基于元启发算法的橡胶钢纤维混凝土强度预测
发布时间：2021-08-24 03:45
本文研究橡胶钢纤维混凝土强度的预测,随着科研需求的提高,传统的预测方法在准确度和批量处理上不能满足现实的需要,所以神经网络应用越来越广。但是单一的BP神经网络因其随机产生的初始阈值和权值,易导致运算效率低以及出现局部最优解等问题。故本文采用一种新的元启发算法——粒子群（PSO）优化算法对BP神经网络进行优化,得到全局最优的初始权值和阈值,再进行BP神经网络的训练和强度预测。通过对50组标准立方体试件进行测试,得到了如下结论:1.钢纤维掺量0.75%以内,钢纤维可以提高混凝土抗压强度,但是钢纤维掺量继续增加,抗压强度增加不明显。橡胶颗粒的掺入导致混凝土强度有较大的下降。2.工作性方面,橡胶颗粒对混凝土的流动性影响不大,但是会使混凝土黏聚性和保水性有所下降。钢纤维会显著降低拌合物的和易性。3.分析表明PSO-BP神经网络最大相对误差为0.20421,平均相对误差为0.077849。单一 BP神经网络最大相对误差为0.27797,平均相对误差为0.13857。数据拟合方面PSO-BP神经网络有4%的优势。综上所述,PSO-BP神经网络预测橡胶钢纤维混凝土强度有较好的效果。
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１橡胶颗粒?
?内蒙古农业大学硕士学位论文?９—??堆积密度１４６０ｋｇ／ｍ３，砂的颗粒级配详见表２。??（３）粗集料??石子选用了粒径为５ｍｍ？１５＿内蒙古卓资山产的碎石，表面粗糙洁净，表观??密度１６５０ｋｇ／ｍ３，堆积密度１４６０ｋｇ／ｍ３，压碎指标为８．５％。??（４）水??水使用的是洁净的自来水，温度为室温２０°Ｃ左右。??（５）外加剂??经过几次试配，最终选择了内蒙古恒众工程材料有限责任公司生产ＰＣＡ－５聚羧??酸高性能减水剂（标准型）。其除了可以降低用水量保证流动性以外，对橡胶钢纤维??混凝土的黏聚性和保水性表现良好。使用量经试配确定为水泥用量的１．５％左右。??（６）橡胶颗粒??本试验所采用的橡胶颗粒为内蒙浩鑫诚信橡胶颗粒厂生产，粒径为３ｍｍ？５ｍｍ，??堆积密度为２７．５?ｋｇ／ｍ３，原料为废旧轮胎。产品详见图１。??参攀??图１橡胶颗粒?图２钢纤维??Ｆｉｇ．ｌ?Ｒｕｂｂｅｒ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｆｉｇ．２?Ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｒｅ??（７）钢纤维??本试验所采用的钢纤维为内蒙古恒众工程材料有限公司生产的波纹型钢纤维，??规格为ＣＭｉ０４－３８－６００，袋装，每袋２５ｋｇ。产品详见图２。??２．１．２主要的试验仪器?，碑??ｓ－?－４－＾．二整－盖義＃審笔－??（１）压力试验机??选用产品型号为ＷＨＹ－３０００ＹＡＬＩ的压力试验机，其最大试验荷载为３０００ＫＮ，??压力试验机详见图３。??
?内蒙古农业大学硕士学位论文?＾３＿??料流动产生了比较大的阻碍。并且钢纤维因为表面积大，所以使包裹在周围的水泥??浆变薄，也影响了混凝土拌合物的流动性。??图６是橡胶颗粒对坍落度值的影响曲线，最上方黑色实线为不添加钢纤维的情??况下，不同橡胶掺量坍落度值的变化曲线，可以看出虽然橡胶颗粒基本上不会影响??混凝土拌合物的坍落度值，说明橡胶颗粒因为外形与骨料接近，所以对拌合物的工??作性影响不大，但是在其他几条掺入钢纤维混凝土的拌合物中，由于钢纤维和橡胶??颗粒的联合作用，使得拌合物的坍落度值下降很快，并且由于橡胶颗粒和钢纤维的??共同影响拌合物的粘聚性和保水性损失也很严重。??—？—橡胶掺量〇％??￣＾橡胶惨量２．５％??▲橡胶｝＾量５％??２００?＿?■一＾橡胶掺量７．５〇／〇??？?￣?橡胶惨量?１?〇％??０％?０．２５％?０．５％?０．７５％?１％??图５钢纤维对坍落度的影响??Ｆｉｇ．５?Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｏｎ?ｓｌｕｍｐ??本次试验共制备了?１５０块尺寸１５０ｍｍＸ１５０ｍｍＸ?１５０ｍｍ的混凝土标准试件。??每３个试块为一组共５０组。先将塑料模具清理干净，并在内侧刷干净的机油以利于??后期脱模，在做完混凝土工作性试验以后，将混凝土进行手工二次搅拌，装入准备??好的模具当中，放到振动台上进行振捣、刮平、标记。图７所示为部分混凝土试件。??
本文编号：3359214
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１橡胶颗粒?
?内蒙古农业大学硕士学位论文?９—??堆积密度１４６０ｋｇ／ｍ３，砂的颗粒级配详见表２。??（３）粗集料??石子选用了粒径为５ｍｍ？１５＿内蒙古卓资山产的碎石，表面粗糙洁净，表观??密度１６５０ｋｇ／ｍ３，堆积密度１４６０ｋｇ／ｍ３，压碎指标为８．５％。??（４）水??水使用的是洁净的自来水，温度为室温２０°Ｃ左右。??（５）外加剂??经过几次试配，最终选择了内蒙古恒众工程材料有限责任公司生产ＰＣＡ－５聚羧??酸高性能减水剂（标准型）。其除了可以降低用水量保证流动性以外，对橡胶钢纤维??混凝土的黏聚性和保水性表现良好。使用量经试配确定为水泥用量的１．５％左右。??（６）橡胶颗粒??本试验所采用的橡胶颗粒为内蒙浩鑫诚信橡胶颗粒厂生产，粒径为３ｍｍ？５ｍｍ，??堆积密度为２７．５?ｋｇ／ｍ３，原料为废旧轮胎。产品详见图１。??参攀??图１橡胶颗粒?图２钢纤维??Ｆｉｇ．ｌ?Ｒｕｂｂｅｒ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｆｉｇ．２?Ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｒｅ??（７）钢纤维??本试验所采用的钢纤维为内蒙古恒众工程材料有限公司生产的波纹型钢纤维，??规格为ＣＭｉ０４－３８－６００，袋装，每袋２５ｋｇ。产品详见图２。??２．１．２主要的试验仪器?，碑??ｓ－?－４－＾．二整－盖義＃審笔－??（１）压力试验机??选用产品型号为ＷＨＹ－３０００ＹＡＬＩ的压力试验机，其最大试验荷载为３０００ＫＮ，??压力试验机详见图３。??
?内蒙古农业大学硕士学位论文?＾３＿??料流动产生了比较大的阻碍。并且钢纤维因为表面积大，所以使包裹在周围的水泥??浆变薄，也影响了混凝土拌合物的流动性。??图６是橡胶颗粒对坍落度值的影响曲线，最上方黑色实线为不添加钢纤维的情??况下，不同橡胶掺量坍落度值的变化曲线，可以看出虽然橡胶颗粒基本上不会影响??混凝土拌合物的坍落度值，说明橡胶颗粒因为外形与骨料接近，所以对拌合物的工??作性影响不大，但是在其他几条掺入钢纤维混凝土的拌合物中，由于钢纤维和橡胶??颗粒的联合作用，使得拌合物的坍落度值下降很快，并且由于橡胶颗粒和钢纤维的??共同影响拌合物的粘聚性和保水性损失也很严重。??—？—橡胶掺量〇％??￣＾橡胶惨量２．５％??▲橡胶｝＾量５％??２００?＿?■一＾橡胶掺量７．５〇／〇??？?￣?橡胶惨量?１?〇％??０％?０．２５％?０．５％?０．７５％?１％??图５钢纤维对坍落度的影响??Ｆｉｇ．５?Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｏｎ?ｓｌｕｍｐ??本次试验共制备了?１５０块尺寸１５０ｍｍＸ１５０ｍｍＸ?１５０ｍｍ的混凝土标准试件。??每３个试块为一组共５０组。先将塑料模具清理干净，并在内侧刷干净的机油以利于??后期脱模，在做完混凝土工作性试验以后，将混凝土进行手工二次搅拌，装入准备??好的模具当中，放到振动台上进行振捣、刮平、标记。图７所示为部分混凝土试件。??
本文编号：3359214
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