[發明專利]一種評價再生混凝土強度指標的概率預測模型

有效

• 申請號: 202010145622.9
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111339497B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 徐金俊;陳文廣;魯駿;陳杰
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京富源資源利用有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F16/2458;G01N3/08;G01N3/20;G06N7/01
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發明公開了一種評價再生混凝土強度指標的概率預測模型，不僅較好地考慮了影響再生混凝土強度指標的各因素，而且通過先驗模型計算值、后驗模型計算值及試驗值相互間的對比分析可知：貝葉斯模型與已經存在的模型具有一定的偏離，使貝葉斯推斷較好地利用了自然信息準確性好的優勢，對先驗信息和模型進行利用與更新，使得后驗模型計算值更加接近試驗結果。本發明充分體現了數據挖掘與大數據分析在土木工程中的應用。

技術領域

本發明涉及再生混凝土強度指標的評價方法，具體是一種評價再生混凝土強度指標的概率預測模型。

背景技術

再生混凝土是指將廢棄混凝土塊進行破碎、清洗、分級后按一定比例與級配混合、部分或全部代替天然骨料制成的混凝土，其被認為可以提高建筑行業的資源可持續性，并最大限度地減少對環境的影響。然而，由于再生混凝土材料離散性較大的本質特性，其強度指標不同于天然骨料混凝土。因此，在建筑行業廣泛使用再生混凝土之前，需建立其強度指標與配合比之間的準確關系。抗壓強度、抗折強度、劈裂抗拉強度以及彈性模量是進行混凝土結構分析和設計的關鍵材料性能。然而，由于現有的模型大多局限于特定的樣本子集，難以開發出可靠而準確的表達式來預測再生混凝土強度指標。為進一步提高模型的預測準確性，本發明通過對已有的試驗數據進行挖掘與分析，對未知參數進行估計，修正先驗模型并建立后驗模型，進而提出一種評價再生混凝土強度指標的概率預測模型，從而更加準確地預測再生混凝土強度指標。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種評價再生混凝土強度指標的概率預測模型。

本發明的技術方案是：一種評價再生混凝土強度指標的概率預測模型，包括以下步驟：

(1)貝葉斯多元統計概率推斷，要使用先驗信息和樣本信息。先驗信息是已有的再生混凝土強度指標的計算方法，其中包括再生混凝土立方體單軸抗壓強度(f_cu)、圓柱體單軸抗壓強度(f_cy)、抗折強度(f_r)、劈裂抗拉強度(f_st)、三軸抗壓強度(f_cc)、單軸彈性模量(E_cu)和三軸彈性模量(E_cc)共7個再生混凝土強度指標的計算方法，樣本信息是已完成試驗研究的數據庫。應用貝葉斯方法綜合這兩類信息進行推斷，從而得到再生混凝土強度指標的后驗分布。

(2)根據步驟(1)提出的貝葉斯理論以及再生混凝土強度指標的計算方法，建立再生混凝土強度指標的預測模型。它在一定基礎上，糾正了現有確定性模型中的偏差，使預測結果更加接近試驗結果。

(3)根據步驟(2)建立的再生混凝土強度指標預測模型，采用一系列影響再生混凝土強度指標參數的函數g_i(y)作為修正項。

(4)基于共軛先驗分布和方差σ²后驗邊緣分布，進而來剔除步驟(3)中對整體影響不顯著的g_i(y)，從而達到消除參數的目的。

(5)根據步驟(4)中的剔除參數，并結合模型驗證和對比分析，得到了再生混凝土強度指標的后驗計算公式。

作為優選，所述步驟(1)先驗信息的已經存在的再生混凝土立方體單軸抗壓強度(f_cu)計算公式為：

再生混凝土圓柱體單軸抗壓強度(f_cy)：

再生混凝土抗折強度(f_r)：

f_r[MPa]＝0.022·(1.2-0.002R％)·(2.3-0.3w_eff/c)^6.9

再生混凝土劈裂抗拉強度(f_st)：