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Optimizing pervious concrete with machine learning: Predicting permeability and compressive strength using artificial neural networks
Indexado
WoS WOS:001291506800001
Scopus SCOPUS_ID:85200577245
DOI 10.1016/J.CONBUILDMAT.2024.137619
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This study makes a significant contribution to the field of pervious concrete by using machine learning to innovatively predict both mechanical and hydraulic performance. Unlike existing methods that rely on laborintensive trial-and-error experiments, our proposed approach leverages a multilayer perceptron network. To develop this approach, we compiled a comprehensive dataset comprising 271 sets and 3,252 experimental data points. Our methodology involved evaluating 22,246 network configurations, employing Monte Carlo crossvalidation over 20 iterations, and using 4 training algorithms, resulting in a total of 1,779,680 training iterations. This results in an optimized model that integrates diverse mix design parameters, enabling accurate predictions of permeability and compressive strength even in the absence of experimental data, achieving R2 values of 0.97 and 0.98, respectively. Sensitivity analyses validate the model's alignment with established principles of pervious concrete behavior. By demonstrating the efficacy of machine learning as a complementary tool for optimizing pervious concrete mix designs, this research not only addresses current methodological limitations but also lays the groundwork for more efficient and effective approaches in the field.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Construction & Building Technology
Engineering, Civil
Materials Science, Multidisciplinary
Scopus
Civil And Structural Engineering
Building And Construction
Materials Science (All)
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Wu, Yinglong - Univ Politecn Catalunya BarcelonaTech UPC - España
Universitat Politècnica de Catalunya - España
2 Pieralisi, R. Hombre Fed Univ Parana UFPR - Brasil
Universidade Federal do Paraná - Brasil
3 Sandoval, F. Gersson B. - Universidad Católica del Norte - Chile
3 B. Sandoval, F. Gersson - Universidad Católica del Norte - Chile
4 Lopez-Carreno, R. D. - Univ Politecn Catalunya BarcelonaTech UPC - España
Grp Construct Res & Innovat GRIC - España
Universitat Politècnica de Catalunya - España
Group of Construction Research and Innovation (GRIC) - España
5 Pujadas, P. - Univ Politecn Catalunya BarcelonaTech UPC - España
Grp Construct Res & Innovat GRIC - España
Universitat Politècnica de Catalunya - España
Group of Construction Research and Innovation (GRIC) - España

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Financiamiento



Fuente
Serra Húnter Programme
Catalan agency AGAUR through its research group support program
Catalan agency AGAUR

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Agradecimientos



Agradecimiento
P. Pujadas wish to acknowledges the support from the Serra Hunter programme. This work was supported by the Catalan agency AGAUR through its research group support program (2021SGR00341) .
P. Pujadas wish to acknowledges the support from the Serra Hunter programme. This work was supported by the Catalan agency AGAUR through its research group support program (2021SGR00341).

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