水力压裂已经广泛的应用到交通、水利及能源工程领域,是油气开采、注浆加固、突水防治等工程的理论基础,也是油气增产和地下工程劈裂注浆的核心方法之一。静压压裂下水力裂缝以主裂缝的形式深入扩展,裂缝数量少,难以沟通天然裂缝。脉冲压裂下微小裂缝得到充分扩展和沟通,产生多裂隙,但裂缝不易深入扩展。静压和脉冲压裂下裂缝扩展各有特点,本文研究了将两种压裂方式相结合的预脉冲组合式压裂方法。目前脉冲压裂下水力裂缝扩展机制及水力裂缝遇到既有裂缝时的缝网形成规律尚未得到研究,明确不同压裂方式下水力裂缝遇到既有裂缝扩展机制,掌握压裂缝网形成规律,是提高压裂效果亟需解决的问题。本文以室内试验、理论分析和数值模拟为主要研究手段,首先研究了脉冲压裂下岩石强度劣化规律,建立了脉冲水压作用下岩石破裂断裂损伤衰减模型,开展脉冲压裂水力裂缝遇到既有裂缝试验研究,揭示了脉冲压裂下水力裂缝遇到既有裂缝扩展机制,并建立了水力裂缝穿透既有裂缝的判别准则。然后依据静压压裂和脉冲压裂特点,提出了预脉冲组合式压裂方法,建立了预脉冲组合式压裂下水力裂缝穿透既有裂缝判别准则,研究了不同组合加载参数下缝网形成机制,开发了脉冲和预脉冲组合压裂下裂缝扩展计算模块,得到了预脉冲组合压裂下的优势加载模式。（1）开展不同脉冲加载应力比下脉冲压裂试验,研究了不同脉冲应力比下类岩材料疲劳抗拉强度及抗拉强度衰减规律,随着脉冲加载次数的增大,试样的损伤抗拉强度逐渐衰减,建立了脉冲水压作用下岩石破裂的断裂损伤衰减模型。（2）提出脉冲压裂下水力裂缝穿透既有裂缝的判别准则,脉冲水力压裂下水力裂缝扩展到既有裂缝后的扩展行为主要受逼近角、脉冲加载参数、岩石损伤抗拉强度的影响。大逼近角、高脉冲加载应力比和高脉冲加载频率下水力裂缝容易穿透既有裂缝。（3）研究了脉冲压裂下水力裂缝遇到既有裂缝扩展行为及缝网形成规律,揭示不同脉冲加载参数下水力裂缝遇到既有裂缝的扩展机制,获得了脉冲压裂下既有裂缝对水力裂缝扩展路径的诱导规律及裂缝相遇扩展模式。低脉冲加载应力比和加载频率下水力裂缝扩展路径容易被既有裂缝诱导,随着脉冲加载应力比和频率的增加,水力裂缝扩展模式与静压压裂下的扩展模式趋于一致。（4）基于静压和脉冲压裂下水力裂缝扩展特征和缝网特点,提出了静压和脉冲加载相结合的预脉冲组合式水力压裂方法,分析了不同压裂方式下,水力裂缝遇到既有裂缝扩展行为及缝网形成规律,建立预脉冲组合式压裂下水力裂缝穿透既有裂缝的判别准则。与静压和脉冲压裂相比,预脉冲组合式水力压裂下水力裂缝遇到既有裂缝能够形成复杂的压裂缝网,裂缝更密,扩展更深,可以提高压裂效果,缩短压裂时间。（5）研究了不同预脉冲组合压裂参数下水力裂缝遇到既有裂缝扩展行为及缝网形成机制,获得了缝网形成的优势组合加载模式。预脉冲组合压裂下水力裂缝遇到既有裂缝扩展形式及缝网形成受预脉冲加载参数影响,当预脉冲加载应力比较小时,随着预脉冲加载次数比增大,组合压裂的二次静压致裂阶段可以产生较多的水力裂缝扩展到既有裂缝面,形成复杂的裂缝网络。（6）基于连续-非连续数值模拟方法（CDEM）开发了脉冲和预脉冲组合式压裂计算模块,引入本文提出的断裂损伤衰减模型,模拟不同压裂参数下水力裂缝与既有裂缝扩展行为,揭示了不同压裂方式下水力裂缝遇到既有裂缝时扩展行为及缝网形成机制。