土中水的类型及作用-工程地质与士力学（第2版）

土中的水按存在方式的不同，可分为如下几种类型，如图6.5所示。

图6.5　土中的水的类型

1.结合水

结合水是指附着于土粒表面成薄膜状的水，结合水在土粒表面形成结合水膜 [图6.6（a）]。它可分为强结合水和弱结合水。

（1）强结合水。由土粒表面的高电荷力牢固地吸引的水分子，紧靠土粒表面。其特征为厚度极小，密度大，不能移动，不能传递静水压力，力学性质与固体相似。

（2）弱结合水。强结合水外围，吸附力稍低的一层结合水。其特征为厚度稍大，不能自由移动，只能以水膜的形式由厚向薄处缓慢移动，不能传递静水压力，有很大的黏滞性和一定的抗剪强度。

图6.6　结合水公共水膜

（a）土粒与水分子相互作用的模拟图；（b）公共水膜(www.xing528.com)

由于结合水的存在，细颗粒（特别是黏粒）之间将形成公共水膜 [图6.6 （b）]。从而使土粒间产生一定的联结，这种联结随土的湿度而变。当土的湿度减小时，水膜变薄，相邻土粒彼此吸引力增强；反之，当湿度提高，水膜增厚时，颗粒将被挤开，以致不存在公共水膜而失去联结。这种水膜的联结，是导致黏性土具有黏性、可塑性和抗剪强度的主要原因。

2.自由水

自由水是指土孔隙中位于结合水以外的水，可在孔隙中自由移动。按其运动时所受的作用力不同，可分为重力水和毛细水。

（1）重力水。受重力作用而运动的水。这种水位于地下水位以下，具有浮力作用，从水头高处向水头低处流动，能引起土的渗透变形。

（2）毛细水。由于水分子与土粒表面之间的附着力和水表面张力的作用而存在，并运动于毛细孔隙中的水。这种水位于地下水位以上，受毛细作用而上升，上升高度视土粒大小、孔隙大小及形状而定。一般来说，卵石接近零，砂土较小，可从几厘米至几十厘米，黏性土可达几米。

3.固态水

当气温降至0℃以下时，液态的自由水结冰为固态水。水在冻结后会膨胀，使基础冻胀，所以基础应有足够的埋置深度。

4.气态水

气态水即水汽，对土的性质影响不大。