基于超声波波速及BP神经网络的胶结充填体强度预测

徐淼斐¹，高永涛²，金爱兵²，周喻¹，郭利杰³，刘光生³

1. 北京科技大学土木与环境工程学院2. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室3. 北京矿冶研究总院

摘 要：尾砂胶结充填体作为一种水泥基多相复合材料,其单轴抗压强度与超声波波速受水泥含量、固体质量分数、试件形态等因素影响.通过制备三种形态（7.07 cm×7.07 cm×7.07 cm立方体,Φ5 cm×10 cm圆柱体和Φ7 cm×14 cm圆柱体）的试件并进行单轴抗压强度试验和声波波速测试,对充填体强度和波速受水泥含量、固体质量分数和试件形态影响的规律进行了灰色-关联度分析.结果表明:水泥含量是影响强度的关键核心因素,关联度为0.837;固体质量分数是影响波速的关键核心因素,关联度为0.712.建立了充填体强度-波速指数函数预测模型和BP神经网络预测模型,通过对两种预测模型进行统计分析的F检验和t检验验证了两种方法在充填体强度预测的可行性,为胶结充填体的强度预测提供了新方法.

关键词：充填;抗压强度;预测模型;超声波波速;神经网络;