水库是储藏和积蓄地表水的水文工程,集发电、水利灌溉、生产生活供水、洪涝控制等多种功能于一体。水库的修建形成了巨大的人工湖,在库区相当大的范围内激发起强烈的水岩相互作用,人为因素造成对地质环境的强烈影响,水库周围岩土环境和地下水系统之间原有的平衡被打破。水环境系统通过水岩相互作用影响其赋存的岩土介质,岩土环境和地下水系统之间原有的平衡逐渐恢复。在岩土介质及地下水之间平衡被打破与恢复的过程中,环境及地质灾害应运而生。因此,库区地质环境变迁应重点研究水岩相互作用。库岸水岩作用的一个重要方面便是库岸边坡消落带内岩土的干湿循环作用,干湿循环作用条件下岸坡岩土力学性质逐渐劣化有可能对岸坡的稳定性产生威胁,加强干湿循环损伤机理的研究,能够科学认识水库建成蓄水对库岸边坡稳定性及危险性的影响,而且对制定库区防灾减灾长期规划也具有一定的指导意义。目前,尽管国内外学者对水岩干湿循环作用的研究颇多,但是主要集中在了干湿循环作用条件下易崩解岩石的崩解规律及崩解机理的研究。对弱崩解性岩石的研究大多停留在力学参数与干湿循环次数的变化规律的层面,对该类岩石干湿循环作用条件下的损伤特性与损伤机理的综合研究较少,因此急待广大学者开展干湿循环作用条件下该类岩石损伤机理的研究。本研究在三峡库区——香溪河岸坡地质环境分析的基础上,结合课题需求选择了粘土质含量不同的两种粉砂岩作为研究对象,通过对试样基本性质的测试,得到了试样的基本物理指标、物质成分及胶结结构特征,接着综合研究了干湿循环条件下试样物理力学性质劣化规律以及宏微观结构的演化特征,并且基于结构特征演化对试样物理力学性质劣化规律进行了分析,最后归纳了干湿循环条件下试样的损伤机理。主要研究内容及结论如下：首先,在了解库区岸坡水岩相互作用特点的基础上,通过分析库区地质环境概况,选择了两种弱崩解性的粉砂岩作为研究对象。测试并分析了两种试样的颗粒组成、基本物理指标、物质成分及胶结结构特征。为干湿循环条件下试样损伤机理的分析奠定了物质基础。颗粒分析试验表明：1号为级配不良的含粘土粉砂岩(含泥粉砂岩),粘土质粉砂岩为级配良好的粘土质粉砂岩(泥质粉砂岩)。物质成分测试结果表明：两种试样均含有微量的易溶盐；石英、长石为两种试样的骨架成分,含粘土粉砂岩石英、长石分别含有38%、26%,粘土质粉砂岩石英、长石分别含有42%及13%；含粘土粉砂岩粘土矿物总量为10%,其中绿泥石及伊利石各占粘土矿物总量的50%,粘土质粉砂岩粘土矿物总量为26%,其中绿泥石、伊利石及伊蒙混层矿物分别占粘土矿物总量的15%、25%、60%。胶结物测试成果表明：含粘土粉砂岩钙质胶结物占70.59%,粘土质胶结物29.41%,该试样以钙质胶结为主,泥质胶结为辅；粘土质粉砂岩钙质胶结物占39.53%,粘土质胶结物占60.47%,该试样以泥质胶结为主,钙质胶结为辅。试样的结构特征分析表明：含粘土粉砂岩为接触式胶结,碎屑支撑类型；粘土质粉砂岩为基底胶结,杂基支撑类型。其次,着重研究了干湿循环条件下试样物理力学性质的劣化规律。物理性质方面包括：饱和吸水率及比表面积两个指标；力学性质包括：强度、变形与破坏特征等内容。饱和吸水率及比表面积两个物理指变化规律相同,含粘土粉砂岩两物理指标随循环次数增加呈上凸型的二次曲线,增长率逐渐衰减；粘土质粉砂岩呈直线关系,增长率恒定。力学指标包括单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量等,力学指标变化规律相同,含粘土粉砂岩力学指标随干湿循环次数增加呈下凹型的二次曲线衰减,衰减速率逐渐减小；粘土质粉砂岩呈直线规律变化,衰减速率保持恒定。变形与破坏特征主要分析归纳了单轴压缩曲线,单轴试验试样失稳时裂隙展布特征及劈裂试验断面形态等方面的内容。含粘土粉砂岩“应力-应变”曲线类型由“塑-弹性”转变为“塑-弹-塑性”,塑性性能有所增加：粘土质粉砂岩由“塑-弹-塑性”变为“塑-弹性”,塑性性能有所减小。单轴压缩试验试样失稳时裂隙的展布特征表明：两种试样受干湿循环的影响由单裂隙控制的失稳模式逐渐演化为裂隙带控制的失稳模式,含粘土粉砂岩主要受控于主裂隙,粘土质粉砂岩受主裂隙及伴随裂隙的共同控制；劈裂试验劈裂面特征：0次干湿试样劈裂面较为平整,受干湿循环影响含粘土粉砂岩劈裂面起伏度略有增加,粘土质粉砂岩劈裂面起伏度受干湿循环影响强烈。再次,研究了两种试样干湿循环条件下结构特征的演化规律,包括宏观、微观两方面。宏观结构方面：含粘土粉砂岩无明显的宏观结构劣化,粘土质粉砂岩干湿循环条件下宏观裂隙数量逐渐增多、裂隙长度逐渐加长、宽度逐渐加宽、连通性逐渐增强。微观结构方面：主要研究了两种试样随干湿循环次数增加的微观形貌特征、微孔隙的形态特征、孔隙度及孔径分布等微观结构及微观参数的演化规律,并且比较了两种试样的异同。最后从宏、微观结构损伤的角度揭示了干湿循环条件下试样物理力学性质的劣化原理。最后,总结了干湿循环条件下试样的损伤机制,并且综合分析了干湿循环条件下试样的损伤机理。干湿循环作用条件下试样的损伤机制包括三个方面：粘土质胶结物的胀缩机制、溶蚀损伤机制、疲劳损伤机制。综合分析得出粘土矿物种类及含量是试样干湿循环损伤的决定性因素,提出粘土质胶结物的胀缩机制是试样干湿循环损伤的主要内在动力,疲劳损伤机制是粘土质胶结物胀缩机制造成损伤累积的作用过程。以两种试样物质成分的差异性为基础,特别是粘土矿物含量及成分的差异,结合干湿循环作用条件下与粘土矿物水理性质密切相关的比表面积测试结果,提出含粘土粉砂岩干湿循环作用损伤的内在动力小于粘土质粉砂岩,且含粘土粉砂岩干湿循环损伤的内在动力随干湿循环次数增加逐渐减小,粘土质粉砂岩保持恒定。采用此观点很好的解释了两种试样物理力学性质、结构特征等演化规律的内在机理。