Refraktionsseismik
Fallbeispiel: Seismische Untersuchungen zur Unterscheidung von Bodenklassen

Bei der Erstellung von Geländeeinschnitten im Locker- und Festgestein (z.B. beim Straßenbau) ist für die Planung des Geräteeinsatzes und der Massenbestimmung eine Unterscheidung der Bodenklassen 6 (leicht lösbar) und 7 (schwer lösbar) erforderlich.


Refraktionsseismische Messungen mit engem Geophon- und Anregungspunktabstand und eine tomographische Auswertung der ermittelten Laufzeiten ermöglichen diese Unterscheidung der Bodenklassen. Das Ergebnis des Verfahrens ist ein Tiefenschnitt entlang des jeweiligen Profils, der die Wellenausbreitungsgeschwindigkeiten enthält. Die ermittelte Geschwindigkeitsverteilung lässt Rückschlüsse auf die Gesteinsart im Untergrund zu. Die Einteilung des Untergrundes in Bodenklassen erfolgt durch den Parameter der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Kompressionswellen. Bei gleichzeitiger Bestimmung von Scherwellengeschwindigkeiten und Dichten ließen sich auch elastische Moduln bestimmen.


Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt (Länge 150 m, Tiefe unter Geländeoberfläche 10 m) des aus der refraktionstomographischen Auswertung erhaltenen Geschwindigkeits-Tiefenmodells. Auf dem Profil ist generell ein Anstieg der Geschwindigkeit mit der Tiefe zu erkennen, der auf eine zunehmende Verfestigung des Bodens bzw. des Felses zurückzuführen ist. Deutlich lässt sich der Bereich des Lockergesteins (Mutterboden, Schluff, Kies) mit Geschwindigkeiten bis ca. 600 m/s abgrenzen. Der größte Anstieg der Geschwindigkeit kennzeichnet den Übergangsbereich vom Lockergestein zum Fels. Im Fels selbst steigt die Geschwindigkeit relativ gleichmäßig an, was die Veränderung des Verwitterungsgrads (entfestigt - zersetzt bis angewittert) repräsentiert. Aufgrund der Bohrungsergebnisse und in Anlehnung an die ZTVE-StB 94 wurden Geschwindigkeitswerte größer als 1700 m/s der Bodenklasse 7 zugeordnet.

Abb. 1: Blick entlang des refraktionsseismischen Profils




Abb. 2: Geschwindigkeits-Tiefenmodell