高放废物地质处置过程中，放射性核素衰变释放的热量使围岩温度先升高后降低，研究温度改变条件下花岗岩热破裂过程对高放废物地质处置工程长期安全具有重要意义。基于此，贵州大学资源与环境工程学院2019级硕士研究生贺琦在陈世万副教授的指导下，以我国高放废物预选处置库甘肃北山的花岗岩为研究对象，开展了升-降温全过程室内试验及数值模拟试验研究，发现中等温度范围下（160~200℃）花岗岩内部存在“围压效应”，导致岩石孔隙率降低和强度增强，研究成果可为高放废物地质处置安全评价提供支撑。

图1.(a) 升-降温全过程北山花岗岩细观监测试验装置图; (b) 试验步骤

通过对温度处理过程中花岗岩细观监测、声发射数据采集分析可知，加热过程中岩石热破裂现象活跃，不同矿物颗粒的温度、变形差异明显，长石的温度最高且膨胀5.29-7.62%，而温度相近的石英、云母分别被压缩3.74-6.27%、3.65-6.16%；冷却阶段矿物的温差从20%逐渐减小，且变形趋势与加热阶段相反；温度处理后花岗岩中大孔隙的孔径和体积都明显减小，造成岩石孔隙率的降低。

图2.加热过程各矿物温度-变形烟花过程

根据颗粒流程序模拟结果表明，花岗岩在加热过程中存在“围压效应”，即试样外圈的高热应力对抑制岩石内部微裂纹的形成和扩展起积极作用，这可能导致花岗岩在中等温度下孔隙率降低和强度强化。

图3. 花岗岩模型加热过程中颗粒接触力演化

相关研究成果在线发表于SCI二区期刊International Communications in Heat and Mass Transfer（IF₂₀₂₂=6.782）。2019级硕士研究生贺琦为第一作者，陈世万副教授为通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2023.106781