[发明专利]一种评价再生混凝土强度指标的概率预测模型

说明书

本发明公开了一种评价再生混凝土强度指标的概率预测模型，不仅较好地考虑了影响再生混凝土强度指标的各因素，而且通过先验模型计算值、后验模型计算值及试验值相互间的对比分析可知：贝叶斯模型与已经存在的模型具有一定的偏离，使贝叶斯推断较好地利用了自然信息准确性好的优势，对先验信息和模型进行利用与更新，使得后验模型计算值更加接近试验结果。本发明充分体现了数据挖掘与大数据分析在土木工程中的应用。

技术领域

本发明涉及再生混凝土强度指标的评价方法，具体是一种评价再生混凝土强度指标的概率预测模型。

背景技术

再生混凝土是指将废弃混凝土块进行破碎、清洗、分级后按一定比例与级配混合、部分或全部代替天然骨料制成的混凝土，其被认为可以提高建筑行业的资源可持续性，并最大限度地减少对环境的影响。然而，由于再生混凝土材料离散性较大的本质特性，其强度指标不同于天然骨料混凝土。因此，在建筑行业广泛使用再生混凝土之前，需建立其强度指标与配合比之间的准确关系。抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量是进行混凝土结构分析和设计的关键材料性能。然而，由于现有的模型大多局限于特定的样本子集，难以开发出可靠而准确的表达式来预测再生混凝土强度指标。为进一步提高模型的预测准确性，本发明通过对已有的试验数据进行挖掘与分析，对未知参数进行估计，修正先验模型并建立后验模型，进而提出一种评价再生混凝土强度指标的概率预测模型，从而更加准确地预测再生混凝土强度指标。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种评价再生混凝土强度指标的概率预测模型。

本发明的技术方案是：一种评价再生混凝土强度指标的概率预测模型，包括以下步骤：

(1)贝叶斯多元统计概率推断，要使用先验信息和样本信息。先验信息是已有的再生混凝土强度指标的计算方法，其中包括再生混凝土立方体单轴抗压强度(f_cu)、圆柱体单轴抗压强度(f_cy)、抗折强度(f_r)、劈裂抗拉强度(f_st)、三轴抗压强度(f_cc)、单轴弹性模量(E_cu)和三轴弹性模量(E_cc)共7个再生混凝土强度指标的计算方法，样本信息是已完成试验研究的数据库。应用贝叶斯方法综合这两类信息进行推断，从而得到再生混凝土强度指标的后验分布。

(2)根据步骤(1)提出的贝叶斯理论以及再生混凝土强度指标的计算方法，建立再生混凝土强度指标的预测模型。它在一定基础上，纠正了现有确定性模型中的偏差，使预测结果更加接近试验结果。

(3)根据步骤(2)建立的再生混凝土强度指标预测模型，采用一系列影响再生混凝土强度指标参数的函数g_i(y)作为修正项。

(4)基于共轭先验分布和方差σ²后验边缘分布，进而来剔除步骤(3)中对整体影响不显著的g_i(y)，从而达到消除参数的目的。

(5)根据步骤(4)中的剔除参数，并结合模型验证和对比分析，得到了再生混凝土强度指标的后验计算公式。

作为优选，所述步骤(1)先验信息的已经存在的再生混凝土立方体单轴抗压强度(f_cu)计算公式为：

再生混凝土圆柱体单轴抗压强度(f_cy)：

再生混凝土抗折强度(f_r)：

f_r[MPa]＝0.022·(1.2-0.002R％)·(2.3-0.3w_eff/c)^6.9

再生混凝土劈裂抗拉强度(f_st)：