تجزیه و تحلیل مدل‌‌های ریاضی پیش‌‌بینی مقاومت‌‌های مکانیکی بتن‌‌های مسلح به الیاف فولادی به روش تجربی و مبتنی بر یادگیری ماشین

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

2 دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

3 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

doi
10.22060/ceej.2026.20086.8164
چکیده

هدف از مقاله‏ حاضر، ارائه مدل‏ ریاضی بهینه برای پیش‌بینی مقاومت‌های مکانیکی بتن مسلح به الیاف فولادی است. برای این منظور ضمن مطالعه و بررسی آزمایشگاهی روابط محققین قبلی برای پیش‌بینی مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی بتن الیافی مسلح شده با الیاف فولادی، روابط ریاضی بهینه حاکم بر مسئله به روش یادگیری ماشین بررسی شده است. تمرکز تحقیق حاضر بر روی آن دسته از بتن‌های مسلح به الیاف فولادی است که در ساخت آنها از الیاف به اشکال صاف، موجدار و دوسرقلاب در مقیاس ماکرو استفاده شده است. طی این تحقیق روابط ریاضی مستخرج از روش یادگیری ماشین که با استفاده از مدلسازی پیش‏بینی مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی بتن‌های مسلح به الیاف فولادی و با به کارگیری روش رگرسیون نمادی بر مبنای یک پایگاه داده‌ی مشتمل بر 2283 داده‏ی بین المللی ارائه شده بررسی می‌گردد. کارایی مدل‏های به کار گرفته شده در این تحقیق با استفاده از سنجه‏های آماری آنالیز خطا نظیر RMSE و MAPE سنجیده شده است. نتایج نشان می‌دهد که پارامترهای سایز بزرگترین سنگدانه، مدول الاستیسیته، مقاومت فشاری بتن شاهد، نسبت آب به سیمان، درصد حجمی و طول الیاف، نسبت ابعادی الیاف و مقاومت کششی یا خمشی مرتبط با نوع خروجی مورد بررسی برای بتن الیافی بیشترین اثر را بر روی پیش‌بینی مقاومت دارند. بررسی نتایج نشان می‌دهد که فرمول‏های ارائه شده برای پیش‌بینی مقاومت بتن مسلح برای الیاف مورد بررسی نسبت به روابط ریاضی گذشته از دقت قابل ملاحظه‌ای برخوردار است.