Geothermal energy and nuclear waste storage are closely related to typical crystalline rock, granite. Therefore, understanding the thermo–mechanical properties of granite under heating–cooling treatment is critical to deep geological repository and risk assessment. This study presents experimental results with several granite groups under repeated and single heating–cooling cycles up to 1000 °C to study the thermo–mechanical properties of the granite. Young’s modulus and P-wave velocity were used to determine the thermal damage. According to the Weibull statistical distribution function, the resultant thermal damage models were correlated with mechanical damage regarding the Drucker–Prager (DP) and Mohr–Coulomb (MC) failure criteria. Compared with single heating–cooling cycles, the thermo–mechanical properties, peak strain, peak stress, friction angle, cohesion strength, Young’s modulus, bulk density, and P-wave velocity present small changes because of the Kaiser effect (thermal memory). The study shows that the proposed coupled thermo–mechanical damage provides a more accurate description of temperature-induced variations than the conventional thermal and mechanical damage methods. The resulting mechanical damage is more extensive than the thermal damage at low temperatures which, however, dominates beyond the critical temperature of 400 °C. The coupled thermo–mechanical damage simulated by the P-wave velocity as a power trend with temperature becomes more accurate than Young’s modulus as an exponential trend with temperature. The coupled thermal-mechanical calculated by MC failure criterion is much better than the DP failure criterion.

地热能和核废料储存与典型的结晶岩、花岗岩密切相关。因此，了解加热冷却处理下花岗岩的热力学性质对于深部地质处置库和风险评估至关重要。本研究展示了几个花岗岩组在高达 1000 °C 的重复和单次加热-冷却循环下的实验结果，以研究花岗岩的热机械性能。杨氏模量和 P 波速度用于确定热损伤。根据 Weibull 统计分布函数，所得热损伤模型与有关 Drucker-Prager (DP) 和 Mohr-Coulomb (MC) 失效标准的机械损伤相关。与单次加热-冷却循环相比，热力学性能、峰值应变、峰值应力、由于 Kaiser 效应（热记忆），摩擦角、内聚强度、杨氏模量、体积密度和 P 波速度呈现微小变化。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。由于 Kaiser 效应（热记忆），体积密度和 P 波速度呈现微小变化。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。由于 Kaiser 效应（热记忆），体积密度和 P 波速度呈现微小变化。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。由于凯撒效应（热记忆），P 波速度和 P 波速度呈现微小变化。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。由于凯撒效应（热记忆），P 波速度和 P 波速度呈现微小变化。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。研究表明，所提出的耦合热机械损伤比传统的热和机械损伤方法更准确地描述了温度引起的变化。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。由此产生的机械损伤比低温下的热损伤更广泛，然而，在超过 400 °C 的临界温度时占主导地位。将 P 波速度模拟为随温度的功率趋势的耦合热机械损伤变得比杨氏模量作为随温度的指数趋势更准确。MC失效准则计算的热-机械耦合比DP失效准则好得多。