本发明涉及海工混凝土结构安全性评估，特别是涉及一种基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法。
背景技术：
1、混凝土被公认为是一种适用范围广、易于浇注与成型、价格低廉、耐久性能较好的建筑材料。相比其他建筑材料，其较低的成本和多功能用途成为混凝土材料的主要优势。海洋工程结构通常建造于沿海地区，海水中常见的氯离子和硫酸根离子会对混凝土结构造成侵蚀，其中对混凝土结构影响最大的是氯离子，在这种极易发生离子侵蚀的环境下，混凝土的耐久性问题十分突出。后期由于耐久性导致的混凝土结构破坏通常需要花费大量的人力物力，造成社会经济效益的损害。因此通过改性混凝土材料来对混凝土进行耐久性的提高是十分有意义的。
2、现代混凝土服役寿命设计方法主要是提供足够的混凝土厚度来覆盖钢筋，来减小氯离子在混凝土内部的传输速率和孔溶液中的氯离子浓度。传统的标准过度简化氯离子侵蚀混凝土的复杂机理，并且没能给出大量的海洋工程混凝土在实际抵抗氯离子侵蚀性能方面的案例。根据大量的现场观测，未来的几十年还会有大量的海水侵蚀造成的混凝土破坏，以及更多的海洋工程维修工作。现今有限的几种提高混凝土抗离子侵蚀能力的方法，有的成本过高或者工艺复杂，有的不够高效。新一代钢筋增强混凝土，使用不锈钢钢筋，但是价格是普通碳素钢筋的5倍甚至10倍。阴极保护比较有效，但是应用范围窄并没有被广泛使用。混凝土保护涂料并不能维持很长时间（10-20年），因此需要定期更换，导致自身附带维修循环，增加人力物力。防腐蚀阻锈剂也被提出过，但是其长期效果并不可靠。
3、ldhs是层状双氢氧化物的简称（layered double hydroxides），是近年来被认为有极大潜力吸附废弃离子的无机非金属材料。ldhs可以通过通用化学式[m2+1-xm3+x(oh)2]an-x/n·yh2o来表示，其中m2+和m3+代表任何二价和三价金属阳离子，an-是层板间的阴离子，x是m3+/( m2+ +m3+)的摩尔比。ldhs的层状结构是由带正电的(m2+, m3+)(oh)6类似于氢氧镁石的八面体通过周期性排列的方式构建主层板，以及由带负电的层间阴离子和水分子来共同构成。在一定条件下，某些功能性物质（原子、分子和离子）可以克服层状化合物层与层之间的作用力而可逆地插入层间空隙（有时是离子交换），将层板空间撑开，并与层板形成较强的相互作用力而成为层柱材料，赋予其丰富的光、电、磁、催化等性能，使其成为一类极具诱人前景的新功能材料，层间阴离子通过氢键的方式与主层板形成相互作用力，所以层间阴离子能够被其他更容易进入层间的阴离子交换出来，达到离子交换的目的。
4、针对目前现有的关于改善混凝土抗氯离子侵蚀性能的提升技术措施，不同的方法总存在一定的缺陷，因此需要找到一种更有效、更直接的方法来对有害的氯离子进行直接移除，其中一种方法便是寻找一种高效氯离子吸附剂。通过对近年来的研究趋势和热点的把握，将层状双氢氧化物（ldhs）引入建筑材料领域已成为一种新的研究方向。
5、因此，研究含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散行为和准确预测氯离子的扩散系数对海洋工程结构建设具有重要意义。然而，影响混凝土氯离子扩散的因素众多，包括混凝土的材料组成，孔隙结构，环境条件等等，因此使得氯离子扩散系数的计算较为复杂。传统的氯离子扩散系数计算方法往往是直接应用菲克第二定律来计算，没有能够较全面的考虑影响混凝土抗氯离子侵蚀能力的众多因素，同时菲克第二定律存在着一些局限性，如假设条件理想化、扩散系数的时变性。
6、因此，为了克服传统经验公式预测方法精度低等问题，亟需一种基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提出一种基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，以解决上述现有技术存在的问题，具有非常高的准确性和可靠性，有助于实现海工混凝土结构或者加固海工混凝土结构的分析与设计。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，包括：
4、获取待测混凝土的试件参数；
5、将所述试件参数输入预设的氯离子扩散系数检测模型中，获取所述待测混凝土的氯离子扩散系数，其中，所述氯离子扩散系数检测模型基于数据集训练获得，所述数据集包括若干混凝土氯盐环境下的侵蚀试验数据，所述氯离子扩散系数检测模型采用lightgbm算法模型构建。
6、可选地，所述侵蚀试验数据包括：试件的材料参数信息、侵蚀环境参数、氯离子扩散系数，其中，所述材料参数信息包括配合比中水泥品种、水灰比、砂胶比、砂率、ldhs掺量、ldhs煅烧情况，所述侵蚀环境参数包括氯化钠浓度、侵蚀时间。
7、可选地，基于数据集训练所述氯离子扩散系数检测模型包括：
8、将所述试件的材料参数信息、侵蚀环境参数作为输入变量，所述氯离子扩散系数作为输出变量，对所述lightgbm算法模型进行训练。
9、可选地，对所述lightgbm算法模型进行训练包括：
10、设置待调整超参数；
11、将所述数据集划分为训练集和测试集；
12、基于所述训练集训练所述lightgbm算法模型，在训练过程中通过网格搜索和五折交叉验证法调整所述待调整超参数，直至达到预设精度，并通过测试集对训练后的模型进行测试。
13、可选地，所述待调整超参数包括：弱学习器数量、学习率、最大树深度、最大叶子节点数。
14、可选地，设置所述待调整超参数包括：
15、预设所述弱学习器数量、学习率、最大树深度、最大叶子节点数的取值；
16、基于预设的所述取值进行排列组合，获取若干种超参数组合方案。
17、可选地，通过网格搜索法调整所述待调整超参数包括：
18、在所述lightgbm算法模型的训练过程中，将模型的超参数设置为所述超参数组合方案，获取所述超参数组合方案下的预测准确率；
19、遍历所有超参数组合方案，选取所述预测准确率最高的超参数组合方案作为模型的最终超参数。
20、可选地，所述数据集的划分方式为：80%作为训练集，20%作为测试集。
21、本发明的有益效果为：
22、本发明采用lightgbm算法进行混凝土氯离子扩散系数预测，该模型是一种基于树的集成机器学习算法，该算法具有高效、灵活、便携的特点。lightgbm算法通过梯度提升框架迭代地训练决策树模型，以最小化损失函数的梯度来提升整体模型性能，避免了传统机器学习预测精度低的缺陷，且相比于传统机器学习数据库。选取了更多的实验参数，以及更大的实验数据集，具有非常高的准确性和可靠性，有助于具有混凝土的结构或者加固混凝土结构的分析与设计。
1.一种基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，所述侵蚀试验数据包括：试件的材料参数信息、侵蚀环境参数、氯离子扩散系数，其中，所述材料参数信息包括配合比中水泥品种、水灰比、砂胶比、砂率、ldhs掺量、ldhs煅烧情况，所述侵蚀环境参数包括氯化钠浓度、侵蚀时间。
3.根据权利要求2所述的基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，基于数据集训练所述氯离子扩散系数检测模型包括：
4.根据权利要求3所述的基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，对所述lightgbm算法模型进行训练包括：
5.根据权利要求4所述的基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，所述待调整超参数包括：弱学习器数量、学习率、最大树深度、最大叶子节点数。
6.根据权利要求5所述的基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，设置所述待调整超参数包括：
7.根据权利要求6所述的基于lightgbm的含ldhs缓蚀剂下混凝土氯离子扩散系数评价方法，其特征在于，通过网格搜索法调整所述待调整超参数包括：
