GR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鐵尾礦粉混凝土研究中的應(yīng)用

程興旺 黃春霞 楊 謙 侯經(jīng)文

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng)712000)

0 前言

在混凝土中摻入鐵尾礦粉，不僅能有效地利用工業(yè)廢棄物[1]，還可以使混凝土獲得良好的工作性能及力學(xué)性能[2]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)人腦神經(jīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上和功能上的仿生模擬技術(shù)，可以從一系列相關(guān)性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中自學(xué)習(xí)、自組織和迫近任意非線性映像[3]，可以很好地反映鐵尾礦粉摻量對(duì)混凝土各項(xiàng)基本性能的影響。

本文根據(jù)一系列相關(guān)的鐵尾礦混凝土的抗壓強(qiáng)度和坍落度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了能夠預(yù)測(cè)評(píng)估其強(qiáng)度和工作性能的GR預(yù)測(cè)模型。

1 GR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

GR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)分支[4]，除過(guò)起始的輸入層以及結(jié)束的輸出層，只有模式和求和兩個(gè)隱含層，并且不必對(duì)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行預(yù)估，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)只需要對(duì)光滑因子的取值進(jìn)行人工調(diào)配，其結(jié)果保證全局收斂。

試驗(yàn)材料：礦渣粉選取靈壽超細(xì)礦渣粉；鐵尾礦粉選取瑞和祥公司提供的比表面積340m2/kg極細(xì)鐵尾礦粉；混凝土基材強(qiáng)度定為C30。定義摻入率為單位體積鐵尾礦質(zhì)量與礦渣粉總質(zhì)量之比。將摻入率，水膠比，砂率，減水劑含量分別設(shè)為自變量P1、P2、P3、P4，將鐵尾礦粉混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)為因變量T1，坍落度設(shè)為T(mén)2。

2 樣本訓(xùn)練與結(jié)果預(yù)測(cè)

GR模型訓(xùn)練過(guò)程中采用交叉驗(yàn)證訓(xùn)練對(duì)光滑因子進(jìn)行自適應(yīng)和調(diào)整，得到的最佳光滑因子值為0.75，其預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成后，利用表2作為測(cè)試樣本，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)能力。

由表1、2可知，鐵尾礦粉混凝土GR網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)誤差保持在較低的水平，完全適應(yīng)于工程需要。

3 結(jié)論

構(gòu)建了鐵尾礦粉混凝土GR網(wǎng)絡(luò)模型，能夠精確地對(duì)其強(qiáng)度和工作性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究表明，GR神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有出色的泛化能力，在鐵尾礦粉混凝土性能預(yù)測(cè)、配合比設(shè)計(jì)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

表1 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練集

表2 網(wǎng)絡(luò)測(cè)試集