地震是对人类生命财产构成威胁最大的自然灾害,同时我国又是地震活动最为强烈,地震发生最为频繁,遭受地震灾害最为严重的国家之一。地震能量作用时会释放出非常巨大能量使地表产生强烈的震动,并因此造成各类建筑以及设施的倒塌、破坏和各类次生灾害的产生,因此降低由地震震动造成的各类建筑物及设施的破坏在防震减灾工程中具有非常重要的意义。目前主要的减震措施是提高建筑物及各类设施自身的抗震、减震能力,很少有从传播途径上实现对地震波能量的衰减与控制措施。固体物理学中的声子晶体(微观周期性结构)利用其周期性结构实现对弹性波的衰减,受此启发,利用周期性结构对地震波进行屏蔽也被引入了土木工程领域。为实现对地震波低频成分实现大频率范围的衰减,本文根据局域共振型声子晶体机理研究了嵌入基岩的周期性结构以实现宽频零带隙。首先,为了验证有限元软件COMSOL Multiphysics对带隙计算结果的正确性,采用简单的正方形散射体模型进行了带隙求解,并与平面波展开法计算结果进行了对比,验证了有限元结果的正确性。然后,利用COMSOL Multiphysics对我们设计的十字交叉型散射体的简约布里渊区进行参数化扫描,得到其带隙。为获得低频宽带的带隙和对地震波进行有效衰减的周期性结构,本文分别对周期性结构单胞进行了参数分析,包括散射体高度、晶格常数、填充分数以及散射体材料等因素对周期性结构零带隙的影响。本文进一步对整体周期性结构进行了参数分析,讨论了晶格常数、周期数、入射方向以及散射体转角对地震波衰减性能的影响。最后,本文探讨了周期性结构缺陷态对地震波衰减作用的影响。对于基岩过深的区域,本文提出将散射体嵌固于人造混凝土底板上,并验证了其减震性能。考虑工程应用的可实施性,本文提出了将周期性结构倒置的方案,并探讨了混凝土底板的厚度对其减震性能的影响。本文还对比了不同标号混凝土散射体和钢制散射体对地震波的衰减性能。为提高散射体工作时的强度度,本文提出将散射体相互连接以提高周期性屏障的抗震能力。本文最后利用了集集地震波数据,对两种形式及两种散射体材料的周期性结构进行了瞬态响应分析。