4. Електромолекулярна взаємодія поверхні мінеральних частинок з водою

Твердые частицы грунта, состоящие из тех или иных олбычно кристаллических минералов, имеют на поверхности заряд статического электричества, чаще всего отрицательный. Молекулы воды, являясь диполями и ионы различных веществ противоположного заряда , растворенных в грунтовой воде, попадая в поле заряда частицы грунта ориентируются и притягиваются к поверхности этой частицы. В результате поверхность твердой частицы покрывается монослоем молекул воды. Этот первый слой молекул воды, адсорбированных на поверхности твердой частицы с ее наружной стороны, будет иметь заряд, аналогичный заряду поверхности твердой частицы и, следовательно, станет воздействовать на близко расположенные другие молекулы воды. Таким образом возникают достаточно стройные цепочки молекул воды.

4. Структурні зв’язки грунтів (водно-колоїдні та кристалізаціїні)

6. Основні фізичні характеристики грунтів

Для визначення характеристик фізичних властивостей ґрунтів розглянемо зразок ґрунту об’ємом V та масою m (мал. 1.1). Об’єм V складається із об’єму твердих частинок грунту та об’єму пор, частина яких заповнена водою. Маса m складається із маси твердих частинок грунту та маси води.

Позначимо через: V_S, m_S - відповідно об’єм та масу твердих частинок грунту; V_П - об’єм пор; V_W , m_W - відповідно об’єм та масу води в порах грунту.

Із дослідів підлягають визначенню такі основні характеристики грунту:

ЩІЛЬНІСТЬ ГРУНТУ -  ( г/см³ ) - маса одиниці об’єму грунту:

(1.1)

ЩІЛЬНІСТЬ ЧАСТИНОК ГРУНТУ - _S (г/см ³) - маса одиниці об’єму твердих частинок грунту:

(1.2)

ВОЛОГІСТЬ ГРУНТУ - W - відношення маси води в ґрунті до маси твердих частин:

(1.3)

При розрахунках навантажень на споруди та напруг від дії власної ваги грунту використовують значення питомої ваги грунту  та питомої ваги частинок грунту _S:

ПИТОМА ВАГА ГРУНТУ -  (кН/м³) - це вага одиниці об’єму грунту:

(1.4)

де g = 9,81 м /с² ≈ 10 м/с² - прискорення вільного падіння.

Для найбільше поширених грунтів питома вага складає:

для нескельних: 13...22 кН/м³;

для скельних: 18...30 кН/м³.

ПИТОМА ВАГА ЧАСТИНОК ГРУНТУ - _S (кН/м³) - вага одиниці об’єму твердих частинок грунту:

(1.5)

Питома вага частинок грунту - це досить постійна властивість грунту, яка залежить від мінерального складу частинок та знаходиться в межах:

для пісків: 26,3...26,6 кН/м³;

для пилувато - глинистих грунтів: 26,6...27,4 кН/м³.

7.Похідні фізичні характеристики грунтів

Використовуючи знайдені основні характеристики (, _S, W) фізичних властивостей грунтів можна розрахунковим шляхом визначити похідні характеристики грунтів:

1. щільність сухого грунту (часто називають щільністю скелету грунту) - ρ_d ( г/см³ )- маса одиниці об’єму сухого грунту:

г/см³, (1.8)

де вологість грунту W приймається в долях одиниці (а не в відсотках).

В практиці будівництва для оцінки ущільнення грунту використовується питома вага сухого грунту _d - вага одиниці об’єму сухого грунту: _d = ρ_d g. Вважається, що глинистий грунт добре ущільнений при _d = 15,5…16 кН/м³, а піщаний – при _d = 16,5 кН/м³.

2. коефіцієнт пористості грунту – е - відношення об’єму пор у грунті до об’єму твердих частинок:

(1.9)

3. ступінь вологості грунту (ступінь водонасиченості) - S_r - відношення об’єму води у порах грунту до об’єму пор:

(1.10)

Ця величина характеризує ступінь заповнення пор грунту рідиною і змінюється від 0 до 1.