Механіка грунтів, наукова дисципліна, що вивчає напружений-деформований стан грунтів, умови їх міцності, тиск на обгороджування, стійкість грунтових масивів і ін. У М. р. розглядається залежність механічних властивостей грунтів від їх будови і фізичного стану, досліджуються загальна стисливість грунтів, їх структурно-фазова деформованість, контактна опірність зрушенню. Результати, отримані в М. р., використовуються при проектуванні підстав і фундаментів будівель, промислових і гідротехнічних споруд, в дорожньому і аеродромному будівництві, пристрої підземних комунікацій, прокладці трубопроводів, а також для прогнозування деформацій і стійкості укосів, підпірних стенів і ін. Методи М. р. застосовуються при розгляді завдань про використання вибухів і вібрацій у виробничих процесах, пов'язаних з розробкою грунтів.
Основний вигляд деформації грунтів — ущільнення їх при стискуванні. Воно викликається дією нормальних зусиль, прикладених до елементу грунту, і відбувається головним чином за рахунок взаємного переміщення (зрушень і поворотів) твердих мінеральних часток, що викликає зменшення пористості грунту. Характеристиками деформованості грунтів служать коефіцієнт відносної стисливості або обернено пропорційний до нього модуль загальної деформації і коефіцієнт відносної поперечної деформації, аналогічні модулю пружності і коефіцієнт Пуассона (див. Пуассона коефіцієнт ) пружних тіл, з тією різницею, що вантаження грунту передбачається однократним (без подальшого розвантаження) і грунт далекий від руйнування. Для грунтів характерна деформованість їх в часі як унаслідок вичавлювання води з пір грунту і що викликається цим перерозподіли тиску між порової водою і грунтовим скелетом (процес фільтраційної консолідації), так і в результаті в'язкого взаємного переміщення грунтових часток (процес повзучості грунту).
Основний вигляд порушення міцності грунту — зсув одного його частини по відношенню до іншої унаслідок незгасаючого зрушення, перехідного в зріз. Опір зрізу незв'язних (сипких) грунтів обумовлюється силами внутрішнього тертя грунту, що розвивається в точках контакту часток, при взаємному їх зсуві. У глинистих грунтах взаємному зсуву перешкоджають зв'язки цементацій і водно-колоїдних, що обумовлюють опір зрізу. Показники міцності грунту — кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення (залежні від фізичного стану грунту) — є лише параметрами діаграми зрізу, необхідними в М. р. для розрахунку міцності. Для глинистих грунтів величина сил внутрішнього тертя залежить від тієї долі зовнішнього навантаження, яке сприймається їх мінеральним скелетом. Якщо частина навантаження передається на поровую воду, то в грунті виявляється зменшений опір зрізу за рахунок тертя. У М. р. швидкість руху води в порах грунту описується законом Дарсі, швидкість деформації в'язкопластичних міжчасткових зв'язків — інтегральним рівнянням теорії спадкової повзучості Больцмана — Вольтерри, ядро якої встановлюється за результатами експериментів. При вібраціях механічні властивості грунтів (особливо незв'язних) міняються залежно від інтенсивності коливань. Малозв'язні грунти під дією вібрацій в певних умовах набувають властивостей в'язких рідин.
Завдання дослідження напруги і деформацій грунтових масивів під дією зовнішніх сил і власної ваги, розробка питань їх міцності, стійкості, тиску грунтів на обгороджування, а також на неглибоко розташовані підземні споруди є найважливішими в М. г.; рішення їх для різних випадків завантаження має безпосереднє застосування в практиці будівництва.
При розгляді поставлених проблем в М. р. в основному застосовуються 2 методи: розрахунково-теоретичний, такий, що грунтується на математичному вирішенні чітко сформульованих завдань М. р. з обов'язковим дослідним (лабораторним або польовим) визначенням значень вихідних параметрів, і метод моделювання, використовуваний в тих випадках, коли складність завдання не дозволяє отримати «замкнутого» рішення або коли результат виходить вельми громіздким. Перший метод інтенсивно розвивається завдяки вживанню ЕОМ(електронна обчислювальна машина). Другий метод (вперше запропонований в СРСР Г. І. Покровським і Н. Н. Давіденковим) отримує розвиток в М. р. в двох напрямах: фізичного моделювання для завдань, в яких не враховуються масові сили, і відцентрового моделювання, що відповідає вимогам теорії подібності (див. Подібності теорія ) з врахуванням масових сил.
Використання рішень, заснованих на рівняннях суцільного середовища, що лінійний-деформується, і вживаних до грунтів лише за певних умов, дозволяє розглядати багато завдань М. р., де напружений стан не є граничним. У ряду випадків по теорії середовища, що лінійний-деформується, встановлюється лише напружений стан, а перехід до деформацій здійснюється за допомогою експериментальний визначуваних залежностей.
При розгляді завдань про деформацію грунтів в часі (по теорії фільтраційної консолідації або повзучості) застосовується розподіл напруги, отриманий на основі рішення задачі для суцільного середовища, що лінійний-деформується.
Теорія граничної рівноваги сипких середовищ використовується в М. р. для розгляду завдань, пов'язаних з визначенням критичних навантажень на підстави, граничної рівноваги грунтового укосу заданого профілю, контури максимально стійких укосів без прігрузки або із заданою прігрузкой зверху, активного і пасивного тиску грунтів на похилі підпірні стінки, стійкості грунтових зведень і ін.
Деякі види грунтів, будучи структурно нестійкими (вічномерзлі, що відтають, лесові просадчики при замочуванні, слабкі структурні), володіють особливостями деформації, пов'язаними з різкими змінами їх фізичного стану і структури. У сучасних М. р. розроблені спеціальні методи розрахунку осідань вічномерзлих грунтів при їх відтаванні, просіли лессов при замочуванні, встановлюються граничні швидкості завантаження слабких глинистих і заторфованних грунтів з умови збереження їх структурної міцності і так далі На основі наукових досягнень в області М. р. в СРСР створений найбільш прогресивний метод проектування підстав і фундаментів по граничних деформаціях. Важливим завданням сучасною М. р. є подальше вдосконалення методів визначення фізіко-механічніх властивостей грунтів в лабораторних і польових умовах, комплексного дослідження спільної роботи фундаментів споруд і грунтів підстав, розрахунку свайних фундаментів.
Першою фундаментальною роботою по М. р. є дослідження французького ученого Ш. Кулона (1773) по теорії сипких тіл, ряд результатів якого успішно застосовується і в даний час при розрахунку тиску грунтів на підпірні стінки. Французьким ученим Ж. Буссинеськом було отримано рішення задачі (1885) про розподіл напруги в пружному напівпросторі під зосередженою силою, що послужило основою для визначення напруги в підставах, що лінійний-деформуються. Важливим етапом в розвитку М. р. з'явилися дослідження американського ученого До. Терцаги. Великий вклад в М. р. зроблений російським (Ст І. Курдюмов, П. А. Міняєв) і особливо радянськими ученими. Останніми розроблена новітня теорія граничної рівноваги грунтів (Ст Ст Соколовський, Ст Р. Березанцев, С. С. Голушкевіч, М. В. Малишев і ін.), сформульовані і вирішені завдання теорії консолідації двух- і трифазних грунтів (Н. М. Герсеванов і Д. Е. Польшин, Ст А. Флорін, Н. А. Цитовіч, Н. Н. Маслов, Ю. К. Зарецкий і ін.)., на базі теорії балок на пружній підставі досліджені питання спільної роботи споруд і їх підстав (А. Н. Крилов, М. І. Горбанів-посадів, Ст А. Флорін, Би. Н. Жемочкин, А. П. Синіцин, І. А. Симвуліді і ін.). Важлива роль належить радянським ученим в розробці низки запитань механіки окремих регіональних видів грунтів — структурно-нестійких просадчиках (Ю. М. Абелевий, Н. Я. Денісов Р. А. Токар), багаторічномерзлих (Н. А. Цитовіч, С. С. Вялов, М. Н. Гольдштейн і ін.). Серед досліджень по питаннях стійкості укосів найбільш відомі роботи Ст Ст Соколовського, Н. Н. Маслова, М. Н. Гольдштейна, підпірних стінок — І. П. Прокофьева, Р. До. Клейна. Із зарубіжних учених в області М. р. найбільш відомі своїми роботами: Ж. Керізель (Франція), І. Брінч-Хансен (Данія), Р. Гібсон, А. Бішоп (Великобританія), М. Біо, У. Лемб (США).
Науково-дослідні роботи по М. р. ведуться у ряді наукових установ і вузів СРСР, переважно в Науково-дослідному інституті підстав і підземних споруд ім. Н. М. Герсеванова, Московському інженерно-будівельному інституті ім. В. В. Куйбишева і ін. будівельних вузах.
В 1936 за ініціативою К. Терцаги було створено Міжнародне суспільство по механіці грунтів і фундаментостроєнію (ISSMFE), членом якого (з 1957) є СРСР. 8-й конгрес цього суспільства відбувся в Москві в 1973. Орган суспільства — журнал «Géotechnique» (L., з 1948). У СРСР з 1959 видається журнал «Підстави, фундаменти і механіка грунтів». Періодичні видання випускаються також в США, Франції, Італії і ін. країнах.
Літ.: Прокофьев І. П., Тиск сипкого тіла і розрахунок підпірних стінок, 5 видавництво, М., 1947; Герсеванов Н. М., Польшин Д. Е., Теоретичні основи механіки грунтів і їх практичні вживання, М., 1948; Флорін Ст А., Основи механіки грунтів, т. 1—2, Л. — М., 1959—1961; Соколовський Ст Ст, Статика сипкого середовища, 3 видавництва, М., 1960; Терцаги До., Теорія механіки грунтів, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1961; Цитовіч Н. А., Механіка грунтів, 4 видавництва, М., 1963; його ж, Механіка грунтів. Короткий курс, 2 видавництва, М., 1973; Клейн Р. До., Розрахунок підпірних стенів, М., 1964; Гольдштейн М. Н., Механічні властивості грунтів, 2 видавництва, [т. 1—2], М., 1971—73.
