基于机器学习的高温下混凝土力学性能研究

2025-06-27 60 1.67M 0

  摘要:高温下的混凝土的力学性能直接影响结构安全性。该文先基于已有的高温混凝土压缩和拉伸试验数据,采用Abaqus有限元软件进行数值模拟复现,验证了仿真方法的可靠性。其次,通过模拟不同强度等级普通混凝土在20~800 ℃高温作用下的单轴拉压和围压试验,阐明了温度对混凝土抗压强度、劈拉强度、弹性模量和应力-应变关系的影响规律。最后,基于BP神经网络(BPNN)、支持向量回归(SVR)和高斯过程回归(GPR)3种常用的机器学习算法,建立了可在不同温度下混凝土力学性能的快速预测模型。结果表明:GPR模型和SVR模型的预测精度较高,其中混凝土抗压强度和抗拉强度的预测模型R2分别为0.997 23、0.979 55。

  文章目录

  0 引言

  1 数值模拟方法

  1.1 混凝土热工参数

  1.2 有限元模型

  1.2.1 几何模型及温度场施加

  1.2.2 材料模型

  1.2.3 接触算法

  1.3 模型验证

  1.3.1 压缩试验验证

  1.3.2 劈拉试验验证

  2 影响规律分析

  2.1单轴压缩

  2.2 三轴压缩

  2.3 劈裂抗拉

  3 高温下混凝土力学性能预测模型

  3.1 BPNN算法

  3.2 SVR算法

  3.3 GPR算法

  3.4 机器学习模型的建立及验证

  3.4.1 数据库的建立

  3.4.2 抗压性能预测验证

  3.4.3 抗拉性能预测验证



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