2012年二级建造师机电工程管理与实务讲义(4)
第二讲 电力工程技术基础知识(2)
一、 内容提示 这一讲主要介绍2G311000电力工程技术基础知识的2G311030土的基本性质和工程分类和2G311040火力发电厂(燃煤)主要生产设备的基本知识 二、 重点难点 土的基本性质、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 掌握土的基本性质和工程分类;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 掌握土的基本性质和工程分类 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、液体水和气体三部分组成，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=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=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，首先从最基本的组成土的三相，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。 ①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，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)——部分四面体中的硅为铝、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
② 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则，划分为粒组。
③ 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：
① 结合水
● 强结合水(吸着水)，紧靠土粒表面，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，呈黏滞体状态。此部分水对黏性土影响最大。
② 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。在寒冷地区要注意基础因毛细水上升产生的冻胀，地下室要采取防潮措施。
③ 气态水 气态水即水汽，对土的性质影响不大。
④ 固态水 当气温降至0℃以下时，液态水结冰为固态水。由于水的密度在4℃时最大，低于0℃的冰，体积膨胀，使基础产生冻胀。寒冷地区基础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部分都是气体，可分为：
① 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。
② 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。
