[发明专利]基于标准Wiener过程的混凝土寿命预测方法

说明书

本发明公开了基于标准Wiener过程的混凝土寿命预测方法，首先取T_b＝inf{t:W(t)＝b,t＞0}，以W(t)表示混凝土在t时刻的耐久性退化量；检测混凝土材料的初始动弹性模量E_d，取安全界限b＝40％×E_d；输入安全界限b和时间长度t，根据公式计算出基于标准Wiener过程的混凝土动弹性模量在[0,t)时间内的失效概率P_f，通过计算机软件MATLAB根据计算公式编程计算并绘制混凝土寿命分布预测曲线，从而评估其使用寿命。实现建立一种适用范围广且可信度高、计算简便且高效和预测成本低的混凝土寿命预测方法。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种基于标准Wiener过程的混凝土寿命预测方法。

背景技术

在土木工程领域，准确的预测混凝土寿命至关重要，它能确保结构物的安全使用，减少可预防的经济损失。由于中国地域辽阔，气候环境复杂多变，无法采用统一的参数或标准进行混凝土寿命的预测，因而得出的结论并不一致，且因研究方法存在自身局限性，导致在混凝寿命预测方法领域没有深入的研究。

目前，根据小区域或特定情况下现有的混凝土寿命预测方法有：基于损伤演化方程的混凝土寿命预测方法、基于冻融作用下粉煤灰引气剂混凝土寿命预测等方法。其中，基于损伤演化方程的混凝土预测寿命方法在实际应用中需要通过大量、系统的试验来确定损伤参数，但因中国地域辽阔、气候复杂多变，涵盖不同工程使用的混凝土配合比与损伤参数数据库不完备，进而此方法在实际工程应用中受限制；基于冻融作用下粉煤灰引气剂混凝土寿命预测方法中的动弹性模量的衰减预测模型囊括了多个影响因子，相应的验算结果虽符合要求，但只考虑了冻融环境下混凝土材料性能劣化规律，且没有考虑混凝土动、静荷载作用，对于适用性更强及冻融-侵蚀等多因素耦合作用下混凝土材料劣化的研究缺乏实验数据，因此该方法适用范围有限；其次，现有技术中预测混凝土寿命的结果是一个准确的时间，在复杂多变的环境下，其预测结果不可能准确到一个时间点，因此这本身就存在缺陷和缺乏可信度。

因此现有技术中缺乏适用范围广，计算简便且可信度高的混凝土寿命预测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于标准Wiener过程的混凝土寿命预测方法，以解决现有技术应用范围窄、精确度不高、计算复杂和预测成本高等问题，实现建立一种适用范围广且可信度高、计算简便且高效和预测成本低的混凝土寿命预测方法。

本发明所采用的技术方案是，基于标准Wiener过程的混凝土寿命预测方法，按照以下步骤进行：

步骤1，取T_b＝inf{t:W(t)＝b,t＞0}，T_b表示基于标准Wiener过程的混凝土动弹性模量首次达到安全界限b的时间；以W(t)表示混凝土在t时刻的耐久性退化量；

步骤2，检测混凝土材料的初始动弹性模量E_d，取安全界限b＝40％×E_d；

步骤3，输入安全界限b和时间长度t，根据公式计算出基于标准Wiener过程的混凝土动弹性模量在[0,t)时间内的失效概率P_f，通过计算机软件MATLAB根据计算公式编程计算并绘制混凝土寿命分布预测曲线，从而评估其使用寿命；其中，Φ(·)表示标准正态分布的分布函数。

进一步的，所述步骤2中采用Pundit Plus混凝土超声波检测仪检测混凝土材料的初始动弹性模量E_d。

进一步的，所述步骤3中，计算失效概率P_f后，在(0,t]时段内结构不发生性能退化失效的耐久性可靠度则为

F_Tb(t)是标准Wiener过程首次超越时间的概率分布函数；