[发明专利]一种具有低频减震特性的菱型地震超材料

权利要求书

1.一种具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，菱型地震超材料由若干地震超材料结构单胞通过向平行于板面的两个特定方向上延拓构成，菱型地震超材料中心设置的中心圆柱(1)之间相互构成类似蜂窝状，菱型地震超材料布置于建筑物周围地表，利用带隙特性对0～20Hz的地震表面波进行有效衰减。

2.根据权利要求1所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，地震超材料结构单胞包括立方体(3)，中心圆柱(1)设置在立方体(3)内，中心圆柱(1)的侧面包覆包覆层(2)形成复合材料圆柱，复合材料圆柱的上下基面均分别平齐于立方体(3)的上表面和下表面。

3.根据权利要求2所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，立方体(3)的截面为中心有通孔的菱形结构，复合材料圆柱与立方体(3)的通孔同轴心分布。

4.根据权利要求3所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，包覆层(2)的内壁与外壁分别连接中心圆柱(1)的外壁与立方体(3)的通孔内壁。

5.根据权利要求2所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，包覆层(2)的横向截面为圆环，圆环的外径与立方体(3)的通孔内壁孔径相同，圆环的内径与中心圆柱(2)的外径相同。

6.根据权利要求2所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，立方体(3)的纵向高度、包覆层(2)的高度及中心圆柱(1)的高度均相等。

7.根据权利要求2所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，中心圆柱(1)、包覆层(2)和立方体(3)采用不同材料制备而成。

8.根据权利要求7所述的具有低频减震特性的菱型地震超材料，其特征在于，中心圆柱(1)采用钢制成，密度ρ₃＝7780kg/m³、剪切模量E₃＝2.1×10¹¹Pa、泊松比μ₃＝0.3；包覆层(2)采用硅橡胶制成，密度ρ₂＝1300kg/m³、剪切模量E₂＝1.175×10⁵Pa、泊松比μ₂＝0.469；立方体(3)采用水泥制成，密度ρ₁＝2300kg/m³、剪切模量E₁＝4×10¹⁰Pa、泊松比μ₁＝0.2。