贺兰山岩画属于室外不可移动的石质文物,因自然环境因素的长期作用而遭受到了严重的风化,而风化的主要表现形式为片状剥落和裂隙扩展等。为此,本文以贺兰口岩画为研究对象,在对其风化现状调查的基础上,首先利用RMT-150C岩石力学试验系统对贺兰口岩画附近岩石的劈裂、单轴、三轴和剪切力学强度进行试验研究,然后对岩画保存环境的温度、风速、风沙天气和湿度等数据进行统计分析,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段,并结合冻融和风洞室内试验对岩画风化机理进行研究,最后利用仿生合成技术在岩石表面制备二氧化硅保护膜。通过研究发现,贺兰口岩石延性较差、脆性较强、受力易发生破坏,所以,在贺兰口区域常年温差较大、湿度中等和沙尘(暴)天气频发等气候条件下,温度变化使岩石发生裂系而力学强度明显下降,风沙的剥蚀使岩石质量损失明显,且风蚀模数随着风沙流速度的增大而呈增大趋势。风化后的岩石形貌多疏松多孔、胶结物质较少,且裂隙发育多向,同时,曾生长有微生物的岩石表面的黑色附着物呈团状和块状胶质物,而水化作用造成岩体的体积大幅膨胀。最后,对以正硅酸乙酯和氟硅酸钠为硅源制备的二氧化硅膜进行表征和测试,微观特征发现两种方案处理后的岩样表面覆盖有一层紧密有序的球状颗粒保护膜而以正硅酸乙酯为硅源制备的膜微观形貌更均匀密集,测试发现耐污性提高了,吸水性和亲水性均有所降低。这些研究有望为全面、科学地认识岩画的风化机理并为其后续保护工作的实施提供理论支持。