Физико-механические характеристики, определяемые в лабораторных условиях, необходимы для установления номенклатурных наименований грунтов и для расчетов оснований и фундаментов. Физико-механические характеристики грунтов должны устанавливаться в соответствии с действующими нормативными и инструктивными документами. Для определения основных механических характеристик грунтов применяют нижеследующие методы испытаний.

Для оценки сжимаемости грунтов в условиях невозможности бокового расширения и для определения модуля деформации грунтов проводятся компрессионные испытания. В результате эксперимента устанавливается зависимость между уплотняющим давлением р и коэффициентом пористости е. Для заданного интервала давлений вычисляются коэффициент уплотняемости а и модуль деформации Е. Значения модулей деформации по данным лабораторных испытаний получаются заниженными по сравнению с данными полевых испытаний грунтов штампами. Для корректирования результатов компрессии вводятся поправочные коэффициенты.

Прочностные характеристики — угол внутреннего трения ф и удельное сцепление С — устанавливаются в срезных приборах с фиксированной плоскостью среза и в стабилометрах в условиях трехосного напряженного состояния. Испытания песчаных и глинистых грунтов в срезных приборах производят в соответствии с ГОСТ 12248—66. В результате опыта определяется зависимость сопротивления грунта срезу х от уплотняющего давления а и находятся ф и С. При испытании грунтов в условиях трехосного напряженного состояния в стабилометрах проводят серию опытов при различных соотношениях главных напряжений 01 и а3. По этим данным строят круги предельных напряжений (круги Мора), по которым определяют ф и С. К наиболее распространенным приборам трехосного сжатия относятся стабилометры конструкций ЛИИЖТ, ЦНИИС, ДИИТ и УПИ.