【学术成果】张连震教授团队在微裂隙岩体注浆控渗领域取得重要进展

【本站讯】随着隧道、地下能源储库、矿山等地下工程建设的快速发展，微裂隙岩体渗流控制问题日益突出。注浆作为地下工程防渗堵水和岩体加固的重要技术手段，被广泛应用于微裂隙岩体地下水封堵。然而，传统注浆理论主要关注注浆扩散阶段，忽略了停止注浆后的压力消散过程以及浆液与裂隙岩体间的耦合效应，导致注浆压力、浆液扩散范围等重要工程指标预测精度不足。

注浆不同阶段岩体裂隙受力变形状态

裂隙内部浆液扩散过程与受力分析

张连震教授团队针对微裂隙岩体注浆过程中浆液与裂隙两侧岩体间的耦合作用，建立了单一平板微裂隙注浆扩散与压力消散全过程理论模型，并以此为基础，开发了一套能够完整模拟微裂岩体隙注浆工程中浆液扩散与压力消散过程的步进式算法，实现了注浆扩散阶段与压力消散阶段的全过程模拟计算。研究揭示了压力消散阶段裂隙两侧岩体弹性回弹与水泥基浆液屈服应力时变性之间的耦合作用机制，阐明了注浆结束后裂隙内部残余压力与残余变形的形成机理，并建立了相应的理论判据。

不同阶段下裂隙开度与浆液压力空间分布曲线

研究结果表明：(1) 在注浆时间相同条件下，忽略浆液-岩体耦合效应会导致注浆峰值压力被高估5倍左右；(2) 在相同的注浆峰值压力条件下，忽略浆液-岩体耦合效应会导致扩散半径计算结果偏小，注浆峰值压力较高的情况下(8-10 MPa) 尤为明显，扩散半径大小相差约2个数量级。因此，在微裂隙岩体注浆工程中，考虑浆液-岩体耦合效应是非常必要的。与此同时，研究进一步揭示了岩体弹性模量、裂隙开度等关键参数对注浆扩散及压力消散规律的影响机制，为复杂工况下注浆参数优化提供了理论依据。

为验证理论模型的可靠性，研究团队以青岛地铁2号线微裂隙注浆工程为依托开展工程验证。结果表明，模型计算结果与现场实测注浆压力吻合良好，注浆扩散阶段计算误差为5%～20%，压力消散阶段误差为10%～15%，充分验证了模型在工程应用中的合理性。

相关研究成果以“Grouting mechanism of micro-fissured rock considering slurry-rock mass coupling effect: Theoretical model”为题，发表于国际地下工程领域权威期刊《Tunnelling and Underground Space Technology》。张连震教授为第一作者，李明宸博士为第二作者，ok138cn太阳集团为第一署名单位。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

   文章链接：10.1016/j.tust.2026.107886