干热岩地层通常具有高温、渗透率低、无水或极少含水等特点。为了开采地下高温岩石中赋存的热量,需要通过水力压裂等技术在地层中形成具有一定换热面积和高导流能力的人造热储/大规模裂缝网络,实现注采井之间的采热流体循环,即所谓的建立增强型地热系统。裂缝网络的空间展布对于热储的换热效果和寿命具有十分重要的影响。在压裂和注采循环过程中,大量流体的注入导致岩石温度降低,从而使得地层的应力场与岩石性质发生变化。这种低温冲击作用将会对干热岩压裂裂缝扩展规律和导流能力产生影响。通过对花岗岩岩样进行加热-快速水冷却的热处理,模拟地层岩石经历的低温冲击作用。随后,开展一系列室内测试,包括电镜扫描、波速测试、孔渗测试、抗张强度测试和三轴压缩测试等,分析低温冲击过程中岩石物理力学性质的损伤演化规律与微观机理。基于能量演化理论和全应力-应变曲线分析方法,建立了考虑围压影响的岩石脆性评价新方法,从峰前能量转化效率、峰后能量释放速度和能量释放程度三个方面反映了脆性的内涵。进一步揭示了低温冲击作用对花岗岩变形-破坏特征和脆性变化的影响。综合压裂物理模拟实验、电镜扫描、CT扫描与声发射监测实验,研究了低温冲击作用对花岗岩压裂裂缝的起裂扩展规律、压力响应特征、声发射活动等的影响。开展三维形貌测试,分析了裂缝面的细观特征。提出了“循环”低温冲击降低干热岩破裂压力和诱发地震风险的新型“软压裂”技术理念。结合物理力学参数测试结果,建立了符合干热岩压裂特点的热-流-固-损伤耦合裂缝扩展数值模型,揭示了低温冲击作用对天然裂缝激活条件和网络裂缝扩展形态的影响。结合微米压痕测试和支撑裂缝的导流能力测试,从微观力学角度阐明了低温冲击作用下裂缝面的软化规律及其对导流能力的影响。通过室内实验与数值模拟相结合的方法,揭示了低温冲击对花岗岩物理力学性质、压裂裂缝扩展规律以及导流能力变化规律的影响,研究方法与相关结论对于我国干热岩地热资源的开发具有一定的指导和借鉴意义。