一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法技术

本发明专利技术公开了一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法，其包括：基于泄水建筑物的环境因素和材料因素确定N个评估指标；建立评分标准，包括：确定M个评分等级以及每个评分等级的评分分数，确定各个评估指标在各个评分等级的参数范围；计算确定N个评估指标对应的影响因子权重λ1～λ

【技术实现步骤摘要】
一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法


[0001]本专利技术涉及建筑物寿命评估
，具体涉及一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法。

技术介绍

[0002]混凝土是指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子、化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材，混凝土已成为目前建设应用最大量、最广泛的建筑材料。在水利工程枢纽中，用来泄放水的水工建筑物称为泄水建筑物，其型式有岸边溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞及坝下涵洞四种型式。
[0003]目前针对高寒地区泄水建筑物寿命的研究，多是倾向于单独考虑混凝土的抗冻性或环境因素对泄水建筑物的寿命的影响。我国现行的混凝土抗冻实验方法普遍是以美国ASTMC666(A)方法为基础的，试件的冻结和融化均在水中进行，以混凝土的质量损失率等作为评价指标。在我国西部地区，在冬季极度寒冷的西部，冻融损害被认为是水工混凝土劣化的最重要因素，同时，在西部高寒地区的部分工程中，地下水、河流中存在较高的侵蚀性离子，尤其是Cl
‑
、SO
42
‑
等，对地下结构部位混凝土的侵蚀破坏严重。目前国内外对建筑物抗冻性、混凝土抗腐蚀性离子侵蚀性能以及抗冲刷的试验法方法，无法有效地评估出在多种因素作用下的高寒地区泄水建筑物的使用寿命。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法，以解决如何有效地评估高寒地区泄水建筑物的使用寿命的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法，其包括：
[0007]S1、基于泄水建筑物的环境因素和材料因素确定N个评估指标K1～K
N
；
[0008]S2、建立评分标准，包括：确定M个评分等级以及每个评分等级的评分分数，确定各个评估指标在各个评分等级的参数范围；
[0009]S3、计算确定N个评估指标K1～K
N
对应的影响因子权重λ1～λ
N
；
[0010]S4、获取待评估的泄水建筑物对应于各个评估指标的实际参数，基于所述评分标准获得所述泄水建筑物的N个评估指标对应的评分分数A1～A
N
；
[0011]S5、根据公式计算获取所述泄水建筑物的寿命评分S，并基于所述寿命评分S计算确定所述泄水建筑物的寿命年限；
[0012]其中，N和M均为正整数，n＝1、2、
…
、N
‑
1、N。
[0013]具体地，所述步骤S3包括以下子步骤：
[0014]S31、参照待评估的泄水建筑物的建筑材料信息制备标准试件，并测试获取所述标准试件的抗压强度F0；
[0015]S32、以与所述标准试件相比，按照仅改变第n个评估指标K
n
的参数为条件，制备获得M组试验试件；其中，第m组试验试件的第n个评估指标K
n
的参数值落在第m个评分等级的参数范围内，m＝1、2、
…
、M
‑
1、M；
[0016]S33、测试获取M组试验试件依次对应的抗压强度F
1n
～F
Mn
；
[0017]S34、根据公式计算获得在第n个评估指标K
n
的影响下试验试件的平均抗压强度
[0018]S35、根据公式计算获得在第n个评估指标K
n
的影响下试验试件的损失率V
n
；
[0019]S36、重复以上步骤S32至步骤S35，n的取值从1至N，分别计算获得N个评估指标K1～K
N
对应的损失率V1～V
N
；
[0020]S37、根据公式计算，x＝1、2、
…
、N
‑
1、N，由此计算获得N个评估指标K1～K
N
对应的影响因子权重λ1～λ
N
。
[0021]更具体地，所述标准试件和所述试验试件的尺寸为边长为100mm的立方体试件。
[0022]更具体地，所述步骤S32中，每一组试验试件包括多个试验试件；所述步骤S33中，测试获取的第m组试验试件对应的抗压强度F
mn
为该组中多个试验试件的平均抗压强度。
[0023]具体地，所述步骤S1中基于泄水建筑物的环境因素和材料因素确定15个评估指标K1～K
15
，依次是混凝土碳化深度、年冻融循环次数、泄水道水流流速、水流含砂率、冰凌磨损次数、水质氯离子浓度、水质硫酸盐浓度、最大温差值、紫外线强度、气压值、平均温度、混凝土表面平整度偏差、混凝土钢筋锈蚀率、混凝土强度以及混凝土表面裂密度。
[0024]更具体地，所述步骤S2建立的评分标准包括：确定优、良、中和差总共4个评分等级，优等级的评分分数为100分，良等级的评分分数为75分，中等级的评分分数为50分，差等级的评分分数为25分。
[0025]更具体地，各个评估指标在各个评分等级的参数范围如下：
[0026]混凝土碳化深度的参数k1(mm)：优等级为k1≤0.4，良等级为0.4＜k1≤4，中等级为4＜k1＜10，差等级为k1≥10；
[0027]年冻融循环次数的参数k2(次)：优等级为k2≤30，良等级为30＜k2≤60，中等级为60＜k2＜120，差等级为k2≥120；
[0028]泄水道水流流速的参数k3(m/s)：优等级为k3≤10，良等级为10＜k3≤30，中等级为30＜k3＜50，差等级为k3≥50；
[0029]水流含砂率的参数k4(％)：优等级为k4≤5，良等级为5＜k4≤15，中等级为15＜k4＜30，差等级为k4≥30；
[0030]冰凌磨损次数的参数k5(次)：优等级为k5≤15，良等级为15＜k5≤30，中等级为30＜k5＜50，差等级为k5≥50；
[0031]水质氯离子浓度的参数k6(mg/L)：优等级为k6≤50，良等级为50＜k6≤150，中等级为150＜k6＜200，差等级为k6≥200；
[0032]水质硫酸盐浓度的参数k7(mg/L)：优等级为k7≤100，良等级为100＜k7≤1000，中等级为1000＜k7＜4000，差等级为k7≥4000；
[0033]最大温差值的参数k8(℃)：优等级为k8≤20，良等级为20＜k8≤30，中等级为30＜k8＜40，差等级为k8≥40；
[0034]紫外线强度的参数k9(MJ
·
m
‑2·
a
‑1)：优等级为k9≤100，良等级为100＜k9≤300，中等级为300＜k9＜500，差等级为k9≥500；
[0035]气压值的参数k
10
(kPa)：优等级为k
10
≥80，良等级为60≤k
10...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高寒地区泄水建筑物的寿命评估方法，其特征在于，包括：S1、基于泄水建筑物的环境因素和材料因素确定N个评估指标K1～K
N
；S2、建立评分标准，包括：确定M个评分等级以及每个评分等级的评分分数，确定各个评估指标在各个评分等级的参数范围；S3、计算确定N个评估指标K1～K
N
对应的影响因子权重λ1～λ
N
；S4、获取待评估的泄水建筑物对应于各个评估指标的实际参数，基于所述评分标准获得所述泄水建筑物的N个评估指标对应的评分分数A1～A
N
；S5、根据公式计算获取所述泄水建筑物的寿命评分S，并基于所述寿命评分S计算确定所述泄水建筑物的寿命年限；其中，N和M均为正整数，n＝1、2、
…
、N
‑
1、N。2.根据权利要求1所述的寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：S31、参照待评估的泄水建筑物的建筑材料信息制备标准试件，并测试获取所述标准试件的抗压强度F0；S32、以与所述标准试件相比，按照仅改变第n个评估指标K
n
的参数为条件，制备获得M组试验试件；其中，第m组试验试件的第n个评估指标K
n
的参数值落在第m个评分等级的参数范围内，m＝1、2、
…
、M
‑
1、M；S33、测试获取M组试验试件依次对应的抗压强度F
1n
～F
Mn
；S34、根据公式计算获得在第n个评估指标K
n
的影响下试验试件的平均抗压强度S35、根据公式计算获得在第n个评估指标K
n
的影响下试验试件的损失率V
n
；S36、重复以上步骤S32至步骤S35，n的取值从1至N，分别计算获得N个评估指标K1～K
N
对应的损失率V1～V
N
；S37、根据公式计算，x＝1、2、
…
、N
‑
1、N，由此计算获得N个评估指标K1～K
N
对应的影响因子权重λ1～λ
N
。3.根据权利要求2所述的寿命评估方法，其特征在于，所述标准试件和所述试验试件的尺寸为边长为100mm的立方体试件。4.根据权利要求2所述的寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S32中，每一组试验试件包括多个试验试件；所述步骤S33中，测试获取的第m组试验试件对应的抗压强度F
mn
为该组中多个试验试件的平均抗压强度。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S1中基于泄水建筑物的环境因素和材料因素确定15个评估指标K1～K
15
，依次是混凝土碳化深度、年冻融
循环次数、泄水道水流流速、水流含砂率、冰凌磨损次数、水质氯离子浓度、水质硫酸盐浓度、最大温差值、紫外线强度、气压值、平均温度、混凝土表面平整度偏差、混凝土钢筋锈蚀率、混凝土强度以及混凝土表面裂密度。6.根据权利要求5所述的寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S2建立的评分标准包括：确定优、良、中和差总共4个评分等级，优等级的评分分数为100分，良等级的评分分数为75分，中等级的评分分数为50分，差等级的评分分数为25分。7.根据权利要求6所述的寿命评估方法，其特征在于，各个评估指标在各个评分等级的参数范围如下：混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，张琦睿，王瑞骏，苏晓军，刘豫峰，
申请(专利权)人：青海黄河上游水电开发有限责任公司国家电投集团青海黄河电力技术有限责任公司国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：