Виды воды в грунтовом основание.

Поверхность грунтовой частицы заряжена отрицательно. Диполи воды группируются вокруг частицы и создают оболочку из, так называемой, плотно связанной воды. Физические свойства этой пленки значительно отличаются от воды, например, плотность ρ = 2 г/см³. эту пленку окружает, так называемый, слой рыхло связанной воды.

Вместе эта вода называется молекулярной влагоемкостью. Виды воды:
1 – минеральная частица грунта; 2 – диполи воды; 3 – плотно связанная вода; 4 – рыхло связанная вода.

При дальнейшем увеличении количества воды в грунте, вода начнет заполнять пустоты между частицами. Пустоты имеют различные размеры, в том числе и размеры капилляров (< 1 мм). Вода, находящаяся в капиллярных пустотах называется капиллярной и обладает капиллярными свойствами, т.е. не подчиняется гравитационным законам. Вода, находящаяся в пустотах большего диаметра (> 1-2 мм), называется свободной водой (и подчиняется гравитационным законам).Итак, вода в грунте может быть четырех видов, не считая замерзшей.

Гравитационная вода подчиняется законам гидравлики. При этом свободная вода способна перемещаться в грунте под действием гидродинамических сил (разности напоров), а капиллярная - обычно неподвижна, она «зависает» в порах грунта благодаря действию калиллярных сил.

Связанная вода образуется благодаря действию вокруг глинистых частиц электромолекулярных сил. Такая вода характерна в основном для глинистых грунтов, так как из-за малых размеров глинистых частиц площадь их контакта с окружающей водой очень велика.

Наиболее близкие к поверхности твердой частицы слои молекул образуют, прочно связанную воду. Такая вода находится в особом твердом состоянии, при котором ее прочность соизмерима с прочностью твердых частиц. Тем не менее, она обладает структурой, отличной от структуры льда, ее молекулы ориентированы в строгом порядке и виде цепочек (у льда они образуют кристаллическую решетку). Этот вид воды следует относить к твердому компоненту грунта.

Рыхло связанная вода образуется в более отдаленных слоях диффузной оболочки. Ориентация молекул выражена в ней слабее, чем у прочно связанной воды, прочность ниже, и в целом она занимает промежуточное положение между твердым и жидким состоянием.

По сравнению с гравитационной водой связанная вода обладает большей плотностью, большей вязкостью, более низкой температурой замерзания (глины полностью замерзают лишь при -20...-30°С).

В несвязных грунтах доля связанной воды мала настолько, что всю воду в них допустимо считать гравитационной.

При изучении грунтовых условий наибольшее внимание уделяется гравитационной воде. Это основной вид воды в грунте, определяющий его поведение под нагрузкой, набухание, морозное пучение и прочие свойства.