02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
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Item Open Access Inversion flachseismischer Wellenfeldspektren(2001) Forbriger, Thomas; Wielandt, Erhard (Prof. Dr.)In dieser Arbeit stelle ich ein neues Verfahren zur Inversion flachseismischer Wellenfelder vor. Die Inversion erfolgt in zwei Schritten. Zunächst wird ein Phasenslowness-Frequenz-Spektrum (omega,p-Spektrum) der Seismogramme bestimmt. In einem zweiten Schritt werden dieses Spektrum und die Laufzeiten der Ersteinsätze gemeinsam zu einem rein Tiefen-abhängigen Modell der seismischen Geschwindigkeiten und der Diskontinuitäten des untersuchten Mediums invertiert. Typische flachseismische Messungen erfolgen mit Auslagen von 50m bis 100m Länge und erfassen Frequenzen von 10Hz bis 100Hz. Solche Daten erlauben Rückschlüsse auf das Medium bis in ca. 10m Tiefe. Der Aufwand für die Messung kann auf einfache Hammerschlag-Seismik mit Vertikal-Geophonen und mehrkanaliger Registrierung beschränkt werden. Die Methode erfordert praktisch keine Vorab-Information über das Medium. Sie hat sich als tauglich im Umgang mit mehreren flachseismischen Feld-Datensätzen erwiesen, die in Lockersedimenten häufig extreme Eigenschaften aufweisen. Das Verfahren vermeidet einige Schwachstellen, die herkömmliche Methoden bei der Anwendung im Flachbereich mit sich bringen. Zu diesen gehört die Berechnung einer einzelnen Dispersionskurve aus Phasendifferenzen zwischen zwei Geophonen und die anschließende Inversion dieser Kurve im Sinne einer fundamentalen Normalmode. In flachseismischen Wellenfeldern interferieren meistens mehrere Moden der Oberflächenwellen. Im Zeitbereich lässt sich dabei nicht einmal die Fundamentalmode von anderen Moden trennen. Außerdem können die beobachteten Moden nicht eindeutig Normalmoden zugeordnet werden. Daher würde die herkömmliche Vorgehensweise scheitern. Meines Wissens ist die von mir beschriebene Methode der erste erfolgreiche Schritt zur quantitativen Modellierung vollständiger Seismogramme, die unter flachseismischen Gegebenheiten aufgezeichnet wurden.