火山喷发时,流动的熔岩在冷却过程中形成了各种熔岩地貌,这些熔岩地貌主要由玄武岩组成,具有美学观赏及科学研究的双重价值。其长期暴露于室外,在各种环境因素(如水和温度等)所引起的风化作用下会发生劣化。为了保护这些珍贵的地质遗迹,本文以黑龙江省五大连池火山区的熔岩地貌喷气锥(碟)为研究对象,利用室内试验法对取自喷气锥(碟)分布区的玄武岩在不同环境(淋雨、温度变化、冻融)下的风化特征展开了研究。本文主要的研究工作与成果如下:(1)通过对五大连池火山区的现场考察,论文分析了喷气锥(碟)表壳上裂隙、剥落、掉块、破碎等劣化形式。通过数值模拟计算,结果表明喷气锥(碟)表壳上的竖直状裂隙为其冷却过程中产生的原生裂隙。(2)通过显微镜下薄片观察、X-射线衍射(XRD)得到了玄武岩的矿物成分及化学成分。根据相关规范要求测试了玄武岩的物理性质和力学强度,得到了其密度、孔隙率、孔径分布、吸水率、弹性波速、动弹性模量、单轴抗压强度、弹性模量及泊松比等。(3)对玄武岩试块进行了10次淋雨循环试验,375次高温-低温循环试验,100次冻融循环试验。分别在每1个淋雨循环,每75个高温-低温循环结束后测试试块的质量损失、波速性质及表面形貌。在每5个冻融循环结束后测试试块的质量损失、吸水率及波速性质,冻融循环结束后,测试了试块的表面形貌。通过试验得到了模拟环境下试块的风化形式、过程及严重程度。试验结果表明淋雨、温度变化、冻融3种环境均能使玄武岩发生劣化,但是劣化的表现形式不同。