地震勘探技术与地震学科的发展是基于对地震波的研究,地震波研究不同于其他岩土工程研究,地震波物理试验对于大多数情况都很难实现,而且对于地震勘探中的复杂地质构造模型实现更是困难。利用计算机技术能有效得对地下复杂构造中的地震波传播规律进行模拟研究,而且于野外数据采集系统设计、野外单炮数据识别以及后期数据处理都有极大的辅助作用,对于地震学以及地震勘探技术的研究具有极大的促进作用。首先,本文利用有限元软件,基于有限元数值模拟理论以及地震波传播理论,通过设置粘弹性边界在有限的模型内部进行地震波场模拟,正演模拟得到全时波场快照以及全波场时间记录。总结前人的经验,浅层地震勘探技术本身的特点以及作业对象的特征,数值模拟试验确定最适合的单元网格划分,实现最小频散的同时能使得计算速度最大化;根据人工夯击震源的频率选取数值模拟震源主频,震源选择雷克子波。其次,研究不同观测系统检波器排列以及在不同偏移距对原始地震记录数据的不同影响,在实际勘探尽量选择较小偏移距、道间距。对观测系统在断层不同位置的正演模拟,根据正演结果得到在断层不同位置原始地震记录呈现出不同的特征,当处于断层之上时反射波波形杂乱,当处于非断层出时反射波同轴连续。再次,将不同倾角破碎带模型进行分解,并划分角度,发现在复杂地质构造中将模型分解,更有利于将复杂地质构造中的波场进行分离;其次建立多种地质模型进行正演模拟,从简单模型到复杂构造中对浅层地震反射法进行了较为全面的正演模拟,利用全时波场快照与全波场地震记录较为直观的描述了地震波在复杂地质构造中的传播。然后,将正演技术结论运用于实际野外勘探中的观测系统设计,对正演结果与实际勘探单炮数据对比,其地震响应特征较为一致。最后,为了验证此次研究的准确性,运用多种物探手段进行相互验证。在浅层地震勘探的相同勘探区域内,利用高密度电法以及地质雷达两种勘探手段实现综合物探,最终这两种物探的结果均显示断层的存在,再次证明了本论文野外试验数据的准确性以及数值模拟在复杂断层地震勘探中的应用是可行的。