土壤水分、热参数和容重是重要的土壤物理参数,三者相互影响、相互作用,被广泛应用于各个学科,如土壤科学、农业气象学、岩土工程,准确测定土壤水热参数和土壤容重对农业生产、气候变化、灌溉管理、工程应用等具有重要意义。热脉冲技术具有对土壤扰动小、成本低,可以实现连续、定位、多个土壤物理参数同步测定的优点,被广泛应用于测定土壤水分、热参数和土壤容重。热脉冲技术测定土壤容积热容易受到探针间距变化的影响,继而影响了其测定含水率和容重的准确度,修正热脉冲的间距误差,可以提高热脉冲技术应用前景和范围。本文以提高热脉冲技术测定土壤水分、热参数和土壤容重的准确度和应用范围为研究背景,以原位间距校正理论的应用为研究主线,将原位间距校正理论应用于改进热脉冲双探针的探针设计和提高Thermo-TDR基于热容法测定粘性土容重的精度中,主要结论如下:（1）无论是共面倾斜还是非共面倾斜,非线性模型能够明显提高长针（10 cm长度）测定土壤比热的准确性,相对误差为-8.30%;而线性模型校正效果不明显,相对误差达43.90%,因此,非线性模型适于长探针,而线性模型对于长探针间距校正存在一定局限性。（2）膨胀土失水收缩过程,探针间距受到土壤收缩作用间距会发生变化。体积含水率每下降10%,由于土体收缩会造成探针间距变化为0.34～0.56 mm,且膨胀土失水过程裂隙发育是不均匀各向异性的。（3）经过非线性模型修正,Thermo-TDR基于热容法测定容重误差有效减少,相对误差由-40.7%～-7.3%减小-18.5%～-2.0%,均方根误差由2.13 g cm^-3减小至0.37 g cm^-3,说明非线性模型可有效减小土体收缩过程引起的间距误差,结合非线性模型的热容法测定容重效果优于未校正间距的结果。（4）将基于非线性模型-热容法和热导率法测定的容重结果与理论值进行比较,两种方法获得的均方根误差分别为0.37 g cm^-3和0.12 g cm^-3,说明热导率法测定容重精度略高于间距校正-热容法;但是由于热导率法基于复杂的热导率经验模型,并需要提前获得土壤质地或土壤颗粒分布,而间距校正-热容法基于的是理论公式,实际应用中,推荐使用间距校正-热容法测定土壤容重。