DE495750C

DE495750C - Verfahren zur Erderforschung mittels periodischer elastischer Wellen

Info

Publication number: DE495750C
Application number: DEA47209D
Authority: DE
Original assignee: RICHARD AMBRONN DR
Current assignee: RICHARD AMBRONN DR
Priority date: 1926-03-03
Filing date: 1926-03-03
Publication date: 1930-04-24

Description

Verfahren zur Erderforschung mittels periodischer elastischer Wellen Es ist bekannt (vgl. z. B. B. Gutenberg, Der Aufbau der Erde, Berlin 1925, S. ioo f., F. Hubert, Zeitschrift für Geophysik 1, 134 bis 143, 197 bis 2o9, 1925, Joh. Brand, Zeitbebrift für Geophysik 1, 348 bis 359, Ig25), (laß in den Erflerschütterungen, welche durch natürliche oder künstliche Störung' en im Gleicligewicht,szustande der Erdrunde erregt %#'erden neben erzwungenen Schwingunge n, deren Periode und Schwingungsform durch -lie Vorgänge an der Störungsstelle selbst bestimmt werrlen, auch die Wirkungen von durch die Störungswellen bzw. -impulse hervorgerufenen freien Schwingungen begrenzter g#-Olog.ischer, tektonischer usw. Einheiten nachweisbar sind. Die svsternatische instruinentelle Analyse der freien Bodenschwin-,-ungen, zumal durch ihre Aufnahme an einem in an sich bekannter Weise räumlich zweckmäßig verteilten Netz von entsprechend ausgerüsteten Beobachtungsstationen, kann da- her, insbesondere in organischer Verbindung init geologischen Erwägungen, Kenntnis geben über die räumliche Struktur des Untergrundes. insbesondere über das Vorhandensein, die Lage,Forin und elastischen Ei- gen-"chaften mannigfacher geologischer Objekte im Untergrunde. Auch das Auftreten stehender Wellen, mehrfacher Reflexionen u. dgl., kann auf solche Weise beobachtet und prakt;sch verwertet werden. Solange man aber darauf angewiesen ist, die zu Eigenschwin-Crungen fähigen Massen nur mittels zufälliger 2, b oder beliebiger künstlicher Sti*)rtingsiiiiptilgL oder -wellen zu Schwingungen anzuregen, bleibt es natürlich dein Zufall überlassen, inwieweit es überhaupt jeweils zu einem Mitschwingen dieser Massen kommt, Klare Er-"ebnisse kann man erst erwarten, wenn man Störungswellen bzw. -imptilse von genau bekannter und regelbarer Frequenz und Schwingungsform im Boden herstellt und das Verhalten der schwingungsfähigen Elemente im Untergrunde einer kontinuierlichen Serie von Frequenzen und Schwingungstormen der t' 23 Störungswellen gegenüber untersucht. Praktisch wird man sich im allgemeinen auf die Prüfung eifier Serie von Störungswellen mit .diskreten, abgestuftenFrequenzen usw.gegenüber begnügen können, zumal die Dämpfun--en der in Eigenschwingun versetzbaren l# t' - 9 geologischen Bodenelemente im allgemeinen recht beträchtlich sein dürften. Die An-wendung von Störungswellen oder Impulsen im bestimmten Rhythmus bzw. von bestimmter Frequenz ist an sich bei der Erderforschung I nicht neu, dient aber bei den betreffenden bekannten.Verfahren nur zur wiederholten und dadurch genaueren Bestimmung der Laufzeiten, die gemäß den obigen Ausführungen nach der vorliegenden Erfindung überhaupt Z, ZD nicht berücksichtigt werden. Zusammengefaßt läßt sich das Verfahren nach der Erfindung dem Bekannten gegenüber t' t' ZD so kennzeichnen, daß an -der Sendestelle periodische Wellenzüge von verschiedener, konel tinuierlich oder -diskontinuierlich geänderter Frequenz und Schwingungsforin sowie je# bekannten Energieinhalt ausgesandt werden, deren Beeinflussung hinsichtlicli Energie und Schwingungs'forrn durch die in Resonanz# schwingenden Massen des Unterz# grundes in Abhängigkeit von der Frequenz und ursprünglichen Schwingungsform der Wellen mit Hilfe von in an sich bekannter Weise an einem Netz geeignet verteilter Beobachtungsstationen aufgestellten, quantitativ aufzeichnenden Erschüttertingsmessern beobachtet und analysiert wird.
Die Störungsschwingungen bekannter einstellbarer Periode und Schwingungsform können z. B. durch mit der gewünschten Frequenz umlaufende, unausgewuchtete Massen, durch Schlag-,verke mit rhythmischen Impulsen in einstellbarer, zeitlich gleichförmiger Folge, durch elastisch aufgehängte oder gelagerte Massen (z. B. Unterwasserschalls,ender), periodisch aufeinanderfolgende Sprengungen oder auf ähnlichem Wege im Boden erregt werden. Auch durch mehrere mit einstellbarer Phasendifferenz bei ent-,sprechend ggewähltem Abstand wirkende, im Takte mite 1 nander schwingenden g Störungs- ZD quellen können für manche Zwecke günstige Schwingungen dem Boden aufgeprägt werden, um z. B. Richtungseffekte und Wellenzüge mit vorgegebenem Polarisationszustande zu erzeugen.
Wenn auch im allgemeinen Erschütterungsmesser jeder Art, soweit sie für Feldmessung überhaupt an sich geeignet sind und ein quantitativ verwertbares Bild der wahren Bodenschwingungen liefern - was bei manchen zu einfachen Laufzeitkurvenaufnahmen noch gerade anwendbaren bekannten Erschütterungsmessern allerdings nicht der Fall ist -, für die Analyse der ankommenden Wellen benutzt werden können, so empfiehlt es sich doch, solche an sich bekannte Erschütterungsmesser als Empfangsapparate zu benutzen, deren Eigenfrequenz man jeweils auf die Sendefrequenz abstimmen kann. Die Dämpfung wird man nicht zu hoch wählen dürfen, um in der Resonanzkurve, d. h. in der graphisch aufgezeichneten Funktion zwischen Anregungsfrequenz und relativer Empfangsintensität (unter Berücksichtigung einer evtl. mit der Frequenz des Sendesystems oder der ausgesandten Schwingungsform wechselnden Energieabgabe des Sendesysteins) die aus-"ezeichneten Frequenzen, evtl. auch - in Analogie der entsprechenden Messungen an dektrischen Schwingungen (z. D. in der dralltlosen Telegraphie) - Dämpfungen und andere Eigenschaften der mitschwingenden Einlagerungen im Untergrunde scharf genug feststellen zu können.
Ist die Eiggenschwingung der Einlagerungen im Boden von der Richtung der Wellennormale oder (insbesondere bei transversalen Wellen) der Polarisationsebene der aufgeprägten Cr Störungswellen abhängig, so muß sich das auch im Polarisationszustand der ankommenden Wellen, und zwar wiederum in Abhängigkeit von der Frequenz und der Schwingungsform der aufgeprägten Störung.;-wellen, bemerkbar machen. Es solil indessen nicht verkannt werden, daß die praktische Verwertung dieser letzteren Erscheinungen bei der Komplikation der Ausbreitung elastischer Wellen in einem inhornogenen festen Körper sich nur in einfachen Fällen wird durchführen lassen.

Claims

PATEN TANSFRÜCH F, - i. Verfahren zur Erderforschung mittels periodischer elastischer Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sendestelle periodische Wellenzüge von verscliiedener, kontinuierlich oder diskontinluierlich geänderter Frequenz und Schwingungsform sowie jeweils bekanntem Energieinhalt ausgesandt -,verden, deren Beeinflussung hinsichtlich Energie und Schwingungsform durch die in Resonanz schwingenden Massen des Untergrundes in Abhängigkeit von der Frequenz und ursprünglichen Sch-wingungsform der Wellen mit Hilf e von in an sich bekannter Weise an einem Netz geeignet verteilter Beobachtungsstationen aufgestellten, quantitativ aufzeichnenden Erschütterungsmessern beobachtet und analysiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Störungswellen von mehreren mit einstellbarer Phasenv'erschiebung, aber an sich im Takte schwingenden Oszillatoren, die in entsprechender räumlicher Anordnung zueinander aufgestellt sind, erzeugt werden. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und :2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsapparate auf die Sendefrequenz in einfacher Weise abstimmbar und nur schwach gedämpft sind.