由于浅部矿产资源的不断枯竭,当前矿产资源开采逐渐由浅部资源开采进入深部矿产资源开采阶段,由此也产生了各种岩土体问题,如“三高一扰动”、地表沉降、巷道围岩变形、地下矿井渗水涌水等问题;同时还将遇到各种复杂的地质构造条件和矿山地质灾害问题,如断层破碎带、松散破碎岩土体、软弱岩层等问题。而工程实践证明,注浆加固技术是解决各类岩土工程问题的有效技术手段。然而,当前注浆理论的发展却滞后于工程实际应用的需求,不能为岩土工程注浆加固提供有效的理论指导。为了解决当前渗透注浆研究中未考虑浆液自重、注浆管角度与浆液扩散方向对注浆浆液渗透扩散过程的影响,本文采用文献调研、理论分析、推导演绎、数值模拟等研究方法,开展了基于浆液自重的多孔介质渗透注浆机制研究。本文取得的主要研究成果如下:(1)考虑浆液自重、注浆管角度与浆液扩散方向,推导了基于浆液自重的宾汉姆流体、幂律流体及牛顿流体渗流运动方程、球形渗透注浆扩散模型,并给出了模型中参数的确定方法以及公式的适用范围;提出了基于浆液自重的多孔介质渗透注浆机制;(2)运用实际案例验证了基于浆液自重的多孔介质渗透注浆机制。验证结果表明:考虑浆液自重的浆液扩散半径理论计算结果与模型试验结果的变化趋势基本一致,且考虑浆液自重的浆液扩散形态与模型试验浆液扩散形态基本一致,均表现为“类椭球体”形态;而不考虑浆液自重的浆液扩散半径在各个方向均相等,为标准的球体;并且随注浆管角度的不同,浆液在不同扩散方向上的扩散距离也不同,由此表明注浆管角度及浆液扩散方向对浆液扩散距离也是有影响的;(3)采用计算机编程语言技术,依托多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics平台与达西定律,二次开发得到了考虑浆液自重的多孔介质渗透注浆机制的三维数值模拟程序。该模拟程序可以实现对宾汉姆流体、幂律流体及牛顿流体在多孔介质中球形渗透扩散过程的数值模拟;(4)数值模拟结果表明:考虑浆液自重后,浆液扩散形态模拟结果表现为“类椭球体”形态,其与考虑浆液自重的理论计算结果及模型试验结果一致;而不考虑浆液自重的模拟结果与理论计算结果一致,浆液扩散形态为标准球体;(5)不同注浆压力时,随着注浆压力的增大,浆液自重对牛顿流体、宾汉姆流体浆液扩散距离的影响逐渐减弱;而考虑浆液自重对幂律流体浆液扩散过程的影响则与之相反。因此,对于宾汉姆流体和牛顿流体,采用低压注浆时应考虑浆液自重的影响;对于幂律流体,当注浆压力较大时,应考虑浆液自重的影响。