本发明涉及混凝土寿命预测，具体为一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法及系统。
背景技术：
1、海洋环境中的各类工程建筑物，如码头、防波堤和海上平台等，逐渐增多。这些结构通常采用混凝土材料，其在海洋环境中面临着复杂且严峻的劣化问题。海蚀作用，涵盖了海浪冲击、潮汐变化以及海洋生物附着等多种因素，对混凝土结构的耐久性和使用寿命产生重大影响。现有技术中，混凝土结构在海洋环境中的劣化检测与寿命预测主要依赖于定期的人工检测和经验评估，这一方式不仅费时费力，且检测结果具有较大主观性和不确定性。此外，现有的部分监测方法如电化学测量法、声波检测法等虽然能够提供一定的数据支持，但在覆盖面、精确度以及实时性方面存在显著不足；
2、现有技术中的，公开号为cn115545298a，名称为一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法；当波浪持续作用在风化槽土体上时，一方面波浪压力在风化槽引起了滑塌力，另一方面风化槽自身重力也组成了滑塌力，循环压力使得风化槽土体出现强度衰减，衰减后土体强度具有的抵抗滑塌力阻止风化槽滑塌，若抵抗滑塌力小于滑塌力时，风化槽出现滑塌，失去稳定。
3、现有技术的主要缺陷在于缺乏对海洋环境中不同区域的精准、系统监测与分析。海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区由于所受环境条件不同，其劣化速率和机制也各异；现有技术未能针对这些区域进行具体划分和独立分析，从而导致寿命预测的准确性大打折扣。此外，现有方法对混凝土表面海洋生物附着物的影响研究较少，忽视了生物附着物对裂缝扩展、钢筋腐蚀以及孔隙率变化的潜在影响；
4、在上述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，具体步骤包括：
4、步骤s1：将混凝土结构表面区域按照海蚀作用依次划分为海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区，并定时采集混凝土结构表面各区域上海洋生物附着物的厚度、覆盖率，以及在海洋生物附着物下混凝土表面的ph值变化量，并将采集数据传输至数据处理单元；
5、步骤s2：接收海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区中经过预处理后的厚度、覆盖率和ph值变化量数据，并分别进行分析处理，以计算用于评价混凝土结构表面各区域海蚀程度的评价指数；
6、步骤s3：获取海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区在不同评价指数输出值下的劣化速率历史数据，并分别进行相关性分析，以计算混凝土结构表面各区域的相关性评价系数；该相关性评价系数用于评价混凝土结构表面各区域在不同评价指数输出值下的劣化速率关联程度，劣化速率包括裂缝扩展速率、钢筋腐蚀速率、孔隙率变化速率；
7、步骤s4：结合混凝土结构表面各区域的评价指数和相关性评价系数，构建用于对混凝土结构表面各区域进行寿命预测的综合评价模型；
8、步骤s5：将混凝土结构表面各区域在当前采集点监测的厚度、覆盖率和ph值变化量数据输入至综合评价模型中，以计算混凝土结构表面各区域的劣化速率，并基于各区域的劣化速率，对混凝土结构进行整体寿命预测。
9、进一步地，对评价指数在不同取值区间下的劣化速率进行计算和分析，具体区间和劣化速率计算如下：
10、将、、、、依次标记为区间1、区间2、区间3、区间4、区间5；设定i∈{1,2,3,4,5}，i表示第i个区间索引；
11、引入，将混凝土结构表面各区域在第i个区间对应评价指数输出值下的裂缝扩展速率、钢筋腐蚀速率、孔隙率变化速率分别标记为、、；且以下每个计算公式中的p均为同一数值p1或p2或p3；
12、结合、、，综合形成混凝土结构表面各区域在第i个区间对应的劣化速率，计算公式如下：
13、；
14、其中，b1、b2、b3为对应参数的权重系数，且；
15、计算混凝土结构表面各区域的相关性评价系数如下：
16、；
17、其中，表示混凝土结构表面各区域的相关性评价系数，为第i个区间下对应的评价指数输出值，为第i个区间对应评价指数输出值下的劣化速率，和分别为评价指数和劣化速率的均值。
18、进一步地，结合混凝土结构表面各区域的评价指数和相关性评价系数，构建用于对混凝土结构表面各区域进行寿命预测的综合评价模型，具体包括：
19、基于，确定海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区对应的评价指数依次为、、；确定海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区对应的相关性评价系数依次为、、；
20、定义海浪飞溅区的综合评价模型为：
21、；
22、定义潮汐潮涨区的综合评价模型为：
23、；
24、定义全浸区的综合评价模型为：
25、；
26、其中，、、分别为海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区的评价值；为对应参数的权重系数，表征评价指数和相关性系数对寿命预测的贡献度，。
27、进一步地，计算混凝土结构表面各区域的劣化速率，并基于各区域的劣化速率，对混凝土结构进行整体寿命预测，具体包括：
28、基于混凝土结构表面各区域在第i个区间对应的劣化速率，定义海浪飞溅区的综合劣化速率为，计算公式如下：
29、；
30、定义潮汐潮涨区的综合劣化速率为，计算公式如下：
31、；
32、定义全浸区的综合劣化速率为，计算公式如下：
33、；
34、其中，分别为调整综合评价结果对劣化速率影响的系数，；
35、根据劣化速率，计算混凝土结构表面各区域的剩余寿命，并进行综合评估；定义以下标准：
36、定义混凝土结构表面各区域的寿命公式为：
37、；
38、其中，为剩余寿命，d为设计寿命，为相应混凝土结构表面区域的劣化速率；、、分别表示混凝土结构表面上海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区的剩余寿命；
39、定义整体寿命预测公式为：
40、；
41、其中，为混凝土结构整体的综合寿命预测值，分别为海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区的面积值，且均依次通过归一化、缩放和偏移处理，使取值范围均在（0,1）范围内。
42、一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测系统，所述系统用于执行所述的基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，包括：
43、划分采集单元：用于将混凝土结构表面区域按照海蚀作用依次划分为海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区，并定时采集混凝土结构表面各区域上海洋生物附着物的厚度、覆盖率，以及在海洋生物附着物下混凝土表面的ph值变化量，并将采集数据传输至数据处理单元；
44、指数生成单元：用于接收海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区中经过预处理后的厚度、覆盖率和ph值变化量数据，并分别进行分析处理，以计算用于评价混凝土结构表面各区域海蚀程度的评价指数；
45、关联分析单元：用于获取海浪飞溅区、潮汐潮涨区和全浸区在不同评价指数输出值下的劣化速率历史数据，并分别进行相关性分析，以计算混凝土结构表面各区域的相关性评价系数；该相关性评价系数用于评价混凝土结构表面各区域在不同评价指数输出值下的劣化速率关联程度，劣化速率包括裂缝扩展速率、钢筋腐蚀速率、孔隙率变化速率；
46、综合评价模型构建单元：用于结合混凝土结构表面各区域的评价指数和相关性评价系数，构建用于对混凝土结构表面各区域进行寿命预测的综合评价模型；
47、寿命预测单元：用于将混凝土结构表面各区域在当前采集点监测的厚度、覆盖率和ph值变化量数据输入至综合评价模型中，以计算混凝土结构表面各区域的劣化速率，并基于各区域的劣化速率，对混凝土结构进行整体寿命预测。
48、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过精准划分混凝土结构表面区域、实时采集海洋生物附着物的厚度、覆盖率和对应ph值变化量数据，分析并量化各区域的劣化程度，结合评价指数和相关性评价系数构建综合评价模型，从而实现了对混凝土结构表面各区域劣化速率的精确计算和整体寿命的科学预测，有效解决了现有技术中数据覆盖面不足、实时性差及缺乏区域独立分析的问题，为海洋工程的维护和管理提供了强有力的技术支持。
1.一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：定时采集各区域上海洋生物附着物的厚度、覆盖率，以及在海洋生物附着物下混凝土表面的ph值变化量，并将采集数据传输至数据处理单元，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：评价指数的计算，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：评价混凝土结构表面各区域海蚀程度，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：对评价指数在不同取值区间下的劣化速率进行计算和分析，具体区间和劣化速率计算如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：相关性评价系数用于评价混凝土结构表面各区域在不同评价指数输出值下的劣化速率关联程度，劣化速率包括裂缝扩展速率、钢筋腐蚀速率、孔隙率变化速率，具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：结合混凝土结构表面各区域的评价指数和相关性评价系数，构建用于对混凝土结构表面各区域进行寿命预测的综合评价模型，具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，其特征在于：计算当前混凝土结构表面各区域的劣化速率，并基于各区域的劣化速率，对混凝土结构进行整体寿命预测，具体包括：
9.一种基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测系统，其特征在于：所述系统用于执行权利要求1-8任意一项所述的基于海蚀作用的混凝土结构寿命预测方法，包括：
