Вода в грунтах:

1. Вода в форме пара.

2. Связанная вода.

- Прочносвязанная вода. Количество соответствует величине максимальной гигроскопичности.

- Слабосвязанная вода. Вторично ориентированная вода полислоев образуется вокруг частиц благодаря дальнодействующим поверхностным силами минералов, образует вокруг поверхности пленку. Осмотическая вода образуется в результате проникновения молекул воды из раствора в диффузный слой мицеллы, где концентрация ионов оказывается больше, чем в растворе, она слабо связана с поверхностью частицы.

- Капиллярная вода. Вода углов пор образуется в местах соприкосновения частиц в виде отдельных капель. Находится в защемленном состоянии. Подвешенная вода не имеет непосредственной связи с уровнем грунтовых вод, не может питаться ими. Собственно капиллярная вода поднимается кверху от уровня грунтовых вод.

3. Свободная (гравитационная) вода. Просачивающаяся вода находится в зоне аэрации и передвигается под силой тяжести. Вода грунтового потока ее движение происходит под влиянием напора потока.

4. Вода в твердом состоянии. Содержится в грунте в виде льда. В большинстве случаев играет роль цемента.

5. Кристаллизационная и химически связанная вода принимает участие в строение кристаллических решеток различных минералов.

3. Твердая, жидкая, газовая и живая составляющая грунта. Обменные катионы в грунтах. Строение грунтов: структура и текстура, общие понятия, типы структурных связей, морфология минеральных зерен.

Твердая фаза - скелет грунта, прочная основа, состоящая из минеральной (95-99%) и органической частей. Минеральная часть формируется из материнских геологических пород и содержит остаточные (обломки и частицы исходных пород и минералов) и вторичные (вновь образованные) минералы, а также оксиды, соли, элементы и соединения, образовавшиеся в процессе выветривания и почвообразования. Твердая фаза почвы полидисперсна, состоит из частиц и агрегатов различных формы и величины.

Жидкая фаза грунтов представляет собой раствор, который формируется из воды, поступающей в грунт с атмосферными осадками, из грунтовых вод, при конденсации водяных паров. Объем и химический состав раствора динамичны и зависят от количества поступающей воды, водно-физических свойств и химического состава грунтов. Раствор занимает имеющиеся в твердой фазе почвы пустоты (поры, капилляры), адсорбируется коллоидными частицами.

Газовая фаза грунтов представлена воздухом, который заполняет свободные от воды пустоты (поры) в грунте. Источником почвенного воздуха являются воздух атмосферы и образующиеся в грунте газы. Состав почвенного воздуха отличается от атмосферного и весьма динамичен. Вода и воздух в почве находятся в динамическом равновесии на основе антагонизма: чем больше воды, тем меньше воздуха, и наоборот.

Живая фаза почвы представлена живыми организмами, населяющими почву и участвующими в почвообразовательном процессе. Это в первую очередь различные микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы, водоросли), а также простейшие, насекомые, черви и др.

Твердая, жидкая, газовая и живая фазы находятся в тесном взаимодействии.

Состав обменных катионов определяется минералогическим составом грунта и составом их воды. Общее количество ионов в грунте, способных к обмену в данных условиях называют емкостью поглощения, или емкостью обмена грунта. Среди обменных ионов преобладают катионы. Механизм катионного обмена зависит от характера кристаллических решеток минералов. Чаще всего среди обменных катионов находятся Ca²⁺ Mg²⁺ , Na⁺, К⁺, H⁺. Изучение состава обменных катионов и изменения его во времени имеют большое практическое значение. В зависимости от состава обменных катионов в грунтах изменяется содержание различных категорий воды и одновременно характер микроструктуры и микротекстуры.

Строение грунта –  комплекс характеристик грунтов, характеризующих особенности их пространственной организации; это совокупность их структурных и текстурных признаков, отражающих взаимоотношение всех компонент грунта - твердой, жидкой, газовой и биотической. Важнейшим показателями строения грунтов являются: размеры зерен, слагающих грунты, их пористость и трещиноватость.

Структура грунта — совокупность признаков, отражающих размер, форму, характер поверхности, количественное соотношение его структурных элементов (отдельных зерен, частиц, агрегатов, цемента, стекла) и характер взаимосвязи их друг с другом. В структуре грунта учитывают характер связи между структурными элементами.

Текстура грунта — особенности строения, обусловленные ориентировкой и пространственным взаимным расположением всех структурных элементов. Определяет, прежде всего, ориентацию структурных элементов в пространстве.

Структура и текстура подразделяются на: макро-, мезо- и микростукруры и текстуры. Макростроение наблюдается визуально. К нему относится видимые глазом элементы грунта, трещиноватость и пористость, отсутствие видимой слоистости. Мезосторение изучается под микроскопом, к нему отонсится: все минеральные зерна, микроагрегаты и микроблоки больше 1 мк; ориентировка их в пространстве, мезо- и микропористость пород и трещины. Понятие микрострение относится к глинистым и лессовым породам и почвам

Состав горных пород, размер и расположение слагающих их частиц, соотношение компонент в породах определяет характер структурных связей.

Химические (кристаллизационные) структурные связи являются наиболее прочным. Характерны для пород с кристаллизационной структурой. Эти связи обуславливают высокую прочность, слабую сжимаемость, выраженные упругие свойства.

Молекулярные структурные связи значительно меньше химической связи. Образуют взаимодействие между атомами двух микроскопических тел на расстоянии.

Ионно-электростатические структурные связи обусловлены наличием у коллоидных и глинистых частиц при взаимодействии их с растворами двойного электрического слоя.

Электростатические структурные связи. При непосредственном контакте минеральных частиц друг с другом их поверхности могут приобретать заряд вследствие контактной электризации. Все частицы в воздушно-сухом состоянии в результате трения приобретают электрический заряд, величина и заряд которого зависти от: минерального состава ,размера частиц и наличия адсорбированных пленок.

Структурные связи магнитного характера возникают при определенных условиях, оказывают влияние только на начальных стадиях формирования глинистого осадка.

Капиллярные структурные связи основываются на результате взаимодействия воды с твердыми частицами грунта, происходит смачивание твердых частиц с образованием в порах менисков связывающих частицы.

К макроструктурным зернам относятся частицы более 20 см – валунные и каменистые, от 20 до 4 см – гальковые и щебнистые, от 40 до 2 мм – гравийные и хрящеватые. К мезоструктруным относят песчаные (2-0,005 мм) и пылеватые зерна. Микроструктурные – глинистые зерна (глина и коллоидная глина).