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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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基于多种机器学习模型的混凝土力学性能 预测及对比研究
Prediction and comparative study of concrete mechanical properties based on multiple machine learning models
2025年第1期
机器学习;混凝土;力学性能;预测;XGBoost模型;神经网络;支持向量机
Machine learning; Concrete; Mechanical property; Prediction; XGBoost model; Neural network; Support vector machine
2025年第1期
10.19761/j.1000-4637.2025.01.034.07
上海市社会发展科技攻关项目(20dz1202103)。
杨 光,杨利香
上海市建筑科学研究院有限公司,上海 200032

杨 光,杨利香

杨光,杨利香.基于多种机器学习模型的混凝土力学性能预测及对比研究[J].混凝土与水泥制品,2025(1):34-40.

YANG G,YANG L X.Prediction and comparative study of concrete mechanical properties based on multiple machine learning models[J].China Concrete and Cement Products,2025(1):34-40.

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摘   要:选择了BP神经网络模型、支持向量机、XGBoost模型这3种机器学习模型构建了混凝土原材料用量与28 d抗压强度之间的预测模型,比较了各模型的拟合度、泛化能力和预测误差。结果表明:XGBoost模型在拟合度和泛化能力方面表现较为优秀,是构建混凝土原材料用量与28 d抗压强度之间预测关系的最佳模型。 Abstract: Three machine learning algorithms, namely BP neural network model, support vector machine, and XGBoost model were selected to construct a prediction model between the amount of concrete raw materials and the 28 d compressive strength. The fitting degree, generalization ability, and prediction error of each model were compared. The results show that the XGBoost model performs well in terms of fitting and generalization ability, and it is the best model for predicting the relationship between the amount of concrete raw materials and the 28 d compressive strength.
英文名 : Prediction and comparative study of concrete mechanical properties based on multiple machine learning models
刊期 : 2025年第1期
关键词 : 机器学习;混凝土;力学性能;预测;XGBoost模型;神经网络;支持向量机
Key words : Machine learning; Concrete; Mechanical property; Prediction; XGBoost model; Neural network; Support vector machine
刊期 : 2025年第1期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2025.01.034.07
文章编号 :
基金项目 : 上海市社会发展科技攻关项目(20dz1202103)。
作者 : 杨 光,杨利香
单位 : 上海市建筑科学研究院有限公司,上海 200032

杨 光,杨利香

杨光,杨利香.基于多种机器学习模型的混凝土力学性能预测及对比研究[J].混凝土与水泥制品,2025(1):34-40.

YANG G,YANG L X.Prediction and comparative study of concrete mechanical properties based on multiple machine learning models[J].China Concrete and Cement Products,2025(1):34-40.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:选择了BP神经网络模型、支持向量机、XGBoost模型这3种机器学习模型构建了混凝土原材料用量与28 d抗压强度之间的预测模型,比较了各模型的拟合度、泛化能力和预测误差。结果表明:XGBoost模型在拟合度和泛化能力方面表现较为优秀,是构建混凝土原材料用量与28 d抗压强度之间预测关系的最佳模型。

Abstract: Three machine learning algorithms, namely BP neural network model, support vector machine, and XGBoost model were selected to construct a prediction model between the amount of concrete raw materials and the 28 d compressive strength. The fitting degree, generalization ability, and prediction error of each model were compared. The results show that the XGBoost model performs well in terms of fitting and generalization ability, and it is the best model for predicting the relationship between the amount of concrete raw materials and the 28 d compressive strength.

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(1)BP神经网络模型、支持向量机和XGBoost模型均能建立混凝土原材料用量和28 d抗压强度之间的非线性关联模型,其中,BP神经网络模型和XGBoost模型的拟合能力稍高于支持向量机。
(2)XGBoost模型的泛化能力优于BP神经网络模型和支持向量机。
(3)XGBoost模型对强度等级C20~C85的混凝土抗压强度的预测能力较为优秀,误差±10%超限比例仅为8.3%。BP神经网络模型和支持向量机对强度等级C60以下的混凝土抗压强度的预测更精确。
(4)XGBoost模型在拟合度和泛化能力方面均表现优秀,是构建混凝土原材料用量与抗压强度之间预测关系的最佳模型。

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