Крім поїзних навантажень, на земляне полотно постійно діють стихійні сили природи: води, температура, вітер, землетруси і т. д. Під впливом цих сил ґрунти, що складають земляне полотно, можуть вимиватися або розмиватися водою, розтріскуватися або взбугриваться у зв'язку з промерзанням і відтаванням, видуватися вітром або піддаватися геологічного вивітрюванню. Для того щоб зберегти цілісність грунтів, їх покривають різними одягом або закріплюють.

 Одягу для укосів, схильних до постійного чи періодичного підтоплення. Одягу вибирають в залежності від висоти хвилі та швидкості течії води.
 

Найбільш потужною одягом є монолітні залізобетонні плити розмірами від 5Х5 до 10Х10 м, товщиною 0,15 - 0,45 м (рис. 1.14). Такі плити допускають вплив хвиль висотою до 3,5 м і навіть більше. В аналогічних умовах при менших хвилях застосовують збірні залізобетонні плити чи омоноличенные по контуру, тобто залиті по швах цементним розчином (розмірами від 2,5Х2,5 до 2,5Х3,5 м), збірні плити з бетону або асфальтобетону (розмірами 1Х1 м при товщині 0,16 - 0,2 м). При застосуванні збірних залізобетонних або бетонних плит під ними на укіс укладають так званий зворотний фільтр.Цей фільтр являє собою щебеневу або гравійну підготовку з шарів, що мають більш дрібні фракції на укосі і більш великі під самою плитою. Зворотний фільтр захищає відкоси від вимивання ґрунту водою, яка проникла через шви між плитами.

Всі ці типи одягу називають індустріальними, оскільки їх влаштовують за допомогою механізмів і машин. До таких же індустріальним одягу для захисту постійно підтоплюються укосів відносять кам'яні начерки (рис. 1.15). Щоб начерки з каменю були надійні, важливо підбирати розміри каменів (і, отже, їх масу), при яких вони не несуться течією води. Досвід і дослідження показують, що при швидкостях 1,5; 2,5 і 3,5 м/с маса каменів відповідно повинна бути не менше 3; 8 і 16 кг.

Більш надійною і довговічною одягом, ніж кам'яна начерку, є начерку з каменю в плетневых клітинах. Однак її пристрій більш трудомістко; тут можливе лише часткове використання механізмів. До таких же більш трудомістким, але вельми ефективним одягу для захисту укосів від бурхливих потоків води відносяться габіони. Вони являють собою прямокутні чи циліндричні ящики, заповнені дрібним каменем. Каркаси габіонів зроблені з прутковой сталі діаметром 6 - 8 мм і обтягнуті сіткою з оцинкованого дроту діаметром 2,5 - 4 мм.В процесі експлуатації дрібний камінь заноситься мулом і поступово стінка, викладена з габіонів, як би омоноличивается.

Можливі види стінок з габіонів (пов'язаних дротом) показано на рис. 1.16. Частина з них роблять в період, коли немає води (рис. 1.16, а), деякі - в період повені. Наприклад, на рис. 1.16, б показано, як під воду скочуються циліндричні габіони. Відомий досвід захисту берегів і укосів безформно закріпленими сітками, які закидається камінь при дуже бурхливих весняних потоках.

У попередні роки для захисту заплавних насипів застосовувалося подвійне мощення. Пристрій цього одягу дуже трудомістко, а захисний ефект невеликий. Застосовують також одиночне мощення (рис. 1.17), пристрій якого теж трудомістко. Камені укладають на підстильний шар з моху, соломи, торф'яного очосу, а якщо потрібно домогтися гідроізоляції, на шар промазученного піску (5 - 10 см). У підошви укосу роблять рисберму для того, щоб не допустити підмивання грунту знизу.

В якості одягу для періодично затоплюваних укосів заплавних насипів або берегів використовують чагарники і дерева. Воліють місцеві породи вербових чагарників. Бажані стелящиеся коренева система, щоб «армувати» поверхневі шари грунту, і кустящаяся крона, щоб ефективніше гасити дрібні хвилі.

Для захисту укосів в період бурхливих весняних паводків широко використовуються різні часові хворостяные одягу, наприклад фашины, фашинные матраци, вистилки і т. д.

Фашины бувають легкі (зв'язка хмизу довжиною 2 - 4 м) і важкі (теж зв'язка, наповнена дрібним каменем), їжача (коли по периметру зв'язки стирчать радіально кілочки), карабуры - в'язки хмизу, соломи, каменю, загорнуті за принципом «рулету» (рис. 1.18). Добре захищають основу укосу від розмиву і гасять енергію хвиль, що набігають в'язки хмизу у вигляді фашинных матраців (зв'язка хмизу, покладеного пошарово, перпендикулярно один одному, загальною товщиною 0,4 - 0,6 м). Укоси захищають фашинной кладкою «в стінку» (рис. 1.19).

В районах Середньої Азії нерідко застосовують поєднання хворостяных выстилок з залізобетонними тетраедрами або з сипаями (зв'язки з дерев'яних кілків або колод). Тетраедри і сипаї підвищують стійкість хворостяных выстилок, а також служать заилителем, оскільки знижують швидкість течії води.

Ряд фахівців вважають, і це підтверджено практикою, що укоси насипів біля водоймищ і на заплавах річок вигідніше не зміцнювати залізобетонними плитами або кам'яним накидом, а робити дуже пологими (наприклад, 1:25). При цьому досягається хороший результат по захисту від розмиву, особливо якщо застосувати одночасно посів трав або посадку чагарників.

 Одягу для укосів, підданих впливу зливових і талих вод. Найпростішою одягом для таких укосів є посів багаторічних трав. Для посіву застосовують спеціальний агрегат АДТС-2. Насіння висівають на укосах виїмок і насипів після попереднього покриття укосів рослинним грунтом (шар товщиною 10 - 15 см). Агрегат засіває за зміну 4000 - 9000 м2, при цьому він рихлить грудки, вносить добрива і накочує посів. Через 3 - 4 міс. після посіву отримують густий терен. Рекомендовано багато трав для такого засіву (в основному в залежності від кліматичної зони: тимофіївка лучна, костриця лучна, стоколос безостий, люцерна, конюшина).

З успіхом використовують і готовий дерен для покриття укосів або дерновкой плазом, або дерновкой в клітку. Найкраще проростає і тому бажаний луговий дерен, гірше піщаний. Дерен застосовують штучний і стрічковий. Прикріплюють його до грунту при укладанні дерев'яними спицями довжиною 25 см, діаметром 2,5 см (або перерізом 2х2 см). Встановлено, що дернівка (суцільна) в 10 разів дорожче і в 30 разів більш трудомісткі, ніж механізований посів трави. Проте все ж доводиться дерновку застосовувати, так як її захисний ефект настає практично відразу.

Укоси виїмок в глинах і глинистих грунтах повинні бути укріплені одягом, інакше вони будуть сповзати або обпливати після злив. Такі укоси рекомендують зміцнювати посадкою чагарників типу скумпії і обліпихи. Обліпиха до того ж відноситься до дуже цілющим лікарським рослинам.

 Одягу для укосів насипів, зведених з дрібнозернистих пісків. Укоси таких насипів захищають від видування покриттям з щебеню або глинобетону (товщиною 10 см). Так як глинобетон грає одночасно роль гідроізолятор, то при його використанні у підошви укосів роблять дренажні вікна, що дозволяють витікати воді з тіла насипів.

В якості тимчасової одягу іноді використовують очерет (у вигляді суцільного настилу). У бровки укосів встановлюють так звані напівявні щити, які являють собою прихований ряд чагарників або очерету.

 Одягу для укосів виїмок в легко выветривающемся скельному грунті. Нерідко внаслідок геологічного вивітрювання утворюються западини та заглиблення на поверхні укосів скельних виїмок. Для закріплення таких місць застосовують одягають стіни; в скелю забивають штирі, натягують на них металеву сітку і покривають цементним розчином. Одягають стіни захищають шлях від падіння на нього каміння.

 Захист річкових і морських берегів. Найбільш вірогідний підмив берегів річок, що мають закрут (поворот). Найпростішою захистом є зведення полузапруд під кутом до течії води. Швидкість води при цьому падає і річкового потоку починають випадати частинки мулу.Так поступово не тільки припиняється розмив, але іноді спостерігається навіть нарощування цього берега.

На морських узбережжях берегозахисні споруди діляться на два основних види в залежності від їх призначення. Для захисту берега від руйнування (від унесення пляжної гальки), а отже, від переміщення урізу води до земляного полотна застосовують буни (рис. 1.20) і донні хвилеломи. Для захисту земляного полотна від руйнівної дії хвиль влаштовують волноотбойные стіни.

Можливо в якості тимчасових споруд використання стін з ряжей. Вони являють собою зруби типу колодязя з дном, заповнені каменем.

Захист берегів, а також земляного полотна біля річок і морів досягається також з допомогою спеціальних регуляційних споруд.

 Закріплення ґрунтів. Цементація грунтів являє собою ін'єкція (нагнітання) в пори і тріщини ґрунту цементного розчину. Після затвердіння розчину підвищується міцність грунту.

 Силікатизації грунтів - це зміцнення їх за рахунок послідовного нагнітання рідкого скла і хлористого кальцію. В результаті утворюється тверда речовина, не розчинна у воді. Цей спосіб застосовується в пісках без органічних домішок, частково в лесах і лесовидних грунтах.

 Хімічне закріплення грунтів полягає в затвердінні ґрунту за рахунок нагнітання в нього розчину хімікатів: сульфітно-спиртової барди, карбамідної смоли (з добавкою затверджувачів) та ін

 Електрохімічне закріплення ґрунтів полягає насамперед осушення грунту, яке досягається, якщо через грунт пропускають постійний електричний струм (через забиті в нього електроди). Якщо ж ще потрібно домогтися затвердіння грунту, то в нього перед пуском струму нагнітають рідке скло (або інші хімікати).

 Випал застосовують для зміцнення глини. Випал роблять через спеціальні свердловини, в які вводять паливо.