BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的珊瑚混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型

在闡述bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理的基礎(chǔ)上,針對影響強(qiáng)度的主要因素,建立了多因子混凝土抗壓強(qiáng)度3層bp網(wǎng)絡(luò)模型,以每立方混凝土中水泥、高爐礦渣粉、粉煤灰、水、減水劑、粗集料和細(xì)集料含量及置放天數(shù)作為模型輸入?yún)?shù),混凝土抗壓強(qiáng)度值作為模型的輸出,對混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了預(yù)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所建bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型最大誤差絕對值都小于20%,平均誤差為7.33%,模型具有較高預(yù)測精度。

免振搗混凝土的配合比的不同對其抗壓強(qiáng)度有很大影響,為了解決免振搗混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測問題,采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法通過免振搗混凝土不同配合比訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)預(yù)測其抗壓強(qiáng)度,結(jié)果表明bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)目對預(yù)測精度有較大影響.通過分析得出采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對免振搗混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測是可行的.

為了有效提高混凝土抗壓強(qiáng)度的預(yù)測精準(zhǔn)度,利用粒子群算法優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值和閾值,建立了混凝土抗壓強(qiáng)多因子pso-bp預(yù)測模型。模型以每立方混凝土中水泥、高爐礦渣粉、粉煤灰、水、減水劑、粗集料和細(xì)集料的含量以及置放天數(shù)為輸入?yún)?shù),混凝土抗壓強(qiáng)度值作為輸出參數(shù),不僅可以克服bp算法收斂速度慢和易陷入局部極值的缺陷,而且模型的學(xué)習(xí)能力、泛化能力和預(yù)測精度都有了很大的提高。以uci數(shù)據(jù)庫中的concretecompressivestrength數(shù)據(jù)集為例進(jìn)行仿真測試,結(jié)果表明:pso-bp模型預(yù)測精度較bp、ga-bp模型分別提高了8.26%和2.05%,驗(yàn)證了pso-bp模型在混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測中的有效性。

通過研究再生粗骨料取代率、水灰比對再生保溫混凝土抗壓強(qiáng)度的影響,建立了以再生粗骨料取代率、水灰比以及混凝土表觀密度為因子的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,旨在通過這三種因子的測量對再生保溫混凝土28d抗壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測。試驗(yàn)研究表明,當(dāng)再生粗骨料取代率為50%時(shí),再生保溫混凝土抗壓強(qiáng)度與混凝土拌合物表觀密度近似成線性關(guān)系,抗壓強(qiáng)度隨著水灰比的增大而降低；當(dāng)取代率為100%時(shí),抗壓強(qiáng)度與表觀密度為非線性關(guān)系,抗壓強(qiáng)度隨表觀密度的增大而增大,隨水灰比的增加而增加。建立的三因子bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測值與實(shí)際值的誤差在3%以內(nèi),可用于再生保溫混凝土的抗壓強(qiáng)度預(yù)測。

利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法,建立了再生混凝土的抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型。該模型采用了3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,輸入層采用再生混凝土的配合比數(shù)據(jù),輸出層為再生混凝土,置放7、28、56、90d的強(qiáng)度數(shù)據(jù),模型的轉(zhuǎn)移函數(shù)均采用單極性sigmoid函數(shù)。由于sigmoid函數(shù)值為[0,1],因此,對再生混凝土輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。最后,設(shè)計(jì)了33塊再生混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行測試,測試的結(jié)果證實(shí)了該模型對再生混凝土的強(qiáng)度預(yù)測值與實(shí)際測試結(jié)果基本相符。

作為混凝土主要力學(xué)性能指標(biāo)，混凝土的抗壓強(qiáng)度很大程度上決定建筑工程的質(zhì)量?；炷量箟簭?qiáng)度預(yù)測也一直是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。本文在參考國內(nèi)外已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，借助matlab數(shù)學(xué)工具建立混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測的bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)將預(yù)測得到的結(jié)果和concretecompressivestrength數(shù)據(jù)集進(jìn)行對比，驗(yàn)證模型的正確性。并通過改變影響混凝土強(qiáng)度的各種因素的值對它們對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響進(jìn)行探討。

在給出混凝土等效水灰比和骨料平均漿體厚度計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立了混凝土28d抗壓強(qiáng)度與混凝土等效水灰比、骨料平均漿體厚度和粉煤灰與膠凝材料用量比之間的非線性映射關(guān)系.該研究成果可減少混凝土試配次數(shù),節(jié)約大量人力、物力和時(shí)間,并為高體積穩(wěn)定性混凝土配合比設(shè)計(jì)方法的研究進(jìn)一步奠定了基礎(chǔ).

鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域,隨著近年來交通土建行業(yè)的飛速發(fā)展,其應(yīng)用越來越廣泛。本文通過實(shí)際工程中積累的強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù),用matlabr2015b軟件編程,實(shí)現(xiàn)基于bpnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混凝土強(qiáng)度預(yù)測擬合算法。結(jié)果表明,通過預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果對比,根據(jù)預(yù)測模型得出的相對誤差絕對值都在10%左右；基于bpnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測可用于混凝土配合比的確定,提高配制效率。

針對傳統(tǒng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不足,采用不同改進(jìn)算法的網(wǎng)絡(luò)模型對自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測進(jìn)行了詳細(xì)的分析.研究表明:采用變梯度算法的模型m1、p-b復(fù)位算法的模型m2、擬牛頓算法的模型m3以及l(fā)m算法的模型m4,這4種模型均成功地建立了自密實(shí)混凝土強(qiáng)度的非線性關(guān)系,可用于其強(qiáng)度預(yù)測;通過用matlab編寫程序,為解決bp網(wǎng)絡(luò)隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)的不確定性提供了一種較為方便的途徑.

在分析普通混凝土強(qiáng)度影響因素基礎(chǔ)上,選取混凝土配料中7個(gè)因素作為輸入值,混凝土28d強(qiáng)度作為輸出值建立了混凝土強(qiáng)度預(yù)測的bp網(wǎng)絡(luò)模型。討論了模型的學(xué)習(xí)樣本、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對預(yù)測精度的影響,選出最佳網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置。實(shí)例證明模型預(yù)測精度高。

應(yīng)用matlab提供的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱作為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和仿真的平臺,并進(jìn)行語言編程,通過采用不同隱函數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行對比試驗(yàn),采用精度與誤差都合適的節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練與預(yù)測,觀察預(yù)測的精度,并分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對抗壓強(qiáng)度結(jié)果預(yù)測的可應(yīng)用性,從而得出一些有益的結(jié)論。

本文運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行樹脂混凝土的配合比設(shè)計(jì),用較少的試驗(yàn)取得較好的效果;建立了樹脂混凝土的強(qiáng)度預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了訓(xùn)練和仿真,預(yù)測的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合非常好。

本文在分析混凝土抗凍耐久性預(yù)測研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),利用matlab軟件建立了預(yù)測混凝土凍融環(huán)境下相對動彈性模量的模型,并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測方法操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)且在精度上能滿足要求,該模型的建立也可為混凝土抗凍性設(shè)計(jì)、施工管理和建成后工程的運(yùn)行維護(hù)提供參考。

影響混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能的一重要因素是原材料,本文基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和matlab軟件,建立了原材料對混凝土抗裂性能影響的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,結(jié)果表明bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能很好地預(yù)測混凝土抗裂性能,模型預(yù)測精度高達(dá)99.95%.

c15c20c25c30c35c40c45 試驗(yàn)值2.252.73.153.553.94.34.65 標(biāo)準(zhǔn)值1.72.12.52.853.23.53.8 設(shè)計(jì)值1.261.761.82.12.362.62.8 標(biāo)準(zhǔn)值1013.416.720.123.426.829.6 設(shè)計(jì)值7.29.611.914.316.719.121.1 標(biāo)準(zhǔn)值1.271.541.782.012.22.392.51 設(shè)計(jì)值0.911.11.271.431.571.711.8 彈性模量2.22.552.833.153.253.35 抗剪強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 c50c55c60 55.35.6 3.944.1 2.92.963.1 32.435.538.5 23.125.3

混凝土強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制的主要指標(biāo)，其數(shù)值決定于水灰比、膠凝材料用量、礦物摻量、外加劑用量等多種因素，常規(guī)計(jì)算混凝土強(qiáng)度的公式因個(gè)人理解的不同而各異，一種仿生模型—人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則能很好地解決這個(gè)難題，文中嘗試用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對不同混凝土強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果表明此模型的可靠度很高，可以用以優(yōu)化混凝土的試配，節(jié)約大量的時(shí)間、人力、物力和財(cái)力.

在分析檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,提取了結(jié)構(gòu)服役時(shí)間、結(jié)構(gòu)建造時(shí)間、結(jié)構(gòu)檢測時(shí)間、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和混凝土碳化深度等特征參數(shù),建立了預(yù)測既有建筑混凝土強(qiáng)度退化的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。采用動量法和自適應(yīng)調(diào)整法改進(jìn)了bp算法;采用訓(xùn)練好的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對既有混凝土強(qiáng)度最小值和混凝土強(qiáng)度最大值進(jìn)行了預(yù)測,并與實(shí)測值進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對既有建筑混凝土強(qiáng)度退化進(jìn)行預(yù)測是可行的,該研究成果可為既有建筑大面積的抗震性能普查提供參考。

序 號 構(gòu) 件 名 稱 位 置 （ 澆 筑 日 期 回 彈 平 均 值 碳化 深度 現(xiàn)齡 期強(qiáng) 度推 定值 泵送 砼修 正值 泵送 砼強(qiáng) 度換 算值 設(shè) 計(jì) 強(qiáng) 度 回彈值 檢驗(yàn)日期： 監(jiān)理單位： 項(xiàng)目施工技術(shù)負(fù)責(zé)人： 回彈法檢驗(yàn)混凝土抗壓強(qiáng)度記錄 注：1、混凝土實(shí)體檢查應(yīng)在分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收后進(jìn)行;2、檢驗(yàn)操作人員應(yīng)經(jīng)過專門培訓(xùn) 、檢驗(yàn)儀器應(yīng)鑒定校準(zhǔn)合格，齡期在60天以內(nèi)的混凝土可不測碳化深度。 檢驗(yàn)操作（記錄）人員： 專業(yè)監(jiān)理工程師（建設(shè)單位項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人）： 建設(shè)單位或工程名稱： 結(jié)構(gòu)類型： 形象進(jìn)度： 施工單位：

第1頁共1頁 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)報(bào)告 委托編號：2xxxxxxxxx記錄編號：2xxxxxxxxx報(bào)告編號：2xxxxxxxxx 委托日期：2018年01月01日檢驗(yàn)日期：2018年01月01日報(bào)告日期：2018年01月01日 委托單位：工程名稱：xxxxxxxxxxx建筑工程 單位工程名稱：主廠房工程部位：3.95m層柱、梁、板 強(qiáng)度等級c40狀態(tài)描述表面平整 配合比編號試件成型方法 立方體試件邊長 （mm） 石子最大粒徑 （mm） 見證單位見證人及證書編號 取樣人及證書編號選樣人 試件編號成型日期檢驗(yàn)日期 齡期 （d） 抗壓強(qiáng)度值 （mpa） 尺寸換 算系數(shù) 強(qiáng)度代表 值（mpa） 達(dá)到強(qiáng)度 等級百分 率（%） 1 // / /// / //// /

混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告 委托部門：生產(chǎn)部樣品性質(zhì)：委托送檢委托日期：2011.01.18 、 施工單位：周口龍潤電力集團(tuán)有限公司委托編號：委hgtky10096012實(shí)驗(yàn)日期：2011.01.18 工程名稱：西氣東輸淮陽壓氣站2回路110kv線路配比編號：配10072302報(bào)告日期：2011.01.19 工程部位：基礎(chǔ)檢驗(yàn)依據(jù)：gb/50081-2002 試件編號 試件規(guī)格 (mm) 強(qiáng)度等級成型日期年期（天） 抗壓強(qiáng)度（mpa）評定強(qiáng)度 （mpa）123 10096130100*100*100c2510-12-202830.129.631.230.3 報(bào)告人：李琰審核人：王潛簽發(fā)人：荊武波周口市恒固建設(shè)有限公司商混站實(shí)驗(yàn)室 復(fù)制報(bào)告無蓋章無效 混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告 委托部門：生產(chǎn)部樣品性質(zhì)：委托送檢委

混凝土抗壓強(qiáng)度檢測報(bào)告 委托單位委托人委托日期報(bào)告編號 工程名稱委托編號 工程地址建設(shè)單位檢測類別 施工單位監(jiān)理單位樣品狀態(tài) 品種檢測標(biāo)準(zhǔn) 檢測日期檢測環(huán)境檢測設(shè)備 任務(wù)單 編號 樓層及部位養(yǎng)護(hù)條件 設(shè)計(jì)強(qiáng) 度等級 制作日期施壓日期 齡期 （d） 代表數(shù) 量（方） 破壞荷載 （kn） 抗壓強(qiáng)度（mpa） 備注 單塊值代表值 檢測報(bào)告說明：1、若對報(bào)告有異議，應(yīng)于收到報(bào)告之日起十五日內(nèi)，以書面形式向檢測單位提出，逾期視為對報(bào)告無異議。 2、送樣檢測，僅對來樣檢測負(fù)責(zé)。3、未加蓋本公司材料實(shí)驗(yàn)專用章，報(bào)告無效。 負(fù)責(zé)人：審核：實(shí)驗(yàn)：報(bào)告日期: 檢測單位： 上崗證號地址： 電話：郵編： 以下空白

混凝土抗壓強(qiáng)度檢測報(bào)告 樣品名稱混凝土強(qiáng)度樣品規(guī)格150*150*150(mm)樣品狀態(tài)無異常檢測地點(diǎn)混凝土室報(bào)告編號1171122064 工程名稱電桿檢測類別產(chǎn)品質(zhì)量檢測檢測日期20171106檢測依據(jù)gb/t50081 工程部位養(yǎng)護(hù)條件 設(shè)計(jì)強(qiáng)度 等級 制作日期試壓日期 齡期 （d） 承壓面積 （mm2） 抗壓強(qiáng)度（mpa） 備注 單塊值代表值 電桿同條件養(yǎng)護(hù)c4010月08日11月06日2822500 49.4 51.652.2 53.1 檢測環(huán)境20℃檢測設(shè)備壓力試驗(yàn)機(jī)、鋼直尺 說明：○1本報(bào)告加蓋本單位檢測專用章后生效?！?對檢測結(jié)果若有異議，請于收到報(bào)告之日起十五天內(nèi)向本單位提出，逾期視為對報(bào)告無異議?！? 未經(jīng)本單位同意，不得以任何方式復(fù)制本報(bào)告，經(jīng)同意復(fù)制的