【摘要】：混凝土是土木工程中應用最為廣泛的一種材料。在實際工程中,混凝土徐變對于各類結構的耐久性能有著至關重要的影響。從混凝土徐變開始受到關注至今,已經有大量的試驗研究被全世界各地的學者完成并將試驗數據收集成庫。然而目前采用的混凝土徐變模型對于大量的試驗數據而言,預測結果并不理想,基于傳統(tǒng)的擬合回歸徐變模型在大數據集情況下預測效果有待改善。本文采用機器學習的方法對數據庫中大量的混凝土徐變數據進行分析,主要內容有以下幾個方面:(1)使用混凝土徐變數據庫中大量的試驗數據,對現行混凝土徐變預測模型(包括MC2010,ACI-209,GL2000,B3,B4)的預測效果進行了包括預測值域分布范圍、預測精度和誤差分布的對比分析。在此基礎上,采用網格搜索法對上述混凝土徐變預測模型進行了參數修正,各模型修正后的擬合效果均有不同幅度的提高,修正后最高擬合決定系數為0.688。(2)將徐變數據庫中的試驗數據進行整理,整理后的數據集按3:1的比例分為訓練集和測試集,基于訓練集建立了全連接神經網絡混凝土徐變預測模型和支持向量回歸混凝土徐變預測模型,并在測試集上對兩種機器學習的混凝土徐變預測模型進行了驗證�；跈C器學習的混凝土徐變預測模型的擬合決定系數能夠達到0.8以上。(3)采用最大信息相關分析方法,對混凝土徐變影響參數與混凝土徐變之間的相關性進行了計算,得出基于互信息的混凝土徐變影響參數與徐變的相關性排序。然后結合以上提出的混凝土機器學習徐變模型,采用全局敏感性分析方法對混凝土徐變影響參數的敏感性進行了分析。并將混凝土徐變敏感度分為獨立敏感度和相關敏感度,結合相關性分析,選出了混凝土徐變重要參數。(4)使用混凝土徐變數據庫中的數據,以混凝土徐變重要參數作為輸入參數,結合分數階粘彈性流變模型,采用進化算法對混凝土徐變訓練集數據進行符號回歸,建立了基于大數據集的混凝土徐變模型。采用測試集數據對模型進行驗證,其擬合確定系數能夠達到0.75以上。區(qū)別于全連接神經網絡模型和支持向量回歸模型,基于進化算法的符號回歸模型有明確的表達公式。為了區(qū)分,本文將全連接神經網絡模型和支持向量回歸模型等統(tǒng)稱為隱式模型,將有明確公式表達的模型稱為顯式模型。最后,考慮輸入參數之間的相關性,采用拉丁超立方抽樣方法,對混凝土徐變顯式模型在不同服役條件下的預測效果進行了不確定性分析,為實際情況使用給出了推薦。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU528
【圖文】：

卸載之后的表現，可將徐變分為可恢復徐變和不可恢復是指在荷載卸去之后，隨著時間混凝土恢復的變形。試驗間的增加，可恢復徐變的恢復速率越緩慢。不可恢復徐變快速初始流變、基本流變以及干流變［８６】，初始流變主要取與混凝土配合比、加載齡期相關，干流變主要受環(huán)境濕度、論計算過程中，徐變主要采用徐變系數、徐變度以及徐變方法及物理意義如下所示：逡逑數逡逑物理意義是徐變變形與彈性變形的比值。其表達式如下：逡逑屮（ｍ0）＝￡ｃＭ２混凝土加載齡期；？為計算齡期；Ｑ（ｙ。）為島時刻加載，到；＆為／0時刻產生的瞬時彈性應變。逡逑

Ｒｏｓｃｏｅ［９３］提出，一般粘彈性模型都可以化簡為Ｍａｘｗｅｌｌ模型并聯或逡逑Ｋｅｌｖｉｎ模型串聯形式，即廣義Ｋｅｌｖｉｎ模型和廣義Ｍａｘｗｅｌｌ模型，也稱為Ｋｌｅｖｉｎ鏈逡逑模型或Ｍａｘｗｅｌｌ鏈模型，如圖２－２（ｅ）、（ｆ）所示。其對應的應力應變關系為：逡逑＾邋Ｏ邋Ｏ邋＼逡逑ｐ０（Ｊ－＼－邋ｐ＾＆邋＋邋ｐ２ａ－＼邋—邋＝邋ｑＱｓ－Ｖｑｘｓ－＼－ｑ２ｓ邋＋邋－－邐ｖ逡逑其中，Ａ邋（／＝0，ｌ，２，３，４．．．）和％邋Ｕ＝０，ｌ，２，３，４．…）由材料的性質決定。逡逑粘彈性模型目前己在巖石、瀝青、橡膠、木材等材料的靜動態(tài)行為分析中得到逡逑廣泛的應用Ｍｌ。應用方面，第一本專門針對粘彈性理論在混凝土結構中應用的專逡逑著于１９８６年出版。Ｂａ２ａｎｔ［９７］采用Ｍａｘｗｅｌｌ鏈型模型描述混凝土微觀結構中應力和逡逑應變的物理變化，并認為由其導出的混凝土應力－應變微分關系能夠對不同溫度和逡逑不同含水量對混凝土微觀結構變化的影響作出物理解釋。錢晨［８１］、蘇力【８２］分別采逡逑用Ｋｅｌｖｉｎ鏈模型對ＣＳＨ凝膠和普通混凝土的短期徐變行為進行分析，發(fā)現２個逡逑Ｋｅｌｖｉｎ單元串聯即可良好反映材料的這種粘彈性行為。８６此１１＾0等［９２］將基于Ｂａ＾ａｎｔ逡逑等人提出的Ｂ４徐變模型換算得到粘彈性模型并將其運用到有限元分析中，發(fā)現可逡逑

北京交通大學碩士學位論文年間的５１２組混凝土受壓徐變以及４１２組收縮試驗３組混凝土徐變數據和１８０９組收縮試驗數據，其比重，形成了最新混凝土徐變數據庫，后文中簡稱、試驗條件、試件的幾何尺寸均在數據庫中有詳細庫中徐變試驗時間，試驗地區(qū)，相應參數范圍等做間逡逑據庫中所收集的混凝土徐變試驗時間為１９３０年至２０之間數據量超過了邋４００組，２０００年以來，徐變試２－３所示。逡逑５００１邐逡逑

【參考文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 蘇力;混凝土靜動態(tài)粘彈性性能的理論及試驗研究[D];北京交通大學;2017年

相關碩士學位論文 前1條

1 錢晨;C-S-H凝膠及混凝土骨料粘彈性性能研究[D];寧波大學;2017年

本文編號：2779524