В почвената механика се различават три основни вида почви: несвързани, свързани и почви с органичен произход. Освен това има и скали, но те не се изучават в почвената механика, а в научната дисциплина механика на скалите.
Несвързани почви
Несвързаните или некохерентните почви са онези, чиито съставки не са свързани с никакво свързващо средство. В сухо състояние, когато не са под влияние на влага, твърдите съставки на несвързаната почва са напълно свободни в земната маса и между тях има само триене, наречено вътрешно триене. Към несвързаните почви се отнасят:
- Блокове, големина на зърната 200 – 2000 mm
- Дребни скални фракции, размер на зърната 60 – 200 mm
- Чакъл, гол. на зърната 2 – 60 mm
- Пясък, големина на зърната 0,02 – 2 mm
- Прах, размер на зърната 0,002 – 0,02 mm.
Отбелязва се, че фракцията прах понякога се нарича тиня (англ. silt, нем. Schluff). Обаче, тъй като у нас тиня означава определен вид почва с органичен произход, това наименование за посочената фракция би могло да предизвика недоразумение.
Фиг. 1 - Песъчлива почва
Свързани почви
Свързаните или кохерентни почви са тези, чиито твърди съставки са свързани помежду си чрез кохезия. Кохерентните почви могат да имат много нестабилни физични свойства, които лесно се изменят под действието на водата. Към свързаните почви спадат онези, които съдържат твърди съставки с размер под 0,002 mm. Почвата, която съдържа предимно съставки с размер 0,002 – 0,0002 mm, се нарича глина, а ако тези съставки са с размер 0,0002 – 0,00002 mm, тогава се нарича колоидна глина.
В природата чистата глина рядко се среща; тя най-често е смесена с други съставки, като пясък и прах, което се нарича глинеста пръст; глината с варовик се нарича мергелна глина (мергел), а глината с магнезий е ума. Обикновено се приема, че почвата, съдържаща повече от 50% глинести съставки, се нарича мазна глина или просто глина, докато почвата с по-малко от 50% глинести съставки се нарича глинеста почва. Почвата, съдържаща по-малко от 5% глинести съставки, се счита, че има свойствата на несвързана почва.
Най-бързият и най-простият начин за оценка към коя група принадлежи дадена почва е пробата да се изсуши и да се опита да се стрива между пръстите. Несвързаните почви веднага се разпадат. Глинестите почви се стриват между пръстите на по-малки късове, а глината става твърда почти като камък.
Сл. 2 - Глинеста почва
Почви с органичен произход
Тези почви се състоят в голяма степен от органични или растителни материали, с глинести и други съставки. Поради съдържанието на органични съставки тези почви са много нестабилни и силно поглъщат вода, поради което са неустойчиви и не могат да служат нито като носеща почва, нито като материал за изграждане на землени съоръжения. Към тези почви спадат хумусът, тинята и торфът.
Хумусът е плодородна почва, която се намира в повърхностния слой на земната кора, с дебелина обикновено няколко десетки сантиметра. Той се състои от смес на органични и минерални вещества с много бактерии. При изработване на земни насипи, пътни настилки и подобни работи в почвата, както и при изкопаване в находище за добив на материали за земни съоръжения, трябва да се изкопае и отстрани целият слой хумус, който може да се използва само за защита на земни откоси от отмиване от вода.
Фиг. 3 - Хумус
Мул се състои от смес от органични вещества под формата на много фини частици с минерални вещества като глина, прах и пясък. Среща се на дъното на бивши реки и езера.
Торфът се състои от голямо количество растителни и органични вещества под формата на влакна, с по-ниско съдържание на минерални вещества.
Възникване на почвата
Ако направим разрез през земната кора, ще установим, че тя най-често се състои от повърхностна почва – хумус с малка дебелина на слоя, след това от подповърхностна почва, която се състои от един или повече слоеве с различен състав и различна дебелина, и накрая от твърда скала. Повърхностната почва е образувана главно от разпадането на растителни и органични материи, докато подповърхностната почва е образувана от разпадането на твърдата скала.
Разпадането на твърдата скала настъпва вследствие на атмосферни влияния или вследствие на вулканично действие. Атмосферните влияния могат да бъдат механични или химични. Ако процесът на разпадане на твърдата скала е съединяване на минерали с кислород, това е разпадане чрез окисление, а ако е съединяване с вода, това е разпадане чрез хидратиране. Вулканичното действие е химично. Поради голямата топлина твърдата скала се превръща във вулканична пепел.
Процесът на разпадане на твърда скала и превръщането ѝ в почва може да бъде на място „in situ“ или с транспорт. Транспортът на разпадналите се части се извършва с вода, в който случай се образуват алувиални почви, с вятър, когато се получават еолични почви, или с лед, когато се образуват ледникови почви. По време на транспорта на разпадналите се късове и частици от твърдата скала се извършва по-нататъшното им раздробяване вследствие на удари, триене и измиване, на които те са изложени по време на транспорта. Поради това действие краищата на строшените късове се закръглят, новите частици се раздробяват, техните краища отново се закръглят и така нататък, докато трае транспортът. Големината и формата на твърдите съставки зависят от здравината на скалата, дължината на транспорта, вида на транспорта и т.н. Поради това формата на твърдите частици в почвата е много различна: кръгла, овална, с остри или закръглени ръбове, триъгълна и т.н. Твърдите съставки с размер 0,02 – 0,002 mm, която фракция в почвената механика се нарича прах, са предимно с кръгла или овална форма. Такива съставки с размер по-малък от 0,002 mm, която фракция се нарича глина, са люспести по форма. По-едрите частици пясък, чакъл и обли камъни могат да имат различни форми: кубични, закръглени, плочести и т.н. Кубичните частици по-трудно променят формата си, плочестите по-лесно. Поради това почвите, състоящи се предимно от плочести частици, могат лесно да променят състава си.
Отбелязва се, че отделни почви, чието образуване е напълно завършило, понякога впоследствие са покрити с нови наносни отложения, така че по-ранно образуваната почва остава в дълбочина, докато върху новия нанос се образува друга почва, която не е задължително да има каквато и да е връзка с предишната. Такава по-рано образувана почва, впоследствие покрита с нов нанос, се нарича погребана почва. Това са най-често културни земи, които са били обработвани, а след това покрити с наноси от лёсова прах, пренесена от вятъра, но наносите могат да бъдат и речни. Погребаната почва се разпознава по тъмния си цвят и такива почвени пластове могат да бъдат няколко, ако този процес е бил повтарян многократно.
Алувиални почви
Алувиалните почви се образуват чрез отлагане на твърди частици при пренос от вода. Отлагането зависи от няколко фактора, сред които най-важни са скоростта на водния поток, едрина на пренасяните съставки и съдържанието на други съставки като соли, вар и т.н. При големи скорости на водния поток се отлагат само едри съставки, докато ситните не се отлагат, а се пренасят по-нататък. Поради това по-едрите твърди съставки се отлагат в горната част на водния поток, по-близо до извора, където скоростта на водния поток е голяма. С намаляването на скоростта на водния поток се отлагат все по-ситни съставки. В спокойна вода, без течение, по правило се отлагат най-ситните твърди съставки. Навсякъде, където се стига до забавяне на водния поток, настъпват значителни отлагания, както е случаят в наводнени територии при изливане на вода от речния ръкав, след това при устията на реките, пред бентове и т.н.
Утаяването на много фини частици колоидна глина може да трае неограничено дълго време поради електрохимично действие, което възниква между фини частици с размер под 0,0002 mm, когато те са потопени във вода. В този случай твърдите частици носят електрически заряд от един и същ знак (отрицателен), поради което се отблъскват една друга и се движат в течната маса със скорости толкова по-големи, колкото са по-малки. Това са Браунови движения. Поради тези движения утаяването на твърдите частици във водата е значително забавено и може да трае неограничено дълго време.
Фиг. 4 - Алувиална почва
Еолски почви
Еоловите почви се образуват чрез натрупване на твърди частици, пренасяни от вятъра. Различават се два вида еолови почви льос и дюни. Льос се състои от твърди частици с големина около 0,05 mm или малко по-малки, слепени помежду си с калциев карбонат. Поради това, когато е в сухо състояние, льосът има голяма якост. Изкопи в льос могат да се поддържат с вертикални стени на много големи височини. Обаче ако льосът се намокри по-силно, той губи якостта си и лесно се свлича. Известни са случаите на льосовите наслаги на Бежанийска коса край Белград, които се поддържат с вертикални стени на височини над 20m. Обаче в участъците, където са изградени селища в близост до ръба, както е случаят с Чунарската улица в Земун, където се получава постоянно овлажняване непосредствено до ската на льосовото плато поради разливане на използвани води, льосовите склонове се срутват и устойчивостта на льосовата почва в близост до ръба е застрашена.
Дюните са подвижни хълмове от несвързан пясък, натрупан от вятъра. Тези хълмове бързо се разнасят и отново се образуват под въздействието на вятъра, поради което представляват опасност от затрупване и разрушаване на къщи и транспортни средства.
Фиг. 5 - Еолична почва
Ледникови почви
Ледниковите почви се образуват чрез транспортиране на твърди почвени частици от лед. Ледниковите почви имат различен състав от алувиалните, тъй като се състоят от твърди частици с приблизително еднаква едрина, а именно камъчета, чакъл (морени) или пясък, останали след топенето на леда. В пластовете на бивши ледникови езера се среща ледникова глинеста почва.
Сл. 6 - Ледникова почва