基于均勻設(shè)計(jì)和SMPSO的細(xì)骨料配合比優(yōu)化研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)勁，水利工程業(yè)受其推動(dòng)也發(fā)展迅速。目前我國(guó)年產(chǎn)水泥近6億噸，約有1/3用于拌合砂漿，則年需要砂漿10億噸以上。2010年全國(guó)混凝土總產(chǎn)量達(dá)到9.6億立方米。可見(jiàn)，作為砂漿、混凝土重要組成之一的砂，其每年用量驚人。
　　 我們知道砂的顆粒級(jí)配的好壞直接影響著砂漿的一些性能。本論文從細(xì)集料大密度級(jí)配理論出發(fā)研究如何優(yōu)化細(xì)集料的顆粒級(jí)配，使幾種不同粒徑級(jí)配的砂按一定的比例搭配，摻混出最大密度砂。本論文主要從兩條途徑

2、著手:一是理論研究，研究砂的大密度級(jí)配理論，并且與單純形微粒子群算法相結(jié)合優(yōu)化組合大密度砂;二是試驗(yàn)研究，即采用配方均勻設(shè)計(jì)方法摻混幾種不同級(jí)配的砂子，測(cè)每組混合砂的堆積密度，找到最大堆積密度砂并研究組合大密度砂對(duì)砂漿性能的影響。在此基礎(chǔ)上，比較兩條途徑的研究結(jié)果，得到了適合于砂的大密度級(jí)配公式，并為砂漿性能優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。本文主要在以下幾方面進(jìn)行了研究:
　　 (1)介紹了幾種目前常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，如全面試驗(yàn)、正交設(shè)

3、計(jì)、星點(diǎn)設(shè)計(jì)、拉丁方設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)。根據(jù)它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，本論文采用均勻設(shè)計(jì)法來(lái)安排試驗(yàn)，但考慮到粗、中、細(xì)砂的組合配比屬配方試驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，即粗、中、細(xì)砂的體積總和為總砂量，其配比加和為1，三者之間相互制約，采用普通的均勻設(shè)計(jì)方法不夠準(zhǔn)確，故采用一種先進(jìn)的配方設(shè)計(jì)方法—配方均勻設(shè)計(jì)。介紹了均勻設(shè)計(jì)的基本原理及均勻設(shè)計(jì)表的使用方法，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了應(yīng)用配方均勻設(shè)計(jì)安排三種砂配比的試驗(yàn)步驟。
　　 (2)在查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上

4、，對(duì)目前應(yīng)用較多的骨料大密度級(jí)配理論進(jìn)行了較為系統(tǒng)的總結(jié)，其中包括:富勒曲線、泰波曲線、I法、k法和粒子干涉理論。
　　 (3)介紹了單純形微粒群算法(SMPSO)的基本原理和算法流程，該算法在繼承了微粒群優(yōu)化算法原有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，有效地增強(qiáng)了PSO算法的局部搜索能力，提高了PSO的魯棒性，比標(biāo)準(zhǔn)PSO更容易找到全局最優(yōu)解。
　　 (4)結(jié)合基于配方均勻設(shè)計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果和泰波理論，分析了砂子級(jí)配對(duì)其密實(shí)度的影響，并在此基礎(chǔ)上

5、提出砂的大密度級(jí)配曲線即p=(d/D)0.5，并研究出了配制最大密度砂的各粒徑材料百分含量的計(jì)算方法——p=(d/D)0.5與SMPSO相結(jié)合的方法。
　　 (5)從砂漿配合比理論分析了砂的骨料級(jí)配和密實(shí)度對(duì)砂漿性能的影響，進(jìn)行了相關(guān)骨料、砂漿性能的測(cè)試試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而得出砂的密度越大，其拌制的砂漿密度越大且抗壓強(qiáng)度、抗CL-滲透、抗碳化性能越好。
　　 (6)論文的最后，總結(jié)了本文的研究工作，分析了研