V mehaniki tal razlikujemo tri glavne vrste tal: nevezana, vezana in tla organskega porekla. Poleg tega obstajajo še kamnine, vendar se te ne preučujejo v mehaniki tal, temveč v znanstveni disciplini mehanika kamnin.
Tla brez kohezije
Nevezana ali nekoherentna tla so tista, katerih sestavine niso vezane z nobenim vezivnim sredstvom. V suhem stanju, ko niso pod vplivom vlage, so trdni delci nevezanih tal povsem prosti v zemeljski masi, med njimi pa obstaja le trenje, imenovano notranje trenje. Med nevezana tla spadajo:
- Bloki, velikost zrn 200 – 2000 mm
- Drobina, velikost zrn 60 – 200 mm
- Gramoz, velik. zrn 2 – 60 mm
- Pesek, velikost zrn 0,02 – 2 mm
- Prah, velikost zrn 0,002 – 0,02 mm.
Omeniti je treba, da se frakcija prah včasih imenuje mulj (angl. silt, nem. Schluff). Ker pa pri nas mulj pomeni določeno vrsto tal organskega izvora, bi lahko to poimenovanje za navedeno frakcijo povzročilo nesporazum.
Sl. 1 - Peščena tla
Viazané pôdy
Vezana ali koherentna tla so tista, katerih trdni sestavni deli so med seboj vezani s kohezijo. Koherentna tla imajo lahko zelo nestabilne fizikalne lastnosti, ki se zlahka spreminjajo pod vplivom vode. Med vezana tla sodijo tista, ki vsebujejo trdne sestavne dele velikosti pod 0,002 mm. Tla, ki pretežno vsebujejo sestavne dele velikosti 0,002 – 0,0002 mm, se imenujejo glina, če pa so ti sestavni deli velikosti 0,0002 – 0,00002 mm, se imenujejo koloidna glina.
V naravi se čista glina redko pojavlja, navadno je pomešana z drugimi sestavinami, kot sta pesek in prah, kar imenujemo ilovica; glina z apnencem se imenuje laporasta glina (lapor), glina z magnezijem pa je uma. Običajno se privzame, da se tla, ki vsebujejo več kot 50% glinenih sestavin, imenujejo mastna glina ali preprosto glina, medtem ko se tla z manj kot 50% glinenih sestavin imenujejo glinasta tla. Za tla, ki vsebujejo manj kot 5% glinenih sestavin, se šteje, da imajo lastnosti nekoherentnih tal.
Najrýchlejší a najjednoduchší spôsob, ako posúdiť, do ktorej skupiny patrí nejaká pôda, je vzorku vysušiť a pokúsiť sa ju rozdrviť medzi prstami. Nekoherentné pôdy sa okamžite rozpadnú. Hlinité pôdy sa medzi prstami drobia na menšie kúsky a hlina stvrdne takmer ako kameň.
Sl. 2 - Glinena tla
Pôdy organického pôvodu
Ta tla so v veliki meri sestavljena iz organskih oziroma rastlinskih materialov, z glinenimi in drugimi sestavinami. Zaradi vsebnosti organskih sestavin so ta tla zelo nestalna in močno vpijajo vodo, zato so nestabilna in ne morejo služiti ne kot nosilna tla ne kot material za izdelavo zemeljskih objektov. Med ta tla spadajo humus, mulj in šota.
Humus je rodovitna zemlja, ki se nahaja v površinski plasti zemeljske skorje, debeli navadno nekaj decimetrov. Sestavljena je iz mešanice organskih in mineralnih snovi z veliko bakterijami. Pri izdelavi zemeljskih nasipov, vozišč na cestah in podobnih zemeljskih delih, pa tudi pri izkopu v izposojišču materiala za izdelavo zemeljskih objektov, je treba izkopati in odstraniti celotno plast humusa, ki se lahko uporabi le za zaščito zemeljskih brežin pred izpiranjem z vodo.
Slika 3 – Humus
Mulj je sestavljen iz mešanice organskih snovi v obliki zelo drobnih delcev z mineralnimi snovmi, kot so glina, prah in pesek. Nahaja se na dnu nekdanjih rek in jezer.
Rašelina pozostáva z veľkého množstva rastlinných a organických látok vo forme vlákien, s menším obsahom minerálnych látok.
Vznik pôdy
Če bi napravili prerez skozi zemeljsko skorjo, bi ugotovili, da je najpogosteje sestavljena iz površinske prsti – humusa majhne debeline sloja, nato iz podpovršinske prsti, ki je sestavljena iz enega ali več slojev različne sestave in različne debeline, in nazadnje iz trdne kamnine. Površinska prst je nastala predvsem z razpadanjem rastlinskih in organskih snovi, podpovršinska prst pa z razpadanjem trdne kamnine.
Rozpad pevnej horniny vzniká vplyvom atmosférických vplyvov alebo vplyvom sopečnej činnosti. Atmosférické vplyvy môžu byť mechanické alebo chemické. Ak je proces rozpadu pevnej horniny spojením minerálov s kyslíkom, potom ide o rozpad oxidáciou, a ak je to spojenie s vodou, potom ide o rozpad hydratáciou. Sopečná činnosť je chemická. V dôsledku veľkého tepla sa pevná hornina mení na sopečný popol.
Proces razpadanja trdne kamnine in njeno preoblikovanje v tla lahko poteka na mestu »in situ« ali s transportom. Transport razpadlih delov poteka z vodo, pri čemer nastanejo aluvialna tla, z vetrom, ko nastanejo eolska tla, ali z ledom, ko nastanejo ledeniška tla. Med transportom razpadlih kosov in delcev trdne kamnine poteka njihovo nadaljnje drobljenje zaradi udarcev, trenja in spiranja, katerim so izpostavljeni med transportom. Zaradi tega delovanja se robovi razbitih kosov zaokrožujejo, novi delci se drobijo, njihovi robovi se ponovno zaokrožujejo in tako naprej, dokler transport traja. Velikost in oblika trdnih sestavin sta odvisni od trdnosti kamnine, dolžine transporta, vrste transporta itd. Zato je oblika trdnih delcev v tleh zelo različna: okrogla, ovalna, z ostrimi ali zaobljenimi robovi, trikotna itd. Trdni sestavini velikosti 0,02 – 0,002 mm, ki se v mehaniki tal ta frakcija imenuje prah, sta večinoma okrogle ali ovalne oblike. Takšni sestavini velikosti manj kot 0,002 mm, ki se imenuje frakcija glina, sta luskaste oblike. Večji delci peska, gramoza in prodnikov imajo lahko različne oblike: kockaste, zaobljene, ploščate itd. Kockasti delci težje spreminjajo svojo obliko, ploščati lažje. Zato se tla, ki so pretežno sestavljena iz ploščatih delcev, lahko zlahka spreminjajo po svoji sestavi.
Opozarja se, da so bila posamezna tla, katerih nastanek je popolnoma končan, včasih naknadno prekrita z novimi nanosi, tako da prej že oblikovano tla ostane v globini, medtem ko se na novem nanosu oblikuje drugo tla, ki ni nujno v kakršni koli zvezi s prejšnjim. Takšno prej oblikovano tla, ki je bilo naknadno prekrito z novim nanosom, se imenuje pokopana tla. To so najpogosteje kulturna zemljišča, ki so bila obdelovana, nato pa prekrita z nanosi vetrnega lesnega prahu, lahko pa so nanosi tudi rečni. Pokopana tla prepoznamo po temni barvi, takšnih plasti tal pa je lahko več, če se je ta proces večkrat ponovil.
Aluvialna tla
Aluvialna tla nastajajo z odlaganjem trdnih delcev pri transportu z vodo. Odlaganje je odvisno od več dejavnikov, med katerimi so najpomembnejši hitrost vodnega toka, zrnavost transportiranih sestavin in vsebnost drugih sestavin, kot so soli, apno itd. Pri velikih hitrostih vodnega toka se odlagajo le grobe sestavine, medtem ko se drobne ne odlagajo, temveč se prenašajo naprej. Zato se večji trdni delci odlagajo v zgornjem delu vodnega toka, bliže izviru, kjer je hitrost vodnega toka velika. Z zmanjševanjem hitrosti vodnega toka se odlagajo vse drobnejše sestavine. V mirni vodi, brez toka, se praviloma odlagajo najdrobnejši trdni delci. Kjer koli pride do upočasnitve vodnega toka, nastanejo velika odlaganja, kot je primer na poplavljenem območju pri razlivanju vode iz rečne struge, nato pri ustjih rek, pred jezovi itd.
Usádzanie veľmi jemných častíc koloidného ílu môže trvať neobmedzene dlho v dôsledku elektrochemického pôsobenia, ktoré vzniká medzi drobnými časticami veľkosti pod 0,0002 mm, keď sú ponorené vo vode. V tom prípade nesú pevné častice na sebe elektrický náboj rovnakého znamienka (negatívny), preto sa navzájom odpudzujú a pohybujú sa v kvapalnej hmote tým rýchlejšie, čím sú menšie. To sú Brownove pohyby. V dôsledku týchto pohybov je usádzanie pevných častíc vo vode značne spomalené a môže trvať neobmedzene dlho.
Obr. 4 - Aluviálna pôda
Eolické pôdy
Eolska tla nastajajo z nanosom trdnih delcev, ki jih prenaša veter. Ločimo dve vrsti eolskih tal: les in dine. Les je sestavljen iz trdnih delcev velikosti okoli 0,05 mm ali nekoliko manjših, ki jih med seboj veže kalcijev karbonat. Zaradi tega ima les v suhem stanju veliko trdnost. Izkopi v lesu lahko ostanejo z navpičnimi stenami na zelo velikih višinah. Če pa se les močneje namoči, izgubi svojo trdnost in se zlahka premakne. Znani so primeri lesnih nanosov Bežanijske koše pri Beogradu, ki stojijo z navpičnimi stenami na višinah nad 20m. Vendar pa na delih, kjer so naselja zgrajena blizu robov, kot je primer Čunarske ulice v Zemunu, kjer zaradi razlivanja odpadne vode ob samem pobočju lesne planote prihaja do stalnega namakanja, lesna pobočja popuščajo in stabilnost lesnih tal v bližini roba je ogrožena.
Dine so premikajoči se hribčki iz nevezanega peska, ki ga je nanesel veter. Ti hribčki se pod vplivom vetra hitro raznašajo in znova oblikujejo, zato predstavljajo nevarnost zasipanja in rušenja hiš ter prevoznih sredstev.
Sl. 5 - Eolska tla
Glaciálne pôdy
Ledeniška tla nastajajo s transportom trdnih delcev tal z ledom. Ledeniška tla imajo drugačno sestavo kot aluvialna, ker so sestavljena iz trdnih delcev približno podobne velikosti, in sicer iz prodnikov, gramoza (morene) ali peska, ki so ostali po taljenju ledu. V plasteh nekdanjih ledeniških jezer se pojavlja ledeniška ilovica.
Sl. 6 - Ledeniško tla