我国是地下工程开发大国,各类地下工程施工建设中常穿越断层破碎带、高应力岩层等不良地质,易诱发突水、突泥等重大地质灾害。注浆是应对地下工程灾害的重要手段,广泛应用于各类地质灾害处治工作,取得了良好的效果,但由于注浆工程的隐蔽性,特别是应用于复杂地下岩体环境时,注浆多场耦合扩散机理及应用研究尚存在亟待解决的关键科学问题和工程技术难题。为此,本文针对传统离散裂隙网络介质模型难以考虑岩体基质渗透性的不足,创新提出了一种新的数值计算方法,即统一管道-界面单元法。该方法与传统有限单元法以及离散单元法相比,引入了界面单元计算裂隙扩展,既不需要局部裂纹扩展准则,也不需要跟踪算法,具有计算速度快,计算效率高的优点。在国家自然科学基金重点项目（51734009）的资助下,主要取得了以下成果:（1）在数值方法构建方面,建立含有复杂裂隙网络的裂隙-孔隙双重介质渗流模型及算法,提出将二维和三维裂隙-孔隙介质模型统一为一维管道模型的等效描述方法,采用同一套数学模型计算流体在裂隙以及孔隙介质中的流动,避免了裂隙孔隙介质中的水力交换过程,计算方法简单。采用界面单元模拟裂隙扩展,解决了传统有限元法模拟复杂裂隙网络裂隙扩展的难题。通过经典数值算例的模拟,验证了该方法的正确性。（2）在数值方法程序编制方面,基于显式求解和隐式求解的计算模型,在统一管道-界面单元法中提出了半显式求解的计算方法。在界面单元刚度矩阵的组装以及多场强耦合求解过程采用半显式计算方法,避免了由于隐式求解导致的鲁棒性损失以及显示求解计算时间长的问题,具有计算过程简单、收敛性好,稳定性强的优点。（3）在裂隙岩体浆液扩散研究方面,采用统一管道-界面单元法模拟了三维裂隙岩体浆液流动过程,建立了牛顿流体及宾汉流体的流动模型,提出了浆液粘度时变性追踪方法和浆液渗滤效应计算方法,有效评估了粘度时变性浆液的流动范围以及注浆稳定时间,揭示了粘度时变性浆液和渗滤效应浆液在裂隙岩体中的注浆扩散机理。（4）在裂隙岩体渗流场-应力场耦合注浆扩散研究方面,开展了劈裂注浆浆液扩散与裂隙扩展全过程动态分析,研究了岩体抗拉强度、裂隙能、注浆流量和原岩应力对裂隙扩展方向、浆液扩散范围以及注浆压力的影响,建立了多孔同时注浆和分序注浆模型,获得了不同注浆孔间距和注浆时间间隔下的浆液扩散规律,揭示了流场-应力场耦合作用下的浆液扩散机理。