Passive Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) - study over salt dissolution voids

Titel in Übersetzung: Passive Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) - Untersuchungen oberhalb von Salzlösungs Hohlräumen

Birgit Leitner

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Die passive Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) liefert, mit Hintergrundlärm als seismische Quelle (Verkehr, Wind,...), Informationen über Scherwellen-Geschwindigkeitsabfolgen im Untergrund. Besonders sensible Areale profitieren von der Tatsache dass keine zusätzlichen Vibrationen auf den Untergrund ausgelöst werden müssen. Zudem liefern, die in der passiven MASW verwendeten Quellen, niedrigere Frequenzen, die eine größere Erkundungstiefe zulassen. Diese Charakteristika sind der Hauptgrund für die Anwendung der passiven MASW in dieser Studie Testareal für die vorliegende Arbeit war ein ehemaliges Feld für Salzgewinnung, in Hutchinson, Kansas, (USA). Wegen exzessiver Salzgewinnung in der Vergangenheit, haben sich um mehrere Förderbohrungen Hohlräume gebildet und in einigen Fällen als Folge von Migrations-Prozessen Erdfall/Einsturzschlünde aufgetan. Da das ehemalige Salzgewinnungsfeld direkt an der Stadtgrenze liegt und von einer viel befahrenen Eisenbahnlinie durchquert wird, wurden einige der ehemaligen Förderbohrungen ausgewählt, um mit Hilfe der Schwellen-Geschwindigkeiten und indirekt dem Spannungsfeld, existierende Hohlräume zu untersuchen und ihr Einsturzpotential zu klassifizieren. Die Studie zeigt einerseits die Entwicklungen der passiven MASW Methode und andererseits, mit Hilfe der weiterentwickelten Methode, die Zustände verschiedener Hohlräume und deren Umgebung. Die Echt-Datensätze von Hutchinson wurden mit Hilfe des Programms SurfSeis® und zusätzlich während dieser Arbeit entwickelten Programmteilen bearbeitet. Um optimale Ergebnisse in Auflösung, Erkundungstiefe und der Anzahl von Tiefenprofilen zu erhalten, ist eine 2D Geophon-Anordnung notwendig. Mit der 2D Anordnung ist es möglich die Richtung der aufgenommenen Energie zu lokalisieren. Von der gesamten Geophon-Auslage werden kleinere Geophongruppen ausgewählt. Die Geophone liegen dabei innerhalb eines schmalen Rechtecks, wobei die Längsachse einer Verlängerung der Richtung der maximal einkommenden Energie entspricht. Die Signale jeder Geophon-Untergruppe werden über schmale Limits um die Richtung der maximalen Energie gestapelt. Durch die Verwendung von Zügen als seismische Quelle können Frequenzen bis zu 3,5 Hz erreicht werden und auf Grund der Entwicklungen in der passiven MASW Methode konnten diese Signale aufgelöst und Erkundungstiefen bis zu 70m erreicht werden. (aktiv MASW Limit im Hutchinson Areal bis 20m). Auf Grund der Unterschiede in den ermittelten Scherwellen Geschwindigkeiten war es möglich zwischen Gebieten mit unterlagernden Hohlräumen und unbeeinflussten Analogie –Gebieten zu schließen. Ebenso konnten Anzeichen auf vorhandene Tunnels zwischen den Hohlräumen erkannt werden. Durch einen Vergleich der umliegenden Geschwindigkeitsfelder war es mögliche das relative Potential für die Gefahr eines Einsturzes zwischen den untersuchten Arealen zu ermitteln.
Titel in ÜbersetzungPassive Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) - Untersuchungen oberhalb von Salzlösungs Hohlräumen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Millahn, Karl, Beurteiler A (intern)
  • Scholger, Robert, Beurteiler B (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2015

Bibliographische Notiz

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