A talajmechanikában a talajok három fő típusát különböztetik meg: nem__kötött, kötött és szerves eredetű talajok. Ezenkívül még kőzetek is léteznek, ezekkel azonban nem a talajmechanika, hanem a kőzetmechanika tudományága foglalkozik.
Kötetlen talajok
A szemcsés vagy nem koherens talajok olyanok, amelyek alkotóelemei semmiféle kötőanyaggal nincsenek összekötve. Száraz állapotban, amikor nincs kitéve nedvesség hatásának, a szemcsés talaj szilárd alkotórészei teljesen szabadon helyezkednek el a földtömegben, és közöttük csak súrlódás van, az úgynevezett belső súrlódás. A szemcsés talajok közé tartoznak:
- Blokkok, szemcseméret 200 – 2000 mm
- Kőtörmelék, szemcsenagyság 60 – 200 mm
- Kavics, szemcseméret 2 – 60 mm
- Homok, szemcseméret 0,02 – 2 mm
- Por, szemcseméret 0,002 – 0,02 mm.
Megjegyezzük, hogy a porfrakciót olykor iszapnak nevezik (angolul silt, németül Schluff). Mivel azonban nálunk az iszap egy meghatározott, szerves eredetű talajtípust jelent, ez az elnevezés az említett frakcióra félreértést okozhatna.
Ábr. 1 - Homokos talaj
Kötött talajok
A kötött vagy koherens talajok olyan talajok, որոնց szilárd alkotórészei kohézió révén kapcsolódnak egymáshoz. A koherens talajok nagyon változékony fizikai tulajdonságokkal rendelkezhetnek, amelyek a víz hatására könnyen megváltoznak. A kötött talajok közé tartoznak azok, amelyek 0,002 mm alatti szemcseméretű szilárd összetevőket tartalmaznak. Az a talaj, amely túlnyomórészt 0,002 – 0,0002 mm méretű szemcséket tartalmaz, agyag-nak nevezik, ha pedig ezek az alkotórészek 0,0002 – 0,00002 mm méretűek, akkor kolloid agyag-nak hívják.
A természetben a tiszta agyag ritkán fordul elő, többnyire más összetevőkkel, például homokkal és porral keverten található, ezt vályognak nevezik; a mészköves agyag neve márgás agyag (márga), a magnéziumos agyagé pedig uma. Általában úgy tekintik, hogy az a talaj, amely több mint 50% agyagos összetevőt tartalmaz, zsíros agyag-nak vagy egyszerűen agyag-nak nevezendő, míg a kevesebb mint 50% agyagos összetevőt tartalmazó talajt agyagos talaj-nak nevezik. Az a talaj, amely kevesebb mint 5% agyagos összetevőt tartalmaz, nem kötött talajra jellemző tulajdonságokkal rendelkezik.
Azt a leggyorsabb és legegyszerűbb módot, amellyel megállapítható, hogy egy talaj mely csoportba tartozik, úgy végezhetjük el, hogy a mintát megszárítjuk, majd megpróbáljuk az ujjaink között összezúzni. A nem kohéziós talajok azonnal szétesnek. Az agyagos talajok az ujjak között kisebb darabokra morzsolódnak, az agyag pedig csaknem kőkeménnyé válik.
Ábra 2 - Agyagos talaj
Szerves eredetű talajok
Ezek a talajok nagyrészt szerves vagy növényi anyagokból állnak, agyagos és egyéb összetevőkkel. A szerves összetevők miatt ezek a talajok nagyon instabilak és erősen vizet szívnak magukba, ezért nem stabilak, és sem teherhordó talajként, sem földmunkákhoz való anyagként nem használhatók. Ide tartozik a humusz, az iszap és a tőzeg.
A humusz termékeny talaj, amely a földkéreg felső rétegében található, és vastagsága általában néhány deciméter. Szerves és ásványi anyagok keverékéből áll, sok baktériummal. Földtöltések, útburkolatok és hasonló talajmunkák végzésekor, valamint földművek készítéséhez szolgáló anyagnyerő helyen végzett ásáskor a humusz teljes rétegét ki kell ásni és el kell távolítani; ez csak a földrézsűk víz általi lemosódás elleni védelmére használható fel.
Ábr. 3 - Humusz
Az iszap szerves anyagok és nagyon finom szemcsék, valamint ásványi anyagok, például agyag, por és homok keverékéből áll. Egykori folyók és tavak fenekén található.
A tőzeg nagy mennyiségű növényi és szerves anyagból áll, rostos formában, kisebb ásványianyag-tartalommal.
Talajképződés
Ha metszetet készítenénk a földkéregben, megállapítanánk, hogy az többnyire felszíni talajból – kis vastagságú humuszból –, majd felszín alatti talajból áll, amely egy vagy több, eltérő összetételű és különböző vastagságú rétegből tevődik össze, végül pedig szilárd kőzetből. A felszíni talaj főként növényi és szerves anyagok elbomlásából keletkezett, míg a felszín alatti talaj a szilárd kőzet mállásából jött létre.
A szilárd kőzet mállása légköri hatások vagy vulkáni tevékenység következtében alakul ki. A légköri hatások lehetnek mechanikaiak vagy kémiaiak. Ha a szilárd kőzet mállási folyamata az ásványok oxigénnel való egyesülése, akkor az oxidációs mállás, ha pedig vízzel való egyesülés, akkor hidratációs mállás. A vulkáni tevékenység kémiai jellegű. A nagy hő hatására a szilárd kőzet vulkáni hamuvá alakul.
A szilárd kőzet mállási folyamata és talajjá alakulása lehet helyben, „in situ”, vagy szállítással együtt. A lepusztult részek szállítását víz végzi, ebben az esetben alluviális talajok keletkeznek; szél esetén eolikus talajok, jég esetén pedig gleccsertalajok jönnek létre. A mállott kőzetdarabok és -szemcsék szállítása során azok tovább aprózódnak az ütközés, súrlódás és leöblítés hatására, amelyeknek a szállítás alatt ki vannak téve. E hatások következtében a törött darabok élei lekerekednek, az újabb szemcsék tovább aprózódnak, éleik ismét lekerekednek, és így tovább, amíg a szállítás tart. A szilárd összetevők mérete és alakja a kőzet szilárdságától, a szállítás hosszától, a szállítás módjától stb. függ. Ezért a talaj szilárd részecskéinek alakja nagyon változatos: kerek, ovális, éles vagy lekerekített szélű, háromszög alakú stb. A 0,02 – 0,002 mm méretű szilárd alkotórészek, amely frakciót a talajmechanikában pornak nevezik, többnyire kerek vagy ovális alakúak. A 0,002 mm-nél kisebb méretű, agyag néven említett frakcióhoz tartozó összetevők lemezes alakúak. A homok, a kavics és a gömbölyű kavics nagyobb szemcséi különböző alakúak lehetnek: kockásak, lekerekítettek, lemezesek stb. A kockás szemcsék nehezebben változtatják alakjukat, a lemezesek könnyebben. Ezért az olyan talajok, amelyek főként lemezes szemcsékből állnak, összetételüket könnyen megváltoztathatják.
Megjegyzendő, hogy egyes talajokat, amelyek kialakulása teljesen befejeződött, időnként később új üledékek borítanak be, így a korábban már kialakult talaj mélyben marad, míg az új üledéken egy másik talaj képződik, amelynek nem kell semmilyen kapcsolata legyen az előzővel. Az ilyen, később új üledékkel borított, korábban kialakult talajt eltemetett talajnak nevezik. Ezek többnyire művelt földek, amelyeket megműveltek, majd a szél által hordott löszpor-üledékek borítottak be, de az üledékek folyami eredetűek is lehetnek. Az eltemetett talaj sötét színe alapján ismerhető fel, és ilyen talajrétegek több is lehet, ha ez a folyamat többször ismétlődött.
Alluviális talajok
Az alluviális talajok a víz által szállított szilárd szemcsék lerakódásával keletkeznek. A lerakódás számos tényezőtől függ, ezek közül a legfontosabbak a vízfolyás sebessége, a szállított anyag szemcsemérete, valamint más összetevők, például a sók, a mész stb. mennyisége. Nagy vízsebességnél csak a nagyobb szemcsék rakódnak le, a finomak nem, hanem tovább szállítódnak. Ezért a durvább szilárd anyagok a vízfolyás felső szakaszán, a forráshoz közelebb rakódnak le, ahol a vízsebesség nagy. A vízsebesség csökkenésével egyre finomabb anyagok ülepednek le. Nyugodt, áramlás nélküli vízben rendszerint a legfinomabb szilárd anyagok rakódnak le. Ahol csak a vízfolyás lelassul, nagy lerakódások keletkeznek, mint például az elárasztott területeken, amikor a víz kilép a folyómederből, továbbá a folyótorkolatoknál, gátak előtt stb.
Az igen finom kolloid agyag részecskék ülepedése korlátlan ideig is eltarthat az elektrokémiai hatás miatt, amely az 0,0002 mm méretnél kisebb finom részecskék között keletkezik, amikor vízbe merülnek. Ilyenkor a szilárd részecskék azonos előjelű elektromos töltést hordoznak (negatívat), ezért egymást taszítják, és a folyadéktömegben annál nagyobb sebességgel mozognak, minél kisebbek. Ezek a Brown-mozgások. E mozgások miatt a szilárd részecskék vízben való ülepedése jelentősen lelassulhat, és korlátlan ideig is eltarthat.
Sl. 4 - Alluviális talaj
Eolikus talajok
Az eolikus talajok a szél által szállított szilárd részecskék lerakódásával keletkeznek. Az eolikus talajok két típusa különböztethető meg: a lösz és a dűnék. A lösz mintegy 0,05 mm vagy valamivel kisebb szemcseméretű szilárd részecskékből áll, amelyeket kalcium-karbonát köt össze. Ezért száraz állapotban a lösz nagy szilárdságú. A löszben kialakított bevágások nagyon nagy magasságban is tarthatók függőleges oldalfalakkal. Ha azonban a lösz erősen átnedvesedik, elveszíti szilárdságát és könnyen megmozdul. Ismertek a Belgrád melletti Bežanijska kosa löszrétegének esetei, ahol a függőleges oldalfalak 20m feletti magasságokban is tarthatók. Ugyanakkor azokon a részeken, ahol a perem közelében települések épültek, mint például Zemunban a Čunarska utca esetében, ahol az ivóvíz elfolyása miatt a löszplató lejtőjének közvetlen közelében állandó átnedvesedés következik be, a löszlejtők leomlanak, és a perem közelében a lösztalaj stabilitása veszélybe kerül.
A dűnék a szél által felhalmozott, kötés nélküli homokból álló mozgó dombok. Ezek a dombok a szél hatására gyorsan szétterülnek és újból kialakulnak, ezért a házak és a közlekedési eszközök betemetésének és megrongálódásának veszélyét jelentik.
Ábr. 5 - eolikus talaj
Gleccseres talajok
A gleccser talajok a talajrészecskék jéggel történő szállítása révén keletkeznek. A gleccser talajok összetétele eltér az aluvionális talajokétól, mivel közel azonos szemcseméretű szilárd részecskékből állnak, nevezetesen kavicsokból, zúzalékból (moréna) vagy homokból, amelyek a jég olvadása után maradtak vissza. Az egykori gleccsertavak rétegeiben gleccser vályog található.
Ábra 6 - Gleccseres talaj