通過構建數值模型，利用 XFEM 對水力壓裂過程進行模擬，能夠直觀地觀察到裂縫的鋸齒狀擴展現象。在一個模擬含有天然空洞的巖石水力壓裂的案例中，巖石的楊氏模量通過隨機場理論描述其隨機分布特性。模擬結果清晰地顯示，由于楊氏模量的隨機分布，水力裂縫在擴展過程中不斷偏離最大水平主應力方向，形成了不規則的鋸齒狀路徑。楊氏模量的均值和點方差等隨機參數對裂縫擴展路徑有著不同程度的影響，方差越大，裂縫擴展方向的隨機性越強，鋸齒狀特征越明顯。

在另一個針對多層非均質地層的模擬中，不同層的巖石力學性質與應力狀態各不相同。當水力裂縫從某一層擴展至另一層時，由于層間性質差異，裂縫在穿越界面時發生了明顯的轉向與分叉，呈現出復雜的鋸齒狀形態。這表明地層的非均質性對水力裂縫的鋸齒狀擴展有著重要的促進作用，也進一步凸顯了利用 XFEM 進行精細模擬對于理解復雜地層壓裂過程的重要性。

水力壓裂裂縫的鋸齒狀擴展是由巖石特性、應力環境等多種因素共同作用的結果。借助 XFEM 這一強大工具，我們能夠更深入地剖析其內在機制，為優化水力壓裂設計、提高油氣開采效率提供堅實的理論依據與技術支持，助力能源行業在復雜地質條件下實現高效、可持續的發展。