Схемы одно-, двух- и трехфазного грунтов

В механике грунтов различают следующие схемы твердой, жидкой и газообразной фаз:

1. Водонасыщеный грунт (поры грунта целиком заполнены водой).

Рис.1

а) частицы грунта, б) пленки связанной воды, в) свободная вода

Находятся грунты, расположенные ниже уровня грунтовых вод, а также слои насыщенные капиллярной водой. Они являются двухфазной системой.

2. Водонасыщеный грунт, включающий пузырьки газа.

Рис.2

Поведение второй системы мало отличается от поведения первой, однако сжимаемость грунтов содержащих газ больше чем сжимаемость водонасыщенных.

3. Твердая фаза распределена в смешанной вводно-воздушной среде. Эти грунты называются трехфазной системой.

Рис.3

В состоянии этой системы находятся грунты в пределах зоны аэрации, подвергающиеся поперечному увлажнению и просушиванию в зависимости от выпадающих атмосферных осадков, колебания уровня грунтовых вод и изменения температуры.

4. Твердая фаза распространена в сплошной газообразной среде, т.е. поры грунта заполнены воздухом. Обычно их рассматривают как однофазные.

Рис.4

3. Виды воды в грунтах и ее свойства.

В зависимости от характера связи со скелетом грунта вода подразделяется на группы:

1.парообразная вода, может переходить в жидкое состояние под воздействием t и давления.

2.связанная вода делится на:

а) химически связанная, входящая в состав минералов, она подразделяется на конституционную, кристаллизационную и цеолитную.

б)физически связанная, удерживаемая на поверхности минеральных частиц силами имеющими электрическую природу.

Рис. Схема электромолекулярного взаимодействия поверхности минеральной частицы 1 с водой:2 — вода связанная; 3 — вода рыхлосвязанная (осмотическая); 4 — вода свободная

3. Свободная вода.

-капиллярная - передвигающаяся и удерживающаяся в грунте силами капиллярного напряжения, легко удаляется при высушивании.

-гравитационная - впитывается и перемещается под действием силы тяжести, скапливается под водоупорными пластами, образуя подземные и грунтовые воды. Обладает свойствами жидкой воды.

-иммобилизованная - заключается в замкнутых пустотах и находящаяся в состоянии покоя.

4. Вода в твердом состоянии(лед).