Водно-физические свойства глинистых породах

Вода, заключенная в порах, составляет естественную влажность породы W. Она выражается отношением массы воды к массе сухой породы (в %). Влажность по отношению к объему пор называется коэффициентом водонасыщенности Kw. Он характеризует степень заполнения порового пространства породы водой и может быть рассчитан из следующих зависимостей:

в которой Wпв — полная влагоемкость породы. При W = Wпв глинистая порода представляет собой двухфазную систему: минеральный скелет + вода. В механике грунтов принято называть такую систему грунтовой массой. При Kw < 1 порода является трехфазной системой: минеральный скелет + вода + воздух.
Степень водонасыщенности непосредственно сказывается на состоянии глинистой породы. Воздушно-сухая глинистая порода при увлажнении вначале размягчается, затем переходит в пластическое состояние, а по достижении некоторого состояния влажности порода приобретает текучую консистенцию. Значения влажности в весовых процентах, при которых порода переходит из одного состояния консистенции в другое, получили название пределов пластичности. Различают верхний Wв и нижний пределы пластичности Wн. Первый из них соответствует влажности, ниже которой порода находится в пластическом состоянии, а выше — в текучем. Второй предел соответствует той влажности, ниже которой порода переходит из пластического состояния в непластичное (начинает крошиться). Нижний предел пластичности близок или равен тому состоянию влажности, ниже которого вода находится в связанном состоянии. Выше нижнего предела пластичности появляется свободная (капиллярная и гравитационная) вода.
Разность между верхним и нижним пределами пластичности называется числом пластичности: Ф = Wв—Wн. Число пластичности свидетельствует о диапазоне влажности, в пределах которого глинистая порода находится в пластическом состоянии.
Величина числа пластичности зависит от многих факторов и прежде всего, от гранулометрического состава породы: она возрастает с повышением содержания глинистой фракции (частицы