水力压裂是在砂砾岩储层改造时经常使用的一种高效的增产技术。在水力压裂的过程中,水力裂缝在井底形成并向地层延伸,裂缝在岩石中不断扩展、转向、分叉和聚集,最终形成具有复杂几何形态的缝网。在砂砾岩压裂中,水力裂缝与砾石之间的相互作用影响着缝网的复杂程度,新的研究成果发现,在砾石与岩石基质之间,存在着一个薄过渡区,可将这个过渡区看成弱界面。因此利用最大拉应变准则和摩尔-库伦准则研究水力裂缝与砾石的相互作用情况,是一种行之有效的研究方法。本文根据线弹性断裂力学,将地应力场作为非奇异项,计算了裂纹尖端应力场并分析了裂纹微裂区的受力情况。根据砾石在砂砾岩中的连接结构和水力裂缝在砂砾岩中的扩展特征,建立了水力裂缝遇砾扩展模型。利用最大拉应变准则和摩尔-库伦准则对水力裂缝遇砾后穿越砾石情况进行分析,建立了水力裂缝与砾石相互作用后水力裂缝扩展方向的判断方法。通过虚拟裂纹法,对水力裂缝的绕砾行为进行分析,建立了水力裂缝绕砾扩展的判断方法。分析了逼近角、最小水平主应力、应力差、界面粘聚力、泊松比和砾石形状等因素对水力裂缝与砾石相互作用的影响规律。最后利用ABAQUS软件结通过扩展有限元法进行了砂砾岩裂缝扩展的数值模拟研究。分析了各因素对水力裂缝与砾石相互作用结果的影响规律,分析了各影响因素对水力裂缝在砂砾岩中扩展的影响。数值模拟研究结果与理论分析基本一致,验证了理论模型的准确性。本文通过裂纹尖端微裂区入手,详细地分析了水力裂缝遇砾石后相互作用的结果和影响因素,揭示了水力裂缝与砾石相互作用规律,对于现场施工、软件编写均具有重要的指导意义。