本發(fā)明涉及資源循環(huán)利用，具體為一種預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、盡管盾構(gòu)隧道壁后注漿材料在國內(nèi)外已取得了一定的研究成果，但以盾構(gòu)渣土等固體廢棄物為主要原材料的資源化利用技術(shù)依舊存在著一定的研究空白。目前，尚未對盾構(gòu)渣土材料的力學(xué)性能、物理機(jī)理、收縮性能以及其他關(guān)鍵性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究和全面評價，進(jìn)而限制了盾構(gòu)渣土的材料研發(fā)，資源化利用的分析和挖掘。

2、現(xiàn)在需要對盾構(gòu)渣土可資源化利用程度進(jìn)行有效分析和預(yù)測，揭示盾構(gòu)渣土材料的各項性能及其影響因素，為盾構(gòu)渣土材料的研發(fā)提供新的思路和參考，進(jìn)一步促進(jìn)盾構(gòu)渣土等固體廢棄物的資源化利用。因此，需要加強(qiáng)盾構(gòu)渣土資源化利用的研究和評價，進(jìn)一步推動相關(guān)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有方法的不足以及實際應(yīng)用的需求，為了全面且系統(tǒng)地探究盾構(gòu)渣土材料在物理特性、力學(xué)性能及耐久性能等多個維度上的表現(xiàn)及其變化規(guī)律，本發(fā)明基于渣土信息構(gòu)建綜合評價體系，對盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用潛力進(jìn)行多維度評估，有助于深入分析盾構(gòu)渣土資源化利用的可行性，進(jìn)一步為資源可利用研究提供理論與實踐基礎(chǔ)，有助于實現(xiàn)資源的最大化利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。一方面本發(fā)明提供了一種預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的方法，其方法包括：選取盾構(gòu)渣土試樣，依據(jù)所述盾構(gòu)渣土試樣制定盾構(gòu)渣土的資源預(yù)測實驗方案；根據(jù)所述資源預(yù)測實驗方案和所述盾構(gòu)渣土試樣獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用實驗信息；基于所述資源化利用實驗信息建立盾構(gòu)渣土資源利用評價體系，依據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系和所述資源化利用實驗信息獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評價結(jié)果；結(jié)合所述資源化利用多維度評價結(jié)果和所述資源化利用實驗信息對盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用程度進(jìn)行綜合預(yù)測。本發(fā)明選取了具有代表性的盾構(gòu)渣土試樣，可以獲取盾構(gòu)渣土在資源化利用過程中的關(guān)鍵性能參數(shù)，有助于全面、準(zhǔn)確地評估盾構(gòu)渣土的資源化利用程度，進(jìn)一步推動盾構(gòu)渣土的資源化利用、實現(xiàn)盾構(gòu)渣土材料的可持續(xù)發(fā)展。

2、可選地，所述選取盾構(gòu)渣土試樣，依據(jù)所述盾構(gòu)渣土試樣制定盾構(gòu)渣土的資源預(yù)測實驗方案包括：基于盾構(gòu)渣土的材料特征選取盾構(gòu)渣土試樣，所述盾構(gòu)渣土試樣包括多組不同成分的盾構(gòu)渣土試樣；依據(jù)所述盾構(gòu)渣土試樣制定盾構(gòu)渣土的資源預(yù)測實驗方案，所述資源預(yù)測實驗方案包括干濕循環(huán)測試和盾構(gòu)渣土數(shù)據(jù)檢測。本發(fā)明通過基于盾構(gòu)渣土的材料特征選取試樣，可以確保實驗結(jié)果的代表性和廣泛性，不僅可以了解盾構(gòu)渣土的實際性能，還能比較和分析不同成分渣土對資源化利用效果的影響，為后續(xù)的資源化利用提供更全面的參考信息。

3、可選地，所述根據(jù)所述資源預(yù)測實驗方案和所述盾構(gòu)渣土試樣獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用實驗信息包括；對所述盾構(gòu)渣土試樣進(jìn)行所述干濕循環(huán)測試，以獲得干濕循環(huán)實驗之后的盾構(gòu)渣土試樣；對所述干濕循環(huán)實驗之后的盾構(gòu)渣土試樣進(jìn)行盾構(gòu)渣土數(shù)據(jù)檢測，以獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用實驗信息。本發(fā)明對盾構(gòu)渣土試樣進(jìn)行干濕循環(huán)測試，可以觀察到盾構(gòu)渣土在不同濕度條件下的行為特征，如膨脹、收縮、強(qiáng)度變化等，有助于更全面地評估資源化利用過程中盾構(gòu)渣土的相關(guān)性能。

4、可選地，所述基于所述資源化利用實驗信息建立盾構(gòu)渣土資源利用評價體系包括：依據(jù)所述資源化利用實驗信息設(shè)置資源化利用評價指標(biāo)，所述資源化利用評價指標(biāo)包括盾構(gòu)渣土試樣的物相成分指標(biāo)、力學(xué)性能指標(biāo)和收縮變化指標(biāo)；所述物相成分指標(biāo)、所述力學(xué)性能指標(biāo)和所述收縮變化指標(biāo)構(gòu)成盾構(gòu)渣土資源利用評價體系。本發(fā)明的評價體系涵蓋了盾構(gòu)渣土試樣的物相成分、力學(xué)性能和收縮變化等多個關(guān)鍵方面，進(jìn)而可以全面、系統(tǒng)地評估盾構(gòu)渣土在資源化利用過程中的性能和實用潛力，有助于更準(zhǔn)確地了解盾構(gòu)渣土的實際應(yīng)用價值，為后續(xù)的資源化利用決策提供信息依據(jù)。

5、可選地，所述預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的方法，還包括：依據(jù)所述資源化利用實驗信息分析干濕循環(huán)測試下的抗壓強(qiáng)度損傷率；基于所述抗壓強(qiáng)度損傷率構(gòu)建干濕循環(huán)盾構(gòu)渣土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型；

6、所述抗壓強(qiáng)度損傷率，滿足如下關(guān)系：

7、

8、其中，表示不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的損傷系數(shù)，表示實驗數(shù)據(jù)的波動指數(shù)，表示未干濕循環(huán)時置信度為95%的盾構(gòu)渣土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，表示n次干濕循環(huán)下置信度為95%的盾構(gòu)渣土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明利用多維度評價結(jié)果分析干濕循環(huán)測試下的抗壓強(qiáng)度損傷率、并基于此構(gòu)建了干濕循環(huán)盾構(gòu)渣土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型，可以精確評估試樣的性能變化。

9、可選地，所述干濕循環(huán)盾構(gòu)渣土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型，滿足如下關(guān)系：

10、

11、其中，表示干濕循環(huán)作用下盾構(gòu)渣土置信度為95%的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值，表示不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的損傷系數(shù)，表示破壞盾構(gòu)渣土?xí)r的最大壓應(yīng)力，表示盾構(gòu)渣土的平均截面面積，表示盾構(gòu)渣土相關(guān)的統(tǒng)計系數(shù)，表示盾構(gòu)渣土的物理影響權(quán)重。本發(fā)明模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測在不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土的抗壓強(qiáng)度值，將置信度設(shè)置為95%進(jìn)一步保障了盾構(gòu)渣土相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性。

12、可選地，所述依據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系和所述資源化利用實驗信息獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評價結(jié)果包括：依據(jù)所述資源化利用實驗信息在所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系中建立不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土的含水率線縮分析函數(shù)、線縮率分析函數(shù)、收縮系數(shù)分析函數(shù)。本發(fā)明建立了含水率線縮分析函數(shù)、線縮率分析函數(shù)和收縮系數(shù)分析函數(shù)，相關(guān)函數(shù)可以量化盾構(gòu)渣土在不同干濕循環(huán)次數(shù)下的性能變化，有助于后續(xù)了解盾構(gòu)渣土的性能特征。

13、可選地，所述含水率線縮分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：

14、

15、其中，表示不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土的含水率線縮率，表示第n次干濕循環(huán)后的盾構(gòu)渣土密度，表第n次干濕循環(huán)后的盾構(gòu)渣土體積，表示盾構(gòu)渣土的初始質(zhì)量；

16、所述線縮率分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：

17、

18、其中，表示不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土的線縮率，表示第n次干濕循環(huán)后的盾構(gòu)渣土線縮值，表示盾構(gòu)渣土的初始線縮值；

19、所述收縮系數(shù)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：

20、

21、其中，表示不同干濕循環(huán)次數(shù)下盾構(gòu)渣土的收縮系數(shù)，表示第n次干濕循環(huán)和第n-1次干濕循環(huán)的收縮曲線差值，表示對應(yīng)的盾構(gòu)渣土含水率差值。

22、本發(fā)明的含水率線縮分析函數(shù)能夠精確計算出盾構(gòu)渣土在不同干濕循環(huán)次數(shù)下的含水率線縮率，從而量化其體積變化與含水率之間的關(guān)系；線縮率分析函數(shù)能準(zhǔn)確反映盾構(gòu)渣土在不同干濕循環(huán)后的線縮率，即長度或尺寸的變化百分比，有助于評估其穩(wěn)定性和耐久性；收縮系數(shù)分析函數(shù)則可以計算收縮曲線差值與含水率差值之間的比例，揭示了盾構(gòu)渣土在干濕循環(huán)過程中的收縮特性。

23、可選地，所述依據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系和所述資源化利用實驗信息獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評價結(jié)果包括：基于所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系提取盾構(gòu)渣土的物相成分信息；依據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系中的干濕循環(huán)盾構(gòu)渣土抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型得到盾構(gòu)渣土的力學(xué)性能預(yù)測數(shù)據(jù)；根據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評價體系中的含水率線縮分析函數(shù)、線縮率分析函數(shù)、收縮系數(shù)分析函數(shù)得到盾構(gòu)渣土的收縮變化數(shù)據(jù)；結(jié)合所述物相成分信息、所述力學(xué)性能預(yù)測數(shù)據(jù)和所述收縮變化數(shù)據(jù)獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評價結(jié)果。本發(fā)明的多維度評價結(jié)果綜合考慮了盾構(gòu)渣土的物相成分、力學(xué)性能和收縮變化等多個方面，能夠更全面地評估不同盾構(gòu)渣土的資源化利用潛力，有助于更準(zhǔn)確地了解不同盾構(gòu)渣土的性能特征，有利于盾構(gòu)渣土可資源化利用預(yù)測方法的有效實施。

24、第二方面，為能夠高效地執(zhí)行本發(fā)明所提供的預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的方法，本發(fā)明還提供了一種預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括輸入設(shè)備、處理器、輸出設(shè)備和存儲器，其中，所述輸入設(shè)備、處理器、輸出設(shè)備和存儲器相互連接，所述存儲器包括如本發(fā)明第一方面所述的預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的方法，所述存儲器用于存儲計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括程序指令，所述處理器被配置用于調(diào)用所述程序指令。本發(fā)明所提供的預(yù)測盾構(gòu)渣土可資源化利用的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，適用性強(qiáng)，極大程度地提高了運行效率。