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3D打印参数对地聚物混凝土力学性能的影响及深度学习预测模型

2025-06-13 22:2020下载
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文件大小:2.09M

  为揭示喷嘴行进速度V(2.4~7.2 m/min)、打印层高H(4~12 mm)与打印时间间隔T(0~20 min)三类打印参数对3D打印地聚物混凝土(3D Printed Geopolymer Concrete,3DGPC)工作性能和力学性能的影响。本工作通过结合流变参数及孔隙结构特征分析,系统探究V、H和T对3DGPC工作性能与力学性能的作用机制。同时,构建了一种基于CEEMDAN-VMD-Transformer-BiLSTM深度学习架构的力学性能预测模型。结果表明:打印参数V=4.8 m/min、H=8 mm、T=0 min时,3DGPC的综合性能最优,其28 d抗压、抗折及劈裂强度均值分别达浇筑试件的82.4%、86.5%和69.7%,各向异性达最低水平,可建造性达理论最优值的81.3%。此外,当T从0增加至20 min时,3DGPC的屈服应力和塑性黏度分别增加了29.2%和35.7%。孔隙分析显示,V4.8-H8-T0组打印试件的总空气含量较浇筑试件高出0.61%,间距系数降低10.9 μm。基于深度学习建立预测模型,实现了对多个力学性能的高精度预测,误差指标均趋近理论最优值,研究结果为3DGPC的打印参数优化与性能预测提供了理论依据。

  文章目录

  0 引言

  1 材料与方法

  1.1 材料和配合比

  1.2 试件设计及制作

  1.3 试验方法

  1.3.1 工作性能

  1.3.2 力学性能

  1.3.3 孔隙结构

  2 结果与分析

  2.1 工作性能

  2.2 力学性能

  2.2.1 喷嘴行进速度

  2.2.2 打印层高

  2.2.3 打印时间间隔

  2.3 孔隙分析

  2.4 基于CEEMDAN-VMD-Transformer-BiLSTM的力学强度预测模型

  2.4.1 主要模型算法

  2.4.2 预测模型建立

  2.4.3 模型验证及预测结果

  3 结论



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