Í jarðvegsfræði eru þrjár megingerðir jarðvegs aðgreindar: óbundinn, bundinn og lífrænn jarðvegur. Að auki eru einnig til berg, en það er ekki rannsakað í jarðvegsfræði, heldur í fræðigreininni bergfræði.
Óbundin jarðefni
Laus eða óhjákvæmileg jarðvegur er sá sem innihaldsefni hans eru ekki bundin neinu bindiefni. Í þurru ástandi, þegar þau eru ekki undir áhrifum raka, eru föstu efnisþættir lausrar jarðvegsins algerlega frjálsir í jarðmassanum og á milli þeirra er aðeins núningur, kallaður innri núningur. Í laus jarðveg falla meðal annars:
- Blokkir, kornastærð 200 – 2000 mm
- Möl, kornastærð 60 – 200 mm
- Möl, kornastærð 2 – 60 mm
- Sandur, kornastærð 0,02 – 2 mm
- Ryk, kornastærð 0,002 – 0,02 mm.
Tekið er fram að fínefnisfraktionen er stundum kölluð leðja (enska silt, þýska Schluff). Hins vegar, þar sem leðja merkir hér hjá okkur ákveðna tegund jarðvegs af lífrænum uppruna, gæti þessi heiti fyrir umrædda fraktion valdið misskilningi.
Mynd. 1 - Sandkennt jarðvegslag
Bundin jarðvegur
Bundin eða samloðandi jarðvegur er sá þar sem föstu efnin eru bundin saman með samloðun. Samloðandi jarðvegur getur haft mjög óstöðuga eðliseiginleika sem breytast auðveldlega undir áhrifum vatns. Til bundins jarðvegs telst sá sem inniheldur föst efni af stærð minni en 0,002 mm. Jarðvegur sem að mestu leyti inniheldur efni af stærð 0,002 – 0,0002 mm nefnist leir, en ef þessi efni eru af stærð 0,0002 – 0,00002 mm, þá er hann kallaður kolloidal leir.
Í náttúrunni finnst hrein leirjörð sjaldan, heldur er hún oftast blönduð öðrum efnum, svo sem sandi og ryki, sem nefnist mold; leir með kalksteini nefnist mállaður leir (máll), en leir með magnesíum er uma. Venjulega er gert ráð fyrir að jarðvegur sem inniheldur meira en 50% leirkennd efni nefnist feit leirjörð eða einfaldlega leir, en jarðvegur með minna en 50% leirkennd efni nefnist leirkenndur jarðvegur. Jarðvegur sem inniheldur minna en 5% leirkennd efni er talinn hafa eiginleika ósamhengis jarðvegs.
Fljótlegasta og einfaldasta leiðin til að meta hvaða hópi jarðvegur tilheyrir er að þurrka sýnið og reyna að mylja það milli fingranna. Ósamloðandi jarðvegur molnar strax. Leirkenndur jarðvegur muldrast milli fingranna í smærri bita, en leirinn verður harður nánast eins og steinn.
Mynd. 2 - Leirkenndur jarðvegur
Jarðvegur af lífrænum uppruna
Þessi jarðvegur samanstendur að stórum hluta af lífrænum eða plöntuefnum, ásamt leirkenndum og öðrum efnum. Vegna innihalds lífrænna efna er þessi jarðvegur mjög óstöðugur og dregur mjög í sig vatn, og er því óstöðugur og getur hvorki þjónað sem burðarjarðvegur né sem efni til gerðar jarðvirkja. Til þessa jarðvegs teljast humus, saur og mór.
Humus er frjósamur jarðvegur sem er í yfirborðslagi jarðskorpunnar, að þykkt yfirleitt nokkra desímetra. Hann samanstendur af blöndu lífrænna og steinefnalegra efna með miklu af bakteríum. Við gerð jarðvegsfyllinga, akbrauta á vegum og sambærilegra verka í jarðvegi, sem og við gröft í efnistökusvæði fyrir gerð jarðvirkja, skal grafa upp og fjarlægja allt humuslagið, sem aðeins má nýta til að verja jarðhallar gegn skolun af vatni.
Mynd 3 - Humus
Slam samanstendur af blöndu lífrænna efna í formi mjög smárra agna ásamt steinefnum eins og leir, ryki og sandi. Það finnst á botni fyrrum áa og vatna.
Mór samanstendur af miklu magni plöntu- og lífrænna efna í trefjaformi, með minna innihaldi steinefna.
Myndun jarðvegs
Ef við tækjum snið í gegnum jarðskorpuna, mundum við komast að því að hún samanstendur yfirleitt af yfirborðs jarðvegi – humusi með lítið lagþykkt, síðan undirborðsjarðvegi sem samanstendur af einu eða fleiri lögum af mismunandi samsetningu og ýmissi þykkt, og að lokum af hörðu bergi. Yfirborðsjarðvegur hefur einkum myndast við niðurbrot plantna- og lífrænna efna, en undirborðsjarðvegur við niðurbrot fasts bergs.
Niðurbrot harðs bergs verður vegna veðrunaráhrifa eða vegna eldgosavirkni. Veðrunaráhrif geta verið vélræn eða efnafræðileg. Ef ferlið við niðurbrot harðs bergs er efnasamband steinefna við súrefni, þá er það niðurbrot með oxun, en ef það er efnasamband við vatn, þá er það niðurbrot með vatnsbindingu. Eldgosavirkni er efnafræðileg. Vegna mikils hita breytist harða bergið í eldfjallaösku.
Ferli niðurbrots fastra bergs og umbreytingar þess í jarðveg getur átt sér stað á staðnum „in situ“ eða með flutningi. Flutningur niðurbrotnu hlutanna fer fram með vatni, og í því tilviki myndast allúvial jarðvegur, með vindi, þegar þau verða að eolískum jarðvegi eða með ísi, þegar myndast jökuljarðvegur. Á meðan flutningi niðurbrotnu brotanna og smábitanna af föstu bergi stendur er þau enn frekar mulin vegna höggs, núnings og skolunar, sem þau verða fyrir á meðan flutningurinn stendur. Vegna þessara áhrifa verða brúnir brotinna stykka ávalar, nýju bitarnir molna niður, brúnir þeirra verða aftur ávalar og svo koll af kolli allt þar til flutningurinn lýkur. Stærð og lögun föstu efnisþáttanna ræðst af styrk bergsins, flutningslengd, gerð flutnings o.s.frv. Þess vegna er lögun fastra agna í jarðvegi mjög fjölbreytt: kringlótt, sporöskjulaga, með hvössum eða ávölum brúnum, þríhyrnd o.s.frv. Föst efni af stærð 0,02 – 0,002 mm, sem þessi flokkur er í jarðvegsfræði kallaður ryk, eru að mestu kringlótt eða sporöskjulaga að lögun. Slík efni, minni en 0,002 mm, sem flokkurinn kallast leir, eru flögulaga. Grófari agnir sands, malar og steina geta haft mismunandi lögun: teningslaga, ávalar, flatar o.s.frv. Teningslaga agnir breyta lögun sinni erfiðara, flatar auðveldara. Þess vegna geta jarðvegir sem aðallega samanstanda af flötum ögnum auðveldlega breytt samsetningu sinni.
Tekið er fram að sum jarðlög, sem hafa verið fullmótuð, eru stundum síðar hulin nýjum setlögum, þannig að áður myndaða jarðlagið verður eftir í dýpinu, en á nýja setlaginu myndast annað jarðlag sem þarf alls ekki að hafa neitt samband við hið fyrra. Slíkt fyrr myndað jarðlag sem síðar hefur verið hulið nýju seti er kallað grafið jarðlag. Þetta eru oftast ræktuð svæði, sem hafa verið unnin og síðan hulin af vindi með seti af lausum leir- eða lausmölarkorni, en setið getur einnig verið árburður. Grafið jarðlag þekkist á dökkum lit og slík lög geta verið fleiri ef ferlið hefur endurtekið sig oftar en einu sinni.
Allúvial jarðvegur
Alúvial jarðvegur myndast við setmyndun fastra agna við flutning með vatni. Setmyndun ræðst af mörgum þáttum, þar á meðal eru mikilvægustu hraði vatnsrennslisins, kornastærð flutningsagnanna og innihald annarra efna eins og salts, kalks o.s.frv. Við mikinn hraða vatnsrennslis setjast aðeins grófustu agnirnar, en þær smáu setjast ekki heldur berast áfram. Þess vegna setjast stærri fastar agnir í efri hluta vatnsrennslisins, nær upptökum, þar sem hraðinn er mikill. Þegar hraði vatnsrennslisins minnkar setjast sífellt smærri agnir. Í kyrru vatni, án rennslis, setjast að jafnaði allra fínustu fastu agnirnar. Hvar sem vatnsrennslið hægist verða til miklar setmyndanir, svo sem á flóðasvæðum þegar vatn flæðir út úr farvegi árinnar, við árósa, fyrir framan stíflur o.s.frv.
Útfelling afar smárra agna kóloíðleirs getur staðið yfir óendanlega lengi vegna rafefnafræðilegra áhrifa, sem verða milli smárra agna sem eru minni en 0,0002 mm þegar þær eru á kafi í vatni. Í því tilviki bera föstu agnirnar rafhleðslu af sama formerki (neikvæða), og þess vegna hrinda þær hver annarri frá sér og hreyfast í vökvamassanum þeim mun hraðar sem þær eru minni. Þetta eru Brown-hreyfingar. Vegna þessara hreyfinga hægist verulega á útfellingu fastra agna í vatni og hún getur staðið óendanlega lengi.
Sl. 4 - Alluvial jarðvegur
Loftbornir jarðvegir
Vindbornar jarðmyndanir myndast þegar vindur ber og leggur frá sér fastar agnir. Gerðar eru tvær tegundir vindborinna jarðmynda: löss og sandöldur. Löss samanstendur af föstum ögnum, um 0,05 mm að stærð eða örlítið minni, sem hafa límst saman með kalsíumkarbónati. Vegna þess hefur löss, þegar hann er þurr, mikinn styrk. Skeringar í löss geta staðið með lóðréttum veggjum í mjög mikilli hæð. Ef lössinn blotnar hins vegar verulega missir hann styrk sinn og hreyfist auðveldlega. Þekkt eru tilvik lösslaganna á Bežanijska kosa við Belgrad, sem standa með lóðréttum veggjum í hæð yfir 20m. Hins vegar, á svæðum þar sem byggð hefur risið nálægt brúnum, eins og í tilfelli Čunarska-götu í Zemun, þar sem stöðug bleyting á sér stað við sjálfan brún lössplatósins vegna dreifingar notaðs vatns, brotna lösshlíðarnar og stöðugleiki lössjarðvegsins nálægt brúninni er ógnað.
Dúnur eru hreyfanlegir hólar úr óbundnum sandi sem vindur hefur fært til. Þessir hólar fjúka hratt burt og myndast á ný undir áhrifum vindsins, og eru því hætta á því að hús og flutningatæki verði grafin í sand eða falli.
Sl. 5 - Vindborinn jarðvegur
Jökuljarðvegur
Jökuljarðvegur myndast þegar fastar jarðvegsagnir eru fluttar með ís. Jökuljarðvegur hefur annan samsetning en setjarðvegur, þar sem hann samanstendur af föstum ögnum af um það bil svipaðri kornastærð, þ.e. hnullungum, möl (morenu) eða sandi sem eftir verða þegar ísinn bráðnar. Í lögum fyrrverandi jökulvatna er jökulmýra.
Sl. 6 - Jökuljarðvegur