T.C.İSTANBUL ÜNİVERSİTESİJeofizik Mühendisliği BölümüSİSMİK YANSIMA TOMOGRAFİSİ        Mehmet Safa ARSLAN            13020...
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ                        MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ                         JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ1302080010...
ÖNSÖZ       Bu projenin hazrlanmasında emeği geçen herkese, en başta sayın Prof. Dr. AliOsman ÖNCEL öğretmenimiz olmak üze...
İÇİNDEKİLERÖNSÖZ.............................................................................................................
ÖZETBu projede yapılması amaçlanan çalışma, sismik yansıma yöntemi kullanılarak yeraltındaki yapıların belirlenmesidir. Ku...
1.GİRİŞJeofizik Mühendisliği, yeraltında bulunan derin hammadde yatakları ve enerjikaynaklarının yerlerini, kayaların birb...
2.SİSMİK YÖNTEMBir enerji kaynağından elde edilen sarsıntıyı (titreşim), atış noktasından belirliuzaklıklara yerleştirilmi...
2.1 Sismik KırılmaBu yöntemde, zeminde balyoz, silah veya dinamit patlatarak oluşturulan şok (titreşim)dalgalarından elde ...
Sismik kırılma yöntemi yer altı suyu aramalarında ve bir çok çevre problemininçözümünde elektrik yöntemlerden sonra en çok...
deprem tehlikesinin beklendiği yörede, sismik tehlike araştırmalarında, yatay ve düşeyyönde her bir katman için sismik hız...
2. Verilerin ofiste bilgisayarlarla işleme tabi tutulması (Veri-İşlem).3. Verilerin değerlendirilmesi.    Şekil 2.2.1. Ara...
Şekil 2. Arazide alınan bir sismik veri örneği2.2.2 Verilerin Ofiste Bilgisayarlarla İşleme Tabi Tutulması (Veri-İşlem)Ver...
Doğru işlemler uygulandıktan sonra verilerin yorumlanması (kömür amaçlı sismikverilerin yorumlanması, yeraltı, kömür yayıl...
Şekil 2.2.2.1. Karada yapılan bir yansıma çalışmasının şematik görünümü. (Sismik yansımaölçümü-seismic reflection surveyin...
Şekil 3.1.1 Seistronik RAS 24 sismik kayıt cihazı          Şekil 3.1.2 24 Hzlik jeofon                       15
Şekil 3.1.3 Akü (sismik kayıt cihazının çalışmasını sağlamak için kullanılır)Şekil 3.1.4 : Sismik gürültü oluşturan “GUN” ...
Şekil 3.1.5 : Trigger kablosu, jeofon bağlantı kablosu ve 48 kanal çalışmak istersekgerekli olan ara bağlantı kablosuŞekil...
3.2 YöntemSismik Yansıma Verilerinin Tomografik Analizi için veri toplamak amacıylaKahramanmaraş’a bağlı Elbistan ilçesind...
Şekil 3.2.1 Profil kaydırma işleminin şematik gösterimiŞekil 3.2.2 Arazi çalışmasında yapılan sismik yöntemin, 3.profil ha...
4. BulgularArazi çalışmalarında elde edilen veriler iki program tarafından irdelenmiştir. Bunlardanilki Geometrics şirketi...
Şekil 4.1.1 Kırılarak gelen dalgaların jeofonlara varış süresinin Pickwin yazılımı yardımıylabelirlenmesi             Şeki...
Şekil 4.1.3 : 0-100 metre arası tomografi modeliŞekil 4.1.4 : 100-200 metre arası tomografi modeli                       22
Şekil 4.1.5 : 200-300 metre arası tomografi modeliŞekil 4.1.6 : 300-400 metre arası tomografi modeli                      ...
Şekil 4.1.7 : 400-500 metre arası tomografi modeliŞekil 4.1.8 : 500-600 metre arası tomografi modeli                      ...
Şekil 4.1.9 : 600-700 metre arası tomografi modeli4.2 Optim Software SeisOpt® @2DSeisOpt® @2D, jeofonlara gelen ilk varış ...
Şekil 4.2.1 Sol sütun örnek verimiz “1” olduğu için ilk patlamadaki jeofonlarımızın kaç metredekonuşlandığını gösteriyor, ...
Şekil 4.2.2 SRC, OBS ve REC notepad dosyaları.        Şekil 4.2.3 Program çalıştırılır                      27
Şekil 4.2.4 Create input(Veri okutma)Şekil 4.2.5 "source file"(kaynak dosya) yanındaki browse(araştır) a basılır.         ...
Şekil 4.2.6 Hazırladığımız SRC dosyası seçilir.Şekil 4.2.7 "Receivers file"(alıcılar dosyası) yanındaki browse(araştır) a ...
Şekil 4.2.8 Hazırladığımız REC dosyası seçilir.Şekil 4.2.9 "Picks file"(pik dosyası) yanındaki browse(araştır) a basılır. ...
Şekil 4.2.10 Hazırladığımız OBS(piklediğimiz hızların ilk varış zamanları) dosyası seçilir.Şekil 4.2.11 Programın verileri...
Şekil 4.2.12 Save(kaydet) tıklanır.Şekil 4.2.13 "OK"(Tamam) a tıklanır.                  32
Şekil 4.2.14 "Run RIOTS"(RIOTları çalıştır) a basılır.       Şekil 4.2.15 Program çalışmaya başlar.                       ...
Şekil 4.2.16 Çözümün yapılması program tarafından 2 saat 27 dakika olarak öngörülmüştür.                     Şekil 4.2.17 ...
Şekil (4.2.17) da sonuç olarak verilen bilgiler bize o tomografinin % kaç hata payı ilebulunduğunu, ve tomografi içindeki ...
Şekil 4.2.20 Tomografi görüntümüz elde edilir.Şekil 4.2.21 Hitfile(atış noktası) verilerinin okutulması aşaması           ...
Şekil 4.2.22 Aynı isimli dosya seçilir.                      Şekil 4.2.23 Jeofonların algıladığı hız değerleriŞekil 4.2.23...
boşlukların oluşum sebebi; arazide aldığımız verilerin kalitesinden (gürültüsünden)kaynaklanmaktadır.              Şekil 4...
Şekil 4.2.26 Piklerimizi "pickwin" programından yaptığımız için burada seçilecek uygun bir pik                            ...
Şekil 4.2.28 Aynı isimli dosya seçilir.Şekil 42.29 Aynı profil görüntüsü fakat tek fark jeofonlarımız tomografi üzerinde b...
Şekil 4.2.30 Bütün işlemlerimizi bir ekranda gösterirsek bu görüntüyü elde ederiz.Anlatımın başında belirtildiği gibi, pro...
Şekil 4.2.31 Bütün verilerimizin tomografi görünümü                        42
5. SONUÇYapılan çalışmalarda kullandığımız Sismik Yansıma Tomografisi yöntemi jeofizikte ençok kullanılan yöntemlerdendir....
Şekil 4.2.32’de her iki programın da görüntüleri alt alta verilmiş ve programlarınçözümlemelerinin benzer ve farklı yönler...
6. YARARLANILAN KAYNAKLAR[1] AKPINAR, M., Zemin Etüdlerinde Geoteknik ve Jeofizik Yöntemlerin Kullanılmasıve Dikkat Edilme...
46
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Sismik Hız Tomografisi

5,803

Published on

Bitirme Projesi - İstanbul Üniversitesi

Published in: Education
0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
5,803
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
191
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Sismik Hız Tomografisi"

  1. 1. T.C.İSTANBUL ÜNİVERSİTESİJeofizik Mühendisliği BölümüSİSMİK YANSIMA TOMOGRAFİSİ Mehmet Safa ARSLAN 1302080010 Danışman Prof.Dr. Ali Osman ÖNCEL Haziran, 2012
  2. 2. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ1302080010 numaralı Mehmet Safa ARSLAN tarafından hazırlanan “ ” isimli bitirmeödevi tarafımdan okunmuş ve kabul edilmiştir. Danışman …………………………..1302080010 numaralı Mehmet Safa ARSLAN’ın Bitirme Projesi Sınavı tarafımızdanyapılmış ve başarılı bulunmuştur.SINAV JÜRİSİÜnvanı, Adı ve Soyadı İmza1. ………………………….. ………………………..2. ………………………….. ………………………..3. ………………………….. ……………………….. 2
  3. 3. ÖNSÖZ Bu projenin hazrlanmasında emeği geçen herkese, en başta sayın Prof. Dr. AliOsman ÖNCEL öğretmenimiz olmak üzere, Jeofizik Odası İstanbul şubesinde bulunanSerhan GÖREN bey’e, Optim software firmasının geliştiricisi sayın Dr.SatishPullammanappallil bey’e, Elektrik Üretim Anonim Şirketi Afşin-Elbistan Linyitleriİşletmesinde yaptığımız arazi çalışmamızda bizimle olan GEOSİS firması ekibine,işletmede çalışan personel ekibe, çok değerli çalışma arkadaşım Mustafa BİRDAL’ave mühendislik bilimleri bölümü araştırma görevlisi Seda ALP hanım’a teşekkürlerimisunarım. Ayrıca eğitimim süresince bana her türlü konuda tam destek veren aileme,arkadaşlarıma ve bana hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimisunarım.Haziran, 2012 Mehmet Safa ARSLAN 3
  4. 4. İÇİNDEKİLERÖNSÖZ............................................................................................................................3İÇİNDEKİLER..............................................................................................................4ÖZET...............................................................................................................................51. GİRİŞ...........................................................................................................................62. SİSMİK YÖNTEM.....................................................................................................7 2.1 Sismik Kırılma.............................................................................................. 8 2.2 Sismik Yansıma............................................................................................10 2.2.1 Arazide Sismik Verilerin Toplanması.........................................11 2.2.2 Verilerin Ofiste Bilgisayarlarla İşleme Tabi Tutulması............12 2.2.3 Verilerin Değerlendirilmesi ve Yorumlanması..........................12 2.2.4 Sismik Yöntemin Amacı...............................................................13 2.2.5 Sismik Yansımanın Uygulama Alanları.....................................133. MALZEME VE YÖNTEM......................................................................................14 3.1 Malzeme.......................................................................................................14 3.2 Yöntem.........................................................................................................184. BULGULAR..............................................................................................................20 4.1 Geometrics SeisImager/2D.........................................................................20 4.2 Optim Software SeisOPT® @2D...............................................................255. SONUÇ......................................................................................................................436.YARARLANILAN KAYNAKLAR.........................................................................45 4
  5. 5. ÖZETBu projede yapılması amaçlanan çalışma, sismik yansıma yöntemi kullanılarak yeraltındaki yapıların belirlenmesidir. Kullanılan sismik yöntem ile saha çalışmasında yaniarazide alınan verilerin düzgün bir şekilde yorumlanması ve hedef profilin uygun yeraltıtomografisinin elde edilmesi amaçlanmıştır.Arazide alınan verilerin düzgün olması, yapılan çalışmadaki ilk ve en önemli temelhusustur. Verilerin düzgün alınmasından sonra başlayacak olan süreçte, bilgisayardakullanılan yorum programlarının büyük bir hassasiyetle irdelenmesi gerekmektedir. Buçalışmamızda, hedeflenen proje amacına uygun olarak seçilen bu programlarınkullanılışı ve yorumlaması hakkında bilgiler sunulmuştur. 5
  6. 6. 1.GİRİŞJeofizik Mühendisliği, yeraltında bulunan derin hammadde yatakları ve enerjikaynaklarının yerlerini, kayaların birbirlerine göre konumlarını, fiziksel yöntemleryardımıyla inceleyen bir mühendislik dalıdır. Jeofizik Mühendisinin görevi ise madenve yeraltı sularının derinliğini ve rezervlerini saptar, suların gelişmesini, bozulmasını,dağılımını inceler, depremlerin, buzul ve volkanların yapıları ve hareketlerini inceler,atmosferdeki olayların, yer kabuğu ile etkileşimini sismik ölçümler yaparak araştırır vearaştırılan bölge hakkında ayrıntılı rapor hazırlayabilir.Projede kullanılan metodumuz yansıma sismolojisi yöntemi olduğu için, hazırlanan bubitirme tezinde yansıma sismolojisinin jeofizik araştırmalarda kullanılması üzerindeduracağız. 6
  7. 7. 2.SİSMİK YÖNTEMBir enerji kaynağından elde edilen sarsıntıyı (titreşim), atış noktasından belirliuzaklıklara yerleştirilmiş olan (jeofonlar) ve kayıtçılarla kayıt ettikten sonra, eldeedilecek sismogramlardan yeraltının jeolojik yapısını hesap yoluyla çıkarma işleminesismik yöntem denir.Elde edilen sismik kayıtların jeofonlara varış zamanları bilgisayarda okutulduktan sonrasismik Vp ve Vs hızları belirlenerek yeraltı tabakaları belirlenir. Sismik dalgalarınyeraltı yayılımı geçtiği ortamın elastik özelliklerine bağlıdır. Dolayısıyla hesaplanansismik veriler yerin elastik özelliklerini verir. Yerin elastik parametreleri olan Bulk,Young, Shear modülleri ve Poisson oranı hesaplanır. Kesme(Shear) modülü; depremveya benzeri olayların meydana getireceği makaslama kuvvetine karşı dayanımınıvermektedir. Vp ve Vs hız oranları zeminin sıkılığını ve konsolidasyon derecesinigöstermeleri, zemin oturmaları ve zemin sıvılaşmalarını belirlemede kullanılmaktadır.Hız oranı azaldıkça, zeminin bir depremde vereceği büyütmenin(PGA) artmasına bağlıolarak şiddeti artar. Elastisite Modülü, zeminin sağlamlığını, sertliğini, başka bir deyişlezeminin katılığını yansıtır. Kayma modülü, birimlerin yanal kuvvetler sebebiylemakaslama, dolayısıyla deprem gibi yanal kuvvetlere karşı dayanımını yansıtmaktadır.Sismik yöntemde bir kaynakla oluşturulan elastik dalgaların yer içinde kırılarak veyayansıyarak yayılmalarına ilişkin yol alış zamanları ölçülür. Bu zaman-uzaklık kayıtlarıdaha sonra uygun yöntemlerle işlenerek katmanlı ortamların kalınlık ve sismik dalgahızlarını belirleyen yer altı modelleri oluşturulur. Sismik dalgaları üretmek içinpatlayıcılar ve diğer enerji kaynakları, bunun sonucu meydana gelen yer hareketinisaptamak için de sismometre veya jeofon sistemleri kullanılır. Temel sismik aramatekniği sismik dalgaların üretilmesi ve kaynaklardan jeofon serimlerine giden dalgalariçin gerekli zamanı ölçmekten ibarettir.Yapısal bilgiyi çıkarmada başlıca iki yol vardır:a) İki kayaç tabakası arasındaki ara yüzey boyunca olan kırılma (refraksiyon).b) İki tabakayı birleştiren sınırda yansıyıp yeryüzüne dönen yansıma (refleksiyon). 7
  8. 8. 2.1 Sismik KırılmaBu yöntemde, zeminde balyoz, silah veya dinamit patlatarak oluşturulan şok (titreşim)dalgalarından elde edilen yayılma süreleri, jeofon(sismograf) denilen aletlerle belirlenir.Zeminde şok dalgaları olusturmak için; ya, bir miktar patlayıcı sığ bir derinliktepatlatılır, veya ağır bir çekiçle zemin üzerindeki bir metal plakaya vurulur. Zeminüzerinde, bir doğrultu boyunca yöntem uygulanır. Ya çok sayıda jeofon kullanılır veya,bir jeofon, sabit şok kaynağından, gittikçe uzaklaştırılarak, deney tekrarlanır. Deneysonunda, uzaklık-yayılma süresi grafiği çizilir. Bu grafik, tabakalı zeminde, kırık doğruparçalarından oluşur. Şok kaynağından çıkan dalgalardan, 1. tabaka içinde doğrudanyayılanlar, ilk jeofonlara daha önce varırlar. Daha sonraki jeofonlara ise; alttakitabakaya ulaşıp, onun içinde yayılıp, tekrar yüzeye varanlar, doğrudan yayılanlara göre,daha önce varırlar. Bunların kat ettikleri yol daha uzun olsa da, alttaki tabakada yayılmahızı daha büyük olduğu için, jeofonlara daha erken varırlar. Böylece, bu yöntemdetabakaların, aşağıya doğru gittikçe artan dalga yayılma hızlarına sahip olmaları gerektigianlaşılmış olur. Uzaklık-yayılma süresi grafiginde, kırılma noktaları, yeni bir tabakanınvarlığına işaret eder. Şekil 2.1.1 Sismik Kırılma Yöntemi (UZUNER,2000) 8
  9. 9. Sismik kırılma yöntemi yer altı suyu aramalarında ve bir çok çevre problemininçözümünde elektrik yöntemlerden sonra en çok kullanılan yöntemdir. Bu yöntem,patlayıcı madde kullanma ve ağır bir cismi yüksekten yeryüzüne düşürme sırasında,darbe etkisiyle oluşan titreşimlerin(sismik dalgaların) belirli uzaklıklara ne kadarzamanda ulaştığı esasına dayanır. Sismik kırılma yöntemi, tabakalı bir ortamda kırılarakyayılan ve sonrada yeryüzüne ulaşan elastik dalgalardan hızları ölçme esasına dayanır.Sismik dalgalar çeşitli özellikteki kayaçlar içerisinde değişik hızda yayılırlar. Böylelikleölçülen farklı hızlardan hareket edilerek doğrudan fiziksel özellikler çıkarılmış olur.Grafik ve bazı bağıntılarla, tabaka kalınlıkları, zemin cinsleri vb. belirlenir. Örneğin 1.tabakadaki Şekil 1’de yayılma hızı vı (1) denklemiyle hesaplanır. (1)bu ifadede,v1: dalga yayılma hızıL1: uzaklıkt1: yayılma zamanı olarak tanımlanmaktadır.İlgili tablolardan, v hızından zemin cinsi (sınıfı) tahmin edilir. Çünkü her zemininkendine özgü bir dalga yayılma hızı vardır. Benzer işlemlerle, tabaka kalınlıkları vezemin cinsleri belirlenir (Hvorslev, 1949).Kırılma yöntemi bilhassa tuz domlarının haritalanması açısından çok yararlı olmaktadır.Pek çok avantajına rağmen petrol aramasında kırılma yöntemi yansıma yöntemindençok daha az boyutta kullanılır. Bunun muhtemel sebepleri olarak büyük ölçekte arazioperasyonları için daha büyük miktarda dinamite gereksinim duyulması ve yöntemdenelde edilebilir yapısal bilgi düşük hassasiyetle sağlanabilir. Bilindiği gibi kırılmayöntemi yer altı suyu araştırmalarında mühendislik amaçlı zemin etütlerinde özellikle 9
  10. 10. deprem tehlikesinin beklendiği yörede, sismik tehlike araştırmalarında, yatay ve düşeyyönde her bir katman için sismik hızların belirlenmesi ve gerçek tabaka kalınlıklarınınbulunması ve ayrıca heyelan araştırmalarında kullanılır.Şekil 2.1.2 Yatay katmanlı ortamdan kırılarak gelen sismik dalganın izlediği yol ve oluşturacağızaman-uzaklık (t-x) grafiği. (UZUNER,2000)2.2 Sismik YansımaSismik Yansıma Yöntemi ekonomik olarak petrol ve doğal gaz araştırmalarında,kömüryatağı araştırmalarında, mühendislik amaçlı olarak kıyı tesislerinin denizaltı zemin veçökel istif şartlarının belirlenmesinde, liman, karayolu, baraj ve büyük yapıların inşasıile ilgili temel kaya problemlerinin çözümünde, kültürel olarak arkeojeolojikçalışmalarda bilimsel amaçlı olarak kara ve denizde yerkabuğu araştırmalarındakullanılmaktadır.Sismik Yansıma Yöntemi çalışmalarını üç aşamada toplamak mümkündür.1. Arazide sismik verilerin toplanması. 10
  11. 11. 2. Verilerin ofiste bilgisayarlarla işleme tabi tutulması (Veri-İşlem).3. Verilerin değerlendirilmesi. Şekil 2.2.1. Arazi çalışmasında yapılan uygulamanın şematik görünümü.(UZUNER,2000)2.2.1 Arazide Sismik Verilerin ToplanmasıArazide sismik veri toplama işlemleri verinin fiziksel yapısı ve verinin taşınmabiçimi olmak üzere iki ayrı biçimde sınıflandırılabilir. Sismik veriler, fizikselözelliklerine göre, ya analog(şekil.2) ya da sayısaldır(şekil 4.2.1). İster analog istersayısal, arazide algılanan tüm sismik veriler uydu, internet ve data hattı olmak üzere 3ayrı veri taşıma yönteminden herhangi biri ile taşınabilir. Bu verilerin arazide kalitekontrol işlemine tabi tutulması, düşük (sinyal / gürültü) oranı olan sahalarda sinyal/gürültü oranını artırıcı parametre tayini ve modelleme çalışmalarının yapılması,toplanan verilerin kalitesinin artmasına neden olur. 11
  12. 12. Şekil 2. Arazide alınan bir sismik veri örneği2.2.2 Verilerin Ofiste Bilgisayarlarla İşleme Tabi Tutulması (Veri-İşlem)Verilerin ofiste bilgisayar ortamında veri toplama amacına uygun olarak 2B/3B kara/deniz veri işleme tabi tutulması (sinyal /gürültü oranı düşük sahalarda veri kalitesiniarttırıcı işlem, yüksek ayrımlı sismik veri işlemi, kömür aramacılığına yönelik özel veriişlem vs). Bu süreç verilerimizin doğru yorumlanmasındaki önemli adımlardan biridir.İtina ile yapılmayan bu işlemler, ölçüm aldığımız arazideki tabakayı yanlış anlamamızasebep olabilir.2.2.3 Verilerin Değerlendirilmesi ve YorumlanmasıJeofizik çalışmanın yapıldığı sahada uygulanan yöntemin önemi büyüktür.Aranılan hedefin niteliğine ve araştırma sahasının jeofizik, jeolojik durumuna göreçalışmayı yapan kişilerin en iyi verileri elde etmesine yardımcı olacak ve en azmasraflı yöntemi kullanmaları gerekir. Alınan verilerin arazide düzgün ve gürültüsüzgeldiği değerlendirilmelidir. 12
  13. 13. Doğru işlemler uygulandıktan sonra verilerin yorumlanması (kömür amaçlı sismikverilerin yorumlanması, yeraltı, kömür yayılımının 3 boyutlu görüntülenmesi, jeotermalsahalarda fay geometrisi ve temel kayanın tespiti, kuyu bilgilerinin sismik veri ilebirleştirilmesi vs.) son aşamadır. Yapılan çalışmalar sonucunda yürütülen yorumlar, yeraltındaki olağan yapılar sonucunda bir fikir elde etmemizi sağlar.2.2.4 Sismik Yöntemin AmacıSismik yöntemin temel amaçları sismik enerjiyi yansıtan katman ve arayüzleriningeometrisini bulmak, kaya veya sedimanter katmanların fiziksel özelliklerinibelirlemek, stratigrafik ve yapısal özellikleri kestirmek ve katmanlara ait sismik hızdeğerlerini hesaplamaktır.2.2.5 Sismik Yansımanın Uygulama AlanlarıSismik yansıma yönteminin uygulama alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz;  Jeolojik yapıların derinlik ve kalınlıklarının belirlenmesi  Fay hatlarının saptanması  Petrol yataklarının belirlenmesi  Maden aramaları 13
  14. 14. Şekil 2.2.2.1. Karada yapılan bir yansıma çalışmasının şematik görünümü. (Sismik yansımaölçümü-seismic reflection surveying, Sismik kaynak-seismic source, air wave-hava dalgası,geophones-jeofonlar, ground surface-toprak yüzey, seismic waves-sismik dalgalar, direct wave-direkt dalga, ground roll-zeminin hemen alt kısmı, reflected wave-yansıyan dalga, sesismicreflector-sismik yansıma yüzeyi, layer-tabaka, velocity-hız, density-yoğunluk) (http://www.rri-seismic.com)3. MALZEME VE YÖNTEM3.1 MalzemeÇalışmalarda Seistronix Ras-24 model sismik kayıt cihazı, 24 adet 24Hz’lik jeofon, 2adet 120 metrelik jeofon kablosu, 1 adet akü, dizüstü bilgisayar, 1 adettrigger(tetikleme) jeofonu, 1 adet trigger kablosu, patlayıcı fişekler ve sismik kaynakolarak “Gun” adı verilen 18 fişek kapasiteli patlatma ekipmanı kullanılmıştır. 14
  15. 15. Şekil 3.1.1 Seistronik RAS 24 sismik kayıt cihazı Şekil 3.1.2 24 Hzlik jeofon 15
  16. 16. Şekil 3.1.3 Akü (sismik kayıt cihazının çalışmasını sağlamak için kullanılır)Şekil 3.1.4 : Sismik gürültü oluşturan “GUN” ve fişeklerin yerleştirildiği bölmesi 16
  17. 17. Şekil 3.1.5 : Trigger kablosu, jeofon bağlantı kablosu ve 48 kanal çalışmak istersekgerekli olan ara bağlantı kablosuŞekil 3.1.6 Patlatma esnasında saçılacak Şekil 3.1.7 Koruyucu eldiventaş, toprak vs. den korunmak amacıylagiyilen baret 17
  18. 18. 3.2 YöntemSismik Yansıma Verilerinin Tomografik Analizi için veri toplamak amacıylaKahramanmaraş’a bağlı Elbistan ilçesindeki Afşin-Elbistan Linyitleri ve EÜAŞ(ElektrikÜretim Anonim Şirketi) yönetimindeki arazide sismik yansıma yöntemi uygulanarakveri toplama çalışmaları başlatılmıştır. Sismik yansıma yöntemi uygulayacağımızprofiller harita üzerinden belirlenmiş ve koordinatlar eşliğiyle arazideki profileulaşıldıktan sonra patlatma yapabilmemiz için iş makineleri yardımıyla profil boyunca 5metre aralıklarla 120 adet çukur kazılmıştır. Bu çukurların amacı GUN’ın sabitlenereksismik enerjinin yer içerisine en iyi şekilde yayılmasını sağlamak ve patlamanınetkisiyle oluşabilecek ekipman kazalarının önlenmesinde etkili olmaktır. Daha sonrajeofonlarımız çukurların tam orta noktasına yerleştirilerek serim yapılmış olur. Buişlemden sonra jeofon bağlantı kablosu bütün jeofonlara takıldıktan sonra sismik kayıtcihazına bağlanmaktadır. Daha sonra sismik kayıt cihazının çalışabilmesi için akübağlanmış ve kayıtların dijital ortamda görülebilmesi için RAS-24 cihazımıza bilgisayarbağlanmıştır. Sismik kaynağımız olan Gun’a patlatma için fişekler ve tetik düzeneğiyerleştirilmiştir. Patlatma ekipmanı da çalışmalara başlanmadan önce açtırılan çukurlarayerleştirilmiştir. Patlatma ekipmanının ilk jeofonla arasındaki mesafe 2,5 metredir.Patlatmanın yapılacağı çukura trigger(tetik) jeofonunun yerleştirilmesi ve bu jeofonuntrigger kablosu yardımıyla sismik kayıt cihazına bağlanmasından sonra serimpatlatmanın yapılması için hazır hale getirilmiştir. Bilgisayar yardımı ile sismik kayıtcihazı ile alınacak kaydın kayıt süresi 1 saniye olarak ayarlanmıştır. Yapılan herpatlatmanın ardından serim 5 metre kaydırılarak ölçümler alınmıştır ve çalışma boyunca120 adet patlatma yapılmıştır. Patlatmaların yapıldığı hat 595 metre olup jeofonlarınulaşmış olduğu son uzaklık 715 metredir. 18
  19. 19. Şekil 3.2.1 Profil kaydırma işleminin şematik gösterimiŞekil 3.2.2 Arazi çalışmasında yapılan sismik yöntemin, 3.profil hattının uydu görüntüsü 19
  20. 20. 4. BulgularArazi çalışmalarında elde edilen veriler iki program tarafından irdelenmiştir. Bunlardanilki Geometrics şirketinin SeisImager/2D(“Pickwin” ve “Plotrefa”) isimli yazılımlarınınyardımıyla değerlendirilmiştir. 120 adet verinin tamamı incelenmiştir. Pickwin yazılımıkullanılarak sismik kaynaktan yayılıp yeraltında kırılmaya uğradıktan sonra yüzeydekijeofonlara gelen kırılma dalgalarının jeofonlara varış zamanları veriler içerisinde tespitedilmiştir ve zaman-uzaklık grafiği haline getirilmiştir. Plotrefa yazılımı kullanılarak daelde edilen zaman-mesafe grafiklerinden yararlanılarak yeraltına ait tomografi modelielde edilmiştir. Aynı işlemlerden geçen verilerin kullanıldığı bir diğer program iseOptim software firmasının “SeisOpt® @2D” isimli yazılımıdır. Yapılan çalışmalardakullandığımız bu iki programın karşılaştırılması ile verilerimizi ne kadar doğruluktaişlemden geçirdiğimizi göreceğiz.4.1 Geometrics SeisImager/2D (“Pickwin” ve “Plotrefa”)SeisImager/2D, gelişmiş modelleme yazılımı ve tam entegre bir kırılma modellemeprogramıdır. Sismik jeofonlar yardımıyla alınan verilerin bilgisayar üzerindedeğerlendirilmesini sağlar. Tabakaların ilk varış hızlarını otomatik veya manuel olarakkolayca belirleyebilmemizi sağlar. Ayrıca programın bünyesinde bulundurduğufilitreleme işlemleri ile gürültülü gelen verileri kolayca temizlememize yardımcı olur.Böylece veride meydana gelen tutarsızlıkları elemiş oluruz. 20
  21. 21. Şekil 4.1.1 Kırılarak gelen dalgaların jeofonlara varış süresinin Pickwin yazılımı yardımıylabelirlenmesi Şekil 4.1.2 : Ölçüm yapılan 3. profilin tomografi görüntüsünün tamamı 21
  22. 22. Şekil 4.1.3 : 0-100 metre arası tomografi modeliŞekil 4.1.4 : 100-200 metre arası tomografi modeli 22
  23. 23. Şekil 4.1.5 : 200-300 metre arası tomografi modeliŞekil 4.1.6 : 300-400 metre arası tomografi modeli 23
  24. 24. Şekil 4.1.7 : 400-500 metre arası tomografi modeliŞekil 4.1.8 : 500-600 metre arası tomografi modeli 24
  25. 25. Şekil 4.1.9 : 600-700 metre arası tomografi modeli4.2 Optim Software SeisOpt® @2DSeisOpt® @2D, jeofonlara gelen ilk varış seyahat süresi kullanılarak hız modeli eldeedebileceğimiz bir diğer programdır. Yerin altındaki 10 katmanlı bir yapının bize hızdeğerlerini verebilmektedir. Programın detaylı kullanımını burada irdeleyeceğiz.İlk olarak aldığımız verilerin, hızlarının ilk varış zamanlarını “pickwin” programıylapikledikten sonra bu hızları bir notepad dosyasına kaydediyoruz. Kaydedilen notepaddosyası şekil(3.3.2.1) deki gibidir. 25
  26. 26. Şekil 4.2.1 Sol sütun örnek verimiz “1” olduğu için ilk patlamadaki jeofonlarımızın kaç metredekonuşlandığını gösteriyor, orta sütun piklediğimiz hız değerlerimizSeisOpt® @2D programını çalıştırabilmemiz için bize 3 adet notepad dosyasıgerekiyor. Bu dosyalar SRC(patlatmayı hangi noktalarda yaptığımızı belirten dosya),OBS(piklediğimiz hızların ilk varış zamanları) ve REC(jeofonların kaç metrededurduğunu gösteren dosya) olarak kaydedeceğimiz ve programın çalışması içinokutacağımız dosyalardır. (Şekil 4.2.2)Programın çalışması ve verilerimizi okutmamız şu şekilde olur:Programımız bize bütün bir profilin verilerini aynı anda çalıştırmamıza ve tek birtomografi görüntüsü oluşturmamıza izin vermiyor. Bunun nedeni ise programı denemesürümünde kullandığımız içindir. Bu yüzden bize tek bir seferde maksimumkullandırdığı atış sayısı 28 dir. Yani 28 patlatma atışından aldığımız 24 kanallıölçümümüzden elde ettiğimiz verileri tek bir seferde okutabileceğiz. Bu da 120 atışımızolduğu için 5 ayrı tomografi görüntüsü elde edeceğimiz anlamına gelmektedir.Şekil(4.3.2.4) de bulunan “Source count” bize izin verilen patlatma sayısı yani 28, “Pickcount” ise patlatma sayısı ile jeofon sayımızın çarpımı 672 dir. 26
  27. 27. Şekil 4.2.2 SRC, OBS ve REC notepad dosyaları. Şekil 4.2.3 Program çalıştırılır 27
  28. 28. Şekil 4.2.4 Create input(Veri okutma)Şekil 4.2.5 "source file"(kaynak dosya) yanındaki browse(araştır) a basılır. 28
  29. 29. Şekil 4.2.6 Hazırladığımız SRC dosyası seçilir.Şekil 4.2.7 "Receivers file"(alıcılar dosyası) yanındaki browse(araştır) a basılır. 29
  30. 30. Şekil 4.2.8 Hazırladığımız REC dosyası seçilir.Şekil 4.2.9 "Picks file"(pik dosyası) yanındaki browse(araştır) a basılır. 30
  31. 31. Şekil 4.2.10 Hazırladığımız OBS(piklediğimiz hızların ilk varış zamanları) dosyası seçilir.Şekil 4.2.11 Programın verilerinin kaydedileceği yeri "Output directory"(çıkış dizini) yanındaki "browse"(araştır) dan belirtilir. 31
  32. 32. Şekil 4.2.12 Save(kaydet) tıklanır.Şekil 4.2.13 "OK"(Tamam) a tıklanır. 32
  33. 33. Şekil 4.2.14 "Run RIOTS"(RIOTları çalıştır) a basılır. Şekil 4.2.15 Program çalışmaya başlar. 33
  34. 34. Şekil 4.2.16 Çözümün yapılması program tarafından 2 saat 27 dakika olarak öngörülmüştür. Şekil 4.2.17 Çözüm 1 saat 39 dakikada bitmiştir. 34
  35. 35. Şekil (4.2.17) da sonuç olarak verilen bilgiler bize o tomografinin % kaç hata payı ilebulunduğunu, ve tomografi içindeki maksimum ve minimum hızların ne olduğunugöstermektedir.Bu aşamadan sonra programda “Output directory” (şekil 4.2.11) olarak belirttiğimizkayıt yerinden seçeceğimiz dosyaları programa okutuyoruz. Şekil 4.2.18 Velfile(hız dosyaları) verilerinin okutulması aşaması Şekil 4.2.19 Aynı isimli dosya seçilir. 35
  36. 36. Şekil 4.2.20 Tomografi görüntümüz elde edilir.Şekil 4.2.21 Hitfile(atış noktası) verilerinin okutulması aşaması 36
  37. 37. Şekil 4.2.22 Aynı isimli dosya seçilir. Şekil 4.2.23 Jeofonların algıladığı hız değerleriŞekil 4.2.23’de gördüğümüz grafiğin bazı yerlerinde boşluklar vardır. Bu boşluklarınanlamı, oradaki yapı hakkında kesin bilgi alamadığımızın bir göstergesidir. Bu 37
  38. 38. boşlukların oluşum sebebi; arazide aldığımız verilerin kalitesinden (gürültüsünden)kaynaklanmaktadır. Şekil 4.2.24 Pickfile(pik noktası) verilerinin okutulması aşaması Şekil 4.2.25 Aynı isimli dosya seçilir. 38
  39. 39. Şekil 4.2.26 Piklerimizi "pickwin" programından yaptığımız için burada seçilecek uygun bir pik dosyası bulunamadığını söylüyor.Şekil 4.2.26’da programın hata vermesinin sebebi uygun pick dosyasınınbulunmamasıdır. Çünkü alınan pik dosyaları kendi programından bağımsız farklı birprogramla alınmıştır. Bu işlem de “SeisOPT” programının okuması gereken veriyibulamamasına neden olmuş ve hata oluşturmuştur. Fakat bu işlem elde edilen tomografigörüntüsünü etkilememiştir. Sadece alınan piklerin değerlerinin bu programdagörülmemesine neden olmuştur. Şekil 4.2.27 Surveyfile verilerinin okutulması aşaması 39
  40. 40. Şekil 4.2.28 Aynı isimli dosya seçilir.Şekil 42.29 Aynı profil görüntüsü fakat tek fark jeofonlarımız tomografi üzerinde belirginleşmişolur. 40
  41. 41. Şekil 4.2.30 Bütün işlemlerimizi bir ekranda gösterirsek bu görüntüyü elde ederiz.Anlatımın başında belirtildiği gibi, programımız bize bütün bir profilin verilerini aynıanda çalıştırmamıza ve tek bir tomografi görüntüsü oluşturmamıza izin vermiyor.Bunun nedeni ise programı deneme sürümünde kullandığımız içindir. Bu yüzden bizetek bir seferde maksimum kullandırdığı atış sayısı 28 dir. Yani 28 patlatma atışındanaldığımız 24 kanallı ölçümümüzden elde ettiğimiz verileri tek bir seferdeokutabileceğiz. Bu da 120 atışımız olduğu için 5 ayrı tomografi görüntüsü eldeedeceğimiz anlamına gelmektedir. Yukarıda uygulanan adımlar sadece ilk parametrelerikullanarak oluşturulan profilimizin 5’de 1 lik kısmıdır. Bu yukarıdaki adımlar her birveri için teker teker uygulanır ve profilin tamamı için görüntü elde edilmiş olur.Aşağıdaki şekilde(şekil 4.2.31) beş ayrı tomografi görüntüsü aynı anda verilmiş veyanyana koyularak tek bir profil görüntüsü oluşturulmaya çalışılmıştır. 41
  42. 42. Şekil 4.2.31 Bütün verilerimizin tomografi görünümü 42
  43. 43. 5. SONUÇYapılan çalışmalarda kullandığımız Sismik Yansıma Tomografisi yöntemi jeofizikte ençok kullanılan yöntemlerdendir. Bu yöntemin kullanılmasındaki en temel sebeplerdenbiri yapılan çalışmaların maliyetinin düşük olması ve elde edilen verilerindeğerlendirilmesiyle ortaya yüksek çözünürlüklü doğru neticelerin çıkmasıdır.Yansıma Serimi (YS) boyunca kaydedilen saha kayıtlarında mevcut kırılan dalgalarınanalizinden bir P-dalga hız-derinlik modeli, ve yansıyan dalgaların analizinden dezemin ve temelkaya içindeki birimlerin arayüzlerinin ve fay-düzlemlerinin geometrisinitarifleyen bir sismik kesit elde edilmiştir. Kahramanmaraşta yapılan bu yansımaçalışmasındaki verilerin tamamının değerlendirilmesiyle elde edilen tomografigörüntüleri Şekil(4.1.2) ve Şekil(4.2.31) de gösterilmiştir. Şekil 4.2.32 Her iki programdaki tomografi görüntülerinin karşılaştırılması 43
  44. 44. Şekil 4.2.32’de her iki programın da görüntüleri alt alta verilmiş ve programlarınçözümlemelerinin benzer ve farklı yönleri gözlen görülebilecek bir konumagetirilmiştir. Yapılan çalışmada bu profilde bulunan herhangi bir fay düzlemi veya suvarlığı tespit edilememiştir. Fakat kullandığımız her iki program da bunu bizegöstermektedir, hız değerleri farklı olduğu için tabakalarda farklı kayaçlarınbulunduğunu söyleyebiliriz. Şekil 4.2.33 Eldeki verilerin “Surfer 8” programında haritalanmış haliYukarıdaki şekilde (şekil 4.2.33) “SeisOPT” programından elde ettiğimiz modelverilerinin “Surfer 8 “ programında haritalanmış hali gösterilmektedir. Burada ölçümyaptığımız arazinin boyu 710 metre olduğu ve 35 metre derinlikteki yapılaşmayı kısmengörebilmekteyiz. Kesin sonuçlar her ne kadar yoruma bağlı olsada yani yorumundüzgün yapılmasına bağlı olsa da, tomografilerden (şekil4.2.32) elde edilen bilgiler ile obölgenin jeolojik yapısı karşılaştırılarak elde edilebilir. Bir bölgenin jeolojik yapısı,bizim bulduğumuz olguları neticelendirmemizdeki en önemli etkenlerdendir. 44
  45. 45. 6. YARARLANILAN KAYNAKLAR[1] AKPINAR, M., Zemin Etüdlerinde Geoteknik ve Jeofizik Yöntemlerin Kullanılmasıve Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar, GEOTEKNIK, İnşaat Mühendisliği, s 11, 2008[2] PALALI, A., Handere Kilinde Su İçeriği Değişimi ve Kompaksiyon EnerjisininMukavemete Olan Etkisi, Maden Mühendisliği, s25 26 27, Adana, 2006[3] MTA, Maden Tetkik ve Arama Müdürlüğü, www.mta.gov.tr[4] YILMAZ, Ö., Sismik Mikrozonlanmaya Mahsus Entegre Sismik ve Geoteknikİnceleme, s 1211, Kocaeli, 2005[5] ESER, M., Sismik Mikrozonlanmaya Mahsus Entegre Sismik ve Geoteknikİnceleme, s 1211, Kocaeli, 2005[6] BERILGEN, M., Sismik Mikrozonlanmaya Mahsus Entegre Sismik ve Geoteknikİnceleme, s 1211, Kocaeli, 2005[7] GEOMETRICS, SeisImager/2D, refraction Modeling, Processing, and InterpretationSoftware,www.geometrics.com,ftp://geom.geometrics.com/pub/seismic/SeisImager/Installation_CD/Datasheets/SeisImager2D_v11_ds.pdf[8] OPTIM™ Software & data solution. 200 S Virginia Street , Suite 560 Reno, NV89501. http://www.optimsoftware.com/pdfs/2D_brochure.pdf[9] Zemin Mühendislik, Kocaeli. http://www.zeminetudu.com.tr/sismik_yontemler.asp[10] Resolution Resources International, 3D Acoustic Imaging For the Enviroment.http://www.rri-seismic.com[11] YILMAZER, M., Veri Toplama, Değerlendirme, Depolama ve Dağıtımı, VeriToplama, Değerlendirme, Depolama ve Dağıtım. Boğaziçi Üniversitesi, KandilliRasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü, 2005 45
  46. 46. 46

×