干热岩在地热资源中占比高达90%以上,我国大陆范围内可开采干热岩资源相当于17万亿吨标煤。增强型地热系统为干热岩热能提取的主要方式。然而,干热岩储层具有埋藏深、地应力各向异性强和易发生弹塑性变形的特点,通过常规水力压裂方法形成的人工缝网结构相对单一,注水采热时容易造成流体短路,引发“热突破”现象,导致干热岩采热效率降低。因此,如何增强人工裂缝复杂度是提高干热岩采热效率的关键。本研究对干热岩进行交变温载处理,以期大幅提高干热岩人工缝网复杂程度。目前对交变温载作用下干热岩物理力学性质及人工缝网扩展规律研究较少。本文通过理论分析、岩芯测试和数值模拟等综合手段,研究交变温载作用下干热岩物理力学性质和人工缝网扩展规律,最后通过干热岩人工裂缝内流动传热数值模拟,开展交变温载作用下人工缝网结构采热潜力评价研究。取得的主要成果如下:（1）通过高温高压岩石力学三轴压机,开展了交变温载作用下干热岩物理力学性质实验研究。结果表明:交变温载处理后干热岩的岩石力学参数,与单纯热处理后相比显著降低,单轴压缩条件下,这三种力学参数在600°C交变温载作用下降幅最大,分别为21.6%、14.7%和34.9%;交变温载处理后,单轴和三轴加载下岩样破裂后裂缝复杂度相比于单纯热处理后明显提高;交变温载处理后干热岩的孔渗参数和导热系数,相比于单纯热处理后均有大幅提升,在600℃时,孔隙度提升了83%,渗透率提高了6.1倍,导热系数提高了8.4%,热扩散系数提升了14.5%,说明交变温载作用能够劣化干热岩力学性能,提高孔渗和导热性能。交变温载处理后,干热岩内部出现众多矿物交代现象,尤其以石英交代穿孔进入斜长石为主;交变温载处理温度升高,干热岩中石英含量明显降低,这是造成干热岩力学参数、孔渗参数和导热力学参数等发生显著变化的根本原因。（2）交变温载作用下干热岩膨胀致裂人工缝网形成规律。利用自主设计的厚壁筒膨胀致裂装置,开展了交变温载作用下干热岩人工缝网膨胀致裂实验研究,采用分形维数对缝网复杂程度进行表征。结果表明:交变温载作用下干热岩膨胀致裂缝网分形维数相比于单纯热处理后明显提升,在500°C时分形维数提升幅度最大,增幅为3.86%,交变温载作用下,上底面裂缝主要以双翼对称结构为主,在600°C时分支裂缝数量显著增大,同时岩样钻孔附近崩落的碎片也明显增多,说明交变温载作用能够显著提高干热岩人工缝网复杂程度。（3）利用改进的高温高压水力压裂实验系统,开展了交变温载作用下干热岩水力压裂试验研究,分析交变温载处理后注入压力曲线、破裂压力和应变等参数随注入时间的变化规律。结果表明:与单纯热处理后相比,交变温载处理后干热岩水力压裂的破裂压力和破裂后压力在600°C时降幅最大,分别为53.4%和23.3%,在600°C时的轴向和径向应变量最大为5.91%,9.59%;与单纯热处理样品的裂缝形态相比较,交变温载处理后水力裂缝复杂度明显提高。交变温载作用下水力裂缝扩展阶段呈现明显的弹塑性破坏特征,随着温度升高,压力曲线表现为典型的“光滑上凸”特征。干热岩膨胀致裂和水力压裂过程中人工裂缝扩展,分别基于热-力耦合和热-流-力耦合作用;水力压裂靠裂纹尖端水压和热应力联合作用驱替裂缝向前扩展,因此,交变温载作用下干热岩水力压裂形成的人工缝网比膨胀致裂缝网形态更加复杂。（4）通过CFD商业软件ANSYS Fluent,分别建立了单纯热处理后和交变温载作用后人工缝网物理模型,开展了人工裂缝采热潜力评价数值模拟研究。结果表明:注入流速越高,裂缝出口截面平均温度越低,交变温载处理后人工裂缝的出口面温度相比于单纯热处理后明显提高;交变温载处理后人工裂缝中,分支裂缝与主裂缝间夹角越小,采热潜力越高。当夹角为60°和30°时,流体温度沿着主裂缝方向呈非对称分布。本论文研究成果可为增强干热岩储层人工缝网复杂度和提高采热效率提供理论依据与技术支撑。