高强混凝土强度预测的未确知聚类预测优化模型.pdf
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1、2 0 1 1年 第 1 0期 ( 总 第 2 6 4期 ) Nu mb e r 1 0 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 4 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE 0RETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 1 1 0 0 1 2 高强混凝土强度预测的未确知聚类预测优化模型 许元 ( 浙江广厦建设职业技术学院,浙江 东阳 3 2 2 1 0 0 ) 摘要: 高强混凝土的强度受多种因素的影响, 其强度的预测是一个动态性的系统工程。 建立了
2、高强混凝土强度预测的未确知聚类的预 测优化模型。 并将未确知聚类预测优化模型计算的强度结果与实测混凝土 2 8 d 抗压强度进行比较。 研究表明, 预测结果与实测结果吻合 一 致, 说明该预测模型具有较高的预测精度, 为以后高强 昆 凝土强度预测提出一种新方法和一条新途径。 关键词: 高强混凝土;未确知聚类预测优化模型;强度预测 中图分类号 : T U5 2 8 _3 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 0 0 0 3 4 0 3 S t r en gt h pr e di c t i on of hi gh s t r e ngt h
3、 c onc r e t e us i ng f or e c as t op t i mi z ed mode l of una s c e r t ai ne d c l us t er i ng gr a de U Yu a J 1 ( Z h e j i a n g G u a n g s h a C o l l e g e o f A p p l i e d C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y , D o n g y a n g 3 2 2 1 0 0 , C h i n a ) Ab s t r act: To ma k e th
4、e s t r e n g t h f o r e c a s t o fh i g h s t r e ng t h c o nc r e u n d e r i n fl ue n c e o f s e v e r a l f a c t o r s e x a c t , t h e mo d e l o fo p ti mi z e d me t h o d o f u n a s c e r ta i n e d c l us t e rin g g r a d e a n d i t s l e a r n i ng a l g o r i t h ms a r e r e c
5、o mme n d e d Th e n t h e a p p r o a c h b a s e d o n u n a s c e r t a ine d c l u s t e ri n g gra d e mo d e l i s a p p l i e d t o p r e d i c t the s t r e n g t h o f hi g h s t r e n g t h c o n c r e Fu r t h e r mo r e , we c o n t r a s t i t t o r e s u l t s o f a c t u a l me a s u
6、r e dI t i s f o u n d t h a t the mo d e l o f o p t i mi z e d me t ho d o f u n a s c e r t a i n e d c l u s t e r i n g gra d e C an p r e d i c t the s t r e n g t h o f hi s tr e n g t h c o n c r e t e a c c u r a t e l y It i s a q ua n t i t a t i v e a n d c o n v e n i e n t an a l y z i
7、ng a p p r o a c h wi t h h i g h a c c ura c y I t i s f e a s i bl e i n p r e d i c t i n g t h e s t r e n g t h o f hi g h s t r e n g th c o n c r e t e K e y wo r d s : h i 曲 s tr e n g t h c o n c r e t e ; o p t i mi z e d mo d e l o f u n a s c e r t a i n e d c l u s t e ri n g g r a d e
8、; s t r e n g t h f o r e c a s t 0 引言 昆 凝土作为现代建筑行业中用途最广、 用量最大的建筑材料, 全世界一年的用量就达 9 0亿 t 。 自 1 9世纪中叶混凝土用于工程 结构以来, 混凝土技术的应用和发展, 是随着提高混凝土结构的 耐久眭, 延长构件使用寿命的要求, 向着复合化、 高强化、 商性能 化的方向, 不断提高混凝土强度和性能。 但是长期以来, 人们过 分注重混凝土各项力学性能的研究, 主要集中在如何提高混凝 土强度上, 以增加混凝土强度来代表混凝土性能的优劣, 而对影 响混凝土耐久性因素重视不够, 例如, 为提高混凝土强度而加大 水泥用量而导
9、致混凝土内外温差过高 , 使工程结构易产生裂缝, 甚至出现爆裂破坏现象; 强度越高, 干缩越大, 混凝土越脆。 粉煤灰混凝土应用技术规程 1 与 普通混凝土配合比设 计规程 嘲 中认为, 粉煤灰混凝土的 2 8 d抗压强度与胶水比、 水 泥强度等级、 石子类型及粉煤灰与胶料用量比等有关。 一般确定 混凝土抗压强度的方法是, 在基准配合 比基础上 , 保持胶水 比 或砂率不变, 不断调整胶料用量和砂石用量, 以确定最佳配合 比。 这种方法要耗费大量原材料, 也浪费了大量人力和时间。 随 着混凝土技术的发展, 新型水泥复合材料的使用, 高强混凝土、 超高强混凝土 、 高性能混凝土研究的不断深入 ,
10、 混凝土内部的 复杂性和动态性逐渐加强 , 影响混凝土的因素不断增多, 而且 诸多因素的交互作用, 线性函数关系不复存在 , 表现出特殊的 非线性规律, 要想建立混凝土强度与其影响因素间的因果规律 收稿 日期 :2 0 1 1 _ o 4 _ 2 5 基金项 目:2 0 1 1 年金华市科技计 划项 目 3 4 的数学模型 是件很困难甚至不能实现的工作。 但是随着计算机 发展以及生命科学的进步, 具有大规模并行处理、 容错性、 自组 织 、 自适应能力、 联想能力强等特点的人工神经网络理论和模 型得到了迅速发展, 并在工程领域得到应用 , 为混凝土强度预 测以及高耐久性设计提供了有力保证 】
11、。 未确知聚类预测优化模型是研究采矿地表沉陷问题时中 南大学董陇军基于未确知测度理论及信息熵的基础上提出来 的一种多指标综合预测方法 。 将其应用到高强混凝土的强度 预测研究中, 并将未确知聚类预测优化模型应用于实际工程中, 研究表明, 预测结果与实测结果吻合一致 , 说明该预测模型具 有较高的预测精度, 为以后高强混凝土的强度预测提供了一种 新的方法和一条新的途径。 1 未确知均值聚类预测优化模型 1 1 确定待预测标本的分类模式嘲 设某研究对象空间为 , 该空间中的任意一个元素 , 与 m 个单项因素相关, 所有相关因素记为 R = 。 , R , , R ; 研究空 间 中的相关元素分类
12、为 c 。 , c 2 , , c k 组成分类集 K, 当满足 条件 U F , F即为分类空间, 并满足 Gu G J , V G, E K条 f = l 件。 已知研究样本集 扛, , , 中所有研究元素的分类及 各指标的测量值, 例如, 样本中第 i 个研究样本 她的分类为 , 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 也就是满足条件 C k , 则样本 瓤的第 个指标的测量值记为 鳓 。 从而, 对于新的一个研究对象 。 来说, 在已知各指标的测量值 的条件下, 可以预测 所属类。 根据条件将标本分为 类 : C , c 2 , , C k ; 相应地将 m个相
13、关因素也分为 k 类, 以所确定的 各类样本均值为分类中心, 并确定 个分类模式 。 , , , 根据未确定数学方法中未确定测度模型的性质 , 建立未确知测 度分别为 = 1 , 0 , 0 , , 0 ) = 0 , 1 , 0 , , 0 , i z 3 = O , 0 , 1 , , 0 ) , , O , 0 , 0 , , 1 。 1 2 预测标本和参照系 统的未确知测度向量关系的建立 假设待预测标本第 t 个因素与参照系统因素的未确知测度 为“( 1 , 2 , , m) , 记为: ( , , , ) , = 1 , I0 ( 1 ) =1 由于待预测标本中每个因素对分类的相对重
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