寧東礦區新第三系紅層軟巖物理力學特性研究

韓聰　張媛　韋嫻　韋曉佳

【摘 要】紅層軟巖的變形特性對于工程建設穩定性至關重要，巖石的微觀結構特性和力學強度對工程建設的安全穩定有直接作用。對寧東馬蓮臺礦區的紅層軟巖進行了掃描電鏡觀察及單軸抗壓強度實驗。研究結果表明： 巖樣結構單元體主要是不同形狀及不同大小的粘粒集聚體，集聚體中顆粒形狀不規則，顆粒間存在空隙，而由單軸壓縮所得應力-應變曲線，可初步得出紅層軟巖破壞形式呈塑彈性變形破壞，由此可得出新第三系紅層軟巖物理力學特性，為進一步研究提供一定理論基礎。

【關鍵詞】紅層軟巖；掃描電鏡；單軸壓縮；應力-應變

0 引言

紅層軟巖在我國西南、西北及中部地區廣泛分布，其工程地質特性復雜，尤其是水理特性對于工程建設影響很大，有關紅層軟巖工程地質特性和水理特性方面的研究也取得了相當多的成果。紅層軟巖的變形特性對于工程建設穩定性同樣至關重要，寧東礦區局部分布著厚度較大的紅層軟巖，當礦井井筒穿越該層軟巖時，紅層軟巖的力學特性與井筒的安全穩定有直接關系，基于此，本文通過現場取樣，從紅層軟巖的微結構及力學性能參數方面對其進行系統研究，為紅層軟巖范圍內的工程設計提供依據。

1 野外現場地勘取芯

巖樣采集地點位于寧夏回族自治區靈武市東部寧東礦區馬蓮臺煤礦（N38°12′59.38″ 、E106°32′13.70″）。該地區第三系紅層發育，最厚的地方厚度可達200多米。

2 紅層軟巖的微結構分析

為研究紅層軟巖的微觀結構，對巖樣進行了掃描電鏡的觀察。圖5-圖7給出了巖樣在三種不同放大比例下的微觀結構成像。

巖樣結構單元體主要是不同形狀及不同大小的粘粒集聚體，集聚體中顆粒形狀不規則，顆粒間存在空隙。

3 紅層軟巖的單軸抗壓強度研究

3.1 實驗儀器

實驗是在北方民族大學化工學院多功能材料力學試驗機上完成，試驗機如圖8所示。

3.2 試樣加工

巖樣制為直徑x高為50 mm ×100mm的圓柱型試樣，如圖9所示。

3.3 實驗結果

圖10為巖樣經單軸壓縮后所得出的應力-應變曲線。從圖中可看出，巖樣為塑彈性變形破壞，在峰值前的階段可大致分為兩個部分，但兩部分曲線基本平行，斜率相等，當軸向應變在達到4%左右后，應力峰值增加不明顯，即可認為達到峰值。

4 結束語

本次研究從微結構分析和單軸抗壓強度出發，對黃河中上游寧東礦區新第三系紅層軟巖的工程性質進行了研究，為進一步探尋該地區紅層軟巖對實際工程的影響提出一定理論依據。盡管如此，第三系紅層的工程特性及其對實際工程的影響，仍是一個十分復雜課題，仍需從各方面進行更近一步的研究。

【參考文獻】

[1]王水林，王威，吳振君.巖土材料峰值后區強度參數演化與應力-應變曲線關系研究[J].巖石力學與工程學報，2010，29（8）：1524-1529.

[2]張春會，趙全勝，黃鸝，等.考慮圍壓影響的巖石峰后應變軟化力學模型[J].巖土力學，2010，31（Z2）：193-197.

[3]韓建新， 李術才， 李樹忱，等.基于強度參數演化行為的巖石峰后應力-應變關系研究[J].巖土力學， 2013，34（2）：342-346.

[4]李文婷， 李樹忱， 馮現大，等.基于莫爾-庫侖準則的巖石峰后應變軟化力學行為研究[J].巖石力學與工程學報， 2011，30（7）：1460-1466.

[5]朱建明， 吳則祥， 張宏濤，等.基于 Lade-Duncan 和SMP 兩種強度準則的巖石殘余應力研究[J].巖石力學與工程學報， 2012，31（8）：1715-1720.

[6]劉泉聲，高瑋，袁亮.煤礦深部巖巷穩定控制理論與支護技術及應用[M].北京：科學出版社，2010：42-48.

[責任編輯：田吉捷]

2.5 威脅分析

1）為進一步提高普通高校學校體育工作效果，《高等學校體育工作標準》頒布后，對各高校學校體育工作提出了更高的要求?！稑藴省分袑W校體育課課時、項目、體育俱樂部、學校體育場館、體質測試、師資待遇等都做了明確要求。云南省部分普通高校在各項要求中存在著一定的差距，需要進行相應的調整

2）與發達城市高校學校體育發展的差距。通過查閱相關文獻資料發現，從公共體育課開設項目、課時分配、教學模式等方面，云南省普通高校公共體育課與發達城市高校存在著一定的差距，學生選項時的集中、參與度不高等都與此相關，開設與時代緊密結合的運動項目，合理科學得分配課時結構，創新特色運動項目、采用課內課外一體化教學模式等將成為未來云南省普通高校公共體育課改革的重點方向。

3）體育運動文化的效應較低。云南省有著得天獨厚的少數民族傳統體育運動項目優勢，毗鄰東南亞國家、又擁有著一定的高原訓練基地，體育明星也不在少數。但體育文化的傳播卻相對較少，從教師教育聯盟到大學城，再到地州院校，體育文化的傳播途徑局限性成為了高校學校體育發展的阻礙墻，體育文化的傳播效應越大對學生學習體育運動的興趣影響越大，只有從豐富多彩的體育文化傳播途徑中對學生進行思想和行為的影響，公共體育課的教學將得到最大的效益。

3 小結

云南省普通高校公共體育課教學的改革是提高云南省高校學校體育發展的有效途徑。按照近年來頒布的相關政策，提升學校體育綜合實力，順應時代發展機遇，構建互聯網+學生健康檔案，提高公共體育課教學效果；結合地域特色，挖掘特色體育教學模式，充分利用利弊關系，培養學生終身體育意識，增強學生體育運動參與度，豐富學生課余文化生活，提高身體素質能力是高校公共體育課的關鍵所在；因此，云南省普通高校公共體育課的發展需要從多元的路徑進行分析，結合云南省地域優勢，充分發揮地方院校的特色，做創新和轉型的前進著。

【參考文獻】

[1]曹沖，劉德軍.云南省普通高校公共體育課程設置的問題研究[J].長沙大學學報，2014（03）.

[2]吳燕丹.高校公共體育課程“主、副項制”模式的深化研究[D].福建師范大學，2003（04）.

[3]馬岳良，史湘平，曹利民.高?！叭灾鳌斌w育選項課改革實施效果影響因素分析——以湖南理工大學為例[J].競技論壇，2013（07）.

[4]李明峰.高校公共課體育課程實施學分制改革的研究[D].曲阜師范學院，2011（04）.

[5]李濤，張海信.高等學?！肮搀w育課”課程實施“課內外一體化”教學模式的教學效果研究[J].科教文匯，2015（11）.

[責任編輯：田吉捷]