Engineering geological characteristics of the 1998 Adana-Ceyhan earthquake, with particular emphasis on liquefaction phenomena and the role of soil behaviour

Abstract

 The Adana-Ceyhan earthquake (M_s=6.2) occurred in the southern part of Turkey on 27 June 1998 and resulted in the loss of 145 lives and extensive damage to buildings in Ceyhan town and the settlement areas in its vicinity. Soil liquefaction, ground failure due to lateral spreading and rock falls occurred. The area of Adana is characterised by a large alluvial basin with a delta shape. Most of the basin is filled with Quaternary recent Holocene deposits. The recent rapid deposition of sediments and the very shallow groundwater table throughout the basin create conditions conducive to liquefaction. The results of a preliminary investigation of soil liquefaction caused by the earthquake and liquefaction assessments based on field performance data are presented together with evaluations concerning the likely contribution of the soils to the damage sustained by buildings. The results of the liquefaction susceptibility analysis indicated that the data from the liquefied sites were within the empirical bounds suggested by the field-performance evaluation method. It was also shown that shallow sand layers should have liquefied and the surface disruption observed on the site could be predicted by the bounds used for the relationships between the thickness of liquefiable sediments and the overlying non-liquefiable soil. Site-response analyses based on acceleration response spectra from the actual earthquake's strong motion records revealed that soil behaviour was one of the most significant factors in the damage to buildings caused by the earthquake.

Résumé

Le tremblement de terre de Adana-Ceyhan survenu au sud de la Turquie le 27 juin 1998 á cause la perte de 145 vies humaines, des dommages étendus aux édifices dans la district de Ceyhan et la subsidence des alentours. La liquéfaction du sol, des mouvements latéraux de terrain et des choutes rocheuse sont aussi survenus dans la district. Dans cet article, les resultats d'une étude préliminaire de la liquéfaction du sol causée par le tremblement de terre, l'évaluation des liquéfaction basées sur les données terrain expérimentale ainsi que la contribution possible du sol sur les dommages causées aux édifices sont présentés. La region de Çukurova est un delta caracterisé par une grande plaine alluviale. Le pluspart de la region áété remblayée par des depots récent d'Holocène de l'aire Quaternaire. L'accumulation rapide des sédiments récents ainsi que la faible profoundeur de la nappe superfacielle dans le bassin a conduit à des conditions favorables à l'apparition de liquéfaction du sol. Les resultats des analyses de susceptibilité de liquéfaction ont montré que les données provenant des sites du sol liquéfiés sont dans les limites empiriques de la methode d'évaluation des performances de terrain. Il a aussi été montré que des couches de sable peu profondes ont pu étre liquéfiées et que les données provenant des sites avec ruptures de surface ont été predités dans les limités utilisées par les relations entre épaisseur des sediments liquéfiables et l'épaisseur du sol non-liquéfiable des couches supéreures. Les analyses de la response des sites basées ou les spectres de response des accelérations provenant des enregirstements des actuels tremblement de terre, ont revelé que le comportement du sol a été un au des facteurs majeurs sur les dommages des édifices causés par le tremblement de terre.