コンシステンシーとは、物体の硬さ、軟らかさ、脆さ、流動性などの総称を指します。粘土やシルトを多く含んだ土に水を十分に加えて練ると、ドロドロの液状になります。このドロドロの土を徐々に乾燥させると、ネトネトした状態となり粘土細工ができるようになります。この状態を塑性といいます。塑性とは力を加えて生じた変形がもとに戻らない性質のことです。ネトネトした土をさらに乾燥させると、ボロボロした状態になって自由な形に変形できない半固体になります。さらに乾燥させるとカチカチの固体となります。このように含水比の変動に伴って土の状態は変化していきます。

液状→塑性状→半固体状→固体状のそれぞれ状態の境界にあたる含水比を液性限界、塑性限界、収縮限界といい、これら変移点の含水比を総称してコンシステンシー限界またはアッターベルグ限界といいます。また、コンシステンシー限界から塑性指数、液性指数、コンシステンシー指数が導かれます。

塑性指数は土が塑性を保つ含水比の範囲を表わしており、式は次のようになります。

このとき、I_Pは塑性指数 [%]、w_Lは液性限界 [%]、w_Pは塑性限界 [%] です。

塑性指数は粘土分が多い土ほど大きくなることが知られています。また、塑性指数は粘土分が同じ割合でも粘土鉱物によって異なることから、活性度という指標が定義されています。

このとき、Aは活性度 [単位なし]、P_2μmは2μm以下の粘土分含有率 [%] です。

また、乱さない自然状態の粘性土がどのような状態なのかを示す指数として液性指数があります。液性指数は次のように求められます。

このとき、I_Lは液性指数 [%]、w_nは土の自然含水比 [%] です。

液性指数は、自然状態の粘性のある土を乱したときに液性状態へのなりやすさを示したもので相対含水比とも呼ばれます。自然状態の土は、液性指数の値が0に近いほど硬く、1に近づくほど軟らかくなります。同様に、粘性のある土の自然含水状態における硬軟を表す目安にコンシステンシー指数があります。

このとき、I_Cはコンシステンシー指数 [%] です。

ここからはコンシステンシー限界の測定方法を述べていきます。コンシステンシー限界の測定に使う試料はふるいの420 [μm] を通過したものでよく混ざったものを使います。まずは、液性限界です。下図のように、よく練り返した軟らかい試料を黄銅皿に厚さ10 [mm] になるように入れ、溝切りで幅2 [mm] の溝を入れます。皿を10 [mm] の高さから1秒間に2回の速さでゴム台の上に自由落下させます。切った溝の底部が15 [mm]にわたって合流したときの落下回数を測定し、そのときの含水比を測ります。試料に少しずつ水を加えながら同様の測定を繰り返し、横軸が対数目盛りのグラフをプロットします。すると、下図のようになります。

上図を見ると分かるように、含水比と落下回数は直線関係となります。これを流動曲線といい、落下回数が25回のときの含水比が液性限界となります。なお、流動曲線の傾きを流動指数I_fといいます。

続いて塑性限界です。まず、塑性状の試料を丸めて下図に示すようにすりガラスの板上を手のひらで転がし、ひもを作ります。ひもの太さが3 [mm] になったら再び塊にしてこの作業を繰り返します。そして、ちょうど3 [mm]のところでひもが切れ切れになったときの含水比を塑性限界とします。

最後に、収縮限界です。まずは、試料の間隙を水で満たし、収縮皿に乗せ乾燥収縮させます。前後の体積変化を測定し、収縮定数（収縮限界と収縮比）を計算によって求めます。

まとめとして、コンシステンシーは物体の硬さ、軟らかさ、脆さ、流動性などの総称を指します。土は液体、塑性、半固体、固体と状態変化をし、その境界における含水比を液性限界、塑性限界、収縮限界と呼びます。また、これらを総称してコンシステンシー限界といいます。コンシステンシー限界は実験により求めることができます。