Dalam mekanika tanah dibedakan tiga jenis utama tanah: neve__zana, vezana dan tanah asal organik. Selain itu masih ada batuan, tetapi batuan tidak dipelajari dalam mekanika tanah, melainkan dalam disiplin ilmiah mekanika batuan.
Tanah lepas
Tanah tidak terikat atau tanah nonkohesif adalah tanah yang komponennya tidak terikat oleh bahan pengikat apa pun. Dalam keadaan kering, ketika tidak dipengaruhi oleh kelembapan, komponen padat tanah tidak terikat benar-benar bebas dalam massa tanah dan di antara mereka hanya ada gesekan, yang disebut gesekan internal. Yang termasuk tanah tidak terikat adalah:
- Blok, ukuran butir 200 – 2000 mm
- Kerikil kasar, ukuran butir 60 – 200 mm
- Kerikil, ukuran butir 2 – 60 mm
- Pasir, ukuran butir 0,02 – 2 mm
- Debu, ukuran butir 0,002 – 0,02 mm.
Perlu dicatat bahwa fraksi debu kadang disebut lumpur (Ing. silt, Jerman Schluff). Namun, karena di sini lumpur berarti jenis tanah tertentu yang berasal dari bahan organik, nama ini untuk fraksi tersebut dapat menimbulkan salah paham.
Sl. 1 - Tanah berpasir
Tanah kohesif
Tanah terikat atau koheren adalah tanah yang komponen padatnya terikat satu sama lain oleh kohesi. Tanah koheren dapat memiliki sifat fisik yang sangat tidak stabil, yang mudah berubah akibat pengaruh air. Tanah terikat mencakup tanah yang mengandung komponen padat berukuran di bawah 0,002 mm. Tanah yang terutama mengandung komponen berukuran 0,002 – 0,0002 mm disebut lempung, dan jika komponen ini berukuran 0,0002 – 0,00002 mm, maka disebut lempung koloidal.
Di alam, lempung murni jarang ditemukan; biasanya tercampur dengan komponen lain, seperti pasir dan debu, yang disebut lempung berpasir; lempung dengan batu kapur disebut lempung berlempung napal (napal), sedangkan lempung dengan magnesium adalah uma. Umumnya diterima bahwa tanah yang mengandung lebih dari 50% komponen lempung disebut lempung gemuk atau sekadar lempung, sedangkan tanah dengan kurang dari 50% komponen lempung disebut tanah lempungan. Tanah yang mengandung kurang dari 5% komponen lempung dianggap memiliki sifat tanah nonkohesif.
Cara tercepat dan paling sederhana untuk menilai ke kelompok mana suatu tanah termasuk adalah dengan mengeringkan sampel lalu mencoba menghancurkannya dengan jari. Tanah nonkohesif segera hancur. Tanah lempung akan remuk menjadi bagian-bagian lebih kecil di bawah jari, sedangkan lempung menjadi keras hampir seperti batu.
Gbr. 2 - Tanah liat
Tanah asal organik
Tanah-tanah ini terdiri dari bagian besar material organik atau bahan nabati, dengan komponen lempung dan komponen lainnya. Karena kandungan bahan organik, tanah ini sangat tidak stabil dan sangat menyerap air, sehingga tidak stabil dan tidak dapat digunakan baik sebagai tanah pendukung maupun sebagai bahan untuk pembuatan bangunan tanah. Yang termasuk tanah ini ialah humus, lumpur, dan gambut.
Humus adalah tanah subur yang terdapat pada lapisan permukaan kerak bumi, dengan ketebalan biasanya beberapa desimeter. Tanah ini terdiri atas campuran bahan organik dan mineral dengan banyak bakteri. Dalam pembuatan timbunan tanah, badan jalan di jalan raya, dan pekerjaan sejenis di tanah, serta saat penggalian di sumber bahan untuk pembuatan bangunan tanah, seluruh lapisan humus harus digali dan disingkirkan, karena hanya dapat digunakan untuk melindungi lereng tanah dari pengikisan oleh air.
Gbr. 3 - Humus
Lumpur terdiri dari campuran bahan organik dalam bentuk partikel sangat halus dengan bahan mineral seperti lempung, debu, dan pasir. Lumpur terdapat di dasar sungai dan danau purba.
Gambut terdiri dari sejumlah besar bahan nabati dan organik dalam bentuk serat, dengan kandungan bahan mineral yang lebih sedikit.
Terbentuknya tanah
Jika kita membuat penampang melalui kerak bumi, kita akan mendapati bahwa kerak bumi pada umumnya terdiri dari tanah permukaan – humus dengan lapisan yang tipis, kemudian tanah bawah permukaan yang terdiri dari satu atau lebih lapisan dengan komposisi berbeda dan ketebalan beragam, dan akhirnya batuan keras. Tanah permukaan terutama terbentuk dari pelapukan bahan-bahan tumbuhan dan organik, sedangkan tanah bawah permukaan terbentuk dari pelapukan batuan keras.
Pelapukan batuan keras terjadi akibat pengaruh atmosfer atau akibat aksi vulkanik. Pengaruh atmosfer dapat bersifat mekanis atau kimia. Jika proses pelapukan batuan keras adalah penggabungan mineral dengan oksigen, maka itu adalah pelapukan oksidasi, dan jika penggabungan dengan air, maka itu adalah pelapukan hidrasi. Aksi vulkanik bersifat kimia. Akibat panas yang besar, batuan keras berubah menjadi abu vulkanik.
Proses pelapukan batuan padat dan perubahannya menjadi tanah dapat terjadi di tempat, yaitu “in situ”, atau dengan transportasi. Pengangkutan bagian yang telah lapuk dilakukan oleh air, dalam hal ini terbentuk tanah aluvial, oleh angin, ketika menjadi tanah eolis, atau oleh es, ketika terbentuk tanah glasial. Selama pengangkutan pecahan dan serpihan batuan padat, terjadi penghancuran lebih lanjut akibat tumbukan, gesekan, dan pencucian yang mereka alami selama transportasi. Akibat pengaruh ini, tepi pecahan yang retak menjadi membulat, serpihan baru menjadi lebih halus, tepinya kembali membulat, dan seterusnya selama transportasi berlangsung. Ukuran dan bentuk komponen padat bergantung pada kekuatan batuan, panjang transportasi, jenis transportasi, dan sebagainya. Karena itu, bentuk partikel padat dalam tanah sangat beragam: bulat, oval, dengan tepi tajam atau membulat, segitiga, dan sebagainya. Komponen padat berukuran 0,02 – 0,002 mm, yang fraksi ini dalam mekanika tanah disebut debu, umumnya berbentuk bulat atau oval. Komponen semacam ini dengan ukuran lebih kecil dari 0,002 mm, yang fraksinya disebut lempung, berbentuk serpih. Partikel yang lebih kasar dari pasir, kerikil, dan batu bulat dapat memiliki berbagai bentuk: kubus, membulat, pipih, dan sebagainya. Partikel berbentuk kubus lebih sulit mengubah bentuknya, sedangkan yang pipih lebih mudah. Karena itu tanah yang terutama tersusun dari partikel pipih dapat dengan mudah mengubah susunannya.
Perlu dicatat bahwa beberapa tanah, yang pembentukannya telah sepenuhnya selesai, kadang-kadang kemudian tertutup oleh endapan baru, sehingga tanah yang telah terbentuk sebelumnya tetap berada di kedalaman, sedangkan pada endapan baru terbentuk tanah lain yang mungkin sama sekali tidak berhubungan dengan tanah sebelumnya. Tanah yang telah terbentuk sebelumnya dan kemudian tertutup oleh endapan baru disebut tanah terkubur. Ini biasanya berupa tanah budidaya, yang pernah diolah lalu kemudian tertutup endapan debu loess yang terbawa angin, tetapi endapannya juga dapat berupa endapan sungai. Tanah terkubur dikenali dari warnanya yang gelap dan lapisan tanah seperti itu dapat lebih dari satu jika proses ini diulang beberapa kali.
Tanah aluvial
Tanah aluvial terbentuk melalui pengendapan partikel padat selama pengangkutan oleh air. Pengendapan bergantung pada beberapa faktor, yang paling penting adalah kecepatan aliran air, ukuran butiran material yang diangkut, dan kandungan komponen lain seperti garam, kapur, dll. Pada kecepatan aliran air yang tinggi, hanya komponen kasar yang mengendap, sedangkan yang halus tidak mengendap, melainkan terus diangkut. Karena itu, komponen padat yang lebih kasar mengendap di bagian hulu aliran air, lebih dekat ke sumbernya, tempat kecepatan aliran air tinggi. Seiring menurunnya kecepatan aliran air, komponen yang mengendap semakin halus. Dalam air tenang tanpa aliran, pada umumnya komponen padat yang paling halus mengendap. Di mana pun terjadi perlambatan aliran air, terjadi endapan besar, seperti yang terjadi di daerah banjir saat air meluap dari alur sungai, kemudian di muara sungai, di depan bendungan, dll.
Pengendapan partikel-partikel sangat halus dari lempung koloid dapat berlangsung tanpa batas lama akibat kerja elektrokimia, yang timbul antara partikel-partikel halus berukuran di bawah 0,0002 mm ketika partikel itu terendam dalam air. Dalam hal ini partikel padat membawa muatan listrik sejenis (negatif), sehingga saling tolak-menolak dan bergerak dalam massa cair dengan kecepatan yang semakin besar semakin kecil ukurannya. Itulah gerak Brown. Karena gerak-gerak ini, pengendapan partikel padat dalam air sangat melambat dan dapat berlangsung tanpa batas lama.
Gbr. 4 - Tanah aluvial
Tanah eolian
Tanah eolian terbentuk oleh endapan partikel-partikel padat yang dibawa angin. Dibedakan dua jenis tanah eolian: loess dan dune. Loess terdiri atas partikel padat berukuran sekitar 0,05 mm atau sedikit lebih kecil, yang saling melekat oleh kalsium karbonat. Karena itu, dalam keadaan kering loess memiliki kekuatan yang besar. Galian pada loess dapat dibiarkan dengan sisi vertikal pada ketinggian yang sangat besar. Namun, jika loess menjadi lebih basah, ia kehilangan kekuatannya dan mudah bergerak. Dikenal kasus endapan loess di Bežanijska kosa dekat Beograd, yang dapat bertahan dengan sisi vertikal pada ketinggian lebih dari 20m. Akan tetapi, pada bagian-bagian tempat permukiman dibangun dekat tepi, seperti pada kasus Čunarska ulica di Zemun, di mana terjadi pembasahan terus-menerus di sepanjang lereng plato loess akibat pembuangan air bekas pakai, lereng loess runtuh dan kestabilan tanah loess di dekat tepi menjadi terancam.
Dune adalah bukit-bukit pasir bergerak dari pasir lepas yang diendapkan oleh angin. Bukit-bukit ini oleh pengaruh angin cepat tersebar dan terbentuk kembali, sehingga menimbulkan bahaya tertimbun dan runtuhnya rumah serta sarana transportasi.
Gbr. 5 - Tanah eolian
Tanah glasial
Tanah glasial terbentuk melalui pengangkutan partikel tanah padat oleh es. Tanah glasial memiliki komposisi yang berbeda dari tanah aluvial, karena tersusun atas partikel padat dengan ukuran yang kurang lebih serupa, yaitu bongkah, kerikil (morena), atau pasir yang tertinggal setelah es mencair. Pada lapisan bekas danau glasial terdapat lempung glasial.
Gbr. 6 - Tanah glasial