Общие сведения о грунтах.
Грунтами называют породы минерального или частично органического происхождения (торф, чернозем), залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства грунтов зависят от структуры и состава пород. Различают группы сцементированные и несцементированные.
Сцементированные — скальные породы имеют плотную структуру с жесткой связью между частицами. Они отличаются высокой механической прочностью. Несцементированные грунты состоят из частиц различного размера разрушенных горных пород. В зависимости от размеров частиц и их взаимосвязи различают грунты несвязные—сыпучие в сухом состоянии (песок, гравий) и связные (глины) — несыпучие в сухом состоянии и пластичные во влажном состоянии. Имеются и промежуточные смешанные виды грунтов в зависимости от процентного содержания связных и несвязных грунтов — супеси с преобладающим количеством несвязных грунтов и суглинки с преобладающим количеством глин. Грунты, состоящие из мелких песчаных или пылеватых частиц е избытком влаги, называют плывунами.
Основными технологическими и физико-механическими свойствами грунтов, определяющими их пригодность для земляных сооружений и определяющими сопротивление разработке (резанию и копанию), являются: плотность, сцепление, пористость, угол естественного откоса, влажность, разрыхдяемость, прочность на сжатие и срез, водопроницаемость, размываемость водой, коэффициент трения грунта о грунт и грунта о сталь рабочего органа.
Сцепление зависит от сил связи между частицами грунта и определяется начальным сопротивлением сдвигу. Увеличение влажности уменьшает сцепление, а промерзание влажных и мокрых грунтов значительно увеличивает силу сцепления. Структура, плотность и сила сцепления в основном определяют сопротивление грунта разработке.
Сопротивление грунтов резанию и копанию. При механическом способе разработки грунтов рабочий орган машины своей режущей частью отделяет слой грунта от массива и перемещает его в требуемом направлении. Общий процесс отделения грунта от массива, заполнение им полости рабочего органа, перемещение грунта рабочим органом называется копанием.
При копании рабочий орган машины преодолевает сопротивление внедрению в грунт, перемещению грунта по поверхности рабочего органа и перемещению грунта по грунту впереди рабочего органа, а также перемещению самого рабочего органа. Общее сопротивление копанию всегда больше сопротивления резанию грунта.
Рабочий орган при отделении грунта от массива перемещается относительно грунта в двух направлениях: главным является направление вдоль длины отделяемого слоя (стружки), а другим — направление поперек снимаемого слоя (последнее для экскаваторов, бульдозеров и скреперов в процессе врезания на толщину стружки, у экскаваторов непрерывного действия продольного черпания в процессе движения ковшовой цепи вдоль забоя, у бурового рабочего органа в процессе движения в глубь скважины). В процессе копания эти направления рабочего органа могут существовать как одновременно, так и раздельно.
В процессе заполнения ковша срезаемый грунт перемещается по передней поверхности режущей части рабочего органа. Поверхность режущей части рабочего органа, обращенная к забою, называется задней. Линия пересечения передней и задней поверхностей режущей части рабочего органа образует режущую кромку; а —задний угол (между плоскостью резания и задней 
поверхностью режущей части рабочего органа) должен быть не менее 7°, чтобы задняя поверхность режущей части рабочего органа не терлась о поверхность резания; р — угол заострения (между задней и передней поверхностями режущей части рабочего органа) при сплошной режущей кромке равен 15...20°, если позволяет прочность ножа; у — передний угол (между основной плоскостью забоя и передней поверхностью режущей части рабочего органа); б — угол резания (образован передней поверхностью режущей части рабочего органа и плоскостью резания), оптимальное значение угла б для большинства грунтов должно быть 25...30°. Это значение не всегда может быть выдержано, так как лезвие ножа может получиться очень тонким и непрочным; ор — угол установки режущей кромки прямого ножа в плане, называемый также углом захвата или углом атаки, угол между направлением резания и режущей кромкой.
