基于响应面分析的纤维泡沫混凝土多目标优化

摘要

泡沫混凝土可作为初期支护和二次衬砌之间的变形预留层，抵抗高地应力深埋隧道围岩流变变形.通过掺入纤维可进一步改善其压缩性能及延性，并在一定纤维特征条件下解决抗压强度低的问题.利用正交试验及响应面Box-Behnken设计法，系统探究纤维质量分数、长度、种类等特征因素对泡沫混凝土抗压强度与弹性模量的影响，并构建特征回归模型对配合比进行优化.结果表明：响应面法建立回归模型具有较高的可信度.在多种纤维特征中，纤维质量分数对泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量影响最大，同时多特征之间的交互作用对抗压强度影响较大，而对弹性模量影响较小，且纤维长度和纤维种类的交互作用对其抗压强度影响最为显著.此外，通过最大化抗压强度和最小化弹性模量的目标进行模型配合比优化，得出最优配合比的相对误差绝对值均小于5%.该模型可为此工程背景下不同纤维特征的泡沫混凝土参数优化提供参考.

关键词

隧道预留层 / 泡沫混凝土 / Box-Behnken设计 / 响应面法 / 多目标优化