大量的水库蓄水与运行引起滑坡的事实表明,水-岩相互作用下库岸边坡的稳定性主要受控于边坡岩土体强度对水的敏感程度,库岸边坡不同类型的岩土体遇水后,其强度降低程度因岩土体本身的岩性不同而不同。库水周期性变化引起库岸边坡消落带岩土体在干湿循环作用下发生强度劣化,当劣化发展到一定程度的时候就可能会引起岸坡失稳。本文以侏罗系地层中的长英质细砂岩(Ⅰ号)和弱蚀变泥质石英砂岩(Ⅱ号)为研究对象,开展超声波测试、扫描电镜(SEM)技术、单轴和三轴压缩试验,从微观和宏观两个方面探讨干湿循环作用下不同矿物成分砂岩变形及强度参数等相关物理力学特性的变化规律,最终通过对矿物成分的分析,探讨两种砂岩在干湿循环条件下的物理力学特性变化机理。本文主要的试验成果和获得的试验结论概括如下:　　(1)采用超声波测试方法,对Ⅰ号、Ⅱ号砂岩试样在经历多次干湿循环后的波速变化进行测试,测试结果表明:Ⅰ号砂岩试样在干燥状态下,波速较高,当遇水之后,波速有大幅度衰减,在经历几次干湿循环次数后,最终波速趋于稳定;Ⅱ号砂岩试样在经历多次干湿循环次数后,试件的波速并没有明显的衰减迹象,干湿循环之后试件的波速与干燥状态下试件的量值相近。　　(2)采用单轴压缩试验,对干燥和经历多次干湿循环后的Ⅰ号、Ⅱ号砂岩试样进行抗压强度测试,获得试样的应力-应变曲线、弹性模量和峰值强度,以及岩样的破坏形式,试验结果表明:在单轴压缩试验后,两种砂岩的应力-应变曲线并不遵循典型岩石的一般发展阶段(即微裂隙压密阶段、弹性变形阶段、屈服阶段以及残余强度阶段),在达到峰值强度后很快破坏,没有出现塑性流动阶段。Ⅰ号砂岩岩样的弹性模量和峰值强度当遇水之后较干燥状态下,两者发生大幅度衰减,在经历多次干湿循环之后,衰减幅度逐渐减小;Ⅰ号砂岩岩样随着干湿循环次数的增加脆性减弱,塑性增强,试样的破坏大多沿单一斜面剪切破坏。Ⅱ号砂岩试样在经历多次干湿循环之后,弹性模量和峰值强度并没有明显的弱化,大多与干燥状态下试样的量值相当,由于岩样的脆性较高,试样大多是剪切破坏与沿轴向破坏的组合。　　(3)采用三轴压缩试验,对干燥和经历多次干湿循环后的Ⅰ号、Ⅱ号砂岩试样进行不同围压下的抗压强度测试,获得了试样的应力-应变曲线、弹性模量、峰值强度、粘聚力和内摩擦角,以及岩样的破坏形式。试验结果表明:在三轴压缩试验后,两种砂岩的应力-应变曲线基本遵循典型岩石的一般发展阶段。Ⅰ号砂岩岩样的弹性模量、峰值强度、粘聚力和内摩擦角在干燥状态下量值较高,随着干湿循环次数的增加而逐渐降低,粘聚力没有内摩擦角的劣化显著;Ⅱ号砂岩试样在经历多次干湿循环之后,弹性模量、峰值强度、粘聚力和内摩擦角没有明显的弱化,变化量值较干燥状态下相近。当Ⅰ号砂岩在围压较低时试样大部分为单一断面的剪切破坏,而随着围压的升高,试样均未产生宏观的断裂,只是产生大量的滑移迹线,在周向具有对称性,倾角大致相同。压缩变形较大的试样产生了较大的塑性变形,且明显呈鼓状;Ⅱ号砂岩试样的破坏形式与单轴压缩试验下的相似。　　(4)采用电镜扫描技术,对干燥和经历多次干湿循环后的Ⅰ号、Ⅱ号砂岩试样进行表面图像和断口形态的观察,观察结果表明:Ⅰ号砂岩试样在干燥状态下岩样表面比较粗糙,颗粒之间棱角明显,随着干湿循环次数的增加,表面渐渐出现泥化现象;Ⅱ号砂岩试件在多次干湿循环之后,表面仍就粗糙,颗粒之间棱角比较明显,并没有出现显著的泥化现象。Ⅰ号砂岩试样在干燥状态下断口形态比较粗糙颗粒之间棱角明显,经历过多次干湿循环之后,断口处有明显摩擦痕迹,棱角被“磨平”,多次干湿循环之后的Ⅰ号砂岩试样更容易发生剪切形式的破坏;Ⅱ号砂岩试件经历多次干湿循环之后断口处没有明显的摩擦迹象,颗粒之间棱角仍就明显。　　(5)从超声波测试和抗压强度实验中可以看出,经历多次干湿循环之后的砂岩岩样的纵波波速与抗压强度有着很好的对应关系。Ⅰ号砂岩试样干燥状态下,波速较好,强度较高,遇水之后波速和强度均发生大幅度衰减,经历多次干湿循环后,波速与强度的衰减幅度逐渐减小;Ⅱ号砂岩试件在经历多次干湿循环之后,波速和强度均没有明显的衰减趋势,大多与干燥状态下的波速和强度的量值相近。　　(6)通过对干燥和经历多次干湿循环之后的Ⅰ号、Ⅱ号砂岩岩样在单、三轴压缩试验下的弹性模量、峰值强度、粘聚力和内摩擦角的变化情况进行分析,获得了两种砂岩的强度和变形规律,并从中探讨干湿循环作用下两种砂岩岩性的变化机理。Ⅰ号、Ⅱ号砂岩岩样的强度和变形规律表现出明显的不同,其主要由于它们的的矿物成分存在差异。其中,Ⅰ号砂岩岩样主要由石英与长石被白云母、方解石泥质胶结而成;Ⅱ号砂岩试样主要由石英与长石被绢云母胶结而成。两种砂岩的主要矿物成分是石英,但是Ⅰ号砂岩的石英颗粒较小,其次矿物成分是长石,而长石遇水后容易发生水解,从而改变自身原有的矿物成分、孔隙度、胶结物及其排列组合方式,并且岩石泥质胶结程度不致密,无明显重结晶现象;Ⅱ号砂岩的石英颗粒较大,次变矿物成分是已结晶的绢云母泥质胶结物,而绢云母的化学性质是比较稳定的,遇水后仍能大部分保留自身原有的特性。所以两种砂岩矿物成分的不同是造成其经历多次干湿循环之后,物理力学特性发生不同变化的最根本原因。