BP神经网络预测氯盐渍土环境中混凝土结构使用寿命

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1、2016年第10期(总第324期)Number10in2016(TotalNo．324)混凝土Concrete理论研究THEORETICALRESEARCHdoi：lO．3969／j．issn．1002—3550．2016．10．003荆磊1。闰长旺，。刘曙光1，张菊1，段连钧2(】．内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特Ol005l；2．包头市排水产业有限责任公司，内蒙古包头014030)摘要：为预测氯盐渍土环境中混凝土结构的使用寿命，根据长期浸泡试验结果，建立基于Fick扩散定律的混凝土结构使用寿命模型：当假定混凝土保护层厚度为30mm，Fick模型的预测结果

2、大约为50年。再结合Fick模型中参数统计特征，生成供BP神经网络应用的训练样本和预测样本。建立基于BP神经网络的混凝土结构使用寿命模型，BP模型的预测结果也在50年左右，若以Fick模型的预测结果为标准，BP模型的平均误差率仅为3．65％。关键词：普通混凝土；氯盐渍土；Fick扩散定律；BP神经网络；使用寿命中图分类号：Tu528．OJ文献标志码：A文章编号：l002—3550(2016)10一o008一03BPneuralnetworktopredictserviceIifeofconcretestructuresinthechIor-nesa¨nesoiIe

3、nvironmentJ刷GLenyAN∞an聃硼91，LⅢ铀唧an91，乃矾NGJul，DuanL劬fun2(1．SchoolofMiningandTechnology，InnerMongoliaUniVers时ofTechnology，Hohhot01005l，China2．BaotouDrainagcIndust叮Co．，Ltd．，Baotou0l4030，China)Abstract：lnordertopredicttheservicelifeofconcretestmcturesinchlorinesalinesailenvironment，accordi

4、ngtothelong·tennim—mersiontestresults．theservicelifeofconcretestmcturesmodelbasedonFickdifmsionlawisestablished．Whentheconcretecoverthick-nessis30mm，theFickmodelpredictionresultisabout50years，recombiningstatisticalcharacteristicsofFickmodelpar锄eterstogene卜atetrainingsamplesandforecast

5、s枷plesforBPneuralnetworksapplication．EstablishingtheservicelifemodelofconcretesnllctuI‘esbasedonBPneuralnet、vorks，itspredictionresultisalsoabout50years．IfFickmodelpredictjonresultistakenasastandard，theaVerageerrorrateOfBPmodelisonly3．65％．Keywords：ordina眄concrete；chlonnesalinesoil；Fick

6、difmsionlaw；BPnellralnetwork；servicelife0引言我国氯盐渍土环境分布十分广泛，研究表明氯盐侵入引起钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的主要因素，在氯盐渍土环境中混凝土结构物的破坏比海洋环境更为严重¨】。调查结果表明大多数_[业建筑物达不到预期设计使用年限就提前退出服役，造成了极大的经济损失p卅。国内外多数学者认为collepardi提出的Fick扩散定律可以很好的描述氯离子在混凝土中的扩散过程，但由于Fick定律的假设条件过于理想化，可靠性和精确性难以保证，且理论推导比较复杂，对其实际应用造成一定制约阎。笔者以试验结果为基础，建立基于

7、Fick扩散定律的混凝土结构使用寿命修正模型，利用模型中参数的统计特征及模型预测结果得到45组样本，建立基于BP神经网络的使用寿命预测模型，以Fick模型的预测结果为标准，分析BP神经网络预测结果的误差，评价BP神经网络的适用性。1试验设计与结果试验将边长为100mm的c35级混凝土立方体试块浸泡在质量浓度为15％的NaCl溶液中，试块留一面作为扩散面，其余5面涂防水胶，浸泡周期分别为56、112、168、224、280、336d，浸泡完成后将试块进行磨粉取样，根据JTJ27卜1998《水运工程混凝土试验规程》测定混凝土中自由氯离子和总氯离子含量，试验结果如图1所

8、示。2建立