本發(fā)明涉及資源循環(huán)利用，具體為一種預(yù)測(cè)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(duì)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(píng)價(jià)，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(duì)盾構(gòu)渣土可資源化利用程度進(jìn)行有效分析和預(yù)測(cè)，揭示盾構(gòu)渣土材料的各項(xiàng)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(píng)價(jià)，進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有方法的不足以及實(shí)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(gè)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(píng)價(jià)體系，對(duì)盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用潛力進(jìn)行多維度評(píng)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(shí)踐基礎(chǔ)，有助于實(shí)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(cè)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(cè)實(shí)驗(yàn)方案；根據(jù)所述資源預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)信息；基于所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息建立盾構(gòu)渣土資源利用評(píng)價(jià)體系，依據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評(píng)價(jià)體系和所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評(píng)價(jià)結(jié)果；結(jié)合所述資源化利用多維度評(píng)價(jià)結(jié)果和所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息對(duì)盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用程度進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)。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(píng)估盾構(gòu)渣土的資源化利用程度，進(jìn)一步推動(dòng)盾構(gòu)渣土的資源化利用、實(shí)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(cè)實(shí)驗(yàn)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(cè)實(shí)驗(yàn)方案，所述資源預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)方案包括干濕循環(huán)測(cè)試和盾構(gòu)渣土數(shù)據(jù)檢測(cè)。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(shí)驗(yàn)結(jié)果的代表性和廣泛性，不僅可以了解盾構(gòu)渣土的實(shí)際性能，還能比較和分析不同成分渣土對(duì)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(cè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)信息包括；對(duì)所述盾構(gòu)渣土試樣進(jìn)行所述干濕循環(huán)測(cè)試，以獲得干濕循環(huán)實(shí)驗(yàn)之后的盾構(gòu)渣土試樣；對(duì)所述干濕循環(huán)實(shí)驗(yàn)之后的盾構(gòu)渣土試樣進(jìn)行盾構(gòu)渣土數(shù)據(jù)檢測(cè)，以獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用實(shí)驗(yàn)信息。本發(fā)明對(duì)盾構(gòu)渣土試樣進(jìn)行干濕循環(huán)測(cè)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(píng)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(shí)驗(yàn)信息建立盾構(gòu)渣土資源利用評(píng)價(jià)體系包括：依據(jù)所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息設(shè)置資源化利用評(píng)價(jià)指標(biāo)，所述資源化利用評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)體系。本發(fā)明的評(píng)價(jià)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(gè)關(guān)鍵方面，進(jìn)而可以全面、系統(tǒng)地評(píng)估盾構(gòu)渣土在資源化利用過程中的性能和實(shí)用潛力，有助于更準(zhǔn)確地了解盾構(gòu)渣土的實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(cè)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(shí)驗(yàn)信息分析干濕循環(huán)測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的波動(dòng)指數(shù)，表示未干濕循環(huán)時(shí)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(píng)價(jià)結(jié)果分析干濕循環(huán)測(cè)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(cè)模型，可以精確評(píng)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(cè)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(jì)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(cè)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(píng)價(jià)體系和所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評(píng)價(jià)結(jié)果包括：依據(jù)所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息在所述盾構(gòu)渣土資源利用評(píng)價(jià)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(duì)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(jì)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(zhǎng)度或尺寸的變化百分比，有助于評(píng)估其穩(wěn)定性和耐久性；收縮系數(shù)分析函數(shù)則可以計(jì)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(píng)價(jià)體系和所述資源化利用實(shí)驗(yàn)信息獲得盾構(gòu)渣土試樣的資源化利用多維度評(píng)價(jià)結(jié)果包括：基于所述盾構(gòu)渣土資源利用評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)體系中的干濕循環(huán)盾構(gòu)渣土抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型得到盾構(gòu)渣土的力學(xué)性能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述盾構(gòu)渣土資源利用評(píng)價(jià)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(cè)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(píng)價(jià)結(jié)果。本發(fā)明的多維度評(píng)價(jià)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(gè)方面，能夠更全面地評(píng)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(cè)方法的有效實(shí)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(cè)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(cè)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(chǔ)器，其中，所述輸入設(shè)備、處理器、輸出設(shè)備和存儲(chǔ)器相互連接，所述存儲(chǔ)器包括如本發(fā)明第一方面所述的預(yù)測(cè)盾構(gòu)渣土可資源化利用的方法，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)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(cè)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(yùn)行效率。