Слабосвязная капиллярная вода

К слабосвязной воде относится вода, образующаяся при капиллярной конденсации и осмотических процессах. Подразделяется на разобщенную, подвешенную и собственно капиллярную.

Разобщенная (углов пор).

На долю капиллярной разобщенной приходится до 5% от всей капиллярной воды. При повышении влажности грунта капиллярные поры нацело заполняются водой, в этом случае идет образование собственно капиллярной и подвешенной воды. Равенство сил гравитации и сил тяжести определяет глубину распространения вод. Собственно капиллярная вода начинается от уровня грунтовых вод. Высота определяется размерами пор, геометрией пор, минеральным составом. Плотность чуть выше плотности свободной, температура замерзания в суглинках - 12ºС. Утверждение, что увлажненные грунты промерзают на большую глубину – неверно.

Осмотическая вода

образуется за счет различия концентрации ионов, находящихся в поровом растворе и вблизи грунтовых частиц.

Выравнивание концентрации ионов приводит к образованию осмотического вида молекул, которые связаны с катионами диффузного слоя ионов и таким образом удерживаются вблизи частиц.

Энергия связи осмотической воды незначительна, плотность приближается к плотности воды, t замерзания = -1,5ºС.

Свободная вода.

Иммобилизационная – законсервированная в порах грунта.

Гравитационная – водных грунтовых потоков, движется под действием гравитационных сил.

Газовая компонента грунтов.

Газовая компонента грунта тесно связана с атмосферой, идет процесс выравнивания газовой составляющей грунта и атмосферы. Наиболее интенсивно в дисперсных грунтах с пористой средой. Различие в составе грунтового газа содержится CO₂, N₂, O₂. В атмосфере до 0,03% СО₂, в почвах до 10%, N₂, O₂ значительно меньше, чем в атмосфере.

Важной составляющей является водяной пар ≤0,001% от веса грунта. В центральной части Кара-кумов за счет конденсации паров образуется пленка, которая позволяет развиваться растениям.

Газообразная компонента в 2000 раз богаче атмосферного воздуха радиоактивной эманацией. Не – индикатор глубинных тектонических разломов.

Состояние газа в грунтах

- растворенное

- адсорбированное

- свободное

Адсорбированные газы удерживаются на поверхности грунтовых частиц молекулярными силами, количество адсорбированных газов в почве 7см³/100г почвы. С ростом дисперсности количество газов увеличивается. При увлажнении грунта адсорбированный газ вытесняется. При влажности 5% адсорбированных газов 0.

Когда увлажнение связано с капиллярным поднятием и при замачивании сверху образуется защемленный воздух. Максимальное количество защемленных газов образуется в суглинках при влажности 6-10%, 1,5% от объема образца – защемленные при влажности 25-30% - 12-16% от объема. С дальнейшим повышением влажности количество защемленных газов уменьшается.

Наличие адсорбированных газов в грунтах обусловливает длительную осадку насыпей из глинистых грунтов.

Живая компонента грунтов.

Влияет на процессы выветривания горных пород особенно микроорганизмы (грибы, бактерии, вирусы).

Максимальное содержание в почве.

Микроорганизмы могут существовать на глубинах 1,5-3,0 км, приводят к разрушению силикатов, выступают в роли камнеежек.

В.В. Радина (1972) – в образовании песков плывунов участвуют бактерии, они «пожирают»

Кварц и выделяют газ – теряется связность.

В основании крупных плотин на дисперсных грунтах увеличивается загазованность дисперсных грунтов и проводится кольматация.

Взаимодействие компонент грунта.

Все компоненты тесно связаны, образуют гетерогенную физически и химически активную динамичную систему с постоянно изменяемым термодинмическим равновесием (главным образом, в дисперсных грунтах). Свойства такой системы во многом определяются относительным содержанием отдельных компонентов, характером и интенсивностью их взаимодействия между собой. Выделяются процессы химической физико-химической природы.