脆性岩石在外界环境作用下所表现出的力学性质和断裂破坏特性一直是岩石力学以及石油工程领域的非常重要的研究内容之一。页岩气、致密油气等非常规油气藏通常需要进行大规模的压裂改造才能获得较高的产能,储层岩石的脆性特征与水力裂缝的扩展延伸模式有着密切的联系。然而,目前多数研究还只停留在岩石脆性评价方法上,关于岩石脆性对水力裂缝起裂延伸的影响机理,还未有过较为深入细致的理论研究。本文从岩石破坏过程的能量演化角度建立了新的岩石脆性评价指数,以此为基础推导了能够考虑岩石脆性特征的裂缝起裂模型和延伸转向模型,研究了岩石脆性对水力裂缝起裂延伸的影响规律。本文具体研究工作如下:（1）在分析现有脆性指数适用条件及优缺点的基础上,从能量角度研究了不同脆性岩石由峰前变形到断裂破坏整个过程中弹性能、峰前耗散能、峰后断裂能等能量的演化规律,确定了影响岩石峰前变形和峰后断裂阶段的关键能量,建立了能够综合反映岩石破坏前后力学特征的脆性评价指数。（2）以层理页岩和致密砂岩为研究对象开展了室内力学实验,分别研究了页岩脆性的各向异性特征和围压对致密砂岩脆性的影响,结果表明随着层理倾角的增大,页岩脆性表现出增-减-增的变化趋势,同时围压水平的增大会弱化致密砂岩的脆性特征。基于本文脆性指数的理论计算结果与实验结果与吻合较好,同时与其它脆现有指数的对比结果表明,本文建立的脆性指数是一些现有指数的函数形式,能够综合反映岩石由峰前变形到断裂破坏整个过程的脆性特征。（3）基于本文实验数据,得到了岩石拉压比和泊松比与岩石脆性的拟合关系,以统一强度理论为切入点,研究了岩石脆性对裂缝尖端微裂区的影响,推导了考虑岩石脆性特征的水力裂缝起裂模型,通过计算研究了不同因素以及不同岩石脆性条件下水裂缝起裂压力和起裂角度的变化规律,结果表明高脆性岩石的起裂具有高能积累、低压起裂和大幅转向三个特点,在这三方面的共同影响下,在水力裂缝的起裂过程中,容易形成多向起裂的分支裂缝。（4）考虑到现有的水力裂缝和天然裂缝相交判定准则过分简化了水力裂缝尖端的受力情况,对于准脆性的储层岩石材料并不适用。本文基于统一强度理论,推导了考虑岩石脆性特征的水力裂缝与天然裂缝交汇扩展准则,能够预测不同因素以及不同岩石脆性条件下水力裂缝与天然裂缝相交前后的各种延伸扩展模式。本文准则的理论计算结果表明,岩石脆性的增大有利于水力裂缝沿着天然裂缝转向延伸,形成较为复杂的延伸扩展模式。（5）分别利用含粗糙裂缝天然致密砂岩试样和不同脆性的人造水泥砂浆试样开展了水力压裂模拟实验,研究了地应力差、裂缝相交角度、粗糙度以及岩石脆性对水力裂缝延伸扩展模式的影响,实验结果表明,随着地应力差和逼近角度的增大,水力裂缝更容易穿过预置裂缝,而随着岩石脆性的增大,水力裂缝更容易沿着预置裂缝转向延伸,从而形成近似“Z”字形、“工”字形以及鱼骨形的复杂裂缝形态,实验结果与理论计算结果一致。同时,对于脆性较低的岩石,水力裂缝在岩石基质内的延伸通常表现出平直单一的裂缝形态,而对于脆性较高的岩石,水力裂缝在岩石基质内出现多重分支形扩展延伸模式。论文从岩石变形破坏的能量演化角度建立了岩石脆性评价的新方法,并创新的将脆性这一重要力学参数考虑到水力裂缝起裂与延伸机理的研究之中,推导了能够反映岩石脆性的压裂裂缝起裂和延伸转向模型,更加明确地揭示了岩石脆性对压裂裂缝起裂延伸的影响机理,本论文成果为今后页岩气、致密油气等非常规油气藏的水力压裂机理研究提供了新的思路和方向。