Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

ALİFATİK VE AROMATİK TİYOLLER İLE DOYMAMIŞ POLİHALOJENLİ BİLEŞİKLERDEN YENİ S-SÜBSTİTÜE BİLEŞİKLERİN SENTEZİ

Tiyoller ve tiyoeterler organik kimyada başlıca ve önemli fonksiyonel gruplardır. Ayrıca kükürt içeren bileşiklerin biyolojik sistemlerde ve malzeme biliminde önemi bilinmektedir.

Bu çalışmanın ilk aşamasında Trikloroetilenin dibenzoilperoksit varlığında serbest radikaller üzerinden yürüyen dimerizasyonu sonucu 1,1,3,3,4,4-Heksaklor-1-buten (24) bileşiği elde edildi. Bu bileşikten ve 1,1,2,3,4,4-Heksaklor-1,3-butadien(11) ile 1,1,3,4,4,4-Hekzaklor-1-buten(1) kullanılınarak yeni bilinmeyen –S sübstitüe bileşikleri elde edildi.

Çalışmanın ikinci safhasında 1,1,3,4,4,4-Hekzaklor-1-buten(1) kullanılınarak DMF ve organik baz Trietilamin varlığında 3-metoksitiyofenol, 4-metoksitiyofenol, 3,4-dimetoksitiyofenol, 4-nitrotiyofenol, 7-merkapto-4-metil-kumarin, 4-flortiyofenol, 4-bromtiyofenol, 4-tersiyerbutiltiyofenol ile reaksiyonlarından yeni tris ve tetrakis –S sübstitüe 2,3,4,5,6,7,8,9,10 bileşikleri sentezlendi.

Çalışmanın üçüncü safhasında 1,1,2,3,4,4-Hekzaklor-1,3-butadien(11) kullanılınarak DMF ve organik baz Trietilamin varlığında 3-metoksitiyofenol, 4-metoksitiyofenol, 3,4-dimetoksitiyofenol, 4-nitrotiyofenol, 7-merkapto-4-metil-kumarin, 4-flortiyofenol, 4-bromtiyofenol, 4-tersiyerbutiltiyofenol, 2,4,6-trimetilbenzilmerkaptan ile reaksiyonlarından yeni mono,tris, tetrakis ve pentakis –S sübstitüe 12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22,23 bileşikleri sentezlendi.

Çalışmanın dördüncü safhasında 1,1,3,3,4,4-Heksaklor-1-buten (24) bileşiği kullanılınarak NaOH ve EtOH varlığında 4-metoksifenilmetantiyol, 2,5-diklortiyofenol, 4-tersiyerbutilbenzilmerkaptan, 2,4,6-trimetilbenzilmerkaptan, 4-(4-sulfonilfenil)benzentiyol ile reaksiyonlarından yeni mono,bis, tris, tetrakis –S sübstitüe 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 bileşikleri sentezlendi.

Sentezlenen bu yeni bileşiklerin yapıları mikroanaliz, FTIR, ¹H NMR, ¹³C NMR, MS, spektroskopi teknikleri kullanılarak aydınlatıldı.

  

 

 

 

 

The Synthesıs Of New S-Substıtuted Compounds From Alıphatıc And Aromatıc Thıols Wıth Unsaturated Polıhalogenated Compounds
Thiols and thioethers are fundamental and important fuctional groups in organic chemistry. Also, the importance of sulfur-containing compounds in biological systems and materyal science is known.

In this work, firstly 1,1,3,3,4,4-hexachloro-1-butene (24) compound was synthesized from the trichloroetylene’s free radical dimerization with dibenzoylperoxide. This compound, and 1,1,2,3,4,4-Hexsachloro-1,3-butadiene (11) and 1,1,3,4,4,4-Hexsachloro-1-butene (1) through use of a new unknown - S substituted compounds were obtained.

New tris and tetrakis-S substituent 2,3,4,5,6,7,8,9,10 compounds were synthesized

in the second stage of the work in the presence of DMF an organic base of triethylamine, reactions with the 1,1,3,4,4,4-Hekzaklor-1-butene (1) through use,with 3-methoxythiophenol 4-methoxythiophenol, 3,4-dimethoxythiophenol, 4-nitrothiophenol, 7 - mercapto-4-methyl-coumarin, 4-fluorothiophenol, 4-bromothiophenol, 4-tert-butylthiophenol

New tris and tetrakis-S substitNuent 12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22,23 compounds were synthesized. In the third stage of the work in the presence of DMF an organic base of triethylamine, reactions with the 1,1,3,4,4,4-Hekzaklor-1-butene (1) through use with 3-methoxythiophenol 4-methoxythiophenol, 3,4-dimethoxythiophenol, 4-nitrothiophenol, 7 - mercapto-4-methyl-coumarin, 4-fluorothiophenol, 4-bromothiophenol, 4-tert-butylthiophenol, 2,4,6-trimethylbenzylmercaptan

New mono, bis, tris, tetrakis-S substituent 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 were synthesized in the fourth stage of the work in the presence of EtOH and NaOH reactions with the 1,1,3,3,4,4-Heksaklor-1-butene (24) through use with 4-methoxyphenilmethanathiol, 2,5-dichlorothiophenol, 4-tert-butylbebenzylmercaptan, 2,4,6-trimethylbenzylmerkaptan 4 - (4-sulfonylphenyl) benzenethiol reactions to, compounds.

The structures of these newly synthesized compounds were charecterized by using microanalyses, FTIR, ¹H NMR, ¹³C NMR, MS, spectroscopy

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  

Mehmet Koray GÖK

Danışman :Prof. Dr. Saadet PABUCCUOĞLU

Doç. Dr. Erdal CEVHER (İkinci Danışman)

Anabilim Dalı :Kimya Mühendisliği

Programı (Varsa) :Kimyasal Teknolojiler

Mezuniyet Yılı :2012

Tez Savunma Jürisi :Prof.Dr. Saadet K. PABUCCUOĞLU

Prof.Dr. Sabriye PİŞKİN

Prof.Dr. Gamze GÜÇLÜ

Prof.Dr.M.Ali GÜRKAYNAK

Prof.Dr. Ferdane KARAMAN
Doğal ve Sentetik Biyouyumlu Polimerik Nanopartiküler Gen Taşıyıcı Sistemlerin Elde Edilmesi ve

Transfeksiyon Etkinliğinin İncelenmesi

Bu tezle sunulan çalışmanın başlıca amacı, bilhassa son yıllarda nanoteknolojinin biyoteknoloji alanındaki önemli bir uygulaması olan gen transferinde kullanılabilecek biyolojik olarak uyumlu (biyouyumlu) yapıdaki nanopartiküler taşıyıcı sistemlerin sentezlenmesi, yapılarının aydınlatılarak, transfeksiyon etkinliğinin incelenmesidir.

Gen transferinde iki yaklaşım ortaya koyulmuştur. Bunlardan birincisi gen transferinde oldukça yüksek etkiye sahip viral taşıyıcıların kullanılmasıdır, fakat bu alanda kullanılan virüslerin yan etkilerinin oldukça fazla olmasından dolayı ikinci bir yaklaşım olan viral olmayan taşıyıcı sistemler (polimer, lipid veya lipozomlar vb.) geliştirilmiştir. Bu tez kapsamında sentezlenen viral olmayan biyouyumlu polimer taşıyıcı sistemlere “transjenik polimerler” denilmektedir. Bu tip polimerik taşıyıcı sistemlerin bir kısmı doğal polimer esaslı oldukları gibi bir kısmı da sentetik polimer esaslıdırlar. Bu çalışmada, ilk defa sentetik grupta biyobozunabilen yeni transjenik polimerler olan poli(β-aminoesterler) (PBAE), modifiye doğal polimer grubunda ise kitosan esaslı modifiye polimerler sentezlendi.
Bütün sentetik ve modifiye doğal polimerlerin karakterizasyonu Fourier Infrared Spektroskopisi ile gerçekleştirildi. Bununla beraber PBAE’in ve kitosan esaslı polimerlerin nanopartikülleri sırasıyla nanoçöktürme ve iyonik jelasyon yöntemi ile elde edildi. Tüm nanopartiküler sistemlerin zeta potansiyeli, polidisperslik indeksi ve partikül boyutu analizleri gerçekleştirildi. PBAE’in ve kitosan esaslı modifiye polimerlerin plasmid DNA (pDNA) ile nanopartiküler sistemleri, PBAE’de iyonik etkileşim ve enkapsülasyon yöntemi kitosan bazlı modifiye polimerlerde ise iyonik etkileşim yöntemi metodu ile hazırlandı. Bu katyonik polimerlerin pDNA bağlama kabiliyeti jel elektroforez ile incelendi. PBAE’in hücre içine alımı ve dağılım çalışmaları, primer koyun embriyonik fibroblast hücrelerinde (POEF), bir model boyarmadde olarak Rodamin-B kullanılarak gerçekleştirildi. PBAE ve modifiye kitosan polimerlerin sitotoksisitesi insan embriyonik hücrelerinde (HEK293) ve primer koyun fibroblast (POF) hücrelerinde xCELLigence RTCA cihazında incelendi. Negatif ve pozitif kontrol grupları olarak sırasıyla polietilenimin (PEI) ve kitosan kullanıldı. PBAE ve modifiye kitosan polimerlerin transfeksiyon etkinliği HEK293, POF ve POEF hücrelerinde floresans mikroskopta incelendi.
Sonuç olarak, bu tezde sentezlenen PBAE ve modifiye kitosan polimerleri esaslı nanopartiküllerin HEK293, POF ve POEF hücrelerinde yüksek transfeksiyon etkinliğine sahip, toksik olmayan ve viral olmayan gen taşıyıcı polimerik nanopartiküler sistemler olduğu saptandı.

  

 

Preparation of Natural and Synthetic Biocompatible Polymeric Nanoparticular Gene Delivery Systems

and Investigation of Transfection Effect
The main aim of the study presented in this thesis is the synthesis, characterization and the investigation of the transfection efficiency of the biocompatible nanoparticular carrier systems to be used gene transfer which is the important application of the nanotechnology on the biotechnology field, especially in the recent years.
In gene transfer, two approaches are put forward. The first approach is the use of the viral vectors which have a high effect in gene transfer, but the second approach which is non-viral vectors (polymer, lipid and liposome etc.), are improved because of the side effects of these viruses used in this area are rather than others. The non-viral biocompatible polymer vector systems which are synthesized in content of this thesis are called as “transgenic polymers”. As the one part of these polymeric vector systems are based on natural polymers, the other part is based on synthetic polymers. In tis study, first time, poly(β-aminoester)s (PBAEs) which are the biodegradable novel transgenic polymers in the synthetic group,, chitosan based modified polymers in the modified natural group are synthesized.
All synthetic and modified natural polymers were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Moreover, the nanoparticles of PBAEs and chitosan based polymers are prepared by the nanoprecipitation method and ionic gelation method, respectively. Zeta potential, polydispersity index and particle size analysis of the all nanoparticle systems were carried out. The nanoparticle systems of PBAEs and modified chitosan polymers were combined with plasmid DNA via ionic interaction and encapsulation method for PBAEs and ionic interaction method for modified chitosan polymers. The pDNA combining ability of these cationic polymers were examined by using gel electrophoresis. For the cell uptake and distribution studies of PBAEs nanoparticles in primer ovine embryonic fibroblast (POEF were carried out using Rhodamine-B as a model dyestuff. The cytotoxicity of PBAEs and modified chitosan polymers were investigated in human embryonic kidney (HEK293) and primer ovine fibroblast (POF) using xCELLigence RTCA system. Polyethyleneimine (PEI) and chitosan were used as the negative and positive control groups, respectively. The transfection efficiency of PBAEs and modified chitosan polymers were investigated in HEK293, POF and POEF with florescent microscopy.
Consequently, it was determined that PBAEs and modified chitosan polymers based nanoparticles which are synthesized in this thesis, have high transfection efficiency, nontoxic and non-viral gen carrier polymeric nanoparticular vectors in HEK293, POF and POEF.
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  

Öğrencinin Adı Soyadı: SAVAŞ KARABULUT

Tez Adı : İSTANBUL KENTİ İÇİN YER TEPKİSİ VE 3 BOYUTLU (3-B)

KAYMA DALGA HIZ (VS) YAPISININ BELİRLENMESİ

Danışman : Prof. Dr. Asım Oğuz ÖZEL

Dr. Stefano PAROLAI
Anabilim Dalı :Jeofizik Mühendisliği A.B.D.

Programı (Varsa) :Sismoloji

Mezuniyet Yılı :2012

Tez Savunma Jürisi :Prof. Dr. A. Oğuz ÖZEL

Prof. Dr. Yıldız ALTINOK

Prof. Dr. Argun KOCAOĞLU

Prof. Dr. Mithat Fırat ÖZER

Doç. Dr. Eşref Yalçınkaya
Tezin Türkçe Adı : İSTANBUL KENTİ İÇİN YER TEPKİSİ VE 3 BOYUTLU (3-B)

KAYMA DALGA HİZ (VS) YAPISININ BELİRLENMESİ


Türkçe Özet : Son 30 yıllık zaman periyodunda dünyada ve ülkemizde meydana gelen depremler sırasında birçok mühendislik yapısında farklı nedenlerden dolayı hasarlar meydana gelmiştir. Bu hasarların en önemli sebeplerinden biri de lokal zemin etkilesi (Local Site Effect) olmuştur. 17 Ağustos 1999 İzmit-Gölcük (Mw:7.4) ve 12 Kasım 1999 Düzce (Mw:7.2) depremleri sırasında, deprem merkezi ve yakın civarında büyük can ve mal kayıpları meydana gelmiştir. Bu iki deprem sırasında resmi rakamlara göre 18.243 kişi hayatını kaybetmiş ve 28.729 kişi yaralanmıştır. Tahmini kayıp 16 milyar dolar civarındadır. İzmit depremi sırasında İstanbul’un farklı ilçelerinde meydana gelen hasar dağılımı da oldukça farklı olmuştur. Avcılar ilçesine yaklaşık uzaklığı 100 km. uzaklıkta olan bu depremin, neden özellikle bu ilçe sınırlarında hasar yarattığı birçok çalışmaya konu olmuştur. Bu farklılık nedeniyle, Kuzey Anadolu Fayı (KAF) üzerinde bir deprem olması durumunda, Marmara Bölgesindeki illerde ve özellikle İstanbul’da yerel zemin etkisinin oluşturacağı hasarlar uzun süredir tartışılmakta ve çalışılmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında konu olarak seçilen İstanbul’un Avrupa Yakası’nda bu etkinin belirlenmesi amacıyla gerekli olan 3-B kayma dalga hız–derinlik yapısı belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla belirlenen ölçü noktalarında tek istasyon ve dizilim mikrotremor ölçümleri alınmıştır.
İlk aşamada, dört farklı kurum ve üniversitenin toplamış olduğu tek istasyon mikrotremor (H/V) ölçüm sonuçları irdelenmiş ve toplanan bu veriler kullanılarak çalışma alanı için “Zemin Hakim Frekans Haritası” hazırlanmıştır. Hazırlanan bu harita bölgenin jeoloji haritası ile karşılaştırılmış ve yüksek frekans değerlerinin gözlendiği alanların anakayanın yüzeylendiği alanlara karşılık geldiği görülmüştür. Anakayanın yüzeylendiği alanlar sedimanter alanlara göre görece olarak daha yüksek frekans değerlerine sahiptir. Bu çalışma kapsamında belirlenen anakaya-sediman geçiş sınırının Eosen-Oligosen yaşlı formasyonları ile Paleozoyik yaşlı formasyonların geçiş sınırı olduğu görülmüştür.
Çalışmanın ikinci kısmını oluşturan mikrotremor dizilim ölçümleri kullanılarak mühendislik ve sismolojik anakaya derinlikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Deprem mühendisleri için deprem tehlikesine karşı güvenilir yapı yapılmasında bir tehtid unsuru olan lokal zemin etkisinin veya zemin büyütmesinin tespitinde kayma dalga hızı önemli parametrelerden biridir. Bu parametre sismik kırılma, kuyu içi jeofiziği ve yüzey dalgası analizi gibi birçok farklı jeofizik çalışmalar ile elde edilebilmektedir. Genel olarak yüzey dalgası yöntemlerinin hızlı olması, maliyetinin düşük olması ve şehir içinde kullanımının daha kolay olmasından dolayı sıklıkla tercih edilmektedir. Çalışma kapsamında yüzey dalgası analiz teknikleri kullanılarak, 2008-2010 yılları arasında 25 farklı noktada mikrotremor dizilim ölçümleri toplanmıştır. Ölçümlerde, Uzaysal Otokorelasyon (SPAC) yöntemi olarak bilinen teknik kullanılmıştır. Bu yöntemin tercih edilmesinin nedeni ise daha az sayıda alıcı kullanılmasıdır. Yöntem için 4 adet 3 bileşen CMG-6TD sismometre kullanılmış ve GPS kullanılarak eş zamanlı kayıtlar alınmıştır. Daha sonra, SESAME projesi kapsamında geliştirilen SESAREY programı kullanılarak, değiştirilmiş uzaysal otokorelasyon yöntemi (Modified Spatial Auto-correlation Method) ile her bir kaydın düşey bileşenleri (vertical component) kullanılarak otokorelasyon katsayıları hesaplanmıştır. Yüzey dalgalarını kullanan araştırmacılar daha çok Rayleigh dalga formu ile ilgilenirken, son yıllarda anakaya derinliğininin daha doğru tespit edilebilmesi için sıklıkla kullanılan Rayleigh dalgası ve H/V oran eğrisinin Ortak Ters Çözümü (Joint Inversion)’de kullanılarak kayma dalga hız derinlik profilleri ve modelleri hazırlanmıştır. Böylece sadece teorik ve gözlemsel dispersiyon eğrileri arasındaki uyum değil, gözlemsel ve hesaplanan H/V oran eğrileri arasındaki uyumda kontrol edilmiştir. Her iki analiz sonucu elde edilen modellerin genel olarak birbiriyle uyumlu olmasına rağmen, ortak analiz sonuçlarına göre anakayanın daha derinde olduğu görülmüştür. Ayrıca, çalışma alanı için Rayleigh dalgası ve Ortak analiz sonuçları kullanılarak mühendislik (NEHRP sınıflamasına göre, B türü zeminler) ve sismolojik anakaya derinlikleri (NEHRP sınıflamasına göre, A türü zeminler) belirlenmiş ve her iki dalga formu ve kaya türü için sediman kalınlık değeri ile zemin hakim titreşim frekansı arasındaki ilişkileri tanımlayan dört ayrı bağıntı geliştirilmiştir. Bu tür bağıntılar pratik mühendislik uygulamalarında anakaya derinliğin tespitinde oldukça kullanışlıdır.
Mühendislik anakayası için geliştirilen sediman kalınlık-frekans bağıntısı kullanılarak, çalışma alanı için 2 boyutlu (2-B) sediman kalınlık haritaları (Ortak analiz ve Rayleigh dalgası analiz sonuçları için) hazırlanmıştır. Mühendislik anakayası için geliştirilen bağıntı da, 0.9-10 Hz frekansları arasında elde edilen sediman kalınlık değerlerinin birbiriyle uyumlu olduğu, sismolojik anakaya için ise 0.3-0.9 Hz frekansları arasında benzer bir uyum olduğu görülmüştür. Ayrıca geliştirilen bu bağıntılar, literatürde aynı bölge için geliştirilmiş bağıntı ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırılma sonucunda; 1 Hz’in üzerindeki frekanslarda mühendislik anakayası için genel bir uyum olmasına karşın, sismolojik anakaya için geliştirilen bağıntı da, 1 Hz’in altındaki frekanslarda uyum, azalan frekansla küçülmektedir. Sismolojik anakaya için uyumun en iyi gözlendiği frekans aralığı 0.3-1.0 Hz frekans aralığıdır. 2-B sediman kalınlık haritalarında; çalışma alanının kuzeydoğusundan, güneybatısına doğru sediman kalınlığının arttığı gözlenmiştir. TEM otoyolunun geçtiği güzergah ile Haliç’in kuzeydoğusu anakaya-sediman geçiş sınırı olarak düşünülmüştür. Genel olarak: Beyoğlu, Bayrampaşa’nın Kuzeyi, Haliç, Başakşehir ve anakayanın derinliği, 0-50 metre arasında değişmektedir. Bahçeşehir, Halkalı, Bağcılar, Güngören, Topkapı ve Fatih semtlerinde ise 100 metre derinlikte mühendislik anakayasına ulaşılmıştır. Çalışma alanının daha güney kısımlarında ise genel olarak 200 metre derinliğinden sonra mühendislik anakayasına girildiği saptanmıştır. Avcılar, Ambarlı Limanı, Haramidere, Kıraç ve Gürpınar merkezde ise mühendislik anakayası 200 metreden daha derindedir. Bu bilgi ortamın jeolojisi ile de uyumludur. Sınır olarak tanımlanan alanlarda, Paleozoyik yaşlı Trakya Formasyonu (Grovak), Eosen yaşlı Kırklaeli formasyonu (Kireçtaşları) ve Oligosen yaşlı Gürpınar Formasyonları yüzeylenmiştir.
Mikrotremor dizilim ölçümleri sonuçları kullanılarak 10 farklı profil boyunca farklı doğrultularda 2-B’lı kayma dalga hız modelleri/kesitleri hazırlanmıştır. Avcılar’dan Kuzey’e doğru (İ.Ü. Veterinerlik Fak. Çiftliği) anakayanın daldığı görülmüştür. Literatürde Avcılar’da anakayanın doğu ve güney yönüne doğru daldığı belirtilmiş olsa da, bu çalışmadan elde edilen bulgulara göre kuzey’e doğru da daldığı görülmüştür. Bu yapısıyla, Avcılar’ın bir havzanın kurulu olduğu düşünülmüştür. Küçükçekmece Gölünün kuzeyinde alınan kesitte ise, Yarımburgaz’dan Küçükçekmece gölünün batısına doğru anakayanın oldukça yüksek eğimle daldığı görülmüştür. Bu bilgi jeolojik yapı ile de uyumludur. Yarımburgaz’da Eosen yaşlı kireçtaşları yüzeylenmişken, Veterinerlik Fak. Çiftliğinin olduğu alanda Gürpınar formasyonunun derinliği 600 metre derinliğe (Uzun açılımlı Düşey Elektrik sondajı çalışması sonuçlarıyla da uyumludur) ulaşmaktadır. Anakayanın daldığı diğer doğrultular ise şu şekildedir: Sefaköy’den Yeşilköy’e (KB-GD doğrultulu),Topkapı ve Kağıthane’den Haliç’e doğru, Cevizlibağ’dan Merter’e doğru, Y.T.Ü’den Merter’e, Bahçelievler’den Ataköy’e, CNR’den Merter’e, ve Avcılar’dan CNR’a doğrudur. Bu veriler D.S.İ tarafından hazırlanan jeolojik kesitlerle, çalışma alanında yapılmış önceki çalışmalarla da karşılaştırılmıştır. Sediman kalınlık haritasında olduğu gibi, Marmara Denizi’ne komşu alanlarda (çalışma alanının güney-güneybatısı; Avcılar, Yeşilköy, Ataköy, Yedikule, Zeytinburnu, Küçükçekmece) anakaya derinliğinin arttığı görülmüştür. Tüm ölçüm noktalarında anakayasına ulaşılmıştır.
Dizilim mikrotremor ölçümlerinde kullanılan alıcı sayısı kadar, kullanılan dizilime ait yarıçap (“r”)ve alıcılar arasındaki uzaklıklarda penetrasyon derinliğini etkilemektedir. Genel olarak alıcılar arasındaki uzaklığın yeteri kadar uzak olmadığı durumlarda derinlerden bilgi alınamaması, anakayaya ulaşılamamasına ve yanlış yorum yapılmasına neden olabilmektedir. Bu kapsamda literatür de önerilen dizilim yarıçapı-dalga boyu ilişkilerinin geçerliliği, bu çalışma kapsamında toplanan veriler ile irdelenmiştir. Sonuç olarak, dizilim yarıçapının 1.5r-6.25r katı kadar derinlikten bilgi alınabileceği belirlenmiştir.
Son olarak ise her iki analiz sonucuna göre sismolojik anakaya için geliştirilen bağıntılar kullanılarak, 3-B sismolojik anakaya derinlik haritaları hazırlanmıştır. Bu harita hazırlanırken çalışma alanının tamamında toplanmış 215 nokta mikrotremor ölçümlerine ait zemin hakim frekans değerleri kullanılmıştır. Çalışma alanında topoğrafik yükselikler 0-200 metre arasında değişmekte olup, genel olarak güney’den kuzey’e doğru yükseklik artmaktadır. 2-B kayma dalga hız modellerinde anakayanın daldığı yönler gösterilmiş olsa da, 3-B haritalarda anakayanın dalım yönü daha detaylı olarak incelenmiş ve basenlerin olduğu alanlar gösterilmiştir. Yedikule, Yeşilköy, Zeytinburnu, Avcılar, Ambarlı, Haramidere, Kıraç ve Gürpınar’da kalın sediman havzaların varlığı belirlenmiştir. Küçükçekmece gölünün kuzey-güney ve kuzeydoğu-güneybatı’ya dalan anakayanın ortasında kaldığı görülmüştür. 17 Ağustos Gölcük depremi sırasında Avcılar’da meydana gelen hasarın yanında, bahsedilen bölgelerde de yerel olarak hasarların olduğu düşünüldüğünde sonuçların anlamlı olduğu düşünülmüştür. Ayrıca, İ.B.B. Deprem ve Zemin İnceleme Müdürlüğünce tamamlanan Mikrobölgeme çalışmaları kapsamında hazırlanan anakaya üst sınır kontur haritası ile bu çalışma kapsamında hazırlanan harita karşılaştırılmış, Paleozoyik yaşlı birimler ile Eosen yaşlı Kireçtaşına ait sınırların da benzer alanlarda görüldüğü belirlenmiştir. Tüm bu sonuçlar D.S.İ tarafından derin su sondaj kuyu verileri kullanılarak hazırlanan 2-B’lu jeolojik kesitlerle, daha önce çalışma alanında toplanmış dizilim mikrotremor ölçüm sonuçlarıyla ve geniş açılımlı Düşey Elektrik Sondaj çalışmaları sonucundan elde edilmiş bilgilerle de karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır.
Elde edilen hız bilgileri ve jeolojik gözlemler ışığından çalışma alanı içinde Paleozoyik yaşlı sismolojik anakaya, Eosen ve Oligosen yaşlı mühendislik anakayasını yansıtan sınırlar belirlenmiştir. Küçükçekmece ve Büyükçekmece gölleri arasında kalan alanın ilerisi için bir araştırma konusu olarak seçilmesi ve araştırılması gerekliliği düşünülmüştür. Bu alanda yer alan çukurlukların farklı jeofizik ölçüm teknikleri kullanılarak (Gravite, Elektrik Özdirenç vb.) bu tez çalışması kapsamında elde edilen bilgiler ile birlikte yorumlanması daha güvenilir sonuçların elde edilmesi açısından zorunludur. Bölgenin olası Marmara depremi sırasındaki davranış özelliklerinin bilinmesi açısından bu çalışma oldukça önemlidir.

Tezin Yabancı Dildeki Adı : DETERMINATION OF GROUND RESPONSE AND 3 DIMENSIONAL (3-D) SHEAR-WAVE VELOCITY STRUCTURE BENEATH ISTANBUL CITY
Yabancı Dildeki Özet : During the last 30 years, while earthquakes have occurred in our country and the world, extensive damage has occurred due to various reasons on the many engineering constructions. One of the important reasons for the damage is Local Site Effect. During the 17 August 1999 İzmit-Gölcük (Mw: 7.4) and 12 November 1999 Düzce (Mw: 7.2) earthquakes, many deaths and losses of goods occurred in these earthquake’s epicenters and nearby areas. 18.243 people died and 28.729 people were injured during these earthquakes according to the official figures. Approximation of loss is around 16 million dollars. During the İzmit earthquake, different damage occurred in various districts of İstanbul. There is academic research related to why the earthquake caused the biggest damage in Avcılar, which is 100 km away from the epicenter. Due to this disparity, in case of an earthquake on the North Anatolian Fault Zone (KAF), regional site effect and damage mitigation, in the Marmara area, especially İstanbul have been discussed and researched for a long time.
As a part of this thesis, 3D shear wave velocity-depth structures are handled holistically with the purpose of determining the impact of the damages in İstanbul’s European side. With this aim, microtremor measurements were taken at the station points. Microtremor studies are divided into two groups; single station and array.
In the first phase, single station microtremor (H/V) measurement results, which were collected by four different institutions and universities, are analyzed and with the help of these data, a complete fundamental frequency map has been prepared for the study area. This map was compared with a regional geological map and the higher frequency area indicated that is near to the surface of bedrock. The preparation of this map is helpful in determining the bedrock, and for these areas a bedrock boundary frequency value is specified. This boundary value is thought to be the start of the Peneplain boundary of Istanbul Horst, which is outlined in previous studies.
With the usage of microtremor array measurements, which constitutes this study’s second part, determination of depth of engineering and seismological bedrock is attempted. For earthquake engineers, in the construction of safe buildings against earthquake risk, shear wave velocity is one of the important parameters in the determination of local site effect or soil amplification. This parameter is obtained by a number of different geophysics methods such as seismic refraction, borehole geophysics, and surface wave analysis. Generally, the surface wave method is often chosen because it is faster, costs less, and its usage is easier inside the city. Therefore, between the years 2008-2010, microtremor array measurement data was collected from a total of 25 different points. The spatial autocorrelation (SPAC) method was used in the measurements; it requires an array of fewer seismometers than the other method. For this method, records were taken from four unit CMG-6TD type seismometers of 3 components and simultaneously from GPS and then related. Then, autocorrelation coefficients were calculated for the vertical component of each record with Modified Spatial Auto-correlation method using the “Sesarray program” developed under the “SESAME” project. Researchers interested in surface wave in recent years, mostly deal with Rayleigh waveform, although in this study, Joint Inversion of Rayleigh wave and H/V spectral ratios are included too, as used together, one can determine the depth of the bedrock more accurately. Thus, by using Joint Inversion, conformity both between theoretical and observational dispersion curves and observational and calculated H/V ratio could be checked. Although models based on results of both analyses were compatible with each other, according to the result of a joint analysis, the bedrock was deeper than that. The depth of engineering (According to NEHRP soil classification is “B” class) and seismological (According to NEHRP soil classification is “A” class) bedrock was determined by using the results of both analysis. New relations have been developed between fundamental frequency and sediment thickness for both types of bedrock. Such relations are very useful in determining the depth of bedrock with practical engineering application.
In the study area, 2 Dimensional (2-D) sediment thickness maps were prepared by using sediment thickness-frequency relations developed in the engineering bedrock. Sediment thickness values are close to each other between 0.9-10 Hz for relations developed for in the engineering bedrock, while for seismological bedrock, thickness values were close to each other being between 0.3-0.9 Hz. In addition, the equations developed in the literature were compared with the same correlations developed for this region. Thickness values obtained from this study and equations developed in the literature were of similar frequency above 1 Hz for the engineering bedrock, decreasing frequency were decreasing in similarity for frequencies below 1 Hz. Frequency range is that between 0.3-1.0 Hz well-matched. 2-D of sediment thickness map was examined to show that sediment thickness increases from northeast side to southwest side in the study area. Northeast of the Golden Horn with the North of the TEM highway is considered to be the bedrock-sediment boundary zone. In general, the depth of bedrock varies between 0-50 meters in Beyoglu, northern part of Barampasa, Başakşehir.
The depth of engineering bedrock is reached at 100 m in Bahçeşehir, Halkalı, Bağcılar, Güngören, Topkapi and Fatih. In the central part of the study area, engineering bedrock was determined at the depth of 200 meters. In the southern part of the study area located in Avcilar, Ambarli Port, Haramidere, Kıraç and Gürpinar, bedrock is deeper than 200 meters. This knowledge is also compatible with the regional geology. The areas defined as the bedrock border are near the surface of the Thrace Formations of the Paleozoic age (Grovak), Kırklaeli formation of the Eocene age (Limestones) and Gurpinar Formation of the Oligocene age (Claystone, Sandstone).
2-D cross-sections of shear wave velocity models were prepared along 10 different profiles in different directions by using microtremor array measurements. Towards the north (I.U. Faculty of Veterinary Medicine Farm) from Avcılar, the bedrock is dipping towards north. The literature indicated that the bedrock was dipping in the direction of the east and south in Avcılar, though, it was also found to be dipping towards the North by results obtained from this study. Avcılar is placed on the Basin/Basin edge. In the cross-section prepared for north of Kucukcekmece Lake, the bedrock is dipping with a very high gradient towards the west of Kucukcekmece Lake from Yarımburgaz. This information is also compatible with the geological structure. While bedrock (limestone formation of the Eocene age) is at the surface in Yarımburgaz, the depth of bedrock is 600 meters in I.U. Veterinary Faculty Farm (Gurpinar Formation). This result was compared with Vertical Electrical Sounding data. All of these results correspond to each other. In the other directions the dipping of bedrock is as follows: from Sefaköy to Yeşilköy (NW-SE trend), from Topkapi Palace and the Golden Horn towards Kagithane, from Cevizlibağ to Merter direction, from Y.T.U to Merter, from Bahçelievler to Ataköy, from CNR to Merter, and from Avcılar to CNR. This data was compared by geological sections obtained from the General Directorate of State Hydrualic Works (D.S.I.) and with results of previous field studies. Like the sediment thickness map, an increase in the depth of bedrock in the neighboring areas of the Marmara Sea (south-southwest of the study area, Avcılar, Yesilkoy, Atakoy, Yedikule, Zeytinburnu, Küçükçekmece) was determined. All measuring points reached the bedrock.
Using microtremor array measurements according to the number of seismometers, the radius ("r") derived from the array data, and distance between seismometers, affects the depth of penetration. In general, distance between seismometers is not far enough for the concerned depth, which may be the reason for not obtaining knowledge of depth, not reaching bedrock and incorrect comments on the determination of ground response. In this context, validity of the radius-wavelength relations proposed in literature, and the data collected under this study are compared and discussed. As a result, depth information can be determined from 1.5r to 6.25r times the array radius.
Finally, according to the results of both analysis using equations developed for seismological bedrock, a 3-D depth map of the seismological bedrock was prepared. The preparation of this map for the study area was done by using the results (fundamental frequency) of 215-point microtremor measurements. Topographic altitudes in the study area change between 0-200 meters, the height generally increases from the South towards the North. 2-D shear wave velocity models show the dipping direction of the bedrock, 3-D maps also show the bedrock dip direction in more detail and the areas which look like basins. The presence of thick sedimentary basins was determined in Yedikule, Yesilkoy, Zeytinburnu, Avcilar, Ambarli, Haramidere, Kıraç and Gurpinar. Kucukcekmece Lake’s bedrock, dipping to the north-south and from northeast to Southwest, was seen to be in the middle. Damage occurred in the mentioned regions as well as damage in Avcilar on August 17, Golcuk earthquake, so the results were considered significant. In addition, a bedrock map prepared in this study was compared with a contour map of the upper limit of bedrock prepared with a microzonation project completed under the İ.M.M. Department of Earthquake Risk Management and Urban Development. Borders of the Eocene age limestone formation with the Paleozoic age Grovak units were seen in similar areas. All of these results were compared and interpreted with a geologic 2-D cross-section prepared by D.S.I. (deep-water drilling wells), the results of array microtremor measurements collected in the study area and a model of Vertical Electrical Sounding studies.
In light of the created velocity information and geological observations, in the study area, seismologic bedrock of Paleozoic age, engineering bedrock of Eocene and Oligocene age; similarly, Kırklareli limestones and Oligocene age clay stone units were determined within the boundaries of the observed areas. In particular, areas between Küçükçekmece and Büyükçekmece lakes are important region for determination of earthquake hazard. In the future, when different geophysical methods (gravity, vertical electrical sounding etc.) apply and evaluate together with the results of doctoral study, important for the reliability of the results. Knowledge of behavioral characteristics during the possible Marmara earthquake in the region is very important to this study.