan cisim dalgalarının da P-dalgaları

ve S-dalgaları olmak üzere iki türü vardır. (Buğdaycı 1999).

2.2. P Dalgaları (Boyuna Dalgalar)

P dalgaları birincil anlamındaki İngilizce “primary” sözcüğünün baş harfinden adını alır. P-

dalgaları, hareketleri sırasında kayaları itip çekerek, yani dalgaların ilerleyiş yönüne paralel

olarak hareket ederler. Tıpkı bir ucu sabit olarak gerdiğiniz bir yayı bıraktığınızda yaptığı

titreşim hareketi gibidir. Bu dalgalar en hızlı ilerleyen sismik dalgalardır. Saniyede 4-7 km

arasında değişen hızlarla hareket eden P-dalgaları, deprem ölçüm istasyonlarına ilk ulaşan

sismik dalgalardır. Bu, neden birincil sözcüğünün seçildiğini açıklamaktadır. P-dalgalarının

diğer önemli özelliği, katı kaya kütleleri içinde, sıvılarda ve havada ilerleyebiliyor olmasıdır.

(Buğdaycı 1999)

Şekil 2.1: P dalgasının hareketi (Buğdaycı 1999)

2.3. S Dalgaları (Enine Dalgalar)

İkinci tür cisim dalgaları olan S-dalgaları da, ingilizcede "ikincil" anlamına gelen "secondary"

sözcüğünün baş harfinden bu adı almıştır. Kolayca tahmin edilebileceği gibi, bu dalgalar

deprem sonrası ölçüm istasyonuna ikinci sırada ulaşmaktadır. Daha yavaş hareket eden bu

dalgaların hızı da saniyede 2-5 km arasında değişmektedir. S-dalgalarının hareketleri ise,

dalganın ilerleme yönüne diktir. Bu, bir ucu sabit olan bir halatın diğer ucundan tutarak

yaptığımız atma hareketiyle oluşan dalga hareketine benzetilebilir .S-dalgaları yalnızca katı

kaya kütlelerinde ilerleyebilirler ve ilerlerken de kayaları aşağı-yukarı, sağa-sola doğru

hareket ettirirler. (Buğdaycı 1999)

Şekil 2.2: S dalgasının hareketi (Buğdaycı 1999)

2.4. Yüzey Dalgaları

Sismik dalgaların ikinci türü olan yüzey dalgaları, en yavaş ilerleyen sismik dalgalar olmakla

birlikte, genelde cisim dalgalarından daha fazla hasara neden olurlar. Çünkü bu dalgalar daha

fazla yer hareketi yaratır, daha yavaş hareket ettiği için de etkisi daha uzun sürer. Yüzey

dalgaları da Love dalgası ve Rayleigh dalgası olmak üzere iki türdür. Love dalgası adını, 1911

yılında bu dalgaların matematiksel modelini inceleyen İngiliz matematikçi A. E. H. Love’dan

almıştır. Yüzey dalgalarının en hızlısı olan Love dalgası yeri yatay düzlemde hareket ettirir.

Diğer yüzey dalgası olan Rayleigh dalgası ise adını, 1885 yılında bu tür bir dalganın varlığını

matematiksel olarak öngören Lord Rayleigh’den almıştır. Rayleigh dalgası da, bir göl ya da

okyanus üzerinde yuvarlanan dalga gibi yer üzerinde yuvarlanarak ilerler.Bu dalgaların bir

diğer adı literatürde Ground Roll olarak da geçer. (Buğdaycı 1999).

Şekil 2.3: Yüzey dalgalarının hareketi (deprem.gov.tr)

2.5. Sismik Yöntemler

Sismik yöntemler, yapay bir kaynak kullanılarak üretilen titreşimlerle yeraltının bir analize

tabi tutulmasıdır. Yapay olarak üretilen bu sismik dalgalar, farklı yapıdaki tabakaların ara

yüzeylerinden kırılarak ve yansıyarak, yayıldıkları ortamlara ait çeşitli fiziksel parametreleri

yeryüzüne taşımaktadır. Yeryüzünde bir istikamete göre yerleştirilen alıcılar (jeofonlar)

sayesinde kaydedilen sinyaller değerlendirilerek ortama ait incelemede kullanılacak

parametreler saptanır. Bu saptanan parametreler, ortamın geometrisini ve ortamı oluşturan

jeolojik birimlerin yapısal ve mekanik özelliklerini bizlere sunar. P ve S sismik dalga

hızlarından faydalanılarak ortamı oluşturan tabakaların başta “elastik parametreleri” olmak

üzere; sökülebilirlik, yoğunluk vb. parametreleri elde edilebilmektedir. Ayrıca, düz ve ters

atışlar yapılarak ortamın eğimli olup olmadığı da saptamak mümkündür.(AÇIK 2006’dan

özetlenerek alınmıştır.)

Sismik yöntemleri; sismik kırılma, sismik yansıma ve yüzey dalgası analiz yöntemleri olmak

üzere sınıflandırmak mümkündür. Çalışmanın içeriği gereği sismik kırılma yöntemi detaylı

anlatılacaktır.

2.6. Sismik Kırılma Yöntemi

Sismik kırılma yöntemi, veri toplama ve değerlendirme prosesi açısından oldukça pratik, hızlı

ve ekonomik bir yöntemdir. Dalga yayılım hızının derinlikle arttığı tabakalı ortamlarda,

tabakaların sismik hızlarının ve kalınlıklarının tespit edilmesini sağlar. Yöntem, mühendislik

amaçlı sığ zemin araştırmalarında, petrol ve doğalgaz araştırmalarında, tabakaların dinamik

özelliklerinin incelenmesi çalışmalarında kullanılmaktadır.(AÇIK 2006’dan derlenmiştir)

Şekil 2.4 : Sismik kırılma yönteminin arazide uygulanışı (Mussett ve Khan, 2000. Şekil

yeniden çizilebilir ve güncellenebilir).

Sismik Kırılma Yönteminde bir kaynaktan üretilen elastik dalgaların yerin farklı yapıdaki

katmanları içinde kırılarak (ve tam yansımaya uğrayarak) yayılmalarına ilişkin seyahat

zamanları ölçülür (Şekil 2.4.). Bu zaman-uzaklık kayıtları daha sonra belirli yöntemler

(bilgisayar veri işlem programları) ile işlenerek tabakaların kalınlıklarını ve sismik dalga

hızlarını veren yeraltı kesitleri oluşturulur (Şekil 2.5.). Yapıların projelendirilmesi açısından

önem teşkil eden elastik parametreler (Poisson oranı, Young modülü, Bulk modülü vb.)

ölçülen Vp ve Vs dalga hızlarından hesaplanabilmektedir.(AÇIK 2006’dan derlenmiştir.)

Şekil 2.5: Sismik kırılma yönteminde zaman (t)-uzaklık (x) grafiği ile yeraltı kesiti ilişkisi

(en.wikipedia.org’dan alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

2.7. Elastik Parametreler

Yukarıda “yapıların projelendirilmesi açısından önem teşkil eden” şeklinde bahsi geçen

parametreleri detaylandıracak olursak;

2.7.1. Poisson oranı ( σ )

Boyuna ve enine sismik dalga hızlarının birbirine oranı kullanılarak bulunan Poisson oranı,

enine kırılmanın boyuna uzamaya olan oranını ifade eder. Çoğu elastik katılar için ortalama

değeri 0,25 civarındadır ve farklı ortamlar için aldığı değerler 0-0.5 arasında değişiklik

göstermektedir. Poisson oranı, kayaçların yoğunlukları hesaba katılmadan bulunur. Kayaçlar

içerisinde mevcut olan boşluk ve çatlaklar Poisson oranını etkilediklerinden dolayı kayacın

kırıklı olup olmadığı, ayrıca kayacın gözeneklerinde su taşıyıp taşımadığı Poisson oranına

bakılarak belirlenebilir. Gözeneklilik ile ters orantılıdır. Sulu ortamlarda Vs değeri

düşeceğinden oran artar ve 0.5 değerine yaklaşır (AÇIK 2006’dan derlenmiştir.). Poisson

oranının sismik hızların oranı cinsinden ifadesi,

( )

( ) (1)

şeklindedir (Türker 1988). ve Poisson oranı boyutsuzdur. Granit, bazalt gibi sert kayaçlarda

Poisson oranı 0.25 değerinden daha düşüktür.

2.7.2. Young (elastisite) modülü ( E )

Sıkışma veya genişleme kuvvetleri altında enine daralmanın boyuna uzamaya oranıdır. Basınç

veya genişleme gerilmesi ile lineer deformasyon arasındaki doğru orantıdır şeklinde de ifade

etmek mümkündür. Bu parametre, jeolojik birimlerin sertliğinin ve sağlamlığının ölçülerinden

biridir. Eğer, Young Modülü yüzeyden derine doğru değişik değerler alıyorsa, zeminin farklı

derinliklerde farklı sıkılık değerleri gösterdiği anlaşılır. S dalga hızı (Vs) kullanılarak,

( ) ( )

(2)

ifadesi ile hesaplanabilir (Türker, 1988). Young Modülünün birimi kg/cm2 ’dir. (Bu bağıntı

kullanılırken P dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip olmalıdır).

2.7.3 Bulk (sıkışmazlık) modülü ( k )

Hidrostatik basınca maruz kalan bir kayaçtaki “gerilme – deformasyon” ölçüsüdür. Basınç

sonucunda oluşan deformasyon ile gerilme arasındaki sabit ilişki ifadesi bir başka tanımıdır.

Bir yapının sıkışmazlık kapasitesidir. Vp , Vs ve yoğunluk değeri kullanılarak Bulk Modülü,

(( )

( ) ) (3)

ifadesi ile hesaplanmaktadır (Türker, 1988). Birimi kg/cm2 ’dir (Bu bağıntı kullanılırken P

dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip olmalıdır).

2.7.4. Kesme (rijidite) modülü ( μ )

Kesme-makaslama güçleri altında yerin esnemesini ifade eden esnek burulma direncidir.

Kesme gerilmesi yer değiştiren yüzeye teğettir ve kesme deformasyonu hacimsel bir değişme

olmadan meydana gelen yer değiştirmedir. Sıvıların makaslamaya karşı direnci olmadığından

sıvılar için bu değer sıfırdır. Kesme modülü, S dalga hızı (Vs ) ile yoğunluğa bağlı olarak,

( ) (4)

şeklinde ifade edilir (Türker, 1988). Elastik dalgaları denetleyen önemli bir parametredir.

Birimi kg/cm2’dir (Bu bağıntı kullanılırken P dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip

olmalıdır).

2.7.5. Yoğunluk ( ρ )

Yoğunluk, birim hacimdeki kütle miktarıdır ve birimi gr / cm3 ’tür. Sismik kırılma yöntemi

sonucu elde edilen P Dalgası hızından (Vp) yararlanılarak,

(5)

yoğunluk hesaplaması yapılabilmektedir (Türker 1988, Büyüksaraç, 2004) .Bu bağıntı

kullanılırken P dalga hızları km/sn cinsinden değerlere sahip olmalıdır.

2.7.6. Gözeneklilik ( φ )

Gözeneklilik, kayaçların tane büyüklüğüne, şekline, tanelerin benzer boyutlarda oluşuna ve

sıralanmasına ayrıca ara maddeyi oluşturan malzemenin çimentolama derecesine bağlı olarak

değişim gösteren bir parametredir. İrili ufaklı tanelerin oluşturduğu ortamlarda ufak taneler iri

tanelerin arasını doldurması durumunda gözeneklilik azalır. Tanelerin dik dizilişlerinde

gözeneklilik artarken, eğik dizilişlerinde gözeneklilik azalır. Birincil gözeneklilik, kayacın ilk

oluşumu sırasında kazandığı “düzenli gözeneklilik” olarak tanımlanmaktadır. İkincil

gözeneklilik ise kayacın ilk oluşumundan sonra geçirdiği fiziksel ve kimyasal olaylar (kayacın

sıkışması, erimesi ve çatlaması sonucu oluşan çatlaklar, erime boşlukları gibi) sonucu oluşan

gözenekliliği tanımlamaktadır. Gözeneklilik daha çok metamorfizma geçirmiş kayaçlarda

gözlenir. Gözeneklilik değeri sismik kırılma yöntemi sonucu elde edilebilen P Dalgası

hızından (Vp) faydalanılarak,

( ) (6)

bağıntısından hesaplanabilmektedir (AÇIK 2006’dan alınmıştır). Birimler sahip oldukları

gözeneklilik (% φ) göre genel olarak,

şeklinde sınıflandırılmaktadır. Gözeneklilik yüzde olarak ifade edilmektedir.(AÇIK 2006)

%Φ ˃ 25 ise Yumuşak

25 ˃ %Φ ˃ 15 ise Orta Sert

% Φ ˂ 15 ise Sert

Çizelge-1: Bazı kayaçların gözeneklilik değerleri (Erguvanlı ve Yüzer, 1987).

2.7.7. Sökülebilirlik (Kazılabilirlik)

Sökülebilirlik, ağır iş makinelerinin kayaçları delici uçları ile kazarak kayacın içerisinde

ilerleyebilme durumlarını tanımlayan bir özelliktir. Sağlam ya da masif yapılı kayaçlar,

gevşek yapılı kayaçlara göre daha zor sökülmektedir. Gevşek yapılı ortam, sağlam yapılı

ortama göre daha düşük sismik hız değerleri gösterir. Sismik hızlarla sökülebilirlik arasındaki

ilişki ağır güçteki sökücüler için, Bailey (1974) tarafından verilmiştir (Çizelge-2 ). Ceylanoğlu

ve Durutürk (1999) sökülebilirlikle ilgili sınıflama çeşitlerini detaylı olarak vermektedir.

Diğer bir sökülebilirlik derecesi - sismik hız ilişkisi de Church (1981) tarafından

verilmektedir.(Çizelge-3)

Kayacın Cinsi

Gözeneklilik (% olarak)

Toprak 50-60

Kil 45-55

Silt 40-50

Kaba ve İnce Kum Karışığı 30-40

Çakıl 30-40

Kum ve Çakıl 20-35

Kumtaşı 10-20

Killi Şist (Şeyl) 1-10

Kalker 1-10

Çizelge-2:Ağır güçteki sökücüler için Vp – Sökülebilirlik(Kazılabilirlik) ilişkisi (Bailey,1974)

Çizelge-3: Sismik hız ile sökülebilirlik sınıflandırması (Church, 1981).

Çizelge 4: Sismik hız-sökülebilirlik ilintileri (Öncel, 1975)

Sismik Hız Sökülebilirlik Derecesi

m/sn Tanımı

< 458 Doğrudan Kazı

458-1220 Kolay

1220-1525 Orta Zor

1525-1830 Zor

1830-2135 Çok Zor

> 2135 Patlatma

P Dalga Hızları Sökülebilirlik Derecesi

m/sn Numarası Tanımı

350-670 1-3 Çok Kolay

670-1000 3-4 Kolay

1000-1700 4-6 Orta

1700-2300 6-8 Zor

2300-2700 8-9 Çok Zor

2700-3000 9-10 Aşırı Zor

Sismik hız (m/s) Sökülebilirlik Makine sınıfı

300-600 Çok Kolay D7

600-900 Kolay D7-D8

900-1500 Orta D8

1500-2100 Zor D9

2100-2400 Çok Zor D9-D10

2400-2700 Son Derece Zor D10

Sedimanter kayaçlar, genellikle metamorfik ve magmatik kayaçlardan daha kolay

sökülmektedirler. Kayacın yoğunluğu ve çimentolanma derecesi düşük olduğunda kayaç daha

rahat bir şekilde sökülebilir. Kayaçlardaki boşluk ve süreksizlik yapıları da sökülebilirliği

etkileyen faktörlerdir.(AÇIK 2006)

P dalga hızı (Vp), buraya kadar açıklanan “elastik parametreler” kullanılarak;

√

(7)

√

( )( ) (8)

şeklinde verilmektedir.(AÇIK 2006’dan alınmıştır.)

Yine aynı şekilde S dalga hızı (Vs), elastik parametreler kullanılarak,

√

(9)

√

( ) (10)

şeklinde ifade edilebilmektedir (AÇIK, 2006). Vp ve Vs ’den yararlanılarak ortamı oluşturan

malzemelerin elastik parametrelerini elde etmek için kullanılan ifadeler ise,

√

( )

√

√

(11)

şeklindedir Tahtam (1982), Poisson oranının (u) genellikle 0.25 olan değeri yukarıdaki

bağıntıda yerine konursa Vp /Vs =3Vı olur. Bu da katılarda P dalgasının, S dalgasından 1.7 kat

daha hızlı olduğunu gösterir. Vp / Vs oranının, kayaçların mineral bileşimine, dokuyu teşkil

eden tanelerin büyüklüğüne ve dağılımına, gözenekliliğe, gözenek suyunun cins ve miktarına,

sıkışabilirliğine, çimentolaşma derecesine, ortam hacmine ve sonuç olarak jeolojik geçmişi ile

kayacın yaşına önemli bir şekilde bağlı olduğunu belirtmektedir. Boyuna(P) ve enine(S)

sismik dalga hızlarının birbirine oranıyla katmanların sıkı olup olmadığı, gaz veya sıvı taşıyıp

taşımadığı bilinebilmektedir. Vp / Vs oranındaki değişim kayacın elastik özelliklerine sıkı

sıkıya bağlıdır ve orandaki büyüme, gözeneği bol gevşek tortul kayaçlara, kayaçlar magmatik

kökenli ise ortamda oluşan eklem ve çatlak sistemlerine işaret eder. (AÇIK, 2006’dan

özetlenmiştir).

Çizelge-5: Vp / Vs oranı ile sıkılık arasındaki ilişki (Ercan, 2001).

Vp/Vs Sıkılık

∞ Cıvık-Sıvı

∞ - 2.49 Çok Gevşek

2.49 -1.87 Gevşek

1.87 - 1.71 Sıkı - Katı

1.71 - 1.50 Katı

1.50 - 1.41 Sağlam Kaya

Sismik kırılma yöntemini anlayabilmek için bu yöntemin temelini oluşturan “Dalga Cephesi”

“Huygens İlkesi” , “Fermat İlkesi” ve “Snell İlkesi” kavramlarını açıklamak gerekmektedir.

2.8. Dalga Cephesi

Herhangi bir anda titreşimlerin ulaştığı noktaların oluşturduğu yüzeye dalga cephesi denir.

Homojen, izotrop bir ortamda (hız her doğrultuda sabit) dalga cephesi küre yüzeyi

seklindedir. Sudaki halkalar dalga cephesine örnek olarak gösterilebilir. Dalga yayılımı

geometrisi söz konusu olduğunda sismik ısınlarla çalışmak daha kolay olabilir. Sismik ısın

dalga cephesine diktir.(geop.eng.ankara.edu.tr’den derlenmiştir.)

Şekil 2.6: Dalga Cephesi ve Sismik Isınlar.(geop.eng.ankara.edu.tr)

2.9. Huygens İlkesi

Huygens Prensibi dalga cephesi üzerindeki her noktanın yeni bir kaynak gibi davrandığını

ifade eder. Bu prensibe göre aşağıdaki gibi bir AB dalga cephesi üzerindeki S1, S2, S3, ...

noktaları yeni birer kaynak oluşturduklarına göre; t0 anındaki dalga cephesi AB, t0 +∆t anında

S1, S2, S3, ... den çıkar ve ∆t yarı çaplı yeni dalga cephelerinin zarfı olan ; ABne

dönüşür.(geop.eng.ankara.edu.tr’den derlenmiştir.)

Şekil 2.7: Dalga Cephesi ve Zarfı.

2.10. Fermat İlkesi

Fermat ilkesine göre kaynaktan çıkan her ısının (dalga cephesine dik) başka bir noktaya

ulaşması için geçen zaman minimumdur. Homojen bir ortamda bu yol bir doğrudur. Eğer ısın

farklı ortamlardan geçer ise bu yol bir doğru olmaz. V1 ve V2 hızında iki ortam olsun. A’dan

B’ye ulaşmak için minimum zamanda alınan yol AOB; aşağıdaki denklem ile verilen Snell

Bağıntısını sağlar. Diğer bir değişle Snell Kanunu, Fermat İlkesinin bir sonucudur.

(geop.eng.ankara.edu.tr’den derlenmiştir.)

Şekil 2.8: Snell Kanunu (geop.eng.ankara.edu.tr)

(12)

3. YÖNTEM VE UYGULAMALAR

Çıkılan arazi çalışması çerçevesinde bu bölümde veri toplama işleminde kullanılan

ekipmanlardan, ölçü geometrisinden, enerji kaynaklarından, triger sistemlerinden ve verilerin

değerlendiriliş aşamalarından bahsedilecektir.

3.1 Sismik Ekipmanlar (http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf ‘dan

alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

Gravite ve manyetik hatta rezistivite araştırmaları ile karşılaştırıldığında sismik yöntemler

için kullanılan ekipman hem sayı hem de kullanım zorluğu bakımından şaşırtıcı olabilir.

Ekipmanların kullanım zorluğuna dayanarak( ki bu zorluk derecesi bizim çalışmak

istediğimiz bölgelerdeki yeraltı yapılarının karmaşıklığından kaynaklanır) sismik

araştırmaların lojistik manada çok hassas hale gelebileceğini söyleyebiliriz.

En genel hali ile saha sismolojisi ekipmanlarını sınıflayacak olursak;

3.1.a) Sismik kaynaklar: Sismik enerjiyi yere iletmemizi sağlayan aparatlardır. Kaynaklar

kendi içinde büyüklük ve teknik özellikleri bakımından değişebilirler. Fakat hepsi aşağıda

sıralanacak karakteristikleri içermektedir.

Tekrar edilebilir olmalıdırlar. Yani kaynak başka yerlerde kullanılsa da yere

göndereceği enerjinin içeriği(hem miktar hem de süresi bakımından) aynı olmalıdır.

Farklı olursa her araştırılan bölge için apayrı sonuçlar ile karşılaşılacağından

çalışmaların bir standardı bir baz noktası olmayacaktır. Bu nedenle farklı olması

sakıncalıdır.

İletimin zamanı kontrol edilebilir olmalıdır. Bizler kaynağın yere enerjiyi ne zaman

gönderdiğini söyleyebiliyor olmalıyız. Bazı durumlarda iletim zamanını kontrol etmek

bazı durumlarda sadece iletim zamanını not etmek gerekebilir.

3.1.b) Jeofonlar: Bu üniteler sismik kaynak tarafından üretilen yer hareketini ölçebilecek

şekilde tasarlanır. Başka bir değişle bunlar yer hareketini ayrı bir ünite tarafından

kaydedilecek olan elektriksel sinyallere dönüştürür.

3.1.c) Kaydedici Sistem: Aslında bu sistemler birkaç tane bileşen içerir. Fakat özünde belli

sayılardaki jeofonlardan gelen yer hareketlerini depolama işlemini yapar. Bu “belli sayıdaki”

jeofonlar oldukça fazla olabilir. Günümüzde bir petrol araması için binlerce jeofonun

kullanılması garipsenecek bir durum değildir. Yer hareketlerini depolamana özelliğine ek

olarak bu sistemler kaynağın senkronizasyonunu (eş zamanlı oluşunu) da kontrol etmelidir.

Kaydedici sistemler için veri depolayan bir kara kutu tabiri doğru olmayacaktır. Bu

özelliğinin yanında jeofonlara ve kaynağa sayısız elektrik bağlantıları olan ve de çoğunlukla

bağlı jeofonları için çeşitli kayıt alma seçenekleri sunan bir ekipmandır.

Ekipmanları kısaca tanıttıktan sonra sismik kaynaklara ve kaydedici sistemlere daha kapsamlı

açıklamalar getirilecektir.

3.2. Sismik Kaynaklar (http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf ‘dan

alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

Sismik enerjinin kaynağı çok çeşitli şekil ve büyüklüklerde gelir. Fiilen yeryüzü üzerinde

patlayan ya da hareket veren her şey bir sismik enerji kaynağı olacaktır. Ne yazık ki, çoğu

kaynaklar karayolu trafiği, rüzgar(bu çalı ve ağaçları hareket ettirerek gürültü yaratır),

uçaklar, insanların yürüyüşü vb. bizim kontrolümüz dışındadır. Sismik çalışmalar için yeri

hareket ettiren kaynağın bizler tarafından kontrol edilebilir olması gerekir.

Bu bölümde yakın yüzey araştırmalarında(çevresel ve mühendislik çalışmalar için) kullanılan

kaynaklardan bahsedilecektir. Şimdi bahsedilecek üç çeşit kaynak hem kırılma hem de

yansıma araştırmaları için en çok kullanılan türler olacaktır.

3.2.a) Etki tipi (Balyoz) Kaynaklar: Yüzeyde bir vuruş ile etki gerçekleştirerek sismik enerji

üreten kaynak türleridir. Çalışmalarda çoğunlukla bu türün kullanıldığı görülmüştür. Etki

kaynakları kendi içinde çok gelişmiş türlerini içerse de en sık rastlanılan en basit türü

balyozdur. Yere direk vurmaktan ziyade yere konulan metal bir plakaya vurulması kabul

görmüştür. Balyoz çoğunlukla kaydedici sisteme bir kablo ile bağlıdır. Balyozun yere vuruş

anı ile kayıtçı jeofonlardan gelen yer hareketlerini kaydetmeye başlar.

Balyozun temel üstünlüklerini sıralayacak olursak;

Düşük fiyat,

Kolay kullanımlı,

Hakimiyeti kolay

Bu kaynağın temel olumsuzluklarından bahsedecek olursa;

Aynı seviyedeki enerjiyi tekrar edilebilir şekilde verememek,

Uygulanışı insan gücü gerektirdiğinden bir noktadan sonra yorucu olması,

Kaynak göreceli olarak küçük çaplarda sismik enerji üretir. Bu nedenle çok uzak

mesafeler için güvenilir gözlemler kaydetmek zor olabilir.

Kaynak, yapısı itibari ile düşük frekanslı olma eğilimindedir.(Bu kaynak türü çok fazla

yüzey dalgası üretir)

3.2.b) Ateşleyici tipi Kaynaklar: Etki tipi kaynaklar gibi ateşleyici tipi kaynaklar da hareket

eden bir objeden oluşan kinetik enerjiyi yere transfer ederek sismik enerji üretirler. Bu

kapsamda hareket eden obje bir kurşun yada tüfek fişeğidir. Bu türdeki bazı kaynaklar kurşun

ve fişekler yerine boşluk kullanır. Açıklamak gerekirse, bu tiplerde enerji; havanın ateşleyici

tabancanın kurşun boşlukları diye adlandırılan sütunlarından yere püskürtülmesi ile üretilir.

Balyozdaki gibi ateşleyici tipi kaynaklarda kaydedici sisteme bağlanmış olmalı ki ateşlendiği

anda ani ilk yer hareketini kaydeden jeofonlar bunu kayıtçıya iletebilsin.

Ateşleyici Tabanca tipi kaynakların temel üstünlüklerini;

Yüksek oranda aynı seviyede enerjiyi tekrar tekrar üretebilmesi,

Yere yüklenen enerji balyoza göre çok daha fazla oluşu ve,

Bu sebepten ötürü oluşacak yüzey dalgalarını minimize edebilme özelliği(yüksek

frekansta enerji ürettiği için)

Türün temel olumsuzluklarını sıralayacak olursak;

Güvenlik,

Basit etki tipi kaynaklara göre çok daha büyük ve pahalı,

Kullanımı için izin alınması daha zor olabilir.

3.2.c) Patlayıcı tipi kaynaklar: Bu tip kaynaklar göreceli küçük boyutlarına rağmen yere çok

büyük ölçekte sismik enerji gönderebilirler. Patlayıcı tipi kaynaklar büyüklük ve çeşit olarak,

küçük patlama kapsülleri ve tüfek fişeklerinden iki aşamalı patlayıcılara(dinamit vb.) kadar

değişiklik gösterir. Tüm patlayıcı tipi kaynaklar patlatma kutusu (blasting box) adı verilen

üniteden tetiklenirler. Bu kutu hem kaydedici sisteme hem de patlayıcılara bağlıdır. Tam

patlatma anında kutu kaydedici sisteme de sinyal gönderir ver kayıt alımını eş zamanlı

başlatabilir.

Patlayıcı tipi kaynakların temel üstünlükleri;

Bu tip kaynaklar buraya kadar anlatılan tüm kaynak tiplerinden çok daha fazla sismik

enerjiyi yere gönderir.

Dolayısı ile çok yüksek frekansta enerji üretirler. Bu durumun bir diğer sebebi de

patlayıcıların sığ bir kuyu içine yerleştirilmesidir. Bu yerleştirme de üretilecek

dalgaların yüzey dalgaları ile kirlenmeyeceğini (karışmayacağını) gösterir.

Ve tabi bu kaynaklar çokça tekrar edilebilirdir

Temel olumsuzluklarından bahsedecek olursak;

Güvenlik,

İzin alma; çalışma yapılacak yerin sahipleri patlayıcıların kullanımı konusunda

tedirgin olabilirler.

Veri toplama işlemi diğer kaynaklara göre daha yavaş olacaktır çünkü patlayıcıların

yerleştirileceği yerler bir delici makinesi ile açılmalıdır ve bu da zaman alır.

Patlayıcılar satın alma ve bulundurma bakımından maliyetlidir.

3.2.1 Arazide Ölçülerin alınması sırasında kullanılan enerji kaynakları;

Enerji kaynağı olarak uzak ofsetlerde (kaynak ile jeofon arası uzaklık demektir.) gun, orta

atışlarda balyoz kullanılmıştır.

Balyoz; Çelik tokmaklı, 10 kg ağırlığında, ahşap saplı klasik balyoz enerji kaynağı.

Gun; Aynı anda 19 adet fişeği patlatabilen ve yönlendirilmiş enerji üretebilen çok namlulu

enerji kaynağı.

Fotoğraf-1: GUN’ın hazırlanışı (fişekler yerleştiriliyor)

Fotoğraf-2:Patlatılmaya hazır GUN’dan bir görünüm(triger sistemi ile birlikte) Bu Gun

çeşidinin patenti Serhan GÖREN beye aittir.

Arazi çalışmalarında istenilen sismik hat uzunluğu 50 metre ve üzerinde olursa sinyal kalitesi

düşer. Bu nedenden ötürü güç kaynağı olarak balyozdan GUN'a geçilmiştir.

3.3. Sismik Kayıt Sistemleri (http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf’dan

alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

Çok kanallı sismik kaydedici sistemler farklı üreticilerden olmak üzere geniş bir yelpazeye

yayılabilir. Ama temel mana da kayıtçı sistemleri iki türe ayırmak doğru olacaktır. Bunlar

geleneksel (traditional) tür ve yaygın (distributed) türdür.

Geleneksel sismik kayıt sistemleri; tüm jeofon serilerinden gelen bilgileri toplamak ve

işlemek için tasarlanmış genel bir sistem kullanır. Bu durum kayıt bilgisi alınacak jeofonların

sayısını iki şekilde limitler;

Limitler çünkü; her jeofon genel sisteme kendi kablosu ile bağlıdır. O nedenle jeofon

sayısı arttıkça bunu bağlayacak kabloların ağırlığı da artacaktır ve bir noktadan sonra

kabloların ağırlıkları etkin taşımayı engelleyecek şekilde ağır olacaktır.

Limitler çünkü; tasarlanan bu genel sistem bağlı olan jeofonlardan gelecek bilgileri

aynı anda işleyecektir. Bu durumda bir noktadan sonra aşırı sistem yüklenmesine

gidebilir.

Yaygın sistemler, pek çok küçük veri işleme sisteminin belli jeofon sayılarına dağıtılarak bir

araya gelmesine dayanır. Bu da daha fazla verinin eş zamanlı sistem aşırı yüklemesi olmadan

rahatça işlenmesi demektir. Küçük veri işleme sistemleri tarafından işlenen bu veri akımları

sayısal veriye dönüştürülerek sistem içinde bulunan merkezi bir işlem birimine yollanır ve

burada bu sayısal veriler harmanlanır ve depolanır. Daha pahalı olsalar da çok daha fazla

sayıda jeofondan toplanan bilgileri işlemek mümkündür.

Geçen yıllar içinde yaygın kayıtçı sistemler petrol ve maden aramalarında standart bir araç

haline gelmiş durumdadır. Şirketler bu tür kayıt cihazlarının kendilerine jeofon serimlerini

daha rahat yapmalarını sağladıklarını ve de geleneksel sistemlere göre eş zamanlı çok daha

fazla kayıt toplayabildiklerini belirtmişlerdir. Bu açıklamayı sayısal bir örneğe dökmek

gerekirse, geleneksel sistemler ile az önce yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı

kullanılabilecek maksimum jeofon sayısı 200 civarıdır. Yaygın sistemler için ise bu sayı

1000’lerde dolaşmaktadır.

Aşağıda resimleri ile sunulan iki kayıtçı sistemleri yakın yüzey çalışmaları için oldukça

uygundur. Geniş manada yakın yüzey araştırmaları için geleneksel sistemler kullanılır

diyebiliriz. Fakat Seistronix adlı sistem (aşağıda) yakın yüzey çalışmaları için tasarlanmış

yaygın kayıtçı sistemidir. Her hangi bir mühendislik ya da çevresel çalışmalar yapan

şirketlerden birinde görevli çalışanlar bu aletlerden çokça görmüş olmalıdır ya da görecektir.

Şekil 3.1: Geometrics StrataVisor Şekil 3.2: Seistronix RAS 24

Çoğu modern tabir edilen kayıtçı sistemler hemen kayıt alındıktan sonra her jeofon için

alınmış kaydı o anda gösterebilir. Yer hareketi ya doğrudan sayısal bir kayıtçı banda

kaydedilir ya da sistemin kendi içinde bulundurduğu bir bilgisayar diskine kaydedilir. Yakın

yüzey çalışmalarında kullanılan tipik kayıtçı sistemler yer hareketini 24 ve 142 jeofon sayısı

arasında kaydedebilir. Bu sistemler her kayıtçı kanalı 1000$ civarında olacak şekilde

fiyatlandırılmıştır. O nedenle 48 kanallı bir kayıtçı sistemini edinmek isteyenlerin 48000$ gibi

bir parayı gözden çıkarmaları gerekecektir.

3.3.1. Arazi Çalışmasında Kullanılan ekipman;

Ölçülerin alınma işleminde Seistronix marka Ras-24 model 24 kanallı sismograf, 4,5 Hz

düşey jeofonlar kullanılmıştır. Sinyal bölü Gürültü Oranının (S/G) yüksek olmasından dolayı

çalışma için 4.5 Hz frekansta jeofonlar kullanılmıştır.

Fotoğraf-3: Arazi ekipmanlarının tamamının bir arada görünümü

Fotoğraf-4:Arazi çalışmasında kullanılan Seistronix Ras-24

Fotoğraf-5:Arazi Çalışmasında kullanılan 4,5 Hz düşey jeofonlar

3.4.Yayılma (Spread) Türleri

(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf ’dan alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

Yayılma; kaynağın (source) alıcılara (receivers) göre konumunu ifade eder. Sıkça kullanılan

yayılma türleri;

3.4.a)Split Spread: Kaynak düzenli aralıklarla yerleştirilmiş alıcılar arasındadır. Bu türün üç

varyasyonu mevcuttur.

Split dip spread; kaynak hiçbir sapma ya da boşluk olmaksızın alıcılarla aynı hizadadır

Şekil 3.3: Split dip spread

Deviated split spread; kaynak alıcılara küçük bir mesafede ve dik olacak şekilde

uzaktadır

Şekil 3.4: Deviated split spread

Gapped split spread; kaynağa en yakın birkaç alıcı kapatılmıştır

Şekil 3.5 : Gapped split spread

3.4.b)End-on spread: Kaynak, düzenli aralıklarla dizilmiş alıcıların en başında ya da en

sonundadır.

Şekil 3.6 : End-on spread

3.4.c)Boardside spread: Kaynak sismik hatta dik olacak şekilde kabul edilebilir bi offset

uzaklığındadır.(500-1000m). İki varyasyonu mevcuttur.

Boardside-T spread; kaynak serim merkezinin tam karşısındadır.

Şekil 3.7 : T-boardside spread

Boardside-L spread; kaynak serimin ya başlangıç kısmının ya da bitiş kısmının tam

karşısındadır.

Şekil 3.8 : L-boardside spread

3.4.d)Cross-spread: Kaynak birbirine dik serilmiş iki jeofon hattının tam orta noktasındadır.

Şekil 3.9 : Cross spread

Bu yayılma türlerine birkaç sismik kayıt örneği sunmak gerekirse;

Şekil 3.10 : Split-spread için sismik kayıt örneği

(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf)

Şekil 3.11 : End-on spread için sismik kayıt örneği

(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf)

Şekil 3.12 : T-boardside spread için sismik kayıt örneği

(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf)

Şekil 3.13 :L-broadside spread için sismik kayıt örneği

(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf)

Şeklinde olacaktır.

3.5. Dünya Çapında Uygulanan Dizilimler İçin Önemli Bilgiler

(http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf ’dan alınmış ve tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

Gruplar ya da desenler olarak da bilinirler

Bir jeofon dizilimi bir kanalı besleyen jeofonların desenidir

Bir kaynak dizilimi aynı anda ateşlenen kaynakların dizilimidir

Alıcı ve kaynak kombinasyonlu dizilimler sismik incelemelerde sıkça kullanılır

Dizilimler yatay yönlü gürültüleri zayıflatmak ve dikey yönlü seyahat zamanlarını

güçlendirmek adına kullanılır.

Bir dizilimdeki tüm jeofonların tepkileri toplanarak bir tek sinyal izine dönüştürülebilir.

Dizilim çoğunlukla 10 jeofon kullanılarak 10 ila 100 metrekare arasındaki alanları kapsar.

Sonuçlanan izin yeri jeofon diziliminin ağırlık merkezine atanır.

Şekil 3.14 : Saudi Aramco’da yapılan tipik bi 2D jeofon dizilimi (turuncu moktalar jeofonlar kırmızı

çizgiler jeofonların birbiri ile bağlantılarını temsil eder)

Dizilimlerde;

Maksimum offset (kaynak ile alıcı arası olabilecek en büyük uzaklık demektir);

ilgilenen en derindeki bölgenin derinliğine eşit ya da büyük olmak zorundadır

Minimum offset (kaynak ile alıcı arası olabilecek en küçük uzaklık demektir);

mümküm olduğunca küçük seçilmeli ama ilgilenilen en sığ bölgenin

derinliğinde de fazla olmamalıdır.

Dizilimler içindeki jeofon aralığı; dominant rayleigh dalgasının dalga boyunun

yarısı kadar olmalıdır

Jeofon dizilimlerinin uzunluğu; dominant rayleigh dalgasının dalga boyunun

3-5 katı kadar olmalıdır

3.5.1. Arazi Çalışmasında Ölçü alınması sırasında kullanılan geometri;

Ölçü geometrisi olarak 5 atış tekniği uygulanmıştır. Buna bağlı olarak 5 m grup aralığı olmak

kaydıyla;

atışları yapılmıştır.

Şekil 3.15: Arazi Çalışması Geometri Şematiği (2 , 3 , 4 ara atışlardır. Jeofon altı derinliklerin

ve üstteki süreksizliklerin daha iyi belirlenebilmesi için ara atışlar yapılmıştır.)

00,00 m uzaklıktan açık ofset (ön atış (1)),

37,50 m uzaklıktan 6-7 jeofon arası (ön orta atış (2)),

67,50 m uzaklıktan 12-13 jeofon arası (orta atış (3)),

97,50 m uzaklıktan 18-19 jeofon arası (arka orta atış (4)),

135,00 m uzaklıktan açık ofset (arka atış (5))

Fotoğraf-6:Arazi çalışmasında jeofon dizilimi yapılmış profilin bir kısmından görünüm

3.5.2. Ölçülerin alınması sırasında kullanılan tetikleme sistemleri;

Çekiç anahtarı; Balyoz enerji kaynağı kullanıldığında tetikleme için kullanılan ve balyoz

üzerine sabitlenmiş tetik sistemidir.

Tetikleme jeofonu; Ateşleyici enerji kaynağı kullanılması sırasında kullanılan yüksek

frekanslı jeofon tetik sistemidir.

3.5.3. Alınan ölçülerin depolanması;

Arazide alınan ölçüler daha sonra kullanılmak kaydıyla dizüstü bilgisayara SEG-2 formatında

depolanmıştır. Kayıtlar sırasında her bölge için isimlendirme ve numaralandırma uygun

şekilde yapılmıştır.

Fotoğraf-7: Kayıt almakta olan bilgisayar ve Seistronix Ras-24 cihaz düzeneği

3.6. İlk Varışlar (’ http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf ‘dan alınmış ve

tarafımdan Türkçe’ye çevrilmiştir.)

Şimdi her uzaklıkta kaydedilen ilk dalgaların ilk varış zamanlarını tespit edebilme mantığına

değinilecektir Bir kırılma analizi gerçekleştirileceği zaman, ilk varışlar kayıt alan

sismogramlardan edinilip kullanılan tek bilgidir.

Şekil 3.16:İlk varış zamanlarının ofsetlere karşılık gelecek şekilde tasarlanan seyahat zamanı

eğrisi.

Açıklamalara devam etmeden önce belirtmek gerekir ki yukarıda, aşağı doğru artış

göstermekte olan seyahat zamanı eğrisi genel olarak yansıma yöntemi analizlerinde kullanılır.

Kırılma analizleri için kullanılacak eğri yukarı doğru artış gösteren şekilde olacaktır. Bu

durumun grafiklenmiş hali aşağıda gösterilmektedir

Şekil 3.17 : Kırılma analizleri için kullanılan ilk varışların seyahat zamanı eğrisi

Biraz önce tanımlanan her iki yol-zaman eğrisi aynı seyahat zamanlarına karşılık aynı

mesafeler için çizilmiştir.

Aralarındaki tek fark iki farklı anlayışla sunulmuş olmalarıdır.(Kırılma anlayışı-yansıma

anlayışı). Tez kapsamında sismik kırılma yöntemiyle toplanan verilerin analizi işleneceği için

bu noktadan itibaren “yukarı doğru artan” seyahat zamanı eğrisi baz alınacaktır.

Tek bir tabaka sınırı ile ayrılmış basit bir yer altı modeli sunulan seyahat zamanı eğrisinde ilk

varışlar iki farklı renk ile iki parçaya ayrılmıştır. Küçük uzaklık değerlerine (yeşil çizgi) direk

varışlar karşılık gelir. Büyük uzaklık değerlerine ise (kırmızı çizgi) kırılarak gelen varışlar

karşılık gelir. Bu iki segment “cross over offset (birbiri üzerine geçen) uzaklığı” diye

adlandırılan bir olgu ile bir eğim göstererek birbirinden ayrılır. Bu uzaklık; kaydedilen ilk

varışların artık “direk varışlar” olmadığı uzaklığı tanımlar.

Alınan sismik kayıtlar üzerinde ilk varış zamanlarını belirlemeye gelecek olursak,

sismogramlardaki ani ilk yer hareketi zamanlarını belirlemek en önemli adım olacaktır.

Aşağıda gösterilen sismogram kayıt örneğinde bu zaman kırmızı çizgi ile gösterilen zaman

olacaktır. Bu kayıtta ilk varış zamanını belirlemek kayıt ani ilk yer hareketinden önce hiçbir

sinyal göstermediği için oldukça kolay olacaktır.

Şekil 3.18 : İlk varış zamanı ile ilk zirve noktasını gösteren basit bir sismik kayıt örneği

Eğer, kayıtta ilk varış zamanını gölgeleyen herhangi bir gürültü çeşidi kaydedilmiş olsaydı ani

ilk yer hareketini belirlemek o kadar da kolay olmayacaktı.

Pratikte; uğraş veren kişi bilmelidir ki ilk varış zamanlarının seçimi bir veri toplama işleminin

parçasından çok, yorumlama kısmının bir parçasıdır. Çoğunlukla jeofizikçiler ilk varışları

işaretlemekten ziyade sinyal kaydındaki en kaba tabiri ile ilk zirve noktayı işaretlemeyi

seçerler. Bu zirve noktası örnekteki mavi çizgiye tekabül eder. Bu işaretleme tekniği

sonuçlarda ufak çapta bir yanılma payı ortaya çıkaracaktır. Bu yanılmanın etkisi sismogram

kayıtlarında izden ize (trace) tutarsızca yapılan ilk varış işaretlemeleri (pikleme) ile

karşılaştırıldığında çok minimal kalacaktır.

3.6.1. Saha Verilerinin Değerlendirilmesi;

SEG-2 (kırılma verisi çıkış uzantısı) formatında kayıt edilen datalar için kırılma geometrisi

kullanılarak iki boyutlu çözümleme uygun görülmüştür. Ölçülerin alınması sırasında uygun

dinleme aralığı (2000 msec) kullanılmıştır

Toplanan dataların çözümünde Seisimager çözüm program paketi kullanılmıştır. Dataların

Seg2 formatında açılması, geometri girilmesi ve ilk kırılma zamanlarının belirlenmesi için

Pickwin alt programı, modelleme için aynı programın Plotrefa alt programı kullanılmıştır.

Şekil 3.19: Pickwin modülü genel çalışma akış şeması (ŞENKAYA 2009)

(Tablonun oklar doğrultusunda Türkçesi: SEG-2 türü kırılma verisini oku-ekran

parametrelerini ayarla- ilk varışları işaretle-ilk varışları kaydet-Plotrefa programına geç)

Şekil 3.20: Çalışma yapılan arazideki tez kapsamında ilgilenilecek profilleri gösteren harita

Bu bitirme çalışması kapsamında LINE-5 ve LINE-1 irdelenecektir (Hatların birbirine dik

oluşu bu hatların seçiminde motive edici unsur olmuştur). Şimdi verilerin bilgisayar

ortamında değerlendiriliş işlemi aşamalı olarak örnekler verilerek anlatılacaktır. “Verilecek

örnekler arazi çalışmasına ait olmayıp programın kullanılma mantığının anlaşılması adına

basit örnekler şeklinde seçilmiştir.”

Pickwin modülü (ilk varış zamanlarını belirlemede kullanılan bir alt program) açıldıktan sonra

ilk yapılacak işlem verinin modüle okutulmasıdır. Bu işlem için File(dosya) sekmesindeki

Open waveform file (dalga türü dosyayı aç) tıklandıktan sonra verimizin bulunduğu klasör

üzerinden veri okutulur. Verinin okutulması sonrasında verimizin kanal sayısını, zaman

örnekleme aralığını ve örnek sayısını gösteren küçük bir bilgi ekranı görülecektir (Şekil 3.21).

Bu ekran görüldüğünde verimiz hatasız okutulmuş demektir.

Şekil 3.21:Pickwin’de verinin okutuluşu (ÖRNEKTİR).

Sahada alınan kayıtlarda bazı nedenlerden dolayı alıcı-kaynak uzaklıkları hatalı olabilir.

Bunları Pickwin’ de düzeltmek mümkündür. Bu işlemi her alıcı için tek tek yapmak

istendiğinde Edit menüsündeki Show/edit source/receiver locations etc(göster/kaynak/alıcı

lokasyonlarını düzenle). seçeneğinden, eğer otomatik olarak yapmak istenirse edit

source/receiver locations (with key) menüsünden ayarlayabilmektedir. Edit source/recevier

locations (with key) seçeneğinden Make Key sekmesine tıkladığında çıkan menüye gerekli

parametreleri girildikten sonra OK düğmesine tıkladığında kaynak ve alıcı koordinatları

girilen parametreler doğrultusunda değişecektir. (Şekil 3.22).

Şekil 3.22: Pickwin’ de kaynak ve alıcı yerlerinin değiştirilmesi (ÖRNEKTİR).

Pickwin modülünde ilk varışlar otomatik olarak veya el ile belirlenebilir. İlk varışların

otomatik olarak belirlenmesi için Pick first arrivals (İlk varışları işaretle) menüsünden Pick

first arrival time automatically (ilk varışları otomatik işaretle) seçeneği tıklanır (Şekil 3.23).

Bu seçenek tıklandığında ilk varışlar renkli bir imleç ile belirlenir. Eğer bazı kanallardaki ilk

varış zaman değerlerinin doğru olmadığı düşünülürse, fare imlecinin doğru olduğu düşünülen

zaman değerine tıklandığında ilk varış imleci otomatik olarak oraya taşınacaktır. Eğer ilk

varışları sadece el ile belirlemek istenirse Pick first time manually(ilk zamanları elle belirle)

seçeneğine tıklanmalıdır (Şekil 3.23). Bu seçenekte tüm kanallardaki ilk varışlar sıfır

zamanını gösterir ve fare imleci ile her kanaldaki doğru olduğunu düşünülen ilk varış

zamanına tıklandığında ilk varış imleci otomatik olarak taşınır.

Şekil 3.23: İlk varış piklemesi için seçenekler (ÖRNEKTİR).

Pikler birleştirildikten sonra eğer aynı profile ait başka bir atış yoksa File menüsündeki Save

pick file (ilk varış işaretlemelerini kaydet) seçeneği ile ilk varış pikleri kayıt edilebilir. Eğer

aynı profile ait başka atışlar içinde ilk varış değerlendirilmesi yapılacaksa File menüsünden

Open waveform file (dalga türündeki dosyayı aç) seçeneği ile diğer atış verisini okutmalıdır.

Bu durumda yeni bir veri okutmak istediğinde ekranda şekil 3.24’ teki gibi bir kutu çıkar

burada New file (yeni dosya) seçeneği seçilmelidir.

Şekil 3.24: Yeni bir kırılma verisinin okutulması (ÖRNEKTİR).

Bu bilgiler ışığında LINE-1 ve LINE-5 profilerinin 5 atış tekniğine göre ilk varışları okunmuş

halleri aşağıdaki gibidir.

Veri-1: Line-1 için 00,00 m uzaklıktan açık ofset (düz atış (1)) ilk varışlar okunmuş hali

Veri-2:Line-2 için 37,50 m uzaklıktan 6-7 jeofon arası (ön orta atış (2)) ilk varışları okunmuş

hali

Veri-3: Line-1 için 67,50 m uzaklıktan 12-13 jeofon arası (orta atış (3)) ilk varışlar okunmuş

hali

Veri-4: Line-1 için 97,50 m uzaklıktan 18-19 jeofon arası (arka orta atış (4)) ilk varışlar

okunmuş hali

Veri-5: Line-1 için 135,00 m uzaklıktan açık ofset (ters atış (5)) ilk varışlar okunmuş hali

Veri-6: Line-5 için 00,00 m uzaklıktan açık ofset (düz atış (1)) ilk varışlar okunmuş hali

Veri-7: Line-5 için 37,50 m uzaklıktan 6-7 jeofon arası (ön orta atış (2)) ilk varışları okunmuş

hali

Veri-8: Line-5 için 67,50 m uzaklıktan 12-13 jeofon arası (orta atış (3)) ilk varışlar okunmuş

hali

Veri-9: Line-5 için 97,50 m uzaklıktan 18-19 jeofon arası (arka orta atış (4)) ilk varışlar

okunmuş hali

Veri-10: Line-5 için 135,00 m uzaklıktan açık ofset (ters atış (5)) ilk varışlar okunmuş hali

Bu noktadan itibaren veri işlem kısmının Plotrefa (sismik tabaka modelleri oluşturmada

kullanılır) alt programındaki aşamaları yine örnekler verilerek aşamalı anlatılacaktır.

“Verilecek örnekler arazi çalışmasına ait olmayıp programın kullanılma mantığının

anlaşılması adına basit örnekler şeklinde seçilmiştir.”

Plotrefa modülü çalıştırıldıktan sonra File menüsünden Open Plotrefa file (plotrefa dosyasını

aç) seçeneğini seçip ilk varış dosyası bulunduğu konumdan okutulur (Şekil 3.25). Veriler

okutulduğunda ekrana gelen zaman-uzaklık grafiği programın varsayılan ayarlarında kayıtlı

olan eksen ayarları ile görüntülenir. Eğer bu ayar üzerinde çalışmak istenmiyorsa View

(görünüm) menüsündeki Scale (ölçek) sekmesindeki ölçek değerlerinden birini seçilebilir ya

da vertical exaggeration (dikey büyütme) seçeneğinden V/H yani Düşey/Yatay eksen oranı

girerek arzu edilen grafik eksenini yakalanabilir. Eksenler üzerinde görüntülenen zaman ve

uzaklık örnekleme aralıklarını ise View (görünüm) menüsündeki Axis configuration (manual)

(eksen ayarlamaları-elle) seçeneğinden istenildiği gibi ayarlayabilir (Şekil 3.26).

Şekil 3.25: Plotrefa’ da ilk varış verisinin okutulması (ÖRNEKTİR).

Şekil 3.26: Zaman-uzaklık grafiği eksen ayarları (ÖRNEKTİR).

50

Temel Plotrefa bilgilerinden sonra pickwinde belirlediğimiz ilk varış zamanlarına göre

plotrefada nasıl değerlendirme yapılacağını aşama aşama açıklayalım.

Zaman ortamı ters çözümü şeklinde adlandırılan bu yöntem en küçük kareler ve gecikme

zaman yöntemlerinin kombinasyonu şeklinde çalışır. Bu yöntem basit kullanımlı olup fazla

işlem zamanına gerek duymaz. Şekil 3.27’ de zaman ortamı ters çözüm işleminin akış şeması

görülmektedir.

Şekil 3.27 : Zaman ortamı ters çözüm yönteminin genel akış şeması (ŞENKAYA 2009).

(Tablonun oklar doğrultusunda Türkçesi: ilk varışları okut-yükseklik dosyasını okut(ortama

bağlı)-tabakaları ata-verileri evir-başlangıç hız seçimi-ışın izleme-gözlenen ya da teorik

tomografik evirme ve son hız seçimi)

Şekil 3.28: File menüsündeki Open Plotrefa file seçeneği ile ilk varış dosyası okutulur

(ÖRNEKTİR).

Şekil 3.29: File menüsündeki import elevation data file seçeneğinden jeofonlara ait yükseklik

verisi okutulur.(ÖRNEKTİR)

Şekil 3.30

Şekil 3.30-3.31: İki tabakalı ortam için tabakalar belirlemek Assign layer 2 arrivals seçeneği

seçilir. Bu seçeneğe tıklandığında ilk önce tüm tabakalar birinci tabaka halini

alır.(ÖRNEKTİR).

Şekil 3.32: Fare imleci ile her zaman-uzaklık grafiğinde ikinci tabakaya ait olduğunu

düşündüğünüz ilk varış zamanına tıkladığınızda o ve sonrasındaki zamanlar ikinci tabakaya

ait olurlar.(ÖRNEKTİR)

Şekil 3.33: Tabakalar belirlendikten sonra ters çözüm işlemi için gerekli profil bilgileri girilir

ve işlem yapılır (ÖRNEKTİR).

Şekil 3.34: Ters çözüm işlemi sonlandığında, işletim hassasiyetini belirten bir bilgi ekranı

görüntülenir (ÖRNEKTİR).

Şekil 3.35: Son olarak ters çözümün sonucu olan hız modeli görüntülenir (ÖRNEKTİR-

ŞENKAYA 2009).

Buraya kadar anlatılan 2 tabakalı bir durum içindir. Şimdi çözüm aşamaları 3 tabakalı durum

için açıklanacaktır.

Üç tabakalı yorum için tabakaların belirlenmesi sırasında ilk önce iki tabakalı durum için

tabakalar belirlenir daha sonra Assign layer 3 arrivals (3 tabaka durumuna ata) seçeneği

seçilerek üçüncü tabakalar belirlenir.

Şekil 3.36: Üç tabakalı problemler için; ilk önce ikinci tabakalar tanıtılır.(ÖRNEKTİR)

Şekil 3.37: Üç tabakalı çözümlerde ikinci tabakalar tanıtıldıktan sonra Assign layer 3 arrivals

seçeneği seçilir (ÖRNEKTİR).

Şekil 3.38: Assign layer 3 arrivals seçeneği seçilip tüm grafiklerde üçüncü tabaka varışları

işaretlenir (ÖRNEKTİR).

Tomografi; yöntemi yanal yöndeki hız değişiminin çözümünün ön planda olduğu bir

yöntemdir dolayısıyla araştırma bölgesindeki yanal hız değişimleri hakkında herhangi bir

bilginiz yoksa hatalı yorumlar yapabilirsiniz. Tomografi yönteminin akış şeması Şekil 3.39’

da gösterilmiştir. İlk varış zamanlarının modüle okutulmasından sonra bir giriş hız alanı

modeli belirlenmelidir.

Bu giriş modelini iki şekilde belirleyebiliriz. İlk seçenek; zamanların okutulmasından sonra

Tomograpy menüsündeki Generate initial model (başlangıç modeli oluştur) seçeneği ile bir

model oluşturmaktır. Bu seçenekte profil bilgileri girildikten sonra model parametreleri girilir.

Bu aşamada herhangi bir tabaka modelimiz mevcut olmadığından Use layered model as

initial model (başlangıç modeli olarak tabakalı modeli kullan) seçeneği boş bırakılmalıdır.

İkinci seçenek ise Time-term inversion (zaman süreli evirme) seçeneğinden faydalanarak bir

ön değerlendirme yaptıktan sonra elde edilen modelin giriş modeli (bu model tabaka modeli

şeklinde veya hız alanı şeklinde kullanılabilir) olarak belirlenmesidir.

Şekil 3.39: Tomografi genel akış şeması (ŞENKAYA 2009) (Şemanın Türkçesi: ilk varışları

okut- yükseklik verilerini okut-başlangıç modeli için zaman süreli evirme yap-“bu üçünden”-

başlangıç modeli üret’e geçilebilir-verileri evir’den-görülen ya da teorik- kısma geçilir-

evirme parametrelerini ayarlama’dan-verileri evire geçilebilir-görünen ya da teorik’ten son

kısım-hız seçimine geçilir)

Giriş modeli belirlendikten sonra ters çözüm aşamasına geçilir. Ters çözüm işlemini,

varsayılan parametreler ile otomatik olarak (inverison-with default parameters) ya da ters

çözüm parametrelerini kendimiz belirleyerek (inverison-set parameters manually) yapabiliriz.

Yapılan çözümlerle beraber gözlenen seyahat zamanları ile hesaplanan seyahat zamanları

birbirine yaklaştırılmaya çalışılır (yapılan her iteratif çözüm her zaman bu iki değeri birbirine

yaklaştırmayabilir). İstenilen yorum kesitine ulaşıldıktan sonra Convert into layered model

(tabakalı modele geç) seçeneği ile sonuç hız alanı modeli, tabaka modeline çevrilebilir.

Şekil 3.40: Herhangi bir ön değerlendirme yapmadan giriş modelinin oluşturulması

(ÖRNEKTİR)

Şekil 3.41: Giriş modeline ait profil bilgilerinin girilmesi. Eğer giriş modelini direk olarak

kendimiz oluşturuyorsak (zaman ortamı ters çözümden elde edilen tabaka modeli

kullanmadan) Use layered model as initial model seçeneğini boş bırakmalıyız (ÖRNEKTİR).

Şekil 3.42: Tomografi yönteminde kullanılacak giriş modeli (ŞENKAYA 2009)

Şekil 3.43: Varsayılan ters çözüm parametreleri ile iteratif çözüm yapılması (ŞENKAYA

2009)

Şekil 3.44: İteratif çözüm sonucunda elde edilen hız alan modeli ve hesaplanan ilk varış

zamanları ile gözlenen ilk varış değerlerinin karşılaştırılması (ŞENKAYA 2009)

4.BULGULAR

Yukarıda hem sözel hem de görsel şekilde açıklanan model oluşturma bilgileri ışığında arazi

çalışmasından alınan ve ilk varış zamanları belirlenen LINE-1 ve LINE-5 ‘ in Plotrefa

çözümleri ve hız modelleri aşağıdaki gibidir.

Çözüm-1 (A: kendi çözümüm): Line-1 için inversion yapılmış çözümün yol-zaman grafiği

Buradaki en önemli nokta görülen (observed) seyahat zamanları ile hesaplanan (calculated)

seyahat zamanları eğrilerinin birbirine yaklaştırılmaya çalışılmasıdır. İstenilen yorum

kestirimine ulaşılana dek bu yaklaştırıma devam edilir

Çözüm-1 (B: mühendisin çözümü): Line-1 için inversiondan sonra görüntülenen yol-zaman

grafiği

Çözüm-1 (A: kendi çözümüm): Line-1 için Tomografi işlemi öncesi giriş parametreleri (yer

altında görebileceğimiz maksimum derinlik 125m(bir serimin boyu)/3’ten hesaplanarak 45 m

alınmıştır.Maksimum ve minimum hızlar ilk varış görüntülerinden “0.3km/sn” ve

“4.0km/sn” olarak okunarak girilmiştir.

Çözüm-1 (A: kendi çözümüm): Line-1 için tomografi aşamasından sonra 1 kez inversion

(ters çözüm) işlemine tabi tutulmuş sonuç.

Çözüm-1 (B: mühendisin çözümü): Aynı aşamalardan işlenen verilerin inversion (ters

çözüm) a tabi tutulmuş sonucu.

Çözüm-1 (A:kendi çözümüm): Line-1 için programın inversion işlemini gerçekleştirirken

kabul ettiği sismik dalgaların yer içindeki ilerleyişi.

Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için inversion yapılmış çözümün yol-zaman grafiği

(hesaplanan ile görünen seyahat zamanları eğrileri arasındaki fark demek arzulanan yorum

kestirimine ne kadar yaklaşıp yaklaşmadığımız arasındaki fark demektir.)

Çözüm-2 (B: Mühendisin çözümü): Line-5 için inversiondan sonra görüntülenen yol-zaman

grafiği

Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için Tomografi işlemi öncesi giriş parametreleri (yer

altında görebileceğimiz maksimum derinlik 125m(bir serimin boyu)/3’ten hesaplanarak 45 m

alınmıştır.Maksimum ve minimum hızlar ilk varış görüntülerinden “0.3km/sn” ve

“4.0km/sn” olarak okunarak girilmiştir.

Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için tomografi aşamasından sonra 1 kez inversion

(ters çözüm) işlemine tabi tutulmuş sonuç.

Çözüm-2 (B: mühendisin çözümü): Aynı aşamalardan işlenen verilerin inversion (ters

çözüm) a tabi tutulmuş sonucu.

Çözüm-2 (A: kendi çözümüm): Line-5 için programın inversion işlemini gerçekleştirirken

kabul ettiği sismik dalgaların yer içindeki ilerleyişi.

5.SONUÇ VE TARTIŞMA

Bu bulguların ışığında sökülebilirlik adına bu kısımda iki farklı yol ile 30 metre derinlik için

1,5 dönümlük bir alanın maliyet hesabı yapılacak hangi yolun daha uygun olacağı

tartışılacaktır. Bu çalışma için Line-5 modeli örnek model kabul edilecek çalışma bu model

üzerinden yürütülecektir. Maliyet hesaplarının ilkinde modele bakılarak 4 hız bölgesi

(kırmızı, sarı, yeşil ve mavi bölgeler) için hızlar kabaca okunarak sökülebilirlik derecesi ve

nasıl söküleceği belirlenecek her bölge için ayrı ayrı maliyet hesabı yapılıp bu maliyetler

toplanarak nihai maliyet değerine ulaşılacaktır. Diğer yol ise modelin tamamına bir ortalama

hız tayin edilerek tek bir sökülebilirlik derecesi ve yöntemi ile maliyet hesaplanacaktır.

Line-5 için modelde kırmızı renk ile gösterilen yaklaşık 3m kalınlığındaki bölgenin

hızı kabaca 700 m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 1,74gr/cm3

gözenekliliği denklem (6)’dan %41 yumuşak-silt formasyonu bulunmuştur. Buna göre

bu kısım Çizelge-3’e göre kolay sökülebilir sınıfındadır. Çizelge-4 den bu bölge için

D7 türü bir makinanın (dozer) kullanımı uygun görülmektedir. 3m derinlikte 1500m2

lik bu alanı makine kiralanmak sureti(kiralama fiyatları sahibinden.com adresinden

alınmıştır aylık kiralama fiyatı üzerinden hesaplanmıştır) ile 1,5km/s hız ile (bu değer

sabit alınacaktır) 30TL ye yapacaktır.

Modelde sarı renk olarak görülen yaklaşık 1.5m kalınlığındaki bölgenin hızı kabaca

1500m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 1.9gr/cm3 gözenekliliği denklem

(6)’dan %28 yumuşak-kum ve çakıl formasyonu bulunmuştur. Çizelge-3’e göre orta

sökülebilir zorluktadır. Çizelge-4’e göre ise D8 türü makine uygun görünmektedir.

Kazılacak bu alanın (1500m2 alan 1.5m derinlik) maliyeti 32TL dir.

Modelde yeşil renk olarak görülen ortalama 5m kalınlığındaki bölgenin hızı kabaca

2300m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 2.06gr/cm3 gözenekliliği denklem

(6)’dan %20 orta sert-kumtaşı formasyonu bulunmuştur. Çizelge-3’e göre çok zor

sökülebilir derecesindedir. Çizelge-4’e göre D9 türü makine uygun görülmektedir.

Kazılacak bu alanın (1500m2 alan 5m derinlik) maliyeti 72TL dir.

Modelde mavi renk olarak görülen bölgede 20m kalınlık için hız değeri kabaca

4000m/s okunmuştur. Yoğunluğu denklem (5)’ten 2,4gr/cm3 gözenekliliği %10 sert-

kalker formasyonu bulunmuştur. Çizelge-3’e göre aşırı zor-patlatma tekniği uygun

görünmektedir. Patlatılacak bu alanın (1500m2 alan 20m derinlik) maliyeti alana 180

çukur açıp 7 ton civarı anfo tipi patlayacı madde kullanılarak 28276TL olarak

hesaplanmıştır.

Hız bölgelerini ayrı ayrı değerlendirdiğimiz bu teknikte toplam maliyet 28410TL olarak

hesaplanmıştır.

Modelin tamamı için ortalama hızın 2140m/s olduğu hesaplanmış ve ortamın tamamı

için yalnız patlama tekniği seçilmiş olsaydı maliyet tutarı 180 delik 1500m2 alan ve

30m derinlik için yaklaşık 11 ton anfo tipi patlayıcı madde kullanılarak 35946TL

olacaktı.

Bu hesaplamaların sonunda diyebiliriz ki; sökülebilirlik çalışması sonunda sismik kırılma

modeli çıkarıldıktan sonra belli bir derinliğe kadar sökülebilirlik derecesi istenildiğinde o

derinlik içerisindeki ortalama primer dalga hızını vermektense belli ortalama hız değerleri

taşıyan bölgeleri ayırarak bu bölgeler için ayrı ayrı sökülebilirlik dereceleri ve yöntemlerinin

söylenmesi az önce yapılan ampirik çalışma sonucunda oldukça somut olarak 7536TL lik bir

zarardan yüzde hesabı olarak %2.65 lik bir zarar oranından kurtulmak anlamına gelir. Maliyet

hesaplarının her projede önemli olduğu günümüz şartlarında bu oranın küçümsenmemesi

gerekmektedir.

6.KAYNAKLAR

Açık, Ö., 2006, Sıcak Çermik Travertenleri ve Ulaş-Akkaya Sölestit Madeni’nin (Sivas)

Sismik Kırılma Yöntemi Kullanılarak Araştırılması , Yüksek Lisans Tezi, Cumhuriyet

Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

Al-Shuhail, A.A., 2009, Field Procedures (Online), Dhahran, Saudi Arabia

http://faculty.kfupm.edu.sa/es/ashuhail/Undergraduate/GEOP315/Notes/Chapter6/Ch6-

2010.pdf

Bailey, A.D., 1974. Rock Types and Seismic Velocities Versus Rippability. Highway Geol.

Symp. Proc., 26, 135-142

Boyd, T.M., 2003, Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02 (Online),

USA, http://galitzin.mines.edu/INTROGP/MISC/seisnotes.pdf

Buğdaycı, İ., 1999, Depremin Dili Sismoloji (Online), Ankara, Türkiye

http://www.yerdurumu.org/makaleler/documents/sismoloji.pdf

Church, H.K., 1981. Excavation Handbook, McGraw-Hill Inc., U.S.A.

Dekar Madencilik & Hazır Beton 2008 (Online), Zonguldak, Türkiye

http://www.dekar.com.tr/patlama-5.asp

Ercan, A., 2001. Kıran Bölgelerinde Yeraraştırma Yöntemleri. Kardeşler Yayınevi, İstanbul.

Erguvanlı, K. ve Yüzer, E., 1987. Yeraltı Suları Jeolojisi. İTÜ Maden Fakültesi Yayınları,

Yayın No: 23, Maçka, İstanbul.

Mussett, A.E. and Khan, M.A., 2000. Look into the Earth: An Introduction to Geological

Geophysics. Cambridge University Press

Sheriff, R.E., 2002. Encyclopedic Dictionary of Applied Geophysics. Society of Exploration

Geophysicists, 4th Edition, Geophysical References Series, No:13, Tulsa.

SIPQC V-4.0, 1993. Quality Control Programs for Quick Interpretation of Seismic Refraction

Data. Rimrock Geophysics Inc., USA.

Sümer, T ,Öktem Ü.E, Frandberg., L 1992. Açık işletmelerde Kontrollü Patlatma

Teknikleriyle Maliyet Optimizasyonu (Online), Ankara, Türkiye

http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/26a8c055c0d04f5_ek.pdf

Şenkaya, M., 2009 Seisimager Programı Pickwin ve Plotrefa Modülleri Kullanım

Kılavuzu, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Sismik Veri İşlem

Laboratuarı

Tatham, R.H., 1982. Vp / Vs and lithology. Geophysics, 47, 336-344.

7.ÖZGEÇMİŞ

1989 yılında İstanbul’da doğdu. İlkokulu İbrahim Aleattin Gövsa İ.Ö.O’da okudu. 2004’te

ilkokul eğitimini tamamladı. Liseyi Hasan Polatkan Y.D.A Lisesi’nde okudu. 2008 de lise

eğitimini tamamladıktan sonra 2009 yılında İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Jeofizik Mühendisliği bölümüne girmiştir. Son sınıf öğrencisi olarak eğitimine devam

etmektedir.