
近期,重庆大学溧阳智慧城市研究院的智慧建造研究中心以通讯单位的身份,在顶级刊物 and 上发表了一篇论文,该刊物的影响因子为 7.693,论文题目为“基于多目标优化的玻璃纤维聚合物钢筋增强水泥土设计”。
本文被选入了高被引论文,它被列入了工程()学术领域的前 1%。其目的是解决玻璃纤维聚合物钢筋增强水泥土双目标优化帕累托前沿的痛点,并且为决策者提供了可行的设计方案。


摘要:钢筋水泥土被广泛应用于处理淤泥导致的软弱地基问题。当下,玻璃纤维聚合物(GFRP)已替代钢材,成为一种新兴材料重庆前沿钢材研究院有限公司,目的是避免钢材腐蚀引发的混凝土性能降低等状况。GFRP 筋加固水泥土(GTRCS)的界面粘结强度具备良好的力学性能。然而,对于粘结强度与各影响因素之间的研究较为缺乏,这阻碍了其应用。本研究调查了不同的含水量情况,其范围为 Cw:50%-90%;不同的水泥比例,范围是 Cc:6%-30%;以及不同的养护龄期,包括 Tc:28 天、90 天。这些因素对 GTRCS 的拉拔强度(Tp)和无侧限抗压强度(UCS)产生了影响。结果显示,拉拔强度和抗压强度与 Tc 和 Cc 呈正相关关系,而与 Cw 呈负相关关系。基于试验结果,建立了支持向量回归(SVR)模型。同时,使用天牛须(BAS)算法对 SVR 的超参数进行了调整。该模型获得了较高的相关系数,其中 UCS 为 0.988,Tp 为 0.972。这说明模型具有较高的可靠性。此外,通过多目标天牛须搜索算法(MOBAS-SVR)达成了 GTRCS 的双目标优化设计,其中包括 UCS - 成本和 Tp - 成本。最后,针对 GTRCS 的变量进行了敏感性分析,目的是明确其对 Tp 和 UCS 的显著范围。




样本制备与拉拔装置设置

人工智能预测与多目标设计框架


抗压强度-造价的帕累托前沿

不同拉拔距离下拉拔强度-造价的帕累托前沿
研究结论:

Tp 与水泥掺量和养护龄期呈正相关重庆前沿钢材研究院有限公司,UCS 也与水泥掺量和养护龄期呈正相关。然而,过量的水会对 GTRCS 的力学性能产生负面影响,其主要原因是会产生多孔结构。
水泥与水的比例增高时(即高水泥含量或低含水量时),GTRCS 抗土基质脱落的能力会提高,并且其弹性阶段会有所增加,残余拉拔强度也会有所增加。
在 UCS 数据集上成功建立了 BAS-SVR 模型,其相关系数为 0.988,RMSE 值为具体数值(原文未给出)。在 Tp 数据集上也成功建立了该模型,相关系数为 0.972,RMSE 值为具体数值(原文未给出)。然而,所提出的模型对实验室数据具有特殊性。因为实验室和现场试验结果存在不可避免的差异,所以必须依据现场资料对模型进行修正。

MOBAS-SVR 模型获得了双目标优化帕累托前沿,包括 UCS -造价和 Tp -造价。这为决策者提供了可行的设计方案,其中值最高的方案被选为优选方案。
从敏感性分析可知,水泥掺量对单轴抗压强度的影响很显著,对拉拔强度的影响也很显著,并且在这两者中影响最为显著。其次是含水量,它的影响次之。而固化时间的影响是最小的。


