Положим, что грунт состоит из коллоидных частиц и образует структурную сетку.
При таких условиях коллоидные частицы не могут принять участие в броуновском движении, так как они сцеплены между собой молекулярными оболочками. При разрушении структуры соединения их в точках контакта исчезают и частицы, взвешенные в воде, не осаждаются, а начинают принимать участив в броуновском движении. Сталкиваясь между собой, они через некоторый промежуток времени благодаря своим молекулярным оболочкам вновь постепенно соединяются и образуют новую структурную сетку, подобную первоначальной, с той же степенью плотности, т. е. с теми же характеристиками.
Понятно, что при грунте, составленном из частиц различных размеров (фракций), присутствие коллоидов даже в незначительных количествах может сообщить ему тиксотропные свойства.
Пусть для примера мы имеем так называемый пылеватый грунт, составленный из частиц диаметром 0,01 мм. Такой грунт не будет тиксотропным, так как частицы слишком велики для участия в броуновском движении и, будучи взвешенными в воде, не могут удержаться в суспензии; они будут садиться на дно, образуя более плотную структуру. Обозначим через Q вес всех таких частиц, а через я — вес одной частицы.
Прибавим ко всему количеству пылеватых частиц 1% по весу коллоидных частиц и тщательно перемешаем с предыдущими. Тогда обшив вес коллоидных частиц будет диаметр коллоидной частицы в 100 раз менее пылеватой, т. е. на каждую пылеватую частицу будет приходиться 10000 коллоидных. При таких условиях структура грунта может иметь характер, где крупные части изображают пылеватые части, а мелкие — коллоидные.
При разрушении структуры все частицы окажутся во взвешенном состоянии, причем пылеватые частицы начнут оседать. Но так как осаждение пылеватых частиц идет крайне медленно, то коллоидные частицы за это время успевают вновь образовать сетку, сцепляющую все взвешенные частицы в структуру первоначального характера.
И действительно, известен пример, когда плывун (тонкий песок) обладал тиксотропией при содержании всего около 2% по весу глинистых частиц. Когда глина была отмыта, песок потерял свои тиксотропные свойства.
Из всего вышеизложенного можем установить следующие необходимые условия тиксотропности грунта:
1) он должен быть грунтовой массой, т. е. заключать в своих порах свободную воду.
2) в грунте необходимо наличие коллоидных фракций размером не более 0.001 .иле;
3) весовая влажность должна быть больше предела пластичности (критической влажности); если, например, влажность w не превосходит максимальную молекулярную влагоемкость, то мы можем утверждать, что грунт не обладает тиксотропией;
4) грунт не должен иметь в заметном количестве фракций крупнее 0.01 мм, так как крупные частицы слишком быстро осаждаются.
Практика забивки свай в грунты, удовлетворяющие перечисленным четырем условиям, показывает, что такие грунты почти всегда без исключения обнаруживают тиксотропные свойства. Поэтому расслабленный в процессе забивки свай грунт восстанавливает свою несущую способность только по истечении известного времени после прекращения свайной бойки.
