В порах рыхлых горных пород (грунтов) в естественных условиях обычно содержится то или иное количество воды, характеризующее количественно влажность грунта. Влажность равна выраженному в процентах отношению веса воды к весу частиц грунта.
Состояние грунта, при котором содержащаяся в нем вода заполняет все поры, соответствует полной влагоемкости грунта. Грунт в этом случае находится в состоянии грунтовой массы.
В состоянии полного влагонасыщения грунты находятся в зоне ниже уровня подземных (грунтовых) вод. Выше этого уровня располагаются капиллярная зона и зона аэрации (рис. 1).
Степень заполнения пор водой (степень влажности) равна отношению естественной влажности к полной влагоемкости.
Нижним пределом степени влажности песка в исключительных случаях может быть нуль, а глин 0,4—0,5, но обычно даже в условиях сухого климата на глубине 5—6 м степень влажности глин близка к единице.
Влага в зоне аэрации находится в виде пара и в жидком состоянии. Относительная влажность воздуха в зоне аэрации близка к 100%; таким образом, он практически до предела насыщен водяными парами. Так как упругость водяных паров уменьшается по мере понижения их температуры, то пары перемещаются в сторону меньшей температуры.
Рис. 1. Схема распределения воды в грунте
/—/ — поверхность земли; 2—2 — поверхность водоупора; 3—3 —поверхность грунтовых вод; 4—4 — уровень капиллярных вод; /—4 — зона аэрации; 4—3 — капиллярная зона; 3—2 — зона насыщения
Зимой в результате этого водяные пары перемещаются вверх к охлажденной поверхности земли. Летом в южных и особенно степных районах температура грунта под зданиями и сооружениями ниже, чем за их пределами, что ведет к накоплению влаги под ними. Наиболее эффективным методом борьбы с этим, как известно, является устройство подполья.
Вода в жидком состоянии может быть физически связанной или свободной.
фото влагонасыщения грунта
Свободная вода в свою очередь делится на капиллярную и гравитационную.
Так как поры рыхлых пород представляют собой систему капиллярных трубок, то вода, смачивая стенки этих трубок, поднимается в них. Высота капиллярного подъема, измеряемая от уровня воды, зависит от диаметра трубок, т. е. пор. Для песков высота капиллярного подъема равна нескольким десяткам сантиметров, для суглинков 1 —1,5 м, для глин 3— 4 л, а по некоторым данным и значительно больше.