本發明專利技術公開了一種混凝土結構中氯離子擴散的評定方法及系統，包括：在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，得到不同侵蝕深度下的氯離子濃度；利用不同侵蝕深度下的氯離子濃度，求解試驗下氯離子擴散系數；對試驗下氯離子擴散系數進行表達式擬定，得到氯離子擴散系數預測模型，將氯離子擴散系數預測模型作為邊界條件設置到神經網絡模型；使得神經網絡模型進行迭代輸出，若神經網絡模型輸出值在第m次與第m+1次之間的變化小于閾值，則將第m次的輸出值設置到氯離子擴散系數預測模型，得到解析后的預測模型；利用解析后的預測模型，計算得到實際工況下氯離子擴散系數。本發明專利技術能夠降低對數據的依賴程度，提高氯離子擴散系數的預測精度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及材料測定領域，具體涉及一種混凝土結構中氯離子擴散的評定方法及系統。
技術介紹
1、目前，現階段的氯離子擴散系數預測模型，雖然能夠在一定程度上揭示氯離子在混凝土結構中的擴散行為，但其所考慮的因素相對單一，僅分別考慮了環境因素、材料因素和荷載因素對氯離子傳輸規律的作用，忽視了它們的耦合效應。
2、現有的擴散系數預測模型主要依賴于線性回歸、非線性回歸以及傳統的機器學習模型所構建。在輸入變量較多時，采用線性回歸、非線性回歸理論難以揭示其復雜的映射關系。而傳統的機器學習模型泛化能力較依賴于訓練數據的范圍，在遇到超出訓練數據范圍的新場景時，表現不佳，無法精準評估復雜服役環境條件下氯離子的擴散系數。
3、因此，需要一種新的氯離子擴散的評定方法及系統，能夠降低對數據的依賴程度，提高氯離子擴散系數的預測精度。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的是克服現有技術中的缺陷，提供混凝土結構中氯離子擴散的評定方法及系統，能夠降低對數據的依賴程度，提高氯離子擴散系數的預測精度。
2、本專利技術的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，包括：
3、在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，得到不同侵蝕深度下的氯離子濃度；
4、利用不同侵蝕深度下的氯離子濃度，求解試驗下氯離子擴散系數；
5、對試驗下氯離子擴散系數進行表達式擬定，得到氯離子擴散系數預測模型，將氯離子擴散系數預測模型作為邊界條件設置到神經網絡模型；
>6、使得神經網絡模型進行迭代輸出，若神經網絡模型輸出值在第m次與第m+1次之間的變化小于閾值，則將第m次的輸出值設置到氯離子擴散系數預測模型，得到解析后的預測模型；7、利用解析后的預測模型，計算得到實際工況下氯離子擴散系數。
8、進一步，在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，具體包括：
9、調配不同水灰比、骨料體積份數的混凝土試件，將混凝土試件設置到環境試驗箱；
10、在環境試驗箱中，為混凝土試件設置不同的環境溫度、環境濕度以及應力水平，并對環境試驗箱的五個面進行密封，只讓氯離子從其中一個面侵蝕混凝土；
11、待混凝土試件侵蝕不同時段后，將其分批取出，采用氯離子測定儀測試不同侵蝕深度下的氯離子濃度。
12、進一步，求解試驗下氯離子擴散系數，具體包括：將不同侵蝕深度下的氯離子濃度代入fick第二定律表達式中，求解試驗下氯離子擴散系數。
13、進一步，根據如下式子確定氯離子擴散系數預測模型：
14、
15、其中，di為不同工況下氯離子擴散系數，d0表示侵蝕k天后氯離子的擴散系數，t表示環境溫度，t0表示養護溫度，h表示環境濕度，σ為應力水平，t為侵蝕時間，t0取值為k天，w/c為水灰比，v表示骨料體積份數，βi為估計參數，i＝1,2,3,4,5,6。
16、進一步，所述神經網絡模型的輸入值包括環境溫度、環境濕度、應力水平、水灰比、骨料體積份數以及侵蝕時間；所述神經網絡模型的輸出值包括估計參數。
17、進一步，根據如下式子確定解析后的預測模型：
18、
19、其中，di為不同工況下氯離子擴散系數，t表示環境溫度，t0表示養護溫度，h表示環境濕度，σ為應力水平，t為侵蝕時間，t0取值為k天，w/c為水灰比，v表示骨料體積份數。
20、一種混凝土結構中氯離子擴散的評定系統，包括試驗單元、模型單元以及評定單元；
21、所述試驗單元，用于在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，得到不同侵蝕深度下的氯離子濃度；利用不同侵蝕深度下的氯離子濃度，求解試驗下氯離子擴散系數；
22、所述模型單元，用于對試驗下氯離子擴散系數進行表達式擬定，得到氯離子擴散系數預測模型，將氯離子擴散系數預測模型作為邊界條件設置到神經網絡模型；使得神經網絡模型進行迭代輸出，若神經網絡模型輸出值在第m次與第m+1次之間的變化小于閾值，則將第m次的輸出值設置到氯離子擴散系數預測模型，得到解析后的預測模型；
23、所述評定單元，用于利用解析后的預測模型，計算得到實際工況下氯離子擴散系數。
24、進一步，在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，具體包括：
25、調配不同水灰比、骨料體積份數的混凝土試件，將混凝土試件設置到環境試驗箱；
26、在環境試驗箱中，為混凝土試件設置不同的環境溫度、環境濕度以及應力水平，并對環境試驗箱的五個面進行密封，只讓氯離子從其中一個面侵蝕混凝土；
27、待混凝土試件侵蝕不同時段后，將其分批取出，采用氯離子測定儀測試不同侵蝕深度下的氯離子濃度。
28、進一步，根據如下式子確定氯離子擴散系數預測模型：
29、
30、其中，di為不同工況下氯離子擴散系數，d0表示侵蝕k天后氯離子的擴散系數，t表示環境溫度，t0表示養護溫度，h表示環境濕度，σ為應力水平，t為侵蝕時間，t0取值為k天，w/c為水灰比，v表示骨料體積份數，βi為估計參數，i＝1,2,3,4,5,6。
31、進一步，根據如下式子確定解析后的預測模型：
32、
33、其中，di為不同工況下氯離子擴散系數，t表示環境溫度，t0表示養護溫度，h表示環境濕度，σ為應力水平，t為侵蝕時間，t0取值為k天，w/c為水灰比，v表示骨料體積份數。
34、本專利技術的有益效果是：本專利技術公開的一種混凝土結構中氯離子擴散的評定方法及系統，綜合考慮了材料因素、環境因素和荷載對氯離子擴散系數的影響，基于物理機器學習方法，將數學公式嵌入機器學習模型中，能夠顯著提高模型的預測準確性和泛化能力，結合了物理定律與數據驅動的優勢，確保預測結果不僅符合已有的數據，還遵循物理規律，從而打破了傳統機器學習模型對大規模實驗數據的依賴，為進一步分析鋼筋混凝土結構的耐久性能提供了技術參考。
本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，具體包括：
3.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：求解試驗下氯離子擴散系數，具體包括：將不同侵蝕深度下的氯離子濃度代入Fick第二定律表達式中，求解試驗下氯離子擴散系數。
4.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：根據如下式子確定氯離子擴散系數預測模型：
5.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：所述神經網絡模型的輸入值包括環境溫度、環境濕度、應力水平、水灰比、骨料體積份數以及侵蝕時間；所述神經網絡模型的輸出值包括估計參數。
6.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：根據如下式子確定解析后的預測模型：
7.一種混凝土結構中氯離子擴散的評定系統，其特征在于：包括試驗單元、模型單元以及評定單元；
8.根據權利要求7所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定系統，其特征在于：在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，具體包括：
9.根據權利要求7所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定系統，其特征在于：根據如下式子確定氯離子擴散系數預測模型：
10.根據權利要求7所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定系統，其特征在于：根據如下式子確定解析后的預測模型：
...
【技術特征摘要】
1.一種混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：在設定的工況環境下進行氯離子侵蝕混凝土的試驗，具體包括：
3.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：求解試驗下氯離子擴散系數，具體包括：將不同侵蝕深度下的氯離子濃度代入fick第二定律表達式中，求解試驗下氯離子擴散系數。
4.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：根據如下式子確定氯離子擴散系數預測模型：
5.根據權利要求1所述的混凝土結構中氯離子擴散的評定方法，其特征在于：所述神經網絡模型的輸入值包括環境溫度、環境濕度、應力水平、水灰...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喻宣瑞，李杰鴻，胡天宇，王迎旭，
申請(專利權)人：重慶科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。