滑坡、崩塌等地质灾害的发生,与水的长期作用密切有关。岩体受到水溶液的物理和化学作用后,内部微裂隙及孔洞逐渐增多,强度降低,导致工程失稳。水-岩相互作用研究具有十分重要的工程意义,涉及到危岩、坝基、边坡、文物保护等众多基础性的课题。针对酸碱环境干湿循环作用下砂岩劣化机理的复杂性,依托国家自然科学基金项目、教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目,在总结前人研究成果的基础上,以酸碱环境下干湿循环作用后砂岩单轴压缩试验、三轴压缩试验、断裂力学试验、浸泡溶液离子浓度试验等为基础,对砂岩强度参数和断裂韧度的劣化规律进行研究,并引用化学热力学、化学动力学以及孔隙度演化规律来阐释砂岩劣化的机理。主要研究工作及成果如下:（1）在浸泡溶液pH值分别为4、7、9的环境作用下,对砂岩试样进行循环次数为1、3、6、10次（4个阶段）的干湿循环试验。将每个循环阶段后的砂岩试样分别进行单轴压缩试验、三轴压缩试验和抗拉试验,根据每个循环阶段后的单轴抗压强度、三轴抗压强度和抗拉强度数据,得到Mohr-Coulomb强度准则参数和Hoek-Brown强度准则参数,并分析干湿循环作用的劣化效应。根据应力空间中偏应力与强度准则参数的关系式,获得酸碱环境（pH=7、9、4）干湿循环（n=1、3、6、10）作用下π平面上破坏曲线随不同干湿循环次数的变化图。（2）通过断裂力学试验获得了酸碱环境（pH=7、9、4）干湿循环（n=1、3、6、10）作用下带有斜裂纹的半圆弯曲砂岩试样破坏时的峰值强度。断裂试件厚度B=30mm,直径D=76mm,跨度s=38mm,裂纹a=19mm,裂纹有四个倾角,分别为0°、15°、25°、40°。通过测得的峰值强度计算得到不同pH值（pH=7、9、4）、不同干湿状态（干燥和饱和）、不同干湿循环次数（n=1、3、6、10）下砂岩I/II复合型断裂韧度。通过改进的最大切应力断裂判据,计算出酸碱环境干湿循环作用下砂岩的裂纹尖端参数（T应力、临界极半径和起裂角等）,并对比分析试验曲线与改进的最大切应力判据曲线。对试验值进行拟合,得到了适合工程应用的断裂判据。（3）通过砂岩的矿物成分分析,选取砂岩中含量最多的前几种主要矿物:石英、长石、方解石、黑云母为研究对象。列出砂岩主要组成矿物在中性、碱性、酸性环境浸泡下溶解的化学反应方程式,运用化学热力学的基本原理,计算出各主要组成矿物在酸碱环境下溶解反应的吉布斯函数值,获得砂岩各主要组成矿物溶解反应的方向。引入化学动力学来研究矿物与水溶液化学反应的速率。对每个干湿循环阶段后浸泡溶液的离子(SiO₂、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Fe²⁺)浓度进行测试,通过计算各循环阶段砂岩矿物溶解的离子生成速率,得到了离子生成速率随着循环次数变化的关系式,探讨了砂岩在干湿循环作用下的微观作用机理。（4）通过酸碱环境（pH=7、9、4）干湿循环（n=1、3、6、10）作用后浸泡溶液的离子浓度(SiO₂、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Fe²⁺),分别计算出矿物石英、钾长石、钠长石、方解石、黑云母溶解的体积量,再得到砂岩各阶段孔隙度的增量。分析了砂岩的孔隙度增量与粘聚力、内摩擦角、拟合抗压强度、霍克-布朗材料常数等强度参数劣化的关系,从孔隙度演化的角度来阐释了砂岩劣化的机理。