基于环境影响分析的混凝土配比优化方法及系统与流程

本申请涉及混凝土，具体涉及混凝土配比优化，尤其涉及基于环境影响分析的混凝土配比优化方法及系统。

背景技术：

1、随着全球气候变化的加剧，极端天气现象日益频繁，建筑工程领域面临着前所未有的挑战。特别是在寒冷与炎热气候交替的地区，混凝土作为建筑中最基础且广泛使用的材料，其性能稳定性直接关系到建筑的安全性和耐久性。低温下的冻融循环与高温时的水分迁移变化，成为影响混凝土性能的关键因素。在极端高温条件下，混凝土内部的水分会发生显著的移动和重新分布。由于温度升高，混凝土中的毛细孔和微裂缝成为水分迁移的通道，导致水分从湿度较高的区域向干燥区域扩散。这种水分的重新分布不仅影响混凝土的湿度梯度，还可能引发内部应力的变化，进而影响混凝土的强度和耐久性。而当环境温度骤降至冰点以下时，混凝土内部的水分将发生结冰现象，体积显著膨胀。这一物理变化在混凝土内部产生巨大的内应力，尤其是在存在微小裂缝或缺陷的区域，应力集中现象更为明显。随着冻融循环的反复进行，内应力不断累积，一旦超过混凝土的抵抗强度，便会导致混凝土结构的破坏。冻融破坏不仅表现为混凝土表面的剥落，严重时还会造成内部结构的疏松，甚至露出石子，严重影响建筑的安全性和使用寿命。

技术实现思路

1、本申请通过提供了基于环境影响分析的混凝土配比优化方法及系统，旨在解决混凝土在低温和高温交替环境下，由于水分移动变化及结冰膨胀导致的冻融破坏的技术问题。

2、鉴于上述问题，本申请提供了基于环境影响分析的混凝土配比优化方法及系统。

3、本申请公开的第一个方面，提供了基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，所述方法包括：采集待进行配比优化的混凝土工作环境内的环境特征，获得高温环境特征信息集合、水分特征信息集合和低温环境特征信息集合；获取混凝土配比空间；以最小化高温下混凝土损伤和最小化低温下混凝土损伤为目的，构建混凝土配比优化函数；在所述混凝土配比空间内，基于所述混凝土配比优化函数，进行混凝土配比优化，获得最优混凝土配比参数，其中，根据所述高温环境特征信息集合和水分特征信息集合，预测混凝土配比参数下进入低温环境时混凝土内的水分分布，结合所述低温环境特征信息集合，预测低温下混凝土损伤，进行优化；输出所述最优混凝土配比参数，获得混凝土配比优化结果。

4、本申请公开的另一个方面，提供了基于环境影响分析的混凝土配比优化系统，所述系统包括：环境特征采集模块，所述环境特征采集模块用于采集待进行配比优化的混凝土工作环境内的环境特征，获得高温环境特征信息集合、水分特征信息集合和低温环境特征信息集合；配比空间获取模块，所述配比空间获取模块用于获取混凝土配比空间；优化函数构建模块，所述优化函数构建模块用于以最小化高温下混凝土损伤和最小化低温下混凝土损伤为目的，构建混凝土配比优化函数；配比优化模块，所述配比优化模块用于在所述混凝土配比空间内，基于所述混凝土配比优化函数，进行混凝土配比优化，获得最优混凝土配比参数，其中，根据所述高温环境特征信息集合和水分特征信息集合，预测混凝土配比参数下进入低温环境时混凝土内的水分分布，结合所述低温环境特征信息集合，预测低温下混凝土损伤，进行优化；优化结果获得模块，所述优化结果获得模块用于输出所述最优混凝土配比参数，获得混凝土配比优化结果。

5、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

6、上述基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，该方法首先采集工作环境的环境特征，这包括高温环境下的温度特征、水分特征，以及低温环境下的温度特征，并特征信息分别整理成高温环境特征信息集合、水分特征信息集合和低温环境特征信息集合。随后，确定混凝土配比的空间范围，这个空间包含了所有可能的混凝土配比组合，再以混凝土配比能够最小化在高温下由于水分迁移和温度应力导致的混凝土损伤，同时也能最小化在低温下由于水分结冰膨胀而产生的混凝土损伤为目标，构建一个混凝土配比优化函数，该函数综合考虑了上述两种极端环境下的损伤预测。在确定混凝土配比空间和优化函数后，进行配比优化。这个过程中，利用高温环境特征信息集合和水分特征信息集合预测不同配比参数下混凝土进入低温环境时的内部水分分布情况。之后，结合低温环境特征信息集合，预测这些水分在低温下结冰膨胀可能对混凝土造成的损伤。通过不断调整配比参数，寻找使预测损伤最小的配比组合，即最优混凝土配比参数。然后，输出这个最优混凝土配比参数，作为混凝土配比优化结果。这个结果能够帮助在复杂的工作环境中生产出更加耐久、安全的混凝土材料。

7、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，采集待进行配比优化的混凝土工作环境内的环境特征，包括：

3.根据权利要求1所述的基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，以最小化高温下混凝土损伤和最小化低温下混凝土损伤为目的，构建混凝土配比优化函数，包括：

4.根据权利要求3所述的基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，在所述混凝土配比空间内，基于所述混凝土配比优化函数，进行混凝土配比优化，包括：

5.根据权利要求4所述的基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，根据所述第一混凝土配比参数和所述m个工作场景的m个高温环境特征信息，进行高温损伤预测，包括：

6.根据权利要求4所述的基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，根据所述第一混凝土配比参数和所述m个工作场景的m个高温环境特征信息和m个水分特征信息，预测所述第一混凝土配比参数下进入低温环境时混凝土内的m个第一水分分布，结合m个低温环境特征信息，进行低温损伤预测，包括：

7.根据权利要求4所述的基于环境影响分析的混凝土配比优化方法，其特征在于，对所述第二混凝土配比参数和第一混凝土配比参数进行判别保留，包括：

8.基于环境影响分析的混凝土配比优化系统，其特征在于，用于实施权利要求1至7中任意一项所述基于环境影响分析的混凝土配比优化方法的步骤，包括：

技术总结
本申请涉及混凝土配比优化技术领域，提供基于环境影响分析的混凝土配比优化方法及系统。所述方法包括：采集环境特征，获得高温环境特征信息集合、水分特征信息集合和低温环境特征信息集合；获取混凝土配比空间；以最小化高温下混凝土损伤和最小化低温下混凝土损伤为目的，构建混凝土配比优化函数；基于混凝土配比优化函数，进行混凝土配比优化，获得最优混凝土配比参数；输出最优混凝土配比参数，获得混凝土配比优化结果。本申请解决了混凝土在低温和高温交替环境下，由于水分移动变化及结冰膨胀导致的冻融破坏的技术问题，实现了通过优化混凝土配比参数和预测混凝土内的水分分布，减少混凝土损伤，提高混凝土的耐久性和使用寿命的效果。

技术研发人员：张少荃,张韵秋
受保护的技术使用者：江苏菲尔浦工程科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14