Фи́зико-механи́ческие сво́йства грунто́в, в инженерной геологии – свойства грунтов, которые проявляются при их взаимодействии с внешними нагрузками и обусловливают их различие или сходство с другими грунтами при механическом воздействии. Относятся к классу физических свойств.

В зависимости от условий взаимодействия грунтов с нагрузками выделяется несколько типов физико-механических свойств: деформационные (проявляющиеся при нагрузках ниже критических, т. е. не приводящих к разрушению грунта), прочностные (напротив, проявляющиеся при нагрузках выше критических, т. е. при разрушении грунта). В зависимости от характера приложения нагрузок различают физико-механические свойства статические (проявляющиеся при действии однократных постоянных нагрузок или стационарных полей напряжений) и динамические (проявляющиеся при действии переменных нагрузок или многократных нестационарных полей напряжений). Особенности проявления физико-механических свойств грунтов во времени характеризуются их реологическими (при действии во времени статических нагрузок) или виброреологическими (при действии во времени многократных динамических нагрузок) свойствами.

Физико-механические свойства грунтов наиболее детально изучаются в механике грунтов – научном направлении, являющемся разделом строительной механики (раздел механики) и находящемся в логическом пересечении с инженерной геологией. Теория механики грунтов базируется на классических работах И. Ньютона, Ш. Кулона, Р. Гука и др. В исследование физико-механических свойств грунтов внесли вклад многие отечественные (Ю. М. Абелев, Б. В. Байдюк, Г. К. Бондарик, Е. А. Вознесенский, М. П. Воларович, С. С. Вялов, Н. М. Герсеванов, С. Е. Гречищев, Н. Я. Денисов, Ю. К. Зарецкий, Р. С. Зиангиров, В. А. Королёв, В. М. Ладыгин, В. Д. Ломтадзе, Н. Н. Маслов, В. И. Осипов, В. В. Ржевский, В. Т. Трофимов, В. А. Флорин, Н. А. Цытович и др.) и зарубежные (Т. Лэмб, Дж. Митчелл, К. Терцаги, Г. Чилингар, США; С. Р. Месчян, Армения; А. Скемптон, Великобритания, и др.) учёные.

В механике грунтов рассматриваются поверхностные и объёмные нагрузки, прикладываемые к грунтам (образцу, массиву и т. п.), под действием которых в них возникают механические напряжения двух видов – нормальные (σ) и касательные (τ). В общем случае напряжённое состояние в точке тела (грунта) определяется совокупностью всех векторов напряжений, действующих на площадках, проходящих через эту точку в трёхмерном пространстве (с осями $x$, $y$, $z$), и описывается тензором напряжений (T_σ), компонентами которого являются 3 нормальных (σ_x, σ_y, σ_z) и 6 касательных (τ_xy = τ_yx; τ_yz = τ_zy; τ_zx = τ_xz) напряжений. Нормальные напряжения вызывают линейные деформации (ε), а касательные – сдвиговые (γ). Линейные деформации могут быть положительными (сжатие) или отрицательными (растяжение). Компоненты нормальных (σ_x, σ_y, σ_z) и касательных (τ_xy=τ_yx; τ_yz=τ_zy; τ_zx=τ_xz) напряжений вызывают соответствующие компоненты линейных (ε_x, ε_y, ε_z) и касательных (γ_xy=γ_yx; γ_yz=γ_zy; γ_zx=γ_xz) деформаций. При действии на грунт всесторонних нагрузок (σ_v) в нём возникают всесторонние деформации (ε_v).

Одним из центральных вопросов в механике грунтов является установление для грунта количественной зависимости между напряжениями и соответствующими им деформациями, т. е. установление функций вида ε = f(σ); γ = f(τ) или ε_v = f(σ_v). В общем случае эти функции являются нелинейными, зависят от большого числа факторов и поэтому не существует универсальных уравнений, описывающих эти взаимосвязи, которые обычно устанавливаются опытным путём. Однако для частных случаев эти зависимости являются линейными и описываются простыми линейными уравнениями, известными в механике как закон Гука.

Закон Гука для нормальных, касательных и объёмных напряжений, соответственно, записывается в виде: σ = Eε, τ = Gγ и σ_v = Кε_v, где Е – модуль Юнга (или модуль упругости грунта), Па; G – модуль упругого сдвига, Па; К – модуль объёмной упругости, Па. В упругой области поперечная (ε_x) и продольная (ε_z) деформации связаны между собой соотношением: ε_x = – με_z, где μ – коэффициент Пуассона грунта (безразмерная величина).

Показатели физико-механических свойств грунтов в инженерной геологии используются при расчётах осадок сооружений, оценке несущей способности грунтов, расчётах устойчивости откосов, подпорных стенок и других сооружений, а также при моделировании различных геологических и инженерно-геологических процессов и др.