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Lasse Lambrecht

• This thesis develops a simulation of seismic wave propagation for reconnaissance in mechanized tunneling. A numerical scheme based on the Nodal Discontinuous Galerkin Method is presented to solve the elastic and anelastic wave equation in a high order fashion. The implementation is validated in two and three dimensional examples and extended to simulations for tunnel seismic experiments in order to study the wave field behavior around the tunnel. With the synthetic data, an inversion based on the adjoint approach is carried out and adapted to tunnel reconnaissance. It can be validated that the detection of obstacles in the domain of a tunnel is possible.
• Die vorliegende Arbeit behandelt die Simulation seismischer Wellen für die Anwendung auf die Vorauserkundung im Tunnelbau. Für die Vorwärtssimulation wird ein Verfahren, basierend auf der Nodalen Diskontinuierlichen Galerkin Methode vorgestellt und auf elastische und anelastische Wellenausbreitung erweitert. Die Implementierung des Verfahrens wird validiert und numerische Simulationen werden auf zwei und drei dreidimensionale Tunnel-Modelle angewendet um die Wellenausbreitung um einen Tunnel im Detail zu charakterisieren. Des Weiteren wird eine synthetische Wellenform Inversion mit Hilfe eines Konjugierten Gradienten Verfahrens und des adjungierten Wellenfeldes, für zweidimensionale Tunnelmodelle, durchgeführt um das Potential des inversen Verfahrens für die Anwendung zur Tunnelvorauserkundung zu testen. Es zeigt sich, dass es möglich ist, Objekte vor dem Tunnel durch das Verfahren abzubilden.