DL/T 5356-2024 水电工程土工试验规程

　　中华人民共和国电力行业标准

　　P DL/T 5356—2024

　　代替 DL/T 5355—2006 ，DL/T 5356—2006

　　水电工程土工试验规

　　Specification for soil test of hydropower projects

　　2024-05-24 发布 2024-11-24 实施

　　国家能源局 发布

　　前 言

　　根据《国家能源局综合司关于印发 2017 年能源领域行业标准制(修)订计划及英文版翻译出版计划的通知》(国能综通科技〔2017〕52 号)的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本规程。

　　本规程将《水电水利工程土工试验规程》DL/T 5355—2006、 《水电水利工程粗粒土试验规程》DL/T 5356—2006 修订并合并为《水电工程土工试验规程》DL/T 5356—2024，实施后代替 DL/T 5355—2006 和 DL/T 5356—2006。

　　本规程的主要技术内容是：总则、术语、土的工程分类、土样和试样制备、含水率试验、密度试验、比重试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、湿化试验、收缩试验、相对密度试验、击实试验、毛管水上升高度试验、渗透试验、渗透变形试验、反滤试验、原位渗透试验、现场渗透变形试验、细粒土固结试验、粗粒土压缩试验、载荷试验、三轴剪切试验、粗粒土三轴剪切试验、孔隙压力消散试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、粗粒土直接剪切试验、原位直接剪切试验、天然休止角试验、静止侧压力系数试验、单轴抗拉强度试验、振动三轴试验、共振柱试验、膨胀试验、黄土湿陷性试验、冻土含水率试验、冻土密度试验、冻结温度试验、冻土导热系数试验、未冻含水率试验、冻胀率试验及冻土融化压缩试验。

　　本规程修订的主要技术内容是：

　　——增列原位渗透试验方法，分为单环注水和双环注水两种方法。

　　——增列冻土相关试验内容。

　　III

　　DL/T 5356—2024

　　——修改了部分章节的名称和结构，密度试验合并为一章，膨胀试验分为自由膨胀率试验、有荷膨胀率试验、无荷膨胀率试验、膨胀力试验。

　　——修改了细粒土的基本分类和定名以及土的塑性指标在塑性图中位置的确定方法。

　　——将击实试验和粗粒土的击实试验合并为一章，定名为击实试验。

　　——修改载荷试验中采用沉降值确定承载力特征值的方法。本规程由中国电力企业联合会提出。

　　本规程由电力行业水电施工标准化技术委员会(DL/TC 29)归口。

　　本规程主编单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

　　本规程参编单位：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

　　中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司

　　本规程主要起草人员：李 建 李小泉 李朝政 马凌云

　　梅松华 罗启迅 保华富 欧阳燕青杨玉娟 杨凌云 谢正明 王建民

　　杨凌云 李文纲 金 伟 葛明明阮文兰 邹佳成 陈卫东 张 勇鞠 琳 沈志文 张伯骥 何静斌戴韶洋

　　本规程主要审查人员：孙来成 汪 毅 宗敦峰 梅锦煜周厚贵 许松林 席 浩 和孙文张利荣 李文伟 吴新琪 郭光文陈改新 林 鹏 谭恺炎 朱明星董 芸 钱文勋 沈益源 李志刚罗维成 王鹏禹 李克信 吴高见叶 明 杨成文 向 建 张祖义

　　IV

　　DL/T 5356—2024

　　王 军 沈仲涛 温建明 杨元红何小雄 吴秀荣 吕芝林 李虎章谭尧升 程志华

　　本规程在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)。

　　V

　　DL/T 5356—2024

　　目 次

　　1 总则 1

　　2 术语 2

　　3 土的工程分类 4

　　3.1 一般规定 4

　　3.2 土的分类和定名 6

　　4 土样和试样制备 9

　　4.1 细粒土土样和试样制备 9

　　4.2 粗粒土土样和试样制备 12

　　4.3 试样饱和 16

　　5 含水率试验 19

　　5.1 烘干法 19

　　5.2 酒精燃烧法 20

　　5.3 炒干法 21

　　6 密度试验 23

　　6.1 环刀法 23

　　6.2 蜡封法 24

　　6.3 灌水法 26

　　6.4 灌砂法 28

　　7 比重试验 31

　　7.1 比重瓶法 31

　　7.2 浮称法 34

　　7.3 虹吸筒法 35

　　8 颗粒分析试验 37

　　8.1 筛析法 37

　　8.2 密度计法 39

　　VI

　　DL/T 5356—2024

　　8.3 移液管法 47

　　9 界限含水率试验 49

　　9.1 液、塑限联合测定法 49

　　9.2 碟式仪法液限试验 52

　　9.3 搓滚法塑限试验 53

　　9.4 收缩皿法缩限试验 54

　　10 湿化试验 57

　　11 收缩试验 59

　　12 相对密度试验 62

　　12.1 砂土的相对密度试验 62

　　12.2 粗粒土的相对密度试验 65

　　13 击实试验 72

　　13.1 细粒土击实试验 72

　　13.2 粗粒土击实试验 76

　　14 毛管水上升高度试验 80

　　14.1 直接观测法 80

　　14.2 土样管法 81

　　15 渗透试验 84

　　15.1 常水头渗透试验 84

　　15.2 变水头渗透试验 89

　　16 渗透变形试验 92

　　16.1 垂直渗透变形试验 92

　　16.2 水平渗透变形试验 97

　　17 反滤试验 99

　　18 原位渗透试验 101

　　18.1 单环注水法 101

　　18.2 双环注水法 102

　　19 现场渗透变形试验 106

　　19.1 现场垂直渗透变形试验 106

　　VII

　　DL/T 5356—2024

　　19.2 现场水平渗透变形试验 108

　　20 细粒土固结试验 110

　　20.1 标准固结试验 110

　　20.2 快速法固结试验 117

　　20.3 应变控制连续加荷固结试验 119

　　21 粗粒土压缩试验 123

　　22 载荷试验 126

　　23 三轴剪切试验 131

　　23.1 一般规定 131

　　23.2 仪器设备 131

　　23.3 试样制备和饱和 132

　　23.4 不固结不排水(UU)剪切试验 135

　　23.5 固结不排水(CU 或CU )剪切试验 140

　　23.6 固结排水(CD)剪切试验 145

　　24 粗粒土三轴剪切试验 148

　　24.1 一般规定 148

　　24.2 仪器设备 148

　　24.3 试样制备与安装 149

　　24.4 试样饱和 150

　　24.5 不固结不排水(UU)剪切试验 151

　　24.6 固结不排水(CU)剪切试验 152

　　24.7 固结排水(CD)剪切试验 154

　　25 孔隙压力消散试验 155

　　26 无侧限抗压强度试验 162

　　27 直接剪切试验 165

　　27.1 一般规定 165

　　27.2 慢剪试验 166

　　27.3 固结快剪试验 169

　　27.4 快剪试验 169

　　VIII

　　DL/T 5356—2024

　　27.5 反复直剪试验 170

　　28 粗粒土直接剪切试验 172

　　29 原位直接剪切试验 176

　　30 天然休止角试验 179

　　30.1 砂土试验 179

　　30.2 粗粒土试验 181

　　31 静止侧压力系数试验 183

　　32 单轴抗拉强度试验 186

　　33 振动三轴试验 188

　　34 共振柱试验 197

　　35 膨胀试验 205

　　35.1 自由膨胀率试验 205

　　35.2 有荷载膨胀率试验 206

　　35.3 无荷载膨胀率试验 208

　　35.4 膨胀力试验 209

　　36 黄土湿陷性试验 211

　　36.1 一般规定 211

　　36.2 湿陷系数试验 211

　　36.3 自重湿陷系数试验 215

　　36.4 溶滤变形系数试验 216

　　36.5 湿陷起始压力试验 217

　　37 冻土含水率试验 218

　　37.1 一般规定 218

　　37.2 烘干法 218

　　37.3 联合测定法 219

　　38 冻土密度试验 222

　　38.1 一般规定 222

　　38.2 浮称法 222

　　38.3 联合测定法 224

　　IX

　　DL/T 5356—2024

　　38.4 环刀法 224

　　38.5 充砂法 225

　　39 冻结温度试验 228

　　40 冻土导热系数试验 231

　　41 未冻含水率试验 234

　　42 冻胀率试验 236

　　42.1 室内试验 236

　　42.2 原位试验 238

　　43 冻土融化压缩试验 241

　　43.1 室内试验 241

　　43.2 原位试验 244

　　附录 A 土样要求与管理 247

　　附录 B 试验成果整理和试验报告编写 249

　　附录 C 土的应力应变 E-μ 参数整理 254

　　附录 D 土的应力应变 E-B 参数整理 258

　　本规程用词说明 262

　　引用标准名录 263

　　附：条文说明 265

　　X

　　DL/T 5356—2024

　　Contents

　　1 General provisions 1

　　2 Terms 2

　　3 Engineering classification of soil 4

　　3.1 General requirements 4

　　3.2 Classification and designation of soil 6

　　4 Soil sample and specimen preparation 9

　　4.1 Fine grained soil sample and specimen preparation 9

　　4.2 Coarse grained soil sample and specimen preparation 12

　　4.3 Sample saturated 16

　　5 Water content test 19

　　5.1 Drying method 19

　　5.2 Alcohol burning method 20

　　5.3 Frying method 21

　　6 Density test 23

　　6.1 Ring knife method 23

　　6.2 Wax sealing method 24

　　6.3 Irrigation method 26

　　6.4 Sand filling method 28

　　7 Specific gravity test 31

　　7.1 Pycnometer method 31

　　7.2 Floating method 34

　　7.3 Siphon tube method 35

　　8 Particle analysis test 37

　　8.1 Sieve analysis method 37

　　8.2 Densitometer method 39

　　XI

　　DL/T 5356—2024

　　8.3 Pipette method 47

　　9 Limit water content test 49

　　9.1 Liquid and plastic limit combined determination method 49

　　9.2 Liquid limit test by dish instrument method 52

　　9.3 Plastic limit test by rolling method 53

　　9.4 Shrinkage limit test by shrinking dish method 54

　　10 Humidification test 57

　　11 Shrinkage test 59

　　12 Relative density test 62

　　12.1 Test the relative density of sand 62

　　12.2 Relative density test of coarse grained soil 65

　　13 Compaction test 72

　　13.1 Fine grained soil compaction test 72

　　13.2 Compaction test of coarse grained soil 76

　　14 Capillary water rising height test 80

　　14.1 Direct observation method 80

　　14.2 Soil sample tube method 81

　　15 Permeability test 84

　　15.1 Constant water head permeability test 84

　　15.2 Variable water head permeability test 89

　　16 Seepage deformation test 92

　　16.1 Vertical seepage deformation test 92

　　16.2 Horizontal seepage deformation test 97

　　17 Filter test 99

　　18 In situ osmosis test 101

　　18.1 Single ring water injection method 101

　　18.2 Double ring water injection 102

　　19 Field permeability deformation test 106

　　19.1 Field vertical permeability deformation test 106

　　XII

　　DL/T 5356—2024

　　19.2 Field horizontal permeability deformation test 108

　　20 Fine grained soil consolidation test 110

　　20.1 Standard consolidation test 110

　　20.2 Rapid consolidation test 117

　　20.3 Strain control continuous loading consolidation test 119

　　21 Coarse-grained soil compression test 123

　　22 Plate loading test 126

　　23 Fine grained soil triaxial shear test 131

　　23.1 General regulations 131

　　23.2 Instruments and equipment 131

　　23.3 Sample preparation and saturation 132

　　23.4 Unconsolidated undrained shear(UU)test 135

　　23.5 Consolidated undrained shear(CU or CU )test 140

　　23.6 Consolidated drainage shear(CD)test 145

　　24 Coarse grained soil triaxial shear test 148

　　24.1 General regulations 148

　　24.2 Instruments and equipment 148

　　24.3 Sample preparation and installation 149

　　24.4 Sample saturation 150

　　24.5 Unconsolidated undrained shear(UU)test 151

　　24.6 Consolidated undrained shear(CU or CU )test 152

　　24.7 Consolidated drainage shear(CD)test 154

　　25 Pore Pressure dissipation test 155

　　26 Unconfined compressive strength test 162

　　27 Direct shear test 165

　　27.1 General provisions 165

　　27.2 Slow shear test 166

　　27.3 Consolidation fast shear test 169

　　27.4 Quick shear test 169

　　XIII

　　DL/T 5356—2024

　　27.5 Repeated direct shear test 170

　　28 Direct shear test of coarse grained soil 172

　　29 In situ direct shear test 176

　　30 Natural angle of repose test 179

　　30.1 Sand test 179

　　30.2 Coarse grained soil test 181

　　31 Static side pressure coefficient test 183

　　32 Uniaxial tensile strength test 186

　　33 Vibration triaxial test 188

　　34 Resonance column test 197

　　35 Expansion test 205

　　35.1 Free expansion test 205

　　35.2 Expansion rate test under load 206

　　35.3 Expansion rate test without load 208

　　35.4 Expansion force test 209

　　36 Collapsibility test of loess 211

　　36.1 General regulations 211

　　36.2 Collapse coefficient test 211

　　36.3 Self-weight collapsibility coefficient test 215

　　36.4 Leaching deformation coefficient test 216

　　36.5 Initial collapsibility pressure test 217

　　37 Frozen soil water content test 218

　　37.1 General regulations 218

　　37.2 Drying method 218

　　37.3 Combined determination method 219

　　38 Frozen soil density test 222

　　38.1 General regulations 222

　　38.2 Floatation method 222

　　38.3 Combined determination method 224

　　XIV

　　DL/T 5356—2024

　　38.4 Ring knife method 224

　　38.5 Sand filling method 225

　　39 Freezing temperature test 228

　　40 Test for thermal conductivity of frozen soil 231

　　41 Unfrozen water content test 234

　　42 Frost heaving rate test 236

　　42.1 Laboratory test 236

　　42.2 In-situ test 238

　　43 Permafrost melting compression test 241

　　43.1 Laboratory test 241

　　43.2 In situ test 244

　　Appendix A Soil sample requirements and management 247

　　Appendix B Test results collation and test report preparation 249

　　Appendix C Stress-strain E-μ parameter test for soil 254

　　Appendix D Stress-strain E-B Parameter tests for soil 258

　　Explanation of wording in this code 262

　　List of normative Standards 263

　　Addition: explanation of provisions 265

　　XV

　　DL/T 5356—2024

　　1 总 则

　　1.0.1 为规范水电工程土工试验方法，保证试验成果质量，增强试验成果的一致性和可比性，制定本规程。

　　1.0.2 本规程适用于水电工程测定地基、边坡、地下洞室、填筑料等关于无机土基本工程性质的室内和现场试验(含原位试验)，以及对施工质量的控制、试验检测和检验。

　　1.0.3 土样要求与管理应按本规程附录 A 的规定进行。

　　1.0.4 土工试验成果的整理，应通过对试验测得的数据样本的分析来研究土体单元特性及其变化规律。试验成果整理和试验报告编写应按本规程附录 B 的规定进行。

　　1.0.5 室内土工试验仪器的基本参数和技术条件应符合《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB/T 15406 的有关规定。

　　1.0.6 试验用水，除有特殊要求外，可采用洁净水。除对水的比重和密度有要求的试验外，水的 比重应取为 1，密度应取为1 g/cm3。

　　1.0.7 水电工程土工试验，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

　　1

　　DL/T 5356—2024

　　2 术 语

　　2.0.1 土样 sample

　　未经加工的土的样品。

　　2.0.2 试样 specimen

　　按试验目的，将土样经过加工制成可供试验的样品。

　　2.0.3 饱和面干比重 saturated surface dry density单位体积内物质颗粒的饱和面干质量。

　　2.0.4 有效应力路径 effective stress path

　　在土体的加压过程中，体内某平面上有效应力变化的轨迹。

　　2.0.5 饱和试样 saturation soil

　　孔隙体积完全被水充满的试样。

　　2.0.6 悬液 suspension

　　土粒与水的混合液。

　　2.0.7 无黏性土 cohesionless soil

　　粒径小于 0.005 mm黏粒含量质量百分率不大于 3%且塑性指数不大于 3 的土。

　　2.0.8 黏性土 cohesive soil

　　粒径小于 0.005 mm黏粒含量质量百分率大于 3%或塑性指数大于 3 的土。

　　2.0.9 饱和面干含水率 absorbed water content

　　土粒在饱和面干状态时所含的水的质量与干土质量比，以百分数表示。

　　2.0.10 泊松比 Poisson's ratio of soil

　　土在无侧限条件下加载时径向应变与竖向应变的比值。

　　2

　　DL/T 5356—2024

　　2.0.11 共振柱试验 resonant column test

　　根据共振原理在一个圆柱形试样上振动， 改变振动频率使其产生共振，并借以测求试样的动弹性模量及阻尼比等参数的试验。

　　3

　　DL/T 5356—2024

　　3 土的工程分类

　　3.1 一 般 规 定

　　3.1.1 土的工程分类应根据下列特性指标确定：

　　1 土的颗粒组成及特征。

　　2 土的塑性指标，包括液限、塑限、塑性指数。

　　3.1.2 土的粒组划分与名称应符合表 3.1.2 的规定。

　　表 3.1.2 土的粒组划分与名称

　　粒组

　　颗粒名称

　　粒径 d 的范围

　　(mm)

　　巨粒组

　　漂石(块石)

　　d>200

　　卵石(碎石)

　　60

　　粗粒组

　　砾粒

　　(圆砾、角砾)

　　粗砾

　　20

　　中砾

　　5

　　细砾

　　2

　　砂粒

　　粗砂

　　0.5

　　中砂

　　0.25

　　细砂

　　0.075

　　细粒组

　　粉粒

　　0.005

　　黏粒

　　d≤0.005

　　3.1.3 土的级配特征应根据不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 确定，并应符合下列规定：

　　1 不均匀系数 Cu 应按下式计算：

　　4

　　DL/T 5356—2024

　　Cu ····························· (3.1.3-1)

　　式中：d10 、d60 ——粒径分布曲线上纵坐标小于某粒径的土含量占总土质量 10%、60%时所对应的粒径(mm)。

　　2 曲率系数 Cc 应按下式计算：

　　Cu 式中：d30 ——粒径分布曲线上纵坐标小于某粒径的土含量占总

　　土质量 30%时所对应的粒径(mm)。

　　3.1.4 土按其不同粒组的相对含量可划分为巨粒类土、粗粒类土和细粒类土，并应符合下列规定：

　　1 巨粒类土应按粒组划分。

　　2 粗粒类土应按粒组、级配、细粒土含量划分。

　　3 细粒类土应按塑性图、所含粗粒类别划分。

　　3.1.5 细粒土应依据塑性图 3.1.5 分类。

　　1 土的液限和塑性指数位于塑性分类图中 A 线或 A 线以上时，该土划分为黏土，位于 A 线以下时，该土划为粉土。

　　2 wL ≥50%为高液限， wL <50%为低液限。