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基于響應(yīng)面法的聚丙烯纖維再生磚骨料混凝土配合比優(yōu)化

2022-08-29 11:08:42黃煒郭余婷葛培權(quán)文立董昆侖
關(guān)鍵詞:響應(yīng)值水灰比殘差

黃煒,郭余婷,葛培,權(quán)文立,董昆侖

(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院,陜西 西安,710055)

隨著城市化進(jìn)程的加速,一大批老舊建筑將會(huì)被拆除,必然會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾。建筑垃圾主要包括廢棄混凝土及廢棄磚,其中廢棄磚占35%~45%[1-3]。采用廢棄碎磚部分或全部代替天然骨料來(lái)制備再生磚骨料混凝土(RBAC),不僅可以解決建筑垃圾的堆放及填埋問(wèn)題,還能節(jié)約自然資源、保護(hù)環(huán)境[4-5]。但由于再生磚骨料(RBA)存在表面粗糙、孔隙率大、自身強(qiáng)度低、吸水率高等缺陷,其工程應(yīng)用范圍受限[6]。為擴(kuò)大RBAC應(yīng)用范圍,需對(duì)其性能進(jìn)行全面和系統(tǒng)的研究,而配合比設(shè)計(jì)直接決定了再生混凝土的工作性能、力學(xué)性能和耐久性,是性能研究的前提條件[7-8]。

目前,有關(guān)RBAC 配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究尚少,人們大多參照“普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程”[9]進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),并利用正交試驗(yàn)尋求最優(yōu)配比。但采用正交試驗(yàn)尋求最優(yōu)配比時(shí),考慮因素間的相互作用,會(huì)導(dǎo)致工作量較大,且無(wú)法在指定的區(qū)域獲得因素與響應(yīng)值之間明確的函數(shù)關(guān)系[10-11]。響應(yīng)面法(RSM)是數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,能用少量試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立多個(gè)因素與一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)值之間的數(shù)學(xué)模型,并評(píng)估各因素間的交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響,確定最優(yōu)響應(yīng)值,與正交試驗(yàn)相比具有試驗(yàn)次數(shù)少、成本低、精度高等優(yōu)勢(shì)[12]。

此前,RSM 多用于化學(xué)、生物、農(nóng)業(yè)及食品領(lǐng)域,近年來(lái)開始應(yīng)用于建筑材料領(lǐng)域中水泥砂漿和混凝土的配合比優(yōu)化。呂官記等[13]通過(guò)RSM的Box-Behnken 設(shè)計(jì)(BBD)模式建立二次多項(xiàng)式回歸方程,進(jìn)而得出三元聚合物砂漿三因素三響應(yīng)值的綜合最優(yōu)配比。王靜文等[14]利用RSM 的中心復(fù)合設(shè)計(jì)對(duì)玄武巖纖維泡沫混凝土進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),并結(jié)合渴求函數(shù)對(duì)玄武巖纖維泡沫混凝土實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化。ZHANG 等[15]通過(guò)RSM 的BBD 模式設(shè)計(jì)得到再生骨料透水混凝土的最優(yōu)骨料級(jí)配和外加劑用量。上述研究表明將RSM 應(yīng)用于建筑材料配合優(yōu)化具有顯著優(yōu)勢(shì),但應(yīng)用RSM 進(jìn)行RBAC的相關(guān)研究較少。

本文作者以水灰比、再生磚骨料取代率和聚丙烯纖維(PPF)體積分?jǐn)?shù)為因素,以聚丙烯纖維再生磚骨料混凝土(PPFRBAC)抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度為響應(yīng)值,在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用RSM 建立響應(yīng)面模型,分析各因素對(duì)響應(yīng)值的影響,結(jié)合渴求函數(shù)獲得PPFRBAC的最優(yōu)配比,以期為纖維再生磚骨料混凝土配合比多目標(biāo)優(yōu)化提供參考。

1 響應(yīng)面法

典型的二階響應(yīng)面設(shè)計(jì)包括全因子設(shè)計(jì)(FFD)、中央復(fù)合設(shè)計(jì)(CCD)和BBD。其中,F(xiàn)FD需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)且模型的精確性低,所以應(yīng)用較少。CCD和BBD均可用于三因素的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)估因素之間的非線性關(guān)系,且預(yù)測(cè)精度高,應(yīng)用較廣泛。但BBD 不需要連續(xù)進(jìn)行多次試驗(yàn),并且在因素相同的情況下,BBD 的試驗(yàn)次數(shù)比CCD的少。此外,由于BBD限制了試驗(yàn)中的因素水平(高、中、低水平的編碼值分別為1,0,-1),因素的變化不會(huì)超過(guò)安全范圍,所以BBD 具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。綜合考慮試驗(yàn)組數(shù)和因素水平,本文采用響應(yīng)面法(RSM)的BBD來(lái)建立回歸模型。

RSM 采用多項(xiàng)式回歸方程來(lái)擬合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系,主要包括收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)、建立響應(yīng)面模型、檢驗(yàn)?zāi)P?、?yōu)化最佳參數(shù)和驗(yàn)證最佳參數(shù)5個(gè)步驟[16]。式(1)所示為包含常數(shù)項(xiàng)、一次項(xiàng)、交互項(xiàng)和二次項(xiàng)的多項(xiàng)式響應(yīng)曲面數(shù)值模型:

式中:Y為響應(yīng)值;β0為常數(shù)項(xiàng);xi和xj為獨(dú)立變量;βi為一次項(xiàng)系數(shù);βii為二次項(xiàng)系數(shù);βij為交互項(xiàng)系數(shù);ε為隨機(jī)誤差;n為變量數(shù)。

RSM 中的方差分析可以確定預(yù)測(cè)模型的一次項(xiàng)、交互項(xiàng)和二次項(xiàng)的影響以及模型回歸系數(shù),還可以用于評(píng)估模型的顯著性和可信度。采用相關(guān)系數(shù)R2和調(diào)整系數(shù)評(píng)估模型的可靠性。

式中:Sr為殘差平方和;Sm為回歸平方和;Dr為殘差自由度;Dm為回歸自由度。

Design-expert 10.0.7 軟件具有基于渴求函數(shù)的數(shù)值優(yōu)化功能,可同時(shí)獲得最優(yōu)變量值和響應(yīng)值。渴求函數(shù)(D)為各響應(yīng)渴求值的冪指數(shù)乘積,其取值范圍為0~1,D越接近1,所得到的最優(yōu)條件將更可靠。單個(gè)響應(yīng)的渴求值(di)和渴求函數(shù)表達(dá)式式分別為:

式中:Yi為第i個(gè)響應(yīng)的擬合值;L為第i個(gè)響應(yīng)的下限值,U為第i個(gè)響應(yīng)的上限值;wi為第i個(gè)響應(yīng)的權(quán)重。

本文通過(guò)9組試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立如式(1)所示的響應(yīng)曲面回歸方程,隨后通過(guò)式(2)和式(3)對(duì)回歸方程的可信度進(jìn)行評(píng)價(jià),最后結(jié)合式(4)選取最優(yōu)配比。

2 試驗(yàn)概況

2.1 試驗(yàn)材料

水泥采用“秦嶺牌”普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)為32.5。天然細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.8 的普通河砂。粗骨料分為天然粗骨料和再生粗骨料,天然粗骨料采用粒徑為5~20 mm的連續(xù)級(jí)配碎石;再生粗(磚)骨料由陜西建新環(huán)??萍及l(fā)展有限公司生產(chǎn),其物理性能見表1,粗骨料的顆粒級(jí)配見表2。聚丙烯纖維由上海影佳實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn),其物理性能見表3。

表1 再生粗骨料物理性能Table 1 Physical properties of recycled coarse aggregate

表2 粗骨料顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Particle mass fraction of coarse aggregate %

表3 聚丙烯纖維物理性能Table 3 Physical properties of polypropylene fiber

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參照“普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程”進(jìn)行PPFRBAC 配合比設(shè)計(jì)[9]。試驗(yàn)用水量為固定值,研究水灰比、再生磚骨料取代率和聚丙烯纖維體積分?jǐn)?shù)對(duì)PPFRBAC抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度的影響。本文作者分別選取水灰比(因素A)、再生磚骨料取代率(因素B)和聚丙烯纖維體積分?jǐn)?shù)(因素C)這3個(gè)因素,在L9(33)三因素三水平正交試驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用Design-expert 10.0.7 軟件中的BBD 設(shè)計(jì)功能對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。基于已有的研究并考慮試配可行性等,確定各水平的具體范圍,試驗(yàn)因素與水平見表4。

表4 試驗(yàn)因素與水平Table 4 Factors and level of the test

2.3 試件制備及試驗(yàn)方法

依據(jù)“普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法”[17]進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)。首先,將混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行掛漿處理,接著向攪拌機(jī)中加入稱量好的水泥、砂、碎石、再生磚骨料和聚丙烯纖維,干拌30 s,然后加水?dāng)嚢?20 s。待PPFRBAC拌和均勻后,將其倒入事先涂抹過(guò)脫模劑的試模內(nèi),并利用振搗棒進(jìn)行振搗,振搗時(shí)應(yīng)避免過(guò)振和漏振,以防混凝土離析及降低纖維與基體的黏結(jié)強(qiáng)度。隨后用抹刀將試件抹平,并在試模上貼上標(biāo)簽,24 h后脫模。最后,將試件放在養(yǎng)護(hù)池中,參照“纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程”[18]養(yǎng)護(hù)28 d。采用邊長(zhǎng)為150 mm 的立方體試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn),加載設(shè)備為TYA-2000型電液式壓力試驗(yàn)機(jī)。

3 結(jié)果及分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

PPFRBAC 的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值如表5所示。

3.2 模型的建立及方差分析

利用Design-expert10.0.7 軟件對(duì)表5 中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析,分別得到抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的響應(yīng)曲面擬合方程Y1和Y2:

表5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 5 Test design and results

由式(6)和式(7)可知:在一定范圍內(nèi),RBAC抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度與水灰比、PPF體積分?jǐn)?shù)呈反比,與RBA取代率呈正比。

對(duì)上述回歸模型進(jìn)行方差分析和可信度分析,結(jié)果分別如表6~8所示。本文采用P值對(duì)模型顯著性進(jìn)行評(píng)價(jià),采用相關(guān)系數(shù)R2、調(diào)整系數(shù)、變異系數(shù)和信噪比對(duì)模型可信度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。P值表示原假設(shè)出現(xiàn)的概率,F(xiàn)值越大,P值相應(yīng)越小,表明模型的顯著性越高[19]。當(dāng)P值大于0.05時(shí),模型顯著性較低,不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,回歸模型不可用;反之,回歸模型顯著性較高[20]。相關(guān)系數(shù)R2表示響應(yīng)值與真值間的差異程度,取值范圍為0~1,其值越大,表明兩者的差異性越小。調(diào)整系數(shù)與相關(guān)系數(shù)R2差值越小,變異系數(shù)越小,且信噪比大于4,說(shuō)明回歸方程擬合程度越高,試驗(yàn)的可信度和精度越高。

由表6 和表8 可知:抗壓強(qiáng)度回歸模型Y1的P值為0.029,F(xiàn)值為34.19,說(shuō)明回歸模型的顯著性較高;同時(shí),相關(guān)系數(shù)R2為0.990,調(diào)整系數(shù)為0.961,變異系數(shù)為3.42%,信噪比為20.368,說(shuō)明回歸模型具有較高的可靠性。此外,單因素A的P值小于0.05,說(shuō)明單因素A對(duì)抗壓強(qiáng)度的作用顯著,單因素B和C以及雙因素AB,AC和BC的P值均大于0.05,說(shuō)明這5個(gè)因素的影響較小。

表6 抗壓強(qiáng)度回歸模型方差分析Table 6 Variance analysis of compressive strength regression model

表8 模型可信度檢驗(yàn)分析Table 8 Reliability test and analysis of the model

由表7和表8可知:劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型Y2的P值為0.005,F(xiàn)值為183.20,說(shuō)明回歸模型的顯著性極高;同時(shí),相關(guān)系數(shù)R2為0.998,調(diào)整系數(shù)為0.993,變異系數(shù)為1.33%,信噪比為41.807,說(shuō)明回歸模型可靠性較高。此外,因素A,C和AC的P值均小于0.05,說(shuō)明單因素A和C以及雙因素AC對(duì)劈裂抗拉強(qiáng)度的影響較顯著,且按影響程度從大到小排序依次為A,C和AC;因素B,AB和BC的P值均大于0.05,說(shuō)明這3 個(gè)因素的影響較小。

表7 劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型方差分析Table 7 Variance analysis of regression model for splitting tensile strength

運(yùn)用Design-expert 10.0.7 軟件的ANOVA 功能可以導(dǎo)出回歸模型的學(xué)生化殘差。學(xué)生化殘差是殘差除以標(biāo)準(zhǔn)差后得到的數(shù)值,用以直觀地判斷殘差項(xiàng)是否服從正態(tài)分布。學(xué)生化殘差可由普通殘差導(dǎo)出,在回歸模型診斷中具有十分重要的作用[21]??箟簭?qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型的學(xué)生化殘差分別如圖1和圖2所示。由圖1和圖2可知:回歸模型均不存在異常數(shù)據(jù)點(diǎn),數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻地分布在直線附近,說(shuō)明殘差較小,模型的擬合效果較理想。

圖1 抗壓強(qiáng)度回歸模型的學(xué)生化殘差Fig.1 Student residual of compressive strength regression model

圖2 劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型的學(xué)生化殘差Fig.2 Student residual of splitting tensile strength regression model

3.3 響應(yīng)面分析

根據(jù)線性回歸模型分別繪制抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的3D響應(yīng)曲面圖及對(duì)應(yīng)的等高線圖,用以直觀分析兩因素交互作用對(duì)再生磚骨料混凝土抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的影響,結(jié)果分別如圖3和圖4所示。

圖3 抗壓強(qiáng)度響應(yīng)曲面圖及等高線圖Fig.3 Response surface plots and contour diagram of compressive strength

3.3.1 抗壓強(qiáng)度分析

由圖3(a)可知:當(dāng)PPF體積分?jǐn)?shù)為1.2%,RBA取代率小于等于60%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨水灰比增大而無(wú)明顯變化;而當(dāng)RBA 取代率高于60%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨水灰比增大而降低。當(dāng)水灰比小于等于0.63 時(shí),抗壓強(qiáng)度隨RBA 取代率增大而升高;而當(dāng)水灰比高于0.63 時(shí),抗壓強(qiáng)度隨RBA 取代率增大而無(wú)明顯變化。由圖3(b)可知:當(dāng)RBA 取代率為65%,水灰比小于等于0.63時(shí),抗壓強(qiáng)度隨PPF體積分?jǐn)?shù)增大而無(wú)明顯變化;而當(dāng)水灰比高于0.63時(shí),抗壓強(qiáng)度隨PPF體積分?jǐn)?shù)增大而降低。當(dāng)PPF體積分?jǐn)?shù)小于等于1.2%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨水灰比增大而無(wú)明顯變化;而當(dāng)PPF體積分?jǐn)?shù)高于1.2%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨水灰比增大而降低。由圖3(c)可知:當(dāng)水灰比為0.63,PPF 體積分?jǐn)?shù)小于等于1.2%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨RBA 取代率增大而升高;而當(dāng)PPF 體積分?jǐn)?shù)高于1.2%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨RBA取代率增大而無(wú)明顯變化;當(dāng)RBA 取代率小于等于60%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨PPF體積分?jǐn)?shù)增大而無(wú)明顯變化;而當(dāng)RBA 取代率高于60%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨PPF 體積分?jǐn)?shù)增大而降低。

綜上分析可知,低水灰比和高RBA 取代率、低水灰比和高PPF 體積分?jǐn)?shù)以及高RBA 取代率和低PPF體積分?jǐn)?shù)均可使PPFRBAC抗壓強(qiáng)度增大。

3.3.2 劈裂抗拉強(qiáng)度分析

由圖4(a)可知:當(dāng)PPF體積分?jǐn)?shù)為1.2%,水灰比固定不變時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨RBA 取代率增大而無(wú)明顯變化;當(dāng)RBA 取代率固定不變時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨水灰比增大而降低。由圖4(b)可知:當(dāng)RBA取代率為65%,PPF體積分?jǐn)?shù)固定不變時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨水灰比增大而降低;當(dāng)水灰比小于等于0.63時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨PPF體積分?jǐn)?shù)增大而無(wú)明顯變化,而當(dāng)水灰比高于0.63 時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨PPF 體積分?jǐn)?shù)增大而降低。由圖4(c)可知:當(dāng)水灰比為0.63,PPF 體積分?jǐn)?shù)小于等于1.2%時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨RBA 取代率增大而升高,而當(dāng)PPF 體積分?jǐn)?shù)高于1.2%時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨RBA取代率增大而無(wú)明顯變化。當(dāng)RBA 取代率小于等于60%時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨PPF 體積分?jǐn)?shù)增大而無(wú)明顯變化;而當(dāng)RBA 取代率高于60%時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度隨PPF體積分?jǐn)?shù)增大而降低。

圖4 劈裂抗拉強(qiáng)度響應(yīng)曲面圖及等高線圖Fig.4 Response surface plots and contour diagram of splitting tensile strength

綜上分析可知,低水灰比和低RBA 取代率、低水灰比和高PPF 體積分?jǐn)?shù)以及高RBA 取代率和低PPF 體積分?jǐn)?shù)均可使PPFRBAC 劈裂抗拉強(qiáng)度增大。

3.4 PPF增強(qiáng)RBAC劈裂抗拉強(qiáng)度機(jī)理分析

由響應(yīng)面分析結(jié)果可知PPF增強(qiáng)RBAC劈裂抗拉強(qiáng)度機(jī)理如下:

1) 均勻而任意分布的PPF 在硬化過(guò)程中改變了RBAC 內(nèi)部結(jié)構(gòu),使RBAC 的內(nèi)部缺陷減少,提高了材料的連續(xù)性。在受到外力作用時(shí),PPF與RBAC共同受力變形,PPF的牽連作用使RBAC裂而不斷并能進(jìn)一步承受荷載,從而提高RBAC 劈裂抗拉強(qiáng)度。

2)RBA 表面粗糙且多棱角,同時(shí)表面黏附有硬化的水泥砂漿,有利于其與PPF之間產(chǎn)生較大的摩擦力和機(jī)械咬合力,在受力時(shí)能有效地阻止纖維被拔出。因此,在RBAC加入適量的PPF有利于提高其整體強(qiáng)度。

3.5 模型的多目標(biāo)優(yōu)化與驗(yàn)證

在回歸模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合渴求函數(shù)對(duì)PPFRBAC 進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,優(yōu)化目標(biāo)為在3 種不同水灰比(因素A)下尋求最優(yōu)的聚丙烯纖維體積分?jǐn)?shù)(因素B)和再生骨料取代率(因素C)以同時(shí)獲得PPFRBAC 抗壓強(qiáng)度回歸模型(Y1)和劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型(Y2)的最大值。優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)如表9所示。

將表9 所定義的目標(biāo)輸入Design-expert 10.0.7軟件中,得出水灰比為0.58,0.63和0.68時(shí)的最優(yōu)配比以及抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的最大值,見表10。由表10 可知:若想獲得較高的強(qiáng)度,則需將水灰比控制在較小值;若考慮經(jīng)濟(jì)性,則需將水灰比控制在較大值,即水泥用量較小。

表9 PPFRBAC優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)Table 9 Optimization design objectives of PPFRBAC

為進(jìn)一步驗(yàn)證模型的精確性,對(duì)表10所示的3組配合比進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,并將強(qiáng)度試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表11 所示,使用相對(duì)誤差絕對(duì)值進(jìn)行驗(yàn)證,計(jì)算公式[19]如下:

表10 響應(yīng)面設(shè)計(jì)最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果Table 10 Optimal design results of response surface design

式中:E為相對(duì)誤差絕對(duì)值;VT為抗壓強(qiáng)度或劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)值;VP為抗壓強(qiáng)度或劈裂抗拉強(qiáng)度預(yù)測(cè)值。

由表11 可知:在Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ組配合比下,抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值之間的相對(duì)誤差絕對(duì)值分別為2.5%,2.8%和3.4%,均小于5%,說(shuō)明抗壓強(qiáng)度回歸模型的預(yù)測(cè)精度較高。在Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ組配合比下,劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值之間的相對(duì)誤差絕對(duì)值分別為2.9%,3.0%和2.7%,均小于5%,說(shuō)明劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型的預(yù)測(cè)精度較高[22]。因此,通過(guò)RSM 優(yōu)化PPFRBAC 配合比,可提高試驗(yàn)效率,從而獲得力學(xué)性能較好的PPFRBAC。

表11 最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果試驗(yàn)驗(yàn)證Table 11 Test verification of optimal design results

4 結(jié)論

1)PPFRBAC抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度回歸模型具有較高精度和可信度,可用該模型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模擬分析。

2)對(duì)于PPFRBAC抗壓強(qiáng)度,只有水灰比對(duì)其影響顯著;而對(duì)于PPFRBAC劈裂抗拉強(qiáng)度,水灰比和PPF體積分?jǐn)?shù)均對(duì)其影響顯著。

3)低水灰比和高PPF 體積分?jǐn)?shù)、高RBA 取代率和低PPF 體積分?jǐn)?shù)均可使PPFRBAC 抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度增大。

4)當(dāng)水灰比分別為0.58,0.63和0.68時(shí),模型預(yù)測(cè)的再生磚骨料最佳取代率均為100%,聚丙烯纖維最優(yōu)體積分?jǐn)?shù)均為0.9%,且強(qiáng)度預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值之間的相對(duì)誤差絕對(duì)值均小于5%,說(shuō)明該模型可為纖維再生磚骨料混凝土配合比多目標(biāo)優(yōu)化提供參考。

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