整理电力工程技术基础知识1

1、精品文档第一讲 电力工程技术根底知识( 1)一、内容提示这一讲主要介绍2G311000电力工程技术根底知识的2G31101C建筑结构的根本知 识和2G311020电力工程常用水泥混凝土的根本知识二、重点难点钢筋混凝土中钢筋的连接方式、 钢结构构件常用的连接方式、 水泥的品种及其适 用范围、混凝土的根本要求及强度等级.三、大纲要求大纲要求：掌握建筑结构的根本知识、 掌握电力工程常用水泥混凝土的根本知识 四、内容讲解2G311000 电力工程技术根底知识2G311010 掌握建筑结构的根本知识2G311011 钢筋混凝土中钢筋的连接方式钢筋混凝土中钢筋的连接方式通常有闪光对焊连接、 电阻点焊连接、

2、电弧焊连接、 电渣压力焊连接、气压焊连接、埋弧压力焊连接.1 闪光对焊连接 闪光对焊连接采用的设备是手动对焊机、自动对焊机. 闪光对焊可以分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光预热闪光焊等三种工艺, 根据钢筋品种、直径和所用焊机功率等选用焊接工艺.(1) 连续闪光焊 连续闪光焊的工艺过程包括：连续闪光和顶锻过程.(2) 预热闪光焊预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一次预热过程, 以扩大焊接热影响区. 其工艺 过程包括：预热、闪光和顶锻过程.(3) 闪光预热闪光焊 闪光预热闪光焊是在预热闪光焊前加一次闪光过程, 目的是使不平整的钢筋 端面烧化平整,使预热均匀.其工艺过程包括：一次闪光、预热、二次闪光及顶

3、锻过程.钢筋直径较粗时,宜采用预热闪光焊与闪光预热闪光焊. 2电阻点焊连接电阻点焊连接采用的设备是单点点焊机、多头点焊机、悬挂式点焊机. 点焊过程可分为预压、加热熔化、冷却结晶三个阶段.3电弧焊连接 电弧焊连接采用的设备是弧焊机,分为交流弧焊机和直流弧焊机.(1) 帮条焊与搭接焊 施焊前,钢筋的装配与定位,应符合以下要求： 采用搭接焊时,钢筋的预弯和安装,应保证两钢筋的轴线在一直线上. 帮条和主筋之间用四点定位焊固定；搭接焊时,用两点固定. 施焊时, 引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始, 收弧应在帮条或搭接钢筋端头 上,弧坑应填满.多层施焊时, 第一层焊缝应有足够的熔深, 主焊缝与定位焊缝, 特

4、别是在定位焊缝的始端与终端,应熔合良好.(2) 坡口焊 施焊时, 焊缝根部、 坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应熔合良好. 为了预防 接头过热,采用几个接头轮流焊接. 如发现接头有弧坑、未填满、气孔及咬边等缺陷时,应立即补焊.(3) 预埋件 T 形接头的钢筋焊接预埋件 T 形接头电弧焊的接头形式分贴角焊和穿孔塞焊两种.(4) 装配式框架结构接头的钢筋焊接 在装配式框架结构安装中,钢筋焊接应符合以下要求： 柱间节点采用搭接焊时, 其伸出长度可适当增加, 以减少内应力和预防混凝土 开裂. 两钢筋轴线偏移较大时, 宜采用冷弯矫正, 但不得用锤敲打. 如冷弯矫正有困 难,可采用氧乙炔火焰加热后矫正. 焊

5、接时应选择合理的焊接顺序, 对于柱间节点, 可由两名焊工对称施焊, 以减 少结构的变形.( 5)电弧焊考前须知 帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙以及钢筋轴线等均应符合有关规定； 焊接地线应与钢筋接触良好,预防因起弧而烧伤钢筋： 带有垫板或帮条的接头, 引弧应在钢垫板或帮条上进行. 无钢垫板或无帮条的 接头,引弧应在形成焊缝部位,预防烧伤主筋. 根据钢筋级别、 直径、接头形式和焊接位置, 选择适宜的焊条直径和焊接电流, 保证焊缝与钢筋熔合良好. 焊接过程中及时清渣, 焊缝外表光滑平整, 增强焊缝应平缓过渡, 弧坑应填满.4电渣压力焊连接电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化, 然

6、后施加压力使 钢筋焊合.这种焊接方法比电弧焊容易掌握,工效高、本钱低、工作条件好,宜 用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向钢筋的接长.竖向钢筋电渣压力焊工艺过程包括：引弧、电弧、电渣和顶压过程,分为手工和 自动两种：(1) 手工电渣压力焊 手工电渣压力焊,可采用直接引弧法.(2) 自动电渣压力焊 自动电渣压力焊,宜采用铁丝圈引弧法.焊接的引弧、电弧、电渣与顶压过程由 凸轮自动限制.钢筋电渣压力焊时,应采取举措,扶持钢筋上端,预防上、下钢筋错位和夹具变 形.5气压焊连接钢筋气压焊是用氧乙炔火焰对钢筋端部加热到塑性状态, 并施加一定的压力使 两根钢筋焊合. 这种焊接工艺具有设备简单、 操作方便、质量

7、好、本钱低等优点, 适用于各种位置的钢筋焊接；但对焊工要求较高,焊前对钢筋端面处理要求高.(1) 焊前准备钢筋下料要用砂轮锯,不得使用切断机. 钢筋端面在焊接前要用角向磨光机打磨见新.(2) 焊接过程 钢筋气压焊的工艺过程包括：预压、加热与压接过程.6埋弧压力焊连接 埋弧压力焊是利用焊剂层下的电弧燃烧将两焊件相邻部位熔化, 然后加压顶锻使 两焊件焊合.这种焊接方法工艺简单,比电弧焊工效高、质量好 焊后钢板变形 小、抗拉强度高 、本钱低不用焊条 ,适用于钢筋与钢板作丁字形接头焊接. 施焊前,钢筋钢板应清洁.必要时除锈,以保证台面与钢板、钳口与钢筋接触良 好,不致起弧.例题：电阻点焊连接中,点焊过

8、程的三个阶段不包括 .A、预压B、加热熔化C、顶锻D冷却结晶答案：C 例题：以下连接方式中,常用于钢筋混凝土中钢筋连接的方式有 .A、闪光对焊连接B、电阻点焊连接C、电弧焊连接D、气压焊连接E、螺栓连接答案： A、 B、 C、 D2G311012 钢结构构件常用的连接方式1 焊接连接焊接连接有气焊、 接触焊和电弧焊等方法. 在电弧焊中又分手工焊、 自动焊和半 自动焊三种.目前,钢结构中常用的是手工电弧焊.利用手工操作的方法,以焊 接电弧产生的热量使焊条和焊件熔化, 从而凝固成牢固接头的工艺过程, 就是手 工电弧焊.1焊缝的形式与构造 对接焊缝对接焊缝的形式有直边缝、单边 V形缝、双边V形缝、U

9、形缝、K形缝、X形缝 等.对接焊缝的优点是用料经济,传力均匀、平顺,没有显著的应力集中,对接焊缝 最适于承受动力荷载的构件. 缺点是施焊的焊件应保持一定的间隙, 板边需要加 工,施工不便. 角焊缝在相互搭接或丁字连接构件的边缘, 所焊截面为三角形的焊缝, 叫做角焊缝. 角 焊缝按外力作用方向可分为平行于外力作用方向的侧面角焊缝和垂直于外力作 用方向的正面角焊缝.在钢结构中,最常用的是普通直角角焊缝,其他形式主要是为了改变受力状态, 预防应力集中,一般多用于直接受动力荷载的结构.角焊缝的优点是焊件板边不必预先加工, 也不需要校正缝距, 施工方便. 其缺点 是应力集中现象比拟严重, 由于必须有一定

10、的搭接长度, 角焊缝连接在材料使用 上不够经济.2对接焊缝的形式及受力特点 对接焊缝有对接接头和 T 形接头两类.如按焊缝是否被焊透, 又分为焊透的对接 焊缝和未焊透的对接焊缝两种.2 普通螺栓连接(1) 粗制螺栓与精制螺栓粗制螺栓是用圆钢热压而成, 外表粗糙. 由于螺杆与孔之间有空隙, 所以受剪能 力较差,一般用于安装连接中.精制螺栓的螺杆是在车床上加工而成, 螺杆直径与孔径根本相同, 抗剪水平较好, 但制造费工,本钱较高,一般很少用.(2) 螺栓的排列 螺栓的排列有并列与错列两种形式,并列简单、整洁,比拟常用. 螺栓在构件上的排列应当满足如下要求： 受力要求：从受力要求出发,螺栓的距离不宜

11、过大或过小. 构造要求：螺栓间距过大时,构件接触不严密.当空气湿度大时,易造成钢材 锈蚀,所以从构造出发,螺栓间距不能过大. 施工要求： 布置螺栓时, 还要考虑到用扳手拧螺栓的可能性, 按扳手尺寸的要 求进行.3高强度螺栓连接 高强度螺栓连接是一种新的连接形式,它具有施工简单、受力性能好、可拆换、 耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点,是很有开展前途的连接方法.高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽, 使螺栓产生巨大而又受限制的预拉力, 通 过螺帽和垫板, 对被连接件也产生了同样大小的预压力. 在预压力作用下, 沿被 连接件外表就会产生较大的摩擦力, 显然,只要轴力小于此摩擦力, 构件便不会

12、滑移,连接 就不会受到破坏,这就是高强度螺栓连接的原理. 高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的, 为使接触面有足够的摩 擦力,就必须提升构件的夹紧力和增大构件接触面的摩擦系数. 构件间的夹紧力是靠对螺栓 施加预拉力来实现的, 所以螺栓必须采用高强度钢制造, 这也就是称为高强度螺栓连接的原 因.高强度螺栓连接中, 摩擦系数的大小对承载力的影响很大. 试验说明, 摩擦系数主要受接触 面的形式和构件的材质影响. 为了增大接触面的摩擦系数, 施工时常采用应喷砂、 用钢丝刷 清理等方法对连接范围内构件接触面进行处理.高强度螺栓实际上有摩擦型和承压型两种. 摩擦型高强度螺栓承受剪力的

13、准那么是设计荷载引起的剪力不超过摩擦力. 承压型高强度螺栓那么是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准那么. 例题：钢结构构件常用的连接方式有( ).A 、 焊接连接B、普通螺栓连接C、电弧焊连接D、搭接连接E、高强度螺栓连接答案： A、B、 E例题：普通螺栓连接时螺栓的排列形式有( )A、单列B、并列C、双列D、错列E、多列答案：B、D2G311020 掌握电力工程常用水泥混凝土的根本知识 2G311021 水泥的品种及 其适用范围1 水泥的品种 水泥是一种呈粉末状态的矿物胶凝材料,与水拌合后,经水化 反响能由可塑性浆体变成坚硬的石状体, 并能将散粒状材料胶结成为整体. 水泥 浆体不但能在空气

14、中硬化, 还能更好地在水中硬化, 保持并继续开展其强度. 故 水泥是一种水硬性胶凝材料.下面介绍两种水泥的分类方法：(1) 按水泥中的主要矿物组成分类硅酸盐系列水泥、 铝酸盐系列水泥、 硫酸盐系 列水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等.(2) 按性能和用途分类 通用水泥 ( 也称一般水泥 ) ：主要品种有硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复 合硅酸盐水泥等. 专用水泥：指有专门用途的水泥,如大坝水泥、油井水泥、 砌筑水泥和道路水泥等.特性水泥：指某种性能比拟突出的水泥,如快硬高强水泥、膨胀水泥、自应力水泥、耐火水泥、耐酸水泥、抗硫酸盐水泥、白色水

15、泥等.专用水泥与特性水泥又可通称为特种水泥. 建筑工程中使用最多的水泥为 硅酸盐类水泥,属于通用水泥.2常用水泥的适用范围(1) 硅酸盐水泥的适用范围适用于地上、 地下和水中重要结构的高强度混凝土和 预应力混凝土工程； 适用于要求早期强度高和冬期施工的混凝土工程； 适用于严 寒地区遭受反复冻融的混凝土工程；适合用于空气中二氧化碳浓度较高的环境, 如铸造车间； 不宜用于受流动的和有压力的软水作用的混凝土工程； 不宜用于受 海水及其他腐蚀性介质作用的混凝土工程； 不得用于大体积混凝土； 不得用于耐 热混凝土工程；可用于枯燥环境下的混凝土工程；可用于地面和道路工程.(2) 普通硅酸盐水泥的适用范围普

16、通硅酸盐水泥适用于地上、 地下、水中的不受 侵蚀性水作用的混凝土工程； 适用于配置高强度等级混凝土及早强工程； 不适用 于大体积混凝土工程、冬期施工工程及高温环境的工程.(3) 矿渣硅酸盐水泥的适用范围适用于受溶出性侵蚀, 以及硫酸盐、 镁盐腐蚀的 混凝土工程； 适用于大体积混凝土工程； 适用于受热的混凝土工程, 假设掺入耐火 砖粉等材料可制成耐更高温度的混凝土. 不宜用于早期强度要求高的混凝土, 如 现浇混凝土、 冬期施工混凝土等； 不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工 程及有耐磨要求的混凝土工程； 不适合处于二氧化碳浓度高的环境 (如铸造车间 ) 中的混凝土工程；不宜用于要求抗渗的混凝

17、土工程和受冻融干湿交替作用的混凝 土工程；(4) 火山灰质硅酸盐水泥的适用范围适用于要求抗渗的水中混凝土； 适用于大体 积混凝土工程； 适用于受溶出性侵蚀以及硫酸盐、 镁盐腐蚀的混凝土工程； 不适 用于枯燥或干湿交替环境下的混凝土以及有耐磨要求的混凝土； 不宜用于早期强 度要求高的混凝土, 如现浇混凝土、 冬期施工混凝土等； 不宜用于严寒地区水位 升降范围内的混凝土工程及有耐磨要求的混凝土工程； 不适合处于二氧化碳浓度 高的环境 ( 如铸造车间 )中的混凝土工程.(5) 粉煤灰硅酸盐水泥的适用范围适用于受溶出性侵蚀以及硫酸盐、 镁盐腐蚀的 混凝土工程； 适用于大体积混凝土工程； 不宜用于早期强

18、度要求高的混凝土, 如 现浇混凝土、冬期施工混凝土等； 不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工 程及有耐磨要求的混凝土工程； 不适合处于二氧化碳浓度高的环境 ( 如铸造车间 ) 中的混凝土工程.(6) 白色及彩色硅酸盐水泥的适用范围主要用于建筑装修的砂浆、 混凝土,如人 造大理石、水磨石、斩假石等.(7) 快硬硅酸盐水泥的适用范围适用于早强、 高强混凝土工程以及紧急抢修工程 和冬期施工等工程；不得用于大体积混凝土工程和与腐蚀介质接触的混凝土工 程.(8) 道路硅酸盐水泥的适用范围用于道路施施工工程.(9) 高铝水泥的适用范围适用于紧急抢修工程和早期强度要求高的特殊工程； 不 宜用于大体积混凝

19、土工程；可作为耐热混凝土的胶结材料.(10) 硫铝酸盐水泥的适用范围用于玻璃纤维增强水泥制品,可预防玻璃纤维腐 蚀；主要用来配制结构节点或抗渗用的砂浆或混凝土；还可配制自应力混凝土, 如钢筋混凝土压力管.(11) 膨胀水泥的适用范围 硅酸盐膨胀水泥：用作防水层及防水混凝土；加 固地脚螺栓等结构、 浇灌机器座； 用作修补或接缝工程； 不可使用于有硫酸盐侵 蚀性介质工程中. 硅酸盐自应力水泥： 用于制造自应力钢筋 (或钢丝网 )混凝 土压力管；各种管接头衔接的粘结剂.(12) 大坝水泥的适用范围三种大坝水泥都适用于要求水化热较低和大体积的混 凝土工程；硅酸盐大坝水泥与普通大坝水泥更适用于有抗冻性与

20、耐磨性要求的水 中大体积混凝土工程及构件的表层结构, 矿渣大坝水泥更适用于水下工程及大体 积混凝土工程的内部结构.例题：( )强度等级较高,适用于地上、地下和水中重要结构的高强度混凝土 和预应力混凝土工程.A、 硅酸盐水泥 B 、 矿渣硅酸盐水泥 C、 粉煤灰硅酸盐水泥 D、 快硬硅酸盐 水泥答案： A例题：按水泥中的主要矿物组成分类,水泥有 .A、 硅酸盐水泥 B 、 特种水泥 C、 铝酸盐水泥 D、 硫酸盐水泥 E、 通用水泥 答案： A、C、D2G311022 混凝土的根本要求及强度等级1混凝土的根本要求 建筑工程中所使用的混凝土, 一般必须满足以下四项根本 要求：1 混凝土拌合物的和易

21、性和易性是指施工时便于浇注振捣密实并能保证混凝土 均匀性的性能. 和易性包括流动性、 黏聚性和保水性三方面的含义. 流动性 黏聚性 保水性目前,还没有确切的指标能全面的反映混凝土拌合物的和 易性.一般常用坍落度来表示混凝土流动性的大小, 混凝土黏聚性及保水性常根 据经验,通过试验或施工现场的观察来判断. 影响混凝土拌合物和易性的主要因 素有：用水量、水泥浆数量、砂率和添加剂.2强度混凝土经养护至规定龄期 天数 ,应到达设计要求的强度.包括抗压、 抗拉、抗弯及抗剪等,其中以抗压强度为最高,它是结构设计的主要参数,也常 用作评定混凝土质量的指标. 为便于设计选用和施工限制混凝土, 将混凝土按强 度

22、分成十二个强度等级.3耐久性硬化后的混凝土, 应具有适应于所处环境条件下的耐久性, 如抗渗性、 抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性以及预防碱一骨料反响等,使混凝土经久耐用. 抗渗性：它直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性.混凝土的抗渗性用抗渗等 级表示.它是以 28d 龄期的标准试件, 按规定方法试验, 以试件不渗水时所能承 受的最大水压来确定.抗渗等级有六个等级,分别表示可承受 0.2MPa、0.4MPa、 0.6MPa 0.8MPa I.OMPa及 1.2MPa的水压. 抗冻性：混凝土抗冻性常以抗冻等级来表示.混凝土的抗冻等级共分为七个 等级. 抗侵蚀性：混凝土的抗侵蚀性取决于水泥品种及混凝土的密实性

23、. 碳化：当碳化深度超过钢筋保护层时,即保护层已中性化,那么在水和空气作 用下,钢筋开始锈蚀. 钢筋锈蚀还会引起体积膨胀, 使混凝土保护层出现裂缝及 剥离等破坏现象. 此外,碳化还能引起混凝土收缩 即碳化收缩 ,易使混凝土表 面产生微细裂缝. 碱一骨料反响： 发生碱一骨料反响的必要条件有三： 一是 水泥中碱的含量大于 0.6；二是骨料中含有活性氧化硅；三是存在水分. 4 经济性在保证上述三项要求的前提下,混凝土中各项材料的组成应该经济合理, 应尽量节省水泥,以降低本钱.A、单列B、并列C、双列D、错列E、多列答案：B、D2G311020 掌握电力工程常用水泥混凝土的根本知识 2G311021

24、水泥的品种及 其适用范围1 水泥的品种 水泥是一种呈粉末状态的矿物胶凝材料,与水拌合后,经水化 反响能由可塑性浆体变成坚硬的石状体, 并能将散粒状材料胶结成为整体. 水泥 浆体不但能在空气中硬化, 还能更好地在水中硬化, 保持并继续开展其强度. 故 水泥是一种水硬性胶凝材料.下面介绍两种水泥的分类方法：(1) 按水泥中的主要矿物组成分类硅酸盐系列水泥、 铝酸盐系列水泥、 硫酸盐系 列水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等.(2) 按性能和用途分类 通用水泥 ( 也称一般水泥 ) ：主要品种有硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复 合硅酸盐水泥等. 专用

25、水泥：指有专门用途的水泥,如大坝水泥、油井水泥、 砌筑水泥和道路水泥等.特性水泥：指某种性能比拟突出的水泥,如快硬高强水泥、膨胀水泥、自应力水泥、耐火水泥、耐酸水泥、抗硫酸盐水泥、白色水 泥等.专用水泥与特性水泥又可通称为特种水泥. 建筑工程中使用最多的水泥为 硅酸盐类水泥,属于通用水泥.2常用水泥的适用范围(1) 硅酸盐水泥的适用范围适用于地上、 地下和水中重要结构的高强度混凝土和 预应力混凝土工程； 适用于要求早期强度高和冬期施工的混凝土工程； 适用于严 寒地区遭受反复冻融的混凝土工程；适合用于空气中二氧化碳浓度较高的环境, 如铸造车间； 不宜用于受流动的和有压力的软水作用的混凝土工程；

26、不宜用于受 海水及其他腐蚀性介质作用的混凝土工程； 不得用于大体积混凝土； 不得用于耐 热混凝土工程；可用于枯燥环境下的混凝土工程；可用于地面和道路工程.(2) 普通硅酸盐水泥的适用范围普通硅酸盐水泥适用于地上、 地下、水中的不受 侵蚀性水作用的混凝土工程； 适用于配置高强度等级混凝土及早强工程； 不适用 于大体积混凝土工程、冬期施工工程及高温环境的工程.(3) 矿渣硅酸盐水泥的适用范围适用于受溶出性侵蚀, 以及硫酸盐、 镁盐腐蚀的 混凝土工程； 适用于大体积混凝土工程； 适用于受热的混凝土工程, 假设掺入耐火 砖粉等材料可制成耐更高温度的混凝土. 不宜用于早期强度要求高的混凝土, 如 现浇混

27、凝土、 冬期施工混凝土等； 不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工 程及有耐磨要求的混凝土工程； 不适合处于二氧化碳浓度高的环境 (如铸造车间 ) 中的混凝土工程；不宜用于要求抗渗的混凝土工程和受冻融干湿交替作用的混凝 土工程；(4) 火山灰质硅酸盐水泥的适用范围适用于要求抗渗的水中混凝土； 适用于大体 积混凝土工程； 适用于受溶出性侵蚀以及硫酸盐、 镁盐腐蚀的混凝土工程； 不适 用于枯燥或干湿交替环境下的混凝土以及有耐磨要求的混凝土； 不宜用于早期强 度要求高的混凝土, 如现浇混凝土、 冬期施工混凝土等； 不宜用于严寒地区水位 升降范围内的混凝土工程及有耐磨要求的混凝土工程； 不适合处于二

28、氧化碳浓度 高的环境 如铸造车间 中的混凝土工程.5粉煤灰硅酸盐水泥的适用范围适用于受溶出性侵蚀以及硫酸盐、 镁盐腐蚀的 混凝土工程； 适用于大体积混凝土工程； 不宜用于早期强度要求高的混凝土, 如 现浇混凝土、冬期施工混凝土等； 不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工 程及有耐磨要求的混凝土工程； 不适合处于二氧化碳浓度高的环境 如铸造车间 中的混凝土工程.6白色及彩色硅酸盐水泥的适用范围主要用于建筑装修的砂浆、 混凝土,如人 造大理石、水磨石、斩假石等.7快硬硅酸盐水泥的适用范围适用于早强、 高强混凝土工程以及紧急抢修工程 和冬期施工等工程；不得用于大体积混凝土工程和与腐蚀介质接触的混凝

29、土工 程.8道路硅酸盐水泥的适用范围用于道路施施工工程.第二讲 电力工程技术根底知识 2一、内容提示 这一讲主要介绍2G311000电力工程技术根底知识的2G311030 土的根本性质和工程分类和2G311040火力发电厂燃煤主要生产设备的根本知 识 二、 重点难点 土的根本性质、 土的工程分类；汽轮机本体的类型及其主要设备； 锅炉的类型及其主要设备 三、 大纲要求 掌握土的根本性质和工程分类； 掌握汽轮机本体的类型及其主要 设备；掌握锅炉的类型及其主要设备 四、 内容讲解 2G311030 掌握土的根本性质和工程分类 2G311031 土的三相组 成及其物理性质 1、土的三相组成土由固体矿物

30、、 液体水和气体三局部组成, 称为土的三相组成. 土中的固体矿物构成骨架, 骨架之间贯穿着孔隙, 孔隙中充填着水和空气. 随着 环境的变化, 会引起土的三相比例的变化. 土的三相比例不同, 土的状态和工程 性质也不相同.例如：固体 气体液体二0为干土,干黏土坚硬,干砂松散；固 体十液体 气体为湿土,湿的黏土多为可塑状态；固体十液体气体二0为饱和土, 饱和粉细砂受振动可能产生液化,饱和黏土地基沉降需很长时 间才能稳定.由 此可见,研究土的工程性质,首先从最根本的组成土的三相,即固体、水和气体 本身开始研究. 1 土的固体颗粒土的三项组成中, 土的固体颗粒是决定土的工程性质的主要成分. 土粒的矿物

31、成分 原生矿物：由岩石经物理风化而成,其成分与母岩相同.包括：单矿物颗粒 如常见的石英、长石、云母、角闪石与辉石等,砂土为单矿物颗粒.多矿物 颗粒母岩碎屑,如漂石、卵石与砾石等颗粒为多矿物颗粒 . 次生矿物：岩屑经化学风化而成,其成分与母岩不同,为一种新矿物,颗粒 细.主要是黏土矿物,肉眼看不清,用电子显微镜观察为鳞片状.黏矿物的微观 结构由两种原子层 晶片 构成：一种是由四面体构成的硅氧晶片； 另一种是由八 面体构成的铝氢氧晶片. 因这两种晶片结合的情况不同, 形成三种黏土矿物： 蒙 脱石两结构单元之间没有氢键, 联结弱,水分子可以进入两晶胞之间. 因此, 蒙脱石亲水性大, 胀缩性剧烈. 伊

32、利石水云母 局部四面体中的硅为铝、 铁 所取代,损失的原子价由阳离子钾补偿. 因而晶格层组之间具结合力, 亲水性低 于蒙脱石.高岭石晶胞之间有氢键,联结力较强,晶胞之间距离不易改变, 水分子不能进入.因此亲水性最小.次生矿物还有次生二氧化硅、难溶盐等.腐殖质：土中腐殖质含量多, 使土的压缩性增大. 例 1：土的三相组成包括 A、液体水B、气体C、固态D.固体矿物E、液态答案： A、 B、 D 土颗粒的大小与形状土的大颗粒漂石,颗粒大小不同的土, 其工程性质也各异.为便于研究,把土的粒径按性质相近原那么,划分为粒组. 土的粒径级配 自然界里的天然土往往由几种粒组混合而成,颗粒有粗有细. 通常,用

33、土中各粒组的相对含量,占总重的百分数来表示,称为土的粒径级配. 这是决定无黏性土工程性质的主要因素,以此作为土分类定名的标准. 粒径分 析方法,工程中常用两种方法,配合使用. 1 、 筛分法：用一套标准筛,将粗 粒土进行筛分. 2 、 比重计法：根据土粒直径大小不同,在水中沉降的速度也 不同的特性,用特制的比重计进行测定分析. 2土中水 土中水可分为： 结合水 强结合水 吸着水,紧靠土粒外表,厚度只有几个水分子厚.强结合水性质 接近固体,不传递静水压力,具有很大的黏滞性、弹性和抗剪强度.黏土只含强 结合水时,呈固体坚硬状态；砂土只含强结合水时,呈散粒状态. 弱结合水：也叫薄膜水,不传递静水压力

34、,呈黏滞体状态.此局部水对黏性 土影响最大. 自由水 离土粒较远,在电场作用以外的水分子自由排列,为 自由水. 重力水：位于地下水位以下,受重力作用而运动,有浮力作用. 毛细水：位于地下水位以上,受毛细作用而上升,粉土毛细水上升高.在寒冷地区要注意根底因毛细水上升产生的冻胀, 地下室要采取防潮举措. 气态 水 气态水即水汽,对土的性质影响不大. 固态水 当气温降至0C以下时,液态水结冰为固态水.由于水的密度在 4 °C时最大,低于0 °C的冰,体积膨胀, 使根底产生冻胀. 严寒地区根底埋置深度要注意冻胀问题. 3 土中气体 土的 孔隙中没有被水占据的局部都是气体,可分为：

35、自由气体 自由气体指土孔 隙中的气体与大气连通的气体.通常在土层受力压缩时逸出,对工程无影响. 封闭气泡 封闭气泡与大气隔绝, 存在黏性土中. 当土层受荷载作用时, 封闭 气泡缩小.土中封闭气泡多时增加土的压缩性,减小土的渗透性.2土的物理性质(1) 三项根本物理性指标表示土的三项组成比例关系的指标, 称为土的三项比例 指标. 此三项根本物理性指标, 由实验室直接测定其数值. 土的天然容重, 即天然重度 物理意义：土的天然密度与重力加速度的乘积.即天然状态下土的 重力密度. 土粒相对密度 物理意义：相对密度以4C时的蒸馏水为标准, 进行比照的比值. 土的含水量 物理意义：土中含水的数量,水重与

36、固体重 之比值.(2) 反映土的松密程度的指标 土的孔隙比 物理意义：土中孔隙与固体的体 积比. 土的孔隙度 物理意义：土中孔隙占总体积的百分比,表示孔隙大小 的程度.(3) 反映土中含水程度的指标 含水量 土的饱和度(4) 特定条件下的重度 干重度 饱和重度 有效重度3土的物理状态指标(1) 无黏性土的密实度 用孔隙比作为划分密实度的标准； 以相对密度作 密实度的标准； 用标准贯人试验划分密实度.(2) 黏性土的物理性质 液限 黏性土液态与塑态之间的分界含水量称为液限. 塑限 黏性土塑态与半固态的分界含水量称为塑限. 缩限 黏性土固态与半固态的分界含水量称为缩限. 塑性指数 黏性土处于可塑状

37、态的含水量变化范围, 即液限与塑限之差, 称为 塑性指数. 液性指数 天然含水量与塑限之差除以塑性指数, 是判别黏性土软硬状态的指 标. 活动度 活动度反映黏性土中所含矿物的活动性. 灵敏度 灵敏度反映黏性土结构性的强弱.例 2：土的三项组成中,土的( )是决定土的工程性质的主要成分A、结合水B、原生矿物C、腐殖质D、固体颗粒答案：D 2G311032 土的工程分类1、土的生成与特性(1) 土的生成地壳中原来 整体坚硬的岩石,经风化、剥蚀、搬运、沉积,形成固体矿物、水和气体的集合 体称为土.不同的风化作用,形成不同性质的土.风化作用有以下三种： 物理风化岩石受风、霜、雨、雪的侵蚀,温度、湿度的

38、变化,不均匀的膨胀 与收缩,使岩石产生裂隙,崩解为碎块.这种风化作用,只改变颗粒的大小与形 状,不改变矿物成分,称为物理风化.由物理风化生成的为粗颗粒土,如碎石、 卵石、砾石、砂土等,呈松散状态,总称无黏性土. 化学风化岩石碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质接触,使岩石碎屑发生化学 变化,改变了原来组成矿物的成分,产生一种新的成分次生矿物,土的颗粒 变得很细,具粘结力,如黏土、粉质黏土,总称为黏性土. 生物风化由动、植物和人类活动对岩体的破坏,称生物风化.例如开山、打 隧道等活动形成的土,其矿物成分没有变化.例 3：岩石碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质接触,使岩石碎屑发生化学变化, 改变了原来组成矿

39、物的成分,产生一种新的成分次生矿物,土的颗粒变得很 细,具粘结力,这是土的().A、物理风化B、化学风化C、生物风化 D 植物风化答案：B(2) 土的结构和构造 土的结构土颗粒之间的相互排列和联结形式, 称为土的 结构,有以下三种： 单粒结构：粗颗粒土,如卵石、砂等,在沉积过程中,每一个颗粒在自重作用下,单独下沉,到达稳定状态. 蜂窝结构：当土颗粒较细,在水中单个下沉,碰到已沉积的土粒,由于土粒 之间的分子引力大于颗粒自重,那么下沉土粒被吸引不再下沉,形成很大孔隙的蜂 窝状结构. 絮状结构：在水中长期悬浮并在水中运动时,形成小链环状的土集粒而下沉.这种小链环碰到另一小链环被吸引,形成大链环状的

40、絮状结构.上述三种结构中, 以密实的单粒结构土的工程性质最好, 蜂窝结构其次,絮状结构最差.后两种结 构土,如因扰动破坏天然结构,那么强度低、压缩性大,不可用作天然地基.土的构造同一土层中,土颗粒之间相互关系的特征称为土的构造, 常见的有以下 几种： 层状构造：土层由不同颜色、不同粒径的土组成层理,平原地区的层理通常 为水平方向.层状构造是细粒土的一个重要特征. 分散构造：土层中土粒分布均匀,性质相近,如砂、卵石层为分散构造. 结核状构造：在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核,如含礓石的亚黏土、含砾 石的冰碛黏土等均属结核状构造, 其工程性质取决于细粒土局部. 裂隙状构 造：土体中有很多不连续的小裂

41、隙, 有的硬塑与坚硬状态的黏土为此种构造. 裂 隙强度低,渗透性高,工程性质差.例：土有三种结构密实单粒结构、蜂窝结构、絮状结构,按土的工程性质由好到 差排列的顺序是 .A、 蜂窝结构、密实单粒结构、絮状结构B、絮状结构、密实单粒结构、蜂窝结构C、密实单粒结构、蜂窝结构、絮状结构D、密实单粒结构、絮状结构、蜂窝结构 答案：C重点难点 土的根本性质、土的工程分类； 汽轮机本体的类型及其主要设备； 锅炉的类型及其主要设备 三、 大纲要求 掌握土的根本性质和工程分类； 掌握汽轮机本体的类型及其主要 设备；掌握锅炉的类型及其主要设备 四、 内容讲解 2G311030 掌握土的根本性质和工程分类 2G3

42、11031 土的三相组 成及其物理性质 1、土的三相组成土由固体矿物、 液体水和气体三局部组成, 称为土的三相组成. 土中的固体矿物构成骨架, 骨架之间贯穿着孔隙, 孔隙中充填着水和空气. 随着 环境的变化, 会引起土的三相比例的变化. 土的三相比例不同, 土的状态和工程 性质也不相同.例如：固体 气体液体二0为干土,干黏土坚硬,干砂松散；固 体十液体 气体为湿土,湿的黏土多为可塑状态；固体十液体气体二0为饱和土, 饱和粉细砂受振动可能产生液化,饱和黏土地基沉降需很长时 间才能稳定.由 此可见,研究土的工程性质,首先从最根本的组成土的三相,即固体、水和气体 本身开始研究. 1 土的固体颗粒土的

43、三项组成中, 土的固体颗粒是决定土的工 程性质的主要成分. 土粒的矿物成分 原生矿物：由岩石经物理风化而成,其成分与母岩相同.包括：单矿物颗粒 如常见的石英、长石、云母、角闪石与辉石等,砂土为单矿物颗粒.多矿物 颗粒母岩碎屑,如漂石、卵石与砾石等颗粒为多矿物颗粒 . 次生矿物：岩屑经化学风化而成,其成分与母岩不同,为一种新矿物,颗粒 细.主要是黏土矿物,肉眼看不清,用电子显微镜观察为鳞片状.黏矿物的微观 结构由两种原子层 晶片 构成：一种是由四面体构成的硅氧晶片； 另一种是由八 面体构成的铝氢氧晶片. 因这两种晶片结合的情况不同, 形成三种黏土矿物： 蒙 脱石两结构单元之间没有氢键, 联结弱,

44、水分子可以进入两晶胞之间. 因此, 蒙脱石亲水性大, 胀缩性剧烈. 伊利石水云母 局部四面体中的硅为铝、 铁 所取代,损失的原子价由阳离子钾补偿. 因而晶格层组之间具结合力, 亲水性低 于蒙脱石.高岭石晶胞之间有氢键,联结力较强,晶胞之间距离不易改变, 水分子不能进入.因此亲水性最小.次生矿物还有次生二氧化硅、难溶盐等.腐殖质：土中腐殖质含量多, 使土的压缩性增大. 例 1：土的三相组成包括 A、液体水B、气体C、固态D.固体矿物E、液态答案： A、 B、 D 土颗粒的大小与形状土的大颗粒漂石,颗粒大小不同的土, 其工程性质也各异.为便于研究,把土的粒径按性质相近原那么,划分为粒组. 土的粒径级配 自然界里的天然土往往由几种粒组混合而成,颗粒有粗有细. 通常,用土中各粒组的相对含量,占总重的百分数来表示,称为土的粒径