处置库的长期安全性是高放废物安全处置的关键问题。高放废物中核素的衰变将会产生大量的热，而且由于核素的半衰期极长，衰变热将长期存在于处置岩体中，尤其是处置库的近场范围。这不仅影响围岩自身的物理力学性质，而且对岩体的应力场和渗流场也会产生重要的影响。因此，需要我们对岩石的热学和力学性质以及二者的相互影响有更加深刻的认识与了解，进而对高放废物处置库的安全性进行评价预测。基于此，论文主要开展了以下几个方面的工作:　　(1)进行了含层理砂岩的室内试验，对其在层理影响下力学行为、热膨胀系数和纵波波速的各向异性特征进行了研究。结果表明，由于层理的存在，所研究砂岩的热学与力学性质表现出明显的各向异性，与含竖向层理试样相比，含水平层理试样的弹性模量、泊松比以及纵波波速较小，轴向热膨胀系数的规律与之相反。砂岩基质与层理矿物成分的不同导致了这些各向异性特征。　　(2)通过室内试验对花岗岩的热学以及力学行为进行了研究。首先进行了单轴压缩试验并测试了其热学参数，试验结果表明，随着损伤的增加，岩样的热传导系数和比热不断减小，而导温系数和热膨胀系数不断增大。还进行了花岗岩试样的常规三轴压缩及循环加卸载试验，得到了花岗岩的力学响应特征。　　(3)基于均匀化的离散方法，并忽略裂纹之间的相互作用，推导出了裂隙岩石有效热传导和热膨胀系数的表达式并进行了数值计算。结果表明，裂纹不同方位的分布使岩石的有效热传导和热膨胀性质表现出明显的各向异性。岩石基质与裂隙之间体积模量的差别对有效热膨胀系数有较大的影响，饱和岩石试样的有效热传导系数直接取决于裂隙流体的热传导系数。应力诱发微裂纹的扩展会导致岩石热学性质的各向异性。　　(4)在分析前面花岗岩热学和力学试验的基础上，在弹塑性理论框架下，考虑了岩石内部损伤的演化特征，建立了考虑损伤演化的应变硬化/软化力学模型。在此模型的基础上，考虑温度对岩石力学参数的影响以及岩石热学参数随损伤的演化规律，建立脆性岩石的热固耦合模型。将所建立的模型嵌入大型有限元软件ABAQUS中进行数值计算，对花岗岩在三轴压缩条件下的力学行为进行了数值验证，结果表明该模型能较好地描述脆性岩石的力学行为。　　(5)进行了高放废物处置库温度场、应力场和变形场的数值模拟。首先，建立不同处置坑间距的三维有限元模型，进行处置1000年内温度场的模拟，得到了处置库温度场的时空演化规律，并提出6-8m为处置坑的合理间距。然后采用6m间距的处置库模型，对其应力和变形场进行热力耦合计算，并对处置库围岩及缓冲材料的应力场和变形场的长期演化规律进行分析。计算结果对于我国高放废物处置库的设计具有一定的参考意义。