1.一种基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：该试验方法包括以下步骤：步骤一、花岗岩试样准备，用钻头从岩块中钻取并切割得到扁平圆柱形的花岗岩试样，然后对花岗岩试样进行初步打磨，使得其上下面平行、平整，表面光滑；

步骤二、花岗岩试样高温处理，将步骤一中得到的花岗岩试样分为多组进行高温处理，每一组花岗岩试样先加热至设定温度进行恒温处理，然后按照梯度进行降温、恒温、降温循环处理直至花岗岩试样降温至常温，不同组的花岗岩试样处理的设定温度不一样，设定温度范围为40-900℃；

步骤三、X射线衍射试验，将步骤二中得到高温处理后每组花岗岩试样分别取一部分研成粉末，将研磨好的粉末进行密封保存，然后分别取不同组的花岗岩试样粉末用两层玻璃片夹住放入X衍射仪进行衍射实验，并记录每一组花岗岩试样粉末的试验结果；

步骤四、将步骤二中得到高温处理后的每组剩余的扁平圆柱形花岗岩试样用目数更高的砂纸进行二次打磨，使得花岗岩试样表面平滑度满足纳米压痕试验要求；

步骤五、将二次打磨后的花岗岩试样用有机溶剂进行表面清洗，然后置于烘箱里烘干，烘干后密封保存；

步骤六、纳米压痕试验，将每一组经过二次打磨后的花岗岩试样分别放入纳米压痕仪试验工作平台上，打开光学显微镜，观察花岗岩试样表面形态并保存图片，并识别出不同种类的矿物成分，找不同矿物成分的平滑区域进行压痕试验；试验时，对纳米压痕仪设置2s的恒定荷载，每次压痕试验都会在花岗岩试样表面留下不同形态的压痕，通过连续记录的荷载位移数据绘制每组花岗岩试样出不同特征的荷载-位移曲线；

步骤七、试验结果处理：

(1)通过X射线衍射试验分析不同组花岗岩试样中各矿物成分在不同设定温度高温处理作用下的变化规律；

(2)对不同组花岗岩试样的各主要矿物成分的荷载-位移曲线特性进行分析，求得花岗岩各成分的弹性模量E和硬度值H，通过数理统计方法对石英、长石、云母的弹性模量和硬度进行统计分析，通过统计分析得出各矿物力学性质随不同设定温度高温处理的变化规律；

(3)根据微观力学模型，结合花岗岩大多数的孔隙都很小并且主要集中在云母中的构造特征，将花岗岩在微观上近似看作由石英、长石以及多孔隙介质构成的复合体，多孔隙介质由云母颗粒固相和其中的孔隙结构组成，第一步，根据云母颗粒固相性质和孔隙结构特点均值化成两者共同组成的均匀介质的性质；第二步，根据石英，长石，云母孔隙介质的性质均值化成与实际花岗岩等价的均匀材料的性质。

2.一种根据权利要求1所述的基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：所述步骤二中，所述花岗岩试样有3-9组，不同组花岗岩试样高温处理的设定温度在40-900℃之间等温差分布。

3.一种根据权利要求1所述的基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：所述步骤二中，每组花岗岩试样升温至设定温度时恒温1.5-3h，按照梯度进行降温过程中，每个恒温点恒温时间均为1.5-3h，从设定温度降温至常温过程中，降温梯度均匀。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述的基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：每组用于纳米压痕试验的有至少三个平行的花岗岩试样，从至少三个平行的花岗岩试样中选取最佳试验结果作为该组花岗岩试样的纳米压痕试验结果。

5.一种根据权利要求1所述的基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：所述步骤七中，对花岗岩试样各主要矿物成分的荷载-位移曲线特性进行分析，根据公式一至公式五可以求得花岗岩各成分的弹性模量E和硬度值H，通过数理统计方法对石英、长石、云母的弹性模量和硬度进行统计分析，通过统计分析得出各矿物力学性质随温度的变化规律；

E＝Er(1-v2)  公式六

其中，Pmax为最大荷载，P为载荷，h为位移，hmax为最大位移，S为花岗岩试样的弹性接触刚度，由卸载-位移曲线上半部分弹性阶段的曲线拟合斜率求得，Er为复合模量，表示在压头和样品材料之间双向变形的能力，Ei为金刚石压头的弹性模量，vi为金刚石压头的泊松比，Ei和vi为一个固定值；v为各矿物成分的泊松比，β为压头校正系数，ε为与压头形状有关的常数；hc为接触深度，Ac为接触区域的投影面积，对于正三棱锥压头试验时压头接触深度和投影面积有对应关系 其中θ为压头中心轴线与侧面的夹角，即有由公式四可知，在花岗岩试样可能的泊松比范围内，泊松比v的不同取值计算出来的各弹性模量E差别很小，因此，在没有特别高精度的要求情况下，可以忽略金刚石压头刚度的影响，使用公式六简化计算。

6.一种根据权利要求5所述的基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：所述步骤七中，根据均值化程序，结合压痕试验测得的花岗岩各矿物的微观力学性质参数，采用经典的Mori和Tanaka方法进行均值化计算来确定花岗岩的宏观力学性质参数，其计算过程如下：v表示对应矿物成分的泊松比，其取值分别为石英0.15，长石0.2，云母0.3，E为各矿物的弹性模量；

kr(r＝0,1,2)为各矿物成分的体积模量，即k0为云母颗粒固相的体积模量，k1为石英的体积模量，k2为长石的体积模量；μr(r＝0,1,2)为各矿物成分的剪切模量，即μ0为云母颗粒固相的剪切模量，μ1为石英的剪切模量，μ2为长石的剪切模量；

云母的体积模量和剪切模量应由云母颗粒固相和其中的孔隙结构共同等效成均匀的云母孔隙介质，通过第一步的均值化过程求得等效的云母孔隙介质的体积模量ks和剪切模量μs，第一步均值化过程计算如下：其中 表示云母的孔隙率，通过测得花岗岩试样的孔隙率，并由云母所占比例计算获得；

第二步均值化过程的计算如下：

其中，f0为花岗岩中云母所占的体积分数，f1为花岗岩中石英所占的体积分数，f2为花岗岩中长石所占的体积分数；

hom

通过均值化模型的求解分析，可以获得花岗岩试样均值化的体积模量K 及剪切模量Ghom，把花岗岩在宏观上视为均匀弹性材料，通过材料力学关系公式，求得花岗岩试样均值化后的宏观弹性模量及泊松比；

hom hom

上式中，E 为花岗岩试样均值化后的宏观弹性模量，v 花岗岩试样均值化后的宏观泊松比；

首先通过公式七和公式八分别计算得到云母，长石及石英颗粒固相的体积模量k0、k1、k2及剪切模量μ0、μ1、μ2，把云母颗粒固相的体积模量k0，云母固相的剪切模量μ0及孔隙率代入公式九和公式十中求得等效的云母孔隙介质的体积模量ks和剪切模量μs，之后由公式十三和公式十四计算求得花岗岩均值化的体积模量Khom及剪切模量Ghom，最后由公式十五和公式十六花岗岩试样均值化后的宏观弹性模量Ehom及泊松比vhom；以同样的方法求得花岗岩试样经过不同设定温度的高温处理后花岗岩均值化后的弹性模量和泊松比，然后得出均值化获得的花岗岩试样宏观弹性模量及泊松比随花岗岩试样高温处理的设定温度变化规律。

7.一种根据权利要求6所述的基于纳米压痕试验测定花岗岩宏观力学性质的试验方法，其特征在于：所述云母固相的孔隙率 计算过程如下：mw＝mm-md  公式十二

为花岗岩试样的孔隙率，V为花岗岩试样的总体积，根据花岗岩试样尺寸求得，Vv为花岗岩试样中的孔隙体积，mw为水的质量，ρw为水的密度，先将花岗岩试样抽真空，之后放入水中侵泡直至饱和状态后取出称其质量为mm，最后放入干燥箱干燥直至无水分后取出称花岗岩试样干燥后的质量为md，通过 计算出花岗岩试样中云母的孔隙率。