我国页岩气储量丰富,其合理开采对改善能源结构、解决洁净能源短缺问题具有重大作用,使我国越来越重视页岩气所带来的能源价值。由于页岩储层渗透率极低,需要对其进行大规模的储层压裂改造,其中水力压裂是页岩气勘探开发中最重要的技术之一。国内外很多学者采用砂岩,页岩,大理岩,人工制备的混凝土以及石膏试样等研究水力压裂时裂缝的起裂扩展过程及破裂机理,但很少有对页岩试件进行室内水力加砂压裂的详细研究。页岩是一种典型的沉积岩,层理结构发育,其力学各向特性十分明显。本文主要是以页岩的水力加砂压裂为研究基础,通过页岩基本物理力学试验以及室内压裂试验和数值模拟的方法与手段,分析了观音桥段页岩的力学特征及其各向异性,以及对水力加砂压裂下页岩的压裂特征以及裂缝形态进行了分析。本文取得了以下成果和认识:（1）层理角度的改变对抗压强度的影响特别显著,说明层理角度对抗压强度为高显著因素;并且层理角度对泊松比表现为显著影响因素,接近高显著影响因素;但层理角度对弹性模量的影响程度表现为一般因素,表明层理角度对弹性模量的改变不敏感。（2）加砂压裂过程中泵压和变形的曲线形态与水力压裂时完全不同,但是均呈波动上升趋势,并且表现出加砂压裂变形曲线明显晚于泵压曲线的现象。页岩试件随着加砂比的增大越易发生二次破裂,但破裂变形最大值发生在加砂比为10%处;并且表明随着压裂液粘度增加越易产生较大变形,但是越难发生二次破裂;同时支撑剂分布效果在加砂比为10%时表现为最佳,说明压裂液粘度的增加同样可以提高支撑剂的分布效果。（3）通过三种不同类型压裂液的压裂试验表明,SC-CO2产生的破裂压力较低,同时研究得出支撑剂在水力压裂试验中对破裂压力的降低起到重要的作用,并且在压裂液粘度为20m Pa·s时破裂压力达到最小值;但随着有效改造储层体积（SRVe）的增大,裂缝内示踪剂或支撑剂分布效果（λ值）并不是越好,表明λ值相比于SRVe可以更准确地对支撑剂压裂分布效果进行定量评价;利用压裂试验中的声发射数据,分析得到在相同的加砂压裂液下剪切裂缝占比越高时,破裂压力越小;并且对不同粘度下的加砂液进行分析可知,剪切裂缝占比越大,支撑剂分布效果越好。（4）研究表明随着压裂液加砂比的增大,声发射能量和定位事件均达到最大值,但无支撑剂水力压裂时为最小值,说明支撑剂在水力加砂压裂试验时可起到十分重要的作用;同时在压裂液中加砂比较大时,压裂裂缝的比表面和标准偏差均达到最大值,压裂效果最好,但是在无支撑剂压裂时比表面和标准偏差都为最小值,此时压裂效果最差。（5）通过室内小尺度下的不同应力差、压裂液排量以及加砂比三种变量进行的水力加砂压裂的数值模拟,表明随着压力差和压裂液排量的逐渐增大,裂缝宽度同样逐渐增大;但是裂缝的破裂压力却呈现逐渐减小的趋势,并且支撑剂的最大分布区域主要集中在裂缝尖端处。随着压裂液加砂比逐渐增大,最大裂缝宽度呈现先增大后减小的趋势,但是破裂压力却呈现逐渐增大趋势,说明压裂液中加砂比越大越不易压裂岩石。在现场大尺度下的水力压裂模拟,表明随着应力差、压裂液排量以及加砂比的改变,对裂缝宽度和破裂压力所表现的现象与室内小尺度类似,但对支撑剂分布区域研究表明,应力差和排量的增加不仅有利于支撑剂运输,并且没有产生支撑剂拥堵的现象,同时随着加砂比的逐渐增大,支撑剂在裂缝中的发布也越来越广。