基于SVR的混凝土-水泥的配合比對其抗壓強度影響規(guī)律的研究.pdf

1、在建筑安全越來越受到重視的今天,混凝土/水泥作為一種廣泛運用的建筑材料備受人們關(guān)注。如何提高混凝土/水泥材料的抗壓強度,是人們在利用混凝土/水泥作為建筑材料時所面臨的最主要的問題之一。在眾多的建筑材料中,由于混凝土/水泥的抗壓強度大小對建筑安全極為重要,受到了學(xué)者們的極大重視和廣泛研究。盡管混凝土/水泥的制備技術(shù)早已經(jīng)在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用,并實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),但混凝土/水泥在使用上仍面臨著許多缺點和不足,需要不斷的研究和改善。如何在

2、保障混凝土/水泥的足夠的抗壓強度下,有效提高混凝土/水泥使用的經(jīng)濟效益顯得尤為重要。對混凝土/水泥的配比進行準(zhǔn)確建模和優(yōu)化是一種很最要的方法,因為混凝土/水泥的材料配比與其抗壓強度有著很緊密的聯(lián)系。如果沒有一種可行的方法進行指導(dǎo),則需要大量的人力、物力、財力,進行大量的實驗來尋找合適的材料配比。因此,如何合理的進行實驗設(shè)計,以及有效的分析實驗數(shù)據(jù)、減小實驗成本成為了不可回避的科學(xué)技術(shù)問題。
　　本論文提出,利用支持向量回歸理論,結(jié)

3、合粒子群尋優(yōu)技術(shù),對混凝土/水泥的抗壓強度受材料配比的影響進行了建模分析研究,主要工作如下:
　　(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)集,利用支持向量回歸原理對由水,粗骨料,水泥組成的普通混凝土的抗壓強度進行了建模與預(yù)測分析研究。結(jié)果顯示,支持向量回歸在普通混凝土材料配合比與其抗壓強度建模能力優(yōu)于空間自相關(guān)模型;根據(jù)所建SVR模型,獲得了材料最優(yōu)配合比,利用格點描點揭示了材料配合比對普通混凝土抗壓強度的交互影響規(guī)律。
　　(2)利用支持向量回

4、歸原理對影響碳纖維混凝土抗壓強度的組分(水泥,硅灰,水,減水劑,砂子,石子,碳纖維)進行了建模與預(yù)測研究。結(jié)果表明,支持向量回歸能夠有效處理小樣本數(shù)據(jù)的回歸問題,其建模與預(yù)測能力均優(yōu)于傳統(tǒng)的多元非線性回歸方法。利用所建SVR模型,預(yù)測了材料配比變化對碳纖維混凝土抗壓強度的影響規(guī)律。
　　(3)將水膠比(W/B)、含水量(W)、細集料率(s/a)、粉煤灰替代率(FA)和引氣劑含量(AE)作為影響抗壓強度的影響因素,對粉煤灰混凝土的抗

5、壓強度進行了支持向量回歸與預(yù)測研究。結(jié)果顯示,針對相同的訓(xùn)練與測試數(shù)據(jù)集,支持向量回歸模型的預(yù)測結(jié)果明顯優(yōu)于遺傳算法模型的計算結(jié)果。根據(jù)已建SVR模型,從理論上發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)配比時,粉煤灰混凝土的抗壓強度的理論最大值112.比實驗中得到的最大值75MPa提高了50.25％。
　　(4)基于氯氧鎂水泥抗壓強度的影響因素(粉煤灰,氧化鎂,水,氯化鎂,鋸末,硫酸鐵和磷酸)和相關(guān)實驗數(shù)據(jù),利用支持向量回歸方法對氯氧鎂水泥的抗壓強度進行了建模與

6、預(yù)測分析,并與基于ANN的預(yù)測結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明,SVR的訓(xùn)練及預(yù)測能力優(yōu)于ANN。應(yīng)用所建SVR模型,發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)水泥組分配比時,其抗壓強度將可比實驗發(fā)現(xiàn)的最大值提高4.86％。另外,還應(yīng)用所建SVR模型,預(yù)測了各組成配料量變對氯氧鎂水泥的抗壓強度的交互影響作用與規(guī)律。
　　(5)應(yīng)用所建 SVR模型,計算并揭示了混凝土/水泥抗壓強度對各影響因素的靈敏度。
　　結(jié)果表明SVR可準(zhǔn)確、有效地用于混凝土/水泥的抗壓強度的建