Geoteknik mühendisliğinde zemin davranışını modelleyen teoriler 1900’lü yıllarda geliştirilmeye başlanmış, günümüzde teorik zemin mekaniği ve temel mühendisliği yeterli olgunluğa ulaşmış olsada gelişlmeye açıktır.
Serbest şişme yüzdesi testi, bir zemin örneğinin suya maruz kaldığında ne kadar genişleyebileceğini ölçen bir laboratuvar testidir. Bu testte, toprak veya kil numunesi kurutulmuş durumdayken belirli bir başlangıç hacmi ölçülür ve ardından su ile doygun hale getirilir. Numunenin su ile temas ettikten sonra genişlemesi ölçülür ve bu genişleme, başlangıç hacmine oranlanarak serbest şişme yüzdesi hesaplanır. Bu değer, zeminin su emilimine karşı gösterdiği şişme potansiyelini belirler ve özellikle kil ve diğer higroskopik malzemelerde önemli bir parametredir. Serbest şişme yüzdesi, temellerin tasarımı, şev stabilitesi ve diğer mühendislik projelerinde zeminlerin davranışını anlamak ve olası şişme sorunlarını önlemek için kritik bir bilgi sağlar.