深部地下资源的开发与空间利用均涉及到复杂的地下工程问题,如核废料的深部地下存储、地热资源开采、深部煤炭资源开采及煤层气瓦斯抽采、海底石油钻探等。在这些地下工程中岩石的矿物和结构组成、物理及力学性质各异,且往往处于不同的地应力及不同的温度环境中,这对岩石工程的长期稳定性产生了十分重要的影响。例如在核废料深部地质存储中,具有不同粒径组成的花岗岩长期受到核废料衰变产生的热将会发生相应的物理力学性质的改变,这将影响核废料数万年服役期内的稳定和安全存储,因此开展不同温度应力作用下不同粒径花岗岩的物理力学性质至关重要。鉴于此,本文采用室内试验和数值模拟相结合的手段,运用先进的试验设备和相关测试技术,研究了常温下和不同高温作用后细晶和粗晶花岗岩的物理力学性质,并从微观结构对高温作用机理进行了详细分析。本文主要的研究内容和成果如下:（1）开展了常温下细晶和粗晶花岗岩的常规三轴压缩试验与巴西劈裂试验,得到了试样的三轴压缩应力-应变曲线和拉应力-位移曲线,以及试样的强度变形参数和破坏模式,并从围压和粒径角度分析了其对试样曲线特征、强度变形参数特征和破坏模式的影响。结果表明:细晶花岗岩的力学参数较粗晶花岗岩的高,表现出更好的力学性能;在较低围压下（σ₃<12MPa）细晶花岗岩的变形参数较粗晶花岗岩的高,在较高围压下（σ₃≥12MPa）二者变形参数相差不大;围压的存在有效地闭合了试样内部的孔隙裂隙,使试样的变形参数得到改善。（2）针对高温环境地下工程中岩石的力学变形特征受到温度、围压的影响,进行了不同高温作用后细晶和粗晶花岗岩的单轴压缩强度、三轴压缩强度和拉伸强度测试试验,分析了花岗岩试样的物理性质变化,以及温度和围压对不同粒径花岗岩的强度参数、变形特征和破裂模式的影响规律并得到了定性与定量关系,与此同时进行了高温作用的微观机理分析。结果表明:同一围压下,试样三轴压缩强度和三轴压缩裂纹损伤阈值随着温度的升高先升高后降低,其阈值温度为200℃;试样结构完整性随着温度的升高而不断被破坏,温度越高,试样热损伤程度越高。（3）基于不同粒径花岗岩的常规三轴压缩室内试验结果,通过PFC 2D离散颗粒流程序及其平行黏结模型,构建了细晶和粗晶花岗岩的颗粒数值模型,得到了细观参数与宏观力学参数的定量关系,模拟了试样常温及高温作用后的强度变形特征和破坏特征,结果表明数值模拟试验结果与室内试验结果吻合较好。此外从试样细观裂纹扩展、细观位移场和细观应力场等角度进行了细观机理分析,这更加明确了试样在三轴压缩条件下损伤破裂机理的过程。该论文有图87幅,表14个,参考文献126篇。