Основными видами структурных связей в грунтах являются: водно-коллоидные (коагуляционные и конденсационные) – вязкопластичные, мягкие, обратимые и кристаллизационные – хрупкие (жёсткие), необратимые, которые могут быть водостойкими и неводостойкими. Водно-коллоидные связи обусловливаются электромолекулярными силами взаимодействия между плёночной водой и твёрдыми частицами, включая коллоидные частицы. Чем тоньше плёнки воды (меньше влажность), тем эти силы больше, и наоборот. Обратимость водно-коллоидных связей заключается в том, что при увлажнении они ослабляются, а при повторном подсушивании опять возрастают. Ослабление водно-коллоидных связей в некоторых случаях наблюдается и при перемятии (нарушении природной структуры). Однако после прекращения перемятия (оставлении в покое) такого грунта водно-коллоидные связи в нём постепенно восстанавливаются. Кристаллизационные связи, образовавшиеся в результате отложения поликристаллических соединений в точках контактов минеральных частиц грунта, обладают достаточно высокой прочностью, которая зависит от состава минералов цементирующего вещества. Кристаллизационные связи хрупкие и не восстанавливаются после их нарушения.
7. Вода в грунтах, её виды и свойства.
Минеральные частицы грунтов заряжены отрицательно, а молекулы воды представляют собой диполи, заряжённые положительно на одном (атом кислорода) и отрицательно на другом (два атома водорода) конце. При соприкосновении твёрдой минеральной частицы с водой возникают электромолекулярные силы взаимодействия, которые притягивают диполи воды к поверхности минеральных частиц с огромной силой, и чем больше удельная поверхность частиц, тем большее количество молекул воды будет находиться в связанном состоянии. По мере удаления от поверхности твёрдых частиц молекул воды электромолекулярные силы взаимодействия быстро убывают и на расстоянии, равном приблизительно 0,5 мкм, становятся близкими нулю. Самые близкие к минеральной частице слои в 1-3 ряда молекул воды, соприкасающиеся с твёрдой поверхностью настолько сильно связаны, что их не удаётся удалить ни внешним давлением в несколько атмосфер, ни действием напора воды. И эти слои образуют плёнки так называемой прочно-связанной адсорбированной воды. Следующие слои молекул воды, окружающей минеральные частицы, будут связываться и ориентироваться граничной фазой по мере удаления от твёрдой поверхности грунтовых частиц всё меньшими силами. Они будут образовывать слои рыхлосвязанной (лиосорбированной) воды, которые поддаются выдавливанию из пор грунта внешним давлением. Молекулы воды, находящиеся вне сферы действия электромолекулярных сил взаимодействия с поверхностью минеральных частиц, будут образовывать свободную – гравитационную воду, движение которой происходит под действием разности напора, и капиллярную, подтягиваемую на некоторую высоту от уровня грунтовых вод силами капиллярного натяжения воды.
