【技术实现步骤摘要】
本申请涉及混凝土孔结构参数分析，更具体地说，它涉及一种混凝土孔结构参数表征分析方法。
技术介绍
1、混凝土是支撑国家基础设施建设的关键基础材料，其用量占三大基础建材总量的90％以上。随着国家重大工程逐渐向高原、深地、海洋等区域拓展，混凝土材料与结构面临高地热、大温差、高盐等极端服役环境以及地震、爆炸、台风等极端荷载作用的巨大挑战，迫切需要混凝土材料兼具高力学性能和高耐久性能等显著特性。然而，混凝土是一种多孔非均质材料，孔结构等微观参数直接决定着宏观力学性能和耐久性能的优劣，获取均质细密、排列有序的孔结构已成为混凝土材料性能突破的重要技术途径，而先决条件就是可以精细表征孔结构的空间分布和形态等关键信息。目前获取和表征混凝土材料孔结构参数的方法有两类，一类为压汞和气体吸附等传统试验测试方法，一类为ct、磨片等图像重构方法。这两类方法最终都将获得混凝土材料的孔径分布曲线，并加工提取出等效孔径、平均孔径、最可几孔隙等特征孔径参数，但这些参数无法表征混凝土材料孔结构的复杂性和不规则性，尤其是孔径形态与空间分布等内部几何特征，难以支撑混凝土材料的前沿研究。
2、申请号为201810059436.6的专利文献“一种多孔混凝土孔隙率计算和孔隙参数表征方法”，公开了一种混凝土孔隙参数表征方法。该专利技术通过采用优化设计的脆性材料剖面磨削箱室配合磨削刀具对混凝土材料试件进行固定间距的逐层干磨，拍摄试件的连续剖面图像，进而利用图像处理软件重建混凝土孔结构，计算孔隙率等参数。然而，该专利技术只是提供了混凝土孔结构获取过程中相对简易的图像处理
3、申请号为202310463773.2的专利文献“基于孔结构随机分形特征的再生混凝土氯离子扩散系数预测模型及其构建方法和应用”，公开了一种基于孔结构分形特征的有效氯离子扩散系数模型。该专利技术基于menger sponge模型原理，采用混凝土的相对孔隙率，构建了再生混凝土的三维孔体积分形模型和二维孔道曲折度分形模型。首先，该方法仅通过理论假设提供了一种孔体积分形模型，难以对真实混凝土孔结构进行准确分析。其次，该方法仅基于相对孔隙率进行分析，无法剖析孔结构的复杂性，更不涉及孔径形态与空间分布等内部几何特征
技术实现思路
1、为解决混凝土孔径分布的内部奇异性以及均质性表征难题，本申请提供一种混凝土孔结构参数表征分析方法，实现孔结构的孔径形态与空间分布等内部几何特征精细刻画，满足了混凝土局部孔径分布的均匀性、分散性、复杂性和连通性的深刻描述，为混凝土微观孔结构调控、力学性能优化以及耐久性能提升提供了分析方法。
2、本申请提供的一种混凝土孔结构参数表征分析方法，采用如下的技术方案：
3、一种混凝土孔结构参数表征分析方法，包括以下步骤：
4、(1)获取混凝土孔径分布数据，将其孔径区间长度l按照二阶缩尺法划分为一组等间距ε的区间集合，获得的区间数量为n(ε)，n(ε)＝2k，幂值k选值为[0，6]；
5、(2)对每组孔径划分区间i，通过获取的孔径分布数据vi计算获取一个度量值pi(ε)，具体地：
6、
7、(3)引入广义维度dq来定义局部孔径分布特征，具体如下：
8、
9、d2＝2h-1
10、
11、其中的矩阵阶数q是一个实数，为[-10，10]；
12、d1为分散指数，表征孔径分布的集中和离散程度，d1最大值为1，越接近于1，说明孔径分布越分散；相反，d1越小于1，说明孔隙越容易在某些狭窄孔径区间聚集分布，也就是分散越不均匀；；
13、h为连通指数，表征孔径分布在孔径区间长度l内的自相关性，其值变化范围为0.5-1，h值越接近1，意味着孔径分布具有强自相关性，也就是孔径的连通性越差；
14、d0-d10为大孔分布均质指数，表征孔径大于等于10μm的孔隙分布波动趋势；其值越小，说明大孔在孔径划分区间内分布越均匀和均质；相反，其值越大，说明大孔在孔径划分区间内分布越不均匀；
15、d-10-d0为小孔分布均质指数，表征孔径小于10μm的孔隙分布波动趋势。其值越小，说明小孔在孔径划分区间内分布越均匀和均质；相反，其值越大，说明小孔在孔径划分区间内分布越不均匀。
16、进一步地，所述步骤(1)中，获取混凝土孔径分布数据的方法包括吸附类测试方法以及图像重构测试方法。
17、进一步地，所述吸附类测试方法中涉及的介质包括液汞、氮气、水蒸气、二氧化碳、氩气、氪气中的一种。
18、进一步地，所述图像重构测试方法包括硬化混凝土气孔分析测试、扫描电镜中测试、ct测试中的一种。
19、综上所述，本申请具有以下有益效果：
20、本申请所述的混凝土孔结构参数表征分析方法是基于传统吸附类或图像重构测试方法获取的混凝土孔径分布数据的深度分析，通过引入本申请的分析方法，提供了一特征函数dq来定义混凝土的局部孔径分布特征，实现了混凝土内部孔径分布的分散性、均匀性、连通性和复杂性的细致刻画，突破了传统方法难以表征混凝土内部孔结构几何特征的复杂性和不规则性的局限，可用于指导混凝土微观结构的精细调控，以便更一步提升其力学性能和耐久性能。
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1.一种混凝土孔结构参数表征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种混凝土孔结构参数表征分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中，获取混凝土孔径分布数据的方法包括吸附类测试方法以及图像重构测试方法。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土孔结构参数表征分析方法，其特征在于，所述吸附类测试方法涉及的介质包括液汞、氮气、水蒸气、二氧化碳、氩气、氪气中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种混凝土孔结构参数表征分析方法，其特征在于，所述图像重构测试方法包括硬化混凝土气孔分析测试、扫描电镜测试、CT测试中的一种。
【技术特征摘要】
1.一种混凝土孔结构参数表征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种混凝土孔结构参数表征分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中，获取混凝土孔径分布数据的方法包括吸附类测试方法以及图像重构测试方法。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土...
【专利技术属性】
技术研发人员：资谊，王峻，张迪，陈俊伟，崔佳，刘岩，吉旭平，韩方玉，刘建忠，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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