一種混凝土強度的預測方法
【專利摘要】本發(fā)明一種混凝土強度的預測方法，先在現場按照標準混凝土強度檢測方法對不同混凝土配比進行強度試驗，獲得一組混凝土配比成分X及對應的混凝土強度Y的樣本數據，然后以混凝土配比成分X為輸入數據，對應的混凝土強度Y為輸出數據，利用非線性支持向量機回歸法、優(yōu)化極限學習機法、神經網絡法、Kriging模型法等現有的建模方法對上述數據進行訓練，建立X→Y的映射關系，獲得混凝土強度預測模型f(X)，對于任意給定的新的不同混凝土配比成分X輸入，代入上述混凝土強度預測模型f(X)中，即可得到對應的混凝土強度預測值Y輸出＝f(x輸入)，解決了混凝土強度檢測需要繁瑣耗時耗材耗力人工試驗檢測的問題，在混凝土配比設計階段，即可給設計人員提供混凝土強度預測參考，大大降低成本。
【專利說明】一種混凝土強度的預測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土強度的預測方法。
【背景技術】
[0002]混凝土的強度是混凝土質量控制的核心內容，是結構設計、施工的重要依據。通常，混凝土主要由水泥、高爐礦渣粉、粉煤灰、水、減水劑、粗集料和細集料等，按照一定的配t匕，均勻攪拌，密實成型，最后經過一定齡期的養(yǎng)護硬化而成。由于混凝土上述影響因素太多，且因素之間關系復雜，難以用數值方法對其物理化學過程進行定性定量模擬，并進一步確定其理學參數、本構關系。因此，尚無法從理論上對混凝土的強度進行預測。目前，混凝土強度的檢測一般通過實驗獲得，即按照標準的制作方法制成邊長為150mm的正立方體試件，在標準養(yǎng)護條件(溫度20±3°C，相對濕度90%以上)下，養(yǎng)護至少28天齡期，并按照標準測定方法測定其抗壓強度值。
[0003]從上述可以看出，通過具體的實驗來測定混凝土強度，不僅耗費了大量砂、石、粉煤灰和水泥等材料，另一方面也浪費了大量的人力和時間。
[0004]因此，有必要提出混凝土強度預測方法，這對于混凝土快速配合比設計和質量控制具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在提供一種混凝土強度的預測方法，可以實現混凝土在生產過程中，快速預測混凝土的強度，用于判斷該混凝土是否達到工程設計要求。
[0006]本發(fā)明一種混凝土強度的預測方法，先在現場按照標準混凝土強度檢測方法對不同混凝土配比成分進行強度試驗，獲得一組混凝土配比成分X及對應的混凝土強度Y的實驗樣本數據，然后以混凝土配比成分X為輸入數據，對應的混凝土強度Y為輸出數據，利用非線性支持向量機回歸法、優(yōu)化極限學習機法、神經網絡法、Kriging模型法等現有建模方法對上述數據進行訓練，建立X — Y的映射關系，從而獲得混凝土強度預測模型f(X)，對于任意給定的新的不同混凝土配比成分Xf5入，代入上述混凝土強度預測模型f (X)中，得到對應的混凝土強度預測值Yf5tii= f (X輸入)。
[0007]與現有通過標準混凝土強度檢測方法檢測新混凝土配比對應的混凝土強度方法相比，本發(fā)明在現有混凝土試驗數據的基礎上，利用現有的建模方法，可快速獲得新混凝土配比成分對應的混凝土強度數據，從而解決了混凝土強度檢測需要繁瑣耗時耗材耗力人工試驗檢測的問題，在混凝土配比設計階段，即可給設計人員提供混凝土強度預測參考，大大降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實施例中混凝土不同配比下對應的強度試驗數據。
[0009]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述?！揪唧w實施方式】
[0010]本發(fā)明一種混凝土強度的預測方法，包括如下步驟:
[0011](I)由于構成混凝土的原材料一水泥、礦物摻合料、砂、石等都具有很強的地域性，不同的地區(qū)，構成混凝土的原材料在組成、性質上都存在著不同程度的差異。水泥、礦物摻合料、化學外加劑的相容性也不盡相同。因此，首先按照不同的混凝土組成材料進行配比設計，然后現場按照標準混凝土強度檢測方法對不同混凝土配比進行強度試驗，獲得如圖1所示的13組混凝土試驗數據。該圖1的數據針對的是某一地域的混凝土配比試驗數據。這里只提供13組數據，一方面是篇幅限制，另一方面達到幫助讀者理解本發(fā)明的原理即可。因此，在實際應用中，試驗組數遠多于13組，因為組數越多，預測越準確。另外，實際上不同的地區(qū)，構成混凝土的原材料在組成、性質上都存在著不同程度的差異。因此，該實施例的混凝土配比試驗數據不具有普適性。在實際應用中，必須根據當地混凝土原材料進行配比試驗，從而獲得上述混凝土配比試驗數據。若已經具有上述試驗數據，則該步驟(1)可以省略。
[0012](2)令X表示不同配比成分的數據，其中X為維數是數據組數X (成分種類數+1)的矩陣，本實施例中試驗數據13組，混凝土原材料成分7種，即為13X8的矩陣，也就是圖1中虛線框表示的數據，Y表示混凝土的強度數據，數據組數Xl的矩陣，本實施例中為13X1的矩陣，也就是實線框表示的數據。以X為輸入數據，Y為輸出數據，利用非線性支持向量機回歸法、優(yōu)化極限學習機法、神經網絡法、Kriging模型法或者其他建模方法對上述數據進行訓練，即可建立X — Y的映射關系，從而獲得混凝土強度預測模型，這里假設混凝土強度預測模型為f，則有混凝土強度值Y = f(X)； [0013]這里以基于非線性支持向量機回歸法為例，給出建立混凝土配比X與混凝土的強度Y的映射關系的具體實現步驟:
[0014]假設混凝土實驗配比及混凝土強度數據如下:{xi，yi|i = 1，，，叫，其中11 =[xn, xi2,…，xin] e Rn, Yi e R1, N 為實驗樣本數；
【權利要求】
1.一種混凝土強度的預測方法，其特征在于:先在現場按照標準混凝土強度檢測方法對不同混凝土配比成分進行強度試驗，獲得一組混凝土配比成分X及對應的混凝土強度Y的實驗樣本數據，然后以混凝土配比成分X為輸入數據，對應的混凝土強度Y為輸出數據，利用非線性支持向量機回歸法、優(yōu)化極限學習機法、神經網絡法、Kriging模型法的現有建模方法對上述數據進行訓練，建立X — Y的映射關系，從而獲得混凝土強度預測模型f (X)，對于任意給定的新的不同混凝土配比成分Xf5入，代入上述混凝土強度預測模型f (X)中，得到對應的混凝土強度預測值Yfta= f (Xfix)。
【文檔編號】G01N33/38GK104034865SQ201410254050
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2014年6月10日
【發(fā)明者】賴雄鳴, 王成, 張勇 申請人:華僑大學