Виды воды в горных породах

В порах и трещинах горных пород всегда содержится вода в парообразном, жидком и твердом состоянии. Существуют различные классификации видов воды в горных породах. В гидрогеологии и инженерной геологии принята классификация, которая была предложена А. Ф. Лебедевым в 1936 г., а затем уточнена в соответствии с новейшими представлениями о природе воды, строении ее молекулы и характере физико-химического взаимодействия воды с минеральными частицами пород: 

• вода в состоянии пара; 
• физически связанная вода: 
• а) прочносвязанная, или адсорбционная (ее называют также гигроскопической), 
• б) рыхлосвязанная (она же пленочная); 
• свободная вода: 
• а) капиллярная, 
• б) гравитационная; 
• вода в твердом состоянии; 
• химически связанная вода: 
• а) кристаллизационная, 
• б) конституционная; 
• вода в надкритическом состоянии.

Вода в состоянии пара

Эта вода заполняет свободную часть пор в зоне аэрации. Под влиянием изменения температуры и давления парообразная влага может переходить в капельно-жидкое состояние — конденсироваться или, наоборот, жидкая вода может превращаться в парообразную влагу. Парообразная влага в порах пород находится в постоянном динамическом равновесии с другими видами воды и парами воды в атмосфере.

Физически связанная вода 

Такая вода присуща преимущественно глинистым породам. Образование физически связанной воды обусловливается наличием у мелкодисперсных глинистых минералов, входящих в состав глинистых пород, поверхностной энергии. Наибольшее количество прочносвязанной воды называется максимальной гигроскопической влагоемкостью; в песчаных грунтах она не превышает 2%, а в глинистых достигает 20%.

Рыхлосвязанная вода образует периферическую часть водной пленки и называется пленочной. Она существует в породе при влагоемкости больше максимальной гигроскопической и перемещается от частиц с толстой пленкой к частицам с тонкой пленкой под действием молекулярных сил.

Рыхлосвязанная вода вместе с прочносвязанной, по А. Ф. Лебедеву, образует молекулярную воду. Максимальное количество молекулярной воды, удерживаемое данной породой в данных условиях, А. Ф. Лебедев назвал максимальной молекулярной влагоемкостью. Эта влагоемкость у глинистых пород примерно соответствует влажности нижнего предела пластичности.