随着城市化进程的加快,城市土地资源越来越紧张,我国各个大城市都加大了对城市地下空间的利用。在地铁、综合管廊和地下商场等设施建设之前,均需探明城市地下空间的地质情况。浅层地震勘探法是城市地下空间探测技术之一,具有勘探精度高、效果好的特点。但是,浅层地震勘探法目前缺乏一种非炸药型、能量高、工作效率高和震源激发效果好的新型震源。本文研究设计的电磁冲击震源可以满足浅层地震勘探的需要。本文提出了基于磁阻型电磁发射器的原理设计电磁冲击震源,分析了磁阻型电磁发射器的工作原理,并对弹丸进行了定性的受力分析,分析了弹丸所受电磁力的影响因素。针对磁阻型电磁发射器不适用于加速弹丸的问题,提出了将电磁冲击震源的锤体设计为材料不同的上、下两个部分。在COMSOL中建立了电磁冲击震源的二维运动模型。提出了线圈绕组并联的结构形式,合理确定了电磁冲击震源的优化参数及其水平值,利用正交试验法寻找电磁冲击震源的最佳参数设计值。研究了添加扼铁对锤体速度的影响,分析了多级加速能提高能量利用效率的原因。完成了电磁冲击震源各个机械部件的设计与加工,并为电磁冲击震源设计了电路部分,以便携式锂电池作为能源,设计的控制电路能实现对电容一键充电、一键停止充电、自动停止充电等功能。以可控硅作为放电开关,以光电开关检测锤体位置的信号作为可控硅的触发信号,可实现一键放电的功能,十分有利于人员的操作。电磁冲击震源性能的测试结果显示,充电400V时,锤体末态速度达到了7.37m/s,动能为676J,效率为9.45%,瞬间冲击力超过60000N,基本达到了设计要求,能满足浅层地震勘探的需要。开展了浅层地震勘探实验,与人工锤击震源相比,电磁冲击震源具有激发地震波的能量高且一致性好、无二次激发影响、信噪比高和频带范围更宽,若以纵波速度1000m/s计算,勘探深度可达120m。