阿特伯格界限的测定
我们将说明确定流限、塑限和收缩限的试验，这些试验在土力学中最为重要。所有这些试验都在扰动的黏性土试样上进行。
液限测定试验
此试验取约 200 p 的天然含水状态土样，不含直径超过 0,5 mm 的颗粒，以免影响试验结果的准确性。试样不得在烘箱中干燥，而应立即放入装有蒸馏水的瓷杯中，保持数小时，直到充分润湿。对于塑性指数 IP < 20 的壤土，润湿时间约为 4 小时；对于 IP > 20 的黏土，润湿时间为 18 小时。随后将润湿后的试样倒到玻璃板上，并用实验室刀充分混匀，制成均匀的稠浆。若发现有大于 0,5 mm 的颗粒，则在搅拌时将其去除。
如此制备的试样被转入用于测定液限的 Casagrande 仪器的黄铜碗中（图 1），在我们的实验室中称为 Casagrande 震动器。
图 1。Cassagrandeov aparat za određivanje granice tečenja
该装置由一个黄铜碗组成，通过专门连接件接入设备；底座为硬橡胶弹性支座，上部设有偏心轮和旋转手柄，其中偏心轮升起至 1 cm 的高度，致使碗下落并撞击支座（图 1a）。装置尺寸已标准化。此外，还配有尺寸精确规定的成型刀（图 1b）。
将舀入黄铜碗中的样品用刀刮平，使样品表面完全平整，并使样品覆盖碗前部略多于一半，同时其高出碗底最低点的高度约为 12 mm。然后将碗装入仪器，用成形刀在中间切出一条沟槽，使其完全笔直并能看到碗的黄铜底部，这可通过将刀小心地垂直于碗底拉动来实现。沟槽长度应约为 40 mm。随后立即以每秒 2 转的速度旋转仪器手柄，同时计数碗撞击底座的次数并观察沟槽；由于碗撞击底座，沟槽会变窄，因为被切开的样品部分开始移动并趋于重新结合。继续转动手柄，直到沟槽在长度 10 mm 上重新闭合为止。达到这一点后，停止继续转动手柄，随后立即用刀从已闭合沟槽两侧附近取出约 2 cm3 的样品，放入表面皿中，并测定土壤含水量。
该试验重复 3-4 次，方法相同，但每次含水量不同；这通过先将试样与较少量的水混合，然后在其余试验中再加水来实现。每次试验结束后，将试样倒到玻璃板上，加入少量水并充分搅拌，以获得均匀的、每次都稍稀一些的糊状物。
为进行该试验，所制备的糊状物不应过稠或过稀，因为土体稠度状态若离液限过远，则无法为本试验提供所需精度。通常认为，如果击数小于 10 或大于 50，则试验失败；但若这些界限的间隔为 10-40 次击，则认为试验精度更好。
需要指出的是，根据一种方法，每次完成手柄转动并在长度为 1 cm 的槽口合拢后，立即用刀将黄铜碗中的样品拌匀，再次抹平碗中样品表面，切出新槽，然后转动仪器手柄。如此反复，直到在长度为 1 cm 的槽口合拢时连续三次得到相同的击数为止，该击数作为进一步确定流限的依据。试验结果绘制在半对数坐标图上（图 2）。横坐标上按对数刻度标示击数，纵坐标上按算术刻度标示样品干重百分比的含水量。由于每次试验的含水量 w 不同，因此会得到 A、B、C 和 D 点，它们对应不同的击数，其中含水量越大，击数越少，反之亦然。将这些点连接起来便得到一条斜直线，在其上寻找对应 25 次击数的点 M。对应这一点的含水量即取为液限 wL。
图 2。屈服极限的确定
塑限的测定
按上文所述方法制备的土样，但加水较少，使其成为接近硬塑状态的塑性体，先团成约 2-3 cm3 的小球，然后在普通纸或吸水纸上用手掌搓成厚度为 3 mm 的细条。如果试样能在不破裂的情况下搓到该厚度，则再次团成小球并按同样方法搓制。如此反复进行，直到细条在厚度为 3 mm 时开始断裂。然后将断裂的细条放入表面皿中，测定含水量。该含水量以试样干重百分比表示，即为塑限 wP。
收缩限的测定
图 3。收缩边界的确定
按 液限测定试验 所述方法将土样与蒸馏水混合，使其稠度大致接近液限，此时孔隙已被水饱和。随后将其制成球状，先在空气中干燥，然后在 105°C 的烘箱中干燥。采用这种逐步干燥的方式，是为了避免干燥后样品中出现裂缝而影响试验。开始时立即测定样品的重量 W1，并通过浸入汞中的试验测定其体积 V1；随后继续在空气中干燥，再在烘箱中干燥，并间歇取样、在干燥器中冷却，测定其重量 W2、W3、W4 等以及体积 V2、V3、V4 等。这样即可确定，在某一含水状态下，样品体积停止减小，而其重量仍因干燥继续下降。若样品在初始状态下已被水饱和，即孔隙中不含空气，则样品干燥至收缩极限时失去的水量大致相当于样品体积的减小。此后继续干燥而不再测定体积，直到样品完全干燥，即重量恒定为止。然后针对每一次体积和重量测定，计算样品干重中所含水分百分数，并将试验结果绘入图表（图 3）。由此得到 A、B、C、D 和 E 各点，并将其连接起来，通常可得到一条在收缩极限区域出现明显折点的曲线。在折点 S 处，可得到与收缩极限 W_S 相对应的含水率 w。
毛细性测定
测定水分毛细上升高度的试验有两种方法，即直接测量水分毛细上升高度，以及借助毛细仪进行间接测量。
通过直接测量确定毛细上升高度的试验
从扰动样中取约 300 pondi 的土样，将其在 105°C 下干燥，随后冷却后将其粉碎成极细粉末，不得压碎颗粒。将所得粉末倒入直径为 ø 25 mm、长度为 1,5 - 2,5 m、两端敞开的玻璃管中，其下端事先用玻璃棉或一块布封住。将干燥粉末从上端敞口处倒入至约 10 cm 的高度，然后提起玻璃管，使其在木地板或其他弹性支承上撞击下落，直至管内粉末出现沉实。用在管上标记油性粉笔线来控制粉末沉实情况。之后再倒入另外 10 cm 的粉末，重复同样步骤，直到用试验土样的压实干粉充满玻璃管，并对其毛细性进行测试。随后将管底浸入装有静止蒸馏水的玻璃容器中，但管的下端不得置于容器底部（图 4）。将玻璃管用木条固定到刻度尺上，使管和刻度尺都保持垂直。之后观察管内水的上升，可通过颜色清楚辨认：干样颜色浅，湿样颜色深。容器中水位与湿样上缘之间的距离即为毛细上升高度 hk。
图 4。 通过直接测量确定水分毛细上升高度
通常在 1、2、4、8、16、32、64 等小时后进行观测。观测结果绘制成图表，其横坐标表示小时数，纵坐标表示水的毛细上升高度，单位为 mm（图 5）。
对于砂性材料，毛细上升一开始很快，随后变慢，且最终高度很快达到。对于黏土材料，毛细上升一开始较慢，但持续时间更长，并能达到明显更高的高度。
这种确定毛细高度的方法耗时较长，尤其是在黏土中更是如此。此外，毛细上升高度还取决于空气温度及其湿度，因此有必要尽可能保持这些因素恒定。
图 5。土中毛细上升水的示意图，a-砂；b-粉土；c-黏土
采用毛细管仪测定毛细上升高度的试验
存在多种不同结构的毛细管仪，例如 Beskowa、Jürgenson 和 Engelhardt 毛细管仪。这里我们将介绍应用最广泛的 Beskowa 毛细管仪的工作原理。
该试验可在未扰动或已扰动试样上进行。如果试样为扰动样，则将其以屈服极限状态放入仪器中。
图 6。Beskow 毛细管仪
Beskow 毛细仪由两个容器组成（图 6），其下部通过增强橡胶软管相互连接。容器 1 中在滤底上放置土样，而其下方的容器部分充满蒸馏水，部分充满水银；水银位于下部，因此还充满整根橡胶软管以及容器 2 的下部。试验开始时，两容器中的水银液位相同。随后将容器 2 向下放低，从而在容器 1 的滤底下方形成负压。当该负压大于土样中的毛细力时，空气穿过土样进入滤底，随后两容器中的水银液位立即通过容器 2 的逸气而趋于一致。两容器中水银液位之差 Hg，在负压与毛细力相等的瞬间，即空气开始穿过土样之前，换算为水柱高度并加上土样下方的水柱高度 h，可得毛细高度 hk。由于水银比水重 13,6 倍，因此毛细上升高度 hk 为：
hk = 13,6 Hg + h
土壤渗透性测定
实验室土体渗透性测定试验是借助称为 permeametri 的特殊仪器进行的。渗透仪有多种结构，但可分为两类：用于粗粒土的 恒定水压渗透仪，以及用于细粒土的 下降水压渗透仪。在这两种情况下，试验都在未扰动试样上进行。
通过实验室试验测定土的渗透系数，其数值按某一特定温度表示，这是由于水在不同温度下黏度不同，从而影响渗透系数_k_的数值。通常将温度_t_=10°C时的_k_值作为表示。如果10°C，即测定渗透系数_k_时水温_T_与_t_=10°C不同，则按下式换算其数值：
k10oC = ηt /η10oC * kT
其中 ηt 和 η10oC 分别为工作温度 T 下的水黏度，以及采用温度 t =10°C 下的水黏度。
kT 为在工作温度 T 下得到的土壤渗透系数值。
不同温度 T 下的黏度数值见表 1。
恒定水压试验
图 7。恒定水压渗透仪
本试验取一完整土样置于直径 D、高度 h、下缘经削尖的金属圆筒中，可通过压入土中或压入更大的完整土样中取得。将试样的上、下表面与圆筒边缘刮平后，把圆筒中的试样放入仪器（图 7）中，置于上、下过滤器之间。下过滤器由密筛和滤石组成，以便让水流经试样并防止土粒被冲刷。上过滤器不设筛网，因为其颗粒冲刷的可能性较小。向试样供水来自水位 N，该水位通过溢流保持恒定，因此静水压力 H 恒定。在该压力下，水流过厚度为 h 的试样，并通过接在仪器上部的管道流入玻璃量筒 M 中滴落。
一旦水开始通过试样流入量筒，我们就启动秒表，并观察在时间 t 内流入量筒的水量 q。根据达西定律，有
q = k*A*t*i
其中 k 为渗透系数，单位 cm/sec，A 为试样截面积，i 为水力坡降，i = H/h.
由上式可得 k= qh/Ath [cm/sec]。
我们在观察开始至结束的各个时间间隔内读取通过试样的水量，因此可以得到通过试样的分段水量和总水量。
为排除试样和水中可能导致试验结果错误的空气气泡，试验前试样必须处于饱和状态，并且试验应使用煮沸过的，至少也应是静置过的水。
除了前述基于由于水位差 H 而产生静水压力的装置外，也有一些装置，其静水压力由 10 到 15 kp/cm2 的气压产生，并借助压缩机保持恒定。