Assessment of cyclic (seismic) response of soils is considered to be one of the most interesting research areas of geotechnical engineering. Cyclic loading-induced stresses cause accumulation of shear strains and generation of excess pore water pressure, which are accompanied by reduction in stiffness. In the most extreme cases, this process leads to soil liquefaction. As opposed to the random nature of earthquake waves, it is generally preferred to apply uniform loading cycles to undisturbed or reconstituted soil samples in the laboratory. The method proposed by Seed et al. (1975) can be used to convert the acceleration time history to number of equivalent uniform stress cycles. This approach uses a weighting factor, which varies as a function of selected failure criterion (Cetin and Bilge, 2012), and allows direct calculation. The aim of this study is to develop a new semi-empirical framework to predict number of equivalent stress cycles. For this purpose, more than 4000 acceleration time histories from PEER database with different magnitudes, site-source distance and site types have been assessed. These records were filtered and re-sampled to a common time step, and then the number of uniform cycles was calculated for 17 different weighting factors ranging from 0.2 to 1.0 to form a database. This database was assessed by regression methods to develop a probability-based model for prediction the number of equivalent uniform stress cycles for a given earthquake magnitude, site-source distance, soil properties and selected cyclic target strain performance criterion.

Zeminlerin çevrimsel (sismik) yükler altındaki davranışlarının incelenmesi geoteknik mühendisliğinin en dikkat çekici araştırma alanlarındandır. Deprem sırasında meydana gelen çevrimsel gerilmeler, zemin danelerinin kayma birim deformasyonlarına maruz kalmasına, buna bağlı boşluk suyu basıncı artışına ve zeminde rijitliğinin kaybına neden olmaktadır. En uç durumda sıvılaşma tetiklenmesine neden olacak bu süreç neden olduğu dramatik sonuçlar nedeniyle birçok araştırmanın odağı olmuştur. Deprem dalgalarının düzensiz doğasına karşın laboratuvar deneylerine dayalı çalışmalarda, örselenmemiş zemin numunesi veya hazırlanan örneğe genellikle düzenli çevrimsel yük uygulanır. Değerlendirilmek istenen düzensiz ivme – zaman kaydının eşdeğer çevrim sayısına çevrilmesi için Seed vd. (1975) tarafından önerilen yöntem kullanılabilir. Bu yöntem seçilen yenilme kriterine bağlı olarak değiştiği bilinen bir ağırlık faktörüne (Cetin ve Bilge, 2012) bağlı olup doğrudan hesap yapılmasına olanak tanımaktadır. Bu çalışma kapsamında ise eşdeğer düzenli çevrimsel gerilme sayısının belirlenmesine yönelik bir yarı-görgül yöntem geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, PEER kataloğunda yer alan, farklı deprem büyüklüğü, kaynak mesafesi ve saha tipine sahip 4000'in üzerinde kayıt değerlendirilmiştir. Kayıtlar filtrelenip, ortak bir zaman aralığında toplamak üzere yeniden örneklendikten sonra, 0.2 ile 1.0 arasında değişen 17 farklı ağırlık faktörü için Seed vd. (1975) yöntemi uyarınca eşdeğer çevrim sayısı hesaplanarak bir veri tabanı oluşturulmuştur. Bu veri, olasılıksal yöntemlerle değerlendirilmiş, ardından deprem büyüklüğü, kaynağa mesafe, saha zemin özellikleri ve seçilen performans kriterine göre eşdeğer çevrim sayısının hesaplanmasına olanak tanıyan bir ifade geliştirilmiştir.