在岩石学的高温研究中,普遍认为25°为常温,25～900℃是高温,900℃以上是超高温,其中地热研究温度主要集中在25～900℃。地热工程实践表明,天然构造(裂隙)的存在将会改变巨型水压致裂的缝网方向从而影响热储的换热效率和使用年限。研究发现,在水压致裂的裂缝起裂和扩展过程中,扩展裂纹主要为Ⅰ型裂纹。因此,应该重点研究天然裂隙对Ⅰ型裂纹扩展的影响。采用半圆弯曲实验可以很方便的观测其Ⅰ型裂纹扩展过程。同时,PFC数值模拟软件的热学模块可以很好的模拟高温作用下不同矿物颗粒之间的相互作用。基于以上因素,本文通过PFC数值模拟软件建立含天然裂隙的半圆弯曲实验,研究了在常温和高温(400℃)条件下不同胶结强度、角度、开度的天然裂隙对对Ⅰ型裂纹扩展的影响。得到以下主要研究成果:(1)验证模型的适用性和可靠性。本文通过建立PFC数值模型对相应参数进行标定并将过去学者的单轴抗压实验、巴西劈裂实验、热破裂实验的数据和数值模拟结果进行对比,验证模型的适用性和可靠性。(2)Ⅰ型裂纹的发展过程包括四个阶段。常温和高温下含不同胶结强度、角度、开度天然裂隙岩石的Ⅰ型裂纹的发展过程包括裂纹起裂前的弹性阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹不稳定扩展阶段和天然裂隙影响阶段。(3)天然裂隙的胶结强度、角度、开度对Ⅰ型裂纹发展均会产生影响。不同胶结强度、角度、开度天然裂隙对Ⅰ型裂纹扩展影响主要为:天然裂隙的胶结强度越大,在Ⅰ型裂纹在与天然裂隙相交时,Ⅰ型裂纹的偏转角会越大同时会产生更加复杂的裂纹聚集;在Ⅰ型裂纹接近天然裂隙时,天然裂隙的角度越大,则Ⅰ型裂纹越容易向天然裂隙方向发生偏转且偏转距离越长;天然裂隙的开度越大,Ⅰ型裂纹将在天然裂隙内发生更大的偏转角度。(4)高温会对Ⅰ型裂纹的发展产生影响。高温对裂纹的影响主要在两方面,一方面高温会增加试样的塑形,降低裂纹扩展的能量;另一方面,试样内的热破裂将会改变试样内的应力分布,从而增加裂纹扩展的复杂度,但不会决定主裂纹扩展方向。该论文有图73幅,表26个,参考文献146篇。