煤层气开发对缓解我国天然气短缺至关重要,煤层酸化体积压裂时构建大体积裂缝网络是实现高效开采的关键。开展酸基压裂液作用下无烟煤断裂韧度与应变局部化各向异性试验研究,对于深入理解煤储层压裂裂缝的起裂和扩展规律极为重要。基于此,本研究对经加压水基压裂液和酸基压裂液作用后含5种不同层理倾角(0°、22.5°、45°、67.5°、90°)直切槽半圆弯曲(NSCB)沁水无烟煤样开展了三点弯曲加载试验,探究了酸基压裂液作用下煤样断裂韧度各向异性特征。结合数字图像相关法(DICM)探讨了不同加载阶段煤样应变局部化区(SLZ)和高应变区(HSZ)的各向异性演化规律,并建立了两者间的幂函数关系。同时,通过对不同加载阶段裂纹张开位移(COD)的监测,定量表征了裂纹张开位移随载荷演化的动态响应规律。运用Geomagic三维检测计量软件及Surfer三维立体绘图软件对煤样断面结构进行精细网格化处理及三维云图绘制,探究煤岩破断面粗糙度各向异性特征。结果表明:与水基压裂液组相比,酸基压裂液组煤样随层理角度的增大,其断裂韧度呈现出更为显著的减韧特征,表明抵抗裂纹扩展能力下降。5种层理角度组中,酸基压裂液作用煤样应变局部化区长度较水基压裂液组均呈现增长趋势,而当层理角度为45°时差异最为显著,酸基压裂液组应变局部化区长度较水基压裂液组增长了36.184%;当层理角度为90°时差异最小,仅增长了1.913%。两种压裂液作用下应变局部化区与高应变区长度之间遵循不同幂函数关系,其中水基压裂液组函数关系为:L_SLZ=a+bL_HSZ^c,酸基压裂液组为:L_SLZ=a(L_HSZ-b)^c。此外,建立了裂纹张开位移随煤样表面不同测线高度变化的数学模型,即COD=(Y/D-d)/v。相关研究成果为酸化压裂无烟煤裂纹起裂与扩展机制研究提供了试验基础,为煤层酸化压裂设计、复杂缝网形成机制及其调控方法提供了理论参考。