Grunto mechanikoje skiriamos trys pagrindinės grunto rūšys: nesurištieji, surištieji ir organinės kilmės gruntai. Be to, yra ir uolienos, tačiau jos nagrinėjamos ne grunto mechanikoje, o mokslo disciplinoje uolienų mechanikoje.
Nerišlūs gruntai
Nesurišti arba nekoherentiniai gruntai yra tokie, kurių sudedamosios dalys nėra sujungtos jokia rišamąja medžiaga. Sausoje būsenoje, kai jų neveikia drėgmė, nesurišto grunto kietosios dalys grunto masėje yra visiškai laisvos, o tarp jų veikia tik trintis, vadinama vidine trintimi. Prie nesurištų gruntų priskiriami:
- Blokai, grūdelių dydis 200 – 2000 mm
- Skalda, grūdelių dyd. 60 – 200 mm
- Žvyras, grūdelių dydis 2 – 60 mm
- Smėlis, grūdelių dydis 0,02 – 2 mm
- Dulkės, grūdelių dydis 0,002 – 0,02 mm.
Pažymima, kad dulkių frakcija kartais vadinama dumblu (angl. silt, vok. Schluff). Tačiau, kadangi pas mus dumblas reiškia tam tikrą organinės kilmės grunto rūšį, toks šios frakcijos pavadinimas galėtų sukelti nesusipratimą.
Pav. 1 - Smėlingas gruntas
Surišti gruntai
Surištieji arba koheziniai gruntai yra tie, kurių kietosios sudedamosios dalys yra tarpusavyje sujungtos kohezija. Koheziniai gruntai gali turėti labai nestabilių fizikinių savybių, kurios lengvai kinta veikiamos vandens. Prie surištųjų gruntų priskiriami tie, kuriuose yra kietųjų dalelių, mažesnių nei 0,002 mm. Gruntas, kuriame vyrauja 0,002 – 0,0002 mm dydžio dalelės, vadinamas molis, o jei šios dalelės yra 0,0002 – 0,00002 mm dydžio, jis vadinamas koloidiniu moliu.
Gamtoje grynas molis retai pasitaiko; dažniausiai jis būna sumaišytas su kitomis sudėtinėmis dalimis, tokiomis kaip smėlis ir dulkės, ir tai vadinama priemoliu; molis su klintimi vadinamas mergeliniu moliu (mergeliu), o molis su magniu yra uma. Paprastai laikoma, kad dirvožemis, kuriame yra daugiau nei 50% molingų sudedamųjų dalių, vadinamas riebiu moliu arba tiesiog molis, o dirvožemis, kuriame yra mažiau nei 50% molingų sudedamųjų dalių, vadinamas molinguoju dirvožemiu. Dirvožemis, kuriame yra mažiau nei 5% molingų sudedamųjų dalių, laikomas turinčiu nekohezyvaus grunto savybių.
Greičiausias ir paprasčiausias būdas įvertinti, kuriai grupei priskirtinas tam tikras gruntas, yra mėginį išdžiovinti ir pamėginti sutrinti tarp pirštų. Nekoherentiniai gruntai iš karto suyra. Molingi gruntai tarp pirštų byra į mažesnius gabalėlius, o molis tampa beveik kaip akmuo kietas.
Pav. 2 - Molingas gruntas
Organinės kilmės dirvožemiai
Šias dirvas sudaro didelė organinių arba augalinių medžiagų dalis, taip pat molio ir kitų sudėtinių dalių. Dėl organinių sudėtinių dalių šios dirvos yra labai nepastovios ir stipriai sugeria vandenį, todėl jos yra nestabilios ir negali būti naudojamos nei kaip laikomasis gruntas, nei kaip medžiaga žemės darbų statiniams įrengti. Šiai grupei priskiriami humusas, dumblas ir durpės.
Humusas yra derlingas gruntas, esantis žemės plutos paviršiniame sluoksnyje, kurio storis paprastai siekia kelis decimetrus. Jis sudarytas iš organinių ir mineralinių medžiagų mišinio, kuriame yra daug bakterijų. Įrengiant žemės pylimus, kelių dangas ir panašius žemės darbus, taip pat kasant medžiagų karjeruose žemės statiniams įrengti, reikia iškasti ir pašalinti visą humuso sluoksnį, kurį galima naudoti tik žemės šlaitams nuo vandens išplovimo apsaugoti.
Pav. 3 – Humusas
Dumblas susideda iš organinių medžiagų mišinio labai smulkių dalelių pavidalu su mineralinėmis medžiagomis, tokiomis kaip molis, dulkės ir smėlis. Jis randamas buvusių upių ir ežerų dugne.
Durpės susideda iš didelio kiekio augalinių ir organinių medžiagų pluoštų pavidalu, su mažesniu mineralinių medžiagų kiekiu.
Dirvožemio kilmė
Jei padarytume žemės plutos pjūvį, nustatytume, kad ją dažniausiai sudaro viršutinis dirvožemis – plono sluoksnio humusas, po to požeminis dirvožemis, susidedantis iš vieno ar kelių skirtingos sudėties ir įvairaus storio sluoksnių, ir galiausiai kietoji uoliena. Viršutinis dirvožemis daugiausia susidarė yrant augalinėms ir organinėms medžiagoms, o požeminis dirvožemis susidarė yrant kietajai uolienai.
Kietos uolienos irimas vyksta dėl atmosferos poveikio arba dėl vulkaninio poveikio. Atmosferos poveikis gali būti mechaninis arba cheminis. Jeigu kietos uolienos irimo procesas yra mineralų jungimasis su deguonimi, tai yra irimas oksiduojantis, o jeigu jungimasis su vandeniu, tai yra irimas hidratuojantis. Vulkaninis poveikis yra cheminis. Dėl didelės kaitros kieta uoliena virsta vulkaniniais pelenais.
Tvirtos uolienos irimo procesas ir jos virtimas gruntu gali vykti vietoje, „in situ“, arba su transportavimu. Suirusių dalių transportas vyksta vandeniu, tokiu atveju susidaro aluviniai gruntai, vėju, kai susidaro eoliniai gruntai, arba ledu, kai susiformuoja ledyniniai gruntai. Transportuojant suirusias kietosios uolienos dalis ir skeveldras, jos toliau smulkinamos dėl smūgių, trinties ir išplovimo, kuriems jos yra veikiamos transportavimo metu. Dėl šio poveikio sudužusių gabalų briaunos užsilygina, naujos skaidulos smulkinamos, jų briaunos vėl užsilygina ir taip toliau tol, kol tęsiasi transportavimas. Kietųjų sudedamųjų dalių dydis ir forma priklauso nuo uolienos stiprumo, transportavimo trukmės, transportavimo rūšies ir t. t. Todėl kietųjų dalelių forma grunte yra labai įvairi: apvali, ovali, aštriomis arba užapvalintomis briaunomis, trikampė ir pan. Kietosios sudedamosios dalys, kurių dydis 0,02 – 0,002 mm, ši frakcija mechanikoje vadinama dulkėmis, daugiausia yra apvalios arba ovalios formos. Tokios sudedamosios dalys, kurių dydis mažesnis nei 0,002 mm, ši frakcija vadinama molis, yra žvynelio formos. Stambesnės smėlio, žvyro ir gargždo dalelės gali būti įvairių formų: kubinės, apvalintos, plokštelinės ir t. t. Kubinės dalelės sunkiau keičia savo formą, plokštelinės – lengviau. Dėl to gruntai, kuriuos daugiausia sudaro plokštelinės dalelės, gali lengvai keisti savo sudėtį.
Pažymima, kad kai kurie gruntai, kurių susidarymas jau visiškai baigtas, kartais vėliau užklojami naujomis sąnašomis, taip kad anksčiau susiformavęs gruntas lieka gilumoje, o ant naujos sąnašos susiformuoja kitas gruntas, kuris gali neturėti jokio ryšio su ankstesniuoju. Toks anksčiau susiformavęs gruntas, vėliau užklotas nauja sąnaša, vadinamas palaidotu gruntu. Tai dažniausiai yra kultūrinės žemės, kurios buvo dirbamos, o paskui užpiltos vėjo atneštomis lioso dulkių sąnašomis, tačiau sąnašos gali būti ir upinės. Palaidotą gruntą galima atpažinti iš tamsios spalvos, ir tokių grunto sluoksnių gali būti daugiau, jei šis procesas kartojosi ne kartą.
Aliuviniai dirvožemiai
Aliuviniai gruntai susidaro nusėdant kietosioms dalelėms, kai jos pernešamos vandeniu. Nusėdimas priklauso nuo daugelio veiksnių, iš kurių svarbiausi yra vandens tėkmės greitis, pernešamų dalelių stambumas ir kitų sudėtinių dalių, tokių kaip druskos, kalkės ir kt., kiekis. Esant dideliam vandens tėkmės greičiui nusėda tik stambios dalelės, o smulkios nenusėda, bet pernešamos toliau. Dėl to stambesnės kietosios dalelės nusėda viršutinėje vandens tėkmės dalyje, arčiau šaltinio, kur vandens tėkmės greitis yra didelis. Mažėjant vandens tėkmės greičiui, nusėda vis smulkesnės dalelės. Ramiajame vandenyje, be tėkmės, paprastai nusėda smulkiausios kietosios dalelės. Kur tik vandens tėkmė sulėtėja, susidaro dideli nusėdimai, kaip būna užlietose teritorijose vandeniui išsiliejant iš upės vagos, upių žiotyse, prieš užtvankas ir pan.
Labai smulkių koloidinio molio dalelių nusėdimas dėl elektrocheminio poveikio, kuris atsiranda tarp smulkių mažesnių nei 0,0002 mm dydžio dalelių, kai jos panardinamos į vandenį, gali tęstis neribotai ilgai. Tokiu atveju kietosios dalelės turi vienodo ženklo elektrinį krūvį (neigiamą), dėl to jos viena kitą stumia ir juda skystojoje masėje tuo didesniais greičiais, kuo yra mažesnės. Tai yra Brauno judesiai. Dėl šių judesių kietųjų dalelių nusėdimas vandenyje gerokai sulėtėja ir gali tęstis neribotai ilgai.
Pav. 4 - Aliuvinis gruntas
Eoliniai gruntai
Eoliniai gruntai susidaro vėjo pernešant kietąsias daleles. Skiriamos dvi eolinio grunto rūšys: lesas ir kopos. Lesas sudarytas iš maždaug 0,05 mm dydžio arba kiek mažesnių kietųjų dalelių, tarpusavyje sukibusių kalcio karbonatu. Dėl to sausas lesas yra labai tvirtas. Leso iškasos gali išlaikyti vertikalias sienas labai dideliame aukštyje. Tačiau jeigu lesas stipriau sudrėksta, jis praranda tvirtumą ir lengvai pajuda. Žinomi Bežanijos kalvos prie Belgrado leso sąnašų atvejai, kai vertikalios sienos išsilaiko daugiau kaip 20m aukštyje. Tačiau tose vietose, kur netoli kraštų yra įrengtos gyvenvietės, kaip Čunarskos gatvės Zemonyje atveju, kur dėl panaudotų vandenų sklaidos šalia paties leso plynaukštės šlaito nuolat vyksta sudrėkimas, leso šlaitai griūva, o lesinio grunto stabilumas prie krašto yra pažeidžiamas.
Dunės yra judančios, vėjo supustytos nesurišto smėlio kalvos. Veikiamos vėjo, šios kalvos greitai pernešamos ir vėl susidaro, todėl kelia namų bei transporto priemonių užpustymo ir sugriovimo pavojų.
Pav. 5 - Eolinis gruntas
Ledyniniai dirvožemiai
Ledyniniai gruntai susidaro ledynui transportuojant kietąsias grunto daleles. Ledyniniai gruntai yra kitokios sudėties negu aliuviniai, nes jie susideda iš panašaus stambumo kietųjų dalelių, būtent riedulių, žvyro (morenos) arba smėlio, likusių ištirpus ledui. Buvusių ledyninių ežerų sluoksniuose yra ledyninis priemolis.
Pav. 6 - Ledyninis gruntas