Поскольку при нарушении структурных связей грунта его свойства изменяются, необходимо изучать состояние грунта при ненарушенной структуре. Для этого в процессе инженерно-геологических изысканий из шурфов и скважин отбирают монолиты — большие образцы грунта ненарушенной структуры. Из этих монолитов в лабораторных условиях берут меньшие образцы и экспериментально определяют три основные характеристики:

плотность (объемную массу) грунта р естественной (ненарушенной) структуры, равную отношению массы образца грунта к его объему;
плотность (объемную массу) твердых частиц грунта pi-, равную отношению массы твердых частиц к их объему;
природную весовую влажность грунта до, равную отношению массы содержащейся в нем воды к массе твердых частиц,

Выделим из грунта образец объемом V = 1 см3 и мысленно разделим его на две части: одну, занятую твердыми частицами, объемом Vi, и другую , занятую порами, расположенными между этими частицами, объемом V% (рис. 1.3). Пространство, занятое порами, можно разделить в общем случае также на две части, одна из которых занята водой, другая — воздухом. Пусть масса твердых частиц в объеме V будет gi, а масса воды — gz (масса воздуха не оказывает влияния на результаты расчетов). В соответствии с определениями

Плотность грунта определяют взвешиванием чаще всего по образцу, взятому в режущее кольцо, иногда парафинировавшем или другими методами, в т. ч. путем гамма-каротажа.. Плотность твердых частиц находят с помощью пикнометра. Влажность грунта устанавливают взвешиванием образца естественной влажности до и после высушивания (до постоянной массы) при температуре 105 °С.