DOI: https://doi.org/10.1007/s10518-024-01865-5
تاريخ النشر: 2024-01-18
المؤلف: Aydın Demir وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الزلازل والتكتونيات
نظرة عامة
تبحث ورقة البحث في التأثيرات الجيوتقنية والهيكلية لزلزالين كبيرين (M_w = 7.7 و M_w = 7.6) ضربا تركيا في 6 فبراير 2023، بالإضافة إلى الهزات الارتدادية اللاحقة. كانت الزلازل، التي تركزت في منطقتي بازرجيك وإلبستان في كهرمان مرعش، قد أسفرت عن أضرار كارثية في عدة محافظات، مما أدى إلى أكثر من 50,000 حالة وفاة وتأثيرها على حوالي 15 مليون شخص. تسلط الدراسة الضوء على العيوب الحرجة في الهياكل الخرسانية المسلحة الحالية، بما في ذلك ضعف جودة المواد، وممارسات البناء غير الكافية، وتصاميم مقاومة الزلازل غير الكافية، خاصة في المناطق ذات التربة اللينة التي زادت من شدة الموجات الزلزالية.
تشير النتائج الرئيسية إلى أن المستوطنات في مناطق مثل أنطاكيا وتورك أوغلو، الواقعة على رواسب طينية، شهدت فشلًا هيكليًا كبيرًا بسبب عدم وجود تصاميم أساسية مناسبة. تؤكد الدراسة أن كل من مكونات الحركة الرأسية والأفقية للأرض ساهمت في انهيار المباني متعددة الطوابق، مما زاد من تأثير الطابق اللين. بالإضافة إلى ذلك، كانت الأضرار الواسعة في الهياكل مسبقة الصنع مرتبطة بالوصلات غير الكافية وضعف جودة المواد، بينما عانت المباني التاريخية من أضرار شديدة بسبب فترات الاهتزاز الأقصر وعيوب البناء. تؤكد الدراسة على الحاجة الملحة لتحسين ممارسات الهندسة والالتزام بمعايير البناء للتخفيف من مخاطر الزلازل المستقبلية في تركيا.
مقدمة
ت outlines مقدمة ورقة البحث ضعف الزلازل في تركيا، الواقعة على الصفيحة الأناضولية، التي تتأثر بالصفيحات التكتونية الأوراسية والعربية والأفريقية. تتميز المنطقة بوجود مناطق صدع كبيرة، وخاصة منطقة صدع شمال الأناضول (NAFZ) ومنطقة صدع شرق الأناضول (EAFZ)، وكلاهما كان مسؤولًا عن العديد من الزلازل المدمرة على مر التاريخ. تجدر الإشارة إلى أن تركيا شهدت 20 زلزالًا بقوة لحظة ($M_w$) أكبر من 7.0 منذ عام 1900، وكان الأكثر كارثية هو زلزال إرزينجان عام 1939 وزلزال كوجالي عام 1999 وزلزال كهرمان مرعش عام 2023، والتي أسفرت عن خسائر كبيرة وأضرار في البنية التحتية.
تسببت زلازل كهرمان مرعش 2023، التي وقعت في 6 فبراير، بقوة $M_w = 7.7$ و $M_w = 7.6$، في دمار غير مسبوق عبر إحدى عشرة محافظة، مما أثر على أكثر من 15 مليون شخص. كشفت العواقب عن أضرار شديدة لأكثر من نصف مليون مبنى، بما في ذلك المباني السكنية والتاريخية والبنية التحتية الحيوية. تؤكد الدراسة على أهمية الاستطلاع السريع بعد مثل هذه الأحداث الزلزالية لتقييم الأضرار، وتحديد المناطق الضعيفة، وتعزيز ممارسات إدارة الكوارث. تقدم النتائج من التحقيقات الجيوتقنية والهيكلية التي أجريت في المناطق المتضررة، مسلطة الضوء على العيوب في ممارسات البناء والمواد الحالية التي ساهمت في الأضرار الملحوظة.
نقاش
يوفر قسم النقاش في ورقة البحث تقييمًا جيولوجيًا شاملاً لمنطقة صدع شرق الأناضول (EAFZ) ومنطقة صدع شمال الأناضول (NAFZ)، مسلطًا الضوء على أدوارهما كصدوع تحويل قارية تستوعب الحركة الغربية للصفيحة الأناضولية. تتمتع EAFZ بتاريخ من النشاط الزلزالي الكبير، بما في ذلك سلسلة من الزلازل المدمرة في القرن التاسع عشر وفجوة زلزالية ملحوظة “فجوة مارع” التي ظلت غير مكسورة حتى زلازل كهرمان مرعش 2023 الأخيرة. يبرز القسم الطبيعة غير المتوقعة لزلزال إلبستان 2023، على الرغم من الضغط الخلفي من الأحداث الزلزالية السابقة. تشير تحليل معلمات المركز الزلزالي إلى وجود صدع يساري، مع تسجيل انكسارات سطحية كبيرة.
بالإضافة إلى ذلك، تناقش الورقة الحركة الأرضية القوية وطيف الاستجابة الذي تم ملاحظته خلال الزلازل الأخيرة، موضحة قيم تسارع الأرض الأقصى (PGA) وآثارها على سلامة الهياكل. تكشف النتائج أن العديد من المباني، وخاصة تلك التي تم بناؤها قبل عام 2000، تعرضت لأضرار شديدة بسبب ممارسات الهندسة غير الكافية، وضعف جودة المواد، وعيوب التصميم مثل تأثير الطابق اللين والحديد غير الكافي. كانت القضايا الجيوتقنية، بما في ذلك تسييل التربة وانتشارها الجانبي، شائعة أيضًا، خاصة في منطقتي إسكندرون وغولباشي، مما زاد من فشل الهياكل. يختتم القسم بالتأكيد على ضرورة دمج خصائص التربة والالتزام بقوانين التصميم الزلزالي المحدثة لتعزيز مرونة البنية التحتية في المناطق المعرضة للزلازل.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10518-024-01865-5
Publication Date: 2024-01-18
Author(s): Aydın Demir et al.
Primary Topic: earthquake and tectonic studies
Overview
The research paper investigates the geotechnical and structural impacts of two significant earthquakes (M_w = 7.7 and M_w = 7.6) that struck Türkiye on February 6, 2023, along with subsequent aftershocks. The earthquakes, centered in the Pazarcık and Elbistan districts of Kahramanmaraş, resulted in catastrophic damage across several provinces, leading to over 50,000 fatalities and affecting approximately 15 million people. The study highlights critical deficiencies in existing reinforced concrete structures, including poor material quality, inadequate construction practices, and insufficient earthquake-resistant designs, particularly in areas with soft soil conditions that amplified seismic waves.
Key findings indicate that settlements in regions like Antakya and Türkoğlu, situated on alluvial deposits, experienced significant structural failures due to the lack of appropriate foundation designs. The research emphasizes that both vertical and horizontal ground motion components contributed to the collapse of multi-story buildings, exacerbating the soft-story effect. Additionally, widespread damage in precast structures was linked to inadequate connections and poor material quality, while historical buildings suffered severe damage due to their shorter vibration periods and construction deficiencies. The study underscores the urgent need for improved engineering practices and adherence to construction standards to mitigate future earthquake risks in Türkiye.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the seismic vulnerability of Türkiye, situated on the Anatolian plate, which is influenced by the Eurasian, Arabian, and African tectonic plates. The region is characterized by significant fault zones, particularly the North Anatolian Fault Zone (NAFZ) and the East Anatolian Fault Zone (EAFZ), both of which have been responsible for numerous destructive earthquakes throughout history. Notably, Türkiye has experienced 20 earthquakes with a moment magnitude ($M_w$) greater than 7.0 since 1900, with the most catastrophic being the 1939 Erzincan, 1999 Kocaeli, and the recent 2023 Kahramanmaraş earthquakes, which resulted in extensive casualties and infrastructural damage.
The 2023 Kahramanmaraş earthquakes, occurring on February 6, with magnitudes of $M_w = 7.7$ and $M_w = 7.6$, caused unprecedented destruction across eleven provinces, affecting over 15 million people. The aftermath revealed severe damage to more than half a million buildings, including residential, historical, and critical infrastructure. The study emphasizes the importance of rapid reconnaissance following such seismic events to assess damage, identify vulnerable areas, and enhance disaster management practices. It presents findings from geotechnical and structural investigations conducted in the affected regions, highlighting the deficiencies in existing building practices and materials that contributed to the observed damage.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive geological evaluation of the East Anatolian Fault Zone (EAFZ) and the North Anatolian Fault Zone (NAFZ), highlighting their roles as continental transform faults accommodating the westward motion of the Anatolian Plate. The EAFZ has a history of significant seismic activity, including a series of destructive earthquakes in the 19th century and a notable “Maraş Seismic Gap” that remained unruptured until the recent 2023 Kahramanmaraş earthquakes. The section emphasizes the unexpected nature of the 2023 Elbistan earthquake, despite the background stress from previous seismic events. The analysis of hypocentral parameters indicates sinistral faulting, with substantial surface ruptures recorded.
Additionally, the paper discusses the strong ground motion and response spectra observed during the recent earthquakes, detailing peak ground acceleration (PGA) values and their implications for structural integrity. The findings reveal that many buildings, particularly those constructed before 2000, suffered severe damage due to inadequate engineering practices, poor material quality, and design flaws such as soft story effects and insufficient reinforcement. Geotechnical issues, including soil liquefaction and lateral spreading, were also prevalent, particularly in the İskenderun and Gölbaşı districts, exacerbating structural failures. The section concludes by underscoring the necessity of incorporating soil characteristics and adhering to updated seismic design codes to enhance infrastructure resilience in earthquake-prone regions.