Решение задачи определения механических свойств материалов дорожных конструкций с использованием нейросетевых технологий
Автор: Бабушкина Н.Е., Ляпин А.А.
Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 3 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
Введение. Определение механических свойств слоистых конструкций автомобильных дорог является актуальной задачей. Это обусловлено, во-первых, необходимостью контроля качества новых участков при строительстве автомагистралей. Во-вторых, представляет интерес оценка состояния действующих дорог при накоплении повреждений и дефектов. Образование множественных дефектов (трещин) меняет осредненные вязкоупругие свойства составляющих конструкции, особенно поверхностных асфальтобетонных слоев. В статье рассматривается использование нейросетевых технологий для повышения точности восстановления вязкоупругих свойств. Данный подход базируется на экспериментальных методах. В качестве примера можно привести определение динамического прогиба конструкции от падения груза (англ. determining the dynamic deflection of a structure from a falling weight, FWD).Материалы и методы. На основе нейронной сети определены модули упругости трехслойной конструкции. Для выяснения точности решения его сопоставили с результатами математического моделирования и экспериментальными данными.Результаты исследования. Экспериментальные и расчетные показатели модулей упругости отдельных слоев дорожной конструкции оказались очень близкими. Предложенный подход к определению механических свойств материалов дорожных конструкций позволяет применить полученные результаты для определения состояния отдельных элементов и всей дорожной конструкции.Обсуждение и заключения. Показана перспективность использования искусственного интеллекта для определения механических свойств слоистых конструкций. Дальнейшее совершенствование методов и средств анализа поведения дорожной конструкции при динамическом нагружении позволит расширить существующие подходы к оценке состояния дорожных конструкций.
Нейронная сеть, неразрушающий контроль, модуль упругости, регрессионный анализ, многослойная сеть, ударное вдавливание, нейросетевые технологии
Короткий адрес: https://sciup.org/142236324
IDR: 142236324 | DOI: 10.23947/2687-1653-2022-22-3-285-292
Список литературы Решение задачи определения механических свойств материалов дорожных конструкций с использованием нейросетевых технологий
- Федосов, А. В. Методы неразрушающего контроля / А. В. Федосов, Л. А. Гайнуллина // С Электротехнические и информационные комплексы и системы. — 2015. — Т. 11. — С. 73-78. ^
- Kychkin, V. I. Not Destroying Dynamic Quality Monitoring of Road Clothes / V. I. Kychkin, V. S. Jushkov // ^ Naukovedenie. — 2013. — Vol. 14. — P. 34. §
- Углова, Е. В. Оценка модулей упругости слоев дорожной одежды на стадии эксплуатации автомобильных дорог / Е. В. Углова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2009. — № 2. — С. 170-178.
- Углова, Е. В. Комплексный подход к исследованию характеристик динамического деформирования на ¡^ поверхности нежестких дорожных одежд с использованием методов неразрушающего контроля / Е. В. Углова, g А. Н. Тиратурян, А. А. Ляпин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического о университета. Механика. — 2016. — № 2. — С. 111-130. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2016.2.08 Ц
- Тиратурян, А. Н. Оценка деградации прочности нежестких дорожных конструкций на основе натурных и измерений на участке автомобильной дороги М-4 «Дон» в п. Тарасовский / А. Н. Тиратурян, С. А. Ольховой // ^ Инженерный вестник Дона. — 2017. — № 2. — С. 122. ¡р
- Babushkina, N. Analysis of Neural Network Results Based on Experimental Data during Indentation / Ц N. Babushkina, A. Lyapin, A. Kovaleva // E3S Web of Conferences. — 2020. — Vol. 224. — P. 01018. о http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202022401018
- Babushkina, N. Solving the Problem of Classification of Material Properties Using a Neural Network / ^ N. Babushkina, A. Lyapin // Journal of Physics Conference Series. — 2021. — Vol. 2131. — Р. 032084. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2131/3/032084
- Kulkarni, P.S. Artificial Neural Networks for Construction Management: A Review / P.S. Kulkarni, S. N. Londhe, M. C. Deo // Journal of Soft Computing in Civil Engineering. — 2017. — Vol. 1/2. — Р. 70-88. HTTPS://dx.doi.org/10.22115/scce.2017.49580
- Батурина, Н. Ю. Нейросетевые модели в задачах исследования строительных конструкций / Н. Ю. Батурина // Инженерный вестник Дона. — 2013. — № 4. — С. 201.
- Elfaki, A. O. Using Intelligent Techniques in Construction Project Cost Estimation: 10-Year Survey / A. O. Elfaki, S. Alatawi, E. Abushandi // Advances in Civil Engineering. — 2014. — Art. 107926. https://doi.org/10.1155/2014/107926
- Patel, D. A. Evaluation of Construction Projects Based on the Safe Work Behavior of Co-employees through a Neural Network Model / D. A. Patel, K. N. Jha // Safety Science. — 2016. — Vol. 89. — Р. 240-248. https://doi.org/10.1016/J.SSCI.2016.06.020
- Максимова, О. М. Развитие и применение нейросетевых технологий для задач механики и строительных конструкций / О. М. Максимова // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2013. — № 8. — С. 81-89.
- Газаров, А. Р. Преимущества использования искусственного интеллекта в сфере строительства / А. Р. Газаров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2020. — № 4. — С. 136-139.
- Waziri, B. S. Artificial Neural Networks in Construction Engineering and Management / B. Sh. Waziri, K. Bala, Sh. A. Bustani // International Association for Sustainable Development and Management (IASDM). — 2017. — Vol. 6. — Р. 50-60. http://dx.doi.org/10.7492/IJAEC.2017.006
- Dell'Acqua, G. Using Artificial Neural Network and Multivariate Analysis Techniques to Evaluate Road Operating Conditions / G. Dell'Acqua, M. De Luca, D. Zilioniene / Journal of Risk Research. — 2018. — Vol. 21. — Р. 679-691. https://doi.org/10.1080/13669877.2016.1264445
- Elshamy, M. M. M. Evaluation of the Elastic Modulus of Pavement Layers Using Different Types of Neural Networks Models / M. M. M. Elshamy, A. N. Tiraturyan, E. V. Uglova // Advanced Engineering Research. — 2021. — Vol. 21. — P. 364-375. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-4-364-375