注浆作为治理地下工程突水的有效手段应用十分广泛。在已有理论和实践的基础上,深入研究动水条件下浆液在裂隙网络内的扩散规律和封堵效果是非常有必要的。本文利用室内模型试验,研究了动水条件下浆液在裂隙网络内的扩散规律、裂隙网络注浆堵水效果及影响因素、水流对浆液扩散的影响,并利用有限元数值模拟软件进行了裂隙网络动水注浆的数值模拟,得到了如下结论:(1)利用现有堵水率的计算公式,计算了各组试验的注浆堵水率,并将其划分为6个等级。根据注浆试验过程中动水流量随时间的变化曲线特征,将其分为四个类型。不同类型中,注浆堵水率和浆液封堵留存情况存在较大差异。(2)利用极差分析和方差分析的方法对注浆堵水效果的影响因素进行了分析。结果表明,在试验条件所考虑的四个因素中,对注浆堵水效果影响的显著性从大到小依次是动水流速、裂隙开度、注浆流量和凝胶时间。(3)利用数字图像处理技术,对试验过程中所获得的浆液扩散图像进行了处理,根据浆液在裂隙中的扩散和封堵留存情况,结合注浆堵水系数,将浆液在裂隙中的扩散形态分为完全封堵型、部分冲刷型和完全溃败型三种类型,提出了裂隙网络动水注浆的边缘冲刷机制。(4)对正交试验注浆过程中注浆压力和渗流压力的变化进行了分析,发现注浆效果不同,注浆压力和渗流压力会出现不同的变化形态。当测点渗流压力均出现上升趋势时注浆堵水效果好,出现部分上升部分下降时,注浆类型为部分冲刷型,当出现所有点渗流压力均下降时,注浆失败。(5)通过对比试验研究了水流对浆液扩散的影响。发现在静水和无水条件下浆液扩散形态呈现椭圆形,静水的稀释作用对浆液扩散形态的影响不明显;在动水条件下浆液优先向下游扩散,在注浆体的两侧和下游的浆水接触面,水流的冲刷和稀释作用更加明显。(6)通过正交试验和对比试验对不同裂隙开度组合条件下浆液扩散的各向异性进行了分析。发现当两组裂隙的开度不同时,浆液的扩散会表现出各向异性,且两组裂隙开度差别越大,浆液扩散的各向异性越显著。当存在动水条件时,因裂隙开度不同导致的浆液扩散的差异性会更加明显。(7)数值模拟结果表明,裂隙开度、动水流速和注浆流速对浆液扩散形态影响较大,而粘度变化对浆液扩散形态影响较小。裂隙开度、动水流速、粘度变化和注浆流量对注浆压力均有影响。