饱和地基多排孔列近场主动隔振问题的半解析BEM并行优化算法分析

作     者：时刚 张浩 郜新军 SHI Gang;ZHANG Hao;GAO Xinjun

作者机构：郑州大学土木工程学院河南郑州450001 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2025年第38卷第1期

页      面：54-67页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52078469) 

主　　题：饱和地基 动力机器基础 地面振动 多排孔 SPMD 隔振效果 

摘      要：人工振动污染在国际上已被列入“七大环境公害之一,多排孔列隔振是振动污染治理的一种方式。针对饱和地基中多排孔列近场主动隔振问题,基于饱和土半解析边界元法(BEM),分别建立了动力机器基础的环境振动影响和多排孔列近场隔振的边界元方程。为提高BEM计算效率,构建了饱和土半解析BEM的SPMD(单程序多数据)并行算法,同时利用孔列间在空间上的对应关系提出了边界元影响系数矩阵快速生成的优化算法。在此基础上,深入研究了多排孔列的近场主动隔振效果,分析了布孔方式、几何参数和多排孔距振源距离对其隔振效果的影响。结果表明:饱和土半解析BEM的SPMD并行算法结合影响系数矩阵生成的优化算法可显著提升多排孔列隔振问题的计算效率。多排孔列的布孔方式对隔振效果基本无影响;增加排孔孔数和孔径、降低孔间净距均能取得更好的隔振效果,而多排孔的排数和排间距对隔振效果影响相对不大;随着多排孔距振源距离增加,多排孔隔振效果先提高后趋于稳定。在实际工程设计时,建议多排孔排数宜为两排,排孔孔径取0.15λR(λR为Rayleigh波波长)、孔深取λR、孔间净距取0.1λR,单排孔数宜根据所需屏蔽区域的面积合理确定。