【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大体积混凝土工程施工控制，尤其是基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法。
技术介绍
1、随着我国国民经济的发展，大体积混凝土在桥梁、铁路及大坝等工程中得到大量应用。胶凝材料水化升温会导致混凝土内外温差较大，加之各种约束的影响，使得大体积混凝土在施工期易出现裂缝，危害结构安全。因此，研究大体积混凝土施工期温度场分布及演化规律，据此制定有效的降温措施方案对保障工程安全至关重要。
2、现有研究多采用现场实测+有限元分析的方式研究大体积混凝土施工期温度场，关于混凝土导热系数、比热容及水化度等关键参数多采用经验公式或是少量试验数据拟合的方式。然而这些参数受环境条件、施工荷载等因素影响较大，上述方式势必会造成仿真结果失真，无法为工程提供有效支撑。
3、因此，急需提出有效的大体积混凝土三维温度场重构方法，研究温度场的发展规律，制定施工控制方案，指导施工建设。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，通过大体积混凝土中固定测点有限的监测数据来反演混凝土导热系数、比热容及水化度等关键参数，重构其三维温度场，并以此为基础预测温度场的变化规律，及时调整降温措施方案。
2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，包括以下步骤：
4、步骤1：采用大型三维建模软件构建大体积混凝土分幅分块浇筑
5、步骤2：以数字孪生体a为基础，在不同环境温度条件、热工参数以及混凝土标号因素影响下的大体积混凝土温度场分布，构建以测点位置与温度、环境温度及混凝土标号数据为输入，混凝土比热容、导热系数以及水化度为输出的仿真数据库；
6、步骤3：搭建深度学习模型，利用仿真数据库对深度学习模型进行训练，形成以数据为驱动的数字孪生体b；
7、步骤4：在大体积混凝土周围环境以及内部布置温度传感器，实时记录测点温度，并将其通过专网传输至云端；
8、步骤5：将云端混凝土内部测点位置与温度、环境温度及混凝土标号已知数据输入数字孪生体b中，预测出不同环境下混凝土比热容、导热系数及水化度；
9、步骤6：将热工参数及水化度写入数字孪生体a中，模拟大体积混凝土施工过程中空间温度场的分布及发展规律；
10、步骤7：根据空间温度场分布情况及时调整降温措施方案，并利用数字孪生体a对措施方案进行验证以指导施工。
11、而且，所述步骤1的具体实现方法为：从施工资料中获取大体积混凝土的几何信息，采用solidworks或auto cad软件建立三维几何模型，并将其保存为abaqus可识别的文件格式.x_t或.dxf，将几何模型文件导入abaqus中进行网格划分，得到数字孪生体a。
12、而且，所述步骤2包括以下步骤：
13、步骤2.1、编制大体积混凝土温度场子程序，大体积混凝土温度场子程序由hetval、film及dflux三个子程序组成，其中hetval子程序用来计算施工期混凝土水化热，film子程序用来计算混凝土表面与周围环境的对流换热，dflux子程序用来计算混凝土与周围环境的辐射换热；
14、步骤2.2、采用控制变量法，逐一改变环境温度、混凝土水化度、热工参数以及混凝土标号参数，研究大体积混凝土不同测点温度场的变化规律，构建输入为测点位置与温度、环境温度及混凝土标号，输出为混凝土比热容、导热系数以及水化度的仿真数据库。
15、而且，所述步骤3包括以下步骤：
16、步骤3.1、在深度学习平台pytorch或tensorflow上搭建多层卷积神经网络，网络层数、卷积核尺寸与个数、迭代次数及批处理量大小参数根据实际数据情况进行调整；
17、步骤3.2、利用仿真数据库对其进行训练，并根据预测结果对卷积神经网络参数进行优化，进而形成以数据为驱动的数字孪生体b。
18、本专利技术的优点和积极效果是：
19、1、本专利技术通过大体积混凝土中固定测点有限的监测数据来反演混凝土导热系数、比热容及水化度等关键参数，重构其三维温度场，并以此为基础预测温度场的变化规律，及时调整降温措施方案，克服了现有技术中导热系数、比热容以及水化度关键参数取值不合理所引起的混凝土温度场重构结果失真的问题。
20、2、本专利技术根据有限监测数据即可重构出大体积混凝土三维温度场，为制定温度场控制方案提供指导。
21、3、本专利技术能够对施工温度场控制方案进行评价及验证，可避免因降温措施布置不合理引起的损失，同时本专利技术能够涵盖铁路、桥梁及大坝等工程施工领域，可在不同工程中推广应用。
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1.基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：从施工资料中获取大体积混凝土的几何信息，采用SolidWorks或Auto CAD软件建立三维几何模型，并将其保存为Abaqus可识别的文件格式.x_t或.dxf，将几何模型文件导入Abaqus中进行网格划分，得到数字孪生体A。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的大体积混凝土施工温度场控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：从施工资料中获取大体积混凝土的几何信息，采用solidworks或auto cad软件建立三维几何模型，并将其保存为abaqus可识别...
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