Badania makroskopowe - mają na celu wstępne określenie rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów. Badania te wykonuje się w terenie i laboratorium. Wykonuje się je zawsze, bez względu na ostateczny zakres dokumentacji badawczej. Próbka do badania powinna mieć naturalne uziarnienie i wilgotność. Najczęściej badania makroskopowe obejmują określenie rodzaju i nazwy gruntu, stanu gruntu, jego barwy i wilgotności oraz zawartości węglanu wapnia. Dodatkowo rozpoznajemy rodzaj i ilość domieszek. Analiza sitowa polega na określeniu składu granulometrycznego gruntu, poprzez rozdzielenie poszczególnych frakcji gruntu w wyniku przesiewania próbki na zestawie znormalizowanych sit. Analizę sitową należy stosować jako badanie podstawowe, dla gruntów niespoistych oraz jako badanie uzupełniające, dla gruntów spoistych. 1. Grunt przeznaczony do badania wysuszyć do stałej masy w temp. 105 ÷ 110 C. Z próbki przeznaczonej do badania usunąć ziarna o średnicy powyżej 40 [mm]. 2. Zważyć około 1000 [g] gruntu.3. Komplet czystych i suchych sit należy zestawić w ten sposób, aby najwyżej znalazło się sito o największym wymiarze oczek, tj. 25 [mm], a następnie kolejne sita o coraz mniejszych oczkach. Spód stanowi płaskie naczynie do zebrania pozostałości przesiewanego gruntu. 4. Wsypać próbkę gruntu na sito górne, a następnie przykryć je szczelnym wieczkiem i przymocować uchwytami.5. Uruchomić wstrząsarkę na 5 minut. 6. Po zakończeniu przesiewania pozostałości na poszczególnych sitach zważyć. Zawartość procentową poszczególnych frakcji Z_i należy obliczyć według wzoru: $\mathbf{Z}_{\mathbf{i}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{m}_{\mathbf{i}}}{\mathbf{m}_{\mathbf{\text{s\ }}}}\mathbf{*100\%}$ gdzie: m_i– masa skorygowana frakcji gruntu pozostałej na sicie [g], m_s – masa szkieletu gruntowego (całej próbki) [g]. Analiza granulometryczna-analiza służy do określania składu granulometrycznego, polega na wyznaczeniu procentowej zawartości występujących w gruntach nie skalistych poszczególnych frakcji efektem tej analizy jest wykreślenie krzywej uziarnienia, ustalenie rodzaju i nazwy badanego gruntu analizę granulomet. wykonuje sie 2 metodami: 1. metody mechaniczne - analiza sitowa (ziarna >0,06mm) 2. metody sedymentacyjne - analiza areometryczna (ziarna <0,06mm) Wykres uziarnienia (krzywe uziarnienia) sporządza się po wykonaniu analizy granulometrycznej (metodą sitową lub sitowo-aerometryczną)
i obliczeniu procentowych zawartości masy ziaren i cząstek.

Nazwa frakcji	Symbol frakcji	Średnice zastępcze d [mm]
KAMIENIE	Kamienista	fk
ZIARNA	Żwirowa Piaskowa	fz fp
Cząstki	Pyłowa Iłowa	fπ fi

Określanie wilgotności gruntu. Grunt spoisty określamy jako:

suchy – grunt przy zgniataniu pęka, po rozdrobnieniu daje suchy proszek,

mało wilgotny – grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie, ale ręka przyłożona do gruntu nie jest wilgotna; wilgotny – grudka gruntu przyłożona do ręki zostawia wilgotny ślad; mokry – przy ściskaniu grudki z gruntu odsącza się woda; nawodniony – z gruntu płynnego/nasyconego wodą, woda odsącza się grawitacyjnie.

Grunt sypki określa się jako: suchy – nie wykazuje śladu wilgoci, a przy przesypywaniu kurzy się; wilgotny – zostawia ślad na dłoni; nawodniony – woda odsącza się z niego samoczynnie.

Określanie zawartości węglu wapnia – na podstawie obserwacji reakcji gruntu po skropieniu go 20% roztworem HCl( >5% CaCO₃ IV klasa – grunt burzy się intensywnie i długo, określa się go jako silnie wapnisty); (3-5% CaCO₃ III klasa – grunt burzy się intensywnie, lecz krótko, określa się go jako wapnisty), (1-3% CaCO₃ II klasa – burzy się słabo i krotko, określa się go jako słabo wapnisty); (<1% CaCO₃ I klasa – grunt nie burzy się lub wykazuje tylko ślady reakcji, określa się go jako bezwapnisty).

Wilgotność naturalna – to wilgotność przy której w danych warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu, a więc uzyskuje on maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego. W trakcie laboratoryjnych badań wilgotności optymalnej danego gruntu określa się więc ilość wody, jaką należy użyć podczas zagęszczania tego gruntu, aby uzyskał on największe zagęszczenie. Naturalną wilgotność gruntu w_n obliczamy ze wzoru:$w_{n} = \frac{m_{\text{mt}} - m_{\text{st}}}{m_{\text{st}} - m_{t}}$ m_mt – masa wilgotnej próbki z masą parowniczki [g] m_st – masa próbki wysuszonej z masą parowniczki [g] m_t – masa parowniczki [g]Wynik ostateczny przyjmujemy jako średnia arytmetyczną wartości obu oznaczeń, jeżeli różnica nie przekracza 5% wartości średniej. Gęstością objętościową (ρ) gruntu nazywa się stosunek masy próbki gruntu (w stanie naturalnym) do jej objętości. $\rho = \frac{m_{n}}{V}$ m_n-masa próbki gruntu w stanie naturalnym, V- objętość badanej próbki gruntu. Gęstość objętościowa jest jednym z parametrów charakteryzujących strukturalno- teksturalne właściwości gruntów. Jej wartość zależy od składu mineralnego, porowatości i wilgotności gruntów. W zależności od rodzaju gruntu oraz stanu i wielkości próbki, przeznaczonej do badań, przy oznaczaniu gęstości objętościowej gruntu stosuje się jedną z czterech metod: 1. metodę pierścienia tnącego 2. metodę rtęciową 3. metodę wyporu hydrostatycznego ( parafinowania ) 4. metodę oznaczania gęstości objętościowej w cylindrze. Pierwsze trzy metody stosuje się przy badaniu gruntów spoistych, drugą i trzecią również dla gruntów skalistych, metodę czwartą - przy badaniu gruntów niespoistych. Spośród wymienionych powyżej metod oznaczania gęstości objętościowej metoda pierścienia tnącego jest metodą najprostszą, najszybszą i przy dokładnym wykonaniu oznaczenia pozwala również na uzyskanie bardzo dokładnych wyników. Należy więc ją stosować zawsze tam, gdzie rodzaj, stan gruntu oraz jego ilość na to pozwalają. Stopień plastyczności - $I_{L} = \frac{\left( w_{n} - w_{P} \right)}{w_{L} - w_{P}}$ w_n-wilgotność naturalna, w_P-granica plastyczności, w_L- granica płynności. Wyróżnia się sześć stanów gruntu: zwarty, półzwarty, twardoplastyczny, plastyczny i miękkoplastyczny. Granica plastyczności w_Pjest to wilgotność jaką ma grunt na granicy stanu półzwartego i twardoplastycznego. Przy tej wilgotności wałeczek gruntu, podczas jego wałeczkowania na dłoni, pęka po osiągnięciu średnicy 3mm lub podniesiony za jeden koniec rozpada się na części. Granicą płynności w_L nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu miękkoplastycznego i płynnego. Przyjmuje się, że granicy płynności odpowiada wilgotność gruntu, przy której bruzda wykonana w paście gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu Casagrande'a, łączy się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy 25-tym uderzeniu miseczki o podstawę aparatu. Spoistość – I_P = W_L − W_p

Minerałem nazywamy pierwiastek, związek chemiczny, lub mieszaninę związków chemicznych, w stałym stanie skupienia, powstającą w sposób naturalny. Substancje które uznajemy za minerały, powstają bez udziału człowieka. Skałą nazywamy zespół wielu minerałów lub wielu osobników tego samego minerału, powstały w sposób naturalny. Dzielimy je na monomineralne i polimineralne. Ze względu na genezę dzielimy na magmowe, osadowe, przeobrażone(metamorficzne). Skały magmowe – powstają w wyniku krzepnięcia płynnego krzemianowego stopu zwanego magmą, który wylewając się an powierzchnie ziemi staje się lawą wulkaniczną. Skały osadowe – powstają w wyniku osadzenia się w środowisku wodnym lub lądowym elementów mineralnych lub organicznych. Skały przeobrażone – powstają w wyniku przeobrażenia wcześniej istniejących skał pod wpływem czynników występujących w głębi ziemi. Kryształ – to ciało fizycznie i chemicznie jednorodne o prawidłowej budowie wewnętrznej. Kryształ jest wielościanem wypukłym ograniczonym ścianami płaskimi powstałym na drodze krystalizacji ze stopu lub roztworu. Atomy lub jony uporządkowane są w krysztale według prawideł sieci przestrzennej. Jednorodność fizyczna – wykazywanie w każdym punkcie kryształu takich samych własności skalarnych Jednorodność chemiczna – wykazywanie w każdym punkcie kryształu jednakowego składu chemicznego Barwa minerału zależy od zdolności pochłaniania światła białego. Materiały barwne – stałe i charakterystyczne dla danego związku barwy Bezbarwne – nie posiadają barwy, mogą być bezbarwne Zabarwione – barwa pochodzi od domieszek różnych związków chemicznych, materiały zabarwione mają rysę białą Rysa – jest to barwa sproszkowanego minerału. Określamy ją uzyskując sproszkowanie materiału poprzez pocieranie – zarysowanie minerału na płytce niepolerowanej porcelany Przezroczystość – jest związana z przepuszczalnością światła białego. Określa się ją obserwując przez płytę minerału zarysy pisma. są – przezroczysty, półprzezroczysty i nieprzezroczysty. Połysk – jest cechą związaną z odbijaniem światła od powierzchni minerału. Są: szklisty, metaliczny, tłusty, perłowy i jedwabisty. Łupliwość – zdolność minerału do pękania i rozpadania wzdłuż płaskich i gładkich powierzchni pod wpływem uderzenia lub nacisku. Są: doskonała, bardzo dobra, dobra, wyraźna, niewyraźna. Przełam – pękanie minerału w jednym kierunku lub kilku kierunkach wzdłuż nierównych powierzchni. Są: muszlowy, równy, nierówny i haczykowy. Twardość – opór jaki stawia minerał przy zarysowaniu jego powierzchni zaostrzonym przedmiotem. Do oznaczenia twardości minerałów używa się 10 stopniowej skali Mohsa.

Pokrój – ogólny kształt kryształu. Są: izometryczny(te same wymiary w 3 kierunkach), tabliczkowy(różne wymiary w 3 kierunkach), płytkowy(podobne wymiary w 2 kierunkach, w 3 mniejszy), słupkowy(podobne wymiary w 2 kierunkach, w 3 zdecydowanie większy). Skały magmowe – ze względu na skład mineralny: kwaśne, obojętne i zasadowe. Struktura – stopień krystaliczności, wielkość i kształt kryształów oraz wzajemnie stosunki między nimi. Są: pełnokrystaliczne, częściowo krystaliczna i szklista tekstura – dotyczy przestrzennego rozmieszczenia składników, stopnia ich uporządkowania oraz stopnia wypełnienia przestrzeni skalnej. Są: bezładna i uporządkowana.

Wyróżnia się sześć stanów gruntu: zwarty, półzwarty, twardoplastyczny, plastyczny i miękkoplastyczny.