微波辐照被认为是一种潜在可行的破岩方法,近年来受到研究者的关注。本研究为了解决传统微波辐照处理花岗岩低效性的问题,探索性提出了一种以温度为变量的微波高温辐照方法,综合运用材料学方法、破坏性力学实验和矿物岩石学方法,研究了微波高温辐照下(300-800℃)花岗岩结构损伤演化规律;针对微波高温辐照和传统高温加热机理不同,揭示了两种高温状态下花岗岩结构损伤差异性,解决了两种高温状态下花岗岩结构损伤特征交叉的判识问题;针对不同晶粒度的花岗岩,优化了花岗岩微波高温辐照方法温度取值范围。本研究主要取得了以下主要结果与结论:(1)基于室内实验,实现了对花岗岩结构的劣化,获得了两种高温状态下花岗岩宏观损伤变化的温度阈值。微波高温辐照下,600℃时,花岗岩开始出现宏观裂缝并伴随部分熔融,800℃时,结构几乎完全被破坏;传统高温加热下,700℃时,花岗岩开始出现宏观裂缝,随着温度升高裂缝密度增大,但无部分熔融现象。(2)基于扫描电镜原位观察,揭示了花岗岩细观裂缝开裂形式开展方向特征,探究了矿物非晶化对花岗岩结构的影响。微波高温辐照下,600℃时,花岗岩细观裂缝的形式以沿晶断裂为主,且细观裂缝开展方向受到矿物晶粒的分布和形状以及原始裂缝的影响;800℃时,熔融矿物形成了具有孔隙和气泡黑色的玻璃状物质,并且包含了许多的小尺寸花岗岩颗粒。(3)基于单轴压缩实验与超声波实验,获得了两种高温状态下花岗岩力学强度随温度升高的劣化规律,探究了两种高温状态下花岗岩力学强度劣化差异性的影响因素,建立了微波高温辐照下花岗岩力学强度劣化影响因素与宏观损伤温度阙值的关系。微波高温辐照下花岗岩样品的单轴抗压强度从未处理的88.17 MPa逐步下降至800℃时的18.61 MPa;传统高温加热下花岗岩样品的单轴抗压强度下降了约20%,且在300-800℃范围内单轴抗压强度平均值几乎保持不变,但超声波实验结果表明花岗岩结构随温度升高而逐步劣化。(4)基于X射线衍射实验,建立了两种高温状态下花岗岩各晶体物相变化与宏观损伤温度阈值的关系,解决了微波高温辐照下花岗岩熔融矿物成分鉴别问题,提出了一种基于晶体物相分析的微波高温辐照下岩石内部温度初判方法。微波高温辐照下,800℃时,黑云母和长石几乎完全熔融,而石英无明显变化,表明本研究中微波高温辐照下花岗岩样品内部最高温度在1400-1750℃范围内;而传统高温加热下没有发现明显的规律性变化。(5)基于部分熔融岩石流变学理论,建立了微波高温辐照下花岗岩宏观损伤影响因素与温度阚值的关系,探索了微波高温辐照下花岗岩部分熔融的起始位置,阐释了部分熔融对花岗岩结构损伤演化的影响。微波高温辐照下,当低于600℃时,由于矿物失水、石英相变和热应力集中所导致的裂缝被认为是损伤花岗岩结构的主要因素;而当超过600℃后,矿物的熔融-流动-凝固效应被认为是逐步取代裂缝成为损伤花岗岩结构的主要因素,而微波高温辐照下熔融腔的形成可能是起源于样品内部黑云母富集区域附近长石破碎程度较高的区域。(6)基于室内实验,实现了对不同晶粒度花岗岩结构的劣化,建立了微波高温辐照下小晶粒度花岗岩结构“强化-弱化-稳定”阶段与温度的关系,确定了适用于花岗岩的微波高温辐照温度参数取值范围,验证了基于晶体物相分析的微彼高温辐照下花岗岩内部温度初判方法的可行性,初步探究了微波高温辐照下花岗岩“晶体物相-力学性能-温度”的关系。晶粒度较大的花岗岩在相同微波辐照条件下所受到的结构损伤程度明显高于晶粒度较小的花岗岩,但总的来说,微波高温辐照下通过控制表面温度达到600℃就可以有效地削弱花岗岩的力学强度。此外,微波高温辐照下花岗岩力学性能的变化与长石有关,特别是斜长石比钾长石对温度更加敏感。