水岩综合作用会导致岩石的性质发生改变,这种劣化出现在相关工程中时,往往会造成工程失稳破坏,威胁人类的生命财产。本文以重庆城口地区黑色岩层为研究对象,调查研究区黑色岩层的工程地质特征,分析岩石的基本物理性质和地球化学特征。为研究干湿循环作用下岩石物理力学性质的劣化特征及其水岩作用机理,对岩石试样进行干湿循环模拟试验,测试岩石的吸水性、表面硬度和单轴抗压强度,结合岩石微观孔隙特征和反应溶液水化学特征进行深入探讨。主要内容和观点如下:(1)通过X射线衍射(XRD)分析和X射线荧光光谱分析(XRF)等测试对岩石的基本物理性质和地球化学特征进行分析。发现黑色岩层试样的天然含水率极低、块体密度较大,岩石非常致密。岩石富含有机质和黄铁矿,主要造岩矿物为石英、黄铁矿、白云石和粘土矿物,含有少量的长石。(2)通过室内干湿循环模拟试验,对黑色岩层试样进行了不同次数的“吸水-风干”循环作用,对不同循环次数下试样吸水率、表面硬度及单轴抗压强度等性质进行测试,总结岩石劣化的规律。实验结果表明在干湿循环中作用下,岩石性质有明显的劣化。岩石吸水率随干湿循环次数的增加而增大,岩石表面硬度随干湿循环次数的增大呈微弱下降趋势,岩石单轴抗压强度会随着干湿循环次数的增加不断下降。岩石性质试验结果均表明干湿循环作用会造成岩石物理力学性质的损伤。(3)岩石微观孔隙特征和反应溶液水化学特征表明岩石孔径会随着干湿循环次数的增加而不断增大。水与岩石的接触空间增大会加速水岩作用的进行,加速岩石中各种矿物组分的溶解、蚀变。岩石性质劣化过程中水岩物理作用和水岩化学作用同时进行。碳酸盐类矿物在干湿循环作用下的中性环境中主要表现出物理溶解作用,使得岩石孔隙不断增大。伊利石、蒙脱石等粘土矿物遇水膨胀、软化也会造成岩体表层剥离脱落,增大岩体内部孔隙,加速水岩作用进行。黄铁矿等硫化矿物氧化会形成各种风化产物,对岩体造成不利影响。