Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Czasopismo
2012 | R. 17/79, nr 6 | 373-389
Tytuł artykułu

Estymacja mechanicznych właściwości wapienia przy zastosowaniu analizy regresji i sztucznych sieci neuronowych

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Warianty tytułu
EN
Estimation of mechanical properties of limestone using regression analyses and ANN
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Estymacja mechanicznych właściwości skał jest ważna dla badaczy i inżynierów pracujących w przemyśle cementowym i betonowym. W niniejszej pracy właściwości sprężyste badane przy użyciu młotka Schmidta, szybkość impulsu ultradźwiękowego, porowatość, ściskanie jednoosiowe i pośrednia próba rozciągania zostały przeprowadzone na wapieniu otrzymanym z historycznej budowli. Do konstrukcji modeli mechanicznych właściwości wapienia zastosowano analizę regresji. Sztuczne sieci neuronowe (SSN) zastosowano do wyznaczenia właściwości mechanicznych. Dopasowanie modeli regresji i SSN jest porównane z modelami znanymi z literatury. Otrzymane wyniki wskazują zadawalające dopasowanie modeli regresji i SSN z minimalnym błędem. Modele regresji między wytrzymałością na rozciąganie i porowatością, szybkością fali i porowatością opisano po raz pierwszy w literaturze. Również po raz pierwszy w literaturze opisano zastosowanie SSN do określenia mechanicznych właściwości wapienia. Po raz pierwszy zastosowano oddzielne zbiory danych do nauki i weryfikacji wyników nauki w analizie regresji mechanicznych właściwości wapienia. Modele skonstruowane w niniejszej pracy mogą być stosowane przez naukowców i inżynierów do ustalania związków między mechanicznymi właściwościami wapienia.
EN
Estimation of mechanical properties of rocks is important for researchers and field engineers working in cement and concrete industry. Limestone is used in cement production. In this study, Schmidt hammer, ultrasonic pulse velocity, porosity, uniaxial compression and indirect tension tests were conducted on limestone obtained from a historical structure. Regression analyses were used to develop models relating mechanical properties of limestone. Artificial Neural Network (ANN) was performed to determine the mechanical properties. The performance of regression models and ANN were compared by existing models in the literature. The results showed that the regression models and ANN yield satisfactory performance with minimum error. The regression models between tensile strength and wave velocity, tensile strength and porosity, wave velocity and porosity have been developed for the first time in literature. The ANN is used for the first time to estimate the mechanical properties of limestone. The use of separate training and testing sets in the regression analyses of mechanical properties of limestone is conducted for the first time. The models developed in this study can be used by researchers and field engineers to relate the mechanical properties of limestone.
Wydawca

Czasopismo
Rocznik
Strony
373-389
Opis fizyczny
Bibliogr. 43 poz., il.
Twórcy
autor
autor
autor
  • Civil Engineering Department, Dokuz Eylul University, Izmir, Turcja
Bibliografia
  • 1. G. Croci, The Conservation and Structural Restoration of Architectural Heritage. Computational Mechanics Publications, Boston, USA, (1998).
  • 2. Ö. Eren, M. Bahali, Some engineering properties of natural building cut stones of Cyprus. Constr. Build. Mater., Vol.19, 213-222 (2005).
  • 3. R. Ulusay, K. Tureli, M.H. Ider, Prediction of engineering properties of a selected litharenite sandstone from its petrographic characteristics using correlation and multivariate statistical techniques. Engineering Geology, Vol.37, 135-157 (1994).
  • 4. H. Sonmez, C. Gokceoglu, R. Ulusay, An application of fuzzy sets to the Geological Strength Index (GSI) System used in rock engineering. Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 16, No. 3, 251-269 (2003).
  • 5. F. Pohle, W. Jager, Material properties of historical masonry of the Frauenkirche and the masonry guideline for reconstruction. Constr. Build. Mater. Vol.17, 651-667 (2003).
  • 6. B. Tutmez, S. Kahraman, O. Gunaydın, Multifactorial fuzzy approach to the sawability classification of building stones. Constr. Build. Mater. Vol.21, 1672-1679 (2007).
  • 7. N. Yılmaz, Z. Karaca, R. Goktan, C. Akal, C , Relative brittleness characterization of some selected granitic building stones: Influence of mineral grain size. Constr. Build. Mater. Vol. 23, 370-375 (2009).
  • 8. L. Binda, A. Saisi, C. Tiraboschi, Investigation procedures for the diagnosis of historic masonries. Constr. Build. Mater. Vol.14, No. 4, 199-233 (2000).
  • 9. L. Schueremans, K.V. Balen, K. Brosens, D.V. Gemert, P. Smars, The Church of Saint James at Leuven: Structural assessment and consolidation measures. Int. J. Archit. Herit. Vol. 1, 82-107, (2007).
  • 10. European Committee for Standardization, Eurocode 6: Design of Masonry Structures, Brussels (1996).
  • 11. C.I. Sachpazis, Correlating Schmidt Hardness with Compressive Strength and Young’s Modulus of Carbonate Rocks. Bull. Int. Assoc. Eng. Geol., Vol. 42, 75-83 (1990).
  • 12. E. Yasar, Y. Erdogan, Estimation of rock physicomechanical properties using hardness methods. Eng. Geol. Vol.71, 281-288 (2004).
  • 13. S. Kahraman, Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock. Int. J. of Rock Mech. & Min. Sci., Vol. 38, 981-994 (2001).
  • 14. C.I. Sachpazis, Correlating Schmidt Hardness with Compressive Strength and Young’s Modulus of Carbonate Rocks. Bull. Int. Assoc. Eng. Geol., Vol. 42, 75-83 (1990).
  • 15. J. E. O’Rourke, Rock index properties for geoengineering in underground development. Min. Eng. 106-110 (1989).
  • 16. I. Cobanoglu, S.B. Celik Estimation of uniaxial compressive strength from point load strength, Schmidt hardness and P-wave velocity. Bull. Eng. Geol. Environ. Vol. 67, 491-498 (2008).
  • 17. S. Yagiz, Predicting uniaxial compressive strength, modulus of elasticity and index properties of rocks using the Schmidt hammer. Bull. Eng. Geol. Environ. Vol. 68, 55-63, (2009).
  • 18. A. Aydın, A. Basu, The Schmidt hammer in rock material characterization. Eng. Geol., Vol.81, 1-14 (2005).
  • 19. I. Yılmaz, H. Sendir, Correlation of Schmidt hardness with unconfined compressive strength and Young’s modulus in gypsum from Sivas (Turkey). Eng. Geol. Vol. 66, 211-219 (2002).
  • 20. A. Tugrul, I.H. Zarif, Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from Turkey. Eng. Geol. Vol. 51, 303-317 (1999).
  • 21. O. Katz, Z. Reches, J.C. Roegiers, Evaluation of mechanical rock properties using a Schmidt Hammer. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., Vol. 37, 723-728 (2000).
  • 22. E. Teomete, E. Aktaş, Structural Analyses and Assessment of Historical Kamanlı Mosque in Izmir, Turkey. J. Performance of Constructed Facilities, ASCE, Vol. 24, No.4, 353-364 (2010).
  • 23. http://www.klazomenai.com/index1_eng.htm, Accessed: 17/08/2010.
  • 24. http://en.wikipedia.org/wiki/Klazomenai, Accessed: 17/08/2010.
  • 25. H. Halikarnasus, The Histories, Trans. Aubrey de Selincourt, Baltimore, Penguin Books , ISBN: 0140440348, 1973.
  • 26. F. Erim, Turkish Era Structures in Urla -1. Ege University Graduation Thesis, Izmir, Turkey (1995).
  • 27. ISRM (International Society for Rock Mechanics). Rock Characterization, Testing and Monitoring: ISRM Suggested Methods. ed. E.T. Brown, Pergamon Press, Oxford (1981).
  • 28. RILEM Commission 25 PEM, Tests defining the structure. Mater. Constr. Vol. 13, No.75, 177-181 (1980).
  • 29. L. Fausett, Fundamental of Neural Networks; Architectures, Algorithm and Application, Prentice Hall International Editions, New York (1994).
  • 30. C. Gokceoglu, E. Yesilnacar, H. Sonmez, A. Kayabasi, A neuro-fuzzy model for modulus of deformation of jointed rock masses. Computers and Geotechnics, Vol. 31, 375-383 (2004).
  • 31. F. Meulenkamp, G.M. Alvarez, Application of neural networks for the prediction of the unconfined compressive strength (UCS) from Equotip hardness. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 36, No. 1, 29-39 (1999).
  • 32. V.K. Singh, D. Singh, T.N. Singh, Prediction of strength properties of some schistose rocks from petrographic properties using artificial neural Networks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 38, No. 2, 269-284 (2001).
  • 33. T.N. Singh, S. Sinha, V.K. Singh, Prediction of thermal conductivity of rock through physico-mechanical properties. Building and Environment, Vol. 42, No. 1, 146-155 (2007).
  • 34. H. Sonmez, C. Gokceoglu, H.A. Nefeslioglu, A., Kayabasi, Estimation of rock modulus: For intact rock with an artificial neural network and for rock masses with a new empirical equation. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 43, 224-235 (2006).
  • 35. K. Zorlu, C. Gokceoglu, F. Ocakoglu, H.A. Nefeslioglu, S. Acikalin, Prediction of uniaxial compressive strength of sandstones using petrography-based models. Engineering Geology, Vol. 96, 141-158 (2008).
  • 36. S. Yagız, C. Gokceoglu, E. Sezer, S. Iplikci, Application of two non-linear prediction tools to the estimation of tunnel boring machine performance. Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 22, 808-814 (2009).
  • 37. ASCE Task Committee, Artificial neural networks in hydrology, II: Hydrologic applications. J. Hydrologic Eng., Vol. 5, No. 2, 124-137 (2000).
  • 38. G. Tayfur, D. Swiatek, A. Wita, P, Singh, A.K. Barton, Case Study: Finite Element Method and Artificial Neural Network Models for Flow through Jeziorsko Earthfill Dam in Poland. Journal of Hydraulic Engineering-ASCE, Vol. 131, No. 6, 431-440 (2005).
  • 39. M. Negnevitsky, Artificial Intelligence: A Guide to Intelligent Systems, Addison-Wesley, England (2002).
  • 40. M.H. Hassoun, Fundamentals of Artificial Neural Networks, MIT Press, Cambridge, MA (1995).
  • 41. C.W. Dawson, R. Wilby, An artificial neural network approach to rainfall-runoff modelling. Hydrological Sciences journal 43 (1), 47-66 (1998).
  • 42. S. Haykin, Neural Networks a Comprehensive Foundation, MacMillan, New York (1994).
  • 43. T. Munakata, Fundamentals of the New Artificial Intelligence: Beyond Traditional Paradigms, Springer-Verlag, New York (1998).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BTB6-0008-0090
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.