基于相关向量机模型的混凝土综合性能预测

为快速获取及评价混凝土的综合性能,选取影响混凝土综合性能的6个主要因素为输入数据,混凝土综合性能(28 d强度、坍落扩展度及表观密度)为输出数据,建立基于相关向量机(RVM)的混凝土综合性能预测模型,对14组学习样本进行拟合训练,并对其余5组预测样本进行预测。结果表明:在相同的样本条件下,与BP神经网络模型进行对比,RVM模型预测精度更高,离散性更小;同时,与实际值相比,RVM模型预测的混凝土综合性能指标的平均相对误差均明显小于BP神经网络模型预测得到的平均相对误差,进一步验证了RVM模型对混凝土综合性能预测的可靠性,具有较好的推广价值。     

再生轻骨料混凝土应力-应变全曲线研究

为了得到不同再生轻骨料取代率对再生轻骨料混凝土的轴心抗压强度及应力-应变关系曲线的影响规律,以取代率为变化参数,设计了5组棱柱体试块进行轴压试验,测得了试块的轴心抗压强度以及应力-应变全曲线.研究了再生轻骨料占粗骨料的比例对再生轻骨料混凝土应力-应变全曲线、轴心抗压强度、峰值应变以及极限应变的影响.研究结果表明:再生轻骨料混凝土的破坏过程和破坏形态与普通混凝土相似;再生轻骨料混凝土的应力-应变全曲线总体轮廓与普通混凝土相似;再生轻骨料混凝土的峰值应变和极限应变比普通混凝土小;随着再生轻骨料取代率的增加,再生轻骨料混凝土试块的轴心抗压强度逐渐降低.     

玄武岩纤维再生混凝土抗冻性能及损伤劣化模型

为了研究纤维再生混凝土的抗冻性能,提高寒区再生混凝土结构服役寿命,试验采用等体积再生骨料替代石子制备了5组不同玄武岩纤维掺量的再生混凝土,分别从质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和抗拉强度等方面探讨纤维再生混凝土抗冻性能损伤劣化规律。研究结果表明:冻融初期,再生混凝土质量损失率呈现负增长现象,相对动弹性模量、抗压强度和抗拉强度曲线随冻融循环次数的增加呈下降趋势;玄武岩纤维加入能够减缓再生混凝土冻融破坏,掺量为1.2 kg·m~(-3)时再生混凝土的抗冻性能最优;纤维加入对冻融作用下再生混凝土抗拉强度的作用效果优于抗压强度。建立了基于相对动弹性模量和强度为损伤变量的线性及多项式损伤劣化模型,模型可以准确预测纤维再生混凝土冻融损伤劣化程度。     

基于孔结构特征的再生骨料透水混凝土抗冻耐久性试验

为探究冻融循环作用下透水混凝土渗透性能和力学性能演变规律与孔隙结构特征之间的关系,以再生骨料透水混凝土为研究对象,对比分析了连续孔隙率、透水系数和抗压强度随冻融次数的变化规律,并借助CT技术获得不同冻融次数下试件内部的孔结构破坏特征.试验结果表明,再生骨料透水混凝土的连续孔隙率、透水系数、平均孔径均随冻融循环次数的增加而增大,抗压强度随着冻融次数的增加逐渐降低;建立了连续孔隙率、透水系数、抗压强度和平均孔径随冻融循环次数变化的回归曲线方程;孔隙结构特征直接影响透水混凝土的各项物理性能和力学性能,根据再生骨料透水混凝土冻融破坏机理,建立强度-平均孔径模型,连续孔隙率和透水系数与平均孔径模型,该成果可为再生骨料透水混凝土的工程应用提供借鉴.     

基于正交试验的粉煤灰-硅锰渣再生混凝土力学性能研究

为研究固体废弃物取代混凝土原材料的适用性及对混凝土性能的影响,对16组粉煤灰-硅锰渣再生混凝土试块进行正交试验,研究当粉煤灰体积取代胶凝材料、硅锰渣体积取代砂、再生骨料质量取代粗骨料时不同取代量对混凝土坍落度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明:当粉煤灰取代量为40%(体积分数)时,混凝土坍落度提高率最大,为14.5%,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均降低,降低率分别为7.2%、22.8%;硅锰渣的取代会降低混凝土坍落度,当硅锰渣取代量为80%(体积分数)时,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的降低率最小,分别为0.5%、11.5%;再生骨料的取代会降低混凝土坍落度,当再生骨料取代量为100%(质量分数)时,立方体抗压强度的降低率为1.9%,劈裂抗拉强度的降低率为12.4%。通过优化模型NSGM(1,4)对混凝土立方体抗压强度进行模型预测,模型模拟平均相对误差为0.542%,模型预测平均相对误差为2.727%。     

氯盐冻融耦合作用下再生混凝土损伤劣化规律

为了研究严寒盐渍环境中再生混凝土的损伤劣化规律,制备了再生粗骨料质量替代率为0%、50%、100%的再生混凝土进行氯盐冻融耦合作用下的试验研究,从外观形貌、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度等方面探讨混凝土损伤劣化规律。结果表明,氯盐冻融对再生骨料混凝土的破坏随再生骨料替代率的增加而增大。与冻融循环0次相比,冻融循环200次时100%替代率再生混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度分别下降为6.8%、54.2%、50.5%。建立了以抗压强度损失率为损伤变量的线性演化模型,模型可以较好地表征氯盐冻融作用下再生混凝土的损伤劣化规律,为严寒盐渍地区再生混凝土使用提供理论依据。     

矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

为探究矿物掺合料对再生混凝土(RAC)力学性能的提升作用,本试验采用预湿-二次搅拌法制备再生混凝土,系统开展单、复掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究.试验考虑再生混凝土强度等级、再生骨料取代率、矿物掺合料种类及取代率等因素,共设计23组试验配合比,研究再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度经时变化规律.结果 表明,再生混凝土力学性能随强度等级升高而提升,随再生骨料取代率增大而下降.与未掺矿物掺合料的再生混凝土相比,单掺粉煤灰对再生混凝土力学性能提升效果较弱,单掺矿渣、硅灰的再生混凝土力学性能提升效果显著.养护龄期90 d时,矿渣再生混凝土劈裂抗拉强度最高提升12.7％,硅灰再生混凝土立方体抗压强度最高提升21.3％.粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土立方体抗压强度无提升效果,20％粉煤灰-10％矿渣复掺抗压强度甚至下降18.8％,粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土劈裂抗拉强度略有提升,最高为5.9％.粉煤灰-硅灰复掺对再生混凝土力学性能提升效果较好,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度最高分别提升9.7％和18.6％.     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

基于ISSA-GRU的混凝土抗压强度预测

考虑到抗压强度对混凝土设计的重要影响，本文提出了改进麻雀搜索算法(ISSA)和门控循环单元(GRU)结合的ISSA-GRU预测模型，实现对高性能混凝土抗压强度的精准预测。对收集的数据集进行归一化处理后，利用基于光谱-理化值共生距离(SPXY)法对数据集进行训练集和测试集划分，采用GRU对高性能混凝土抗压强度进行回归预测，并通过引入动态惯性权重的ISSA,加强对GRU网络参数的寻优效率。结果表明，在使用相同数据样本的情况下，将ISSA-GRU模型与长短期记忆(LSTM)网络、核极限学习机(KELM)和支持向量回归(SVR)模型进行比较，其均方根误差RMSE分别降低了9.3%、37.5%、33.5%,平均绝对误差MAE分别降低了13.5%、38.5%、41.7%。同时，研究了训练集数据量和输入变量对模型预测性能的影响，研究结果表明，所提出的模型能高效寻找超参数，具有较高的预测精度和较好的适应性，为多样化原材料和混凝土特定性能的发展提供可行参考。     

再生ABS/PC粉改性混凝土力学性能研究

将不同掺量的再生丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/聚碳酸酯(PC)粉末掺入混凝土中,对改性混凝土试件进行立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,研究了再生ABS/PC粉末不同掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明,将再生塑料粉末掺入普通混凝土中,能够改善混凝土的各种力学性能,实现塑料废弃物的再利用。     

掺合料对再生混凝土强度和耐久性的影响

对掺入磨细掺合料的再生混凝土的抗压强度及抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性能进行了研究。结果表明,适量磨细粉煤灰掺入再生混凝土中对混凝土抗压强度及耐久性能影响不大;将磨细粉煤灰与矿渣混掺可以发挥复合效应,提高掺合料的活性,改善再生混凝土的性能。     

再生轻骨料混凝土抗压强度指标换算关系研究

为了研究再生轻骨料混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度,以及两者之间的换算关系,以再生轻粗骨料取代率为变化参数,制作了15个标准立方体试块和15个标准棱柱体试块,进行抗压强度试验.实测了试块的抗压强度,探讨了不同再生轻粗骨料取代率对于再生轻骨料混凝土抗压强度的影响规律,采用数据统计回归的方法,得到了再生轻骨料混凝土轴心抗压强度和立方体抗压强度之间的换算关系.研究结果表明:再生轻骨料混凝土的抗压强度均低于普通混凝土的抗压强度;随着再生轻粗骨料取代率的增加,再生轻骨料混凝土的抗压强度逐渐降低;再生轻骨料混凝土轴心和立方体抗压强度之间的换算关系和普通混凝土并不相同;基于实测数据,建立了再生轻骨料混凝土抗压强度指标之间的换算关系式.     

温度对碱激发再生混凝土微粉砂浆抗压强度的影响

以再生微粉砂浆的强度、微观孔隙率为指标,结合部分再生微粉砂浆的XRD衍射图谱,对比研究在不同温度下,碱激发和不用碱激发再生微粉活性制备砂浆的抗压强度大小.通过比较研究发现碱激发反应温度对再生微粉砂浆抗压强度影响很大;温度过低,碱激发反应慢,一定时间内生成的胶凝性物质少,砂浆内孔隙率高,抗压强度低;温度过高,碱激发反应快,体系内生成胶凝土物凝结太快,砂浆孔隙率高,抗压强度低;因此碱激发再生微粉活性存在合适温度.     

用于北方满族民居墙体的再生混凝土性能研究

通过试验研究了再生混凝土作为北方满族民居建造材料的可行性。研究重点:再生骨料的物理性质测定、再生混凝土基本力学性能试验,以及粉煤灰、聚丙烯纤维以及附加水对其力学性能的影响。通过试验得到,再生混凝土立方体抗压强度最高应力达37.1 MPa、轴心抗压强度平均应力28.4 MPa、静力受压弹性模量平均应力22 300 MPa、抗折强度平均应力3.8 MPa、劈裂抗拉强度平均应力1.68 MPa。结果表明:在再生混凝土中加入粉煤灰和聚丙烯纤维都对立方体抗压强度有所提高,但附加水的加入对立方体抗压强度产生了降低作用。整体来说,再生混凝土各方面的力学指标都能满足一定的强度要求。因此可以作为北方满族民居的建设材料。     

掺级配良好再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能

将级配良好的再生聚氯乙烯(PVC)颗粒以不同掺量等体积替代天然细骨料后加入混凝土中制成试件,进行力学性能试验和冲击试验,得到立方体压缩强度、劈裂抗拉强度、卸载弹性模量、能量吸收率和微观结构图,用来探究不同掺量的再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能。结果表明,当PVC骨料掺量为0%,5%,10%,15%,20%,30%时,其混凝土压缩强度分别为49.34,52.44,45.79,46.41,45.6,43.46 MPa,劈裂抗拉强度为2.73,3.58,3.2,2.92,2.69,2.44 MPa,混凝土的压缩强度和抗拉强度均随掺量增加呈先增加后缓慢降低趋势,并且用级配良好的再生PVC颗粒替代天然细骨料加入混凝土的力学性能比单一粒径塑料颗粒优良;随PVC骨料掺量增加,混凝土脆性得到改善且延性增强;混凝土的能量吸收能力随再生PVC细骨料掺量增加呈直线增加趋势。     

粉煤灰对再生骨料混凝土抗压性能影响研究*

研究用破碎、筛分处理后的建筑垃圾作为混凝土的粗骨料，代替天然粗骨料配制C20级再生混凝土，测试其抗压强度是否满足混凝土正常使用标准。再生骨料的取代率设计为0，35%，65%，100%，每个取代率做3组试件共24组试件，进行了混凝土的抗压强度试验，并探讨掺入粉煤灰对其抗压强度的影响。试验结果表明：C20级再生混凝土的抗压强度会随再生骨料取代率的增大而降低，粉煤灰可以减少水泥用量但对抗压强度影响不大。     

一种改进的支持向量回归的混凝土强度预测方法

混凝土抗压强度是影响建筑质量的主要因素,根据一些主要参数事先预测其强度可作为现场施工的参考。以支持向量回归(SVR)为理论基础,提出一种基于马氏距离的加权型SVR(MWSVR)的人工智能算法对混凝土强度进行预测。不同于将训练样本统一看待的传统方法,该算法根据训练集和测试集自变量的距离来决定训练样本在求解SVR模型中的重要性,距离测试集近的训练样本权重更大,赋予其更高的惩罚因子,从而得到更优的回归超平面。通过与决策树、随机森林、BP神经网络、RBF神经网络和传统SVR方法的比较研究,发现该算法具有更低的均方根误差。