围岩裂隙中的突涌水问题影响着地下工程的施工建设,具有突发性高、危害大、造成巨大经济损失等特点,研究突涌水的注浆封堵理论及技术至关重要。本文研制了可视化平面裂隙的注浆模型装置,研究不同参数下的浆液扩散规律,并运用Fluent软件进行三维平面裂隙的注浆模拟计算,通过室内模型试验和数值模拟相结合的方法,研究浆液在平面裂隙的运移扩散规律,分析各因素对浆液扩散规律、测点压力及封堵效果等参数的影响。主要研究内容及成果如下:(1)介绍了水泥-水玻璃浆液反应机理,依据水泥-水玻璃浆液的时变特性,将室内试验浆液扩散距离与Fluent软件模拟扩散距离对比,确定了浆液的粘度变化函数式,将粘度式带入软件进行模拟计算,并同模型试验扩散距离对比,最大点误差约在16%以内,证明粘度关系式的适用性。(2)建立了可视化平面裂隙注浆模型系统,主要包括模拟裂隙试验台、裂隙供排水装置、试验注浆装置和试验数据监测釆集装置,可实现不同工况下的注浆扩散规律研究,并运用孔隙水压计、电磁流量计、摄像机等设备对各参数进行实时监测记录。(3)通过室内模型试验,证明浆液在静水条件下呈圆形扩散,压力从注浆孔沿浆液扩散方向逐渐减小;在动水条件下浆液初期呈圆形扩散,随注浆时间增加,浆液沿顺水流方向的扩散速率较快,扩散形态向U形转变;分析了动水流速、动水压力、裂隙开度、不同浆液配比等单一参数变量下,浆液在动水条件下的注浆扩散规律研究。(4)运用计算流体力学软件Fluent对三维模型系统进行平面裂隙注浆数值模拟,研究浆液扩散半径、测线压力及测线速度等随时间变化规律,并与室内模型试验的浆液扩散规律对比,相互证明结果的可靠性,并通过Fluent软件对室内模型试验未试验工况进行研究。