基于树的先进技术,用于预测岩石材料的不受限制的压力强度,采用非破坏性和岩石测试
Yuzhen Wang1,2, Mahdi Hasanipanah3, Ahmad Safuan A Rashid4
1School of Civil Engineering, Henan Vocational College of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou 450008, China.
精确的岩石强度估计对于工程项目至关重要. 先进的机器学习模型,极端梯度增强树木 (XGBT) 和随机森林 (RF),有效地使用非破坏性和岩石数据预测不受限制的压力强度 (UCS).
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 机器学习应用 机器学习应用
- 岩石机械学 岩石机械学
背景情况:
- 精确的岩石强度估计对于道挖掘和挖掘项目至关重要.
- 传统的实验室测试无限制的压力强度 (UCS) 可能是复杂和耗时的.
- 开发用于UCS预测的间接方法对于高效的岩石基工程至关重要.
研究的目的:
- 应用先进的机器学习技术来预测岩石的不受限制的压力强度 (UCS).
- 为了比较极端梯度增强树木 (XGBT) 和随机森林 (RF) 模型与实证方程和其他机器学习算法的性能.
- 为准确的UCS预测确定关键的非破坏性和岩石学特征.
主要方法:
- 使用Pearson的Chi-Square测试进行的特征选择确定了干密度,超声速,,石英和石英为关键预测因素.
- 开发并应用极端梯度增强树木 (XGBT) 和随机森林 (RF) 模型用于UCS预测.
- 与单个决策树 (DTs),实证方程,K-近邻 (KNN),人工神经网络 (ANN) 和支持矢量机器 (SVM) 相比,比较了XGBT和RF性能.
主要成果:
- 与射频模型相比,XGBT模型在UCS预测方面表现优越,实现了0.994的线性相关性和0.113.3的平均绝对误差.
- 在准确性和错误减少方面,XGBT也超过了单个决策树和经验方程.
- 无论XGBT和RF模型都显示出明显更好的结果比KNN,ANN和SVM模型.
结论:
- 极端梯度增强树木 (XGBT) 和随机森林 (RF) 是高效和高效的方法来预测不受限制的压力强度 (UCS).
- 该研究强调了非破坏性测试和岩石分析与机器学习一起用于岩石强度评估的实用性.
- 推XGBT作为一个强大的工具,用于在地质工程应用中准确的UCS预测.
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