Messung und Inversion von flachseismischen Oberflächenwellen (MIFO)

Mit flachseismischen Untersuchungen wird der oberflächennahe Bereich des Untergrundes in Tiefen bis zu 20 m untersucht. Die verwendeten Signale liegen im Frequenzbereich zwischen 5 Hz und 100 Hz. Die seismischen Wellen werden in der Regel durch einen Hammerschlag auf die Geländeoberfläche angeregt. Dadurch dominieren die Oberflächenwellen in den aufgezeichneten Seismogrammen. Ihre hohe Empfindlichkeit für die Scherwellengeschwindigkeit und damit den Schermodul, sowie das hohe Signal-Stör-Verhältnis (verglichen zu Raumwellen) machen die Analyse von Oberflächenwellen für flache, geotechnische Untersuchungen sehr attraktiv.

Oberflächenwellen sind dispergiert, das heißt, ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt von der Frequenz ab. Die Information über die Veränderlichkeit der Materialeigenschaften mit zunehmender Tiefe unter der Geländeoberfläche kann aus der Dispersion gewonnen werden. Bei den heute gängigen Verfahren (Inversion von Dispersionskurven oder Wellenfeldspektren) wird vorausgesetzt, dass sich die Materialeigenschaften entlang des Profils und zur Seite nicht verändern. Diese Voraussetzung ist in den meisten, praktisch relevanten Anwendungsfällen nicht erfüllt. Um diese Einschränkung zu überwinden, müssen die vollständigen, aufgezeichneten Seismogramme invertiert werden. Die Entwicklung eines dafür geeigneten Verfahrens ist Ziel dieses Projektes.