预测本托尼特膨胀压力:优化的XGBoost与神经网络相比
1Department of Civil Engineering, Maulana Azad National Institute of Technology, Bhopal, 462003, India. amanutkarsh619@gmail.com.
Scientific reports
|July 30, 2024
概括
一个新的机器学习模型准确地预测了放射性废物存储库的顿岩膨胀压力. 这种进步提高了关键地质屏障系统的稳定性和密封性.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器学习 机器学习
背景情况:
- 托尼特的膨胀压力对于放射性废物仓库屏障设计至关重要.
- 准确的预测确保了工程障碍的长期稳定性和密封性.
研究的目的:
- 开发一种机器学习模型,用于预测本托尼特和本托尼特混合物的最大膨胀压力.
- 使用灰狼优化 (GWO) 和极端梯度提升 (XGBoost) 来优化模型.
主要方法:
- 编制了305个实验点的数据集,其中包括土壤特性.
- 使用GWO-XGBoost模型,在损失函数中使用惩罚项.
- 与feed-forward和cascade-forward神经网络进行性能比较.
主要成果:
- 该GWO-XGBoost模型实现了0.9832的R2和0.5248MPa的RMSE.
- 在预测准确度方面表现优于传统的神经网络模型.
- 确定干密度和蒙莫里隆石含量作为关键预测因素.
结论:
- GWO-XGBoost模型提供了一种非常准确和可靠的方法来预测本托尼特膨胀压力.
- 该工具支持在地质技术应用中设计有效的屏障系统.
- 由于固有的材料复杂性,预测极端膨胀值存在潜在的限制.


