本发明涉及土木工程材料的，尤其是涉及一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法及系统。
背景技术：
1、随着基础工程的兴建与城市化的高速推进，工程界对预拌混凝土的要求愈发严格、对超高混凝土的需求也愈发增大，适用于工程需求的超高强混凝土的开发具有重要意义。
2、超高强混凝土由于对强度的高要求，骨料的密实堆积成为关键的影响因素，目前，对于粒径比胶凝材料颗粒大的骨料而言，其粒径跨度大(从0.15-31.5mm)，每级粒径尺寸之间也存在间隙，大多采用可压缩堆积模型(compressible packing model，cpm)来预测和设计骨料这种多级离散颗粒体系更加合适，相对其他颗粒紧密堆积理论，cpm模型利用虚拟堆积密度来表征颗粒的堆积，建立了虚拟堆积密度与堆积过程的关系，然而，cpm模型却忽略了细骨料(砂)在混凝土配比中的重要性，导致预测的混凝土配比与实际情况出现偏差或不准确性，因此，存在一定的改进空间。
技术实现思路
1、为了提高混凝土配比调整结果的准确性，本技术提供一种超高强机制砂混凝土砂骨料一体化设计方法及系统。
2、本技术的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法包括步骤：
4、获取混凝土砂石骨料体积分数，基于所述混凝土砂石骨料体积分数计算混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度；
5、获取混凝土砂石骨料压实指数，根据所述混凝土砂石骨料压实指数和虚拟堆积密实度计算混凝土砂石骨料的实际堆积密实度；
6、将所述虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内；
7、根据所述训练后的cpm模型，获取混凝土配比参数。
8、通过采用上述技术方案，超高强机制砂混凝土包含有多个不同粗细粒级骨料堆积而成，在对超高强机制砂混凝土配比预测过程中，获取每个粒级的混凝土砂石骨料体积分数，混凝土砂石骨料体积分数是指各粒级颗粒体积所占总颗粒体积的分数，通过每个粒级的混凝土砂石骨料体积分数计算出该粒级混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，虚拟堆积密实度是指在超高强机制砂混凝土体系中，该粒级混凝土砂石骨料在保持原有状态下放入单位体积中的最大堆积密实度，将得到的混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度根据混凝土砂石骨料压实指数，计算出混凝土砂石骨料的实际堆积密实度，混凝土砂石骨料压实指数是指模拟反应混凝土砂石骨料堆积的参数，为混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度和实际堆积密实度建立联系，实际堆积密实度是指凝土砂石骨料实际堆积情况，将虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内，对cpm模型进行训练，得到训练后的cpm模型，根据训练后的cpm模型对超高强机制砂混凝土配比进行预测，得到混凝土配比参数，利用训练后的cpm模型进行超高强机制砂混凝土配比预测，能够考虑到超高强机制砂混凝土内的细骨料的影响，进而提高混凝土配比调整结果的准确性。
9、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述获取混凝土砂石骨料体积分数之前，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法还包括：
10、获取各粒级的混凝土石骨料体积分数边界和步长增长数；
11、基于所述步长增长数和各粒级的混凝土石骨料体积分数边界，通过质量比归一化计算出混凝土砂石骨料体积分数。
12、通过采用上述技术方案，为了保证颗粒级配不出现断级导致模型退化为无相互作用，设定每个粒径区间体积分数边界，并设置混凝土砂石骨料体积分数的步长增长数，根据步长增长数和各粒级的混凝土石骨料体积分数边界，通过质量比归一化计算出混凝土内的混凝土砂石骨料体积分数取值范围。
13、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取混凝土砂石骨料体积分数，基于所述混凝土砂石骨料体积分数计算混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，具体包括：
14、基于所述混凝土砂石骨料体积分数获取最小粒径和最大粒径，根据所述最小粒径和最大粒径获取颗粒特征粒径；
15、根据所述颗粒特征粒径确定相邻颗粒间的作用常数，基于所述相邻颗粒间的作用常数和混凝土砂石骨料体积分数计算出混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度。
16、通过采用上述技术方案，利用混凝土砂石骨料中各颗粒的最小粒径和最大粒径确定该颗粒的颗粒特征粒径，利用颗粒特征粒径确定相邻颗粒间的相互作用常数，实际堆积情况中，每个颗粒不可能按照原来的状态不变放入堆积体系中，如以第2级颗粒占比为主，它会受到第1级颗粒的“松开效应”和第3级颗粒的“壁效应”，松开效应下会产生松开作用常数，壁效应下会产生壁作用常数，根据相邻颗粒间的作用常数和混凝土砂石骨料体积分数计算出混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，实现计算出混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度的功能。
17、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取混凝土砂石骨料压实指数，根据所述混凝土砂石骨料压实指数和虚拟堆积密实度计算混凝土砂石骨料的实际堆积密实度，具体包括：
18、基于预设的历史混凝土数据库内获取混凝土砂石骨料压实指数；
19、根据所述混凝土砂石骨料压实指数和虚拟堆积密实度计算混凝土砂石骨料的实际堆积密实度。
20、通过采用上述技术方案，混凝土砂石骨料压实指数是一个经验值，通过系统内构建好的历史混凝土数据库内获取混凝土砂石骨料压实指数，不同超高强机制砂混凝土砂石骨料的堆积状态对应的混凝土砂石骨料压实指数不同，根据所述混凝土砂石骨料压实指数和虚拟堆积密实度计算混凝土砂石骨料的实际堆积密实度，实现建立虚拟堆积密实度与实际堆积密实度的联系。
21、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述将所述虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内，具体包括：
22、以所述虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度作为训练参数；
23、基于所述训练参数对预设cpm模型进行训练，得到训练后的cpm模型。
24、通过采用上述技术方案，将虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度作为训练参数输入至预设的cpm模型内，对cpm模型进行训练，得到训练后的cpm模型，利用训练后的cpm模型进行超高强机制砂混凝土配比预测，能够考虑到超高强机制砂混凝土内的细骨料的影响。
25、本技术的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
26、一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统包括：
27、虚拟堆积密实度计算模块，用于获取混凝土砂石骨料体积分数，基于所述混凝土砂石骨料体积分数计算混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度；
28、实际堆积密实度计算模块，用于获取混凝土砂石骨料压实指数，根据所述混凝土砂石骨料压实指数和虚拟堆积密实度计算混凝土砂石骨料的实际堆积密实度；
29、模型训练模块，用于将所述虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内；
30、配比参数获取模块，用于根据所述训练后的cpm模型，获取混凝土配比参数。
31、通过采用上述技术方案，超高强机制砂混凝土包含有多个不同粗细粒级骨料堆积而成，在对超高强机制砂混凝土配比预测过程中，获取每个粒级的混凝土砂石骨料体积分数，混凝土砂石骨料体积分数是指各粒级颗粒体积所占总颗粒体积的分数，通过每个粒级的混凝土砂石骨料体积分数计算出该粒级混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，虚拟堆积密实度是指在超高强机制砂混凝土体系中，该粒级混凝土砂石骨料在保持原有状态下放入单位体积中的最大堆积密实度，将得到的混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度根据混凝土砂石骨料压实指数，计算出混凝土砂石骨料的实际堆积密实度，混凝土砂石骨料压实指数是指模拟反应混凝土砂石骨料堆积的参数，为混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度和实际堆积密实度建立联系，实际堆积密实度是指凝土砂石骨料实际堆积情况，将虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内，对cpm模型进行训练，得到训练后的cpm模型，根据训练后的cpm模型对超高强机制砂混凝土配比进行预测，得到混凝土配比参数，利用训练后的cpm模型进行超高强机制砂混凝土配比预测，能够考虑到超高强机制砂混凝土内的细骨料的影响，进而提高混凝土配比调整结果的准确性。
32、本技术的上述目的三是通过以下技术方案得以实现的：
33、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法的步骤。
34、本技术的上述目的四是通过以下技术方案得以实现的：
35、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法的步骤。
36、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
37、1、超高强机制砂混凝土包含有多个不同粗细粒级骨料堆积而成，在对超高强机制砂混凝土配比预测过程中，获取每个粒级的混凝土砂石骨料体积分数，通过每个粒级的混凝土砂石骨料体积分数计算出该粒级混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，将得到的混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度根据混凝土砂石骨料压实指数，计算出混凝土砂石骨料的实际堆积密实度，将虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内，对cpm模型进行训练，得到训练后的cpm模型，根据训练后的cpm模型对超高强机制砂混凝土配比进行预测，得到混凝土配比参数，利用训练后的cpm模型进行超高强机制砂混凝土配比预测，能够考虑到超高强机制砂混凝土内的细骨料的影响，进而提高混凝土配比调整结果的准确性；
38、2、为了保证颗粒级配不出现断级导致模型退化为无相互作用，设定每个粒径区间体积分数边界，并设置混凝土砂石骨料体积分数的步长增长数，根据步长增长数和各粒级的混凝土石骨料体积分数边界，通过质量比归一化计算出混凝土内的混凝土砂石骨料体积分数取值范围；3、利用混凝土砂石骨料中各颗粒的最小粒径和最大粒径确定该颗粒的颗粒特征粒径，利用颗粒特征粒径确定相邻颗粒间的相互作用常数，实际堆积情况中，每个颗粒不可能按照原来的状态不变放入堆积体系中，如以第2级颗粒占比为主，它会受到第1级颗粒的“松开效应”和第3级颗粒的“壁效应”，松开效应下会产生松开作用常数，壁效应下会产生壁作用常数，根据相邻颗粒间的作用常数和混凝土砂石骨料体积分数计算出混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，实现计算出混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度的功能；
1.一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法，其特征在于，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法，其特征在于，在所述获取混凝土砂石骨料体积分数之前，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法，其特征在于，所述获取混凝土砂石骨料体积分数，基于所述混凝土砂石骨料体积分数计算混凝土砂石骨料的虚拟堆积密实度，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法，其特征在于，所述获取混凝土砂石骨料压实指数，根据所述混凝土砂石骨料压实指数和虚拟堆积密实度计算混凝土砂石骨料的实际堆积密实度，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法，其特征在于，所述将所述虚拟堆积密实度、混凝土砂石骨料压实指数和实际堆积密实度输入至预设的cpm模型内，具体包括：
6.一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统，其特征在于，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统，其特征在于，所述超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统还包括：
8.根据权利要求6所述的一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计系统，其特征在于，所述虚拟堆积密实度计算模块包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述一种超高强机制砂混凝土砂石骨料一体化设计方法的步骤。
