Силы, вызываемые гидратацией

Силы связности имеют место в грунтах при сравнительно малой влажности. Известно, что связность грунтов быстро уменьшается при возрастании влажности, однако природа сил, действующих между грунтовыми частицами при высоких влажностях. все еще является неясной. Полагают, что в этом состоянии на грунтовые частицы действуют Ван-дер-Ваальсовские силы притяжения между частицами и электростатические силы отталкивания, возникающие в связи с одинаковыми зарядами частиц. Всасывание. Выше было отмечено, что молекулы воды могут адсорбироваться поверхностью грунтовых частиц, т. е. поверхность частиц гидратируется.

Силы, вызываемые этой гидратацией, совместно с поверхностным натяжением на внутренних поверхностях раздела между водой и грунтом создают условия для всасывания в грунт воды. Величина силы всасывания в каждый момент времени зависит от влажности грунта. Зависимость силы всасывания от влажности грунта, которая может быть найдена экспериментально, быстро возрастает при уменьшении влажности.

В глинах при влажности, превышающей 15%, насыщение влагой происходит главным образом в результате гидратации частиц. В крупнозернистых грунтах более важную роль играет капиллярное впитывание влаги под действием поверхностного натяжения.

Набухание. В глинистых грунтах всасыванию влаги сопутствует эффект набухания грунта. В связи с сравнительно малым расстоянием между глинистыми частицами молекулярные силы, действующие на воду, весьма велики, и она адсорбируется частицами. Поскольку по мере увлажнения грунта толщина пленок воды увеличивается, объем, занимаемый каждой частицей, возрастает, что отражается на общем объеме грунта.
Практически адсорбционные пленки на глине увеличиваются по толщине до тех пор, пока давление всасывания воды не станет равным давлению от собственного веса грунта или от внешней нагрузки.