岩石的热损伤破裂特征对于地热开采、核废料储存等深部岩体工程具有重要的理论应用价值。例如，在深部地热开采过程中，岩石的热损伤和破裂形成了连通的裂隙网络，可作为工作流体的流动通道。通过理解和利用热损伤破裂特征，可以增强裂隙的扩展，提高采热效率。
当前关于岩石损伤破裂的研究中，传统的连续介质力学数值方法，例如有限元，在模拟岩石破裂问题时存在应力奇异性、网格依赖性等局限。常见的非连续介质力学数值方法，如非连续变形分析分析法和数值流形法也各自存在网格依赖性和裂纹不能扩展到单元内部等局限。Silling等提出了采用积分形式控制方程的近场动力学（PD）理论。与传统连续介质力学理论的“局部”思想不同，PD理论将固体离散为空间域内一系列包含所有物性信息的物质点，并假定每一点的对点力或热流密度受到有限半径区域内其它所有物质点的影响，即这是一种“非局部”理论。积分方程的特性使其有效避免了应力奇异性、网格依赖性等局限。PD方法已被证明可以有效模拟荷载作用下岩石的损伤破裂问题。
PD模型同样适用于模拟热力耦合作用下的材料损伤破裂问题。然而迄今为止，PD热力耦合模型基本都是基于傅里叶定律推导得到的。傅里叶定律将导热视为一种扩散行为，假定基于热扰动的传播速度是无限大的，适用于模拟稳态传热过程。但对于某些极端环境下的强瞬态传热问题，例如在干热岩地热能开采过程中，低温冷水与高温岩体的温差很大，二者接触时岩体表面温度急剧变化，新的热平衡建立需要一定的时间，即温度场重新达到平衡的时间晚于热扰动施加的时间（这一时间差称为热驰豫时间），此时傅里叶定律严格上是不成立的。在岩石矿物颗粒非均匀膨胀以及温度梯度的作用下，脆性断裂在很短的时间内发生，因此非傅里叶定律或许更适合描述此时的热传导及岩石的热损伤破裂过程。
本文首先通过引入双相滞后模型，提出了一个基于非傅里叶热传导定律的热力耦合模型，该模型考虑了破裂对热传导的影响。以前人的试验结果为参照，采用热力耦合PD模型模拟了Lac du Bonnet（LdB）花岗岩的热损伤破裂过程以及温度场演化过程。然后，研究了温度梯度弛豫时间、热流弛豫时间对岩石热损伤破裂特征及温度分布的影响，以期为深部干热岩地热开采等工程提供理论参考。
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