基于均勻設(shè)計和SMPSO的細骨料配合比優(yōu)化研究.pdf

1、近年來我國經(jīng)濟發(fā)展強勁，水利工程業(yè)受其推動也發(fā)展迅速。目前我國年產(chǎn)水泥近6億噸，約有1/3用于拌合砂漿，則年需要砂漿10億噸以上。2010年全國混凝土總產(chǎn)量達到9.6億立方米。可見，作為砂漿、混凝土重要組成之一的砂，其每年用量驚人。
　　 我們知道砂的顆粒級配的好壞直接影響著砂漿的一些性能。本論文從細集料大密度級配理論出發(fā)研究如何優(yōu)化細集料的顆粒級配，使幾種不同粒徑級配的砂按一定的比例搭配，摻混出最大密度砂。本論文主要從兩條途徑

2、著手:一是理論研究，研究砂的大密度級配理論，并且與單純形微粒子群算法相結(jié)合優(yōu)化組合大密度砂;二是試驗研究，即采用配方均勻設(shè)計方法摻混幾種不同級配的砂子，測每組混合砂的堆積密度，找到最大堆積密度砂并研究組合大密度砂對砂漿性能的影響。在此基礎(chǔ)上，比較兩條途徑的研究結(jié)果，得到了適合于砂的大密度級配公式，并為砂漿性能優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。本文主要在以下幾方面進行了研究:
　　 (1)介紹了幾種目前常用的試驗設(shè)計方法，如全面試驗、正交設(shè)

3、計、星點設(shè)計、拉丁方設(shè)計和均勻設(shè)計。根據(jù)它們各自的優(yōu)缺點，本論文采用均勻設(shè)計法來安排試驗，但考慮到粗、中、細砂的組合配比屬配方試驗設(shè)計問題，即粗、中、細砂的體積總和為總砂量，其配比加和為1，三者之間相互制約，采用普通的均勻設(shè)計方法不夠準確，故采用一種先進的配方設(shè)計方法—配方均勻設(shè)計。介紹了均勻設(shè)計的基本原理及均勻設(shè)計表的使用方法，在此基礎(chǔ)上詳細闡述了應(yīng)用配方均勻設(shè)計安排三種砂配比的試驗步驟。
　　 (2)在查閱國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上

4、，對目前應(yīng)用較多的骨料大密度級配理論進行了較為系統(tǒng)的總結(jié)，其中包括:富勒曲線、泰波曲線、I法、k法和粒子干涉理論。
　　 (3)介紹了單純形微粒群算法(SMPSO)的基本原理和算法流程，該算法在繼承了微粒群優(yōu)化算法原有優(yōu)點的同時，有效地增強了PSO算法的局部搜索能力，提高了PSO的魯棒性，比標準PSO更容易找到全局最優(yōu)解。
　　 (4)結(jié)合基于配方均勻設(shè)計的試驗結(jié)果和泰波理論，分析了砂子級配對其密實度的影響，并在此基礎(chǔ)上

5、提出砂的大密度級配曲線即p=(d/D)0.5，并研究出了配制最大密度砂的各粒徑材料百分含量的計算方法——p=(d/D)0.5與SMPSO相結(jié)合的方法。
　　 (5)從砂漿配合比理論分析了砂的骨料級配和密實度對砂漿性能的影響，進行了相關(guān)骨料、砂漿性能的測試試驗，對試驗結(jié)果進行分析研究，進而得出砂的密度越大，其拌制的砂漿密度越大且抗壓強度、抗CL-滲透、抗碳化性能越好。
　　 (6)論文的最后，總結(jié)了本文的研究工作，分析了研