研制地震勘探用机械冲击震源装置
地震勘探是获得城市建设工程地质信息第一手资料的唯一途径,人工震源是勘探信号的源泉。

浅层是指勘探从地表至500米深度范围的地层,这正是影响城市建设工程的地层区域。

勘探过程中,利用人工地震对地面施加冲击力,地面受到冲击后产生地震波,分析地震波在地层介质传播的信息资料来了解工程地质情况。

地震勘探为寻找油气和矿产资源,探测地质情况,以及工程建设(修筑地铁、公路桥梁以及高层建筑)领域提供重要依据。

如今,城市建设正在深刻地影响国家经济和民生,以轨道交通为例,地铁成为解决大城市拥堵的首选,高铁使得城市间的交通变得便捷。

轨道路线、楼宇选址等建设方案的确定和实施都依靠实时而准确的地质信息,来规避地下的断裂地带、复杂岩石、水域等复杂地层,保证城市建设有序推进。

探索适合于工程地震勘探的人工震源是目前该领域研究的前沿课题。

地震勘探中,利用人工震源对地面施加冲击力,进而产生地震波,检波器采集有关地层的地震信号,计算机分析接收到的地震数据资料,来了解地层结构分布状况。

如今,炸药、可控震源、与大锤作为人工震源广泛应用在地震勘探中。

炸药震源的爆炸冲击能力强,形成的波形效果好;然而,在人口密集区,炸药震源存在
安全系数低和污染环境的问题。

可控震源的振动频率可以控制,其结构复杂、整体庞大、价格昂贵,不能在浅层勘探领域普及;大锤虽然携带方便、价格低,然而产生的冲击能量弱,穿透深度达不到现在浅层勘探工作的需求,并且劳动强度大。

因此,本文设计了一种适用于地震勘探的轻便式机械冲击震源装置,包含了五个
系统:驱动系统、传动系统、冲击系统、离合系统以及辅助系统。

实现了三个设计要求:(1)具有足够的冲击力保证接收端信号的可信度;(2)
利用简单可靠的系统设计让操作便捷有效;(3)通过冲击系统实现装置的安全和
无污染。

并且符合两个验证标准:(1)足够的冲击力在传递过程中对系统部件施加的载荷大,结合了有限元软件,分析关键零部件符合选用材料许可。

(2)现场验证震源满足了浅层工程勘探对深度的要求。