钢筋混凝土施工质量评价的多元识别方法.pdf

2 0 1 2 年 第 4 期 (总 第 2 7 0 期 ) Nu mb e r 4i n2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 0 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THEORETI CAL RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 4 0 0 9 钢筋混凝土施工质量评价的多元识别方法 龙玉杰 ( 贵州民族学院 建筑工程学院，贵州 贵阳 5 5 0 0 2 5 ) 摘要：利用可 拓理论建立混凝土施工质量评价的多元识别模型。 选 取混凝土制备、 运输、 浇筑、 养护等影响因素为输入层， 混凝土 施工 质量程度为输出层 ， 建立多元识别模型， 并以实际数据对该网络进行训练和测试。 实践表明， 该模型具有较好的辨识精度。 最后得出数字化 的评估结果， 能准确、 直观地反映施工质量的优劣， 表明多元识别模型在工程施工质量评价中的适用性和合理性。 关键词： 多元识别；钢筋混凝土； 施工质量；评价 中图分类号 ： T U5 2 8 5 7 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 2 4 0 3 Mu lt i p l e i n d e x e s i d e n t i f i c a t i o n mo d e l f o r e v a l u a t i n g q u a l i t y o f c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n p r o j e c t s L O NG Yu -j i e ( G u i z h o u I n s t i t u t e f o r Na t i o n a l i t i e s I n s t i tut e o f Ar c h i t e c t u r a l E n g i n e e ri n g ， G u i y a n g 5 5 0 0 2 5 ， C h i n a ) Abs t r ac t ： An e v a l u a t i o n o f q u a l i t y r i s k o f c o nc r e t e c o ns t r u c t i o n q u a l i t y mo d e l i s f o u n d e d b a s e d o n e x t e n s i o n t h e o r y i n t h e pa p e r ， a c c o r ding t o c o n c r e t e p rep a r a t i o n ， t r a n s p o r t a t i o n ， c o n s t r u c t ， c o n s e r v e a s i mp o r t a t i o n l a y e r ， c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n q u a l i ty ri s k d e g r e e a s o u t p u t l a y e r ， e s t a b l i s h mu l t ipl e i n d e x e s i d e nt i fic a t i o n mo d e l ， a n d a c tua l d a t a we r e u s e d for t r a ini n g a n d p r a c t i c e of t h e mo d e 1 Th e p r a c t i c e s h o we d t h a t the mo d e l h a s w e l l r e c o g n i z e s t h ep r e c i s i o n F i n a l l yo b ta i n s d i g i t i z e dt h e a p p r a i s a l r e s u l t ， c a ll h e a c c u r a t e ， d i r e c t v i e wi n g r e fl e c t i o nc o n s t r u c t i o nq u a l i ty t h efi t a n d u n fi t ， thu s t h e wi d e p r o s pe c t o f mult i p l e i n d e x e s i d e n t i fic a t i o n mo d e i n ris k ma n a g e me nt o f e n g i n e e rin g c o n s t r uc t i o n we r e p r e s e n t e d K e y WO r d s ： mu l t i p l e i n d e x e s i d e n t i fi c a t i o n ； r e i n f o r c e d c o n c r e t e ； q u a l i ty o f c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n； e v a l u a t i o n 0 引言 钢筋 昆 凝土是土木工程领域普遍采用的主要结构 ， 并在材 料、 设计方法 、 制作工艺、 施工技术等方面有很大发展。 在施工 中， 钢筋混凝土的质量已成为影响结构安全和耐久性的重要问 题。 在建筑结构中起主要作用， 钢筋混凝土工程质量的好坏， 直 接影响整个工程的质量与使用寿命0 - 3 。 因此 ， 系统、 全面地评价 钢筋混凝土施工质量 ， 是工程施工管理工作的重要方面， 钢筋 混凝土施工质量评估体系中往往含有非定量的因素， 具有很大 的不确定性难以定量化， 这给评价带来很大的困难。 原因是评价 体系的输入和输出之间的关系是复杂的非线性关系。 混凝土泛指由各种胶结材料、 粒状集料及必要时加入的化 学外掺剂和矿物掺合料， 经合理配合、 拌和而成的混合料 ， 硬化 后能形成具有堆聚结构的石状复合材料。 它一般包括： 采用无机 胶结材料的水泥混凝土和各种硅酸盐混凝土、 采用有机胶结材 料的沥青混凝土和聚合物胶结混凝土、 采用无机一 有机复合胶结 材料的聚合物混凝土和聚合物浸渍混凝土， 在这里讨论的是狭 义的混凝土， 即水泥混凝土。 在一个建筑工程中， 混凝土是主要 的建筑材料， 其施工质量往往是决定这个建筑工程的优劣。 如何全面、 综合地评价混凝土施工质量 ， 是工程施工管理 工作的重要方面， 混凝土施工质量评估体系中往往含有非定量 的因素， 具有很大的模糊性难以定量化 ， 这给评价带来很大的 困难， 因为评价体系的输入和输出之间的关系是复杂的非线性 关系 I 1 。 收稿 日期 ：2 0 1 1 - 1 0 - 2 8 2 4 目前国内外有关钢筋混凝土施工质量评价的方法 ， 有单因 素预测 、 多因素综合预测 、 定性分析 、 量化评价等。 而钢筋混凝 土施工质量单因素预测具有一定的局限性和片面性， 近年来发 展和广泛应用的多因素综合预测方法有模糊数学综合评判 、 灰 色系统评价法 、 支持向量基方法 、 判别分析、 以及人工神经网络 等近现代方法。 可拓学是由中国学者蔡文于 1 9 8 3年提出的一种新理论 。 该理论把物的质和量有机结合起来 ， 从定性和定量两个角度去 研究和解决不相容问题的规律和方法 ， 真正地反映了物的质与 量的辩证关系。 依据可拓学的基本理论和方法， 在合理选取混凝 土施工质量评价指标的基础上， 结合工程实例对进行研究， 以期 为相关方的混凝土施工质量控制提供科学依据和参考。 1 可拓评价 方法 1 1 确定经典域和节域 ( 1 ) 经典域。 设建筑施工质量所处等级共有 m种， 建筑施工 质量的评价指标有 n个。 则由其标准集合 P 0 j 和它的 n个评价 指标及 c 其标准量值范围V O j r - ( a O fi ， b 组成的物元为建筑施工 质量经典域物元0 - 7 。 记为： 旷 ( P o j ， C， V ) = CI ql C2 VO 1 2 Cn V0 m P o i C I ( o o i l b 0 i l C 2 C n 。 ， b o j ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 式中： P 0 f 建筑施工质量等级q = l ， 2 ， 3 ， ， m) ； ， = 1 表示建筑 施工质量等级为“ 优” ， ： 2表示建筑施工质量等级 为“ 良” = 3表示建筑施工质量效果等级为“ 中” ， = 4表示建筑施工质量等级为“ 差” ； C i 混凝土施工质量评价指标( 1 ， 2 ， 3 ， ， ) ； 混凝土施工质量等级对应于评价指标的量值范 围， 即经典域 。 ( 2 ) 节域。 由集合P和它的 1, 个特征 C 及其将标准量值范围 加以拓广了的量值范围 ， 6 组成的物元称为节域物元。 记为： 尺 P = ( P ， C， V p ) = P C ( 2 ) 式中： P混凝土施工质量等级的全体； p l ， p 2 ， ， p n 关于 c l ， c 2 ， ， c 的取值范围， 即的节域。 1 2 确定待评价新建居住建筑的物元 对待评价的混凝土施工质量工程， 将所收集到的数据用物 元 R表示 ， 称为节能效果的待评价物元。 = ( p， c f ， 。 ) = P C1 C2 Cn ( 3 ) 式中： P待评价混凝土施工质量工程等级； I ) i 关于特征 c 的量值 ， 即待评价混凝土施工质量评 价指标所收集的数值。 1 3 确 定 关联度 ( 1 ) 确定各评价指标关于各状态的关联度。 设 。 内的数值 按 由小到大排列且越大越优 ， 即第 1 类为最优级 、 第 m类为最 差级。 则第 i 个影响因素关于第 类等级的关联度为： 墨( ) = -p ( v f ， V 蛳) I 蛳l 0 5 0 5 ! ! p ( v ， V p ) 一 p ( ， ) “ 二 响，且 学 l_ ( 2 ； p (vl,V pi斗一 譬 I_ c州 。 ( 2 ) 确定待评物元关于等级j的关联度。 待评价混凝土施工 质量工程等级p关于混凝土施工质量等级 的关联度为： ( p ) = A ( ) ( 5 ) 1 4 建筑施工质量等级评定 若 a x ( p ) ， 则确定p属于等级 o 。令： 而 产 则称J 为p的级别变量特征值。 例如：j o = 3 , j = 3 7表示p属 于第 3类偏向第 4类( 严格来说应属于 3 7 类 ) ， 从 中可以看 出偏向另一类的程度 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 结果和识别结果同时列入表 1 ， 由表 1 可以看出， 该方法评估结 果与期望结果相吻合， 说明该模型评估正确率高 ， 能较好的评 估混凝土的综合施工质量。 3结 论 在大量查阅前人已有的研究基础上 ， 在考虑满足工程技术 需要、 更加接近现场实用及充分利用历史数据资料指导工程实 际的思想指导下 ， 混凝土施工质量主要考虑较大的四个方面的 内容： 混凝土制备质量、 混凝土运输质量、 混凝土浇筑质量及混 凝土养护质量。 基于可拓理论， 通过工程实例样本进行学习， 建 立了混凝土施工质量识别的多元识别模型。 该模型考虑了各指 标对钢筋混凝土施工质量优选影响程度的差异 ， 符合工程实际。 研究表明， 最后得出数字化的评估结果 ， 能准确、 直观地反映施 工质量的优劣， 表明多元识别模型在工程施工质量评价中的适 用性 和可推广性 。 参考文献 ： 1 郑少瑛， 周东明， 许婷华， 等人工神经网络在混凝土施工质量评价 上 接第 6页 8 盎 删 趟 觳 需 8 皿 删 瞧 循环 次数 图 5 C溶液中循 环后评价 参数 讪 循环 次数 图 6 C溶液中循环后评价参数 c I )2 X P 5 0 的 在 4 0 次循环时下降到 0 4 左右， 但是在 6 O 次循环时 又上升到 0 7左右 ， 然后又开始下降直到 1 0 0次循环时下降No 以下； 按照 进行评定， 混凝土 X P 5 0在 C溶液中进行干湿循 环的过程中， 混凝土性能处于劣化一 愈合 失效的过程， 但实际 上在该环境条件下， 混凝土不会有真正的愈合 ， 图中参数的回 升只是因为进入混凝土 内部的各种产物对小尺寸试件影响太 大而引起的， 所以选用小尺寸试件进行试验时， 必须认真分析 评价参数的变化和混凝土实际状态的关系， 由于受到试件尺寸 的影响， 有些情况下评价参数的变化并不能一一对应于混凝土 的实际状态。 图 6 可见： B P 5 0和 X P 5 0的 都是先升高后降低， 符合参 考文献 5 】 中第三条结论。 X P 5 0的 在 1 0 0 次循环结束时降到 0 5左右， 评定了混凝土的劣化过程； B P 5 0在循环结束时 ： 降 到接近 0 ， 评定混凝土很快会到达失效状态。 可见在 C溶液中， 26 中的应用研究【 J j 混凝土 ， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 1 2 0 1 2 4 2 郑少瑛， 陈静茹 基于神经网络在钢筋混凝土施工质量评价中的应 用研究 四川建筑科学研究， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 6 ) ： 3 0 1 3 0 3 【 3 】 莫轻兵 钢筋混凝土施工质量评价的智能方法 J 混凝土， 2 0 1 0 ( 8 ) ： 3 5 - 3 7 4 】 梅长林 ， 周家良实用统计方法【 M 】 E 京： 科学出版社， 2 0 0 2 ： 8 5 1 1 0 【 5 蔡文， 杨春燕 ， 林伟初可拓工程方法 M 】 北京： 科学出版社 ， 1 9 9 7 【 6 蔡文物元模型及其应用 M 】 E 京： 科学技术文献出版社， 1 9 9 4 7 】王锦国， 周志芳， 袁永生 可拓评价方法在环境质量综合评价中的应 用f J 河海大学学报， 2 0 0 2 ， 3 0 ( 1 ) ： 1 5 1 8 8 】 连建发， 慎乃齐， 张杰坤基于可拓方法的地下工程围岩评价研究【 J I 岩石力学与工程学报， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 9 ) ： 1 4 5 0 1 4 5 3 【 9 舒美英， 蔡建国， 陈森彭 建设工程项目招投标规范化可拓综合评 价【 J j 重庆建筑大学学报 ， 2 0 0 7 ， 2 9 ( 4 ) ： 1 3 3 1 3 5 作者简介 ： 联 系地址 ： 联 系电话 ： 龙玉杰( 1 9 7 9 一 ) ， 男， 讲师， 硕士， 研究方向： 建筑结构、 民族 建筑。 贵州省贵阳市花溪区贵州民族学院建筑工程学院( 5 5 0 0 2 5 ) 1 3 7 6 5 l 3 7 6 4 4 混凝土受到严重腐蚀 ， 也能在最终评定混凝土性能变化过程 ， 由于 相对不敏感性的影响， c c ， ： 评定混凝土状态的时间晚于 o 9 。 3结论 ( 1 ) 在混凝土的硫酸盐加速腐蚀试验中， 和 c c ， 对混凝土 性能损伤的评定速度不同， 能较早的预报混凝土性能的劣 化状态； 0 9 的异常增加是混凝土性能劣化的征兆。 ( 2 ) 在硫酸盐腐蚀加速试验中， 小尺寸混凝土试件的破坏速 度较陕， 但小尺寸试件的 。 和 ： 由于试件尺寸较小受外部环境 各种因素影响较大， 有时不能很好的反映混凝土性能的损伤状态。 ( 3 ) 大尺寸混凝土试件的评价参数 。 和甜 比小尺寸混凝 土试件的评价参数 和 更科学的揭示了混凝土性能劣化的 过程 ， 所以推荐实验室进行硫酸盐腐蚀加速试验时使用尺寸 为 1 0 0 m mx l 0 0 r n mx 4 0 0 mm的混凝土试件。 ( 4 ) 设计的评价参数经过进一步设计亦可评价混凝土的耐 久性损伤程度， 因本文篇幅限制 ， 进一步的耐久性损伤程度评 价将在后续文章中进行。 参考文献 ： 1 】 蒋政， 何付成 机场道面水泥混凝土耐久性设计试验研究 混凝土， 2 0 1 1 ( 6 ) ： 1 4 0 1 4 2 2 陈正发， 刘桂凤， 马建 机制砂混凝土在冻融循环下的强度和耐久性 研究 J 1 混凝土， 2 0 1 1 ( 7 ) ： 7 9 8 4 3 】 苏昊林， 王立久混凝土冻融耐久性量化分析【J J 混凝土， 2 O L O ( 5 ) ： 1 - 6 4 魏应乐 再生混凝土的耐久性及控制措施研究 J 混凝土 ， 2 O L O ( 1 ) ： 8 1 8 5 【 5 乔宏霞， 周茗如 ， 朱彦鹏， 等 盐渍土地区混凝土耐久性评价参数的 设计和选取f J 1 工业建筑， 2 0 1 0 ， 4 0 ( 6 ) ， 2 7 3 0 6 】冷发光， 丁威， 张仁瑜 ， 等 尺寸效应对混凝土耐久性影响研究 J 1 中 国建材科技， 2 o 0 8 ( 2 ) ： 1 6 1 9 7 】 刘数华， 阎培渝 ， 冯建文 超高强混凝土 R P C强度的尺寸效应 J 1 公 路 ， 2 0 1 1 ( 3 ) ： 1 2 4 1 2 7 作者简介： 乔宏霞( 1 9 7 7 一 ) ， 女， 博士后， 副教授， 主要从事盐渍土地区 混凝土耐久性工作。 联系地址： 甘肃省兰州市七里河区兰工坪路 2 8 7 号 兰州理工大学土 木工程学院( 7 3 0 0 5 0 ) 联 系电话 ： 1 3 5 1 9 6 9 4 2 6 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m