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摘要
局域共振超材料突破了Bragg散射型周期结构在低频应用的困境，实现结构的小尺寸控制大波长，因此本文提出将谐振器单元沿深度方向周期性布置形成埋地超屏障，并探究其对低频地震表面波的衰减性能。基于局域共振超材料的有效质量概念和有效介质方法，推导了全共振半空间和有限埋深超屏障中Rayleigh波的频散方程，并编制相应的计算程序求解得到理论频散关系。采用有限元分析软件COMSOL MULTIPHYSICS建立全共振半空间和有限埋深超屏障的二维单胞有限元模型，通过特征频率分析求解埋地超屏障的数值频散关系，验证理论简化分析方法的有效性，同时利用数值方法研究了超屏障埋深对频率带隙宽度的影响。建立有限埋地超屏障和Bragg散射型周期波屏障的传输分析模型，通过频域分析和瞬态分析方法研究了两种波屏障在谐波激励和地震动下的动力响应。研究表明：埋地超屏障具有带隙起始频率低、设计灵活的特点，对表面地震动具有明显的衰减效果，有望作为一种新型隔震技术应用于工程实践。
- 出版日期2023
- 单位中国地震局; 中国地震局工程力学研究所; 合肥工业大学
