随着我国国民经济和基础设施建设的快速发展,注浆技术在各类地下工程建设中获得了普遍的应用,发挥着日益重要的作用。渗透注浆是目前应用最广泛的注浆方法之一,相关领域涉及水利水电工程、公路铁路工程、跨海交通工程和矿山井下工程,具有操作便利、对围岩扰动小的显著优点,解决诸如砂土体加固、防渗堵漏等问题,取得了良好的效果。但由于砂土体内部结构复杂多变,注浆渗流影响因素众多,造成现有渗透注浆研究停留在经验公式阶段,以致渗透注浆理论的发展滞后于工程实践,难以准确指导注浆工程。针对渗透注浆理论研究和工程应用中存在的问题,通过理论分析研究了水泥浆液在滤过效应下的封堵机理,同时开展了不同级配砂土体可注性及渗透注浆扩散模型试验,并结合室内试验验证了渗透注浆在滤过效应下的封堵机理,在此基础上,探讨了各影响因素间的定性、定量关系。(1)考虑多孔介质对颗粒型浆液的滤过作用,采用Kozeny-Carman模型,根据Ergun理论,研究了牛顿流体在非达西渗流和达西渗流条件下的扩散封堵机理,得到了浆液流速、扩散距离、渗流管道孔径及压力降的变化规律。(2)砂土体的可注性是渗透注浆的控制性因素,基于现有可注性理论,通过正交试验,研究了砂土体孔隙直径、水泥颗粒质量分数及注浆压力对可注性的影响规律,对各项试验数据进行了回归分析,得到了浆液扩散距离与砂土体孔隙直径、水泥颗粒质量分数、注浆压力之间的定量关系,并提出了新的砂土体有效可注性评价标准。(3)自主研发了渗透注浆试验装置,该装置具有注浆压力控制精确度高、受注介质模拟多样化、注浆效果反馈准确的优点。应用该试验装置,对各单粒径砂样和混合粒径砂样进行了正交试验,并结合回归分析,得到了固砂体加固强度与砂土体孔隙直径、水泥颗粒质量分数、注浆压力之间的定量关系,同时研究了固砂体加固率和渗透系数减小率沿扩散距离的变化规律。