本發(fā)明屬于參數(shù)反演，具體公開了一種大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法及終端設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、大體積混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，其澆筑過程中會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大、導(dǎo)熱系數(shù)低、施工約束以及溫度變化，施工過程中通常會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫不僅損害混凝土結(jié)構(gòu)的美觀，還會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載力、安全性、防水性能，進(jìn)而影響其耐久性和使用壽命。對(duì)大體積混凝土進(jìn)行有效的溫度控制是確保澆筑質(zhì)量的重要手段，例如在施工過程中控制溫度變化，避免混凝土施工過程中出現(xiàn)較大的溫度變化或較大的溫度梯度。通過提前預(yù)測(cè)混凝土澆筑過程中的溫度及其變化過程，并采取相應(yīng)的溫度控制措施，可以保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

2、目前，大體積混凝土溫度變化研究的分析方法包括數(shù)值模擬方法。利用數(shù)值模擬方法構(gòu)建的大體積混凝土機(jī)理模型基于相關(guān)的熱傳導(dǎo)微分方程等方法反映混凝土的溫度變化規(guī)律，但其簡(jiǎn)化了熱傳導(dǎo)方程、邊界條件和外部環(huán)境，與混凝土的實(shí)際溫度變化有較大的偏差，且存在模型設(shè)置復(fù)雜、計(jì)算工作量龐大以及計(jì)算運(yùn)行時(shí)間較長等問題，難以滿足混凝土溫度動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的需求。為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)大體積混凝土施工期溫度變化情況，需要明確水化熱的變化規(guī)律，因此混凝土絕熱溫升參數(shù)的選取尤為關(guān)鍵，但由于受試驗(yàn)條件、施工工藝、施工環(huán)境等因素影響，設(shè)計(jì)階段試驗(yàn)選取的絕熱溫升參數(shù)存在一定的誤差，未能全面、準(zhǔn)確、真實(shí)地反映施工階段水泥水化熱過程，導(dǎo)致溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬結(jié)果出現(xiàn)偏差甚至可能偏離實(shí)際情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法及終端設(shè)備，以解決現(xiàn)有方法確定的混凝土絕熱溫升參數(shù)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬結(jié)果出現(xiàn)偏差甚至偏離實(shí)際情況的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的第一方面公開了一種大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，包括：獲取大體積混凝土機(jī)理模型中待反演熱學(xué)參數(shù)的多組設(shè)計(jì)參數(shù)值；利用所述機(jī)理模型確定每組設(shè)計(jì)參數(shù)值對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度值；根據(jù)所述多組設(shè)計(jì)參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度值，確定所述大體積混凝土的溫度與待反演熱學(xué)參數(shù)的映射關(guān)系；根據(jù)實(shí)測(cè)溫度值和所述映射關(guān)系確定所述待反演熱學(xué)參數(shù)的反演值。

3、優(yōu)選地，根據(jù)所述多組設(shè)計(jì)參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度值，確定所述大體積混凝土的溫度與待反演熱學(xué)參數(shù)的映射關(guān)系，具體包括：構(gòu)建由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和回歸預(yù)測(cè)模型構(gòu)成的反演代理模型；將所述設(shè)計(jì)溫度值作為輸入、所述設(shè)計(jì)參數(shù)值作為輸出，訓(xùn)練所述反演代理模型，得到所述大體積混凝土的溫度與待反演熱學(xué)參數(shù)的映射關(guān)系。

4、優(yōu)選地，所述反演代理模型為stacking集成模型；所述stacking集成模型中的基學(xué)習(xí)器為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和回歸預(yù)測(cè)模型；所述stacking集成模型中的元學(xué)習(xí)器為線性回歸模型。

5、優(yōu)選地，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的激活函數(shù)包括陡度因子。

6、優(yōu)選地，所述陡度因子大于或等于1。

7、優(yōu)選地，所述回歸預(yù)測(cè)模型為由相關(guān)向量回歸模型和回歸鏈組合構(gòu)建的多目標(biāo)輸出的相關(guān)向量回歸模型。

8、優(yōu)選地，所述機(jī)理模型為絕熱溫升方程；所述待反演熱學(xué)參數(shù)為水泥總絕熱溫升和水化熱系數(shù)。

9、優(yōu)選地，獲取大體積混凝土機(jī)理模型中待反演熱學(xué)參數(shù)的多組設(shè)計(jì)參數(shù)值，具體包括：分別獲取水泥總絕熱溫升和水化熱系數(shù)的取值范圍；利用拉丁超立方抽樣方法從所述取值范圍內(nèi)抽樣，得到待反演熱學(xué)參數(shù)的多組設(shè)計(jì)參數(shù)值。

10、本發(fā)明的第二方面公開了一種終端設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法的步驟。

11、本發(fā)明的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法及終端設(shè)備，相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果：

12、本發(fā)明的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法所確定絕熱溫升方程中水泥總絕熱溫升、水化熱系數(shù)的反演值能夠全面、準(zhǔn)確、真實(shí)地反映施工階段水泥水化熱過程，確保利用其確定的大體積混凝土的預(yù)測(cè)溫度更為準(zhǔn)確，進(jìn)而便于采取相應(yīng)的溫度控制措施，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

13、本發(fā)明的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法具有解決小樣本、非線性、高維度等問題的優(yōu)勢(shì)，在保證精度的同時(shí)減少計(jì)算時(shí)間和資源消耗。

技術(shù)特征：

1.一種大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，根據(jù)所述多組設(shè)計(jì)參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度值，確定所述大體積混凝土的溫度與待反演熱學(xué)參數(shù)的映射關(guān)系，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，所述反演代理模型為stacking集成模型；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，所述陡度因子大于或等于1。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，所述回歸預(yù)測(cè)模型為由相關(guān)向量回歸模型和回歸鏈組合構(gòu)建的多目標(biāo)輸出的相關(guān)向量回歸模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，所述機(jī)理模型為絕熱溫升方程；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法，其特征在于，獲取大體積混凝土機(jī)理模型中待反演熱學(xué)參數(shù)的多組設(shè)計(jì)參數(shù)值，具體包括：

9.一種終端設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于參數(shù)反演技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法及終端設(shè)備，方法包括獲取大體積混凝土機(jī)理模型中待反演熱學(xué)參數(shù)的多組設(shè)計(jì)參數(shù)值；利用機(jī)理模型確定每組設(shè)計(jì)參數(shù)值對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度值；根據(jù)多組設(shè)計(jì)參數(shù)值和對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度值，確定大體積混凝土的溫度與待反演熱學(xué)參數(shù)的映射關(guān)系；根據(jù)實(shí)測(cè)溫度值和映射關(guān)系確定待反演熱學(xué)參數(shù)的反演值。本發(fā)明的大體積混凝土機(jī)理模型參數(shù)反演方法所確定絕熱溫升方程中水泥總絕熱溫升、水化熱系數(shù)的反演值能夠全面、準(zhǔn)確、真實(shí)地反映施工階段水泥水化熱過程，確保利用其確定的大體積混凝土的預(yù)測(cè)溫度更為準(zhǔn)確，進(jìn)而便于采取相應(yīng)的溫度控制措施，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：劉婷,呂慶超,張群,李鵬峰,高煥煥,張家旗,侯回位
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21