一种混凝土徐变预测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及混凝土材料性能技术领域，尤其涉及一种混凝土徐变预测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

温度对混凝土徐变的影响具有两面性，一方面温升会影响混凝土的成熟度进而减小徐变，另一方面温升也会降低混凝土内部水泥凝胶以及可流动水分的粘滞性进而增大徐变。通过试验直接获取不同温度条件下的混凝土徐变，对试验条件的要求严格，且时间和经济成本较高，故目前工程很少进行此类试验，试验数据缺乏。而通过预测模型预测不同温度条件下的混凝土徐变，目前已知的常用模型均未能全面反映温度对徐变的两面性影响机理，当温度变化时预测效果较差。

因此，如何建立能全面反映温度对徐变两面性影响的预测模型，根据有限的试验数据推求不同温度作用下的混凝土徐变成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种混凝土徐变预测方法、装置、电子设备及存储介质，来解决现有技术中如何建立能全面反映温度对徐变两面性影响的预测模型，根据有限的试验数据推求不同温度作用下的混凝土徐变的技术问题。

本发明第一方面提供了一种混凝土徐变预测方法，包括：

获取参考温度条件下待测混凝土的徐变、以及预先配置的第一预设条件和第二预设条件，其中，所述第一预设条件反映混凝土加载时成熟度与极限徐变之间呈负相关，所述第二预设条件反映混凝土中可流动组分的粘滞性和成熟度对所述混凝土徐变增长速率的作用；根据所述参考温度条件下待测混凝土的徐变、所述第一预设条件以及所述第二预设条件确定混凝土徐变预测模型；利用所述混凝土徐变预测模型预测所述待测混凝土在期望温度条件下的徐变，并利用预测后得到的混凝土徐变对建筑物结构进行分析。

本发明实施例提供的混凝土徐变预测方法，构建得到的混凝土徐变预测模型一方面能够考虑温度对混凝土成熟度的影响，另一方面也能够考虑温度对混凝土内部可流动组分粘滞性的影响，对温度的影响考虑更为全面，进而可以提高预测的准确性以及可信度。同时混凝土徐变预测模型仅需获知参考温度条件下的混凝土徐变，即可通过该模型预测任意温度条件下混凝土的徐变，从而减少试验数量，降低试验难度和工作量，同时降低时间和经济成本。

可选地，所述获取预先配置的第一预设条件，包括：获取任意温度条件下加载时刻的等效龄期以及任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比；根据所述任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比，计算得到所述第一预设条件。

可选地，所述获取任意温度条件下加载时刻的等效龄期，包括：获取参考温度，实际加载龄期，混凝土活化能，混凝土活化能常数，试验常数，通用气体常数；根据所述参考温度，所述实际加载龄期，所述混凝土活化能，所述试验常数，所述通用气体常数，确定任意温度条件下的等效龄期。

可选地，所述第一预设条件为：

其中，p

可选地，所述获取预先配置的第二预设条件，包括：获取任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比以及参考温度条件下的等效持荷时间；根据所述任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比以及参考温度条件下的等效持荷时间，生成第二预设条件。

可选地，所述第二预设条件为：

其中，p

可选地，获取待测混凝土加载龄期，持荷时间以及当前环境温度；所述利用所述混凝土徐变预测模型预测所述待测混凝土在期望温度条件下的徐变，包括：将所述参考温度条件下待测混凝土的徐变，所述加载龄期，所述持荷时间以及所述当前环境温度输入至混凝土徐变预测模型，得到混凝土在所述当前环境温度条件下的徐变。

第二方面，本发明实施例还公开了一种混凝土徐变预测装置，包括：第一获取模块，用于获取参考温度条件下待测混凝土的徐变、以及预先配置的第一预设条件和第二预设条件，其中，所述第一预设条件反映混凝土加载时成熟度与极限徐变之间呈负相关，所述第二预设条件反映混凝土中可流动组分的粘滞性和成熟度对所述混凝土徐变增长速率的作用；第一确定模块，用于根据所述参考温度条件下待测混凝土的徐变、所述第一预设条件以及所述第二预设条件确定混凝土徐变预测模型；第一预测模块，用于利用所述混凝土徐变预测模型预测所述待测混凝土在期望温度条件下的徐变，并利用预测后得到的混凝土徐变对建筑物结构进行分析。

第三方面，本发明实施例还公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的混凝土徐变预测方法的步骤。

第四方面，本发明实施方式还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的混凝土徐变预测方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种混凝土徐变预测方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例中一种混凝土徐变预测方法的一个具体示例20℃下混凝土的试验徐变曲线示意图；

图3为本发明实施例中一种混凝土徐变预测方法的一个具体示例30℃下混凝土预测徐变与试验徐变对比示意图；

图4为本发明实施例中一种混凝土徐变预测方法的一个具体示例40℃下混凝土预测徐变与试验徐变对比示意图；

图5为本发明实施例中一种混凝土徐变预测装置的一个具体示例的原理框图；

图6为本发明实施例中电子设备的一个具体示例图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书提供的混凝土徐变预测方法，可以应用于具备数值模型构建及运行数值模拟功能的电子设备中。该电子设备可以但不限于包括笔记本、台式电脑、智能手机、平板电脑等。当然，本说明书提供的混凝土徐变预测方法，也可以应用于运行在上述电子设备中的应用程序内。例如，该混凝土徐变预测方法应用于数值模拟程序中。

本发明实施例公开了一种混凝土徐变预测方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤110，获取参考温度条件下待测混凝土的徐变、以及预先配置的第一预设条件和第二预设条件，其中，所述第一预设条件反映混凝土加载时成熟度与极限徐变之间呈负相关，所述第二预设条件反映混凝土中可流动组分的粘滞性和成熟度对所述混凝土徐变增长速率的作用。

示例性地，参考温度可以为20℃，本领域技术人员可以根据实际情况进行确定，此处不做限制。参考温度条件下待测混凝土的徐变可以但不限于通过试验测量得到，预测模型计算得到，也可通过经验公式计算得到，或者本领域技术人员公知的其他方式，此处不做限制。

第一预设条件反映混凝土加载时成熟度与极限徐变之间呈负相关，具体地，加载时成熟度越大，极限徐变越小，且不同温度下的极限徐变之间的差异会随着加载时成熟度的增大而减小。需要说明的是，为了描述温度对混凝土成熟度的影响，可以采用等效龄期。等效龄期是指不管经历了怎样的温度历程，只要等效龄期相同，则混凝土的材料特性即相同。

第二预设条件反映混凝土中可流动组分的粘滞性和成熟度对所述混凝土徐变增长速率的作用，具体地，徐变增长速率是混凝土可流动组分的粘滞性和成熟度共同作用的结果。需要说明的是，为了描述温度对混凝土粘滞性的影响，可以引入时间-温度叠加原理(Time-Temperature Superposition Principle，TTSP)，即在高温下短持荷时间内产生的力学响应，如徐变或应力松弛等，等同于在低温下长持荷时间内产生的力学响应。或者说，升高温度和延长持荷时间对材料的粘弹性行为有着相同的影响。将该原理应用于混凝土徐变，将温度的这一影响转化为时间参数表示。可以设定温度作用下可流动组分的粘性流动速率服从Arrhenius函数：

其中，A是比例参数，E

示例性地，获取预先配置的第一预设条件，包括：获取任意温度条件下加载时刻的等效龄期以及任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比。获取任意温度条件下加载时刻的等效龄期，包括：获取参考温度，实际加载龄期，混凝土活化能，混凝土活化能常数，试验常数，通用气体常数；根据参考温度，实际加载龄期，混凝土活化能，试验常数，通用气体常数，确定任意温度条件下的等效龄期。具体地，任意温度条件下的等效龄期为：

其中，T

对等效龄期采用相同时间间隔进行求和计算，可以得到任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比为：

根据所述任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比，计算得到所述第一预设条件。具体地，第一预设条件为：

其中，p

示例性地，获取预先配置的第二预设条件，包括：获取任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比以及参考温度条件下的等效持荷时间。具体地，以温度作用下可流动组分的粘性流动速率服从Arrhenius函数，且设定粘性流动速率与响应时间是线性关系为例。任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比为：

其中，E

参考温度条件下的等效持荷时间为：

其中，

根据所述任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比以及参考温度条件下的等效持荷时间，生成第二预设条件。具体地，第二预设条件为：

其中，p

步骤120，根据所述参考温度条件下待测混凝土的徐变、所述第一预设条件以及所述第二预设条件确定混凝土徐变预测模型。

示例性地，混凝土徐变预测模型为：

其中，

步骤130，利用所述混凝土徐变预测模型预测所述待测混凝土在期望温度条件下的徐变，并利用预测后得到的混凝土徐变对建筑物结构进行分析。

示例性地，获取待测混凝土加载龄期，持荷时间以及当前环境温度，将参考温度条件下待测混凝土的徐变，加载龄期，持荷时间以及所述当前环境温度输入至混凝土徐变预测模型，得到混凝土在所述当前环境温度条件下的徐变，并利用预测后得到的混凝土徐变对建筑物结构进行分析。具体地，可以但不限于对混凝土建筑物结构进行设计计算、应力分析和安全评估等。

本发明提供的混凝土徐变预测方法，构建得到的混凝土徐变预测模型一方面能够考虑温度对混凝土成熟度的影响，另一方面也能够考虑温度对混凝土内部可流动组分粘滞性的影响，对温度的影响考虑更为全面，进而可以提高预测的准确性以及可信度。同时混凝土徐变预测模型仅需获知参考温度条件下的混凝土徐变，即可通过该模型预测任意温度条件下混凝土的徐变，从而减少试验数量，降低试验难度和工作量，同时降低时间和经济成本。

为了验证上述实施例中提供的混凝土徐变预测方法的性能，本实施例提供一系列不同温度下的混凝土徐变试验为例对提出的预测模型进行说明和验证：

示例性地，以20℃为参考温度，以20℃下的混凝土徐变试验数据预测30℃和40℃下的混凝土徐变。具体实施步骤如下：

根据试验资料，获知混凝土徐变试验的基本信息为：加载龄期为7天，持荷时间为60天，温度分别为20℃、30℃和40℃。

进行混凝土试件在20℃下的徐变试验，加载龄期为7天，加载应力为小于等于1/3混凝土试件在加载龄期时的抗压强度，试验持续60天，测得混凝土的徐变随时间变化曲线如图2所示。

配置第一预设条件

配置第二预设条件

根据得到的参考温度T

即可得到不同持荷时间下30℃和40℃下混凝土的徐变随时间变化曲线，如图3、图4所示。

为验证预测模型的准确性，将预测徐变与试验徐变进行对比，如图3、图4所示，可以看出，提出的预测模型的计算徐变与试验徐变吻合较好，验证了所构建混凝土徐变预测模型的适用性和准确性。

本发明实施例还公开了一种混凝土徐变预测装置，如图5所示，该装置包括：

第一获取模块810，用于获取参考温度条件下待测混凝土的徐变、以及预先配置的第一预设条件和第二预设条件，其中，所述第一预设条件反映混凝土加载时成熟度与极限徐变之间呈负相关，所述第二预设条件反映混凝土中可流动组分的粘滞性和成熟度对所述混凝土徐变增长速率的作用。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

第一确定模块820，用于根据所述参考温度条件下待测混凝土的徐变、所述第一预设条件以及所述第二预设条件确定混凝土徐变预测模型。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

第一预测模块830，用于利用所述混凝土徐变预测模型预测所述待测混凝土在期望温度条件下的徐变，并利用预测后得到的混凝土徐变对建筑物结构进行分析。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述获取预先配置的第一预设条件，包括：

第二获取模块，用于获取任意温度条件下加载时刻的等效龄期以及任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

第一计算模块，用于根据所述任意温度条件下加载时刻的等效龄期与参考温度条件下加载时刻的等效龄期之比，计算得到所述第一预设条件。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述获取任意温度条件下加载时刻的等效龄期，包括：

第三获取模块，用于获取参考温度，实际加载龄期，混凝土活化能，混凝土活化能常数，试验常数，通用气体常数。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

第二确定模块，用于根据所述参考温度，所述实际加载龄期，所述混凝土活化能，所述试验常数，所述通用气体常数，确定任意温度条件下的等效龄期。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述第一预设条件为：

其中，p

作为本发明一个可选实施方式，所述获取预先配置的第二预设条件，包括：

第四获取模块，用于获取任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比以及参考温度条件下的等效持荷时间。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

第一生成模块，用于根据所述任意温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率与参考温度条件下混凝土中可流动组分的粘性流动速率之比以及参考温度条件下的等效持荷时间，生成第二预设条件。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述第二预设条件为：

其中，p

作为本发明一个可选实施方式，还包括：

第五获取模块，用于获取待测混凝土加载龄期，持荷时间以及当前环境温度。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

所述利用所述混凝土徐变预测模型预测所述待测混凝土在期望温度条件下的徐变，包括：

第一输入模块，用于将所述参考温度条件下待测混凝土的徐变，所述加载龄期，所述持荷时间以及所述当前环境温度输入至混凝土徐变预测模型，得到混凝土在所述当前环境温度条件下的徐变。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。

另外，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备可以包括处理器3010和存储器3020，其中处理器3010和存储器3020可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。此外，该电子设备中还包括至少一个接口3030，该至少一个接口3030可以是通信接口或其他接口，本实施例对此不做限制。

其中，处理器3010可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器3010还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器3020作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的混凝土徐变预测方法对应的程序指令/模块。处理器3010通过运行存储在存储器3020中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的混凝土徐变预测方法。

存储器3020可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器3010所创建的数据等。此外，存储器3020可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器3020可选包括相对于处理器3010远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器3010。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

另外，至少一个接口3030用于电子设备与外部设备的通信，比如与服务器通信等。可选的，至少一个接口3030还可以用于连接外设输入、输出设备，比如键盘、显示屏等。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器3020中，当被所述处理器3010执行时，执行上述实施例中的混凝土徐变预测方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图1所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。