с какой целью железнодорожные шпалы кладут на сыпучий балласт, а не прямо на твердый грунт?

Сыпучий материал передает давление не только вниз, но и в стороны. Тем самым величина площади грунта, на которую действует вес поезда, увеличивается. Соответственно уменьшается давление на грунт.
Так лучше сохраняются рельсы.