随着人类对能源需求的日益增长,高温岩体地热能这一新型的绿色能源逐渐被各个国家所关注,并且在发达国家得到了迅速的发展。高温岩体地热能资源储量之庞大,可以作为人类可持续发展的替代能源。高温岩体地热资源开发涉及的领域很广泛,需要的技术支持也很复杂,其最核心的技术就是人工热储构造的设计和形成,而这将直接关系高温岩体地热的开采效率。当前人工热储构造的建造方法主要是水压致裂。一般来说,水压致裂技术只能产生一条垂直于最小主应力方向的裂缝,而且本质上只是增加了裂纹的长度,对于增加裂纹的密度作用是十分有限的。因此,常规的水压致裂技术极大地限制了水压致裂技术的使用。但是,地热开发所面临的花岗岩是在高温下的压裂过程,由于岩石的不均匀性,会在岩石内部产生热应力集中而导致热破裂,这将会导致高温下的水压致裂产生很多随机因素。其次,如何既能改变裂纹的长度,又使得裂纹密度增加并且连通成裂隙网络,增加热交换面积,是值得研究的。而干热岩原位开采实地模拟的实验难度较大,所以往往采用逆向思维,本文特别运用注入高温高压蒸汽的方式,模拟不均匀地应力状态下花岗岩的热破裂,采用自主研制的实验设备,实验研究了花岗岩在高温蒸汽作用下的热破裂规律及裂纹分布规律,得出如下结论:⑴在高温作用下,花岗岩的抗拉强度会极大的降低,从而降低花岗岩水压致裂的压裂压力。在本次试验条件下,花岗岩发生脆性破裂温度为483℃,蒸汽压力为10.6MPa。⑵在本次实验条件下,花岗岩发生热破裂的过程大致可以分为五个阶段。热破裂的阈值温度为260℃,此温度时裂隙大量发育,或形成贯通网络。⑶高温高压蒸汽作用下,花岗岩除了在沿着垂直于最小主应力方向产生主裂缝,还会由于热破裂,在其它方向产生一定数量随机分布的次生裂缝。本文采用特殊仪器将热破裂后的花岗岩做了渗透率测试和纵波波速测试,从而了解其热破裂过程中物理力学变化。得到离断裂面最近上层花岗岩试样纵波波速和渗透率变化最明显,受影响最大,裂隙发育最良好,中间层的变化不明显,但能看出裂隙的延展方向有偏移,下层试样的影响最小。由各孔位试样还原到花岗岩的的波速和渗透率分布图,得到其裂纹延伸方向。本文还通过断裂面扫描电镜实验,从微观角度研究了花岗岩的破裂机理。得到花岗岩断口形貌有显著的脆性特点,其断裂形貌主要包括穿晶断裂和沿晶断裂。在本次实验条件下,还表现出碎裂断口和疲劳损伤断口等。从沿晶断裂和穿晶断裂的裂纹密度来判断其不同位置的热破裂程度。通过宏观实验和理论及实验数据的综合分析,得到相关裂隙扩展规律,不同方向裂缝的形成,对于形成相互连通的空间裂隙网络有实际意义,从而有助于增大人工储留层的热交换面积,有助于提高地热开采的效率。