基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混凝土孔結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度關(guān)系研究.pdf

1、基本建設(shè)的高速發(fā)展，使得人們對當(dāng)今使用最廣泛的建筑材料——混凝土的性能研究提出了更高的要求，而這其中強(qiáng)度是首先需要考慮的力學(xué)性能指標(biāo)。要掌握混凝土強(qiáng)度的變化規(guī)律，我們必須從混凝土的微觀或細(xì)觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，尋求兩者之間的必然聯(lián)系?；炷潦嵌嘞?、非均勻性質(zhì)的多孔材料，因此，其細(xì)觀結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的關(guān)系表現(xiàn)出極其復(fù)雜的非線性關(guān)系。以往的定量研究大多通過建立數(shù)學(xué)模型，提出兩者之間的簡化關(guān)系式，缺乏嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，這種半經(jīng)驗公式只能在一定程度上滿足工程實踐

2、的需要。近十年來迅速發(fā)展起來的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模擬人腦工作原理的仿生技術(shù)。它特別擅長處理復(fù)雜的非線性問題，而且不需要明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式。本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建起聯(lián)系混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能的主要方面——強(qiáng)度的橋梁，試圖在此方向的研究中貢獻(xiàn)自己的一份微薄之力。 本文共分五章。 第一章介紹了混凝土孔結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，包括主要的混凝土測孔方法、孔結(jié)構(gòu)模型的研究及孔結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度關(guān)系的研究現(xiàn)狀；回顧了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷

3、史以及應(yīng)用現(xiàn)狀。 第二章分析了混凝土孔結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度關(guān)系的發(fā)展歷程，對已有模型進(jìn)行比較分析，并著重強(qiáng)調(diào)了考慮孔徑分布的多參數(shù)模型相比僅考慮總孔隙率的模型的合理性。 第三章主要介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念、特點和基本原理，特別指出了本文使用的BP網(wǎng)絡(luò)的算法推導(dǎo)、不足和改進(jìn)方法；并總結(jié)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在土木工程中的應(yīng)用。 第四章建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從兩個角度嘗試建立了混凝土細(xì)觀與宏觀之間的聯(lián)系：強(qiáng)度預(yù)測模型從細(xì)觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，

4、通過混凝土孔隙平均分布半徑和4個分孔隙率預(yù)測抗壓強(qiáng)度；而孔隙率預(yù)測模型則從宏觀出發(fā)，通過混凝土的抗壓強(qiáng)度和組分預(yù)測其孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)——孔隙率。將BP網(wǎng)絡(luò)模型與傳統(tǒng)的回歸模型比較，檢驗其正確性，最終提出完善模型的方法。 第五章是結(jié)論與展望，總結(jié)本文的主要研究成果并對今后的研究提出相應(yīng)的展望。 本文的主要成果是建立了兩個BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，通過檢測樣本的驗證，強(qiáng)度預(yù)測模型的精度較傳統(tǒng)的回歸方法有明顯提高；而孔隙率的預(yù)測模型則是一個