[发明专利]一种混凝土结构耐久性预测方法、系统及终端

权利要求书

1.一种混凝土结构耐久性预测方法，其特征在于，包括：

S1，获取冻融循环与氯盐侵蚀作用下的混凝土结构参数；所述混凝土结构参数包括：水灰比W/C；冻融循环次数；暴露时间；骨料体积分数；水泥砂浆和骨料过渡区的扩散系数Ditz和水泥砂浆扩散系数Dcp的比值Ditz/Dcp；环境温度；

S2，基于Fick定律构建优化冻融循环与氯盐侵蚀共同作用下混凝土结构耐久性预测模型；

S3，根据S1的参数，采用S2所述混凝土结构耐久性预测模型确定混凝土结构的氯离子扩散系数；

S4，根据所述氯离子扩散系数实现混凝土结构耐久性预测；

S2中，所述混凝土结构耐久性预测模型，具体为：

其中为混凝土初始孔隙率，a是混凝土水化程度，w/c是水灰比；α，β，μ，k是经验系数；N是冻融循环次数；C是混凝土中氯盐浓度；t是暴露时间；D₀是水中的离子扩散系数；是拉普拉斯算子；T₀是标准室温，设为298K；T为环境温度，E_a是活化能，取值为27.0KJ/mol，R是法拉第常数；

S3中，根据所述混凝土结构耐久性预测模型确定混凝土结构的氯离子扩散系数，包括：

S301，根据所述混凝土结构耐久性预测模型，得到混凝土结构中氯离子扩散系数的计算公式；

S302，根据所述计算公式和影响因素计算得到混凝土结构的氯离子扩散系数；所述影响因素是指W/C、冻融循环次数、暴露时间、骨料体积分数、Ditz/Dcp和环境温度；

所述S301中，混凝土结构中氯离子扩散系数的计算公式如下：

h是混凝土高度，l是氯离子在混凝土中的传输深度；C₁是混凝土结构边界处的氯盐浓度；D_eff即计算得到的氯离子扩散系数；是偏微分方程，用于求解混凝土结构内部的氯离子浓度；T₀是标准室温，设为298K；T为环境温度，E_a是活化能，取值为27.0KJ/mol，R是法拉第常数；

S4中，根据所述氯离子扩散系数实现混凝土结构耐久性预测，包括：

确定完好混凝土结构的氯离子扩散系数；

获取S3得到的所述氯离子扩散系数与所述完好混凝土结构的氯离子扩散系数的比值；

设置一阈值，所述比值超过该阈值的，则认为该混凝土结构已遭受破坏。

2.一种采用权利要求1所述混凝土结构耐久性预测方法的混凝土结构耐久性预测系统，其特征在于，包括：

参数获取模块：用于输入或获取冻融循环与氯盐侵蚀作用下的混凝土结构参数；

模型构建模块：基于Fick定律构建优化冻融循环与氯盐侵蚀共同作用下混凝土结构耐久性预测模型；

计算模块：根据参数获取模块的参数，采用所述模型构建模块的混凝土结构耐久性预测模型确定混凝土结构的氯离子扩散系数；

预测模块：根据所述计算模块得到的所述氯离子扩散系数实现混凝土结构耐久性预测。

3.根据权利要求2所述的混凝土结构耐久性预测系统，其特征在于，所述计算模块，包括：

根据所述混凝土结构耐久性预测模型，得到混凝土结构中氯离子扩散系数的计算公式；

根据所述计算公式和冻融循环与氯盐侵蚀作用下的混凝土结构参数计算得到混凝土结构的氯离子扩散系数。

4.根据权利要求2所述的混凝土结构耐久性预测系统，其特征在于，所述预测模块，包括：

归一化模块，根据冻融循环与氯盐侵蚀作用下的混凝土结构参数进行氯离子扩散系数的计算，对得到的氯离子扩散系数进行归一化处理，计算所述氯离子扩散系数与所述完好混凝土结构的氯离子扩散系数的比值，得到最后的扩散系数比值；

判断模块，将得到的所述扩散系数比值与设定的阈值相比，判断混凝土结构是否出现严重破坏。

5.一种混凝土结构耐久性预测终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时可用于执行权利要求1所述的混凝土结构耐久性预测方法。