第三章土地工程的实验与试验土地工程技术是土地工程科学合理实施的必要基础，而土地工程的实验与试验即为工程技术研发而服务的，为土地工程实践提供理论指导和技术支撑，进而提高土地利用效率，促进土地有效利用和可持续利用。
通常土地工程技术研究以与土地工程相关的水土理化性质为载体，通过对比和分析，研究获取土地工程技术。
土地工程技术研究是土地工程研究的重要内容，与其他学科相似，土地工程技术研究的方法包括室内实验分析、室外试验以及模型模拟实验等。
第一节室内实验研究方法水土理化性质是进行土地工程研究的基础资料，通常这些性质是通过室内实验分析获取的。
根据获取指标种类的不同，将室内实验方法分为基础实验方法和工程实验方法: 基础实验方法指水土的基础理化性质实验，而工程实验方法是指与土地工程相关的岩石力学或工程力学等指标测定的实验方法。
—、基础实验方法总体而言，基础实验获取的水土性质指标分为物理性质指标和化学性质指标。
以下分别从获取水土性质指标的实验方法、使用的主要仪器以及实验依据的标准或规范进行说明。
(一）水土物理性质测定的实验方法水的物理性质测定主要是水质感官和酸碱度测定。
土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质，可分为两类:一类是必须通过试验测定的，如含水量、密度和土粒比重;另一类是可以根据试验测定的指标换算的.如孔隙比、孔隙率和饱和度等。
水土物理性质测定实验方法分别见表3-1和表3-2。
表（3-1）水的物理性质测定试验方法指标名称实验方法主要仪器名称依据的标准名称水温温度计法温度计GB 13195-91pH 玻璃电极法pH计GB 6920-86电导率电导电极法电导率仪《水和废水监测分析方法》一2002 *可溶盐总量蒸干法水浴锅、烘箱、天平HJ/T 51—1999色度铂钴比色法和稀释倍数法具塞比色管GB 11903-89浊度分光光度法和目视比浊法具塞比色管GB 13200-91臭臭阈值法水浴锅、锥形瓶《水和废水监测分析方法》-2002透明度铅字法、塞氏盘法透明度计、塞氏圆盘《水和废水监测分析方法》-2002注:国家环境保护总局、水和废水监测分析方法编委会.2002.水和废水监测分析方法(第四版).北京：中国环境科学出版社.表（3-2）土的物理性质测定试验方法指标名称实验方法主要仪器名称依据的标准名称容重环刀法天平、环刀NY/T 1121.4—2006 比重密度瓶法天平、比重瓶LY/T 1224—1999孔隙度计算法—《土壤理化分析与剖面描述》一 1996 *含水量烘干法天平、烘箱《土壤理化分析与剖面描述》--1996粒径分布激光粒度分析仪法激光粒度分析仪激光粒度分析仪测定水稳性大团聚体组成湿筛法土壤团聚体分析仪NY/T 1121.19—2008微团聚体组成激光粒度分析仪法激光粒径分析仪NY/T 1121.20—2008 水分特征曲线离心机法离心机《土壤理化分析与剖面描述--1996电导率电导率仪法电导率仪法电导率仪测定pH 离子电极法pH计NY/T 1121.2—2006 水溶性盐总量残渣烘干重量法烘箱NY/T 1121.16—2006 注:刘光崧.1996. 土壤理化分析与剖面描述.北京：中国标准出版社. (二）水土化学性质的实验方法水土化学性质主要指通过酸碱中和、氧化还原、沉淀等化学反应、生物化学反应及物理化学的原理测定的化学指标。
水质化学测定主要是水中离子的测定。
土壤化学性质测定可分为两个部分:①土壤发生学有关的方面，多研究土壤中的化学元素组成、迁移、积累等特点。
常测定的项目有黏粒的矿物组成、全量分析、碳酸钙含量、盐分测定等。
②与土壤肥力有关的方面，多研究植物生长发育的各种土壤化学性质，如各种养分的形态和含量、土壤交换性能等。
水土化学性质测定实验方法见表3-3和表3-4。
表3-3水的化学性质测定实验方法指标名称实验方法主要仪器名称依据的标准名称溶解氧溶解氧测定仪法溶解氧测定仪HJ 506—2009总硬度EDTA滴定法滴定管GB/T 6909—2008 化学需氧量化学需氧量仪法HJ/T 399—2007 GB/T 50123—1999 五日生化需氧量稀释与接种法HJ 505—2009 GB/T 50123—1999碳酸根双指示剂-中和滴定法滴定管《水和废水监测分析方法》一2002重碳酸根双指示剂-中和滴定法滴定管《水和废水监测分析方法》一2002硫酸根EDTA络合滴定法滴定管《土壤农化分析》(第三版)一2000*硫酸盐全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书氯化物硝酸银滴定法滴定管GB/T 11896-89钾火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度计GB 11904-89指标名称实验方法主要仪器名称依据的标准名称钠火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度计GB 11904-89钙EDTA滴定法滴定管GB 7476-87 钙和镁总量EDTA滴定法滴定管GB 7477-87 镍ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定镉ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铬ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铜ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定锌ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铅ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定汞ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定砷ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铁ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铝ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定锰ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定硒ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定氨氮全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书硝氮全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书表3-4 土的化学性质测定实验方法指标名称实验方法主要仪器名称依据的标准名称有机质重铬酸钾外加热法油浴锅/滴定管NY/T 1121. 6—2006全氮全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书硝态氮全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书铵态氮全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书全磷NaOH熔融-钼锑抗分光光度法分光光度计HJ 632—2011速效磷NaHCO3法（中性、碱性土壤）;NH4F-HCL分光光度法(酸性土壤）分光光度计《土壤农化分析》一2000有效磷钼锑抗比色法(酸性土壤）;联合浸提-比色法(酸性土壤）;联合浸提-比色法（中性、石灰性土壤）分光光度计NY/T 1121. 7—2006NY/T 1849—2010NY/T 1848—2010有机磷l/2H2SO4熔融-钼锑抗比色法分光光度计《土壤农化分析》一2000全钾NaOH熔融-火焰光度法氢氟酸消解-火焰光度火焰光度计《土壤农化分析》一2000 NY/T 87—1988速效钾联合浸提-比色法(酸性土壤）;联合浸提-比色法（中性、石灰性土壤）NH4OAC浸提-火焰光度分光光度计/火焰光度计NY/T 1849—2010NY/T 1848—2010NY/T 889—2004有效钾HN03溶液浸取-火焰光度法火焰光度计《土壤农化分析》一2000缓效钾热HNO3浸提-火焰光度火焰光度计NY/T 889—2004有效硫全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪NY/T 1121. 14—2006镍ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定镉ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铬ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铜ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定锌ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定铅ICP-MS 法IC.P-MS ICP-MS测定汞ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定砷ICP-MS 法ICP-MS ICP-MS测定交换性钾\ NH4OAC交换-火焰光度法火焰光度计LY/T 1246—1999交换性钠NH4OAC交换-火焰光度法火焰光度计LY/T 1246—1999全钠HF-HC104消解-火焰光度法火焰光度计NY/T 296—1995碳酸根双指示剂-中和滴定法滴定管《土壤农化分析》——2000重碳酸根双指示剂-中和滴定法滴定管《土壤农化分析》一2000氯离子硝酸银滴定法滴定管NY/T 1121. 17—2006硫酸根硫酸钡滴定EDTA间接络合滴定法滴定管NY/T 1121.18—2006钙EDTA滴定法滴定管《土壤农化分析》一2000镁EDTA滴定法滴定管《土壤农化分析》一2000钙和镁合量EDTA滴定法滴定管《土壤农化分析》一2000水溶性性硫酸盐全自动间断化学分析仪法全自动间断化学分析仪仪器使用指导说明书二、工程实验方法土地工程除与水土的基本理化性质相关外，与土的岩土力学及工程力学等特性也密切相关，后者通常通过工程实验方法进行测定获取。
工程实验的目的是为了获取土的物理指标和力学性质指标，其数据准确程度对土工施工质量以及结构安全非常重要。
土的工程特性也包括物理性质、水理性质和力学性质，如干密度、干湿状况、孔隙特征、与水相互作用表现出的性质及外力作用下表现出的变形和强度特征。
为科学测定土力学方面特性，需要规范而统一的实验方法为工程设计和施工提供可靠的参数性质。
GB/T 50123—1999适用于工业和民用建筑、水利、交通等各类工程的地基土及填筑土料的基本工程性质试验，其工程实验方法见表3-5。
表3-5工程实验的测试指标试验名称试验方法主要仪器名称依据的标准名称含水率试验—电热烘箱GB/T 50123—1999密度试验环刀法/蜡封法/灌水法环刀/蜡封设备/储水筒GB/T 50123—1999土粒比重试验比重瓶法/浮称法/虹吸筒法比重瓶/浮秤天平/虹吸筒装置GB/T 50123—1999颗粒分析试验筛析法/密度计法/移液管法分析筛/密度计/移液管GB/T 50123—1999界限含水率试验液、塑限联合测定法/碟式仪液限试验/滚搓法塑限试验/收缩皿法缩限试验液塑限联合测定仪/碟式液限仪/毛玻璃板/收缩皿GB/T 50123—1999砂的相对密度试验漏斗法/量筒法/振动锤击法长颈漏斗/量筒/振动叉GB/T 50123—1999试验名称试验方法主要仪器名称依据的标准名称击实试验击实仪击实仪GB/T 50123—1999 承载比试验—试样筒、击锤和导筒GB/T 50123—1999回弹摸量试验杠杆压力仪法/强度仪法杠杆压力仪/路面材料强度仪GB/T 50123—1999渗透试验常水头渗透试验/变水头渗透试验常水头渗透仪装置/变水头装置GB/T 50123-1999固结试验标准固结试验/应变控制连续加荷固结试验固结容器GB/T 50123—1999黄土湿陷试验湿陷系数试验/自重湿陷系数试验/溶滤变形系数试验/湿陷起始压力试-- GB/T 50123—1999三轴压缩试验应变控制式三轴仪应变控制式三轴仪GB/T 50123—1999无侧限抗压强度试验应变控制式无侧限压缩仪应变控制式无侧限压缩仪GB/T 50123—1999直接剪切试验慢剪试验/固结快剪试验/ 快剪试验/应变控制式直剪仪GB/T 50123—1999反复直剪强度试验应变控制式反复直剪仪应变控制式反复直剪仪GB/T 50123—1999自由膨胀率试验—量样装置GB/T 50123—1999试验名称试验方法主要仪器名称依据的标准名称膨胀率试验有荷载膨胀率试验/无荷载膨胀率试固结仪GB/T 50123—1999 膨胀力试验—固结仪GB/T 50123—1999 收缩试验—收缩仪GB/T 50123—1999冻土密度试验浮称法/联合测定法/环刀法/充砂天平/排液筒/环刀/测筒GB/T 50123—1999冻结温度试验—冻结温度试验装置GB/T 50123—1999 未冻含水率试验—冻结温度试验装置GB/T 50123—1999 冻土导热系数试验—导热系数试验装置GB/T 50123—1999 冻胀量试验—冻胀量试验装置GB/T 50123—1999冻土融化压缩试验室内冻土融化压缩试验/ 现场冻土融融化压缩仪/内热式传压钢板GB/T 50123—1999土的离心含水当量试验—离心机GB/T 50123—1999。