本文以大南湖七矿弱胶结粉砂岩为主要研究对象,综合采用理论分析、实验室试验等研究手段,对不同碱性水环境中弱胶结粉砂岩微观结构、矿物组分及宏观力学性质变化规律及宏观破坏特征进行研究,揭示了碱性水环境下弱胶结粉砂岩的劣化机制。主要研究成果如下:（1）确定了大南湖七矿弱胶结粉砂岩胶结形式为孔隙式胶结,胶结物含量较少,碎屑成分多为石英及长石,胶结物为粘土质高岭石,碎屑颗粒通过胶结物彼此胶结,表面有明显的松散颗粒堆积,少量次生孔隙、孔洞发育,为典型的弱胶结软岩;（2）弱胶结粉砂岩碱水浸泡试验和X射线衍射及电镜扫描结果表明:随pH增加,矿物颗粒粒径变小甚至消失,矿物颗粒由圆润变为尖锐,岩石表面出现溶蚀孔洞及裂隙;石英、长石总含量降低,高岭石含量大幅增加,溶液中Al³⁺、Fe³⁺、SiO₃^2-浓度升高,K⁺波动一定时间后稳定在初始浓度,Mg²⁺、Ca²⁺浓度降低;（3）受碱性溶液侵蚀的弱胶结粉砂岩力学试验表明:力学参数劣化有明显的时间效应,浸泡时间越长,抗压、抗拉、抗剪强度越低;随pH增加各项力学参数指标降低,弹性模量、粘聚力的劣化敏感性较低,抗压、抗拉强度劣化敏感性较高;应力-应变曲线压密阶段时长增加、应变增大,屈服阶段的峰值应力降低,残余阶段的残余应力显著下降;压缩破坏形式由张拉破坏变为张拉-剪切破坏,剪切破坏形式始终为剪切破坏,表面竖直破裂面增加,拉伸破裂面粗糙度增加;（4）揭示了碱水环境弱胶结粉砂岩劣化主要受到膨胀水化、溶解-溶蚀、离子交换三种水-岩化学作用的影响。pH较低时,以膨胀水化作用及水解作用为主;pH在10左右时,以水解作用、碱性腐蚀作用为主,膨胀水化作用为辅,伴以部分离子交换作用;中强碱性条件时,以碱性腐蚀作用为主,膨胀水化作用为辅,伴以少部分离子交换作用,水解作用基本停止。该论文有图31幅,表10个,参考文献78篇。