پیش بینی مقاومت فشاری بتن خودتراکم حاوی خاکستر پوسته برنج با استفاده از مدلهای داده مبنا

Abstract

ساخت و نگهداری روکش­های بتنی از مسائل مهم و پرهزینه در دهه اخیر بوده است. ازاین رو، استفاده از بتن خودتراکم به عنوان بتنی با ویژگی های مقاومتی مطلوب و آلایندگی پایین مورد توجه قرار گرفته است. خواص مقاومتی بتن خودتراکم به فاکتورهای مهمی از نسبت­های اختلاط وابسته بوده که لزوم پژوهش های آزمایشگاهی و آنالیز­های کامپیوتری هوشمند در ساخت آن را نمایان ساخته است. تعیین میزان بهینه مواد تشکیل ­دهنده بتن به منظور رسیدن به مقاومت مطلوب، صرفه­ جویی در تعداد دفعات آزمایش و کاهش هزینه­ های انجام آزمایش­ها ارائه مدل­های رگرسیونی محاسباتی برای تخمین خواص مقاومتی بتن را مورد توجه قرار داده است. هدف اصلی در این مطالعه ارائه رابطه­ای محاسباتی برای تخمین مقاومت فشاری بتن خودتراکم حاوی خاکستر پوسته برنج (RHA) با استفاده از رویکرد قدرتمندی به نام برنامه ­نویسی بیان ژن (GEP) می­باشد. برای ارزیابی عملکرد مدل پیشنهادی GEP مطالعه­ای مقایسه­ای با استفاده از روش­های کلاسیک مدلسازی داده مبنای شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و رگرسیون خطی چندگانه (MLR) نیز انجام شد. مجموعه داده­ های قابل اطمینان و مناسبی شامل 156 نمونه مقاومت فشاری حاوی RHA از مقالات معتبر جمع آوری و مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد مدل­های پیشنهادی ارائه شده با استفاده از شاخص­های خطای ضریب همبستگی (R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) محاسبه و ارزیابی گردید .نتایج شاخص­های خطا در ارزیابی عملکرد مدل­های توسعه داده شده نشان داد روش GEPدقت قابل توجه و مقادیر خطای کمتری در محاسبه داشته است. همچنین رابطه محاسباتی براساس عبارات بیان ژنی در روش GEP برای پیش ­بینی مقاومت فشاری در سنین مختلف ارائه شد که با شاخص همبستگی 0.94 و مقادیر خطای 4-5 مگاپاسکال دقت قابل توجهی را نشان داده است. رابطه ارائه شده به آسانی می تواند برای پیش طراحی نسبت­های اختلاط و همچنین کنترل سریع راه­ حلهایی قطعی مورد استفاده قرارگیرد .تحلیل حساسیت برای مشخص کردن مقادیر تاثیرگذار در مدل مقاومت فشاری ارائه شده نشان داد، متغیر چسباننده در این مدلسازی نسبت­های اختلاط بیشترین تاثیر عملکردی را ایفا نموده است.