基于SVR的混凝土-水泥的配合比對其抗壓強(qiáng)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(yùn)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(qiáng)度,是人們在利用混凝土/水泥作為建筑材料時(shí)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(qiáng)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(shí)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(diǎn)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(qiáng)度下,有效提高混凝土/水泥使用的經(jīng)濟(jì)效益顯得尤為重要。對混凝土/水泥的配比進(jìn)行準(zhǔn)確建模和優(yōu)化是一種很最要的方法,因?yàn)榛炷?水泥的材料配比與其抗壓強(qiáng)度有著很緊密的聯(lián)系。如果沒有一種可行的方法進(jìn)行指導(dǎo),則需要大量的人力、物力、財(cái)力,進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)來尋找合適的材料配比。因此,如何合理的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以及有效的分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、減小實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度受材料配比的影響進(jìn)行了建模分析研究,主要工作如下:
　　(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度進(jìn)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(qiáng)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(diǎn)描點(diǎn)揭示了材料配合比對普通混凝土抗壓強(qiáng)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(qiáng)度的組分(水泥,硅灰,水,減水劑,砂子,石子,碳纖維)進(jìn)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(qiáng)度的影響規(guī)律。
　　(3)將水膠比(W/B)、含水量(W)、細(xì)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(qiáng)度的影響因素,對粉煤灰混凝土的抗

5、壓強(qiáng)度進(jìn)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(jì)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(shí),粉煤灰混凝土的抗壓強(qiáng)度的理論最大值112.比實(shí)驗(yàn)中得到的最大值75MPa提高了50.25％。
　　(4)基于氯氧鎂水泥抗壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用支持向量回歸方法對氯氧鎂水泥的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了建模與

6、預(yù)測分析,并與基于ANN的預(yù)測結(jié)果進(jìn)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(shí),其抗壓強(qiáng)度將可比實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度的交互影響作用與規(guī)律。
　　(5)應(yīng)用所建 SVR模型,計(jì)算并揭示了混凝土/水泥抗壓強(qiáng)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(qiáng)度的建