У механіцы грунтоў адрозніваюць тры асноўныя віды грунтоў: нязвязаныя, звязаныя і грунты арганічнага паходжання. Акрамя таго, існуюць яшчэ і пароды, але яны вывучаюцца не ў механіцы грунтоў, а ў навуковай дысцыпліне механіка горных парод.
Нясчэпныя грунты
Незвязаныя або некаагерэнтныя глебы — гэта тыя, складнікі якіх не звязаныя ніякім злучальным рэчывам. У сухім стане, калі яны не пад уздзеяннем вільгаці, цвёрдыя складнікі незвязанай глебы цалкам свабодныя ў земляной масе, і паміж імі існуе толькі трэнне, якое называецца ўнутраным трэннем. Да незвязаных глеб адносяцца:
- Блокі, вел. зярна 200 – 2000 mm
- Драбіна, вел. зерня 60 – 200 mm
- Жвір, вел. зерняў 2 – 60 mm
- Пясок, вел. зерня 0,02 – 2 mm
- Пыл, вел. зерня 0,002 – 0,02 mm.
Заўважаецца, што фракцыю пыл часам называюць муллю (англ. silt, нем. Schluff). Аднак, паколькі ў нас мулля азначае пэўны від грунту арганічнага паходжання, то гэтая назва для згаданай фракцыі магла б выклікаць непаразуменне.
Sl. 1 - Пясчаны грунт
Звязаныя грунты
Звязаныя або каагерэнтныя грунты — гэта тыя, чые цвёрдыя складнікі звязаны паміж сабой счапленнем. Каагерэнтныя грунты могуць мець вельмі нестабільныя фізічныя ўласцівасці, якія лёгка змяняюцца пад уздзеяннем вады. Да звязаных грунтоў адносяцца тыя, што ўтрымліваюць цвёрдыя складнікі памерам менш за 0,002 mm. Грунт, які ў асноўным складаецца са складнікаў памерам 0,002 – 0,0002 mm, называецца глінай, а калі гэтыя складнікі маюць памер 0,0002 – 0,00002 mm, то ён называецца калоідная гліна.
У прыродзе чыстая гліна сустракаецца рэдка, а найчасцей яна змяшана з іншымі складнікамі, такімі як пясок і пыл, што называецца суглінкам; гліна з вапняком называецца мергелістая гліна (мергель), а гліна з магніем — ума. Звычайна прымаецца, што глеба, якая змяшчае больш за 50% гліністых складнікаў, называецца тоўстая гліна або проста гліна, тады як глеба з менш чым 50% гліністых складнікаў называецца гліністая глеба. Глеба, якая змяшчае менш за 5% гліністых складнікаў, лічыцца такой, што мае ўласцівасці некагезійнай глебы.
Найхутчэйшы і найпрасцейшы спосаб ацаніць, да якой групы належыць нейкі грунт, — высушыць узор і паспрабаваць раздрабніць яго пальцамі. Нясувязныя грунты адразу распадаюцца. Гліністыя грунты пад пальцамі крышацца на меншыя кавалкі, а гліна становіцца цвёрдай амаль як камень.
Рыс. 2 - Гліністая глеба
Грунты арганічнага паходжання
Гэтыя глебы складаюцца пераважна з вялікай колькасці арганічных або раслінных матэрыялаў, з гліністымі і іншымі складнікамі. З-за ўтрымання арганічных кампанентаў гэтыя глебы вельмі няўстойлівыя і моцна ўбіраюць ваду, таму з’яўляюцца нестабільнымі і не могуць служыць ні апорнай глебай, ні матэрыялам для ўладкавання земляных збудаванняў. Да такіх глеб адносяцца гумус, іл і торф.
Гумус — гэта ўрадлівы грунт, які знаходзіцца ў паверхневым слоі зямной кары, таўшчынёй звычайна некалькі дэцыметраў. Ён складаецца з сумесі арганічных і мінеральных рэчываў з вялікай колькасцю бактэрый. Пры выкананні земляных насыпаў, дарожных пакрыццяў і падобных работ на грунце, а таксама пры распрацоўцы ў кар’еры матэрыялу для вырабу земляных збудаванняў, трэба выкopaць і прыбраць увесь слой гумусу, які можна выкарыстаць толькі для абароны земляных схілаў ад размывання вадой.
Sl. 3 - Гумус
Мул складаецца з сумесі арганічных рэчываў у выглядзе вельмі дробных часціц з мінеральнымі рэчывамі, такімі як гліна, пыл і пясок. Ён знаходзіцца на дне ранейшых рэк і азёр.
Тарф складаецца з вялікай колькасці раслінных і арганічных рэчываў у выглядзе валокнаў, з меншым утрыманнем мінеральных рэчываў.
Утварэнне глебы
Калі б мы зрабілі разрэз праз зямную кару, мы б высветлілі, што яна найчасцей складаецца з павярхоўнага грунту — гумусу невялікай таўшчыні слоя, затым з падпавярхоўнага грунту, які складаецца з аднаго або некалькіх слаёў рознага складу і рознай таўшчыні, і нарэшце з цвёрдай пароды. Павярхоўны грунт утварыўся галоўным чынам у выніку разлажэння раслінных і арганічных рэчываў, а падпавярхоўны грунт утварыўся ў выніку разлажэння цвёрдай пароды.
Разбурэнне цвёрдай пароды адбываецца ў выніку атмасферных уздзеянняў або ў выніку вулканічнага дзеяння. Атмасферныя ўздзеянні могуць быць механічнымі або хімічнымі. Калі працэс разбурэння цвёрдай пароды заключаецца ў злучэнні мінералаў з кіслародам, то гэта разбурэнне акісленнем, а калі ў злучэнні з вадой, то гэта разбурэнне гідраваннем. Вулканічнае дзеянне з’яўляецца хімічным. У выніку вялікага цяпла цвёрдая парода ператвараецца ў вулканічны попел.
Працэс распаду цвёрдай пароды і яе пераўтварэння ў грунт можа адбывацца на месцы «in situ» або з транспартаваннем. Транспартаванне разбураных частак адбываецца вадой, у такім выпадку ўтвараюцца алювіяльныя грунты, ветрам, калі яны становяцца эолавымі грунтамі, або лёдам, калі ўтвараюцца ледавіковыя грунты. Падчас транспарціравання разбураных кавалкаў і часцінак цвёрдай пароды адбываецца іх далейшае здрабненне ў выніку ўдараў, трэння і прамывання, якім яны падвяргаюцца падчас транспарціроўкі. У выніку гэтага ўздзеяння краі разбітых кавалкаў заакругляюцца, новыя часцінкі здрабняюцца, іх краі зноў заакругляюцца і гэтак далей, пакуль працягваецца транспарціроўка. Памер і форма цвёрдых складнікаў залежаць ад трываласці пароды, даўжыні транспартавання, віду транспарту і г. д. Таму форма цвёрдых часцінак у грунце вельмі разнастайная: круглая, авальная, з вострымі або заакругленымі краямі, трохкутная і г. д. Цвёрдыя складнікі памерам 0,02 – 0,002 mm, якая фракцыя ў механіцы грунтаў называецца пылам, пераважна маюць круглую або авальную форму. Такія складнікі памерам менш за 0,002 mm, якая фракцыя называецца глінай, маюць лускаваты выгляд. Больш буйныя часцінкі пяску, жвіру і галечніку могуць мець розныя формы: кубічныя, заакругленыя, пласціністыя і г. д. Кубічныя часцінкі цяжэй мяняюць сваю форму, пласціністыя — лягчэй. Таму грунты, якія складаюцца пераважна з пласціністых часцінак, могуць лёгка змяняць свой склад.
Нагадваецца, што асобныя грунты, утварэнне якіх цалкам закончылася, часам пазней пакрываюцца новымі наносамі, так што раней ужо ўтвораны грунт застаецца ў глыбіні, а на новым насеўе ўтвараецца іншы грунт, які можа не мець ніякай сувязі з папярэднім. Такі раней утвораны грунт, пазней пакрыты новым наносам, называецца пахаваным грунтам. Гэта найчасцей культурныя землі, якія былі апрацаваныя, а потым пакрытыя ветравымі нанасамі лесавага пылу, але наносы могуць быць і рачнымі. Пахаваны грунт распазнаецца па цёмным колеры, і такіх слаёў грунту можа быць некалькі, калі гэты працэс паўтараўся неаднаразова.
Алювіяльныя грунты
Алювіяльныя грунты ўтвараюцца шляхам адкладання цвёрдых часціц пры пераносе вадой. Адкладанне залежыць ад некалькіх фактараў, сярод якіх найважнейшыя — хуткасць воднага патоку, буйнасць пераносных часціц і змесціва іншых кампанентаў, такіх як солі, вапна і г. д. Пры вялікіх хуткасцях воднага патоку адкладаюцца толькі буйныя часціцы, а дробныя не адкладаюцца, а пераносяцца далей. Таму буйнейшыя цвёрдыя часціцы адкладаюцца ў верхняй частцы воднага патоку, бліжэй да вытоку, дзе хуткасць воднага патоку вялікая. З паніжэннем хуткасці воднага патоку адкладаюцца ўсё больш дробныя часціцы. У спакойнай вадзе, без плыні, як правіла, адкладаюцца найменшыя цвёрдыя часціцы. Усюды, дзе адбываецца запаволенне воднага патоку, узнікаюць значныя адкладанні, як гэта бывае на затопленай тэрыторыі пры выліванні вады з рэчышча ракі, затым у вусцях рэк, перад плацінамі і г. д.
Асяданне вельмі дробных часціц калоіднай гліны можа працягвацца неабмежавана доўгі час у выніку электрахімічнага дзеяння, якое ўзнікае паміж дробнымі часціцамі памерам менш за 0,0002 mm, калі яны пагружаныя ў ваду. У такім выпадку цвёрдыя часціцы нясуць на сабе электрычны зарад аднаго знаку (адмоўны), з-за чаго яны адштурхоўваюцца адна ад адной і рухаюцца ў вадкай масе тым хутчэй, чым меншыя яны ёсць. Гэта браўнаўскі рух. У выніку гэтых рухаў асаджэнне цвёрдых часціц у вадзе значна запавольваецца і можа працягвацца неабмежавана доўгі час.
Рыс. 4 - Алювіяльны грунт
Эолавыя грунты
Эолавыя грунты ўтвараюцца шляхам пераносу цвёрдых часціц ветрам. Адрозніваюць два віды эолавага грунту: лёс і дзіны. Лёс складаецца з цвёрдых часціц велічынёй каля 0,05 mm або крыху меншых, злучаных паміж сабой кальцыевым карбанатам. Таму, калі ён сухі, лёс мае вялікую трываласць. Выемкі ў лёсе могуць утрымлівацца з вертыкальнымі сценкамі на вельмі вялікай вышыні. Аднак калі лёс мацней прамокне, ён губляе сваю трываласць і лёгка зрушваецца. Вядомыя выпадкі лесавых адкладаў Бежанійскай касы каля Бялграда, якія трымаюцца з вертыкальнымі сценкамі на вышыні больш за 20m. Аднак на ўчастках, дзе пабудаваны пасёлкі паблізу краёў, як у выпадку Чунарскай вуліцы ў Земунe, дзе адбываецца пастаяннае прамочванне ля самага схілу лесавага плато з-за скіду выкарыстаных вод, лесавыя схілы абвальваюцца, і ўстойлівасць лесавага грунту паблізу краю парушаецца.
Дзюны — гэта рухомыя ўзгоркі з няскрэпленага ветрам нанесенага пяску. Пад уздзеяннем ветру гэтыя ўзгоркі хутка размываюцца і зноў утвараюцца, з-за чаго яны ўяўляюць небяспеку заносу і разбурэння дамоў і транспартных сродкаў.
Рыс. 5 - Эолавы грунт
Глетчарныя грунты
Ледавіковыя грунты ўтвараюцца ў выніку пераносу цвёрдых часціц грунту лёдам. Ледавіковыя грунты маюць іншы склад, чым алювіяльныя, бо складаюцца з цвёрдых часціц прыблізна аднолькавай крупнасці, а менавіта з круглякоў, жвіру (марэн) або пяску, якія засталіся пасля раставання лёду. У пластах былых ледавіковых азёр прысутнічае ледавіковая суглінка.
Sl. 6 - Ледавіковы грунт