Određivanje karakteristične vlažnosti prašinasto-ilovastog tla. Silovito-ilovasta tla Što karakterizira vrstu i stanje glinastih tala

Silovito-ilovasta tla, ovisno o količini vode koju sadrže, mogu imati konzistenciju (gustinu tijesta) od čvrste do tekuće. Za određivanje konzistencije nalaze se karakteristični sadržaji vlage za muljevito-ilovasta tla, koji se nazivaju granica valjanja i granica izdašnosti.

Granica kotrljanja je vlažnost tla pri kojoj ono gubi sposobnost kotrljanja u konopac promjera 2..3 mm.

Granica prinosa je vlažnost tla pri kojoj se standardni stožac uranja u uzorak do dubine od 10 mm.

Riža. 1.4. Određivanje granice valjanja tla

Broj plastičnosti tla je razlika između granice popuštanja i granice kotrljanja:

(1.18)

Konzistencija muljevito-glinastog tla procjenjuje se indeksom fluidnosti:

(1.19)

Tablica 1.5. Stanje gline i ilovače

Za pjeskovite ilovače, zbog niske točnosti određivanja vrijednosti i, razlikuju se samo tri stanja: čvrsto, plastično i tekuće.

Tablica 1.6. Stanje pjeskovite ilovače

U skupini muljevito-ilovastih tala izdvajaju se lesna tla i muljevi koji imaju specifična nepovoljna svojstva.

Lesna tla sadrže više od 50% muljevitih čestica s prisutnošću soli, uglavnom kalcijevog karbonata, imaju pretežno makroporoznu strukturu i pripadaju kategoriji strukturno nestabilnih slijeganja. Slijeganje je brzo razvijajuće slijeganje uzrokovano naglom promjenom strukture tla. Značajne količine oborina kada je struktura slijeganja tla poremećena su zbog činjenice da u prirodni uvjeti nedovoljno su zbijeni. U procesu njihova nastanka ne dolazi do potpunog zbijanja zbog djelovanja vlastite težine zbog stvaranja novih strukturnih veza. Takva tla postaju makroporozna i pod određenim vanjskim utjecajima (kvašenje, vibracije) koji razaraju nastale veze, mogu se još više zbiti što uzrokuje znatno slijeganje. Mogućnost ispoljavanja svojstava slijeganja tla prethodno se procjenjuje stupnjem njihove vlažnosti i indeksom slijeganja, koji se određuje formulom:

gdje je: e - koeficijent poroznosti prirodnog tla; - koeficijent poroznosti koji odgovara sadržaju vlage na granici tečenja (1,16).

Vlažnost tla određuje se sušenjem uzorka tla na temperaturi od 105°C do konstantne težine. Omjer razlike u masi uzorka prije i nakon sušenja prema masi apsolutno suhog tla daje vrijednost vlage, izraženu kao postotak ili dio jedinice. Postotak pora tla ispunjenih vodom - stupanj vlažnosti S r izračunato pomoću formule (vidi tablicu 1.3). Vlažnost pjeskovita tla(s izuzetkom muljevitih tla) varira u malim granicama i praktički ne utječe na svojstva čvrstoće i deformacije ovih tla.

Karakteristike plastičnosti muljevito-ilovastih tala su sadržaji vlage na granicama izdašnosti. w L i valjanje w str, određen u laboratorijskim uvjetima, kao i broj plastičnosti Ip i stopa fluktuacije ja L izračunati pomoću formula (vidi tablicu 1.3). Karakteristike w L, w str I ja r posredni su pokazatelji sastava (granulometrijskog i mineraloškog) silovito-ilovastih tala. Visoke vrijednosti Ova svojstva karakteristična su za tla s visokim sadržajem čestica gline, kao i za tla u čijem mineraloškom sastavu postoji montmorilonit.

1.3. KLASIFIKACIJA TLA

Temeljna tla zgrada i građevina dijele se u dvije klase: kamenita (tla s krutim vezama) i nekamenita (tla bez krutih veza).

Nekamenita tla dijelimo na gruba, pjeskovita, muljevito-ilovasta, biogena i tla.

U krupnoklastična tla spadaju nekonsolidirana tla, u kojima masa fragmenata većih od 2 mm iznosi 50% ili više. Pješčana tla su tla koja sadrže manje od 50% čestica većih od 2 mm i nemaju svojstvo plastičnosti (broj plastičnosti ja r < 1 %).TABLICA 1.5. KLASIFIKACIJA KRUPNOG KLASIČNOG I PJEŠČANOG TLA PREMA GRANULOMETRIJSKOM SASTAVU

Krupnozrnata i pjeskovita tla klasificiraju se prema granulometrijskom sastavu (tablica 1.5) i stupnju vlažnosti (tablica 1.6).

TABLICA 1.6. PODJELA KRUPNOKLASTIČNIH I PJESKOVITIH TLA PREMA STUPNJU VLAŽNOSTI S r

Svojstva krupnozrnatog tla s udjelom pjeskovitog agregata iznad 40 % i muljevito-ilovastog tla iznad 30 % određuju se svojstvima agregata i mogu se utvrditi ispitivanjem agregata. Kod nižeg sadržaja agregata svojstva krupnog tla utvrđuju se ispitivanjem tla u cjelini. Pri određivanju svojstava pješčanog agregata uzimaju se u obzir sljedeće karakteristike - vlažnost, gustoća, koeficijent poroznosti, a glinasto-glinovitog agregata dodatno broj plastičnosti i konzistencija.

Glavni pokazatelj pješčanih tla, koji određuje njihovu čvrstoću i svojstva deformacije, je njihova gustoća. Prema gustoći pijesci se dijele prema koeficijentu poroznosti e, otpornost tla tijekom statičkog sondiranja q sa i uvjetni otpor tla tijekom dinamičkog sondiranja q d(Tablica 1.7).

Uz relativni sadržaj organske tvari od 0,03< ja sam iz≤ 0,1 pjeskovita tla nazivamo tlima s primjesom organske tvari. Prema stupnju zaslanjenosti krupna i pjeskovita tla dijele se na nezaslanjena i zaslanjena. Gruba tla se klasificiraju kao slana ako je ukupni sadržaj lako i srednje topljivih soli (% mase apsolutno suhog tla) jednak ili veći od:

− 2% - kada je udio pješčanog agregata manji od 40% ili glinenog agregata manji od 30%

− 0,5% - sa sadržajem pijeska agregata od 40% ili više;

− 5% - s udjelom agregata mulj-glina od 30% ili više.

Pješčana tla klasificiraju se kao slana ako je ukupni sadržaj tih soli 0,5% ili više.

Silovito-ilovasta tla dijele se prema broju plastičnosti Ip(Tablica 1.8) i po konzistenciji, koju karakterizira indeks fluidnosti ja L(Tablica 1.9). TABLICA 1.7. PODJELA PJESKOVITIH TLA PREMA GUSTOĆI

TABLICA 1.8. PODJELA SLJEMNO-GILOVASTIH TLA PREMA BROJU PLASTIČNOSTI

Među muljevito glinastim tlima potrebno je razlikovati lesna tla i muljeve. Lesna tla su makroporozna tla koja sadrže kalcijeve karbonate i, kada su natopljena vodom, sposobna su se slegnuti pod opterećenjem, lako se smoče i erodiraju. Mulj je moderni sediment rezervoara zasićen vodom, nastao kao rezultat mikrobioloških procesa, koji ima sadržaj vlage veći od sadržaja vlage na granici fluidnosti i koeficijent poroznosti, čije su vrijednosti dane u tablici. 1.10.

TABLICA 1.9. PODJELA GLOGLINASTIH TLA PREMA POKAZATELJU FLUIDNOSTI

TABLICA 1.10. PODJELA MULJA PREMA KOEFICIJENTU POROZNOSTI

Silovito-ilovasta tla (pjeskovita ilovača, ilovača i glina) nazivaju se tla s primjesama organskih tvari s relativnim udjelom tih tvari od 0,05< ja sam iz≤ 0,1. Prema stupnju slanosti pjeskovite ilovače, ilovače i gline dijelimo na nenaseljene i slane. Zaslanjena tla obuhvaćaju tla u kojima je ukupni sadržaj lako i srednje topljivih soli 5% i više.

Među muljevito glinastim tlima potrebno je razlikovati tla koja pri natopljenju pokazuju specifična nepovoljna svojstva: slijeganje i bubrenje. U slijeganja tla spadaju tla koja pod utjecajem vanjsko opterećenje ili vlastitom težinom, natopljeni vodom daju talog (slegnuće), a ujedno i relativno slijeganje ε sl≥ 0,01. U bubriva tla spadaju tla koja se natopljenom vodom ili kemijskim otopinama povećavaju u volumenu, a istovremeno relativno bubre bez opterećenja. ε sw ≥ 0,04.

5. Sandy tla se sastoje od čestica zrna kvarca i drugih minerala s veličinom čestica od 0,1 do 2 mm, sadrže glinu ne više od 3% i nemaju svojstvo plastičnosti. Pijesak se prema sastavu zrna i veličini pretežnih frakcija dijeli na šljunčane linije d>2 mm, velika d>0,5 mm, Srednja veličina d>0,25 mm, mali d>0,1 mm i prašnjav d=0,05 - 0,005 mm.

Čestice tla veličine d=0,05 - 0,005 mm nazivaju se prašnjav . Ako pijesak sadrži od 15 do 50% takvih čestica, onda se one klasificiraju kao prašnjav . Kada u tlu ima više čestica prašine nego čestica pijeska, naziva se tlo prašnjav .

Što je pijesak krupniji i čišći, osnovni sloj može podnijeti veće opterećenje. Stlačivost gustog pijeska je niska, ali je brzina zbijanja pod opterećenjem značajna, pa slijeganje konstrukcija na takvim temeljima brzo prestaje. Pijesci nemaju svojstvo plastičnosti.

šljunčan, velika I Srednja veličina Pijesak postaje značajno zbijen pod opterećenjem i lagano se smrzava.

Vrsta krupnozrnatih i pjeskovitih tala određena je granulometrijskim sastavom, sorta - stupnjem vlage.

Glinasti – kohezivna tla, koja se sastoje od čestica veličine čestica manjih od 0,005 mm, uglavnom ljuskastog oblika, s malom primjesom sitnih čestica pijeska. Za razliku od pijeska, gline imaju tanke kapilare i veliku specifičnu dodirnu površinu između čestica. Budući da su pore glinenog tla u većini slučajeva ispunjene vodom, kad se glina smrzne, ona se uzdiže.

Glinena tla dijele se ovisno o broju plastičnosti na glina (sa sadržajem čestica gline više od 30%), ilovače (10...30%) i pjeskovita ilovača (3...10%).

Nosivost ilovastih temelja ovisi o vlažnosti koja određuje konzistenciju ilovastih tala. Suha glina može izdržati prilično veliko opterećenje.

Vrsta glinenog tla ovisi o broju plastičnosti, sorti - o indeksu fluidnosti.

Klasifikacija tala prema veličini čestica.

6. Prema veličini čestica mineralnog tla, njihovoj međusobnoj povezanosti i mehaničkoj čvrstoći, tla se dijele u pet klasa: kamenita, polukamenita, krupnoklastična, pjeskovita (nekohezivna) i glinasta (kohezivna).

DO kamenita tla Tu spadaju cementirane, vodootporne i praktički nestlačive stijene (graniti, pješčenjaci, vapnenci itd.), koje se obično javljaju u obliku kontinuiranih ili raspucanih masiva.

DO polukamenita tla Tu spadaju cementirane stijene koje su sposobne za zbijanje (lapori, siltstones, mudstones, itd.) i vodoneotporne (gips, konglomerati koji sadrže gips).

Gruba tla sastoje se od necementiranih komada stijene i polustijene; obično sadrže više od 50% fragmenata stijena većih od 2 mm.

Pješčana tla sastoje se od nekonsolidiranih čestica stijene veličine 0,05...2 mm; U pravilu se radi o kamenitim tlima koja su u različitom stupnju prirodno uništena i transformirana; nemaju plastičnost.

Glinena tla također su proizvod prirodnog uništenja i transformacije primarnih stijene, koji čine kamenita tla, ali s pretežnom veličinom čestica manjom od 0,005 mm.

Klasifikacija pjeskovitih tala prema stupnju vlažnosti.

7. PREMA STUPNJU VLAŽNOSTI DIJELE SE KRUPNA KLASIČNA I PJESKOVITA TLA.

Vlažnost tla određuje se sušenjem uzorka tla na temperaturi od 105°C do konstantne težine. Omjer razlike u masi uzorka prije i nakon sušenja prema masi apsolutno suhog tla daje vrijednost vlage, izraženu kao postotak ili dio jedinice. Postotak pora tla ispunjenih vodom - stupanj vlažnosti S r izračunato pomoću formule (vidi tablicu 1.3). Vlažnost pješčanih tla (s izuzetkom prašnjavih) varira u malim granicama i praktički ne utječe na čvrstoću i svojstva deformacije ovih tla.

Karakteristike plastičnosti muljevito-ilovastih tala su sadržaji vlage na granicama izdašnosti. WlI valjanje w P, utvrđeno u laboratorijskim uvjetima, kao i broj plastičnosti /p i protok II, izračunati pomoću formula (vidi tablicu 1.3). Karakteristike w L, w P I IP posredni su pokazatelji sastava (granulometrijskog i mineraloškog) silovito-ilovastih tala. Visoke vrijednosti ovih karakteristika karakteristične su za tla s visokim udjelom čestica gline, kao i za tla čiji mineraloški sastav uključuje montmorilonit.

1.3. KLASIFIKACIJA TLA

Temeljna tla zgrada i građevina dijele se u dvije klase: kamenita (tla s krutim vezama) i nekamenita (tla bez krutih veza).

U klasi kamenih tala razlikuju se magmatske, metamorfne i sedimentne stijene, koje se dijele prema čvrstoći, mekoći i topljivosti prema tablici. 1.4. Stjenovita tla čija je čvrstoća u stanju zasićenosti vodom manja od 5 MPa (polukamenita) uključuju glinene škriljevce, pješčenjake s glinovitim cementom, alevrite, muljite, lapore i krede. Kada je voda zasićena, čvrstoća ovih tla može se smanjiti za 2-3 puta. Osim toga, u klasi stjenovitih tala razlikuju se i umjetno - pukotinska stjenovita i nekamenita tla učvršćena u prirodnoj pojavi. Ova tla se dijele prema načinu učvršćivanja (cementacija, silikatizacija,

bituminizacija, smolanje, prženje itd.), au pogledu jednoosne tlačne čvrstoće nakon konsolidacije jednaka kao za kamenita tla (vidi tablicu 1.4).

Nekamenita tla dijelimo na gruba, pjeskovita, muljevito-ilovasta, biogena i tla.

■ U krupnoklastična tla spadaju nekonsolidirana tla u kojima je masa krhotina većih od 2 mm 50% ili više. Pješčana tla su tla koja sadrže manje od 50% čestica većih od 2 mm i nemaju svojstvo plastičnosti (broj plastičnosti /p<

Svojstva krupnozrnatog tla s udjelom pjeskovitog agregata iznad 40,% i muljevito-ilovastog tla iznad 30% određuju se svojstvima agregata i mogu se utvrditi ispitivanjem agregata. Kod nižeg sadržaja agregata svojstva krupnog tla utvrđuju se ispitivanjem tla u cjelini. Pri određivanju svojstava pješčanog agregata uzimaju se u obzir sljedeće karakteristike - vlažnost, gustoća, koeficijent poroznosti, a glinasto-glinovitog agregata dodatno broj plastičnosti i konzistencija.

Glavni pokazatelj pješčanih tla, koji određuje njihovu čvrstoću i svojstva deformacije, je njihova gustoća. Prema gustoći pijesci se dijele prema koeficijentu poroznosti e, otpornosti tla pri statičkom sondiranju q c i uvjetni otpor tla tijekom dinamičkog sondiranja pitanje i(Tablica 1.7).

Uz relativni sadržaj organske tvari od 0,03

0,5% ■- sa sadržajem pijeska agregata od 40% ili više;

Pješčana tla klasificiraju se kao slana ako je ukupni sadržaj tih soli 0,5% ili više.

Silovito-ilovasta tla dijele se prema broju plastičnosti h(Tablica 1.8) i prema kon-

sistencija, karakterizirana indeksom fluidnosti 1 L(Tablica 1.9). Među muljevito glinastim tlima potrebno je razlikovati lesna tla i muljeve. Lesna tla su makroporozna tla koja sadrže kalcijeve karbonate i, kada su natopljena vodom, sposobna su se slegnuti pod opterećenjem, lako se smoče i erodiraju. Mulj je moderni sediment rezervoara zasićen vodom, nastao kao rezultat mikrobioloških procesa, koji ima sadržaj vlage veći od sadržaja vlage na granici fluidnosti i koeficijent poroznosti, čije su vrijednosti dane u tablici. 1.10.

Silovito-ilovasta tla (pjeskovita ilovača, ilovača i glina) nazivaju se tla s primjesama organskih tvari s relativnim udjelom tih tvari od 0,05

Među muljevito glinastim tlima potrebno je razlikovati tla koja pri natopljenju pokazuju specifična nepovoljna svojstva: slijeganje i bubrenje. U slijeganja tla spadaju tla koja pod utjecajem vanjskog opterećenja ili vlastite težine pri natopljenju vodom stvaraju talog (slijeganja), a pri tome je relativno slijeganje Ss/>0,01. U bubriva tla ubrajaju se tla kojima pri natopljenju vodom ili kemijskim otopinama dolazi do povećanja volumena, a pritom relativno bubrenje bez opterećenja e S! ">0,04.

Posebnu skupinu u nekamenitim tlima čine tla karakterizirana značajnim sadržajem organske tvari: biogena (jezerska, močvarna, aluvijalno-močvarna). Sastav ovih tala uključuje tresetna tla, tresete i sapropele. Tresetna tla uključuju pjeskovita i muljevito-ilovasta tla koja sadrže 10-50% (težinski) organskih tvari. S organskim udjelom od 5Q% i

više tla naziva se treset. Sapropeli (tablica 1.11) su slatkovodni muljevi koji sadrže više od 10% organske tvari i imaju koeficijent poroznosti, obično veći od 3, i indeks fluidnosti veći od 1.

Tla su prirodne tvorevine koje izgrađuju površinski sloj zemljine kore i imaju plodnost. Tla se prema granulometrijskom sastavu dijele na isti način kao krupnozrna i pjeskovita tla, a prema broju plastičnosti kao muljevito-ilovasta tla.

U nekamenita umjetna tla ubrajaju se tla zbijena u prirodnoj pojavi različitim metodama (zbijanje, valjanje, vibracijsko zbijanje, eksplozija, drenaža itd.), nasipna i aluvijalna tla. Ta se tla dijele prema sastavu i karakteristikama stanja na isti način kao i prirodna nekamenita tla.

Stjenovita i nestjenovita tla koja imaju negativnu temperaturu i sadrže led svrstavaju se u smrznuta tla, a ako su u smrznutom stanju 3 godine ili više, onda se svrstavaju u permafrost.

1.4. DEFORMABILNOST TLA NA TLAČENJE

Karakteristika tlačne deformabilnosti tla je modul deformacije koji se utvrđuje u terenskim i laboratorijskim uvjetima. Za preliminarne proračune, kao i konačne proračune temelja zgrada i građevina klase II i III, dopušteno je uzeti modul deformacije prema tablici. 1.12 i 1.13.

Modul deformacije se određuju ispitivanjem tla statičkim opterećenjem koje se prenosi na žig. Ispitivanja se provode u jamama s krutim okruglim žigom s područjem

5000 cm 2, a ispod razine podzemne vode i na velikim dubinama - u bunarima s žigom površine 600 cm 2. Za određivanje modula deformacije upotrijebite graf ovisnosti slijeganja o tlaku (slika 1.1), na kojem je identificiran linearni presjek, kroz njega je nacrtana linija prosjeka i izračunat modul deformacije E u skladu s teorijom linearno deformabilnog medija prema formuli

Kod ispitivanja tla potrebno je da debljina sloja homogene zemlje ispod žiga bude najmanje dva puta veća od promjera žiga.

Moduli deformacije izotropnih tla mogu se odrediti u bušotinama uz pomoć tlakomjera (slika 1.2). Kao rezultat ispitivanja dobiva se grafikon ovisnosti povećanja polumjera bušotine o pritisku na njezine stijenke (slika 1.3). Modul deformacije određuje se u presjeku linearne ovisnosti deformacije o tlaku između točke R\, koji odgovara kompresiji neravnih stijenki bušotine, a točka p2, nakon čega počinje intenzivan razvoj plastičnih deformacija u tlu. Izračunava se modul deformacije

Softver ftlOnMVJlft

Koeficijent k određuje se u pravilu usporedbom podataka presiometrije s rezultatima paralelnih ispitivanja istog tla žigom. Za građevine II stoljeća III klasa može biti prihvaćena ovisno o dubini ispitivanja h sljedeće vrijednosti koeficijenata Do u formuli (1.2): na ft<5 м 6 = 3; при 5мk = 2; na 10 m

Za pjeskovita i muljevito-ilovasta tla dopušteno je odrediti modul deformacije" na temelju rezultata statičkog i dinamičkog sondiranja tla. Kao pokazatelji sondiranja uzimaju se: za statičko sondiranje - otpornost tla na uranjanje konusa sonde. q c, a pri dinamičkom sondiranju – uvjetni dinamički otpor tla na uranjanje konusa qa, Za ilovače i gline E-7qc i I-6#<*; для песчаных грунтов E-3qc, a vrijednosti £ prema podacima dinamičkog sondiranja dane su u tablici. 1.14. Za zgrade klase I i II

Obvezna je usporedba podataka sondiranja s rezultatima ispitivanja istih tala žigovima. Za konstrukcije klase III dopušteno je odrediti E samo na temelju rezultata sondiranja.

1.4.2. Određivanje modula deformacije u laboratorijskim uvjetima

U laboratorijskim uvjetima koriste se kompresijski uređaji (odometri) u kojima se uzorak tla sabija bez mogućnosti bočnog širenja. Modul deformacije izračunava se pri odabranom rasponu tlaka Dr = P2-Pi rasporeda ispitivanja (Sl. 1.4) pomoću formule

Tlak pi odgovara prirodnom tlaku, a p2 odgovara očekivanom tlaku ispod baze temelja.

Vrijednosti modula deformacije iz tlačnih ispitivanja podcijenjene su za sva tla (osim visoko stišljivih), pa se mogu koristiti za usporednu ocjenu stišljivosti

tla na lokaciji ili za procjenu heterogenosti stišljivosti. Pri proračunu slijeganja ove podatke treba uskladiti na temelju usporednih ispitivanja istog tla u poljskim uvjetima s žigom. Za kvartarne pjeskovite ilovače, ilovače i gline mogu se usvojiti korekcijski faktori T(Tablica 1.16), dok su vrijednosti Eovts mora se odrediti u području tlaka 0,1-0,2 MPa.

1.5. ČVRSTOĆA TLA

Otpor tla na smicanje karakteriziraju naprezanja na smicanje u graničnom stanju kada dolazi do sloma tla. Odnos između graničnih tangenti t i normalnih tangenti na područja smicanja A naprezanje se izražava Coulomb-Mohrovim uvjetom čvrstoće

1.5.1. Određivanje svojstava čvrstoće u laboratoriju Uvjeti

U praksi istraživanja tla, metoda rezanja tla duž fiksne

ravnine u uređajima za jednoravninsko rezanje. Za dobivanje<р и с необходимо провести срез не менее трех образцов грунта na različite vrijednosti okomitog opterećenja. Na temelju vrijednosti otpora na smicanje t dobivenih u pokusima, crta se graf linearne ovisnosti T = f(a) i nalazi se kut unutarnjeg trenja f i specifično prianjanje. S(Slika 1.5). Jednom-

Postoje dvije glavne eksperimentalne sheme: polagano rezanje uzorka tla prethodno zbijenog do potpune konsolidacije (konsolidirano-drenirano ispitivanje) i brzo rezanje bez prethodnog zbijanja (nešto konsolidirano-nedrenirano ispitivanje).

Poglavlje 2. INŽENJERGEOLOŠKA ISTRAŽIVANJA

1.4.2. Fizikalna svojstva tla

Svojstva tla treba karakterizirati kvantitativnim pokazateljima koji ovise o sastavu, strukturi i stanju tla. Određuju se pokusima, najčešće s uzorcima tla odabranim na terenu uz očuvanje prirodne strukture i vlažnosti. Ovako dobivena podudarnost karakteristika stanja tla ispod konstrukcije jedan je od najvažnijih uvjeta za točnost inženjerskih prognoza.

Razmotrimo samo one karakteristike tla koje određuju njihova fizička svojstva. Fizikalno stanje tla određuju uglavnom tri karakteristike: gustoća tla, gustoća mineralnih čestica i vlažnost tla. Preostale karakteristike izračunavaju se pomoću ova tri.

Zamislimo određenu jedinicu volumena tla V, koji se sastoji od čvrste, tekuće i plinovite komponente, od kojih svaka ima odgovarajući volumen i masu (Sl. 1.5).

Gustoća tla– odnos mase tla i njegovog volumena, ima dimenziju g/cm3, t/m3:

. (1.1)

Gustoća tla ovisi o njegovom mineraloškom sastavu, poroznosti i vlažnosti i varira u rasponu od 1,5 ÷ 2,4 g/cm 3 . Određuje se metodom rezanja prstena poznatog volumena ili voskom uzorka proizvoljnog oblika. Gustoća je važna karakteristika tla i koristi se u proračunu nosivosti temelja, prirodnog pritiska tla, pritiska tla na potporne zidove te stabilnosti odrona i kosina.

Gustoća čestica tla– omjer mase krutih čestica i njihovog volumena

= , (1.2)

ovisi samo o njihovom mineraloškom sastavu. Za tla varira od 2,4 do 3,2 g / cm 3, uključujući pijesak - od 2,55 do 2,66 g / cm 3, za pjeskovite ilovače - od 2,66 do 2,68 g / cm 3, za ilovače - od 2,68 do 2,72 g / cm 3, za gline - od 2,71 do 2,76 g / cm3. Gustoća čestica se određuje pomoću piknometra.

Vlažnost tla– omjer mase vode i mase krutih čestica, izražen kao postotak ili dio jedinice

W= (1.3)

a određuje se sušenjem uzorka tla u termostatu na temperaturi od 105 ºC dok se ne postigne stabilna masa osušenog tla. Prirodna vlažnost tla uvelike varira od jedinica do stotina postotaka. Visoke vrijednosti vlage karakteristične su za slabo zbijena glinasta tla zasićena vodom, dok su niske vrijednosti vlage karakteristične za krupnoklastična, pjeskovita i lesna tla niske vlažnosti.

Navedene osnovne fizikalne karakteristike tla uvijek se određuju eksperimentalno. Koriste se za izračun ostalih dolje navedenih karakteristika.

Gustoća suhog tla ili se gustoća skeleta tla definira kao omjer mase čestica tla prema cjelokupnom volumenu tla:

Koristeći izraze (1.1) i (1.3), možemo napisati