水下抛投体的有效固结应力梯度，由水面以上的压重、水中抛土的浮容重和渗透力组成，对水下填筑体起重力压密和渗透压密作用。

1.重力压密

堰体中任一点i因自重引起的垂直压应力pi（kPa）等于该点以上土柱重量。在pi作用下，i点最终压缩量Si为

式中：e0、γd0、γ'0分别为水下抛土体的初始孔隙比、初始干容重，kN/m3、初始浮容重，kN/m3；ai为压缩系数，kPa-1；hi为计算点土层厚度，对水下抛填体取单位厚度1m；Gs为土粒容重，kN/m3；γ、γw分别为水上干填土层容重，kN/m3，水容重，kN/m3；Hd、Hi分别为水上干填土厚度及计算点水下埋深，m。

推得i点干容重γdi（kN/m3）为

第m层沉降量Sm及总沉降量S分别为

式中：m为计算点部位自上而下土层序号；n为总土层数。

2.渗透压密

渗透力σwz（kN/m2）与土体自重同为体积力，以应力形式表达为(www.daowen.com)

式中：J为水力比降；Z为土体内Z点沿流线距入渗点的距离，m。

在渗流出口不遭渗透破坏前提下，渗流在出口处的渗径Z最长，渗透压密作用最大，等势线分布愈向出口愈密集。用σwz代替pi，即可由式（6-2）求出渗透压密引起的水下抛土体干容重变化。渗透压力能很快按三角形分布形式作用于整个土体。压密过程主要反映土骨架的移动过程，压密时间很短，试验资料表明，压缩量达95%时，仅需45min。

3.水下抛投风化砂填筑体干容重分布

水下抛投风化砂的Gs=27.4kN/m3，按γd0分别为15.8kN/m3及16.5kN/m3，由水下抛投风化砂的e—p曲线（见图6-5），按下式计算压缩系数ai为

图6-5　水下抛投风化砂压缩试验曲线

由式（6-2）及式（6-5）计算得出三峡二期围堰水下抛投风化砂填筑体干容重分布（见表6-4）。分布规律一般为下部高于上部，施工期为背水侧高于中部，中部又高于迎水侧。围堰建成后，以轴线处底部的干容重最大，可达18.3kN/m3。与采用离心机试验测得的围堰轴线附近干容重自上而下近似呈线性增大（16.3～18.5kN/m3）的成果基本一致。迎水侧采用石渣混合料压坡后，可以显著提高迎水侧风化砂的干容重。为达到设计干容重不低于17kN/m3要求，采用的风化砂松散干容重应不低于16kN/m3。

表6-4　三峡二期上游围堰水下抛投风化砂填筑体干容重γdi（kN/m3）分布计算与试验成果

注　1.各点号具体位置见图1；2.试验值均为长江科学院离心机的试验成果。