Система территориальной сейсмической защиты критически важных объектов инфраструктуры на основе гранулированных метаматериалов, обладающих свойствами широкодиапазонных фононных кристаллов

Исследования по проекту направлены на решение одной из важнейших комплексных проблем, находящейся на стыке твердотельной акустики, материаловедения, волновой динамики, геофизики и теории сейсмической защиты, связанной с разработкой гранулированных метаматериалов, обладающих свойствами широкодиапазонных фононных кристаллов для применения в качестве сейсмических барьеров и подушек в территориальных методах сейсмической защиты критически важных объектов инфраструктуры, включая взлетные полосы аэродромов, опоры мостов, подземные сооружения, находящиеся в как в относительно однородных грунтовых массивах, так и в зонах складчатых горных породах от всех основных типов сейсмических волн, распространяющихся вблизи от поверхности Земли, включая объемные P и S волны, поверхностные волны Рэлея-Лэмба и Лява, интерфейсные волны Стоунли, а также эванесцентные и головные SP и PS волны. Решение этой проблемы представляется исключительно важным, поскольку с рассматриваемой системой территориальной сейсмической защиты появляется возможность исключить влияние всех основных типов сейсмических волн, как на само сооружение, так и на его фундаментные конструкции, как за счет отражения энергии падающих волн, вызванной разностью акустических импедансов метаматериалов и грунтовых или скальных пород, а так же за счет диссипации энергии сейсмических волн в структуре гранулированных метаматериалов. В 2023 году проводятся широкомасштабные исследования по решению комплекса проблем, связанных с акустическими свойствами метаматериалов, применяемых для сейсмических подушек и, в частности, исследованию отраженных и рефрагированных волн, рассеянию волновой энергии в микроструктуре метаматериалов, а так же эффектов образования акустических черных дыр и зон с нулевой групповой скоростью.