Use of GİS for the evaluation of some geotechnical properties in Şanliurfa, Türkiye

Abstract

Geographic Information Systems (GIS) is a database that offers functions such as analyzing geographic data, querying, statistical analysis, visualization, and spatial analysis. GIS is an important tool for zoning and settlement planning, allowing for more effective examination, research, interpretation, conclusion, and data planning. In this thesis, the goal is to minimize soil-related risks using databases and geotechnical maps created with GIS. The study utilizes geotechnical survey reports, field and laboratory test results obtained from the archives of the Şanlıurfa Municipality Directorate of Planning and Urbanization. Geographical information system methods were used to analyze geological, geophysical, and geotechnical data from 535 drilling points within the borders of Şanlıurfa Central District. Soil properties were examined in different regions of the study area, focusing on rock quality designation (RQD), compression (Vp) and shear wave (Vs) velocities, poisson ratio (υ), seismic velocity ratio (Vp/Vs), unconfined compression strength (UCS), density (ρ), maximum shear modulus (Gmax), dynamic elastic modulus (Ed), and bulk modulus (K). Maps of the study area were created using the Inverse Distance Weighted Method (IDW) and the ArcGIS software, enabling more effective and efficient use of geotechnical data in engineering studies. The study shows that the neighborhoods of Çamlıyayla, Direkli, and Ahmet Yesevi have high rock quality designation, reaching up to 19.71%. The soil density in the central district of Şanlıurfa varies between 1.67 and 2.03 g/cm3. The lowest shear wave velocity values are found in the western part of the study area and in Atakent, Çamlıyayla, and Güllübağ neighborhoods, ranging from 469 to 721 m/sec. The Vp/Vs ratio in the southeastern part of Şanlıurfa's central district, particularly in Direkli and Ahmet Yesevi neighborhoods, ranges from 1.83 to 2.12. Unconfined compression strength throughout the central district of Şanlıurfa varies between 1.66 MPa and 10.29 MPa. The study highlights the high rock strength in the southeastern region, with the eastern region exhibiting very high rock strength.

Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), coğrafi veri analizi, sorgulama, istatistiksel analiz, görselleştirme ve mekânsal analiz gibi işlevleri sunan bir veritabanıdır. Zonlama ve yerleşim planlaması için önemli bir araç olan CBS, daha etkili inceleme, araştırma, yorumlama, sonuç çıkarma ve veri planlama imkânı sağlar. Bu tez çalışmasında, CBS kullanılarak oluşturulan veritabanları ve geoteknik haritalar ile zeminle ilişkili riskleri minimize etme amaçlanmıştır. Çalışma, Şanlıurfa Belediyesi Planlama ve Kentsel Dönüşüm Müdürlüğü arşivlerinden elde edilen geoteknik inceleme raporları ile arazi ve laboratuvar deney sonuçları kullanılmıştır. Coğrafi bilgi sistemleri yöntemleri, Şanlıurfa Merkez İlçesi sınırları içinde bulunan 535 sondaj noktasından elde edilen jeolojik, jeofizik ve geoteknik verileri analiz etmek için kullanılmıştır. Çalışma alanının farklı bölgelerinde zemin özellikleri incelenmiş olup, özellikle kaya kalitesi (RQD), basınç (Vp) ve kayma (Vs) dalgası hızları, poisson oranı (υ), sismik hız oranı (Vp/Vs), tek eksenli basınç dayanımı (UCS), yoğunluk (ρ), maksimum kayma modülü (Gmax), dinamik elastik modül (Ed) ve hacimsel modül (K) üzerine odaklanılmıştır. Çalışma alanının haritaları, Ters Mesafe Ağırlıklı Yöntem (IDW) ve ArcGIS yazılımı kullanılarak oluşturulmuş, geoteknik verilerin mühendislik çalışmalarında daha etkili ve verimli bir şekilde kullanılmasını sağlamıştır. Araştırma, Çamlıyayla, Direkli ve Ahmet Yesevi mahallelerinin yüksek kaya kalitesine (19,71%) sahip olduğunu göstermektedir. Şanlıurfa Merkez İlçesi'nde zemin yoğunluğu 1,67 ile 2,03 g/cm3 arasında değişmektedir. Çalışma alanının batı kısmında ve Atakent, Çamlıyayla ve Güllübağ mahallelerinde en düşük kayma hızı değerleri, 469 ile 721 m/sn arasında bulunmaktadır. Şanlıurfa Merkez İlçesi'nin güneydoğusunda, özellikle Direkli ve Ahmet Yesevi mahallelerinde Vp/Vs oranı 1,83 ile 2,12 arasında değişmektedir. Şanlıurfa Merkez İlçesi'nde tek eksenli basınç dayanımı 1,66 MPa ile 10,29 MPa arasında değişmektedir. Araştırma,çalışma alanının güneydoğu bölgesinde yüksek kaya dayanımını vurgularken, doğu bölgesinin ise çok yüksek kaya dayanımına sahip olduğunu göstermektedir.