一种水泥稳定碎石抗压强度的预测方法

技术特征：
1.一种水泥稳定碎石抗压强度的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、收集不同的水泥掺量、成型方式、级配类型、压实度和养生龄期及相应的水泥稳定碎石的抗压强度数据，为模型建立提供数据基础；步骤二、将已收集的数据进行有放回采样，并将水泥掺量x1、密实度x2和养护龄期x3作为定量自变量，成型方式x4与级配类型x5作为定性自变量，抗压强度y作为定量因变量，再将训练集θ
k
构建成决策树，在生成的每一个结点，随机不重复地选择d个特征，利用d个特征分别对训练集y进行划分，用基尼系数找到最佳的划分特征，重复上述步骤，直到得到随机森林模型，由于模型用于回归，因此采用最小均方差进行判断：式中c1,c2分别为数据集θ1和θ2中的样本输出均值；步骤三、将建立的随机森林回归模型应用到训练、测试数据，并以均方误差、均方根误差、平均绝对误差和拟合优度为标准进行准确性评估，评估标准计算方法如下：差、平均绝对误差和拟合优度为标准进行准确性评估，评估标准计算方法如下：差、平均绝对误差和拟合优度为标准进行准确性评估，评估标准计算方法如下：差、平均绝对误差和拟合优度为标准进行准确性评估，评估标准计算方法如下：式中，n为样本数量，y
i
为抗压强度预测值，y
i
为抗压强度预测值，为抗压强度预测值；步骤四、对随机森林模型参数进行优化，重复步骤二和步骤三中的操作，直到找到最优的模型参数组合使得预测模型更近似于实际值。2.根据权利要求1所述的一种水泥稳定碎石抗压强度的预测方法，其特征在于：所述步骤一中，通过收集大量数据，将所得数据输入execl软件中，其中定性变量成型方式x4与级配类型x5用0和1表示，对于成型方式，0代表静压成型，1代表振动成型，对于级配类型，0代表骨架密实型，1代表悬浮密实型。3.根据权利要求1或2所述的一种水泥稳定碎石抗压强度的预测方法，其特征在于：所述步骤二中，确定随机森林预测模型的超参数：数据需要分隔的点个数、树的深度、树的个数、用于训练的数据、用于验证的数据，为后续模拟提供基础。4.根据权利要求3所述的一种水泥稳定碎石抗压强度的预测方法，其特征在于：所述步骤三中，根据预测值和评估方式，分别计算所构建的模型准确度，得到模型的评估结果。5.根据权利要求4所述的一种水泥稳定碎石抗压强度的预测方法，其特征在于：所述步
骤四中，对森林预测模型的超参数进行优化，并多次进行模型的回归操作，选择最优预测模型，并进行抗压强度预测。

技术总结
本发明涉及一种基于随机森林回归模型的水泥稳定碎石抗压强度预测方法，属于土木工程技术领域，包括以下步骤：步骤一：收集大量数据并整理；步骤二：将水泥掺量X1、密实度X2和养护龄期X3作为定量变量，成型方式X4与级配类型X5作为定性变量，抗压强度Y作为定量变量，进行有放回抽样并加入训练集；步骤三：随机产生参数并进行随机森林回归模型的建立与评估；步骤四：输出最优参数并将预测结果与线性回归模型、XGBoost回归模型进行对比。此方法的优点在于可以在较短时间内准确地预测水泥稳定碎石在不同影响因素前提下的抗压强度值，无需等待较长的养护时间与制备大量的试验试件，可缩短工期并节约成本，为半刚性基层施工提供一种预测模型及新思路。测模型及新思路。测模型及新思路。


技术研发人员：马士宾 宋玮卓 陈俊霖 盖茜 吴嫣然 庄昊 李冀粤 郭蕊 高翔 刘永烽 李云华
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：2022.07.06
技术公布日：2022/11/15