Wellenmessungen zur Identifikation der dynamischen Eigenschaften von Böden

Erschutterungen durch Industrie und Verkehr, Schwingungen von Gebauden, Fundamenten und Gleisen hangen im hohen Mase vom jeweiligen unterliegenden Boden ab. Die Eigenschaften des Bodens ermitteln wir mit Wellenmessungen vor Ort. Die Wellen werden in der Regel mit einem Impulshammer erzeugt und mit Geophonen als Schwinggeschwindigkeits-signale gemessen. Geophone sind aktive Sensoren, die eine kleine Messspannung liefern. Ein 72-kanaliges Messsystem mit entsprechenden Messverstarkern ist im Messwagen der Arbeitsgruppe eingebaut. Es werden im Vortrag funf verschiedene Auswertemethoden vorgestellt. Im einfachsten Fall versucht man die Laufzeit von einem Geophon zum andern auszumessen und damit die vorherrschende Wellengeschwindigkeit zu ermitteln. Wir haben Wellengeschwindigkeiten von 30 m/s fur Moorboden bis 1000 m/s fur Felsboden gemessen. Der Boden hat aber nicht nur eine Wellengeschwindigkeit, sondern mehrere frequenzabhangige Wellen-geschwindigkeiten. Dadurch wird aus einem kurzen Hammerschlag eine langere Schwingung (Zerstreuung, Dispersion). Fur die Auswertung von dispersiven Wellen nutzt man die spektrale Analyse, zunachst mit zwei Aufnehmern (SASW Spectral Analysis of Surface Waves), spater mit einer ganzen Messachse (Multi-Station SASW). Schlieslich kann man eine ganze Messachse auch mit verschiedenen Transformationsmethoden auswerten wie die f,v-Methode und Spatial AutoCorrelation SPAC Methode. Alle diese Methoden wurden von uns auf Messreisen in Deutschland, Osterreich und der Schweiz getestet. Durch die Approximation der frequenzabhangigen Wellengeschwindigkeiten erhalt man ein passendes Bodenmodell. Zu diesem Bodenmodell kann man die Ubertra¬gungsfunktionen fur Hammer- und Zuganregung berechnen. Bei etlichen Mess¬orten wurden deutliche Merkmale einer Bodenschichtung beobachtet. Es ergibt sich eine Reduktion der tiefen Frequenzanteile durch den steifen unterliegenden Halbraum. Die weiche Deckschicht bestimmt das hochfrequente Verhalten.