一种部分埋入梯度式表面波屏障结构及其制作方法技术

本发明专利技术为一种部分埋入梯度式表面波屏障结构及其制作方法，属于工程减隔震领域，解决了现有周期性波屏障结构带隙覆盖频率较窄以及不能有效隔绝低频地震表面波的问题。该结构包括散射体和基体，以土体作为基体，散射体按照一定规律分布在基体中。散射体的形式可以是板或柱，板或柱的截面形式沿高度方向可以是等截面、变截面或连续变截面，散射体材料可以是混凝土、木材、铝材以及钢材等常用工程材料。散射体以等间距在基体中呈梯度分布，梯度的形式包括散射体高度、横截面尺寸、埋入高度、外露高度。该波屏障对低频表面波有较好的隔震性能、且有很宽的频率衰减域。通过调节结构形状、梯度形式可以调整衰减域的宽度和位置，满足不同隔震性能的要求。

A partially embedded gradient surface wave barrier structure and its making method

The invention relates to a partially buried gradient surface wave barrier structure and a manufacturing method thereof, belonging to the field of Engineering shock absorption and isolation, and solves the problems of narrow band gap coverage frequency of the existing periodic wave barrier structure and ineffective isolation of low-frequency seismic surface wave. The structure consists of a scatterer and a matrix. Soil is used as the matrix, and scatterers are distributed in the matrix according to certain rules. Scatters can be in the form of plates or columns, plates or columns along the height of the cross-sectional form can be equal cross-section, variable cross-section or continuous variable cross-section, scatterers can be concrete, wood, aluminum and steel and other commonly used engineering materials. The scatterer is gradient distributed in the matrix with equal spacing. The gradient includes the height of scatterer, the size of cross section, the buried height and the exposed height. The wave barrier has better isolation performance for low frequency surface waves and has a wide frequency attenuation domain. By adjusting the structure shape and gradient form, the width and position of attenuation region can be adjusted to meet the requirements of different isolation performance.

【技术实现步骤摘要】
一种部分埋入梯度式表面波屏障结构及其制作方法
本专利技术涉及属于工程减隔震，涉及了物理、力学和地震工程学等领域，具体涉及一种部分埋入梯度式表面波屏障结构及其制作方法。
技术介绍
近年来基于声子晶体理论的表面波屏障设计开始受到人们越来越多的关注。声子晶体是一种由两种或两种以上材料周期排列形成的周期结构。其具有带隙特性，即当弹性波在周期结构中传播时，带隙频率范围内的波不能传播，带隙频率范围以外波能顺利传播。通过合理设计周期结构的材料参数和几何参数，会使带隙频率范围内的表面波大大衰减，即振动在带隙频率范围内的传播得到有效的控制，从而有利于营造一个无振环境，为结构的减振降噪控制赋予新的活力。因此，声子晶体已成为材料学、物理学、声学、力学及其它相关学科活跃的研究领域之一。地震表面波振幅大，传播距离远，频率较低，一般在20Hz以下，对结构的危害很大。如何采用新技术来有效地降低震害，是科研工作者的迫切任务。地震表面波周期性波屏障作为一种有效的隔震措施，能够对特定频率范围内的低频地震动进行人为设计和调整结构参数，使带隙频率覆盖地震动主频范围，从而达到较好的隔震效果。然而，根据声子晶体的弹性波带隙形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种部分埋入梯度式表面波屏障结构，其特征在于，包括：散射体和基体，其中以土体作为基体，散射体在基体中以等间距、部分埋入的形式呈梯度分布。

【技术特征摘要】
1.一种部分埋入梯度式表面波屏障结构，其特征在于，包括：散射体和基体，其中以土体作为基体，散射体在基体中以等间距、部分埋入的形式呈梯度分布。2.如权利要求1所述的部分埋入梯度式表面波屏障结构，其特征在于，所述散射体的结构分为：板结构和柱结构；所述板结构是指一定长度的板在弹性波传播方向呈梯度式分布，板结构沿高度方向的截面为等截面、变截面或连续变截面；所述柱结构是指柱体在弹性波传播方向呈梯度式分布，在与弹性波传播垂直方向呈周期分布，可形成柱结构矩形波屏障和柱结构环形波屏障；所述柱结构的横截面为圆形、矩形或其它形状，柱结构沿高度方向的截面为等截面、变截面或连续变截面。3.如权利要求2所述的部分埋入梯度式表面波屏障结构，其特征在于，所述散射体在基体中以等间距、部分埋入的形式呈梯度分布分为两大类：第一类为散射体的横截面尺寸不变，散射体在基体中呈梯度分布包括：埋入部分尺寸相同外露部分变化单梯度分布、外露部分尺寸相同埋入部分变化单梯度分布、埋入部分外露部分同规律变化双梯度分布和埋入部分外露部分反规律变化双梯度分布，所述横截面尺寸包括：板厚、圆柱直径和矩形柱边长；第二类为散射体的高度不变，散射体的横截面以某一尺寸变化呈梯度分布。4.如权利要求1所述的部分埋入梯度式表面波屏障结构，其特征在于，所述散射体之间的间距为常数，通过改变散射体之间的间距、散射体的尺寸、散射体的形状、散射体的材料可以调节衰减域频率范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：于桂兰，秦凯强，王维超，尹首浮，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11