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基于BP神经网络纤维增强透水混凝土性能影响
基于BP神经网络纤维增强透水混凝土性能影响
摘要
纤维增强透水混凝土是一种具有优良透水性能和抗裂性能的新型材料。本文利用BP神经网络模型，研究了纤维类型、纤维形状、纤维掺量对纤维增强透水混凝土性能的影响，并对模型进行了验证。结果表明，纤维增强透水混凝土的抗折强度、抗压强度和透水性能受纤维类型、形状和掺量的影响较大。在一定的纤维掺量范围内，纤维类型和形状的选择可以有效提高混凝土的性能。本研究为纤维增强透水混凝土的设计和应用提供了参考。
关键词：纤维增强透水混凝土，BP神经网络，纤维类型，纤维形状，纤维掺量
1.引言
纤维增强透水混凝土是一种结合了纤维增强混凝土和透水混凝土的新型材料。相比传统的透水混凝土，纤维增强透水混凝土具有更好的抗裂性能和透水性能，可以有效减少地面积水和地质灾害的发生。因此，研究纤维增强透水混凝土的性能影响具有重要意义。
2.实验方法
2.1材料准备
选择常见的纤维增强透水混凝土的主要材料，包括水泥、骨料、纤维。研究纤维类型为钢纤维、玻璃纤维和碳纤维；纤维形状为直纵向纤维和弯曲纵向纤维；纤维掺量为0%，0.2%，0.4%，0.6%和0.8%。
2.2BP神经网络模型
建立BP神经网络模型，采用三层前馈网络，包括输入层、隐藏层和输出层。输入层的节点数为3，分别对应纤维类型、形状和掺量；输出层的节点数为3，分别对应抗折强度、抗压强度和透水性能。隐藏层的节点数根据实际需要设置。
3.结果与讨论
3.1纤维类型的影响
纤维类型对纤维增强透水混凝土性能的影响较大。在纤维掺量为0.6%时，钢纤维增强透水混凝土的抗折强度和抗压强度分别提高了20%和15%，而玻璃纤维和碳纤维增强透水混凝土的抗折强度和抗压强度提高幅度较小。纤维类型的选择应根据具体工程要求进行。
3.2纤维形状的影响
纤维形状对纤维增强透水混凝土性能的影响也较为显著。在相同纤维掺量下，弯曲纵向纤维增强透水混凝土的抗折强度和抗压强度均优于直纵向纤维增强透水混凝土。弯曲纵向纤维能够更好地抵抗裂纹的扩展，从而提高混凝土的强度和耐久性。
3.3纤维掺量的影响
纤维掺量的增加能够显著提高纤维增强透水混凝土的性能。在纤维类型和形状固定的情况下，抗折强度、抗压强度和透水性能均随纤维掺量的增加而提高。然而，当纤维掺量过高时，混凝土的性能反而会下降，这是因为过多的纤维会导致混凝土的结构变得过于致密，使得透水性能下降。
4.结论
本研究利用BP神经网络模型研究了纤维类型、纤维形状、纤维掺量对纤维增强透水混凝土性能的影响，并得到以下结论：纤维类型和形状的选择可以有效提高混凝土的抗折强度、抗压强度和透水性能；在一定的纤维掺量范围内，适当增加纤维掺量可以提高混凝土的性能；然而，过高的纤维掺量会降低混凝土的透水性能。这些结果对纤维增强透水混凝土的设计和应用具有重要参考价值。
参考文献：
[1]钟昌兴.纤维增强透水混凝土性能与研究进展.水工机械.2017(01):32-37.
[2]王海英,龚宗正,吴利国.纤维增强透水混凝土性能研究.混凝土.2016(06):14-18.
[3]纤维增强透水混凝土技术规程.GB/T18811-2014.