Seismische Quellen

Die systematische Untersuchung und theoretische Beschreibung eines tragbaren und feldtauglichen beschleunigten Fallgewichts zur bevorzugten Erzeugung von P-Wellen stand im Mittelpunkt der Arbeiten. Als physikalische Grundlage des beschleunigten Fallgewichts wird ein gekoppeltes System aus vier Körpern (Gestell als Rückstoßmasse, Geschoss, Koppler und Untergrund) und einem idealisierten Energiespeicher (Fasergummi-Rundschnur) angenommen. Zur günstigeren theoretischen Beschreibung ist dieses System unter Vernachlässigung der Wechselwirkung zwischen Gestell und Koppler bzw. Untergrund in das Gummi-Gestell- und das Geschoss-Kopplerplatte-Untergrund-Teilsystem unterteilt worden.
Im Laufe der Projektarbeiten wurden die Bewegungen der Komponenten des Prototyps des beschleunigten Fallgewichts u.a. mittels Hochgeschwindigkeitsaufnahmen analysiert. Die hieraus abgeleiteten Ergebnisse dienten zur Kontrolle der Modellrechnungen und führten zu wichtigen Erkenntnissen bei der Weiterentwicklung.
Der vorliegende Prototyp ist noch nicht feldtauglich und weist bislang einige unerwünschte konstruktionsbedingte Störsignale auf. Die Energie dieser Quelle liegt in der Größenordnung eines kräftigen Schlages mit einem 5 kg-Hammer auf eine vergleichbare Kopplerplatte. Damit ist eine wichtige Zielsetzung dieser Entwicklung, die Automatisierung des Hammerschlages mit hoher Reproduzierbarkeit, erreicht. Die Fortführung dieser Arbeiten soll einen feldtauglichen Prototypen ergeben, da es für oberflächennahe seismische Untersuchungen mit einer Eindringtiefe bis ca. 15 m kein kommerzielles tragbares beschleunigtes Fallgewicht gibt.
Für die Anregung von SH-Wellen wurden systematische Untersuchungen an einer einfachen Quelle (mit Gewichten beschwerte Holzplanke) nach dem Pendelhammer-Verfahren durchgeführt. Es konnten wichtige Erkenntnisse über die Geometrie der Quelle und die erforderliche Auflast gewonnen werden. Der Aufbau eines Prototypen muss noch realisiert werden.

Beteiligter Wissenschaftler:

Dr. Manfred Degutsch