精密可控震源最优能量传输优化方法研究

张强; 张鹏; 洪利; 任佳

doi:10.13197/j.eeed.2025.0605

地震工程与工程振动 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (06) : 40 -49. DOI: 10.13197/j.eeed.2025.0605

精密可控震源最优能量传输优化方法研究

张强, 张鹏, 洪利, 任佳

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摘要

精密可控震源具有绿色环保、成本低、波形重复性好、易于调节的优势，在地球物理勘探中，它是重要工具，其能量传输效率显著影响震源探测距离。该研究旨在解决精密可控震源能量传输问题，最大化震源到大地的传输能量。首先，基于震源激振机理和震源-大地耦合的力相互作用机理，建立震源-大地耦合系统等效模型。然后，研究震源激励能量与耦合系统的能量传递机制，分析影响能量传输的关键参数，包括耦合垫的阻尼比、刚度系数、截面积、厚度以及偏心质量体的初相位。进而，基于智能优化方法，对震源关键结构参数进行全局优化。通过搭建数值仿真平台，开展参数优化与震动模拟试验研究。研究结果表明，优化震源系统能显著增强主要工作频段的能量传输能力，为精密可控震源在地震勘探、地质探测等领域的应用提供理论和技术基础。