一种全洞渣混凝土协同变形设计方法

1.一种全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，所述方法包括：S1：确定混凝土的强度等级及工作性要求；其中，所述工作性要求包括坍落度目标值；S2：水泥、洞渣骨料、石粉和减水剂作为原材料，其中，所述水泥根据强度等级选择适应等级的硅酸盐水泥，所述洞渣骨料包括机制砂和粗骨料，所述机制砂为中砂且细度模数为2.3-3.0，所述粗骨料最大粒径为31.5mm，所述石粉为花岗岩石粉或石灰岩石粉，所述减水剂为聚羧酸系且减水率为20%-30%；S3：基于预设的原材料-变形性能-力学性能数据库，通过56d变形预测模型、28d力学预测模型进行性能预测，结合遗传算法进行多目标寻优，输出推荐配比范围；其中，所述多目标寻优以最大化抗压强度、最小化干缩率为目标；S4：按照所述推荐配比范围进行试配，检测坍落度、7d抗压强度和56d干缩率，若坍落度不满足要求，调整减水剂掺量或水胶比；若7d抗压强度小于设计值的70%，重新调整配比；若56d干缩率不在推荐范围，重新调整配比；S5：检测机制砂和粗骨料的含水率，根据含水率调整机制砂用量、粗骨料用量及用水量，得到施工配合比。 2.如权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述混凝土的强度等级为C30-C60，所述坍落度目标值为100-220mm。 3.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S2中，所述石粉的掺量满足：非活性石粉掺量不超过15%，活性石粉掺量不超过20%；所述机制砂的亚甲蓝值≤1.4，压碎指标≤20%，松散堆积密度≥1400kg/m 3 。 4.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S3中，所述56d变形预测模型为基于神经网络的预测模型，所述28d力学预测模型为基于梯度提升树的预测模型；所述推荐配比范围中，各强度等级的28d抗压强度范围及56d干缩率范围如下：C30：28d抗压强度30-40MPa，56d干缩率351-480×10 -6 ；C40：28d抗压强度40-50MPa，56d干缩率304-455×10 -6 ；C50：28d抗压强度50-60MPa，56d干缩率287-439×10 -6 ；C60：28d抗压强度60-70MPa，56d干缩率250-368×10 -6 。 5.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S3中，所述多目标寻优输出的推荐配比范围中，水胶比、水泥用量、砂率、粗骨料用量及减水剂掺量为固定值，粉煤灰、矿粉及石粉的掺量为可调节范围；所述石粉的掺量范围根据岩性确定，具体如下：C30：花岗岩石粉12.3-18.5%，石灰岩石粉9.5-14.8%；C40：花岗岩石粉8.3-14.4%，石灰岩石粉6.6-11.5%；C50：花岗岩石粉6.3-10%，石灰岩石粉5-8%；C60：花岗岩石粉0-6.8%，石灰岩石粉0-5.4%。 6.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S3还包括石粉掺量矫正，具体包括：采用石粉对粉煤灰和/或矿粉进行质量替代，基于取代系数确定替代量，所述取代系数通过公式计算得到：其中， 为取代系数， 为石粉与粉煤灰或矿粉的相关系数， 为石粉掺量标准差， 为粉煤灰或矿粉掺量标准差。 7.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S4中，所述坍落度的调整方式包括：在坍落度不足时，每次增加减水剂掺量0.1%或微调水胶比±0.01；黏聚性差时，每次提高砂率1%；在控制含气量时，若含气量不满足3%-5%，则每次调整引气剂掺量0.005%。 8.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S4中，制备立方体试块用于抗压强度测试，制备棱柱体试块用于干缩率测试；所述立方体试块标准养护至7d或28d，所述棱柱体试块标准养护3d后移入温度20±2℃、湿度60±5%的干燥箱中养护。 9.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，步骤S5中，所述机制砂用量、粗骨料用量及用水量的调整公式如下：机制砂用量=理论机制砂用量×(1+ α /100)；粗骨料用量=理论粗骨料用量×(1+ β /100)；用水量=理论用水量-理论机制砂用量× α /100-理论粗骨料用量× β /100；其中， α 为机制砂的含水率， β 为粗骨料的含水率， α 和 β 的数值单位为百分比。 10.根据权利要求1所述的全洞渣混凝土协同变形设计方法，其特征在于，所述洞渣骨料为隧道开挖产生的洞渣经加工得到，所述粗骨料采用5-10mm、10-20mm、20-31.5mm三种粒径的石料。