U mehanici tla razlikuju se tri glavne vrste tla: nevezana, vezana i tla organskog porekla. Osim toga postoje još i stene, ali se one ne proučavaju u mehanici tla, već u naučnoj disciplini mehanici stena.
Nevezana tla
Nevezana ili nekoherentna tla su ona čiji sastojci nisu vezani nikakvim vezivnim sredstvom. U suvom stanju, kada nisu pod uticajem vlage, čvrsti sastojci nevezanog tla su potpuno slobodni u zemljanoj masi i između njih postoji samo trenje, zvano unutrašnje trenje. U nevezana tla spadaju:
- Blokovi, vel. zrna 200 – 2000 mm
- Drobina, vel. zrna 60 – 200 mm
- Šljunak, vel. zrna 2 – 60 mm
- Pesak, vel. zrna 0,02 – 2 mm
- Prašina, vel. zrna 0,002 – 0,02 mm.
Napominje se da se frakcija prašina ponekad naziva mulj (engl. silt, nem. Schluff). Međutim, kako kod nas mulj znači određenu vrstu tla organskog porekla, to bi ovaj naziv za navedenu frakciju mogao izazvati nesporazum.
Sl. 1 - Peskovito tlo
Vezana tla
Vezana ili koherentna tla su ona čiji čvrsti sastojci su vezani među sobom kohezijom. Koherentna tla mogu imati vrlo nestabilne fizičke osobine, koje se lako menjaju pod dejstvom vode. U vezana tla spadaju ona koja sadrže čvrste sastojke veličine ispod 0,002 mm. Tlo koje sadrži pretežno sastojke veličine 0,002 – 0,0002 mm zove se glina, a ako su ovi sastojci veličine 0,0002 – 0,00002 mm, onda se naziva koloidna glina.
U prirodi se čista glina retko nalazi, već je najčešće izmešana sa drugim sastojcima, kao što su pesak i prašina, što se naziva ilovača; glina sa krečnjakom naziva se laporovita glina (lapor), a glina sa magnezijumom je uma. Obično se usvaja, da se tlo koje sadrži više od 50% glinovitih sastojaka zove masna glina ili prosto glina, dok se tlo sa manje od 50% glinovitih sastojaka naziva glinovito tlo. Tlo koje sadrži manje od 5% glinovitih sastojaka smatra se da ima osobine nekoherentnog tla.
Najbrži i najprostiji način za ocenu kojoj grupi pripada neko tlo je da se uzorak osuši i pokuša da se pod prstima zdrobi. Nekoherentna tla se odmah raspadaju. Glinovita tla se pod prstima drobe u manje komade, a glina postaje tvrda skoro kao kamen.
Sl. 2 - Glineno tlo
Tla organskog porekla
Ova tla se sastoje iz velikog dela organskih ili biljnih materijala, sa glinovitim i drugim sastojcima. Zbog sadržine organskih sastojaka ova tla su vrlo nepostojana i jako upijaju vodu, te su zbog toga nestabilna i ne mogu služiti ni kao nosivo tlo, ni kao materijal za izradu zemljanih objekata. U ova tla spadaju humus, mulj i treset.
Humus je plodno tlo, koje se nalazi u površinskom sloju zemljine kore, debljine obično nekoliko decimetara. Ono se sastoji iz mešavine organskih i mineralnih materija sa mnogo bakterija. Pri izradi zemljanih nasipa, kolovoza na putevima i sličnih radova na tlu, kao i kod kopanja u pozajmištu materijala za izradu zemljanih objekata, treba iskopati i ukloniti ceo sloj humusa, koji se može upotrebiti samo za zaštitu zemljanih kosina protivu ispiranja vodom.
Sl. 3 - Humus
Mulj se sastoji iz mešavine organskih materija u obliku vrlo sitnih čestica sa mineralnim materijama kao što su glina, prašina i pesak. Nalazi se na dnu ranijih reka i jezera.
Treset se sastoji iz velike količine biljnih i organskih materija u obliku vlakana, sa manjom sadržinom mineralnih materija.
Postanak tla
Ako bismo načinili presek kroz zemljinu koru, utvrdili bismo, da se ona sastoji najčešće iz površinskog tla – humusa male debljine sloja, zatim podpovršinskog tla koje se sastoji iz jednog ili više slojeva različitog sastava i raznih debljina, i na kraju od čvrste stene. Površinsko tlo nastalo je uglavnom raspadanjem biljnih i organskih materija, dok je podpovršinsko tlo nastalo raspadanjem čvrste stene.
Raspadanje čvrste stene nastaje usled atmosferskih uticaja ili usled vulkanskog dejstva. Atmosferski uticaji mogu biti mehanički ili hemijski. Ako je proces raspadanja čvrste stene jedinjenje minerala sa kiseonikom, onda je to raspadanje oksidacijom, a ako je jedinjenje sa vodom, onda je raspadanje hidriranjem. Vulkansko dejstvo je hemijsko. Usled velike toplote čvrsta stena se pretvara u vulkanski pepeo.
Proces raspadanja čvrste stene i njeno pretvaranje u tlo može biti u mestu „in situ“ ili sa transportom. Transport raspadnutih delova vrši se vodom, u kome slučaju nastaju aluvijalna tla, vetrom, kada postaju eolska tla ili ledom, kada se obrazuju glečerska tla. U toku transporta raspadnutih komada i delića čvrste stene vrši se njihovo dalje usitnjavanje usled udara, trenja i ispiranja, kojima su oni izloženi u toku transporta. Usled tog dejstva, ivice razbijenih komada zaobljuju se, novi delići se usitnjavaju, njihove ivice se ponovo zaobljuju i tako redom sve dotle dok traje transport. Veličina i oblik čvrstih sastojaka zavisi od čvrstoće stene, dužine transporta, vrste transporta itd. Zbog toga je oblik čvrstih čestica u tlu vrlo različit: okrugao, ovala, sa oštrim ili zaobljenim ivicama, trouglast itd. Čvrsti sastojci veličine 0,02 – 0,002 mm, koja frakacija se u mehanici tla naziva prašina, uglavnom su okruglog ili ovalnog oblika. Ovakvi sastojci veličine manje od 0,002 mm, koja frakcija se naziva glina, ljuspastog su oblika. Krupnije čestice peska, šljunka i oblutaka mogu imati različite oblike: kockaste, zaobljene, pločaste, itd. Kockaste čestice teže menjaju svoj oblik, pločaste lakše. Zbog toga tla koja se sastoje pretežno iz pločastih čestica mogu lako menjati svoj sastav.
Napominje se, da su pojedina tla, čije je obrazovanje potpuno završeno, ponekad naknadno pokrivena novim nanosima, tako da ranije već obrazovano tlo ostane u dubini, dok se na novom nanosu obrazuje drugo tlo koje ne mora imati nikakve veze sa prethodnim. Takvo ranije obrazovano tlo naknadno pokriveno novim nanosom zove se pogrebeno tlo. To su najčešće kulturna zemljišta, koja su bila obrađivana pa su zatim pokrivena nanosima lesne prašine vetrom, ali nanosi mogu biti i rečni. Pogrebeno tlo raspoznaje se po tamnoj boji i takvih slojeva tla može biti više ako je taj proces više puta ponavljan.
Aluvijalna tla
Aluvijalna tla nastaju taloženjem čvrstih čestica prilikom transporta vodom. Taloženje zavisi od više faktora, među kojima su najvažniji brzina vodenog toka, krupnoća transportnih sastojaka i sadržina drugih sastojaka kao što su soli, kreč itd. Pri velikim brzinama vodenog toka talože se samo krupni sastojci, dok se sitni ne talože, već se transportuju dalje. Zbog toga se krupniji čvrsti sastojci talože u gornjem delu vodenog toka, bliže izvoru, gde je brzina vodenog toka velika. Sa opadanjem brzine vodenog toka talože se sve sitniji sastojci. U mirnoj vodi, bez toka, talože se po pravilu najsitniji čvrsti sastojci. Gde god dolazi do usporavanja vodenog toka, nastaju velika taloženja, kao što je slučaj na poplavljenom području prilikom izlivanja vode iz rečnog korita, zatim na ušću reka, ispred brana itd.
Taloženje vrlo sitnih čestica koloidne gline može da traje neograničeno dugo vremena usled elektrohemijskog dejstva, koje nastaje između sitnih čestica veličine ispod 0,0002 mm kada su one potopljene u vodu. U tom slučaju čvrste čestice nose na sebi električni tovar istog znaka (negativni), zbog čega se one između sebe odbijaju i kreću u tečnoj masi brzinama utoliko većim ukoliko su manje. To su Brown-ova kretanja. Zbog tih kretanja je taloženje čvrstih čestica u vodi znatno usporeno i može trajati neograničeno dugo vremena.
Sl. 4 - Aluvijalno tlo
Eolska tla
Eolska tla postaju nanosom čvrstih čestica vetrom. Razlikuju se dve vrste eolskog tla les i dine. Les se sastoji iz čvrstih čestica krupnoće oko 0,05 mm ili nešto manjih, slepljenih među sobom kalcijum karbonatom. Zbog toga kada je u suvom stanju, les ima veliku čvrstoću. Zaseci u lesu mogu se držati sa vertikalnim stranama na vrlo velikim visinama. Međutim, ako se les jače raskvasi, gubi svoju čvrstoću i lako se pokreće. Poznati su slučajevi lesnih naslaga Bežanijske kose kod Beograda, koje se drže sa vertikalnim stranama na visinama preko 20m. Međutim, na delovima gde su podignuta naselja u blizini ivica, kao što je slučaj Čunarske ulice u Zemunu, gde dolazi do stalnog raskvašavanja pored same padine lesnog platoa usled rasipanja upotrebljenih voda, lesne padine se ruše i stabilnost lesnog tla u blizini ivice je ugrožena.
Dine su pokretni brežuljci od nevezanog peska nanesenog vetrom. Ovi brežuljci se pod dejstvom vetra brzo raznose i ponovo stvaraju, zbog čega predstavljaju opasnost zatrpavanja i rušenja kuća i transportnih sredstava.
Sl. 5 - Eolsko tlo
Glečerska tla
Glečerska tla nastaju transportovanjem čvrstih čestica tla ledom. Glečerska tla imaju drukčiji sastav nego aluvijalna, jer se sastoje iz čvrstih čestica približno slične krupnoće i to oblutaka, šljunka (morene) ili peska koji su ostali po otapanju leda. U slojevima bivših glečerskih jezera postoji glečerska ilovača.
Sl. 6 - Glečersko tlo