第4章土中的应力和有效应力原理.课件.ppt

1、土力学地基基础土力学地基基础河南科技大学建工学院高笑娟基本内容：基本内容： 掌握土中两种应力（掌握土中两种应力（自重应力自重应力以及各种荷载条件下的土中以及各种荷载条件下的土中附加应力附加应力）计算方法。计算方法。学习基本要求学习基本要求 掌握土中自重应力计算；掌握土中自重应力计算； 掌握基底压力和基底附加压力分布与计算；掌握基底压力和基底附加压力分布与计算； 掌握掌握矩形矩形面积均布荷载、面积均布荷载、 矩形面积三角形分布荷载以及矩形面积三角形分布荷载以及条形条形荷载等荷载等条件下的土中竖向附加应力计算方法；条件下的土中竖向附加应力计算方法； 4.1 土自重应力的计算土自重应力的计算 4.2

2、 基底压力的计算基底压力的计算 4.3 荷载作用下地基附加应力计算荷载作用下地基附加应力计算 4.4 有效应力原理有效应力原理土体中应力的方向：土体中应力的方向：法向应力：压应力为正，拉应力为负；法向应力：压应力为正，拉应力为负；剪应力：逆时针方向为正，顺时针方向为负。剪应力：逆时针方向为正，顺时针方向为负。土体单轴压缩试验应力土体单轴压缩试验应力应变曲线应变曲线 假设地表面是无限延伸的水平面，在深度假设地表面是无限延伸的水平面，在深度z z水平面上水平面上各点的自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水各点的自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水平面上均无剪力存在，故平面上均无剪力存

3、在，故地基中任意深度地基中任意深度z z处的竖向自重处的竖向自重应力就等于单位面积上的土柱重量。应力就等于单位面积上的土柱重量。 4.1 4.1 土自重应力的计算土自重应力的计算一、竖向自重应力一、竖向自重应力竖向自重应力：竖向自重应力： sz = z自重应力数值大小与土层厚度成正比自重应力数值大小与土层厚度成正比当地基有多个不同重度的土层组成时，则任意深度处的竖向自当地基有多个不同重度的土层组成时，则任意深度处的竖向自重应力可按应力叠加的方法求得：重应力可按应力叠加的方法求得：天然地面cz cx cy 11zzcz zcz cz= z 土体中任意深度处的竖向自重应力土体中任意深度处的竖向自重

4、应力等于单位面积上土柱的有效重量等于单位面积上土柱的有效重量天然地面天然地面z1z2z33 2 1 水位面水位面1 z1 1 z1 + 2z2 1 z1 + 2z2 + 3z3 说明：1.地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层考虑浮力作用采用浮重度2.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布 ninncizizzz12211.当地基土由多个不同重度的土层（成层土）时：当地基土由多个不同重度的土层（成层土）时： 由由czcz分布可知竖向自重应力的分布规律为：分布可知竖向自重应力的分布规律为：（1 1）土的自重应力分布线是一条折线，折点在土层交界处）土的自重应力分布线是一条折线，折点在土层交界处

5、 和地下水位处，在不透水层面处分布线有突变；和地下水位处，在不透水层面处分布线有突变；（2 2）同一层土的自重应力按直线变化；）同一层土的自重应力按直线变化；（3 3）自重应力随深度增加而增大；）自重应力随深度增加而增大；（4 4）在同一平面自重应力各点相等。）在同一平面自重应力各点相等。czcycxK0cz cx cy zcz静止侧压力系数是静止侧压力系数是小于小于1 1的系数，一般的系数，一般在在0.50.5左右左右天然地面天然地面z二、二、水平向自重应力水平向自重应力土在自重作用下土在自重作用下 不仅产生竖向自重应力，同时也产生水平自重不仅产生竖向自重应力，同时也产生水平自重应力。其水平

6、自重应力的数值大小是随着竖向自重应力应力。其水平自重应力的数值大小是随着竖向自重应力 变化而变化而变化。变化。2 自然界中的天然自然界中的天然土层，一般形成至土层，一般形成至今已有很长的地质今已有很长的地质年代，它在自重作年代，它在自重作用下的变形早巳稳用下的变形早巳稳定。但对于近期沉定。但对于近期沉积或堆积的土层，积或堆积的土层，应考虑它在自重应应考虑它在自重应力作用下的变形。力作用下的变形。地下水位下降浮力地下水位下降浮力消失自重应力增加消失自重应力增加该自重应力相当于该自重应力相当于大面积附加均布荷大面积附加均布荷载能引起下部土体载能引起下部土体产生新的变形，属产生新的变形，属于附加应力

7、。于附加应力。地下水位升降对自重应力的影响地下水位升降对自重应力的影响（a)a)地下水位下降；（地下水位下降；（b)b)地下水位上升地下水位上升三、地下水位变化对自重应力的影响三、地下水位变化对自重应力的影响【解】 211czmkN857=50715=z=/ /. . . .填土层底填土层底22211czmkN7516=50817+857=z+z=/ /. . . . .地下水位处地下水位处()2332211czmkN41.05=310118+7516=z+z+z=/ /. . .粉质黏土层底粉质黏土层底 2cz11223344zzzz41.0516.710787.95kN/m ()()243

8、w44332211czmkN187.95=7+310+87.95=z+z+z+z+z+z=/ /不透水层层面不透水层层面mkN266.35=419.6+95187=cz/ /. .钻钻孔孔底底 kN/m2 7.85 16.75 41.05 87.95 187.95 266.35淤泥层底淤泥层底 4.2 4.2 基础底面压力基础底面压力基地压力基地压力：建筑荷载在基础底：建筑荷载在基础底面上产生的压应力，即基础底面上产生的压应力，即基础底面与地基接触面上的压应力。面与地基接触面上的压应力。基底附加应力基底附加应力基底压力基底压力分布规律分布规律基底压力基底压力简化计算简化计算 地基反力地基反力：

9、地基支撑基础：地基支撑基础的反力。的反力。 大小相等、大小相等、方向相反的方向相反的作用力与作用力与反作用力反作用力分析地基中分析地基中 应力、变形应力、变形 及稳定性的及稳定性的外荷载外荷载 计算基础结计算基础结 构内力的外构内力的外荷载荷载重要的工程意义重要的工程意义建筑物荷重建筑物荷重基础基础地基地基在地基与基础的在地基与基础的接触面上产生的接触面上产生的压力（地基作用于基础底面的反力）压力（地基作用于基础底面的反力）一、基底压力的分布规律一、基底压力的分布规律地基土性质地基土性质 （2 2）接触压力）接触压力的大小影响因素的大小影响因素地基和基础的刚度地基和基础的刚度荷载大小荷载大小基

10、础埋深基础埋深1、（、（1）基底接触压力的产生）基底接触压力的产生（1 1）柔性基础，基础刚度较小，对地基变形没有抵抗能力。）柔性基础，基础刚度较小，对地基变形没有抵抗能力。地基与基础二者变形协调一致，因此基底压力分布均匀，地基与基础二者变形协调一致，因此基底压力分布均匀，按平均压力考虑。按平均压力考虑。( (柔性基础基底压力分布柔性基础基底压力分布) ) 例如：油罐例如：油罐 土坝土坝荷载 反力变形地面2 2、 基底压力分布形式基底压力分布形式荷载 (刚性基础基底压力分布)例如：箱形基础 混凝土坝（2 2）刚性基础）刚性基础( (如块式整体基础如块式整体基础) )本身刚度大大超过土的刚度。地

11、基本身刚度大大超过土的刚度。地基与基础的变形必须协调一致，理论与实验证明，通常中心受压时刚与基础的变形必须协调一致，理论与实验证明，通常中心受压时刚性基础下的接触压力为马鞍形分布。当上部荷载加大，基础边缘土性基础下的接触压力为马鞍形分布。当上部荷载加大，基础边缘土中产生塑性变形区，边缘应力不再增大，应力图形转变为抛物线形。中产生塑性变形区，边缘应力不再增大，应力图形转变为抛物线形。当荷载接近地基的破坏荷载时，应力图形又变成钟形。当荷载接近地基的破坏荷载时，应力图形又变成钟形。AG+F=PkkkAL b式中式中 F Fk k 作用任基础上的竖向力标准值作用任基础上的竖向力标准值( (kNkN)

12、)； G Gk k 基础自重设计值及其上回填土重标准值的总重基础自重设计值及其上回填土重标准值的总重( (kNkN) )； G Gk k= = G GAdAd , , G G 其中为基础及回填土之平均重度，一般取其中为基础及回填土之平均重度，一般取 20kN/m 20kN/m3 3，但在地下水位以下部分应扣去浮力，即取，但在地下水位以下部分应扣去浮力，即取 10kN/m 10kN/m3 3； d d 基础埋深，必须从设计地基础埋深，必须从设计地 面或室内外平均设计地面算起面或室内外平均设计地面算起(m)(m)； A A 基底面积基底面积(m(m2 2) )，对矩形基础对矩形基础A Alb，l和

13、和b b分别为其的长和宽分别为其的长和宽对于荷载沿长度方向均匀分布的条形基础，取单位长度进行基底平均压对于荷载沿长度方向均匀分布的条形基础，取单位长度进行基底平均压力设计值力设计值p(kPap(kPa) )计算，计算，A A改为改为b(m)b(m)，而，而F F及及G G则为基础截面内的相应值则为基础截面内的相应值( (kN/mkN/m) )。1. 1. 轴心荷载下的基底压力轴心荷载下的基底压力二、基底压力的简化计算二、基底压力的简化计算2 2偏心荷载下的基底压力偏心荷载下的基底压力 WMlbGFppkkkminkmaxk)61 (kkminkmaxklelbGFpp62blWeGFMkkk)

14、(abGFp3)(2kkmaxkela2el/6, , 应力重新分布应力重新分布kkkGFMeel/6：基底压力三角形分布：基底压力三角形分布el/6: : 基底压力呈梯形分布基底压力呈梯形分布max0PczkPP0一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形早已结束。因此，只有基底附加压力才能引起地基的附加应早已结束。因此，只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形。力和变形。min0PmaxkPminkP=cz-轴心荷载时：轴心荷载时：偏心荷载时：偏心荷载时：三、基底附加压力三、基底附加压力基底附加压力基底附加压力是考虑基础有一定埋

15、是考虑基础有一定埋置深度，对天然地基而言开挖基槽相置深度，对天然地基而言开挖基槽相当于卸去一部分自重应力，即：当于卸去一部分自重应力，即： czcz= = d dkGGAd20 3 2 1.2144kN 础础基自重及基上回填 土重基自重及基上回填 土重mGFMekkk253. 0144450150偏心矩偏心矩kPaleblGFppkkkk9 .481 .1493253. 0613214445061minmax基底压力基底压力基础自重及基础上回填土重基础自重及基础上回填土重kNAdGG1205 . 12220【解】 5kPa.14222120450AGFpKKk基底压力26.9kPa1.018.

16、50.516.8zz2211cz基底处土自重应力6kPa115=9265142=p=pczk0. . . . 基底附加应力基底附加应力1 1、定义、定义 地基附加应力是由新增加建筑物荷载在地基中产生地基附加应力是由新增加建筑物荷载在地基中产生的应力，是引起地基变形和破坏的主要原因。的应力，是引起地基变形和破坏的主要原因。 4.3 4.3 土中附加应力土中附加应力2 2、基本假定、基本假定 地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的。度和水平方向上都是无限延伸的。 采用的计算方法是根据弹性理论推导的。采用的计算方法是根

17、据弹性理论推导的。一、基本概念一、基本概念附加应力分布特点附加应力分布特点 ：1 1、在任意深度同一水平面上附加应力不等，中心线上附加、在任意深度同一水平面上附加应力不等，中心线上附加应力最大，向两侧逐渐减小，但扩散的范围越来越广。应力最大，向两侧逐渐减小，但扩散的范围越来越广。 2、附加应力随地基土深度增加其数值逐渐减小、附加应力随地基土深度增加其数值逐渐减小。 R2P3=Rz2P3=3253zcoscosxyPyzxrRM(x,y,z,)q qddxddyddzdtdtxydtdtxzdtdtyxdtdtzxdtdtyzdtdtzy22rxy 22zrRzWO二、地基中附加应力计算二、地基

18、中附加应力计算1 1、竖向集中力作用下地基附加应力计算、竖向集中力作用下地基附加应力计算布辛涅斯克解布辛涅斯克解建筑荷载主要以竖向荷载为主，故只考虑竖向应力。建筑荷载主要以竖向荷载为主，故只考虑竖向应力。53zRz2P3=22z+r=R225225223zzP1+zr123=z+rz2P3=/ / / ) )/ /() )( (2zzPk=k-k-集中力作用下的竖向附加应力系数集中力作用下的竖向附加应力系数 查表可得。查表可得。集中荷载产生的竖向附加应力存在着如下规律：集中荷载产生的竖向附加应力存在着如下规律：1. 1.在集中力在集中力P P的作用线上的作用线上, ,沿沿P P作用线上作用线上

19、 的分布随深度增加而递减。的分布随深度增加而递减。2.2.在在r0r0的竖直线上，的竖直线上， 从零逐渐增大，至一定深度后又随着从零逐渐增大，至一定深度后又随着z z 的增加的增加而逐渐变小。而逐渐变小。3.3.在在z z为常数的水平面上，随着深度为常数的水平面上，随着深度z z的增加，集中力作用线上的的增加，集中力作用线上的 减减小，但随小，但随r r的增加而逐渐减小。的增加而逐渐减小。若在空间将若在空间将 相等的点连成曲面，就可以得到相等的点连成曲面，就可以得到 的等值线，其空的等值线，其空间曲面的性状如同泡状，所以也称为应力泡。间曲面的性状如同泡状，所以也称为应力泡。zzzzzzz 的分

20、布 的等压力线土中应力的概念：土中应力的概念：即集中力即集中力P P在地基在地基中引起的附加应力，中引起的附加应力，在地基中向下、向在地基中向下、向四周无限扩散，并四周无限扩散，并在扩散的过程在扩散的过程 中中应力逐渐减小。应力逐渐减小。叠加原理叠加原理 由两个集中力共同作用时，地基附加压力扩散产生叠加由两个集中力共同作用时，地基附加压力扩散产生叠加现象，如下图。现象，如下图。P1zP2ab两个集中力作用下两个集中力作用下z的叠加的叠加由此可见，相邻荷载距离过近相互之间压力扩散叠加使附加由此可见，相邻荷载距离过近相互之间压力扩散叠加使附加压力增加并重新分布，从而引起相邻建筑产生附加沉降。压力增

21、加并重新分布，从而引起相邻建筑产生附加沉降。 s2222222pmmn11arctan2mnn1n mn1mn1 2 2、矩形均布荷载下土中附加应力、矩形均布荷载下土中附加应力（1 1）矩形均布荷载角点下土中附加应力）矩形均布荷载角点下土中附加应力pdxdy荷载微单元均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，简称角点均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，简称角点 应力系数，可查表得到。应力系数，可查表得到。KcdxdyzyxzpRzdpdz252223532323pKcz 11111arctan212222222nnmnmmnnmnmKc（2 2） 角点法的应用角点法的应用( (1) 1) MM点

22、在矩形荷载面以内点在矩形荷载面以内( (2) 2) MM点在矩形荷载面边缘点在矩形荷载面边缘 (3) (3) MM点在矩形荷载面以外点在矩形荷载面以外(4) (4) MM点在矩形荷载面角点外侧点在矩形荷载面角点外侧注：注：M M点为地基中任意一点在基底平面上的投影点。点为地基中任意一点在基底平面上的投影点。角点法具体做法：角点法具体做法： 通过通过M M点做一些相应的辅助线，使点做一些相应的辅助线，使M M点成为几个小矩形的公共角点成为几个小矩形的公共角点，点，M M点以下任意深度点以下任意深度z z处的附加应力，就等于这几块小矩形荷载在处的附加应力，就等于这几块小矩形荷载在该深度处所引起的应

23、力之和。该深度处所引起的应力之和。1)1)M点在矩形荷载面以内点在矩形荷载面以内 z(KcKcKcKc)p02)2)M点在矩形荷载面边缘点在矩形荷载面边缘 z（KcKc）p03)3)M点在矩形荷载面以外点在矩形荷载面以外 z(Kcmecg+Kcmgbf- KcmedhKcmhaf)p04)4)M点在矩形荷载面角点外侧点在矩形荷载面角点外侧 z z( (KcmechKcmedgKcmfbhKcmfag)p0 将矩形荷载面分成四块，使中心点将矩形荷载面分成四块，使中心点o o成为四块成为四块小矩形荷载面的公共角点。然后先求出其中一块矩小矩形荷载面的公共角点。然后先求出其中一块矩形荷载，在基础中心点

24、下任意深度处的附加应力，形荷载，在基础中心点下任意深度处的附加应力，再乘以四倍。其表达式为：再乘以四倍。其表达式为：3 3、矩形均布荷载中心点下土中附加应力、矩形均布荷载中心点下土中附加应力pKdzxpzdszbbbbzz2/2/22232/2/)(12 条形分布荷载下土中应力计算属于平面问题，对路堤、条形分布荷载下土中应力计算属于平面问题，对路堤、堤坝以及长宽比堤坝以及长宽比lb1010的条形基础均可视作平面问题进行的条形基础均可视作平面问题进行处理。处理。 均布条形荷载作用下均布条形荷载作用下 ：Ksz- -条形均布荷载作用下竖向附条形均布荷载作用下竖向附加应力分布系数加应力分布系数(1)

25、 (1) 地基附加应力的扩散分布性状；地基附加应力的扩散分布性状；(2) (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴 线处最大，随着距离中轴线愈远愈小；线处最大，随着距离中轴线愈远愈小；(3) (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈 向下附加应力愈小。向下附加应力愈小。均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：5 5、三角形分布的矩形荷载、三角形分布的矩形荷载tz101p22222t1212(1)1mnnmnnmnblm bzn 6

26、 6、均布的圆形荷载、均布的圆形荷载Azzzrzpzrdrrzpq2 0 r 0 2/3220302/522300)(1 )(d23d02/32020) 1/1(11 przpr7 7、平面问题（线荷载和条形荷载）、平面问题（线荷载和条形荷载）（1 1）平面问题概念：）平面问题概念：（2 2）均布线荷载作用下土中应力计算）均布线荷载作用下土中应力计算222341353)(2223zxzpRzpRdypzdz（3 3）均布条形荷载作用下土中应力计算）均布条形荷载作用下土中应力计算220zsz022221 2124 (441)arctanarctan22(441)16pnnmnmpmmnmm（1

27、1）A A点下的应力点下的应力1 19 9. .9 99 9k kP Pa a= =1 10 00 00 0. .1 19 99 99 9= =P PK K= =c cA Ac cA A A A点是矩形点是矩形ABCDABCD的角点，的角点， 由表查得由表查得K KcAcA=0.1999=0.1999，故故A A点下的竖向附加应力为：点下的竖向附加应力为：1=bz=n2,=12=bl=m（2 2）E E点下的应力点下的应力kPakPa 35.0435.04= =1001000.17520.17522 2= =P P2K2K= =cEcEcEcEE E点将矩形荷载面积分为两个相等小矩形点将矩形荷

28、载面积分为两个相等小矩形EADIEADI和和EBCIEBCI。任一小矩形任一小矩形m=1, ,n=1, ,由表查由表查得得K KcEcE=0.1752=0.1752，故，故E E点下的竖向附加应力为：点下的竖向附加应力为：【解】 （3 3）OO点下的应力点下的应力kPakPa48.08 48.08 = =1001000.12020.12024 4= =P P4K4K= =cOcOcOcOO O点将矩形荷载面积分为四个相等小矩形点将矩形荷载面积分为四个相等小矩形。任一小矩形任一小矩形m=1/0.5=2,=1/0.5=2,n=1/0.5=2,=1/0.5=2,由表查得由表查得K KcOcO=0.1

29、202=0.1202，故，故O O点下的竖向点下的竖向附加应力为：附加应力为：（4 4）F F点下的应力点下的应力()()kPakPa . .= =100100. .2 2= =P PK K2 2= =c ccFcF6410084013630Kc. . 过过F F点做矩形点做矩形FGAJFGAJ、FJDHFJDH、FKCHFKCH和和FGBKFGBK。设矩形设矩形FGAJFGAJ和和FJDHFJDH的的角点应力系数为角点应力系数为K Kc c；矩形；矩形FGBKFGBK和和FKCHFKCH的角点应力系数为的角点应力系数为K Kc13630=K2=0.51=n5=5052=mKCC. ., ,

30、,. . .由由表表查查出出：求求0840=K2=0.51=n1=5050=mKcc. ., , ,. . .由由表表查查出出：求求（5 5）G G 点下的应力点下的应力()()kPakPa .14.14= =100100016016. .2 2= =P PK K2 2= =c ccGcG82021020Kc. . 过过G G点做矩形点做矩形GADHGADH和和GBCHGBCH。分别求出它们的分别求出它们的角点应力系数为角点应力系数为K Kc c K Kc故故G点下的竖向附加应力为：点下的竖向附加应力为：01620=K1=11=n52=152=mKCC. ., , ,. . .由由表表查查出出

31、：求求20210=K2=0.51=n2=501=mKcc. ., , ,. .由表查出由表查出：求求双层地基双层地基1 1、上层软弱而下层坚硬的情况、上层软弱而下层坚硬的情况 在山区经常遇到这种地基，地基土上层为可压缩土层，下层为基在山区经常遇到这种地基，地基土上层为可压缩土层，下层为基岩。土层中在荷载轴线附近有应力集中现象，上层土厚度与基础宽岩。土层中在荷载轴线附近有应力集中现象，上层土厚度与基础宽度之比越小，应力集中现象越明显。度之比越小，应力集中现象越明显。 对于均布条形荷载作用下的双层地基，在荷载轴线上土层深度为对于均布条形荷载作用下的双层地基，在荷载轴线上土层深度为z z处的附加应力

32、处的附加应力z z，可按下式计算，可按下式计算2 2、上层坚硬下层软弱的情况、上层坚硬下层软弱的情况 此时，地基中的附加应力出现扩散现象此时，地基中的附加应力出现扩散现象4.4 有效应力原理u/ 为作用于任意面上的全部应力为作用于任意面上的全部应力 （自重应力与附加应力）；（自重应力与附加应力）； 为有效应力，为有效应力， 作用于同一平面的土的骨架上，也称粒间应力；作用于同一平面的土的骨架上，也称粒间应力； u u 为孔隙水压力为孔隙水压力. .=- u静水条件下有效应力静水条件下有效应力21wwwhhhu221whh(h)u)h(hhh(h21w221w)2h静水条件下有效应力静水条件下有效

33、应力稳定渗流作用下的有效应力稳定渗流作用下的有效应力hhhhu21wwwl向下渗流向下渗流221whh(h)uh)-h(hhh(h21w221w)hhw22w2ihh2hhi 2hihl向上渗流向上渗流hhhhu21www221whh(h)uh)h(hhh(h21w221w)hhw22w2ihh2hhi 2hih1点，渗流力与重力方向一致，点，渗流力与重力方向一致，渗流力促使土体压密，对稳定渗流力促使土体压密，对稳定有利有利2点，点，3点，渗流力与重力方点，渗流力与重力方向正交，对稳定不利向正交，对稳定不利4 4点，渗流力与重力方向相点，渗流力与重力方向相反，对稳定特别不利反，对稳定特别不利地震引起的砂土液化地震引起的砂土液化0 图为发生在上海黄浦江隧道施工中流土带来的灾害。施图为发生在上海黄浦江隧道施工中流土带来的灾害。施工中发生渗水后，随后出现大量流砂涌入施工中的隧道，导致工中发生渗水后，随后出现大量流砂涌入施工中的隧道，导致中山南路部分地面下沉，建筑倾斜。中山南路部分地面下沉，建筑倾斜。 图为发生在湖南望城湘江大堤最大的管涌。由于暴雨使湘江水猛长，使土体中的水力坡降增加，加之土结构的几何原因，发生了图中的管涌。沙袋用来提高逸出口水位，以降低水力坡降。此外还抛了一些大的砾石形成反滤层。